(57)【要約】【課題】撮像画像の高視認性を低コストで実現でき、しかも、設置調整作業効率の改善および照明パターンを容易に最適化することができるカメラシステムを提供する。【解決手段】有料道路を走行する車両のナンバプレートを撮像し、得られる画像を処理することによりナンバプレート上の文字を認識したり、あるいは、有料道路を走行する車両の少なくとも運転者の顔を含む画像を撮像して記録したりするカメラシステムにおいて、照明ユニットの標準設置条件から想定される車両の画面上の移動軌跡に対し当該照明ユニットの照明パターンをあらかじめ合わせ込む。【選択図】      図８
2010066986.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
移動物体が移動する移動路の側部に設置され、当該移動路を移動する移動物体を撮像するカメラと、
このカメラの近傍に設置され、前記カメラによる前記移動物体の撮像時に当該移動物体に対し照明光を照射するもので、その照明パターンがあらかじめ当該照明装置の標準設置条件から前記移動物体がたどると予測される移動軌跡にあわせ最適化されている照明装置と、
前記カメラから得られる画像を用いて所定の画像処理を行なう画像処理手段と、
を具備したことを特徴とするカメラシステム。
【請求項２】
移動物体が移動する移動路の側部に設置され、当該移動路を移動する移動物体を撮像するカメラと、
このカメラの近傍に設置され、前記カメラによる前記移動物体の撮像時に当該移動物体に対し照明光を照射するもので、あらかじめ標準の照明パターンが設定されている照明装置と、
実際の稼動時の前に行なわれる調整時に前記移道路においてテスト移動物体を移動させることで、当該テスト移動物体の移動軌跡を認識する移動軌跡認識手段と、
この移動軌跡認識手段により認識されたテスト移動物体の移動軌跡の前記標準の照明パターンに対する差異を認識し、その差異に基づき前記照明装置の照明パターンを最適な状態に合わせる照明制御手段と、
前記カメラから得られる画像を用いて所定の画像処理を行なう画像処理手段と、
を具備したことを特徴とするカメラシステム。
【請求項３】
移動物体が移動する移動路の側部に設置され、当該移動路を移動する移動物体を撮像するカメラと、
このカメラの近傍に設置され、前記カメラによる前記移動物体の撮像時に当該移動物体に対し照明光を照射するもので、その照明光を前記移動する移動物体に対し追尾動作可能な照明装置と、
実際の稼動時の前に行なわれる調整時に前記移道路においてテスト移動物体を移動させることで、当該テスト移動物体の移動軌跡を認識する移動軌跡認識手段と、
前記移動する移動物体の移動速度を測定する移動速度測定手段と、
前記移動軌跡認識手段により認識されたテスト移動物体の移動軌跡および前記移動速度測定手段により測定された移動物体の移動速度に基づき、前記照明装置における照明光の最適な追尾軌道を求め、この求めた追尾軌道に基づき前記照明装置の照明光を前記移動する移動物体に対し追尾動作させる照明制御手段と、
前記カメラから得られる画像を用いて所定の画像処理を行なう画像処理手段と、
を具備したことを特徴とするカメラシステム。
【請求項４】
車両が走行する道路の側部に設置され、当該道路を走行する車両の少なくともナンバプレートを含む画像を撮像するカメラと、
このカメラの近傍に設置され、前記カメラによる前記車両の撮像時に当該車両に対し照明光を照射するもので、その照明パターンがあらかじめ当該照明装置の標準設置条件から前記車両がたどると予測される移動軌跡にあわせ最適化されている照明装置と、
前記カメラから得られる画像を処理することにより、前記走行する車両のナンバプレートを検出し、当該ナンバプレート上の文字を認識する画像処理手段と、
を具備したことを特徴とするカメラシステム。
【請求項５】
車両が走行する道路の側部に設置され、当該道路を走行する車両の少なくともナンバプレートを含む画像を撮像するカメラと、
このカメラの近傍に設置され、前記カメラによる前記車両の撮像時に当該車両に対し照明光を照射するもので、あらかじめ標準の照明パターンが設定されている照明装置と、
実際の稼動時の前に行なわれる調整時に前記道路においてテスト車両を走行させることで、当該テスト車両の移動軌跡を認識する移動軌跡認識手段と、
この移動軌跡認識手段により認識されたテスト車両の移動軌跡の前記標準の照明パターンに対する差異を認識し、その差異に基づき前記照明装置の照明パターンを最適な状態に合わせる照明制御手段と、
前記カメラから得られる画像を処理することにより、前記走行する車両のナンバプレートを検出し、当該ナンバプレート上の文字を認識する画像処理手段と、
を具備したことを特徴とするカメラシステム。
【請求項６】
車両が走行する道路の側部に設置され、当該道路を走行する車両の少なくともナンバプレートを含む画像を撮像するカメラと、
このカメラの近傍に設置され、前記カメラによる前記車両の撮像時に当該車両に対し照明光を照射するもので、その照明光を前記走行する車両に対し追尾動作可能な照明装置と、
実際の稼動時の前に行なわれる調整時に前記道路においてテスト車両を走行させることで、当該テスト車両の移動軌跡を認識する移動軌跡認識手段と、
前記走行する車両の走行速度を測定する走行速度測定手段と、
前記移動軌跡認識手段により認識されたテスト車両の移動軌跡および前記走行速度測定手段により測定された車両の走行速度に基づき、前記照明装置における照明光の最適な追尾軌道を求め、この求めた追尾軌道に基づき前記照明装置の照明光を前記走行する車両に対し追尾動作させる照明制御手段と、
前記カメラから得られる画像を処理することにより、前記走行する車両のナンバプレートを検出し、当該ナンバプレート上の文字を認識する画像処理手段と、
を具備したことを特徴とするカメラシステム。
【請求項７】
車両が走行する道路の側部に設置され、当該道路を走行する車両の少なくとも運転者の顔を含む画像を撮像するカメラと、
このカメラの近傍に設置され、前記カメラによる前記車両の撮像時に当該車両に対し照明光を照射するもので、その照明パターンがあらかじめ当該照明装置の標準設置条件から前記車両がたどると予測される移動軌跡にあわせ最適化されている照明装置と、
前記カメラから得られる画像を処理することにより、前記走行する車両の少なくとも運転者の顔を含む画像を検出し、この検出した画像を記録する画像処理手段と、
を具備したことを特徴とするカメラシステム。
【請求項８】
車両が走行する道路の側部に設置され、当該道路を走行する車両の少なくとも運転者の顔を含む画像を撮像するカメラと、
このカメラの近傍に設置され、前記カメラによる前記車両の撮像時に当該車両に対し照明光を照射するもので、あらかじめ標準の照明パターンが設定されている照明装置と、
実際の稼動時の前に行なわれる調整時に前記道路においてテスト車両を走行させることで、当該テスト車両の移動軌跡を認識する移動軌跡認識手段と、
この移動軌跡認識手段により認識されたテスト車両の移動軌跡の前記標準の照明パターンに対する差異を認識し、その差異に基づき前記照明装置の照明パターンを最適な状態に合わせる照明制御手段と、
前記カメラから得られる画像を処理することにより、前記走行する車両の少なくとも運転者の顔を含む画像を検出し、この検出した画像を記録する画像処理手段と、
を具備したことを特徴とするカメラシステム。
【請求項９】
車両が走行する道路の側部に設置され、当該道路を走行する車両の少なくとも運転者の顔を含む画像を撮像するカメラと、
このカメラの近傍に設置され、前記カメラによる前記車両の撮像時に当該車両に対し照明光を照射するもので、その照明光を前記走行する車両に対し追尾動作可能な照明装置と、
実際の稼動時の前に行なわれる調整時に前記道路においてテスト車両を走行させることで、当該テスト車両の移動軌跡を認識する移動軌跡認識手段と、
前記走行する車両の走行速度を測定する走行速度測定手段と、
前記移動軌跡認識手段により認識されたテスト車両の移動軌跡および前記走行速度測定手段により測定された車両の走行速度に基づき、前記照明装置における照明光の最適な追尾軌道を求め、この求めた追尾軌道に基づき前記照明装置の照明光を前記走行する車両に対し追尾動作させる照明制御手段と、
前記カメラから得られる画像を処理することにより、前記走行する車両の少なくとも運転者の顔を含む画像を検出し、この検出した画像を記録する画像処理手段と、
を具備したことを特徴とするカメラシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、たとえば、車両をノンストップで利用料金の収受処理を自動的に行なうＥＴＣシステム（ノンストップ自動料金収受システム）と称される料金収受システムにおいて、有料道路を走行する車両のナンバプレートを撮像し、得られる画像を処理することによりナンバプレート上の文字を認識したり、あるいは、有料道路を走行する車両の少なくとも運転者の顔を含む画像を撮像して記録したりするカメラシステムに関する。
【背景技術】
【０００２】
現在、有料道路の料金所等における料金収受システムとして、ＥＴＣシステムの普及が進んでいる。これを利用する車両は、ＥＴＣカードを装着した専用の車載器を搭載し、料金所の入（出）口等に設置されるＥＴＣアンテナ装置と無線通信によって自動課金等の料金収受処理を行なう。料金収受処理が正常終了すると、通行レーンを閉じている発進制御装置の阻止バーが開き、車両はノンストップで通過できる（たとえば、特許文献１参照）。
【０００３】
個々の通行情報は料金所のデータ処理装置等を通じて上位の中央処理装置にあげられ、最終的にクレジット処理等による課金が行なわれる。ＥＴＣシステムの主な目的は、料金所の渋滞緩和および料金収受の自動省力化である。一部の料金所には、車両の通行状況を遠隔監視する目的で、通過車両を撮影するカメラシステム等が設置されている。
【特許文献１】２０００−１８２１０９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
一般に、有料道路の料金所では、安全性の観点から、不正突破しようとする車両に対しても、あえて阻止能力を抑えている。通行ゲートとなる発進制御装置の阻止バーは、上下方向に開閉する構造になっているが、閉じた状態で車両進行方向に押し広げる（突破する）ことも可能で、約９０度開いた位置で阻止バーがロックされる。また、瞬間的にある程度以上の力が加わると、阻止バー自体が折れる構造のため、走行中の車両を停止させる能力は持たせていない。
【０００５】
このことを悪用し、車載器を搭載しないかあるいは故意にＥＴＣカードを車載器に挿入しないで課金されないまま料金所（閉じた阻止バー）を突破する不正車両が後を経たない。年間数億円にのぼる事業者側被害も甚大であるが、正規料金を支払って利用する大多数の利用者に対する不公正放置は社会問題となっている。
【０００６】
これまで、正常課金されずに阻止バーを押し広げ（または破壊して）突破する車両があると、料金所の警報等で認識することはできたが、係員が対応にでた時点で既に走り去った後であり、特定できないケースが殆どだった。また、走行している突破車両を強制阻止することは、安全上の観点から問題であり、有効な対抗手段がなかった。その意味で、「不正通行を画像記録するカメラシステム」は現行犯として捉えることはできないものの、警察による検挙に繋がった例からも証拠データとしての有効性が認識されつつある。
【０００７】
ここで、カメラシステムに対しては、２４時間にわたって安定した稼動を行なう性能が求められるが、カメラそのものの性能とともに夜間の照明効果が重要なファクタとなる。オートレンズを用いれば、ある程度の画像品質（昼夜の明るさ、解像度等）は確保できるが、８０ｋｍ／ｈで通過するような車両を常時鮮明に捉えるような応答性を求めると、そのコストは膨大である。
【０００８】
そこで、照明をより効率的に利用する手段が必要となるが、画面中心を明るさ最大とする同心円上の既存の照明パターンでは、画面を斜めに横切る撮像対象が中心位置に到達した時点ではピンポイントで最適化されるものの、それ以外の位置では充分な光量が確保できないという課題がある。  
また、画面均一の明るさが得られる人工太陽のような照明装置はコスト高である上、照明光範囲的には不要な部分が大きく、効率が悪いという課題がある。
【０００９】
さらに、高速道路の料金所等にカメラを設置する場合、その位置、角度など設置条件はスペース上の制約を受ける。設置場所ごとに照明装置の照明パターンを最適化調整することが必要となるが、個々の調整は容易ではない。特に、夜間照明として標準的に用いられる赤外（近赤外）光照明の場合、昼間屋外で照明パターンを調整することは目視確認の点で課題がある。
【００１０】
そのため、たとえ不正通行の瞬間を画像データとして捉えたとしても、ナンバプレートや運転者を特定できるだけの解像度を持つ画像を得るには機器コストが膨大となるという課題がある。特に、照明装置については、カメラシステムとしてカメラとは切り離せない重要ユニットであり、その効果、効率を最大限発揮させることは、コスト面および性能面においてカメラ単体同様に鍵となっている。  
また、標準的に用いられる赤外（近赤外）照明は、上記したように特に昼間可視化できないため、現場での調整が困難である。
【００１１】
そこで、本発明は、撮像画像の高視認性を低コストで実現でき、しかも、設置調整作業効率の改善および照明パターンを容易に最適化することができるカメラシステムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明のカメラシステムは、移動物体が移動する移動路の側部に設置され、当該移動路を移動する移動物体を撮像するカメラと、このカメラの近傍に設置され、前記カメラによる前記移動物体の撮像時に当該移動物体に対し照明光を照射するもので、その照明パターンがあらかじめ当該照明装置の標準設置条件から前記移動物体がたどると予測される移動軌跡にあわせ最適化されている照明装置と、前記カメラから得られる画像を用いて所定の画像処理を行なう画像処理手段とを具備している。
【００１３】
また、本発明のカメラシステムは、移動物体が移動する移動路の側部に設置され、当該移動路を移動する移動物体を撮像するカメラと、このカメラの近傍に設置され、前記カメラによる前記移動物体の撮像時に当該移動物体に対し照明光を照射するもので、あらかじめ標準の照明パターンが設定されている照明装置と、実際の稼動時の前に行なわれる調整時に前記移道路においてテスト移動物体を移動させることで、当該テスト移動物体の移動軌跡を認識する移動軌跡認識手段と、この移動軌跡認識手段により認識されたテスト移動物体の移動軌跡の前記標準の照明パターンに対する差異を認識し、その差異に基づき前記照明装置の照明パターンを最適な状態に合わせる照明制御手段と、前記カメラから得られる画像を用いて所定の画像処理を行なう画像処理手段とを具備している。
【００１４】
また、本発明のカメラシステムは、移動物体が移動する移動路の側部に設置され、当該移動路を移動する移動物体を撮像するカメラと、このカメラの近傍に設置され、前記カメラによる前記移動物体の撮像時に当該移動物体に対し照明光を照射するもので、その照明光を前記移動する移動物体に対し追尾動作可能な照明装置と、実際の稼動時の前に行なわれる調整時に前記移道路においてテスト移動物体を移動させることで、当該テスト移動物体の移動軌跡を認識する移動軌跡認識手段と、前記移動する移動物体の移動速度を測定する移動速度測定手段と、前記移動軌跡認識手段により認識されたテスト移動物体の移動軌跡および前記移動速度測定手段により測定された移動物体の移動速度に基づき、前記照明装置における照明光の最適な追尾軌道を求め、この求めた追尾軌道に基づき前記照明装置の照明光を前記移動する移動物体に対し追尾動作させる照明制御手段と、前記カメラから得られる画像を用いて所定の画像処理を行なう画像処理手段とを具備している。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、撮像画像の高視認性を低コストで実現でき、しかも、設置調整作業効率の改善および照明パターンを容易に最適化することができるカメラシステムを提供できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。  
図１は、本発明の実施の形態に係るカメラシステムが適用されるＥＴＣシステム（ノンストップ自動料金収受システム）と称される料金収受システムの構成を模式的に示すものである。
【００１７】
図１において、たとえば、有料道路の料金所におけるＥＴＣ入口車線１１には、その入口側から順次、車両検知・車種判別装置１２、路側無線装置１３、ブース処理機１４、路側表示器１５、および、発信制御装置１６がそれぞれ設置されていて、これらはＥＴＣ入口の車線制御装置１７にそれぞれ接続されている。
【００１８】
また、一般入口車線１８には、その入口側から順次、車両検知・車種判別装置１９、ブース処理機２０、カメラシステム２１、路側表示器２２、および、発信制御装置２３がそれぞれ設置されていて、これらは一般入口の車線制御装置２４にそれぞれ接続されている。
【００１９】
さらに、ＥＴＣ出口車線２５には、その入口側から順次、車両検知・車種判別装置２６、路側無線装置２７、ブース処理機２８、路側表示器２９、発信制御装置３０、および、カメラシステム３１がそれぞれ設置されていて、これらはＥＴＣ出口の車線制御装置３２にそれぞれ接続されている。
【００２０】
車線制御装置１７，２４，３２は、それぞれ通信回線を介して当該料金所（料金所Ａとする）のデータ処理装置３３に接続されている。料金所Ａデータ処理装置３３は、通信回線を介して他の料金所（料金所Ｂ，Ｃ，…とする）のデータ処理装置３４，３５，…にそれぞれ接続されている。  
データ処理装置３３，３４，３５，…は、それぞれ通信回線を介して中央処理装置３６に接続されている。
【００２１】
以下、各部について詳細に説明する。  
車両検知・車種判別装置１２（１９，２６）は、車線制御装置１７（２４，３２）との間でデータ送受信を行なう機能を持つとともに、  
（ａ）通過する車両３７を検知し、分離する車両分離機能、  
（ｂ）通過する車両３７の軸数を検知する軸数検知機能、  
（ｃ）通過する車両３７の車高および車長を検知する機能、  
（ｄ）通過する車両３７の車両番号を認識する車両番号認識機能、  
（ｅ）これら（ａ），（ｂ），（ｃ），（ｄ）の各機能の処理結果を総合して、車線に進入してくる車両３７の車種（ｎ種）を判別する車種判別機能、  
（ｆ）上記（ａ），（ｂ），（ｃ），（ｄ）の各機能の処理結果を総合して、車線に進入してくる車両３７の速度を測定する速度測定機能、  
を持ち、上記（ｅ），（ｆ）の判別結果を対応する車線制御装置１７（２４，３２）へ送信する機能を有する。
【００２２】
路側無線装置１３（２７）は、無線通信用のアンテナを有し、通過する車両３７に搭載された車載器（ＥＴＣカードが装着されている）３８との間で無線通信によってデータの送受信を行なう機能と、車線制御装置１７（３２）との間でデータの送受信を行なう機能を持ち、  
（ａ）電源投入時に車線制御装置１７（３２）との間で相互認証を行ない、その正当性を判定し、  
（ｂ）相互認証で正当と判定された場合、車線制御装置１７（３２）からのコマンドによって、車載器３８との間で無線通信を行なってＩＤ情報（車載器固有の情報）のほか、正当性判定のためのデータを取得し、  
（ｃ）取得したデータを車線制御装置１７（３２）へ送信し、  
（ｄ）車線制御装置１７（３２）が総合判定を行ない、当該車載器（含むＥＴＣカード）３８が正当と判定された場合に、車線制御装置１７（３２）からのコマンドによって、当該判定結果を車載器３８へ書込み、  
（ｇ）書込んだ結果を当該車載器３８から受信して、車線制御装置１７（３２）へ通知する、  
機能を有する。
【００２３】
ブース処理機１４（２０，２８）は、有人ブース内に設置され、係員処理により車線制御装置１７（２４，３２）と接続されて相互にデータ伝送を行なう機能を持ち、  
（ａ）入線時に通行券を発行するか、もしくは、ＥＴＣカードに入線、課金情報等を書込むか、もしくは、現金処理を行なって領収書を発行し、  
（ｂ）出線時にＥＴＣカードに出線、課金情報を書込むか、もしくは、通行券情報等に基づいて現金処理を行ない、領収書を発行する、  
機能を有する。
【００２４】
路側表示器１５（２２，２９）は、ＬＥＤ表示パネル等による表示機能を持ち、  
（ａ）車線制御装置１７（２４，３２）による総合判定結果、課金情報、発進／停止などの案内を行ない、  
（ｂ）不正突破の情報を車線制御装置１７（２４，３２）から受信して、当該車両を特定する証拠画像データが記録された旨を警告表示する、  
機能を有する。
【００２５】
発進制御装置１６（２３，３０）は、入口車線および出口車線上に固定設置され、車線制御装置１７（２４，３２）との間でデータ送受信を行なう基本機能を持ち、  
（ａ）車線制御装置１７（２４，３２）からの車両停止指示あるいは車両通行許可を受信して、  
（ｂ）阻止バーを開閉し、  
通行車両の停止、通過を制御する。
【００２６】
車線制御装置１７（２４，３２）は、路側無線装置１３（２７）、車両検知・車種判別装置１２（１９，２６）、発進制御装置１６（２３，３０）などと接続され、これら各下位機器と相互にデータ伝送を行なう機能を持ち、  
（ａ）各下位機器から送られる検知信号、データを総合判定し、  
（ｂ）その判定結果に基づいて、各下位機器に対し制御コマンドを送信し、  
（ｃ）不正突破発生の検知情報を受信して、画像処理装置へ記録トリガ信号を送信し、  
（ｄ）画像処理装置からの車両ナンバ情報および運転者画像データ等を受信して、  
（ｅ）当該車両情報（不正突破発生時の車両ナンバ情報および運転者画像データ等）を上位の料金所Ａデータ処理装置３３へ送信する、  
機能を有する。
【００２７】
カメラシステム２１（３１）は、たとえば、一般入口車線１８（ＥＴＣ出口車線２５）を走行する車両３７の少なくともナンバプレートを含む画像を撮影し、得られる画像を処理することによりナンバプレート上の文字を認識したり、あるいは、走行する車両３７の少なくとも運転者の顔を含む画像を撮像して記録したりするもので、図２に示すように、前方カメラユニット４１、後方カメラユニット４２、および、これらのカメラユニット４１，４２が接続された画象処理手段としての画像処理装置４３を有して構成される。  
なお、図２は、ＥＴＣ出口車線２５に設置されたカメラシステム３１の場合を例として示しているが、一般入口車線１８に設置されたカメラシステム２１の場合も同様な構成である。
【００２８】
また、図２の例では、車両３７の前方から見てＥＴＣ出口車線２５の左側にカメラユニットを設置した場合を示しているが、右側あるいは左右両側に設置される場合もある。さらに、設置されるカメラユニットは、後方のみ、あるいは、前方のみの場合もある。
【００２９】
前方カメラユニット４１は、料金所（出口）のアイランド上等に設置され、ＥＴＣ出口車線２５を走行する車両３７の運転席部分の画像を前方から撮像し、得られる画像を画像処理装置４３へ出力する基本機能を持ち、  
（ａ）カメラのアイリスを制御する機能、  
（ｂ）カメラの画像信号のゲインを制御する機能、  
（ｃ）カメラのシャッタスピードを制御する機能、  
（ｄ）カメラの撮像タイミングに合わせて発光するもので、その照明パターンがあらかじめ当該照明ユニットの標準設置条件から車両がたどると予測される移動軌跡にあわせ最適化されている照明ユニット（照明装置）、  
（ｅ）照明ユニットを画像処理装置４３からの指令に基づいてその向き、角度等を制御する機能、  
（ｆ）車線制御装置２４（３２）からの車速情報およびあらかじめ設定された設置条件情報を基に、車両３７が進入してから抜けるまでの時間、進入角度を予測して、撮像対象である車両３７に対して照明光を最適に照射するよう照明ユニットの照明光の向きを追随させる機能、  
を有する。
【００３０】
後方カメラユニット４２は、料金所（出口）のアイランド上等に設置され、ＥＴＣ出口車線２５を走行する車両３７のナンバプレート部分の画像を後方から撮像し、得られる画像を画像処理装置４３へ出力するもので、前方カメラユニット４１と同様な機能を有しているので、その説明は省略する。
【００３１】
図３は、前方カメラユニット４１の構成例を模式的に示しているが、後方カメラユニット４２も同様の構成であるので、その説明は省略する。カメラユニット４１は、たとえば、固体撮像素子を用いたビデオカメラ４４、および、帯状の照明光を照射する照明装置としての照明ユニット４５を有して構成される。
【００３２】
照明ユニット４５は、たとえば、帯状（長方形状）のエリア内に多数のＬＥＤ（発光ダイオード）を配列してなるＬＥＤ群４６を有していて、その中心点を支点に図示矢印ａ方向に回転自在となっており、図示しない駆動機構（モータ等）により回転駆動される。
【００３３】
照明ユニット４５は、その照明パターンがあらかじめ当該照明ユニット４５の標準設置条件から車両３７がたどると予測される移動軌跡にあわせ最適化されている。  
すなわち、一般に、前方カメラユニット４１（カメラ４４）の画面上に対する車両３７の予測される移動軌跡は、図４に示すように、斜め方向に徐々に接近してくる。図４（ａ）は、図５に示すように前方カメラユニット４１を左側４１Ｌに設置した場合（以降、これを左カメラと称す）を示し、図４（ｂ）は、図５に示すように前方カメラユニット４１を右側４１Ｒに設置した場合（以降、これを右カメラと称す）を示している。  
なお、後方カメラユニット４２（カメラ４４）の画面上に対する車両３７の予測される移動軌跡は、前方カメラユニット４１とは逆に斜め方向に徐々に遠ざかっていく。
【００３４】
そこで、前方カメラユニット４１においては、照明ユニット４５の照明パターンを図４に示した移動軌跡にあわせて図６に示すように設定することで、運転者の顔画像の撮像に効率的な照明パターンとする。図６（ａ）は左カメラの場合を示し、図６（ｂ）は右カメラの場合を示している。なお、図６において、照明パターンＰ１は右ハンドル車対応のパターンを示し、照明パターンＰ２は左ハンドル車対応のパターンを示す。
【００３５】
照明ユニット４５の照明パターンの設定は、ＬＥＤ群４６のＬＥＤ配列を図３に示したように帯状にするとともに、その配列するＬＥＤの数を充分な光量が得られるように設定し、さらに、このように構成したＬＥＤ群４６を回転させることによりＬＥＤ群４６の傾斜角を図４に示した移動軌跡にあわせることで行なうもので、これについては後で詳細を説明する。
【００３６】
ここに、上記ＬＥＤ群４６の傾斜角は、少なくとも、前方カメラユニット４１を左側に設置する左設置用と右側に設置する右設置用の２つがあり、図３の例は左設置用の場合を示している。
【００３７】
なお、後方カメラユニット４２においては、照明ユニット４５の照明パターンを車両３７の予測される移動軌跡にあわせて図７に示すように設定することで、ナンバプレートの撮像に効率的な照明パターンとする。図７（ａ）は左カメラの場合を示し、図７（ｂ）は右カメラの場合を示している。
【００３８】
画像処理装置４３は、前方カメラユニット４１から得られる画像から少なくとも運転者の顔を含む画像を抽出して記録保持したり、後方カメラユニット４２から得られる画像を処理することによりナンバプレートを検出し、ナンバプレート上の文字を認識したりする基本機能と、これらのデータを保存する機能と、車線制御装置２４，３２との間でデータ送受信を行なう基本機能を持ち、  
（ａ）車線制御装置２４，３２からのトリガ信号を受信して、トリガ前後数秒から数十秒程度の撮像画像を記録保存し、トリガ記録の成否を車線制御装置２４，３２へ送信し、  
（ｂ）あるいは、２４時間連続一定期間以上のデータをサイクリックに記録保存し、  
（ｃ）保存された画像データからナンバプレートの文字認識を行なって、その認識結果をデータベース化するとともに、車線制御装置２４，３２へ送信する機能、  
（ｄ）撮像対象の最重要部分（ナンバプレート、運転者等）をソフト的に追尾し、画面上の移動方向、角度等の移動軌跡（座標情報）として認識する機能、  
（ｅ）上記（ｄ）の移動軌跡の情報をカメラユニット４１（４２）へ送信する機能、  
を有する。
【００３９】
データ処理装置３３（３４，３５，…）は、料金所内の各車線制御装置１７，２４，３２から送られてくるデータを収集し、各種照合および問い合わせ業務を行なう機能を持ち、  
（ａ）上位の中央処理装置３６へ収集データを送信し、  
（ｂ）通信回線を介して各料金所のデータ処理装置と相互にデータ伝送を行ない、  
（ｃ）車線制御装置１７，２４，３２を介して受信した発進制御装置１６，２３，３０からの不正車両情報（画像情報、車両ナンバ等）を系統だって記録保管し、  
（ｄ）不正車両情報を中央処理装置３６へ送信する、  
機能を有する。
【００４０】
中央処理装置３６は、各料金所のデータ処理装置３３，３４，３５，…から送られてくるデータを収集し、各種照合処理および問い合わせ業務等を行なう機能を有する。
【００４１】
次に、図１に示した料金収受システムの全体的な処理の流れについて簡単に説明する。  
まず、通常の処理の流れについて説明する。
【００４２】
ＥＴＣ車載器３８を搭載した車両３７が、たとえばＥＴＣ入口車線１１へ進入すると、路側無線装置１３の手前に設置される車両検知・車種判別装置１２にて、進入してきた当該車両３７を検知し、車種、車速を識別し、当該車線の車線制御装置１７へ通知する。
【００４３】
次に、当該車両３７が路側無線装置１３の通信可能エリアに入ったことが検知されると、路側無線装置１３は、当該車両３７の車載器３８との間で無線通信を行なうことにより、規定の処理（車両の正当性を判定し、判定ＯＫの場合に当該料金所の入場情報を書込む等）を行なう。
【００４４】
次に、路側無線装置１３は、車載器３８に対して入場情報等を正常記録したことを確認し、それを車線制御装置１７へ通知する。  
このとき、なんらかの原因によりＥＴＣ処理が正常に行なわれなかった場合、ブース処理機１４により、通行券（入場証）を発行するか、もしくは、ＥＴＣカード処理を行なうか、もしくは、現金処理で料金収受を行なって領収書を発行する。その処理結果情報は、上位の車線制御装置１７へ送信される。
【００４５】
次に、車線制御装置１７は、車両検知・車種判別装置１２からの情報と、路側無線装置１３からの情報との一致をとって、当該車両３７の通過許可を発進制御装置１６へ通知する。発進制御装置１６は、車線制御装置１７からの通過許可通知を受けると、阻止バーを開けて当該車両３７の通過を許可する。
【００４６】
次に、発進制御装置１６が当該車両３７の通過を確認し、その確認情報を車線制御装置１７へ通知する。
【００４７】
なお、出口料金所、つまり例えばＥＴＣ出口車線２５においても同様の処理を行ない、車線制御装置３２において入口と出口との間の利用料金を計算し、その利用料金を当該車両３７の入出情報等とともに料金所Ａデータ処理装置３３を介して中央処理装置３６へ送信することにより、中央制御装置３６で集計して、クレジット会社へ通知される。
【００４８】
また、ＥＴＣ出口車線２５においては、カメラシステム３１の画像処理装置４３は、正常課金された車両３７が通過する場合は、前方カメラユニット４１で撮像した車両画像は図示しないメモリ（ＲＡＭ）上に一時記憶するだけで保存を行なわないか、あるいは、２４時間連続で録画（撮像した車両画像の記録）を継続する。
【００４９】
次に、不正突破発生時を含む撮像系の動作について説明する。  
たとえば、ＥＴＣ出口車線２５において不正突破車両３９が発生した場合、カメラシステム３１によりその瞬間を捉えて前後数秒から数十秒間程度の画像を記録するか、もしくは、全ての走行車両３７の画像を２４時間連続で録画する。「不正突破」の定義は幾つかのバリエーションを持たせることができ、車両ナンバや運転者等を確実に特定できる情報として認識し、記録、保管管理し、不正証拠データとする。
【００５０】
次に、前方カメラユニット４１における照明ユニット４５の照明パターンを最適化する第１の方法の手順について図８に示すフローチャートを参照して説明する。なお、後方カメラユニット４２においても同様に行なえるので説明は省略する。
【００５１】
まず、前方カメラユニット４１の設置位置が左側か右側かを判断し（ステップＳ１）、左設置の場合はＬＥＤ群４６の傾斜角を左設置用に選択（設定）することで図６（ａ）の照明パターンとし（ステップＳ２）、右設置の場合はＬＥＤ群４６の傾斜角を右設置用に選択（設定）することで図６（ｂ）の照明パターンとする（ステップＳ３）。
【００５２】
次に、当該前方カメラユニット４１の設置位置から撮像する撮像対象（車両３７）までの距離情報により、ＬＥＤ群４６における各ＬＥＤの配列を調整するとともに（ステップＳ４）、撮像対象（車両３７）との撮像角度により、ＬＥＤ群４６における各ＬＥＤの配列を調整し（ステップＳ５）、終了する。
【００５３】
上記した第１の方法により、前方カメラユニット４１における照明ユニット４５において、図６に示した運転者の顔画像の撮像に効率的な照明パターンが得られる。なお、この第１の方法は実際の稼動時の前の調整時に行なわれる。
【００５４】
次に、前方カメラユニット４１における照明ユニット４５の照明パターンを最適化する第２の方法の手順について図９に示すフローチャートを参照して説明する。なお、後方カメラユニット４２においても同様に行なえるので説明は省略する。
【００５５】
まず、撮像する例えばＥＴＣ出口車線２５にテスト車両を走行させることで（ステップＳ１１）、そのテスト車両の画像を前方カメラユニット４１で取得し、取得した画像を図示しない画像メモリに一時記憶する（ステップＳ１２）。
【００５６】
次に、画像メモリに記憶した画像を処理することにより、撮像対象（車両３７の運転席部分の画像）を認識して切出す（ステップＳ１３）。次に、切出した撮像対象の座標情報を抽出し、画面上の移動軌跡（走行軌跡）をトレース（認識）する（ステップＳ１４）。
【００５７】
次に、現在の設定されている照明パターン（標準の照明パターン）の軸情報を呼出し（ステップＳ１５）、ステップＳ１４で取得したテスト車両の移動軌跡と比較する（ステップＳ１６）。ここに、上記現在の設定されている照明パターンの軸情報は、たとえば、前述したように想定される撮像対象の画面上における移動軌跡に設定される。
【００５８】
ステップＳ１６における比較の結果、両情報の間にずれがある場合、そのずれを補正する方向へＬＥＤ群４６の傾斜角を調整する（ステップＳ１７）。  
すなわち、具体例をあげて説明すると、ステップＳ１４で取得したテスト車両の移動軌跡が、たとえば図１０（ａ）に示すＬ１であり、これに対し現在設定されている照明パターンＰ４の軸情報がＬ２であった場合、両者の間にはずれがあるので、そのずれを補正する方向へＬＥＤ群４６の傾斜角を調整することで、たとえば図１０（ｂ）に示すように、照明パターンＰ４の軸情報Ｌ２をテスト車両の移動軌跡Ｌ１と一致させるものである。
【００５９】
ステップＳ１７の処理が終了すると、照明パターンの軸情報を新たな値に更新し（ステップＳ１８）、処理を終了する。ステップＳ１６における比較の結果、両情報の間にずれがない場合、ここで処理を終了する。
【００６０】
なお、上記ステップＳ１２からＳ１８の処理は、主に画像処理装置４３において実行される。また、この第２の方法は実際の稼動時の前の調整時に行なわれる。
【００６１】
上記した第２の方法により、前方カメラユニット４１における照明ユニット４５において、図６に示した運転者の顔画像の撮像に効率的な照明パターンが得られる。
【００６２】
次に、前方カメラユニット４１における照明ユニット４５の照明パターンを最適化する第３の方法の手順について図１１に示すフローチャートを参照して説明する。なお、後方カメラユニット４２においても同様に行なえるので説明は省略する。
【００６３】
まず、前方カメラユニット４１における照明ユニット４５は、照明光として静止した撮像対象を最低限カバーするだけの範囲有効なスポット光とする。具体的には、たとえば、図１２に示すように、円形状のエリア内に多数のＬＥＤ（発光ダイオード）を配列してなるＬＥＤ群４７とし、その配列するＬＥＤの数を静止した撮像対象を最低限カバーするだけの光量が得られるように設定する。
【００６４】
また、前方カメラユニット４１は、たとえば、図１３に示すように、背面を軸として回動可能に構成し、照明光を撮像対象（車両３７）に対し追尾動作可能にする。前方カメラユニット４１の回動は、図示しない駆動機構（モータ等）により行なわれる。
【００６５】
たとえば、ＥＴＣ出口車線２５において、車両３７が進入してくると、車両検知・車種判別装置２６はそれを検知し（ステップＳ２１）、当該車両３７の進入直前の速度（車速）を測定する（ステップＳ２２）。
【００６６】
次に、あらかじめ前述した第２の方法と同様にテスト車両を走行させることで取得した画面上の移動軌跡（走行軌跡）と、ステップＳ２２で測定された車速とに基づき、前方カメラユニット４１の照明ユニット４５における照明光の最適な追尾軌道、つまり最適な照明光の軌道ベクトル（照明光の位置と移動速度）を求める（ステップＳ２３）。
【００６７】
次に、ステップＳ２３で求めた軌道ベクトルに基づき前方カメラユニット４１を回動させることで、図１３に示すように、照明ユニット４５の照明光を当該走行する車両３７に対し追尾動作させる（ステップＳ２４）。
【００６８】
次に、前方カメラユニット４１による車両３７の撮像が終了した時点で、前方カメラユニット４１を回動させることで、照明ユニット４５における照明光の位置（向き）をスタート位置（初期位置）に戻し（ステップＳ２５）、その後、ステップＳ２１に戻って次の車両に対する動作に備える。
【００６９】
なお、上記ステップＳ２３からＳ２５の処理は、主に画像処理装置４３において実行される。また、この第３の方法は実際の稼動時に車両ごと行なわれる。
【００７０】
上記した第３の方法により、前方カメラユニット４１における照明ユニット４５において、図６に示した運転者の顔画像の撮像に効率的な照明パターンが得られる。また、照明ユニット４５においては、最低限の照明能力で、最大の照明効果を発揮することが可能となる。
【００７１】
以上説明したように、上記実施の形態によれば、画面上必要となる照明パターンを予測し、必要な部分に特化することで、照明効果を確保しつつ、照明ユニット（カメラユニット）単体の低コスト化が図れる。照明ユニット（カメラユニット）を小型化できることから、設置スペース的にも有利となる。したがって、撮像画像の高視認性を低コストで実現できる。
【００７２】
また、昼夜を問わず、一度テスト車両を走行させるだけで、照明パターンを設置環境へ自動的に自己対応させることが可能となり、作業効率の改善が図れるとともに、照明パターンの最適化が容易となる。したがって、設置調整作業効率の改善および照明パターンを容易に最適化することができる。
【図面の簡単な説明】
【００７３】
【図１】本発明の実施の形態に係るカメラシステムが適用される料金収受システムの構成を模式的に示すブロック図。
【図２】ＥＴＣ出口車線に対する各機器の配置状態を示す模式図。
【図３】カメラユニットの構成を概略的に示す正面図。
【図４】画面上における撮像対象の移動軌跡を説明する模式図。
【図５】前方カメラユニットの配置例を示す模式図。
【図６】運転者の顔画像の撮像に効率的な照明パターンを説明する模式図。
【図７】ナンバプレートの撮像に効率的な照明パターンを説明する模式図。
【図８】前方カメラユニットにおける照明ユニットの照明パターンを最適化する第１の方法の手順について説明するフローチャート。
【図９】前方カメラユニットにおける照明ユニットの照明パターンを最適化する第２の方法の手順について説明するフローチャート。
【図１０】標準照明パターンに対する実際の撮像対象の移動軌跡とのずれを補正する処理を説明する模式図。
【図１１】前方カメラユニットにおける照明ユニットの照明パターンを最適化する第３の方法の手順について説明するフローチャート。
【図１２】カメラユニットの他の構成を概略的に示す正面図。
【図１３】照明ユニットにおける照明光の追尾動作を説明する模式図。
【符号の説明】
【００７４】
１１…ＥＴＣ入口車線、１２…車両検知・車種判別装置、１３…路側無線装置、１６…発信制御装置、１７…車線制御装置、１８…一般入口車線１８、１９…車両検知・車種判別装置、２１…カメラシステム、２３…発信制御装置、２４…車線制御装置、２５…ＥＴＣ出口車線、２６…車両検知・車種判別装置、２７…路側無線装置、３０…発信制御装置、３１…カメラシステム、３２…車線制御装置、３７…車両、３８…車載器、４１…前方カメラユニット、４２…後方カメラユニット、４３…画像処理装置、４４…ビデオカメラ、４５…照明ユニット。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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