KR101937604B1 - 타이어 패턴 판정 장치, 차종 판별 장치, 타이어 패턴 판정 방법 및 프로그램 - Google Patents

Abstract

타이어 패턴 판정 장치는, 통과하는 차량의 휠에 상당하는 높이에 검출 광을 조사하는 조사부와, 상기 검출 광의 반사광을 검출하는 검출부와, 상기 검출부에 의한 상기 휠의 형상에 따른 상기 반사광의 검출 결과에 기초하여, 상기 차량의 타이어의 연설수를 판정하는 타이어 판정부를 구비한다.

Description

타이어 패턴 판정 장치, 차종 판별 장치, 타이어 패턴 판정 방법 및 프로그램

본 발명은 타이어 패턴 판정 장치, 차종 판별 장치, 타이어 패턴 판정 방법 및 프로그램에 관한 것이다.

본원 2015년 3월 12일에 일본에 출원된 특허 출원 제2015-049530호에 기초하여 우선권을 주장하고, 그 내용을 여기에 원용한다.

유료 도로 등의 요금소에는 요금을 수수하기 위한 요금 수수 설비가 설치되어 있다. 이러한 요금 수수 설비는 이용자와의 사이에서 요금의 수수 처리를 행하는 요금 자동 수수기와, 주행하는 차량의 차종을 판별하는 차종 판별 장치를 구비하고 있다. 요금 자동 수수기는 차종 판별 장치에 의해 판별된 차종에 따른 요금의 수수를 행한다.

이러한 요금 수수 설비에 있어서, 예를 들어 특허문헌 1에 개시되는 차종 판별 장치는 주행하는 차량의 차고(車高)나 차장(車長) 등(형상 패턴)을 취득하는 차량 검지기와, 차량의 타이어에 의한 압력을 검출하는 디딤판을 갖고, 상기 차량 검지기 및 디딤판을 통해 얻어지는 각종 정보에 기초하여, 당해 차량의 차종 판별을 행하고 있다.

그런데, 통상의 요금소에 있어서, 요금 자동 수수기는 이용자와의 요금 수수 처리를 행하는 시점에서, 이용 요금을 확정해 놓을 필요가 있기 때문에, 차량의 운전석이 요금 자동 수수기에 도달하기 전의 단계에서, 차종 판별 장치에 의한 차종의 판별 결과를 취득하고 있지 않으면 안 된다.

여기서, 차량의 통행 중에 있어서 당해 차량의 타이어가 디딤판을 밟은 회수를 검출함으로써, 당해 차량의 차축 수(vehicle axle number)를 취득할 수 있다. 그러나, 차종 판별을 위한 정보의 하나로서 차축 수를 이용하는 경우에는 차량의 운전석이 요금 자동 수수기에 도달하기 전의 단계에서, 대상이 되는 차량의 모든 타이어가 디딤판을 통과하고 있을 필요가 있다. 그 때문에, 통상의 요금소에 있어서는 통행하는 차량의 최대 차장(예를 들어, 18m)을 고려하여, 차종 판별 장치와 요금 자동 수수기와의 사이가 적어도 최대 차장 이상이 되도록 배치되어 있다.

특허문헌 1: 일본 공개 특허 공보 평8-235487호

그러나, 예를 들어 구름다리 위 등에 설치되어 있는 요금소에서는 노면에 디딤판을 매설하는 것이 곤란한 경우가 있다. 이 경우, 상술한 바와 같은 디딤판을 이용한 차종 판별 장치를 설치할 수 없다. 이 때문에, 차량의 차고나 차장 등의 정보만으로 차종의 판별을 행하지 않으면 안 되지만, 차고나 차장 등이 유사한 차량에 대해서는 차종의 판별을 행하기 위한 정보가 부족하고, 차종의 판별을 정확하게 행할 수 없을 가능성이 있다.

또한, 디딤판을 매설하는 것이 가능한 요금소라도 요금소의 설치 공간의 형편상 차종 판별 장치와 요금 자동 수수기와의 거리를 최대 차장 이상 확보하는 것이 곤란한 경우가 있다. 이 경우, 차종 판별 장치와 요금 자동 수수기와의 거리보다도 차장이 긴 차량은 모든 타이어가 디딤판을 통과하기 전에, 차량의 운전석이 요금 자동 수수기에 도달한다. 이 때문에, 차종 판별 장치는 타이어 폭, 차축 수, 트레드 폭, 타이어의 연설수(連設數)(차량의 한 군데의 부착 위치(하나의 차축에 있어서의 한쪽의 부착 위치)에 있어서 연이어 설치되어 있는 타이어의 개수) 등의 정보의 취득이 완료되기 전에 차종의 판별을 행하지 않으면 안 되기 때문에, 차장이 긴 차량에 대해서는 차종의 판별을 행하기 위한 정보가 부족하고, 차종의 판별을 정확하게 실시할 수 없을 가능성이 있다.

이와 같이, 차종의 판별을 행하기 위한 정보를 디딤판으로부터 취득하는 것이 곤란한 입지 조건을 갖는 요금소에 있어서는, 차종의 판별을 정확하게 실시할 수 없을 가능성이 있다.

본 발명은 이러한 과제를 감안하여 이루어진 것으로서, 요금소의 입지 조건에 관계없이 설치가 가능하며, 차종의 판별에 필요한 정보의 하나인 타이어의 연설수를 취득할 수 있는 타이어 패턴 판별 장치, 차종 판별 장치, 타이어 패턴 판별 방법 및 프로그램을 제공한다.

본 발명의 일 양태에 의하면, 타이어 패턴 판정 장치(20)는 통과하는 차량의 휠(W)에 상당하는 높이에 검출 광을 조사하는 조사부(20A, 20E)와, 상기 검출 광의 반사광을 검출하는 검출부(20B, 20E)와, 상기 검출부에 의한 상기 휠로부터의 상기 반사광의 검출 결과에 기초하여 상기 차량의 타이어의 연설수(D3)를 판정하는 타이어 판정부(203)를 구비한다.

이러한 구성으로 함으로써, 타이어 패턴 판정 장치는, 조사부가 검출 광을 조사하고, 검출부가 차량의 휠로부터의 당해 검출 광의 반사광을 검출한다. 타이어 판정부는 당해 반사광의 검출 결과에 기초하여 당해 휠의 형상을 인식하고, 당해 휠의 형상에 따른 타이어의 연설수를 판정한다. 또한, 타이어의 연설수란, 차량의 한 군데의 부착 위치(하나의 차축에 있어서의 한쪽의 부착 위치)에 있어서 연이어 설치되어 있는 타이어의 개수를 나타내고 있다. 이러한 타이어 패턴 판정 장치에 의하면, 조사부 및 검출부를 설치하는 것만으로, 차종의 판별에 필요한 정보의 하나인 타이어의 연설수를 판정할 수 있다. 이 때문에, 차종의 판별에 필요한 정보를 검출하는 검출용 장치를 노면에 매설할 수 없는 또는 설치하는 공간을 충분히 확보할 수 없는 요금소 등, 입지 조건에 제한이 있고, 검출용 장치로부터의 정보를 충분히 얻을 수 없는 요금소라도, 타이어 패턴 판정 장치를 설치하고, 당해 타이어 패턴 판정 장치가 판정한 타이어의 연설수에 기초하여 차종 판별을 행하는 것이 가능해진다.

본 발명의 일 양태에 의하면, 상술의 타이어 패턴 판정 장치에 있어서, 상기 조사부는 적어도 상기 휠을 포함하는 조사 범위에 상기 검출 광을 조사한다. 상기 검출부는 상기 반사광의 검출 결과에 기초하여, 상기 조사 범위를 포함하는 화상(D11)을 취득한다. 상기 타이어 판정부는 상기 화상 상에 나타나는 암부(暗部)(R1) 및 명부(明部)(R2)의 분포의 규칙성에 기초하여, 상기 타이어의 연설수를 판정한다.

이러한 구성으로 함으로써, 타이어 패턴 판정 장치는 조사부로부터 휠을 포함하는 조사 범위에 검출 광을 조사한다. 이에 의해, 휠에는 휠의 형상에 따라, 검출 광이 조사되지 않는 암부와, 검출 광이 조사되고 있는 명부가 형성된다. 즉, 당해 휠의 형상의 특징을 암부 및 명부의 분포로서 나타낼 수 있다. 이 결과, 타이어 판정부는 검출부가 취득한 화상 상에 나타난 휠의 암부 및 명부의 분포의 규칙성에 기초하여, 휠의 형상을 인식할 수 있다. 그리고 타이어 판정부는 당해 휠의 형상에 따른 타이어의 연설수를 판정하는 것이 가능해진다.

본 발명의 일 양태에 의하면, 상술의 타이어 패턴 판정 장치에 있어서, 상기 타이어 판정부는 상기 차량의 외측으로부터 보이는 싱글 타이어의 상기 휠의 볼록 형상과, 상기 차량의 외측으로부터 보이는 더블 타이어의 상기 휠의 오목 형상에 기인하여 발생하는 상기 암부 및 상기 명부의 분포의 규칙성에 기초하여, 상기 타이어의 연설수를 판정한다.

이러한 구성으로 함으로써, 타이어 판정부는 차량의 외측으로부터 보이는 싱글 타이어의 볼록 형상과, 차량의 외측으로부터 보이는 더블 타이어의 오목 형상에 기인하여 발생하는 암부 및 명부의 분포의 규칙성에 기초하여, 타이어의 연설수를 판정한다. 싱글 타이어는 차량의 외측으로부터 본 경우, 차량의 외측을 향하는 표면이 차량의 외측을 향해 돌출하는 볼록 형상을 갖고 있다. 또한, 더블 타이어는 차량의 외측으로부터 본 경우, 차량의 외측을 향하는 표면이 차량의 외측을 향해 오목한 오목 형상을 갖고 있다. 타이어 판정부는 이러한 싱글 타이어 및 더블 타이어의 형상의 상위(相違)에 기인하여 발생하는 암부 및 명부의 분포의 규칙성에 기초하여, 휠의 형상을 인식할 수 있다. 그리고 타이어 판정부는 당해 휠의 형상에 따른 타이어의 연설수를 판정하는 것이 가능해진다.

본 발명의 일 양태에 의하면, 상기 조사부는 상기 검출 광으로서 레이저 광을 조사한다. 상기 검출부는 상기 반사광의 검출 결과에 기초하여, 상기 검출부로부터 조사 대상까지의 거리를 측정한다. 상기 타이어 판정부는 상기 거리의 복수의 측정 결과에 의해 상기 휠의 형상의 특징을 인식하여, 당해 휠의 형상에 따른 상기 타이어의 연설수를 판정한다.

이러한 구성으로 함으로써, 타이어 패턴 판정 장치는 검출부에 있어서, 반사광의 검출 결과에 기초하여, 검출부로부터 조사 대상까지의 거리를 측정한다. 이에 의해, 타이어 판정부는 당해 거리의 복수의 측정 결과에 기초하여 휠의 형상의 특징을 인식하여, 당해 휠의 형상에 따른 타이어의 연설수를 판정하는 것이 가능해진다.

본 발명의 일 양태에 의하면, 상기 조사부는 상기 차량의 높이 방향에 따라, 다른 복수의 높이로 상기 레이저 광을 조사한다.

이러한 구성으로 함으로써, 조사부는 차량의 높이 방향을 따라, 다른 복수의 높이로 레이저 광을 조사한다. 이에 의해, 휠이 배치되어 있는 높이 방향에 있어서의 위치가 차량마다 달라도, 레이저 광이 조사되는 높이 방향에 있어서의 범위의 어딘가의 위치에 휠(W)이 배치되어 있는 위치를 포함하도록 할 수 있다. 이 때문에, 조사부는 휠의 높이 방향에 있어서의 하단부로부터 상단부까지 레이저 광을 조사할 수 있고, 휠의 형상의 특징을 인식하기에 충분한 반사광의 검출 결과를 얻는 것이 가능해진다.

본 발명의 일 양태에 의하면, 상기 조사부는 상기 차량의 폭 방향에 대해 경사진 방향으로 상기 검출 광을 조사한다.

이러한 구성으로 함으로써, 조사부는 차량의 폭 방향에 대해 경사진 방향으로 검출 광을 조사한다. 이 때문에, 조사부는 타이어의 휠에 있어서 암부 및 명부를 보다 명료하게 형성할 수 있다. 이 결과, 타이어 판정부는 검출부가 취득한 화상 상에 나타난 휠의 암부 및 명부의 분포의 규칙성에 기초하여, 휠의 형상의 특징을 인식할 수 있다. 그리고 타이어 판정부는 당해 휠의 형상에 따른 타이어의 연설수를 판정하는 것이 가능해진다.

본 발명의 일 양태에 의하면, 상기 조사부는 상기 조사부가 설치되어 있는 위치보다 상기 차량의 진행 방향 앞쪽을 향해 상기 검출 광을 조사한다.

이러한 구성으로 함으로써, 조사부는 조사부가 설치되어 있는 위치보다 차량의 진행 방향 앞쪽을 향해 검출 광을 조사한다.

이에 의해, 조사부는 차량의 진행 방향 앞쪽에 배치되어 있는 휠에 대해, 검출 광의 조사를 행할 수 있다. 이 때문에, 차종의 판별에 필요한 정보를 검출하는 검출용 장치를 설치하는 공간을 충분히 확보할 수 없는 요금소라도, 차량의 이용 요금을 확정하기 전에, 당해 차량의 가장 진행 방향 앞쪽에 배치되어 있는 휠까지 검출 광의 조사를 행할 수 있다. 이 결과, 차량의 진행 방향 앞쪽에 배치되어 있는 각 휠의 형상의 특징을 인식하고, 당해 휠의 형상에 따른 상기 타이어의 연설수를 판정할 수 있다.

본 발명의 일 양태에 의하면, 차종 판별 장치는 상술의 어느 일 양태에 있어서의 타이어 패턴 판정 장치와, 상기 타이어 패턴 판정 장치가 판정한 상기 타이어의 연설수에 기초하여 차종을 판별하는 차종 구분 판별부를 구비한다.

본 발명의 일 양태에 의하면, 타이어 패턴 판정 방법은 통과하는 차량의 휠에 상당하는 높이에 검출 광을 조사하는 조사 단계와, 상기 검출 광의 반사광을 검출하는 검출 단계와, 상기 검출 단계에 의한 상기 휠의 형상에 따른 상기 반사광의 검출 결과에 기초하여, 상기 차량의 타이어의 연설수를 판정하는 타이어 판정 단계를 갖는다.

본 발명의 일 양태에 의하면, 통과하는 차량의 타이어의 연설수를 판정하는 타이어 패턴 판정 장치의 컴퓨터를 기능시키는 프로그램은 상기 컴퓨터를, 상기 차량의 휠에 상당하는 높이에 검출 광을 조사하는 조사부, 상기 검출 광의 반사광을 검출하는 검출부, 상기 검출부에 의한 상기 휠의 형상에 따른 상기 반사광의 검출 결과에 기초하여, 상기 차량의 타이어의 연설수를 판정하는 타이어 판정부로서 기능시킨다.

상술의 타이어 패턴 판별 장치, 차종 판별 장치, 타이어 패턴 판별 방법 및 프로그램에 의하면, 요금소의 입지 조건에 관계없이 설치가 가능하며, 차종의 판별에 필요한 정보의 하나인 타이어의 연설수를 취득할 수 있다.

도 1은 본 발명의 제 1 실시형태에 관한 요금 수수 설비의 개략도이다.
도 2는 본 발명의 제 1 실시형태에 관한 차종 판별 장치의 개략도이다.
도 3은 본 발명의 제 1 실시형태에 관한 차종 판별 장치의 블록도이다.
도 4a는 본 발명의 제 1 실시형태에 관한 타이어에 검출 광을 조사한 때의 예를 나타내는 측면도이며, 싱글 타이어의 예를 나타낸다.
도 4b는 본 발명의 제 1 실시형태에 관한 타이어에 검출 광을 조사한 때의 예를 나타내는 측면도이며, 더블 타이어의 예를 나타낸다.
도 5a는 본 발명의 제 1 실시형태에 관한 타이어에 검출 광을 조사한 때의 예를 나타내는 단면도이며, 싱글 타이어의 예를 나타낸다.
도 5b는 본 발명의 제 1 실시형태에 관한 타이어에 검출 광을 조사한 때의 예를 나타내는 단면도이며, 더블 타이어의 예를 나타낸다.
도 6은 본 발명의 제 1 실시형태에 관한 타이어 패턴의 판정 순서를 나타내는 플로차트이다.
도 7은 본 발명의 제 2 실시형태에 관한 요금 수수 설비의 개략도이다.
도 8은 본 발명의 제 2 실시형태에 관한 차종 판별 장치의 블록도이다.
도 9a는 본 발명의 제 2 실시형태에 관한 타이어의 검출 스캔 패턴의 예를 나타내는 도면이며, 싱글 타이어의 예를 나타낸다.
도 9b는 본 발명의 제 2 실시형태에 관한 타이어의 검출 스캔 패턴의 예를 나타내는 도면이며, 더블 타이어의 예를 나타낸다.
도 10은 본 발명의 제 2 실시형태에 관한 타이어 패턴의 판정 순서를 나타내는 플로차트이다.
도 11은 타이어 패턴 판정 장치의 하드웨어 구성의 예를 나타내는 도면이다.

<제 1 실시형태>

(전체구성)

이하, 본 발명의 제 1 실시형태에 관한 요금 수수 설비(1)에 대해 도면을 참조하여 설명한다.

도 1은 제 1 실시형태에 관한 요금 수수 설비(1)의 개략도이다.

본 실시형태에 있어서, 요금 수수 설비(1)는 도 1에 나타내는 바와 같이 유료 도로의 출구 요금소에 설치되어, 유료 도로의 이용자인 차량(A)의 운전자로부터 이용 요금을 수수한다.

본 실시형태에 있어서의 요금 수수 설비(1)는 도 1에 나타내는 바와 같이, 차종 판별 장치(10)와, 요금 자동 수수기(11)와, 발진 제어기(13)와, 발진 검지기(14)를 구비하고 있다.

요금 수수 설비(1)는 차선(L)의 양측부에 배치된 아일랜드(island)(I) 상에 설치되어, 차선(L) 상에 정지한 차량(A)과의 사이에서 요금 수수 처리를 행하기 위한 설비이다.

이후의 설명에 있어서, 차선(L)을 따르는 방향을 진행 방향(도 1에 있어서의 X 방향)으로 부른다. 또한, 차선(L) 상에서 차량(A)이 나아가는 방향 측(도 1에 있어서의 +X측)을 진행 방향 안쪽으로 부르고, 차량(A)이 나아가는 방향 측과는 반대 측(도 1에 있어서의 -X측)을 진행 방향 앞쪽으로 부른다. 또한, 차량(A)의 차폭 방향을 폭 방향(도 1에 있어서의 Y 방향)으로 부르고, 차량(A)의 차고 방향을 높이 방향(도 1에 있어서의 Z 방향)으로 부른다.

차종 판별 장치(10)는 도 1에 나타내는 바와 같이, 차선(L)의 진행 방향 앞쪽(도 1에 있어서의 -X측)에 설치되고, 요금소의 차선(L)에 진입하는 차량(A)의 특징을 검출하여, 차종 구분(D1)(도 3)을 판별하기 위한 장치군이다. 본 실시형태에 있어서, 차종 판별 장치(10)는 차량 검지기(10A)와, 번호판 인식부(10B)와, 타이어 패턴 판정 장치(20)를 검출용 장치로서 구비하고 있다.

여기서, 차종 구분(D1)이란 유료 도로의 요금을 결정하기 위한 차종 구분(D1)을 나타내는 것이며, 본 실시형태에서는, 예를 들어 차종 판별 장치(10)는 「경자동차 등」, 「보통차」, 「중형차」, 「대형차」, 「특대차」의 5개의 구분을 판별한다. 또한, 차량(A)의 특징이란 차선(L)에 진입하는 차량(A) 고유의 정보이며, 본 실시형태에 있어서는 번호판 정보(D2)(도 3) 및 타이어(T)의 연설수(D3)(도 3)이다. 차종 판별 장치(10)는 이들 번호판 정보(D2) 및 타이어(T)의 연설수(D3)에 기초하여, 차종의 판별을 행하는 장치이다. 또한, 차종 판별 장치(10)가 구비하는 차량 검지기(10A), 번호판 인식부(10B) 및 타이어 패턴 판정 장치(20)의 구체적인 구성에 대해서는 후술한다(도 2 및 도 3 참조).

요금 자동 수수기(11)는 도 1에 나타내는 바와 같이, 차종 판별 장치(10) 및 타이어 패턴 판정 장치(20)보다도 차선(L)의 진행 방향 안쪽(도 1에 있어서의 +X측)에 설치되어 있다. 또한, 요금 자동 수수기(11)는 본 실시형태에 있어서는 차선(L)의 폭 방향 한쪽 편(도 1에 있어서의 -Y측)에 설치되어 있지만, 다른 실시형태에 있어서는 차선(L)의 폭 방향 다른 쪽 편(도 1에 있어서의 +Y측)에 설치되어 있어도 좋다.

요금 자동 수수기(11)는 차량(A)의 차종 구분(D1)과 유료 도로의 주행 거리에 따른 이용 요금을 차량(A)의 운전자에게 과금한다.

발진 제어기(13)는 차선(L)에 진입한 차량(A)의 이용 요금의 수수가 완료될 때까지, 차량(A)을 발진시키지 않도록 하는 등의 목적으로, 게이트의 개방 및 폐쇄를 행한다. 도 1에 나타내는 바와 같이, 발진 제어기(13)는 차선(L)에 있어서의 요금 자동 수수기(11)보다도 진행 방향 안쪽(도 1에 있어서의 +X측)에 설치되어 있다. 발진 제어기(13)는 요금 자동 수수기(11)로부터 개방 동작 지시 신호가 입력된 때에 게이트를 열고, 차량(A)에 대해 발진을 허가한다. 마찬가지로, 발진 제어기(13)는 요금 자동 수수기(11)로부터 폐쇄 동작 지시 신호가 입력된 때에 게이트를 닫는다.

발진 검지기(14)는 차선(L)에 있어서의 발진 제어기(13)보다도 진행 방향 안쪽(도 1에 있어서의 +X측)에 설치되어, 차량(A)이 차선(L)으로부터 퇴출했는지 여부를 검출한다. 발진 검지기(14)의 검출 신호는 요금 자동 수수기(11)로 출력된다. 요금 자동 수수기(11)는 발진 검지기(14)로부터의 검출 신호의 입력을 접수하면, 게이트를 닫기 위해 발진 제어기(13)에 폐쇄 동작 지시 신호를 출력한다.

(차종 판별 장치의 구성)

도 2는 본 발명의 제 1 실시형태에 관한 차종 판별 장치(10)의 개략도이다.

도 2에 나타내는 바와 같이, 차종 판별 장치(10)는 차량 검지기(10A)와, 번호판 인식부(10B)와, 타이어 패턴 판정 장치(20)를 검출용 장치로서 구비하고 있다. 또한, 차종 판별 장치(10)는 이들 검출용 장치가 검출하는 신호에 기초하여, 차량(A)의 차종 구분(D1)을 판별하기 위한 차종 구분 판별부(10C)를 구비하고 있다.

또한, 본 실시형태에 있어서, 차종 구분 판별부(10C)가 차종 판별 장치(10)(예를 들어, 도 1에 나타내는 바와 같이 차량 검지기(10A))에 내장되어 있는 양태로 설명하지만, 이 양태에 한정되지 않는다. 예를 들어, 다른 실시형태에 있어서는 차종 구분 판별부(10C)가 네트워크 상에 접속된 차종 판별 장치(10) 이외의 장치에 내장되어 있어도 좋다.

차량 검지기(10A)는 요금 자동 수수기(11)보다도 차선 방향 앞쪽(도 1에 있어서의 -X측)에 있어서, 차선(L)의 양측에 투수광(投受光) 1쌍이 설치되어 있다. 차량 검지기(10A)는 높이 방향(도 2에 있어서의 Z 방향)으로 배열된 미도시의 수광 센서에 의해, 차량(A)의 차선(L)으로의 진입에 따른 검출 신호를 차종 구분 판별부(10C)로 출력한다. 차량 검지기(10A)는 차선(L)에 진입한 차량(A)이 수광 센서에 투광되는 빛을 차단함으로써, 차량(A) 1대마다의 진입 및 통과를 검출 가능한 검출 신호를 차종 구분 판별부(10C) 및 타이어 패턴 판정 장치(20)로 출력한다. 구체적으로는, 차량 검지기(10A)는 차량(A)의 진입을 검지하면 차량 진입 정보(D5)(도 3)를, 차량(A)의 통과를 검지하면 차량 통과 정보(D6)(도 3)를, 차종 구분 판별부(10C) 및 타이어 패턴 판정 장치(20)로 출력한다.

번호판 인식부(10B)는 차량 검지기(10A)에 의한 차량(A)의 진입 검지에 따라 차량(A)의 번호판을 포함하는 차량(A)의 전면 화상을 촬영하여, 차량(A)의 번호판 정보(D2)(차량 등록 정보 및 번호판의 크기)를 취득한다.

타이어 패턴 판정 장치(20)는 요금소의 차선(L)에 진입하는 차량(A)의 타이어(T)의 연설수(D3)를 판정하고, 당해 타이어(T)의 연설수(D3)를 차종 구분 판별부(10C)에 출력하는 장치이다. 여기서, 타이어(T)의 연설수(D3)란 차량(A)의 한 군데의 부착 위치(하나의 차축에 있어서의 한쪽의 부착 위치)에 연이어 설치되어 있는 타이어(T)의 개수를 나타내고 있다. 본 실시형태에 있어서는 하나의 부착 위치에 하나의 타이어(T)가 부착되어 있는(연설수(D3)가 「1」이다) 싱글 타이어(T1)와, 하나의 부착 위치에 2개의 타이어가 부착되어 있는(연설수(D3)가 「2」이다) 더블 타이어(T2)가 존재한다.

차종 구분 판별부(10C)는 차량 검지기(10A)로부터 취득한 차량 진입 정보(D5) 및 차량 통과 정보(D6)와, 번호판 인식부(10B)로부터 취득한 번호판 정보(D2)와, 타이어 패턴 판정 장치(20)가 판정한 타이어(T)의 연설수(D3)에 기초하여, 차량(A)의 차종 구분(D1)을 판별한다.

타이어 패턴 판정 장치(20)는 조명부(20A)(조사부)와, 촬상부(20B)(검출부)와, 주 제어부(20C)와, 기억부(20D)를 구비하고 있다.

조명부(20A)는 도 2에 나타내는 바와 같이, 요금 자동 수수기(11)와는 차선(L)을 협지하여 반대 측의 아일랜드(I) 상에 설치되어 있다. 본 실시형태에 있어서는 조명부(20A)는 차선(L)의 폭 방향 다른 쪽 편(도 2에 있어서의 +Y측)의 아일랜드(I) 상에 설치되어 있다. 본 실시형태에 있어서, 조명부(20A)는 차량(A)의 폭 방향 다른 쪽 편(도 2에 있어서의 +Y측)에 배치된 휠(W)을 조사 대상으로 하여, 검출 광의 조사를 행한다.

또한, 본 실시형태에 있어서, 조명부(20A)는 검출 광으로서, 예를 들어 적외 광을 조사하지만, 다른 실시형태에 있어서는 가시광 등이라도 좋다.

조명부(20A)는 소정의 조사 범위에 검출 광을 조사한다. 소정의 조사 범위는 조명부(20A)보다도 차선(L)의 진행 방향 앞쪽(도 2에 있어서의 -X측)의 영역이며, 차량(A)의 휠(W)에 상당하는 높이가 포함되는 범위로 설정되어 있다.

조명부(20A)는 검출 광의 조사 방향(조명부(20A)와 조사 범위의 중심을 연결하는 가상선을 따르는 방향)이, 차선(L)의 폭 방향(도 2에 있어서의 Y 방향)에 대해 경사지도록 배치되어 있다. 본 실시형태에 있어서는 조사부(20A)는 검출 광의 조사 방향이 차선(L)의 진행 방향 앞쪽(도 2에 있어서의 -X측)을 향하도록, 당해 조사 방향과 차선(L)의 진행 방향(도 2에 있어서의 X 방향)이 약 45도의 각도로 교차하도록 배치되어 있지만, 이에 한정되는 것은 아니다. 다른 실시형태에 있어서는 차선(L)의 폭 방향(도 2에 있어서의 Y 방향)에 대해 경사져 있으면, 차선(L)의 진행 방향 안쪽(도 2에 있어서의 +X측)을 향해 검출 광을 조사해도 좋고, 차선(L)의 위쪽(도 2에 있어서의 +Z측)으로부터 아래쪽(도 2에 있어서의 -Z 방향)을 향해 검출 광을 조사해도 좋다.

그리고 소정의 조사 범위는 당해 조사 방향을 중심으로 하여, 차선(L)의 진행 방향(도 2에 있어서의 X 방향)에 있어서의 일정한 범위와, 차량(A)의 높이 방향(도 2에 있어서의 Z 방향)에 있어서의 타이어(T)의 하단부로부터 상단부까지의 범위를 포함하도록 설정되어 있다.

촬상부(20B)는 도 2에 나타내는 바와 같이, 조명부(20A)가 설치되어 있는 아일랜드(I)(도 2에 있어서의 +Y측의 아일랜드(I)) 상에 있어서, 조명부(20A) 및 차량 검지기(10A)와 인접한 위치이며, 조명부(20A)보다도 차선(L)의 진행 방향 앞쪽(도 2에 있어서의 -X측)에 설치되어 있다.

촬상부(20B)는 소정의 촬상 범위를 일정한 간격으로 연속하여 촬상함으로써, 휠(W)에 의한 검출 광의 반사광을 검출하여, 당해 반사광의 검출 결과에 기초하는 화상(D11)(도 3)을 취득한다. 소정의 촬상 범위는 촬상부(20B)가 설치되어 있는 위치로부터 차선(L)의 진행 방향 앞쪽(도 2에 있어서의 -X측)의 영역이며, 조명부(20A)의 조사 범위를 포함하도록 설정되어 있다. 본 실시형태에 있어서, 촬상부(20B)는 차량(A)의 폭 방향 다른 쪽 편(도 2에 있어서의 +Y측)에 배치된 휠(W)을 촬상 대상으로 하고 있다.

또한, 본 실시형태에 있어서는 검출 광인 적외 광을 검출 가능한 적외선 카메라가 촬상부(20B)로서 사용되지만, 다른 실시형태에 있어서는 조명부(20A)가 조사하는 검출 광에 따라 다른 종류의 카메라를 사용해도 좋다.

또한, 촬상부(20B)가 취득한 화상(D11)의 화상 처리를 행함으로써(예를 들어, 거의 원형의 휠을 포착하는 것과 같은 처리를 행함으로써), 조사 범위 및 촬상 범위를 자동적으로 설정하도록 해도 좋다. 또한, 관리자 등이 조사 범위 및 촬상 범위를 수동으로 설정하도록 해도 좋다.

주 제어부(20C)는 촬상부(20B)가 취득한 화상(D11)에 기초하여, 차량(A)의 타이어(T)의 연설수(D3)를 판정한다.

또한, 본 실시형태에 있어서, 주 제어부(20C)가 타이어 패턴 판정 장치(20)(예를 들어, 도 2에 나타내는 바와 같이 촬상부(20B))에 내장되어 있는 양태로 설명하지만, 이 양태에 한정되지 않는다. 예를 들어, 다른 실시형태에 있어서는 주 제어부(20C)가 차종 판별 장치(10)의 다른 검출용 장치(예를 들어, 차량 검지기(10A))에 내장되어 있어도 좋고, 네트워크 상에 접속된 차종 판별 장치(10) 이외의 장치에 내장되어 있어도 좋다.

기억부(20D)는 타이어 패턴의 판정을 행하기 위한 정보를 축적하기 위한 기억 장치이다. 본 실시형태에 있어서는 기억부(20D)는 타이어 패턴 판정 장치(20)에 설치되어 있지만, 다른 실시형태에 있어서는 기억부(20D)를 네트워크로 접속된 외부 서버 등에 마련해도 좋다.

(차종 판별 장치의 기능)

도 3은 본 발명의 제 1 실시형태에 관한 차종 판별 장치의 블록도이다.

차종 판별 장치(10)는 도 3에 나타내는 바와 같이, 차량 검지기(10A)와, 번호판 인식부(10B)와, 차종 구분 판별부(10C)와, 타이어 패턴 판정 장치(20)를 구비하고 있다.

차량 검지기(10A)는 차량(A)이 차선(L)에 진입한 것을 검출 가능한 차량 진입 정보(D5)와, 차량(A)이 차량 검지기(10A)를 통과한 것을 검출 가능한 차량 통과 정보(D6)를 차종 구분 판별부(10C) 및 타이어 패턴 판정 장치(20)로 출력한다.

또한, 번호판 인식부(10B)는 취득한 번호판 정보(D2)를 차종 구분 판별부(10C)로 출력한다.

타이어 패턴 판정 장치(20)는 도 3에 나타내는 바와 같이, 조명부(20A)와, 촬상부(20B)와, 주 제어부(20C)와, 기억부(20D)를 구비하고 있다.

주 제어부(20C)는 휠 검출부(202)와 타이어 판정부(203)를 갖고 있다.

조명부(20A)는 항상 소정의 조사 범위에 대해 검출 광을 조사한다.

촬상부(20B)는 소정의 촬상 범위를 일정한 간격으로 연속하여 촬상하여, 화상(D11)을 취득한다. 촬상부(20B)는 취득한 화상(D11)을 휠 검출부(202)에 출력한다.

휠 검출부(202)는 촬상부(20B)로부터 수신한 각 화상(D11)에 차량(A)의 휠(W)이 포함되는지 여부를 판단하여, 휠(W)이 포함되어 있는 화상(D11)을 추출한다.

본 실시형태에 있어서, 기억부(20D)는 휠(W)을 검출하기 위한 데이터로서, 미리 취득한 복수의 싱글 타이어(T1) 및 더블 타이어(T2)의 휠(W)의 화상을, 샘플 화상(D12)으로서 축적하고 있다. 휠 검출부(202)는 촬상부(20B)로부터 수신한 화상(D11)의 특징점과, 기억부(20D)에 축적되어 있는 샘플 화상(D12)의 특징점을 비교함으로써, 당해 화상(D11)에 휠(W)이 포함되어 있는지 여부를 검출한다. 여기서 비교되는 특징점은 휠(W)의 검출이 가능하면, 윤곽, 히스토그램 등, 어떠한 특징점을 비교해도 좋다. 또한, 본 실시형태에 있어서는 휠 검출부(202)는 차량(A)의 휠(W)을 검출하지만, 다른 실시형태에 있어서는 타이어(T)를 검출해도 좋고, 타이어(T) 및 휠(W)의 쌍방을 검출해도 좋다.

휠 검출부(202)는 화상(D11)에 차량(A)의 휠(W)이 포함된다고 판단한 경우, 당해 화상(D11)을 추출하고, 당해 화상(D11) 상의 휠(W)이 촬상되어 있는 영역의 좌표 정보와 함께 타이어 판정부(203)에 출력한다.

또한, 화상(D11)은 촬상부(20B)에 의해 일정한 간격으로 연속하여 촬상되고 있기 때문에, 동일한 휠(W)이 복수의 화상(D11)에 포함되어 있는 경우가 있다. 이 때문에, 휠 검출부(202)는 각 화상(D11)을 비교하고, 휠이 검출되고 나서 당해 휠이 검출되지 않을 때까지의 화상(D11)을, 하나의 휠(W)의 화상(D11)으로서 할당한다. 이에 의해, 타이어 판정부(203)는 취득한 화상(D11) 중 어느 화상(D11)이 어느 휠(W)에 관련된 것인지를 판단할 수 있다. 또한, 하나의 화상(D11)에 복수의 휠(W)이 검출된 경우는 동일한 화상(D11)을 각 휠(W)의 각각에 할당하도록 해도 좋다. 이 경우, 휠(W)마다 식별 번호를 설정하고, 첫 번째의 휠(W)의 식별 번호와 함께 화상(D11)을 출력하고, 두 번째의 휠(W)의 식별 번호와 함께 동일한 화상(D11)을 출력하도록 해도 좋다. 이에 의해, 타이어 판정부(203)는 취득한 화상(D11) 중 어느 화상(D11)이 어느 휠(W)의 것인지를 판단할 수 있다. 또한, 당해 화상(D11) 상의 휠(W)이 촬상되어 있는 영역의 좌표 정보에, 각 휠(W)의 식별 번호를 포함시켜도 좋다. 이에 의해, 타이어 판정부(203)는 취득한 화상(D11) 중 어느 영역의 좌표가 어느 휠(W)의 것인지를 판단할 수 있다.

타이어 판정부(203)는 휠 검출부(202)로부터 수신한 화상(D11)에 포함되는 휠(W)에 기초하여, 당해 휠(W)에 대응하는 타이어(T)의 연설수(D3)를 판정한다.

도 4a는 본 발명의 제 1 실시형태에 관한 타이어(T)에 검출 광을 조사한 때의 예를 나타내는 측면도이며, 싱글 타이어(T1)의 예를 나타낸다. 도 4b는 본 발명의 제 1 실시형태에 관한 타이어(T)에 검출 광을 조사한 때의 예를 나타내는 측면도이며, 더블 타이어(T2)의 예를 나타낸다.

또한, 도 5a는 본 발명의 제 1 실시형태에 관한 타이어(T)에 검출 광을 조사한 때의 예를 나타내는 단면도이며, 싱글 타이어(T1)의 예를 나타낸다. 도 5a는 본 발명의 제 1 실시형태에 관한 타이어(T)에 검출 광을 조사한 때의 예를 나타내는 단면도이며, 더블 타이어(T2)의 예를 나타낸다.

도 4a 및 도 5a에 나타내는 바와 같이, 싱글 타이어(T1)의 휠(W)은 차축(S)을 중심으로 한 대략 원통 형상을 갖는 림(301)과, 차축(S)을 중심으로 한 대략 원반 형상을 갖고, 직경 방향 안쪽 측의 표면의 일부가 돌출하는 볼록부를 갖는 디스크(302)로 구성되어 있다.

도 5a에 나타내는 바와 같이, 싱글 타이어(T1)에 있어서의 디스크(302)는 림(301)의 차량(A)의 외측(도 5a에 있어서의 +Y측)의 단부에, 볼록부를 차량(A)의 외측(도 5a에 있어서의 +Y측)을 향한 상태로 설치되어 있다.

따라서 싱글 타이어(T1)의 휠(W)은 차량(A)의 외측(도 5a에 있어서의 +Y측)으로부터 본 경우, 차량(A)의 외측을 향하는 표면이 차량(A)의 외측을 향해 돌출하는 볼록 형상으로 된다.

또한, 더블 타이어(T2)는 도 5b에 나타내는 바와 같이, 2개의 휠(W)의 디스크(302)들을 연결하여 형성된 타이어이다.

도 4b 및 도 5b에 나타내는 바와 같이, 더블 타이어(T2)의 휠(W)은 싱글 타이어(T1)와 마찬가지로, 차축(S)을 중심으로 한 대략 원반 형상을 갖고, 직경 방향 안쪽 측의 표면의 일부가 돌출하는 볼록부를 갖는 디스크(302)로부터 구성되어 있다. 도 5b에 나타내는 바와 같이, 더블 타이어(T2)의 휠(W) 중 차량(A)의 외측에 배치되는 휠(W)의 디스크(302)는 림(301)의 차량(A)의 안쪽(도 5b에 있어서의 -Y측)의 단부에, 볼록부를 차량(A)의 안쪽(도 5b에 있어서의 -Y측)을 향한 상태로 설치되어 있다. 따라서 더블 타이어(T2)의 휠(W)은 차량(A)의 외측(도 5b에 있어서의 +Y측)으로부터 본 경우, 차량(A)의 외측을 향하는 표면이 차량(A)의 안쪽(도 5b에 있어서의 -Y측)을 향해 오목한 오목 형상으로 된다. 즉, 더블 타이어(T2)의 차량(A)의 외측에 배치되는 휠(W)은 싱글 타이어(T1)의 휠(W)을 차량(A)의 폭 방향(도 5a 및 도 5b에 있어서의 Y 방향)으로 반전시킨 것이다.

이와 같이, 싱글 타이어(T1) 및 더블 타이어(T2)는 휠(W)의 차량(A)의 외측(도 5a 및 도 5b에 있어서의 +Y측)으로부터 보이는 형상이 달라진다. 본 발명에 관한 타이어 패턴 판정 장치(20)는 당해 휠(W)의 차량(A)의 외측으로부터 보이는 형상의 상위에 기초하여, 싱글 타이어(T1)와 더블 타이어(T2) 중 어떤 타이어인지를 판정하는 것이다.

본 실시형태에 있어서는 조사부(20A)가 휠(W)에 대해 검출 광을 조사함으로써, 당해 상위를 검출하고 있다. 추가로, 조명부(20A)가, 조사 방향을 차선(L)의 폭 방향(도 2에 있어서의 Y 방향)에 대해 비스듬히 검출 광을 조사함으로써, 당해 상위를 보다 검출하기 쉽게 하고 있다.

구체적으로는, 싱글 타이어(T1)에 대해, 진행 방향 안쪽(도 4a 및 도 5a에 있어서의 +X측)으로부터 검출 광이 조사되면, 싱글 타이어(T1)의 휠(W)의, 차량(A)의 외측으로부터 보이는 형상(볼록 형상)의 특징에 기초하여, 디스크(302)의 조명부(20A)측을 향하는 표면에 있어서, 진행 방향 앞쪽(도 4a 및 도 5a에 있어서의 -X측)에 검출 광이 닿지 않는 암부(R1)가 형성되고, 진행 방향 안쪽(도 4a 및 도 5a에 있어서의 +X측)에 검출 광이 직접 닿는 명부(R2)가 형성된다는 암부(R1) 및 명부(R2)의 분포(형성되는 위치)의 규칙성이 나타난다.

또한, 더블 타이어(T2)에 대해, 진행 방향 안쪽(도 4b 및 도 5b에 있어서의 +X측)으로부터 진행 방향 앞쪽(도 4b 및 도 5b에 있어서의 -X측)을 향해 검출 광이 조사되면, 더블 타이어(T2)의 휠(W)의, 차량(A)의 외측으로부터 보이는 형상(오목 형상)의 특징에 기초하여, 디스크(302)의 조명부(20A) 측을 향하는 표면에 있어서, 진행 방향 안쪽(도 4b 및 도 5b에 있어서의 +X측)에 검출 광이 닿지 않는 암부(R1)가 형성되고, 진행 방향 앞쪽(도 4b 및 도 5b에 있어서의 -X측)에 검출 광이 직접 닿는 명부(R2)가 형성된다는 암부(R1) 및 명부(R2)의 분포(형성되는 위치)의 규칙성이 나타난다.

이와 같이, 싱글 타이어(T1) 및 더블 타이어(T2)는 조명부(20A)가 설치되어 있는 차선(L)의 폭 방향 다른 쪽 편(도 5a 및 도 5b에 있어서의 +Y측)으로부터 본 경우, 다른 형상의 휠(W)을 갖고 있다. 그리고 싱글 타이어(T1) 및 더블 타이어(T2)에서는 조명부(20A)로부터 검출 광이 조사된 때, 각각의 휠(W)의 차량(A)의 외측으로부터 보이는 형상의 특징에 따라, 휠(W)의 디스크(302) 상에 형성되는 암부(R1) 및 명부(R2)의 분포의 규칙성이 달라진다.

촬상부(20B)에 의해 촬상 대상인 휠(W)의 촬상을 행하면, 암부(R1)로부터 검출되는 반사광은 약하기 때문에, 암부(R1)는 화상(D11) 상에 있어서 어둡게(농도값이 낮게) 나타난다. 명부(R2)로부터 검출되는 반사광은 강하기 때문에, 명부(R2)는 화상(D11) 상에 있어서 밝게(농도값이 높게) 나타난다.

따라서 싱글 타이어(T1)의 휠(W)을 촬상한 화상(D11) 상에 있어서는 진행 방향 안쪽(도 4a 및 도 5a에 있어서의 +X측)에 명부(R2)(농도값이 높은 부분)가 나타나고, 진행 방향 앞쪽(도 4a 및 도 5a에 있어서의 +X측)에 암부(R1)(농도값이 낮은 부분)가 나타난다. 한편, 더블 타이어(T2)의 휠(W)을 촬상한 화상(D11) 상에 있어서는 진행 방향 안쪽(도 4b 및 도 5b에 있어서의 +X측)에 암부(R1)(농도값이 낮은 부분)가 나타나고, 진행 방향 앞쪽(도 4b 및 도 5b에 있어서의 +X측)에 명부(R2)(농도값이 높은 부분)가 나타난다.

이와 같이, 검출 광을 조사함으로써 휠(W)의 표면에 형성되는 암부(R1) 및 명부(R2)의 분포의 규칙성은 촬상부(20B)에 의해 취득된 화상(D11) 상에도 나타난다.

타이어 판정부(203)는 차량(A)의 외측으로부터 보이는 싱글 타이어(T1)의 휠(W)의 볼록 형상과, 차량(A)의 외측으로부터 보이는 더블 타이어(T2)의 휠(W)의 오목 형상에 기인하여 발생하는 암부(R1) 및 명부(R2)의 분포의 규칙성에 기초하여, 당해 차량(A)의 타이어(T)의 연설수(D3)를 판정한다.

구체적으로는, 타이어 판정부(203)는 휠 검출부(202)로부터 수신한 각 화상(D11)에 대해, 당해 화상(D11)에 촬상되어 있는 휠(W)의 암부(R1) 및 명부(R2)의 분포의 규칙성에 기초하여, 이하와 같이 싱글 타이어(T1) 및 더블 타이어(T2)의 어느 것의 분포의 규칙성에 근사하고 있는지를 판정한다.

타이어 판정부(203)는, 예를 들어 휠 검출부(202)로부터 수신한 휠(W)이 촬상되어 있는 영역의 좌표를 참조하여, 당해 영역의 농도값을 검출한다. 당해 영역에 있어서, 진행 방향 안쪽(도 4a 및 도 5a에 있어서의 +X측)에 농도값이 높은 명부(R2)가 검출되고, 진행 방향 앞쪽(도 4a 및 도 5a에 있어서의 -X측)에 농도값이 낮은 암부(R1)가 검출된 경우는, 당해 휠(W)은 싱글 타이어(T1)의 휠(W)이라고 판정하고, 타이어(T)의 연설수(D3)는 「1」이라고 판정한다. 또한, 당해 영역에 있어서, 진행 방향 안쪽(도 4b 및 도 5b에 있어서의 +X측)에 농도값이 낮은 암부(R1)가 검출되고, 진행 방향 앞쪽(도 4b 및 도 5b에 있어서의 -X측)에 농도값이 높은 명부(R2)가 검출된 경우는, 당해 휠(W)은 더블 타이어(T2)의 휠(W)이라고 판정하고, 타이어(T)의 연설수(D3)는 「2」라고 판정한다.

또한, 동일한 휠(W)에 할당되어 있는 화상(D11)은 복수 있기 때문에, 타이어 판정부(203)는 이들 복수의 화상(D11)에 대해 동일한 처리를 행하고, 타이어(T)의 연설수(D3)를 판정한다. 복수의 화상(D11)은 각각 휠(W)이 촬상되어 있는 위치가 다르기 때문에, 타이어 판정부(203)의 각 화상(D11)에 대한 판정 결과로서, 다른 타이어(T)의 연설수(D3)의 값이 판정되는 경우가 있다. 이 경우, 가장 많은 판정 결과(타이어(T)의 연설수(D3)의 값)를, 당해 휠(W)에 대응하는 타이어(T)의 연설수(D3)라고 판정한다. 예를 들어, 동일한 휠(W)에 할당된 복수의 화상(D11)에 대해, 타이어(T)의 연설수(D3)가 「1」로 판정된 판정 결과보다도, 타이어(T)의 연설수(D3)가 「2」로 판정된 판정 결과 쪽이 많은 경우는 당해 휠(W)에 대응하는 타이어(T)의 연설수(D3)는 「2」라고 판정한다.

또한, 다른 실시형태에 있어서는 취득한 화상(D11)과, 기억부(20D)에 기억된 복수의 샘플 화상(D12)을 비교함으로써, 싱글 타이어(T1) 및 더블 타이어(T2)의 어느 것의 분포의 규칙성에 근사하고 있는지를 판정해도 좋다.

또한, 타이어 판정부(203)는 이와 같이 판정한 타이어(T)의 연설수(D3)를 기억부(20D)에 기록한다.

타이어 판정부(203)는 차량 검지기(10A)로부터 차량(A)의 차량 진입 정보(D5)를 수신하면, 이전 차량 통과 정보(D6)를 수신하고 나서 다음 차량 통과 정보(D6)를 수신할 때까지의 동안에 판정한 타이어(T)의 연설수(D3)는 차량(A)의 타이어(T)의 연설수(D3)라고 판단한다. 이 때문에, 타이어 판정부(203)는 이전 차량 통과 정보(D6)를 수신하고 나서 차량(A)의 차량 진입 정보(D5)를 수신할 때까지의 동안에 판정된 타이어(T)의 연설수(D3)를 기억부(20D)로부터 취득하여, 차종 판별 장치(10)의 차종 구분 판별부(10C)에 출력한다. 또한, 타이어 판정부(203)는 당해 차량(A)의 차량 통과 정보(D6)를 수신할 때까지의 동안에, 판정한 타이어(T)의 연설수(D3)를 차종 구분 판별부(10C)에 출력한다.

타이어 판정부(203)는 차량(A)의 차량 통과 정보(D6)를 수신하면, 타이어(T)의 연설수(D3)의 출력을 정지한다.

또한, 타이어 판정부(203)는 화상(D11)으로부터 검출한 휠(W)의 수를 차량(A)의 차축 수로서, 차종 구분 판별부(10C)에 출력해도 좋다.

그 다음에, 타이어 패턴 판정 장치(20)에 의한 타이어 판정의 순서를 도 6을 참조하여 설명한다.

도 6은 본 발명의 제 1 실시형태에 관한 타이어 패턴의 판정 순서를 나타내는 플로차트이다.

(단계 ST101: 타이어의 연설수의 판정)

본 실시형태에 있어서, 조명부(20A)는 항상 소정의 조사 범위에 검출 광을 조사한다. 또한, 촬상부(20B)는 소정의 촬상 범위를 일정한 간격으로 연속하여 촬상함으로써, 조명부(20A)로부터 조사된 검출 광이 반사된 반사광을 검출하여, 당해 반사광의 검출 결과에 기초하는 화상(D11)을 취득한다. 촬상부(20B)는 취득한 화상(D11)을 휠 검출부(202)에 출력한다.

휠 검출부(202)는 촬상부(20B)로부터 수신한 각 화상(D11) 중 차량(A)의 휠(W)이 포함되어 있다고 판단된 화상(D11)을 추출하고, 당해 화상(D11) 상의 휠(W)이 촬상되어 있는 영역의 좌표 정보와 함께 타이어 판정부(203)에 출력한다.

타이어 판정부(203)는 휠 검출부(202)로부터 수신한 각 화상(D11)에 대해, 휠(W)이 촬상되어 있는 영역의 좌표를 참조하여, 당해 영역의 농도값을 검출한다. 타이어 판정부(203)는 검출된 농도값보다, 당해 화상(D11)에 촬상되어 있는 휠(W)의 암부(R1) 및 명부(R2)의 분포의 규칙성을 검출한다. 타이어 판정부(203)는 당해 규칙성에 기초하여, 타이어(T)의 연설수(D3)를 판정한다(단계 ST101). 그리고 타이어 판정부(203)는 판정한 타이어(T)의 연설수(D3)를 기억부(20D)에 기억한다.

(단계 ST102: 차량 진입 검지)

타이어 판정부(203)는 차량 검지기(10A)가 차량(A)의 진입을 검지했는지 여부를 판단한다(단계 ST102). 타이어 판정부(203)는 차량 검지기(10A)로부터 차량 진입 정보(D5)를 수신한 경우(단계 ST102: 예), 단계ST103으로 진행한다. 또한, 타이어 판정부(203)는 차량 검지기(10A)로부터 차량 진입 정보(D5)를 수신하지 않은 경우(단계 ST102: 아니오), 단계 ST101로 되돌아간다.

(단계 ST103: 기록되어 있는 타이어의 연설수를 차량(A)에 할당)

타이어 판정부(203)는 당해 차량 진입 정보(D5)를 수신하기 전에 차량 통과 정보(D6)를 수신하고 나서, 당해 차량 진입 정보(D5)를 수신할 때까지의 기간에 있어서 판정된 타이어(T)의 연설수(D3)는 당해 차량(A)의 타이어(T)의 연설수(D3)라고 판단한다. 그리고 타이어 판정부(203)는 기억부(20D)에 기억되어 있는 타이어(T)의 연설수(D3) 중 당해 기간에 있어서 판정된 타이어(T)의 연설수(D3)를, 차량(A)의 타이어(T)의 연설수(D3)로서 할당한다(단계 ST103). 타이어 판정부(203)는 차량(A)에 할당된 타이어(T)의 연설수(D3)를 기억부로부터 취득하고, 차종 구분 판별부(10C)에 출력한다.

(단계 ST104: 타이어의 연설수의 판정)

단계 ST101과 마찬가지로, 조명부(20A)는 소정의 조사 범위에 검출 광을 조사하고, 촬상부(20B)는 소정의 촬상 범위의 화상을 일정한 간격으로 연속으로 취득하여, 휠 검출부(202)에 출력한다. 또한, 휠 검출부(202)는 촬상부(20B)로부터 수신한 각 화상(D11) 중 차량(A)의 휠(W)이 포함되어 있는 화상(D11)을 추출하고, 당해 화상(D11) 상의 휠(W)이 촬상되어 있는 영역의 좌표 정보와 함께 타이어 판정부(203)에 출력한다. 타이어 판정부(203)는 휠 검출부(202)로부터 수신한 각 화상(D11)에 대해, 휠(W)이 촬상되어 있는 영역의 좌표를 참조하여, 타이어(T)의 연설수(D3)를 판정한다(단계 ST104).

(단계 ST105: 판정된 타이어의 연설수를 차량(A)에 할당)

타이어 판정부(203)는 단계 ST104에 있어서 판정된 타이어(T)의 연설수(D3)를, 차량(A)의 타이어(T)의 연설수(D3)로서 할당한다(단계 ST105). 타이어 판정부(203)는 차량(A)에 할당된 당해 타이어(T)의 연설수(D3)를 차종 구분 판별부(10C)에 출력한다.

(단계 ST106: 차량 통과 검지)

그 다음에, 타이어 판정부(203)는 차량 검지기(10A)가 차량(A)의 통과를 검지했는지 여부를 판단한다(단계 ST106). 타이어 판정부(203)는 차량 검지기(10A)로부터 차량 통과 정보(D6)를 수신한 경우(단계 ST106: 예), 이후의 타이밍으로 판정된 타이어(T)의 연설수(D3)는 차량(A)의 타이어(T)의 연설수(D3)가 아니라고 판단한다. 그리고 타이어 판정부(203)는 이후의 타이밍으로 판정된 타이어(T)의 연설수(D3)의 차량(A)으로의 할당을 정지하고, 단계 ST101로 되돌아간다. 또한, 타이어 판정부(203)는 차량 검지기(10A)로부터 차량 통과 정보(D6)를 수신하지 않은 경우(단계 ST106: 아니오), 단계 ST104로 되돌아간다.

(작용 효과)

상술한 타이어 패턴 판정 장치(20)에 의하면, 조명부(20A)는 차량(A)의 휠(W)에 상당하는 높이에 검출 광을 조사한다. 또한, 촬상부(20B)는 검출 광이 조사되고 있는 휠(W)을 일정한 간격으로 연속하여 촬상함으로써, 휠(W)에 의한 당해 검출 광의 반사광을 검출하고, 당해 반사광의 검출 결과에 기초하는 화상(D11)을 취득한다. 타이어 판정부(203)는 이와 같이 취득된 화상(D11)으로부터, 차량(A)의 휠(W)의 차량(A)의 외측으로부터 보이는 형상에 따른 반사광의 검출 결과에 기초하여, 타이어(T)의 연설수(D3)를 판정한다. 즉, 차량(A)의 타이어(T)가 싱글 타이어(T1)인지 더블 타이어(T2)인지를 판정한다.

상술한 타이어 패턴 판정 장치(20)는 조명부(20A) 및 촬상부(20B)를 설치하는 것만으로, 차종의 판별에 필요한 정보의 하나인 타이어(T)의 연설수(D3)를 판정할 수 있다. 이 때문에, 차종 구분(D1)의 판별에 필요한 정보를 검출하는 검출용 장치인 디딤판을 노면에 매설할 수 없는 요금소나, 디딤판으로부터 요금 자동 수수기(11)까지의 공간을 충분히 확보할 수 없는 요금소 등, 입지 조건에 제한이 있는 요금소라도, 타이어 패턴 판정 장치(20)를 설치하는 것이 가능하다. 이 결과, 입지 조건에 제한이 있고, 차종을 판별하기 위한 정보를 디딤판으로부터 충분히 얻을 수 없는 요금소라도, 타이어 판정부(203)가 판정한 타이어(T)의 연설수(D3)에 기초하여 차종의 판별을 행하는 것이 가능해진다.

또한, 상술한 타이어 패턴 판정 장치(20)에 의하면, 조명부(20A)는 차량(A)의 휠(W)을 포함하는 조사 범위에 검출 광을 조사한다.

이에 의해, 휠(W)에는 휠(W)의 형상에 따라, 검출 광이 조사되지 않는 암부(R1)와, 검출 광이 조사되고 있는 명부(R2)가 형성된다. 즉, 휠(W)의 차량(A)의 외측으로부터 보이는 형상의 특징을 암부(R1) 및 명부(R2)의 분포로서 나타낼 수 있다.

이 결과, 타이어 판정부(203)는 촬상부(20B)가 취득한 화상(D11) 상에 나타난 휠(W)의 암부(R1) 및 명부(R2)의 분포의 규칙성에 의해, 휠(W)의 차량(A)의 외측으로부터 보이는 형상의 특징을 인식하여, 당해 특징에 따른 타이어(T)의 연설수(D3)를 판정할 수 있다.

또한, 차량(A)의 휠(W)은 차량(A)의 차체 하부에 배치되어 있기 때문에, 촬상부(20B)에서 휠(W)을 촬상하는 것만으로는 촬상된 화상(D11) 상에 있어서 휠(W) 전체가 어둡게(농도값이 낮게) 촬상되거나 등, 휠(W)의 차량(A)의 외측으로부터 보이는 형상의 특징을 검출하는 것이 곤란한 경우가 있다.

그러나 상술한 바와 같이, 조명부(20A)는 조사 방향을 차선(L)의 폭 방향(도 2에 있어서의 Y 방향)에 대해 비스듬히 검출 광을 조사하도록 배치되어 있음으로써, 검출 광이 조사된 휠(W)의 디스크(302)에 있어서 암부(R1) 및 명부(R2)를 보다 명료하게 형성할 수 있다.

이 때문에, 촬상부(20B)에 의해 당해 휠(W)의 차량(A)의 외측으로부터 보이는 형상의 특징을, 암부(R1) 및 명부(R2)의 분포(암부(R1) 및 명부(R2)가 형성되는 위치)를 나타내는 화상(D11)으로서 취득하는 것이 가능해진다. 이 결과, 타이어 판정부(203)는 싱글 타이어(T1)와 더블 타이어(T2)에서는 당해 암부(R1) 및 명부(R2)의 분포의 규칙성이 달라진다 라는 식견에 기초하여, 당해 화상(D11)이 싱글 타이어(T1)의 휠(W)의 차량(A)의 외측으로부터 보이는 형상(볼록 형상)의 특징과, 더블 타이어(T2)의 휠(W)의 차량(A)의 외측으로부터 보이는 형상(오목 형상)의 특징의 어느 특징을 갖고 있는지를 인식할 수 있다. 타이어 판정부(203)는 당해 특징을 인식함으로써, 당해 휠(W)의 차량(A)의 외측으로부터 보이는 형상에 따른 타이어(T)의 연설수(D3)를 판정하는 것이 가능해진다.

또한, 상술한 타이어 패턴 판정 장치(20)에 의하면, 소정의 조사 범위에 검출 광을 조사한다. 소정의 조사 범위는 조명부(20A)보다도 차선(L)의 진행 방향 앞쪽(도 2에 있어서의 -X측)의 영역이며, 차량(A)의 휠(W)에 상당하는 높이가 포함되는 범위로 설정되어 있다.

예를 들어, 디딤판을 매설하는 것이 가능한 요금소라도, 요금소의 설치 공간이 충분하지 않고, 차종 판별 장치(10)와 요금 자동 수수기(11)와의 거리를 차량(A)의 최대 차장(예를 들어, 18m) 이상 확보하는 것이 곤란한 경우가 있다. 이 경우, 차종 판별 장치(10)와 요금 자동 수수기(11)와의 거리보다도 차장이 긴 차량(A)은 모든 타이어(T)가 디딤판을 통과하기 전에, 차량(A)의 운전석이 요금 자동 수수기(11)에 도달한다. 그 때문에, 차종 판별 장치(10)는 차축 수의 취득이 완료되기 전에 차종의 판별을 행하지 않으면 안 되고, 차장이 긴 차량(A)에 대해서는 차종의 판별을 행하기 위한 정보가 부족하고, 차종의 판별을 정확하게 실시할 수 없을 가능성이 있다.

그러나 조명부(20A)는 상술한 바와 같이 소정의 조사 범위가 설정되어 있기 때문에, 차량(A)의 진행 방향 앞쪽(도 2에 있어서의 -X측)에 배치되어 있는 휠(W)에 대해, 검출 광의 조사를 행할 수 있다. 따라서 차종의 판별에 필요한 정보를 검출하는 검출용 장치를 설치하는 공간을 충분히 확보할 수 없는 요금소라도, 차량(A)의 이용 요금을 확정하기 전에, 당해 차량(A)의 가장 진행 방향 앞쪽(도 2에 있어서의 -X측)에 배치되어 있는 휠(W)까지 검출 광의 조사를 행할 수 있다. 이 결과, 차량(A)의 진행 방향 앞쪽(도 2에 있어서의 -X측)에 배치되어 있는 각 휠(W)의 형상의 특징을 인식하고, 당해 휠(W)의 차량(A)의 외측으로부터 보이는 형상에 따른 타이어(T)의 연설수(D3)를 판정하는 것이 가능해진다. 차종 구분 판별부(10C)는 이와 같이 판정된 차량(A)의 각 타이어(T)의 연설수(D3)와, 번호판 인식부(10B)로부터 취득한 번호판 정보(D2)에 기초하여, 당해 차량(A)의 차종 구분(D1)을 판별한다. 여기서, 차량의 차종 등에 따라, 어느 차축에 싱글 타이어 및 더블 타이어의 어느 것이 부착될 수 있는지를 나타내는 연설수 패턴에는 경향이 있다. 예를 들어, 4개의 차축을 갖는 어느 차종에 있어서는 1축째에 싱글 타이어가 부착되어 있고, 2축째로부터 4축째에 더블 타이어가 부착되어 있는 연설수 패턴을 갖는 경우가 있다. 이 때문에, 차종 구분 판별부(10C)는 이러한 연설수 패턴을 미리 학습해 둠으로써, 타이어(T)의 연설수(D3)에 기초하여 차종 구분(D1)의 판별의 정밀도를 향상시키는 것이 가능하다.

또한, 조명부(20A) 및 촬상부(20B)의 설치 위치에 따라서는 차량(A)의 가장 진행 방향 앞쪽(도 2에 있어서의 -X측)에 배치되어 있는 타이어(T)의 연설수(D3)를 판정하는 것이 곤란한 경우가 있다. 그러나 차종 구분 판별부(10C)는 상술한 바와 같이 연설수 패턴을 학습하고 있음으로써, 이미 취득 완료한 타이어(T)의 연설수(D3)와 연설수 패턴에 기초하여, 취득되지 않은 타이어의 연설수를 추측하도록 해도 좋다. 예를 들어, 차량(A)의 1축째의 타이어(T)가 싱글 타이어(T1)이고, 2축째 및 3축째의 타이어(T)가 더블 타이어(T2)라고 판정됐지만, 4축째의 타이어(T)가 촬상부(20B)에 의해 촬상할 수 없고 불분명할 가능성이 있다. 이러한 경우라도, 차종 구분 판별부(10C)는 1축째 내지 3축째의 타이어(T)의 연설수(D3)와 연설수 패턴에 기초하여, 4축째의 타이어(T)의 연설수(D3)는 더블 타이어(T2)일 가능성이 높다고 추측한다. 이에 의해서도, 차종 구분(D1)의 판별의 정밀도를 향상시키는 것이 가능하다.

또한, 본 실시형태에 있어서, 소정의 촬상 범위는 촬상부(20B)가 설치되어 있는 위치로부터 차선(L)의 진행 방향 앞쪽(도 2에 있어서의 -X측)의 영역이며, 조명부(20A)의 조사 범위를 포함하도록 설정되어 있는 예에 대해 설명했지만, 이에 한정되는 것은 아니다.

예를 들어, 2대의 차량이 근접 주행하고 있는 경우, 소정의 촬상 범위에 2대의 차량이 포함되는 경우가 있다. 이 때문에, 촬상부(20B)는 소정의 촬상 범위를 차량 검지기(10A)에 가깝게 설정해도 좋다. 또한, 촬상부(20B)는 소정의 촬상 범위를 미리 상정되는 최소 차량 간격보다도 좁게 조정하고, 차량 검지기(10A)가 차량(A)의 통과를 검지한 때에, 당해 차량(A)의 후속 차량의 타이어가 촬상되지 않도록 설정해도 좋다.

<제 2 실시형태>

(차종 판별 장치의 구성)

그 다음에, 본 발명의 제 2 실시형태에 관한 요금 수수 설비(1)에 대해 도면을 참조하여 설명한다. 또한, 제 1 실시형태와 공통인 구성에는 동일한 부호를 붙여 상세한 설명을 생략한다.

도 7은 본 발명의 제 2 실시형태에 관한 요금 수수 설비(1)의 개략도이다.

도 7에 나타내는 바와 같이, 제 2 실시형태에 관한 차종 판별 장치(10)의 타이어 패턴 판정 장치(20)는 조명부(20A)(조사부) 및 촬상부(20B)(검출부)를 대신하여, 레이저 스캔 센서(20E)(조사부 및 검출부)를 구비하고 있는 점에 있어서, 제 1 실시형태와 다르다.

레이저 스캔 센서(20E)는 요금 자동 수수기(11)와는 차선(L)을 협지하여 반대 측의 아일랜드(I) 상에 설치되어 있다. 본 실시형태에 있어서는, 레이저 스캔 센서(20E)는 도 7에 나타내는 바와 같이, 차선(L)의 폭 방향 다른 쪽 편(도 7에 있어서의 +Y측)의 아일랜드(I) 상에 설치되어 있다. 본 실시형태에 있어서, 레이저 스캔 센서(20E)는 차량(A)의 폭 방향 다른 쪽 편(도 7에 있어서의 +Y측)에 배치된 휠(W)을 조사 대상으로 하여, 레이저 스캔(검출 광의 조사 및 반사광을 검출하고, 당해 반사광의 검출 결과에 기초하여 검출 광을 조사한 레이저 스캔 센서(20E)로부터 휠(W)까지의 거리를, 검출 광이 조사된 각도마다 측정한다)을 행한다.

또한, 본 실시형태에 있어서, 레이저 스캔 센서(20E)가 조사하는 검출 광은 레이저 광이다.

레이저 스캔 센서(20E)는 소정의 조사 범위에 검출 광을 조사한다. 소정의 조사 범위는 레이저 스캔 센서(20E)보다도 차선(L)의 진행 방향 앞쪽(도 7에 있어서의 -X측)의 영역이며, 차량(A)의 휠(W)에 상당하는 높이가 포함되는 범위로 설정되어 있다.

레이저 스캔 센서(20E)는 검출 광의 조사 방향(레이저 스캔 센서(20E)와 조사 범위의 중심을 연결하는 가상선을 따르는 방향)이 진행 방향 앞쪽(도 7에 있어서의 -X측)을 향하도록, 당해 조사 방향과 차선(L)의 진행 방향(도 7에 있어서의 X 방향)이 약45도의 각도로 교차하도록 배치되어 있다. 그리고 소정의 조사 범위는 차량(A)의 높이 방향(도 7에 있어서의 Z 방향)을 따라 휠(W)의 하단부로부터 상단부까지의 범위를 포함하도록 설정되어 있다.

레이저 스캔 센서(20E)는 당해 소정의 조사 범위에 있어서, 차선(L)의 진행 방향(도 7에 있어서의 X 방향)에 있어서의 각도를 일정하게 한 상태에서, 차량(A)의 높이 방향(도 7에 있어서의 Z 방향)을 따라, 다른 복수의 높이로 검출 광을 조사한다.

또한, 본 실시형태에 있어서, 레이저 스캔 센서(20E)에 의해 복수의 높이로 레이저 스캔을 행하는 예에 대해 설명하지만, 이에 한정되는 것은 아니다. 다른 실시형태에 있어서는 복수의 레이저 스캔 센서를 높이 방향(도 7에 있어서의 Z 방향)으로 나란히 하는 구성이라도 좋다. 이 경우, 각 레이저 스캔 센서는 레이저 광을 조사하고, 당해 레이저 광의 반사광을 검출함으로써, 각 레이저 스캔 센서와 레이저 광의 조사 위치와의 거리를 계측한다. 이러한 구성에 의한 레이저 광의 조사, 반사광의 검출 및 거리의 계측을 레이저 스캔으로 행해도 좋다.

또한, 차량(A)의 차종에 따라, 차량(A)의 높이 방향(도 7에 있어서의 Z 방향)에 있어서의 타이어(T) 및 휠(W)의 위치가 상위한 것을 생각할 수 있다. 이 때문에, 차량(A)의 높이 방향(도 7에 있어서의 Z 방향)에 있어서의 위치를 일정하게 한 상태에서, 차선(L)의 진행 방향(도 7에 있어서의 X 방향)을 따라 다른 복수의 높이로 검출 광을 조사한 경우, 차량(A)의 휠(W)이 배치되어 있는 높이 방향에 있어서의 위치가, 검출 광을 조사하는 높이 방향에 있어서의 위치보다도 높은 또는 낮은 경우, 휠(W)에 검출 광을 정확하게 조사할 수 없을 가능성이 있다. 예를 들어, 휠(W)이 배치되어 있는 높이 방향에 있어서의 위치가, 검출 광을 조사하는 높이 방향에 있어서의 위치보다도 낮은 경우, 검출 광은 휠(W)이 아니라, 차량(A)의 타이어(T)의 상부나 차체에 조사되어, 휠(W)에 조사되지 않을 가능성이 있다.

그러나 본 실시형태에 있어서는, 레이저 스캔 센서(20E)는 차량(A)의 높이 방향(도 7에 있어서의 Z 방향)을 따라 다른 복수의 높이로 검출 광의 조사를 행하기 때문에, 차량(A)의 휠(W)이 배치되어 있는 위치가 변위해도, 검출 광이 조사되는 높이 방향(도 7에 있어서의 Z 방향)에 있어서의 조사 범위의 어딘가의 위치에 휠(W)이 배치되어 있는 위치를 포함하도록 할 수 있다. 이 때문에, 레이저 스캔 센서(20E)는 휠(W)의 높이 방향(도 7에 있어서의 Z 방향)에 있어서의 하단부로부터 상단부까지 검출 광을 조사할 수 있고, 휠(W)의 형상의 특징을 인식하기에 충분한 반사광의 검출 결과를 얻는 것이 가능해진다.

또한, 검출 광의 소정의 조사 범위는 차량(A)의 휠의 배치나, 차량(A)의 차선(L) 상의 주행 위치가 변위하는 것을 고려하여, 차량(A)의 높이 방향(도 7에 있어서의 Z 방향)에 있어서의 범위를 넓게 설정하도록 해도 좋다. 또한, 레이저 스캔 센서(20E)의 조사 방향은 요금 수수 설비(1)의 배치에 따라 다른 조사 방향 및 조사 범위가 설정되어 있어도 좋다. 추가로, 별도 카메라를 설치하여 노면 상을 주행하는 차량(A)을 촬상하여 화상을 취득하고, 당해 화상의 화상 처리를 행함으로써, 조사 범위를 자동적으로 설정하도록 해도 좋다. 당해 카메라는 번호판 인식부(10B)로 대용하도록 해도 좋다. 또한, 관리자 등이 조사 범위를 수동으로 설정하도록 해도 좋다.

레이저 스캔 센서(20E)는 상기한 바와 같이 다른 복수의 높이로 조사된 검출 광이 휠(W)에 의해 반사된 반사광을, 검출 광이 조사된 각도마다 검출한다. 레이저 스캔 센서(20E)는 당해 반사광의 검출 결과에 기초하여, 검출 광을 조사한 레이저 스캔 센서(20E)로부터 휠(W)까지의 거리를, 검출 광이 조사된 각도마다 측정한다.

주 제어부(20C)는 레이저 스캔 센서(20E)가 측정한, 검출 광이 조사된 각도마다의 거리를 나타내는 복수의 측정 결과에 기초하여, 휠(W)의 차량(A)의 외측으로부터 보이는 형상에 따른 차량(A)의 타이어(T)의 연설수(D3)를 판정한다.

또한, 본 실시형태에 있어서, 주 제어부(20C)가 타이어 패턴 판정 장치(20)(예를 들어, 도 7에 나타내는 바와 같이 레이저 스캔 센서(20E))에 내장되어 있는 양태로 설명하지만, 이 양태에 한정되지 않는다. 예를 들어, 다른 실시형태에 있어서는, 주 제어부(20C)가 차종 판별 장치(10)의 다른 검출용 장치(예를 들어, 차량 검지기(10A))에 내장되어 있어도 좋고, 네트워크 상에 접속된 차종 판별 장치(10) 이외의 장치에 내장되어 있어도 좋다.

(차종 판별 장치의 기능)

도 8은 본 발명의 제 2 실시형태에 관한 차종 판별 장치(10)의 블록도이다.

차종 판별 장치(10)는 도 8에 나타내는 바와 같이, 차량 검지기(10A)와, 번호판 인식부(10B)와, 차종 구분 판별부(10C)와, 타이어 패턴 판정 장치(20)를 구비하고 있다.

제 2 실시형태에 관한 타이어 패턴 판정 장치(20)는 제 1 실시형태의 조명부(20A) 및 촬상부(20B)를 대신하여, 레이저 스캔 센서(20E)를 구비하고 있다. 또한, 타이어 패턴 판정 장치(20)는 주 제어부(20C)와 기억부(20D)를 구비하고 있다.

제 2 실시형태에 관한 주 제어부(20C)는 제 1 실시형태와 마찬가지로 휠 검출부(202)와, 타이어 판정부(203)를 갖고 있다.

도 9a는 본 발명의 제 2 실시형태에 관한 타이어(T)의 검출 스캔 패턴(D13)의 예를 나타내는 도면이며, 싱글 타이어(T1)의 예를 나타낸다. 도 9b는 본 발명의 제 2 실시형태에 관한 타이어(T)의 검출 스캔 패턴(D13)의 예를 나타내는 도면이며, 더블 타이어(T2)의 예를 나타낸다.

레이저 스캔 센서(20E)는 항상 소정의 조사 범위에 대해 검출 광을 조사하고, 또한 당해 검출 광이 반사된 반사광을 검출한다. 본 실시형태에서는 도 9a 및 도 9b에 있어서 Z 방향으로 연장하는 파선으로 나타나도록, 타이어(T)의 높이 방향(도 9a 및 도 9b에 있어서의 Z 방향)을 따라 검출 광의 조사를 행한다.

레이저 스캔 센서(20E)는 도 8에 나타내는 바와 같이, 소정의 조사 범위에 대한 검출 광의 조사 및 반사광의 검출을 행할 때마다, 당해 반사광의 검출 결과에 기초하여, 레이저 스캔 센서(20E)로부터 휠(W)까지의 거리를 측정한 복수의 측정 결과(스캔 패턴)를, 검출 스캔 패턴(D13)으로서 휠 검출부(202)에 출력한다.

휠 검출부(202)는 레이저 스캔 센서(20E)로부터 수신한 각 검출 스캔 패턴(D13)에 차량(A)의 휠(W)이 포함되는지 여부를 판단하여, 휠(W)이 포함되어 있는 검출 스캔 패턴(D13)을 추출한다.

본 실시형태에 있어서, 기억부(20D)는 휠(W)을 검출하기 위한 데이터로서, 미리 취득한 복수의 싱글 타이어(T1) 및 더블 타이어(T2)의 휠(W)의 스캔 패턴을, 참조 스캔 패턴(D14)으로서 축적하고 있다.

휠 검출부(202)는 레이저 스캔 센서(20E)로부터 수신한 검출 스캔 패턴(D13)의 특징점과, 기억부(20D)에 축적되어 있는 참조 스캔 패턴(D14)의 특징점을 비교함으로써, 당해 검출 스캔 패턴(D13)에 휠(W)이 포함되어 있는지 여부를 검출한다.

또한, 본 실시형태에 있어서는, 휠 검출부(202)는 차량(A)의 휠(W)을 검출하지만, 다른 실시형태에 있어서는 타이어(T)를 검출해도 좋고, 타이어(T) 및 휠(W)의 쌍방을 검출해도 좋다.

또한, 본 실시형태에 있어서는 검출 스캔 패턴(D13)과 참조 스캔 패턴(D14)을 비교함으로써, 휠(W)이 포함되어 있는지 여부를 검출하지만, 이에 한정되는 것은 아니다. 다른 실시형태에 있어서는, 휠 검출부(202)는 타이어(T)의 고무로 형성된 타이어부는 레이저 광의 반사율이 작은 것을 이용하고, 당해 반사율이 작은 범위에 타이어부가 있다고 판단하도록 해도 좋다. 구체적으로는, 휠 검출부(202)는 각 검출 스캔 패턴(D13)에 나타내는 반사 수광량과, 당해 검출 스캔 패턴(D13)보다도 전에 취득된 검출 스캔 패턴의 반사 수광량을 비교한다. 예를 들어, 차량(A)의 휠(W)의 진행 방향 안쪽(도 9에 있어서의 +X측)의 단부 부근을 레이저 스캔하고 있는 경우, 검출 스캔 패턴(D13)의 중앙 영역에는 휠(W)이 포함되고, 당해 검출 스캔 패턴(D13)의 앞의 검출 스캔 패턴의 중앙 영역에는 휠(W)이 아니라 타이어부가 포함된다. 이 때문에, 당해 검출 스캔 패턴(D13)의 반사 수광량은 당해 검출 스캔 패턴(D13)보다 앞의 검출 스캔 패턴보다도 크다. 이와 같이 각 검출 스캔 패턴(D13)의 반사 수광량을 비교함으로써, 중앙 영역의 반사 수광량이 일정한 기준치보다도 크게 증가하고 있는 경우는 차량(A)의 휠(W)을 검출했다고 판단하도록 해도 좋다. 또한, 예를 들어 차량(A)의 타이어(T)의 중앙 부근을 레이저 스캔하고 있는 경우, 검출 스캔 패턴(D13)의 상하 영역에는 타이어부가 존재하고, 검출 스캔 패턴(D13)의 중앙 영역에 휠(W)이 존재한다. 이 때문에, 당해 검출 스캔 패턴(D13)에서는 중앙 영역의 반사 수광량이 상하 영역의 반사 수광량에 대해 일정한 기준치보다도 크게 증가하고 있는 경우, 당해 상하 영역에 타이어부가 존재하고, 중앙 영역에 휠(W)이 존재한다고 판단할 수 있다. 휠 검출부(202)는 이와 같이 각 검출 스캔 패턴(D13)을 비교함으로써, 휠(W)을 검출하도록 해도 좋다.

휠 검출부(202)는 검출 스캔 패턴(D13)에 차량(A)의 휠(W)이 포함된다고 판단한 경우, 당해 검출 스캔 패턴(D13)을 추출하여, 타이어 판정부(203)에 출력한다.

또한, 검출 스캔 패턴(D13)은 레이저 스캔 센서(20E)에 의해 연속하여 복수 회 출력되기 때문에, 동일한 휠(W)이 복수의 검출 스캔 패턴(D13)에 포함되어 있는 경우가 있다. 이 때문에, 휠 검출부(202)는 각 검출 스캔 패턴(D13)을 비교하고, 휠(W)이 검출되고 나서, 당해 휠(W)이 검출되지 않을 때까지의 검출 스캔 패턴(D13)을, 하나의 휠(W)의 검출 스캔 패턴(D13)으로서 할당한다. 이 경우, 휠(W)마다 식별 번호를 설정하고, 당해 휠(W)에 할당된 검출 스캔 패턴(D13)에 당해 식별 번호를 붙이도록 해도 좋다. 이에 의해, 타이어 판정부(203)는 취득한 검출 스캔 패턴(D13) 중 어느 검출 스캔 패턴이 어느 휠(W)의 것인지를 판단할 수 있다.

타이어 판정부(203)는 휠 검출부(202)로부터 수신한 검출 스캔 패턴(D13)에 포함되는 휠(W)의 연설수(D3)를 판정한다.

도 9a 및 도 9b는 레이저 스캔 센서(20E)에 의해, 타이어(T)의 휠(W)에 검출 광이 조사된 경우의 검출 스캔 패턴(D13)의 예를 나타내고 있다.

도 9a 및 도 9b의 종축은 레이저 스캔 센서(20E)가 조사 범위(도 9a 및 도 9b에 나타내는 Z 방향으로 연장하는 파선)에 있어서 검출 광을 조사할 때의, 검출 광이 조사되는 각도(θ)와 계측된 거리로부터 산출되는 높이 방향의 좌표(z)를 나타내고 있다. 또한, 도 9a 및 도 9b의 횡축은 검출 광이 조사되는 각도(θ)에 따른 반사광의 검출 결과에 기초하여 측정된, 차선의 폭 방향에 있어서의 좌표(y)를 나타내고 있다.

싱글 타이어(T1)의 휠(W)은 제 1 실시형태에 있어서 설명한 바와 같이, 차량(A)의 외측(도 5a에 있어서의 +Y측)으로부터 본 경우, 차량(A)의 외측을 향하는 표면이 차량(A)의 외측을 향해 돌출하는 볼록 형상으로 된다.

이 때문에, 싱글 타이어(T1)에 검출 광을 조사한 경우, 도 9a 에 나타내는 바와 같이, 휠(W)이 배치되어 있는 위치에 있어서는 타이어(T)가 배치되어 있는 위치와 마찬가지로, 좌표(y)의 값은 작은 값이 측정된다. 즉, 싱글 타이어(T1)의 검출 스캔 패턴(D13)은 도 9a 에 나타내는 바와 같이 휠(W)이 배치되어 있는 위치에 있어서의 좌표(y)의 값의 편차가 작다는 규칙성을 갖고 있다.

한편, 더블 타이어(T2)의 휠(W)은 제 1 실시형태에 있어서 설명한 바와 같이, 차량(A)의 외측(도 5b에 있어서의 +Y측)으로부터 본 경우, 차량(A)의 외측을 향하는 표면이 차량(A)의 안쪽(도 5b에 있어서의 -Y측)을 향해 오목한 오목 형상으로 된다.

이 때문에, 더블 타이어(T2)에 검출 광을 조사한 경우, 도 9b에 나타내는 바와 같이, 휠(W)이 배치되어 있는 위치에 있어서는 타이어(T)가 배치되어 있는 위치에 비해 좌표(y)의 값은 큰 값이 측정된다. 즉, 더블 타이어(T2)의 검출 스캔 패턴(D13)은 도 9b에 나타내는 바와 같이, 양단에 있어서 작은 값이 측정되고, 중간에 있어서 큰 값이 측정되는 등, 휠이 배치되어 있는 위치에 있어서의 좌표(y)의 값의 편차가 크다는 규칙성을 갖고 있다.

이와 같이, 싱글 타이어(T1)와 더블 타이어(T2)는 레이저 스캔 센서(20E)에 의해 측정되는 좌표(y)의 값의 편차의 규칙성이 다르다.

타이어 판정부(203)는 휠 검출부(202)로부터 수신한 검출 스캔 패턴(D13)이, 싱글 타이어(T1) 및 더블 타이어(T2)의 어느 것의 규칙성을 갖고 있는지를 판정한다.

타이어 판정부(203)는 휠(W)의 검출 스캔 패턴(D13)의 좌표(y)의 값의 편차가 작은 경우는 당해 휠(W)은 싱글 타이어(T1)의 휠(W)이라고 판정하고, 타이어(T)의 연설수(D3)는 「1」이라고 판정한다. 또한, 타이어 판정부(203)는 휠(W)의 검출 스캔 패턴(D13)의 좌표(y)의 값의 편차가 큰 경우는 당해 휠(W)은 더블 타이어(T2)의 휠(W)이라고 판정하고, 타이어(T)의 연설수(D3)는 「2」라고 판정한다.

또한, 동일한 휠(W)에 할당되어 있는 검출 스캔 패턴(D13)은 복수 있기 때문에, 타이어 판정부(203)는 이들 복수의 검출 스캔 패턴(D13)에 대해 동일한 처리를 행하고, 타이어(T)의 연설수(D3)를 판정한다. 복수의 검출 스캔 패턴은 각각 휠(W) 상의 레이저 스캔을 행한 위치가 다르기 때문에, 타이어 판정부(203)의 각 검출 스캔 패턴(D13)에 대한 판정 결과로서, 다른 타이어(T)의 연설수(D3)의 값이 판정되는 경우가 있다. 이 경우, 가장 많은 판정 결과(타이어(T)의 연설수(D3)의 값)를, 당해 휠(W)에 대응하는 타이어(T)의 연설수(D3)라고 판정한다. 예를 들어, 동일한 휠(W)에 할당된 복수의 검출 스캔 패턴(D13)에 대해, 타이어(T)의 연설수(D3)가 「1」로 판정된 판정 결과보다도, 타이어(T)의 연설수(D3)가 「2」로 판정된 판정 결과의 쪽이 많은 경우는 당해 휠(W)에 대응하는 타이어(T)의 연설수(D3)는 「2」라고 판정한다.

또한, 다른 실시형태에 있어서는 검출 스캔 패턴(D13)과 기억부(20D)에 기억된 복수의 참조 스캔 패턴(D14)을 비교함으로써, 싱글 타이어(T1) 및 더블 타이어(T2)의 어느 것의 스캔 패턴에 근사하고 있는지를 판정해도 좋다.

또한, 타이어 판정부(203)는 이와 같이 판정한 타이어(T)의 연설수(D3)를 기억부(20D)에 기록한다.

타이어 판정부(203)는 차량 검지기(10A)로부터 차량(A)의 차량 진입 정보(D5)를 수신하면, 이전 차량 통과 정보(D6)를 수신하고 나서, 다음 차량 통과 정보(D6)를 수신할 때까지의 동안에 판정한 타이어(T)의 연설수(D3)는 차량(A)의 타이어(T)의 연설수(D3)라고 판단한다. 이 때문에, 타이어 판정부(203)는 이전 차량 통과 정보(D6)를 수신하고 나서 차량(A)의 차량 진입 정보(D5)를 수신할 때까지의 동안에 판정된 타이어(T)의 연설수(D3)를 기억부(20D)로부터 취득하여, 차종 판별 장치(10)의 차종 구분 판별부(10C)에 출력한다. 또한, 타이어 판정부(203)는 당해 차량(A)의 차량 통과 정보(D6)를 수신할 때까지의 동안, 판정한 타이어(T)의 연설수(D3)를 차종 구분 판별부(10C)에 출력한다.

타이어 판정부(203)는 차량(A)의 차량 통과 정보(D6)를 수신하면, 타이어(T)의 연설수(D3)의 출력을 정지한다.

또한, 타이어 판정부(203)는 검출 스캔 패턴(D13)으로부터 검출한 휠(W)의 수를 차량(A)의 차축 수로서 차종 구분 판별부(10C)에 출력해도 좋다.

그 다음에, 타이어 패턴 판정 장치(20)에 의한 타이어 판정의 순서를, 도 10을 참조하여 설명한다.

도 10은 본 발명의 제 2 실시형태에 관한 타이어 패턴의 판정 순서를 나타내는 플로차트이다.

(단계 ST201: 타이어의 연설수의 판정)

레이저 스캔 센서(20E)는 항상 소정의 조사 범위에 있어서 레이저 스캔을 행한다. 또한, 레이저 스캔 센서(20E)는 레이저 스캔에 있어서 검출된 검출 스캔 패턴(D13)을 휠 검출부(202)에 출력한다.

휠 검출부(202)는 레이저 스캔 센서(20E)로부터 수신한 각 검출 스캔 패턴(D13) 중 차량(A)의 휠(W)이 포함되어 있는 검출 스캔 패턴을 추출한다. 휠 검출부(202)는 추출된 검출 스캔 패턴(D13)을 타이어 판정부(203)에 출력한다.

타이어 판정부(203)는 휠 검출부(202)로부터 수신한 각 검출 스캔 패턴(D13)에 대해, 당해 검출 스캔 패턴(D13)이 나타내는 좌표(y)의 값의 편차의 규칙성에 기초하여, 타이어(T)의 연설수(D3)를 판정한다(단계 ST201). 그리고 타이어 판정부(203)는 판정한 타이어(T)의 연설수(D3)를 기억부(20D)에 기억한다.

(단계 ST202: 차량 진입 검지)

타이어 판정부(203)는 차량 검지기(10A)가 차량(A)의 진입을 검지했는지 여부를 판단한다(단계 ST202). 타이어 판정부(203)는 차량 검지기(10A)로부터 차량 진입 정보(D5)를 수신한 경우(단계 ST202: 예), 단계 ST203으로 진행한다. 또한, 타이어 판정부(203)는 차량 검지기(10A)로부터 차량 진입 정보(D5)를 수신하지 않은 경우(단계 ST202: 아니오), 단계 ST201로 되돌아간다.

(단계 ST203: 기록되어 있는 타이어의 연설수를 차량(A)에 할당)

타이어 판정부(203)는 당해 차량 진입 정보(D5)를 수신하는 것보다도 전에 차량 통과 정보(D6)를 수신하고 나서, 당해 차량 진입 정보(D5)를 수신할 때까지의 기간에 있어서 판정된 타이어(T)의 연설수(D3)는 당해 차량(A)의 타이어(T)의 연설수(D3)라고 판단한다. 그리고 타이어 판정부(203)는 기억부(20D)에 기억되어 있는 타이어(T)의 연설수(D3) 중 당해 기간에 있어서 판정된 타이어(T)의 연설수(D3)를, 차량(A)의 타이어(T)의 연설수(D3)로서 할당한다(단계 ST203). 타이어 판정부(203)는 차량(A)에 할당된 타이어(T)의 연설수(D3)를 기억부로부터 취득하여, 차종 판별 장치의 차종 구분 판별부(10C)에 출력한다.

(단계 ST204: 타이어의 연설수의 판정)

단계 ST201과 마찬가지로, 레이저 스캔 센서(20E)는 소정의 범위에 있어서 레이저 스캔을 행하여, 휠 검출부(202)에 출력한다. 또한, 휠 검출부(202)는 레이저 스캔 센서(20E)로부터 수신한 각 검출 스캔 패턴(D13) 중 차량(A)의 휠(W)이 포함되어 있는 검출 스캔 패턴을 추출한다. 휠 검출부(202)는 추출된 검출 스캔 패턴(D13)을 타이어 판정부(203)에 출력한다. 타이어 판정부(203)는 휠 검출부(202)로부터 수신한 각 검출 스캔 패턴(D13)에 대해, 당해 검출 스캔 패턴(D13)이 나타내는 좌표(y)의 값의 편차의 규칙성에 기초하여, 타이어(T)의 연설수(D3)를 판정한다(단계 ST204).

(단계 ST205: 판정된 타이어의 연설수를 차량(A)에 할당)

타이어 판정부(203)는 단계 ST204에 있어서 판정된 타이어(T)의 연설수(D3)를, 차량(A)의 타이어(T)의 연설수(D3)로서 할당한다(단계 ST205). 타이어 판정부(203)는 차량(A)에 할당된 당해 타이어(T)의 연설수(D3)를 차종 판별 장치의 차종 구분 판별부(10C)에 출력한다.

(단계 ST206: 차량 통과 검지)

그 다음에, 타이어 판정부(203)는 차량 검지기(10A)가 차량(A)의 통과를 검지했는지 여부를 판단한다(단계 ST206). 타이어 판정부(203)는 차량 검지기(10A)로부터 차량 통과 정보(D6)를 수신한 경우(단계 ST206: 예), 이후의 타이밍으로 판정된 타이어(T)의 연설수(D3)는 차량(A)의 타이어(T)의 연설수(D3)가 아니라고 판단한다. 그리고 타이어 판정부(203)는 이후의 타이밍으로 판정된 타이어(T)의 연설수(D3)의 차량(A)으로의 할당을 정지하고, 단계 ST201로 되돌아간다. 또한, 타이어 판정부(203)는 차량 검지기(10A)로부터 차량 통과 정보(D6)를 수신하지 않은 경우(단계 ST206: 아니오), 단계 ST204로 되돌아간다.

(작용 효과)

상술한 타이어 패턴 판정 장치(20)에 의하면, 레이저 스캔 센서(20E)는 차량(A)의 휠(W)에 상당하는 높이에 검출 광을 조사하고, 또한 휠(W)에 의한 당해 검출 광의 반사광을 검출하여, 당해 반사광의 검출 결과에 기초하는 검출 스캔 패턴(D13)을 취득한다. 타이어 판정부(203)는 이와 같이 취득된 검출 스캔 패턴(D13)보다, 차량(A)의 휠(W)의 차량(A)의 외측(도 5a 및 도 5b에 있어서의 +Y측)으로부터 보이는 형상에 따른 반사광의 검출 결과에 기초하여, 타이어(T)의 연설수(D3)를 판정한다. 즉, 차량(A)의 타이어(T)가 싱글 타이어(T1)인지 더블 타이어(T2)인지를 판정한다.

상술한 타이어 패턴 판정 장치(20)는 레이저 스캔 센서(20E)를 설치하는 것만으로, 차종의 판별에 필요한 정보의 하나인 타이어(T)의 연설수(D3)를 판정할 수 있다. 이 때문에, 차종 구분(D1)의 판별에 필요한 정보를 검출하는 검출용 장치인 디딤판을 노면에 매설할 수 없는 요금소나, 디딤판으로부터 요금 자동 수수기(11)까지의 공간을 충분히 확보할 수 없는 요금소 등, 입지 조건에 제한이 있는 요금소라도, 타이어 패턴 판정 장치(20)를 설치하는 것이 가능하다.

이 때문에, 이와 같이 입지 조건에 제한이 있어, 검출용 장치로부터의 정보를 충분히 얻을 수 없는 요금소라도, 타이어 판정부(203)가 판정한 타이어(T)의 연설수(D3)에 기초하여 차종 판별을 행하는 것이 가능해진다.

또한, 상술한 타이어 패턴 판정 장치(20)에 의하면, 레이저 스캔 센서(20E)는 검출 광으로서 레이저 광을 조사한다. 레이저 스캔 센서(20E)는 휠(W)에 의한 당해 검출 광의 반사광을 검출하고, 당해 반사광의 검출 결과에 기초하여, 레이저 스캔 센서(20E)로부터 휠(W)까지의 거리를 측정한다.

차량(A)의 외측(도 5a 및 도 5b에 있어서의 +Y측)으로부터 보이는 싱글 타이어(T1)의 휠(W)은 볼록 형상이고, 더블 타이어(T2)의 휠(W)은 오목 형상이기 때문에, 싱글 타이어(T1)의 휠(W)과 더블 타이어(T2)의 휠(W)에서는 검출 스캔 패턴(D13)에 나타나는 좌표(y)의 값의 편차의 규칙성이 달라진다. 구체적으로는, 싱글 타이어(T1)의 검출 스캔 패턴(D13)은 좌표(y)의 값의 편차가 작다는 규칙성을 가지며, 더블 타이어(T2)의 검출 스캔 패턴(D13)은 좌표(y)의 값의 편차가 크다는 규칙성을 갖고 있다. 타이어 판정부(203)는 상기한 바와 같이 검출 스캔 패턴(D13)에 있어서의 좌표(y)의 편차의 규칙성에 기초하여, 차량(A)의 휠(W)의 형상의 특징을 인식하여, 당해 휠의 형상에 따른 타이어(T)의 연설수(D3)를 판정할 수 있다.

또한, 상술한 타이어 패턴 판정 장치(20)에 의하면, 레이저 스캔 센서(20E)는 차량(A)의 높이 방향(도 7에 있어서의 Z 방향)을 따라, 다른 복수의 높이(각도(θ))로 검출 광의 조사를 행한다. 이 때, 검출 광의 조사 범위는 차량(A)의 높이 방향(도 7에 있어서의 Z 방향)을 따라 타이어(T)의 하단부로부터 상단부까지의 범위를 포함하도록 설정되어 있다. 이 때문에, 차량(A)의 휠(W)이 배치되어 있는 높이 방향에 있어서의 위치가 변위해도, 검출 광이 조사되는 높이 방향(도 7에 있어서의 Z 방향)에 있어서의 조사 범위의 어딘가의 위치에 휠(W)이 배치되어 있는 위치를 포함하도록 할 수 있다. 이 때문에, 레이저 스캔 센서(20E)는 휠(W)의 높이 방향(도 7에 있어서의 Z 방향)에 있어서의 하단부로부터 상단부까지 검출 광을 조사할 수 있고, 휠(W)의 형상의 특징을 인식하기 위해 충분한 반사광의 검출 결과를 얻는 것이 가능해진다.

또한, 상술한 타이어 패턴 판정 장치(20)에 의하면, 레이저 스캔 센서(20E)는 소정의 조사 범위에 검출 광을 조사한다. 소정의 조사 범위는 레이저 스캔 센서(20E)보다도 차선(L)의 진행 방향 앞쪽(도 7에 있어서의 -X측)의 영역이며, 차량(A)의 휠(W)에 상당하는 높이가 포함되는 범위로 설정되어 있다.

소정의 조사 범위를, 레이저 스캔 센서(20E)보다도 차선(L)의 진행 방향 앞쪽(도 7에 있어서의 -X측)의 영역에 설정함으로써, 차량(A)의 진행 방향 앞쪽(도 7에 있어서의 -X측)에 배치되어 있는 휠(W)의 검출 스캔 패턴(D13)을 취득할 수 있다. 이 때문에, 차량 검지기(10A)로부터 요금 자동 수수기(11)까지의 거리가 차량의 최대 차장(예를 들어, 18 m)보다도 짧은 경우라도, 차량(A)의 운전석이 요금 자동 수수기(11)에 도달하기 전에, 차량(A)의 모든 휠(W)의 검출 스캔 패턴(D13)을 취득할 수 있다. 이에 의해, 차종 판별 장치(10)의 설치 공간을 충분히 확보할 수 없는 요금소라도, 타이어 패턴 판정 장치(20)에 의해 판정된 차량(A)의 타이어(T)의 연설수(D3)에 기초하여 차종의 판별을 행하는 것이 가능해진다. 차종 구분 판별부(10C)는 이와 같이 판정된 차량(A)의 각 타이어(T)의 연설수(D3)와, 번호판 인식부(10B)로부터 취득한 번호판 정보(D2)에 기초하여, 당해 차량(A)의 차종 구분(D1)을 판별한다. 여기서, 상술한 바와 같이, 차량의 차종 등에 따라, 어느 차축에 싱글 타이어 및 더블 타이어의 어느 것이 부착될 수 있는지를 나타내는 연설수 패턴에는 경향이 있다. 이 때문에, 차종 구분 판별부(10C)는 이러한 연설수 패턴을 미리 학습해 둠으로써, 타이어(T)의 연설수(D3)에 기초하여 차종 구분(D1)의 판별의 정밀도를 향상시키는 것이 가능하다.

또한, 레이저 스캔 센서(20E)의 설치 위치에 따라서는 차량(A)의 가장 진행 방향 앞쪽(도 2에 있어서의 -X측)에 배치되어 있는 타이어(T)의 연설수(D3)를 판정하는 것이 곤란한 경우가 있다. 그러나 차종 구분 판별부(10C)는 상술한 바와 같이 연설수 패턴을 학습하고 있음으로써, 이미 취득 완료한 타이어(T)의 연설수(D3)와 연설수 패턴에 기초하여, 취득되지 않은 타이어의 연설수를 추측하도록 해도 좋다. 예를 들어, 차량(A)의 1축째의 타이어(T)가 싱글 타이어(T1)이며, 2축째 및 3축째의 타이어(T)가 더블 타이어(T2)라고 판정됐지만, 4축째의 타이어(T)가 촬상부(20B)에 의해 촬상할 수 없고 불분명한 경우라도, 차종 구분 판별부(10C)는 1축째 내지 3축째의 타이어(T)의 연설수(D3)와 연설수 패턴에 기초하여, 4축째의 타이어(T)의 연설수(D3)는 더블 타이어(T2)일 가능성이 높다고 추측한다. 이에 의해서도, 차종 구분(D1)의 판별의 정밀도를 향상시키는 것이 가능하다.

또한, 본 실시형태에 있어서, 레이저 스캔 센서(20E)는 검출 광의 조사 방향이 진행 방향 앞쪽(도 7에 있어서의 -X측)을 향하도록, 당해 조사 방향과 차선(L)의 진행 방향(도 7에 있어서의 X 방향)이 약45도의 각도로 교차하도록 배치되어 있는 예에 대해 설명했지만, 이에 한정되는 것은 아니다.

예를 들어, 2대의 차량이 근접 주행하고 있는 경우, 차량 검지기(10A)가 차량(A)의 통과를 검지한 때에, 당해 차량(A)의 후속 차량에 검출 광이 조사되는 경우가 있다. 이 때문에, 레이저 스캔 센서(20E)는 차량 검지기(10A)가 차량(A)의 통과를 검지한 때에 당해 차량(A)의 후속 차량의 타이어가 촬상되지 않도록, 검출 광의 조사 방향을 차량 검지기(10A)에 가깝게 설정해도 좋다.

(하드웨어 구성)

또한, 상술의 각 실시형태에 있어서의 타이어 패턴 판정 장치(20)의 하드웨어 구성의 예에 대해 설명한다.

도 11은 타이어 패턴 판정 장치(20)의 하드웨어 구성의 일 예를 나타내는 도면이다.

도 11 에 나타내는 바와 같이, 타이어 패턴 판정 장치(20)는 메모리(810)와, 기억/재생 장치(820)와, IO I/F(Input Output Interface)(830)와, 외부 기기I/F(Interface)(840)와, 통신I/F(Interface)(850)와, CPU(Central Processing Unit)(860)와, 보조 기억 장치(870)를 구비하고 있다.

메모리(810)는 타이어 패턴 판정 장치(20)의 프로그램에서 사용되는 데이터 등을 일시적으로 기억하는 RAM(Random Access Memory) 등의 매체이다.

기억/재생 장치(820)는 CD-ROM, DVD, 플래시 메모리 등의 외부 매체에 데이터 등을 기억하거나, 외부 매체의 데이터 등을 재생하기 위한 장치이다.

IO I/F(830)는 차종 판별 장치(10)의 각 장치와의 사이에서 정보 등의 입출력을 행하기 위한 인터페이스이다.

외부 기기I/F(840)는 타이어 패턴 판정 장치(20)가 구비하는 기기의 제어와, 정보 등의 송수신을 행하기 위한 인터페이스이다. 상술한 실시형태의 타이어 패턴 판정 장치(20)에서는, 외부 기기I/F(840)는 조명부(20A) 및 촬상부(20B), 또는 레이저 스캔 센서(20E)의 제어와, 정보 및 신호의 송수신을 행한다.

통신I/F(850)는 타이어 패턴 판정 장치(20)가 인터넷 등의 통신 회선을 통해 외부 서버와 통신을 행하기 위한 인터페이스이다.

CPU(860)는 프로그램을 실행하고, 타이어 패턴 판정 장치(20)의 각각 기능을 실행하도록 제어한다. 상술한 실시형태에 있어서는 타이어 패턴 판정 장치(20)가 타이어(T)의 연설수(D3)를 판정하도록 제어한다.

보조 기억 장치(870)는 CPU(860)에서 실행하는 프로그램이나, 프로그램을 실행할 때에 사용하는 데이터나, 생성된 데이터를 기록하기 위한 것이다. 보조 기억 장치(870)는 HDD(Hard Disk Drive)나 플래시 메모리 등이다.

타이어 패턴 판정 장치(20)의 프로그램은 CD-ROM, DVD, 플래시 메모리 등의 외부 매체에 기록되어 있어도 좋고, 이 경우는 기억/재생 장치(820)로부터 외부 매체로의 쓰기(기억) 및 읽기(재생)를 행한다. 통신I/F(850)로부터 외부 서버에 기억되어 있는 프로그램을 읽어내도 좋다.

외부 매체나 외부 서버에 기억되어 있는 프로그램을 보조 기억 장치(870)에 기억해도 좋다.

CPU(860)는 상기 프로그램을 실행함으로써, 타이어 패턴 판정 장치(20)의 휠 검출부(202) 및 타이어 판정부(203)로서 기능한다. CPU(860)가 각종 처리를 행하면, 각각의 처리에서 생성된 데이터는 보조 기억 장치(870)에 기억된다.

이상, 본 발명의 실시형태에 대해 상세히 설명했지만, 본 발명의 기술적 사상을 일탈하지 않는 한, 이에 한정되는 것은 아니며, 다소의 설계 변경 등도 가능하다.

예를 들어, 상술한 실시형태에 있어서, 타이어 패턴 판정 장치(20)가 차량 검지기(10A)로부터 차량 진입 정보(D5)를 수신하고 나서, 검출 광의 조사 및 반사광의 검출을 행하는 예에 대해 설명했지만, 이에 한정되는 것은 아니다. 타이어 패턴 판정 장치(20)는 항상 검출 광의 조사 및 반사광의 검출을 행해도 좋다. 이 경우, 타이어 패턴 판정 장치(20)의 촬상부(20B) 및 레이저 스캔 센서(20E)는 취득한 화상(D11)을 순차적으로 휠 검출부(202)에 출력한다. 휠 검출부(202)는 차량 검지기(10A)로부터 차량 진입 정보(D5)를 수신하고 나서, 차량 통과 정보(D6)를 수신할 때까지의 기간에 취득한 화상(D11)에 대해, 당해 화상(D11)에 차량(A)의 휠(W)이 포함되는지 여부를 검출한다. 또한, 휠 검출부(202)는 취득한 모든 화상(D11)에 대해, 당해 화상(D11)에 차량(A)의 휠(W)이 포함되는지 여부를 검출하도록 해도 좋다.

이러한 구성에 의해서도, 상술한 실시형태와 같은 효과를 얻는 것이 가능하다.

또한, 상술한 실시형태에 있어서, 차종 판별 장치(10)가 디딤판을 구비하고 있지 않은 예에 대해 설명했지만, 이에 한정되는 것은 아니다. 노면에 디딤판의 매설이 가능한 요금소에 있어서는, 차종 판별 장치(10)는 추가로 디딤판을 구비하고 있어도 좋다. 디딤판으로부터의 차축 수 등의 정보를 취득함으로써, 당해 정보를 고려한 차종의 판별을 행할 수 있다.

또한, 상술한 실시형태에 있어서, 요금 자동 수수기(11)에 관한 차종 판별을 대상으로 하여 설명했지만, 이에 한정되는 것은 아니다. 다른 실시형태에 있어서는 요금 자동 수수기(11)를 대신하여, 유인(有人) 부스나 통행권 자동 발행기에 관한 차종 판별을 대상으로 해도 좋다.

(산업상 이용 가능성)

상술한 타이어 패턴 판별 장치, 차종 판별 장치, 타이어 패턴 판별 방법 및 프로그램에 의하면, 요금소의 입지 조건에 관계 없이 설치가 가능하며, 차종의 판별에 필요한 정보의 하나인 타이어의 연설수를 취득할 수 있다.

1: 요금 수수 설비
10: 차종 판별 장치
10A: 차량 검지기
10B: 번호판 인식부
10C: 차종 구분 판별부
11: 요금 자동 수수기
13: 발진 제어기
14: 발진 검지기
20: 타이어 패턴 판정 장치
20A: 조명부(조사부)
20B: 촬상부(검출부)
20C: 주 제어부
20D: 기억부
20E: 레이저 스캔 센서(조사부, 검출부)
202: 휠 검출부
203: 타이어 판정부
301: 림
302: 디스크
A: 차량
I: 아일랜드
L: 차선
T: 타이어
T1: 싱글 타이어
T2: 더블 타이어
R1: 암부
R2: 명부
W: 휠

Claims (14)

1. 통과하는 차량의 휠에 상당하는 높이에 검출 광을 조사하는 조사부와,
   상기 검출 광의 반사광을 검출하는 검출부와,
   상기 검출부에 의한 상기 휠로부터의 상기 반사광의 검출 결과에 기초하여, 상기 차량의 타이어의 연설수(連設數)를 판정하는 타이어 판정부를 구비하고,
   상기 조사부는 적어도 상기 휠을 포함하는 조사 범위에 상기 검출 광을 조사하고,
   상기 검출부는 상기 반사광의 검출 결과에 기초하여, 상기 조사 범위에 포함되는 상기 차량의 외측으로부터 보이는 상기 휠의 볼록 형상 또는 오목 형상을 검출하고,
   상기 타이어 판정부는 상기 휠의 상기 볼록 형상 또는 오목 형상에 기초하여, 상기 타이어의 연설수를 판정하는
   타이어 패턴 판정 장치.
   
2. 통과하는 차량의 휠에 상당하는 높이에 검출 광을 조사하는 조사부와,
   상기 검출 광의 반사광을 검출하는 검출부와,
   상기 검출부에 의한 상기 휠로부터의 상기 반사광의 검출 결과에 기초하여, 상기 차량의 타이어의 연설수를 판정하는 타이어 판정부를 구비하고,
   상기 조사부는 적어도 상기 휠을 포함하는 조사 범위에 상기 검출 광을 조사하고,
   상기 검출부는 상기 반사광의 검출 결과에 기초하여, 상기 조사 범위를 포함하는 화상을 취득하고,
   상기 타이어 판정부는 상기 화상 상에 나타나는 암부(暗部) 및 명부(明部)의 분포의 규칙성에 기초하여, 상기 타이어의 연설수를 판정하고,
   상기 화상 상에 나타나는 암부 및 명부의 분포의 규칙성은 상기 차량의 외측으로부터 보이는 상기 휠의 볼록 형상 또는 오목 형상에 기인하여 발생하는
   타이어 패턴 판정 장치.
   
3. 통과하는 차량의 휠에 상당하는 높이에 검출 광을 조사하는 조사부와,
   상기 검출 광의 반사광을 검출하는 검출부와,
   상기 검출부에 의한 상기 휠로부터의 상기 반사광의 검출 결과에 기초하여, 상기 차량의 타이어의 연설수를 판정하는 타이어 판정부를 구비하고,
   상기 조사부는 상기 검출 광으로서 레이저 광을 조사하고,
   상기 검출부는 상기 반사광의 검출 결과에 기초하여, 상기 검출부로부터 조사 대상까지의 거리를 측정하고,
   상기 타이어 판정부는 상기 거리의 복수의 측정 결과에 의해, 상기 휠의 볼록 형상 또는 오목 형상에 기초하는 특징을 인식하여, 당해 휠의 형상에 따른 상기 타이어의 연설수를 판정하는
   타이어 패턴 판정 장치.
   
4. 제 1 항에 있어서,
   상기 검출부는 상기 반사광의 검출 결과에 기초하여, 상기 조사 범위를 포함하는 화상을 취득하고,
   상기 타이어 판정부는 상기 화상 상에 나타나는 암부(暗部) 및 명부(明部)의 분포의 규칙성에 기초하여, 상기 타이어의 연설수를 판정하는
   타이어 패턴 판정 장치.
   
5. 제 4 항에 있어서,
   상기 화상 상에 나타나는 암부 및 명부의 분포의 규칙성은 상기 차량의 외측으로부터 보이는 상기 휠의 볼록 형상 또는 오목 형상에 기인하여 발생하는
   타이어 패턴 판정 장치.
   
6. 제 1 항에 있어서,
   상기 조사부는 상기 검출 광으로서 레이저 광을 조사하고,
   상기 검출부는 상기 반사광의 검출 결과에 기초하여, 상기 검출부로부터 조사 대상까지의 거리를 측정하고,
   상기 타이어 판정부는 상기 거리의 복수의 측정 결과에 의해 상기 휠의 형상의 특징을 인식하여, 상기 휠의 형상에 따른 상기 타이어의 연설수를 판정하는
   타이어 패턴 판정 장치.
   
7. 제 6 항에 있어서,
   상기 조사부는 상기 차량의 높이 방향을 따라, 다른 복수의 높이로 상기 레이저 광을 조사하는
   타이어 패턴 판정 장치.
   
8. 제 4 항에 있어서,
   상기 조사부는 상기 차량의 폭 방향에 대해 경사진 방향으로 상기 검출 광을 조사하는
   타이어 패턴 판정 장치.
   
9. 제 1 항에 있어서,
   상기 조사부는 상기 조사부가 설치되어 있는 위치보다 상기 차량의 진행 방향 앞쪽을 향해 상기 검출 광을 조사하는
   타이어 패턴 판정 장치.
   
10. 제 1 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항에 기재한 타이어 패턴 판정 장치와,
    상기 타이어 패턴 판정 장치에 의해 판정된 상기 차량의 상기 타이어의 연설수에 기초하여 차종을 판별하는 차종 구분 판별부
    를 구비하는 차종 판별 장치.
    
11. 통과하는 차량의 휠에 상당하는 높이에 검출 광을 조사하는 조사 단계와,
    상기 검출 광의 반사광을 검출하는 검출 단계와,
    상기 검출 단계에 의한 상기 휠의 형상에 따른 상기 반사광의 검출 결과에 기초하여, 상기 차량의 타이어의 연설수를 판정하는 타이어 판정 단계를 갖고,
    상기 조사 단계에 있어서, 적어도 상기 휠을 포함하는 조사 범위에 상기 검출 광을 조사하고,
    상기 검출 단계에 있어서, 상기 반사광의 검출 결과에 기초하여, 상기 조사 범위에 포함되는 상기 차량의 외측으로부터 보이는 상기 휠의 볼록 형상 또는 오목 형상을 검출하고,
    상기 타이어 판정 단계에 있어서, 상기 휠의 상기 볼록 형상 또는 오목 형상에 기초하여, 상기 타이어의 연설수를 판정하는
    타이어 패턴 판정 방법.
    
12. 통과하는 차량의 휠에 상당하는 높이에 검출 광을 조사하는 조사 단계와,
    상기 검출 광의 반사광을 검출하는 검출 단계와,
    상기 검출 단계에 의한 상기 휠의 형상에 따른 상기 반사광의 검출 결과에 기초하여, 상기 차량의 타이어의 연설수를 판정하는 타이어 판정 단계를 갖고,
    상기 조사 단계에 있어서, 상기 검출 광으로서 레이저 광을 조사하고,
    상기 검출 단계에 있어서, 상기 반사광의 검출 결과에 기초하여 조사 대상까지의 거리를 측정하고,
    상기 타이어 판정 단계에 있어서, 상기 거리의 복수의 측정 결과에 의해, 상기 휠의 볼록 형상 또는 오목 형상에 기초하는 특징을 인식하여, 당해 휠의 형상에 따른 상기 타이어의 연설수를 판정하는
    타이어 패턴 판정 방법.
    
13. 통과하는 차량의 타이어의 연설수를 판정하는 타이어 패턴 판정 장치의 컴퓨터를 기능시키는 프로그램을 기억한 기억 매체로서,
    상기 컴퓨터를,
    상기 차량의 휠에 상당하는 높이에 검출 광을 조사하는 조사부,
    상기 검출 광의 반사광을 검출하는 검출부,
    상기 검출부에 의한 상기 휠의 형상에 따른 상기 반사광의 검출 결과에 기초하여, 상기 차량의 타이어의 연설수를 판정하는 타이어 판정부로서 기능시키고,
    상기 조사부는 적어도 상기 휠을 포함하는 조사 범위에 상기 검출 광을 조사하고,
    상기 검출부는 상기 반사광의 검출 결과에 기초하여, 상기 조사 범위에 포함되는 상기 차량의 외측으로부터 보이는 상기 휠의 볼록 형상 또는 오목 형상을 검출하고,
    상기 타이어 판정부는 상기 휠의 상기 볼록 형상 또는 오목 형상에 기초하여, 상기 타이어의 연설수를 판정하는
    프로그램을 기억한 기억 매체.
    
14. 통과하는 차량의 타이어의 연설수를 판정하는 타이어 패턴 판정 장치의 컴퓨터를 기능시키는 프로그램을 기억한 기억 매체로서,
    상기 컴퓨터를,
    상기 차량의 휠에 상당하는 높이에 검출 광을 조사하는 조사부,
    상기 검출 광의 반사광을 검출하는 검출부,
    상기 검출부에 의한 상기 휠의 형상에 따른 상기 반사광의 검출 결과에 기초하여, 상기 차량의 타이어의 연설수를 판정하는 타이어 판정부로서 기능시키고,
    상기 조사부는 상기 검출 광으로서 레이저 광을 조사하고,
    상기 검출부는 상기 반사광의 검출 결과에 기초하여, 상기 검출부로부터 조사 대상까지의 거리를 측정하고,
    상기 타이어 판정부는 상기 거리의 복수의 측정 결과에 의해, 상기 휠의 볼록 형상 또는 오목 형상에 기초하는 특징을 인식하여, 당해 휠의 형상에 따른 상기 타이어의 연설수를 판정하는
    프로그램을 기억한 기억 매체.

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