(57)【要約】不正車両撮影システムは、有料道路の料金所のレーンにおいて車両を撮影して車両画像を生成するカメラと、レーンに進入した車両がカメラよりも下流側において所定の規則に違反した不正車両であることを検出したとき違反信号を生成する違反検出部と、違反信号に基づいて、車両画像のうち不正車両の画像からなる不正車両テーブルを生成する不正車両テーブル生成部とを備える。このようなシステムにより、場所に余裕の少ない料金所出口側に不正車両撮影用のカメラを設けることなく、入口側のカメラによる撮影画像により、不正車両の画像を記録することができる。プライバシー保護のため、車両画像のうち不正車両でない画像は削除される。
2009034644.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
有料道路の料金所のレーンにおいて車両を撮影して車両画像を生成するカメラと、
前記レーンに進入した車両が前記カメラよりも下流側において所定の規則に違反した不正車両であることを検出したとき違反信号を生成する違反検出部と、
前記違反信号に基づいて、前記車両画像のうち前記不正車両の画像からなる不正車両テーブルを生成する不正車両テーブル生成部
とを具備する不正車両撮影システム。
【請求項２】
請求の範囲１に記載された不正車両撮影システムであって、
前記車両画像のうち前記不正車両でない画像を削除する削除部
を具備する不正車両撮影システム。
【請求項３】
請求の範囲１または２に記載された不正車両撮影システムであって、
更に、前記レーンにおける車両を検出して検出した車両を特定する車両識別子を生成する車両識別子生成部をそれぞれ備える複数の機器と、
前記複数の機器のうち、同一の検出信号に応答して前記車両識別子を生成する機器を対応づけて記憶する車両識別子対応テーブルと、
前記複数の機器のうち前記車両識別子対応テーブルにおいて対応する機器の間で前記車両識別子の対応付けを行う車両識別子対応付け部
とを具備する不正車両撮影システム。
【請求項４】
請求の範囲３に記載された不正車両撮影システムであって、
前記複数の機器のうち前記カメラが前記車両画像を撮影するキューとして働く第１機器が生成する第１車両識別子と、前記複数の機器のうち前記違反検出部を備える第２機器が生成する第２車両識別子とは、前記車両識別子対応テーブルにおいて対応づけられており、
前記第２機器は、前記不正車両を前記第２車両識別子によって特定し、
前記不正車両テーブル作成部は、前記カメラで撮影され前記第１車両識別子によって特定された前記車両画像のうち、前記車両識別子対応テーブルにおいて前記不正車両を特定する前記第２車両識別子に対応する前記第１車両識別子を有する前記車両画像を収集することによって前記不正車両テーブルを作成する
不正車両撮影システム。
【請求項５】
請求の範囲３に記載された不正車両撮影システムであって、
前記複数の機器のうち前記カメラが前記車両画像を撮影するキューとして働く第１機器が生成する第１車両識別子と、前記複数の機器のうち前記違反検出部を備える第２機器が生成する第２車両識別子とは、前記車両識別子対応テーブルにおいて、前記複数の機器のうち他の機器の前記車両識別子を介して間接的に対応づけられており、
前記第２機器は、前記不正車両を前記第２車両識別子によって特定し、
前記不正車両テーブル作成部は、前記カメラで撮影され前記第１車両識別子によって特定された前記車両画像のうち、前記車両識別子対応テーブルにおいて前記不正車両を特定する前記第２車両識別子に対応する前記第１車両識別子を有する前記車両画像を収集することによって前記不正車両テーブルを作成する
不正車両撮影システム。
【請求項６】
請求の範囲３から５のいずれかに記載された不正車両撮影システムであって、
前記複数の機器の各々は、前記複数の機器のうち前記車両識別子対応テーブルにおいて自機器と対応づけられた対応機器の各々に対して、前記同一の検出信号が生成されてから前記自機器のアプリケーションソフトウェアが前記検出信号に基づいて車両を認識するまでの時間と、前記対応機器のアプリケーションソフトウェアが前記検出信号に基づいて車両を認識して前記自機器に報告し前記自機器がその報告を認識するまでの時間との時間差の上限を示す時間差情報を予め記憶し、
前記車両識別子対応付け部の前記アプリケーションソフトウェアは、前記同一の検出信号を認識した時刻と前記報告を認識した時刻との時間差が前記時間差情報に示された値以下のときに、前記自機器の前記車両識別子と前記対応機器の前記車両識別子との対応付けを行う
不正車両撮影システム。
【請求項７】
請求の範囲１から６のいずれかに記載された不正車両撮影システムであって、
前記違反信号は、前記違反の種類を示す違反種類情報を含み、
更に、前記違反の種類に応じて前記不正車両の画像を記録するか否かを示す記録要否情報が登録された送信要否テーブルを具備し、
前記不正車両テーブル生成部は、前記送信要否テーブルにおいて前記記録要否情報に画像を記録することが登録されていた前記違反の種類に属する前記不正車両の画像のみからなる前記不正車両テーブルを生成する
不正車両撮影システム。
【請求項８】
有料道路の料金所のレーンにおいて車両を撮影して車両画像を生成する撮影ステップと、
前記レーンに進入した車両が前記カメラよりも下流側において所定の規則に違反した不正車両であることを検出したとき違反信号を生成する違反検出ステップと、
前記違反信号に基づいて、前記車両画像のうち前記不正車両の画像からなる不正車両テーブルを生成する不正車両テーブル生成部
とを具備する不正車両撮影方法。
【請求項９】
請求の範囲８に記載された不正車両撮影方法であって、
更に、前記車両画像のうち前記不正車両でない画像を削除する削除ステップ
を具備する不正車両撮影方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、有料道路の料金所において車両を撮影するシステムに関する。
【背景技術】
【０００２】
有料道路の料金所には、車両を撮影するカメラが設置される。典型的な料金所カメラの一例を挙げると、料金所には、入口側撮影を行う高画質なカメラと出口側撮影を行う簡易なカメラが設置される。【０００３】
料金所の入口側には、レーンに進入する車両のナンバープレートの認識等を行うための高画質のカメラが設置される。料金所の出口側には、利用料金の支払いを適正に行わなかった車両や軸重オーバーの車両など、所定のルールに違反した不正な車両を撮影するためのカメラが設置される。こうした不正通行を撮影するカメラは、レーン出口において各種の不正の有無が確定することから、レーンの出口近くに設置される。【０００４】
不正車両の出口側撮影を行う技術の一例として、特開２００５−２３４８７５号公報に、阻止棒を強行突破した車両を撮影する撮像部を備えた不正車両検出装置が記載されている。【０００５】
多くの場合、料金所のアイランド上には多数の機器が設置されており、場所の余裕が少ない。特に料金所の出口側には、アイランド長に関する制約により、本格的なカメラを設置するのが困難なことが多い。そのため、出口側撮影用には、民生用のＶＴＲカメラなどの簡易なカメラが用いられている。【０００６】
参考のために、以下の文献を挙げる。特開２００２−３２８９０号公報は、料金所において不正車両の情報を取得する技術の一例である。特開２００３−２８１５８１号公報は、ＥＴＣレーン内のキュー管理技術の一例である。
【発明の開示】
【０００７】
料金所には、入口側撮影を行うために、ナンバープレートを認識する等の目的で、高解像度のカメラが設置されていることがある。また、入口付近のアイランド上には、このようなカメラを設置するための余裕が確保されている。このようなカメラによって不正通行車両の画像を記録できれば、本格的な不正通行撮影カメラを低コスト・小スペースで設置できる。本願発明の発明者らは、入口側撮影用のカメラによって不正通行車両の画像を記録する先撮方式をできれば、証拠性、小スペース性あるいは低コスト性においてメリットがあるということに着目した。
【０００８】
レーンに進入した車両が不正車両であるか否かは、レーンを出たときに画定する。即ち、入口側撮影では、不正が確定する前に不正車両の画像を記録する先行撮像となる。そのため、先撮りした画像と、その後に確定する不正情報との一致を保証するのが困難である。例えば、図１に示す例では、入口撮影カメラ８は、撮像位置１０に設置された入口センサが車両を検出して生成する検出信号をキューとして車両を撮影する。しかし、その後も引き続いて車両がレーン４に進入する可能性がある。そのため、最終的に不正確定位置１４で他機器からもたらされた不正情報がどの車両に対応するのか判定することが困難である。特にＥＴＣシステムによって料金収受を行うノンストップ料金所の場合、車両の通行速度が速いため、入口撮影カメラ８の画像と不正車両とを対応づけることがより困難である。
【０００９】
また、先撮方式では、原則的に不正車両だけでなく全ての通行車両が撮影される。全ての通行車両の画像が保存されることは、不正車両以外の車両のプライバシー保護の観点からは望まれないことがある。
【００１０】
そこで本発明の目的は、料金所の入口付近のカメラによって撮影した画像を用いて、料金所において不正があると認識された車両の画像を記録する不正車両撮影システム及び不正車両撮影方法を提供することである。
【００１１】
本発明の他の目的は、不正車両以外の車両についてプライバシー保護性の高い不正車両撮影システム及び不正車両撮影方法を提供することである。
【００１２】
本発明による不正車両撮影システムは、有料道路の料金所のレーンにおいて車両を撮影して車両画像を生成するカメラと、レーンに進入した車両がカメラよりも下流側において所定の規則に違反した不正車両であることを検出したとき違反信号を生成する違反検出部と、違反信号に基づいて、車両画像のうち不正車両の画像からなる不正車両テーブルを生成する不正車両テーブル生成部とを備える。
【００１３】
本発明による不正車両撮影システムは更に、車両画像のうち不正車両でない画像を削除する削除部を備える。
【００１４】
本発明による不正車両撮影システムは更に、レーンにおける車両を検出して検出した車両を特定する車両識別子を生成する車両識別子生成部をそれぞれ備える複数の機器と、複数の機器のうち、同一の検出信号に応答して車両識別子を生成する機器を対応づけて記憶する車両識別子対応テーブルと、複数の機器のうち車両識別子対応テーブルにおいて対応する機器の間で車両識別子の対応付けを行う車両識別子対応付け部とを備える。
【００１５】
本発明による不正車両撮影システムにおいて、複数の機器のうちカメラが車両画像を撮影するキューとして働く第１機器が生成する第１車両識別子と、複数の機器のうち違反検出部を備える第２機器が生成する第２車両識別子とは、車両識別子対応テーブルにおいて対応づけられている。第２機器は、不正車両を第２車両識別子によって特定する。不正車両テーブル作成部は、カメラで撮影され第１車両識別子によって特定された車両画像のうち、車両識別子対応テーブルにおいて不正車両を特定する第２車両識別子に対応する第１車両識別子を有する車両画像を収集することによって不正車両テーブルを作成する。
【００１６】
或いは、本発明による不正車両撮影システムにおいて、複数の機器のうちカメラが車両画像を撮影するキューとして働く第１機器が生成する第１車両識別子と、複数の機器のうち違反検出部を備える第２機器が生成する第２車両識別子とは、車両識別子対応テーブルにおいて、複数の機器のうち他の機器の車両識別子を介して間接的に対応づけられている。第２機器は、不正車両を第２車両識別子によって特定する。不正車両テーブル作成部は、カメラで撮影され第１車両識別子によって特定された車両画像のうち、車両識別子対応テーブルにおいて不正車両を特定する第２車両識別子に対応する第１車両識別子を有する車両画像を収集することによって不正車両テーブルを作成する。
【００１７】
本発明による不正車両撮影システムにおいて、複数の機器の各々は、複数の機器のうち車両識別子対応テーブルにおいて自機器と対応づけられた対応機器の各々に対して、同一の検出信号が生成されてから自機器のアプリケーションソフトウェアが検出信号に基づいて車両を認識するまでの時間と、対応機器のアプリケーションソフトウェアが検出信号に基づいて車両を認識して自機器に報告し自機器がその報告を認識するまでの時間との時間差の上限を示す時間差情報を予め記憶する。車両識別子対応付け部のアプリケーションソフトウェアは、同一の検出信号を認識した時刻と報告を認識した時刻との時間差が時間差情報に示された値以下のときに、自機器の車両識別子と対応機器の車両識別子との対応付けを行う。
【００１８】
本発明による不正車両撮影システムにおいて、違反信号は、違反の種類を示す違反種類情報を含む。不正車両撮影システムは更に、違反の種類に応じて不正車両の画像を記録するか否かを示す記録要否情報が登録された送信要否テーブルを備える。不正車両テーブル生成部は、送信要否テーブルにおいて記録要否情報に画像を記録することが登録されていた違反の種類に属する不正車両の画像のみからなる不正車両テーブルを生成する。
【００１９】
本発明による不正車両撮影方法は、有料道路の料金所のレーンにおいて車両を撮影して車両画像を生成する撮影ステップと、レーンに進入した車両がカメラよりも下流側において所定の規則に違反した不正車両であることを検出したとき違反信号を生成する違反検出ステップと、違反信号に基づいて、車両画像のうち不正車両の画像からなる不正車両テーブルを生成する不正車両テーブル生成部とを備える。
【００２０】
本発明による不正車両撮影方法は更に、車両画像のうち不正車両でない画像を削除する削除ステップを備える。
【００２１】
本発明によれば、料金所の入口付近のカメラによって撮影した画像を用いて、料金所において不正があると認識された車両の画像を記録する不正車両撮影システム及び不正車両撮影方法が提供される。
【００２２】
更に本発明によれば、不正車両以外の車両についてプライバシー保護性の高い不正車両撮影システム及び不正車両撮影方法が提供される。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】料金所の画像撮影ポイントと不正が確定する位置の関係を示す。
【図２】不正車両撮影システムが適用される料金所を示す。
【図３】車線制御装置、入口撮影カメラ及び画像サーバに特有の構成を示す。
【図４】車両撮影システムが認識する不正の種類を示す。
【図５】料金所に設置される複数の装置の接続関係の例である。
【図６】各装置について、識別子を交換する対象の装置を示すテーブルである。
【図７】識別子交換の処理の流れを示す。
【図８】送信要否テーブルに基づいた送信処理を示す。
【図９】識別子交換の手順を示す。
【図１０】通信障害の場合を示す。
【図１１】サーバ側の車両検知漏れの場合を示す。
【図１２】クライアント側の車両検知漏れの場合を示す。
【図１３】時間のマッチングによる識別子合わせを示す。
【図１４】装置間で設定時間にズレがある場合を示す。
【図１５】料金所システムの各装置が備える構成を示す。
【図１６】車両識別子対応テーブルを示す。
【図１７】通信条件テーブルを示す。
【図１８】変数の定義を説明するための図である。
【図１９】識別子合わせの正当性を判定する処理を説明するための図である。
【図２０】サーバ側検知漏れ時の紐付を示す。
【図２１】クライアント側検知漏れ時の紐付を示す。
【図２２】複数装置間のデータ送受信について説明するための図である。
【図２３】認識合わせ手法が混在している場合について説明するための図である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
添付図面を参照して、本発明による不正車両撮影システム及び不正車両撮影方法を実施するための最良の形態を以下に説明する。【００２５】
図２は、本実施の形態における不正車両撮影システムが適用される料金所を示す。料金所２は、車両が通行するレーン４を備える。レーン４の両側にはアイランド５が設けられる。アイランド５に各種の機器が設置される。図２のアイランド５上に、そうした機器の例として、車線制御装置６、入口撮影カメラ８、入口車両検知装置１０、料金収受装置１２、出口車両検知装置１４が示されている。【００２６】
車線制御装置６は、料金所２に設置された各種機器が車両から得た情報に基づいて、車両の情報を管理する。入口車両検知装置１０はレーン４の入口に設置されるセンサを備え、レーン４に進入する車両を検知して検知信号を生成する。入口撮影カメラ８は、入口車両検知装置１０のセンサが生成する検知信号に応答して、レーン４の入口に位置する車両を撮影して車両画像を生成する。図２に示される入口撮影カメラ８は、レーン４の入口付近における車両を前方から撮影するように設置されているが、レーン４の入口付近における車両を後方から設置するように設置されていてもよい。料金収受装置１２は、ＥＴＣ、有人、無人などの種類のいずれかである。ＥＴＣの場合、料金収受装置１２は、固定された路側アンテナを介してレーン４上の車両の車載器と無線通信を行うことにより料金収受に必要な情報の授受を行う。有人の場合、料金収受装置１２は、収受員が滞在するブース及び収受員が料金収受処理のために操作する装置を含む。無人の場合、料金収受装置１２は、車両から提供される料金支払い用の媒体を用いて料金収受処理を行う。出口車両検知装置１４は、レーン４の下流端から退出する車両を検知して検知信号を生成する。この他にも、レーン４出口側からの車両の退出の可不可を制御する阻止棒などの種々の装置が用途に応じて付加される。【００２７】
図３に、車線制御装置６、入口撮影カメラ８及び画像サーバ１６の構成のうち、これらの機器に特有な部分が示されている。車線制御装置６は、キュー管理部６−１と送信要否テーブル６‐２とを備える。キュー管理部６−１は、車両がレーン４に進入してから退出するまでに各種の機器が得た車両に関する情報を一元的に管理する。そのためにアイランド５上の各種機器は、直接的にまたは間接的に車線制御装置６に情報通信可能に接続される。送信要否テーブル６−２には、画像を記録するか否かの条件が登録される。【００２８】
入口撮影カメラ８は、撮影部８−１と削除部８−２とを備える。撮影部８−１は、車両の画像を撮影する。削除部８−２は、不正車両でない車両の画像を自動的に削除する。【００２９】
画像サーバ１６は、不正車両テーブル生成部１６−１と不正車両テーブル１６−２とを備える。不正車両テーブル生成部１６−１は、不正車両テーブル１６−２を作成する。不正車両テーブル１６−２は、日時１６−３と、入口撮影カメラＩＤ１６−４と、不正項目１６−５と、画像とを対応づけて格納する。【００３０】
図４は、車両撮影システムが認識する不正の種類を示す。最左欄の「不正項目」が、不正車両テーブル１６−２における不正項目１６−５を示す。以下に、各不正項目について説明する。【００３１】
不正項目：強行突破
正常に料金の支払いが行われておらず、料金所のシステムが車両の発進を許可していないにも係わらず車両が料金所から走り去ったとき、車線制御装置が自動的に、あるいは収受員ブースにいる収受員が所定の釦を押下することにより、車両が強行突破したことを示す不正信号が生成される。【００３２】
不正項目：ＥＴＣカード切れ
ＥＴＣシステムの路側に固定されたＥＴＣアンテナが車載器と通信を試みて、ＥＴＣカードが料金を支払うために必要な条件を満たしていないとき、ＥＴＣカード切れを示す不正信号が生成される。【００３３】
不正項目：軸数不一致疑い
料金所には、レーン４を通行する車両の車種を判定するために、車軸の数を計測する軸数判定装置が設置される。一方、ＥＴＣアンテナが車両の車載器から受信する信号には、車種を示す情報が含まれている。軸数判定装置が計測した車軸の数と、ＥＴＣアンテナが受信した車種情報とが不整合なときは、軸数が一致しておらず、車載器を載せ換えている疑いがあることを示す不正信号が生成される。【００３４】
不正項目：車種不一致疑い
料金所には、軸数、車長、車高から読み取った情報などの車両の外観に基づいて車種を判定する車種判定装置が設置される。車種判定装置が判定結果として出力した車種と、ＥＴＣアンテナが受信した車種情報とが不整合なときは、車載器を載せ換えている疑いがあることを示す不正信号が生成される。【００３５】
不正項目：軸重違反
料金所には、車軸毎に重量を測定する軸重計測装置が設置されている。計測された軸重が道路における軸重制限に違反している場合、軸重違反であることを示す不正信号が生成される。【００３６】
不正項目：ナンバープレート不一致疑い
料金所には、ナンバープレートを撮像して画像認識することによりナンバープレートに記載されている情報を読み取り、その情報に基づいて車種に関する情報を取得する車番認識装置が設置されている。車番認識装置が取得した車種情報と、ＥＴＣアンテナが受信した車種情報とが不整合なときは、車載器を載せ換えている疑いがあることを示す不正信号が生成される。【００３７】
これらの不正項目は、料金所のシステムを構成する各装置から情報提供を受けてサーバが判定する。不正情報判定に必要なデータを確定できるタイミングは装置毎に異なる為、装置間では車両の認識合わせが必要である。【００３８】
本システムでは、不正情報判定に必要なデータのやりとりをするのに先駆けて、処理対象車両に関する識別子を装置間で交換することにより、この問題を解決している。この方式を実現する為、本システム中の不正情報交換に係わる装置群は、以下の３つの条件を満たすものと規定している。
（１）少なくとも一つの装置（サーバと呼ばれ、具体例としては車線制御装置６）は、車両がレーン４に進入してからレーン４から退出するまで、車両に関する情報を一元的に集約して管理できる。以下、この管理をキュー管理と呼ぶ。
（２）キュー管理を行う装置以外の装置（クライアントと呼ばれる）は、当該車両の共通事象（複数の装置のコンピュータで認識される事象。例：車両がレーン４に進入したことが検知されたという事象）を、自身以外の少なくとも一台の装置（他のクライアントでも可）と認識共有できること。
（３）全てのクライアント装置は、直接的または間接的に、当該車両の共通事象（例：車両がレーン４に進入したことが検知されたという事象）をサーバ装置と認識共有できる。認識共有とは、次のような事を言う。各クライアント装置は自機器で発行した識別子によって車両を特定している。サーバ装置も自機器で発行した識別子によって車両を特定している。認識共有がなされている場合、各クライアント装置は、サーバで特定した車両を、自機器で特定した車両と対応づけることができる。
この条件（１）〜（３）が満たされるとき、本システムに属する複数の機器は、当該車両の識別子を一意的に交換することができる。【００３９】
図５を参照して、識別子の交換について説明する。図５では、説明を簡単にするため、料金所システムが備える装置が装置Ａ〜Ｇとして記載されている。装置Ａ（サーバ）は、図２における車線制御装置６に相当する。装置Ａは、上記（１）の条件を満たしているものとする。つまり装置Ａは、レーン４の入口側で車両を検知するセンサ（図２の入口車両検知装置１０）とレーン４の出口側で車両を検知するセンサ（図２の出口車両検知装置１４）と接続しており、車両がレーン４に進入してから退出するまでを追跡管理している。装置Ａは、車両に対して個別に発行される識別子によって車両の情報を一元的に管理する。【００４０】
図５における装置Ｂ〜Ｇはクライアントであり、上記（２）の条件を満たしているものとする。装置Ｂ〜Ｇには、図２に示された入口撮影カメラ８、入口車両検知装置１０、料金収受装置１２、出口車両検知装置１４などが対応する。図５において装置間を結ぶ線は、例えば以下のような関係を示している：
装置Ｂと装置Ｅは、車両がレーン４に進入したことを示す同一の検知信号に基づいて、車両のレーン進入を共通事象として検出でき、認識共有できる；
装置Ｃと装置Ｆは、車両がレーン４から退出したことを示す同一の検知信号に基づいて、車両のレーン退出を共通事象として検出でき、認識共有できる。【００４１】
さらに、図５における装置Ａ〜Ｇは、上述（３）の条件を満たしているものとする。これは、装置Ａと装置Ｂ〜Ｇとが、直接的（ＡとＢ、ＡとＣ、ＡとＤの場合）または間接的（ＡとＥ、ＡとＦ、ＡとＧ）に、共通事象の認識共有関係を持つように設計され接続されていることを意味する。このとき、装置Ａ〜Ｇは、隣接装置間同士での共通事象の認識共有を介して識別子を交換することができる。その結果、システム全体として当該車両を認識共有できる。【００４２】
本実施の形態の料金所システムにおいて、上記の識別子の交換について説明する。料金所システムにおいては、以下の３装置（機構）間で車両の認識合わせ（識別子交換）を行い、その後、車両データを統合している。
装置Ａ：車線制御装置６（システム全体のサーバである。レーン４のキュー管理を行い、マスタの車両識別子を管理する。）
装置Ｂ：車種判別機構（中間クライアント。装置Ａに対しては子、装置Ｅに対しては親として接続される。入口撮影カメラ８に内蔵される。）
装置Ｃ：画像処理機構（クライアント。最終的なデータ統合、すなわち不正情報と不正画像を合わせたシステムがアウトプットするデータの生成を行う。入口撮影カメラ８に内蔵される。）【００４３】
装置Ａは、車線全体を管理し、車列のキュー管理を行っている。そのため、当該車両の進入から退出までをトラッキングできる。そこで、システムの車列管理は本装置を正とし、本装置の車両識別子をマスタ識別子とする。
装置Ｂ、Ｃは、車両進入は検出できるが、退出は検出できない。そこで、互いが認識共有できる車両進入のタイミングで、それぞれの内部的な識別子を相互交換する（装置ＡとＢ、ＢとＣ）。
各装置間での識別子の交換が終了すると、当該装置間では不正情報やその他の各種情報を送受信することができるようになる。【００４４】
図６は、各装置について、識別子を交換する対象の装置を示したテーブルである。例えば装置Ａは装置Ｂ、Ｃ、Ｄと識別子を交換する。こうした対応関係は、装置を設置するときに設定される。例えば装置Ｂを設置するときに、装置Ａの記憶装置に、識別子を交換する対象が装置Ａ、Ｅであることを登録する。同時に装置Ｂには共通事象が識別子を交換する装置毎に登録される。例えば装置Ｂと装置Ｅとが、車両がレーン４に進入したことを示す進入検知信号を共通に入力するとき、装置Ｂには、装置Ｅ：進入検知と対応づけて登録される。【００４５】
図７は、処理の流れを示す。
（ａ）車両が進入したことが検知されたタイミングで、装置ＡとＢ間、及び装置ＢとＣ間で識別子を交換する。この識別子の交換方法は、想定遅延など装置間のインターフェース特性に応じて種々の方法が考えられる。後でその一例を説明する。一の装置が他の装置と識別子の交換を済ませると、一の装置の識別子交換完了テーブルには、当該他の装置を特定する装置識別子が登録される。
（ｂ）装置Ｃは、進入時に撮影した画像からレーン４上の車両のナンバープレートに記載されている文字、記号、ナンバープレートの大きさ等の“ナンバープレート情報”を自動読取する。装置Ｃは、装置Ｂとの識別子交換が完了していることを確認した後、規定されたタイミングで、装置Ｂに対して“ナンバープレート情報”を送信する。
（ｃ）装置Ｂは、自身が収集するか或いは装置Ｂに直轄される装置から得られた“車両情報”（車種、軸数、軸重、ナンバープレートの情報を含む）をとり纏めて、装置Ａとの識別子交換が完了していることを確認した後、規定のタイミングで、装置Ａに対して“車両情報”を送信する。
（ｄ）装置Ａは、自身が収集するか或いは装置Ａに直轄される装置から得られた情報に基づいて、当該車両の不正通行の有無を判定し、判定の結果である“不正情報”をとり纏めて、装置Ｂとの識別子交換が完了していることを確認した後、規定されたタイミングで、装置Ｂに対して“不正情報”を送信する。
（ｅ）装置Ｂは、装置Ａから受け取った“不正情報”を装置Ｃへの識別子に転換して中継する。
（ｆ）装置Ｃは、ローカル識別子に基づいて、一時保存していた入口画像と装置Ｂから受け取った不正情報とを紐付統合し、不正情報＋不正画像として遠隔の画像サーバ１６に転送する。【００４６】
このように本システムでは、サーバと不正情報を提供する装置群が、事前に識別子を交換することにより、各機器間で車両認識の一致性が保証され、その後のデータのやりとりの正当性が保証される。また、サーバはその性格上、強力な車線管理機能を持つので、これと関連付けることによって、先撮りした画像と、退出時に不正確定した車両とを確実に紐付けることができる。【００４７】
さらに本システムのもう一つの特徴として、不正画像の送信に際して、上位の不正判定機構（車線制御装置６に相当）からの指定により、不正項目ごとに、送信するか送信しないかを指定できる機能を備えている。この機能は、不正情報送信時に、項目毎の送信要求テーブルを併せて配信することによって実現される。【００４８】
図８に、この機能を実現するために車線制御装置６が記憶する送信要否テーブル６−２が描かれている。不正が検出されると、車線制御装置６には、図４に示された不正項目に対応する不正信号が入力する。車線制御装置は、車両毎に、各装置から受信した不正信号を纏めて、不正項目毎に不正の有無を記録した不正有無情報１８を生成する。車線制御装置６は更に、各不正項目毎に、当該項目の不正があった場合に画像を画像サーバ１６に送信するか否かを示す送信要否情報２０を、車両毎に生成する。【００４９】
送信要否テーブル６−２は、不正判定を行うサーバである車線制御装置６が記憶するプリセットに基づき決定される。プリセットは最上位のサーバから配信され、画像サーバ１６の容量等を勘案して、随時変更することができる。送信要否テーブル６−２は車両ごとに設定可能である。例えば、「上位装置が記憶するブラックリストに載っている車両（ナンバープレート情報により特定される）だけは、不正の有無に係わらず全て画像を保存する」といった機能も実現可能である。【００５０】
この機構により、本システムでは、必要最小限の画像のみを保存し収集することができる。従って、不正と無関係な通常車両の画像は、一切残ることがなく、関係者にも取り出し不可能である。通常は先撮りシステムを実現しようとすると、画像は原則全保存（ＶＴＲならば全録画）され、後日、人的作業によって、不正確定時のタイムレコードと照合することになる。しかし本実施の形態における方法では、チェック及び照合の人的労働力が省力できるうえ、不正車以外の画像が関係者の目に触れることがなく、プライバシー保護の観点から改善されている。【００５１】
次に、識別子交換について具体的に説明する。料金所システムを構成する複数の装置は、レーン４における車両によって引き起こされるイベントに応じて生成された検知信号により、車両を特定する車両識別子をそれぞれ内部的に生成する。先撮りした画像から不正車両の画像のみを抽出する不正車両先撮り方式を実現するためには、複数の装置間で車両識別子の対応づけをする必要がある。本システムで必要となる装置間識別子交換手法としては、認識共有する事象（進入・退出・無線通信など）の検出に要する時間や、装置間のインターフェース特性（想定遅延など）に応じて種々の方法が考えられる。【００５２】
複数の装置間での車両認識合わせには、以下のような課題がある。都心の高速道路ＥＴＣのように、高速且つ連続的にゲートに進入してくる車両列に対して、装置間で完全に認識合わせを行うことは難しい。例えば、個別装置の進入検知漏れなどの要因によって、認識ズレが起こりうる。具体的には、以下のことが考えられる。
（α）認識合わせ通信（識別子交換）において、遅延や電文不達（送受信失敗）が生じる場合。
（β）何らかの理由（検知抜け）により、両装置の片方だけが車両進入を検出しない場合。
（γ）何らかの理由（誤検知）により、両装置の片方だけが誤って車両進入を検出する場合。
識別子交換規則を構築する上では、このような異常ケースを考慮しなければならない。以下、こうした異常ケースにおける問題を整理する。【００５３】
車両認識合わせ（識別子交換）の前提として、装置Ａ／Ｂは当該車両に関する共通事象を監視しているものとする。ここではその共通監視事象をレーン４への車両進入とする。車両進入の根拠となる入力は入口車両検知装置１０のセンサからの接点信号であり、装置Ａと装置Ｂの両方に端子台レベル（電気信号）で同時に入ることが保証されている。従って、なんらかの規則により、車両進入の直後に車両の認識合わせ（識別子交換）を行えれば、それ以降のやりとりにおいては、当該車両のデータを誤りなく授受できる。【００５４】
このような識別子交換の一例を図９に示す。装置Ａは、共通事象である入口車両検知装置１０からの接点信号を受信すると、自装置内で識別子Ｎを発行し、その識別子Ｎを含む電文を装置Ｂに送信する。装置Ｂは、共通事象である接点信号を受信すると自装置内で識別子Ｍを発行する。装置Ｂは、装置Ａから識別子Ｎを含む電文を受信すると、識別子ＭとＮを対応づけるテーブルを生成する。装置Ｂは、識別子の対応づけが完了したことを示す識別子対応完了情報を含む電文を装置Ａに送信する。装置Ａは、その電文を受信すると、「装置Ｂとの間で、識別子Ｎについての対応づけが完了した」ことを示す情報を生成して記憶する。これによって識別子交換が完了する。Ｎ＋１台目以降の車両についても同様である。【００５５】
但し、ここで問題となる状況として、上述の（α）〜（β）の事態が考えられる。
（α）のケースを図１０に示す。通信障害によって電文が到達しないケースである。特にノンストップ料金所において、車両の速度に追従するために十分に高速な通信が要求される場合、ＵＤＰ（Ｕｓｅｒ  Ｄａｔａｇｒａｍ  Ｐｒｏｔｏｃｏｌ）に例示されるような高速だが送達確認を行わない通信プロトコルが採用されることがある。こうした場合、電文不達の可能性がある。その結果、例えばキュー管理がＦＩＦＯ（Ｆｉｒｓｔ  Ｉｎ  Ｆｉｒｓｔ  Ｏｕｔ）で行われていた場合、誤紐付が発生する。
（β）のケースを図１１に示す。サーバ側の車両検知漏れによって電文が発信されないケースである。
（γ）のケースを図１２に示す。クライアント側の車両検知漏れによって電文が発信されないケースである。
これらのケースにおいては、通常の紐付規則（例えば順次紐付や直前紐付）では、誤対応を発生することが多い。【００５６】
図１３を参照して、これらのケースに対する解決策の一つを以下に示す。この方法は、一時停止する料金所など、車両の速度が遅い条件で有効である。図１３において装置Ａはサーバ、装置Ｂはクライアントとする。サーバ及びクライアントは、それぞれ時計を内蔵する。サーバ側からの識別子通知電文（初回電文）に、当該車両を検知した信号を認識した際の時刻が付与される。クライアント側は、当該車両を検知した信号を認識した際の時刻を記録する。クライアント側は、サーバ側から受信したサーバ側時刻と、自身で記録したクライアント側時刻とを照合し、所定の基準を満たすときは紐付を行い、所定の基準を満たさないときは紐付を行わない。こうした処理によって、例えば、ある車両に対してサーバ側時刻で１１秒目に認識した車両の識別子Ｎ＋１を送信する電文が不達であった場合に、クライアント側がそれに対応するクライアント側の識別子Ｍ＋１を、誤って次の車両のサーバ側識別子Ｎ＋２に発行することが防止される。【００５７】
但し、ノンストップ料金所など、想定されるイベント発生間隔（例えば車両進入検知）や電文の到達に要する通信時間などの時間的スパンが複数の装置の時間合わせ精度に比べて短い場合、以下のような問題が発生する。図１４は、装置Ａの内蔵する時計に比べて装置Ｂの内蔵する時計が０．５秒遅れて設定されている場合を示す。装置Ａで１２秒（１２’０００と記載されている）に検知された車両進入は、装置Ｂで１１．５秒に検知された車両進入か、１２．５秒に検知された車両進入なのか判別できない。実際の路側装置では、マスター時計の調整が１秒程度の精度で行われていたり、通信すべき装置間で時刻配信経路や更新頻度が異なる場合があるため、こうした事態が発生しうる。【００５８】
そこで次に、ノンストップ料金所などのイベント発生間隔が短い条件に適した識別子交換方法について説明する。この方法では、各装置の時刻情報に依存せずに、識別子交換の正当性をチェックすることが可能である。【００５９】
図１５は、料金所システムの各装置が備える構成を示す。図２の車線制御装置６、入口撮影カメラ８、入口車両検知装置１０、料金収受装置１２、出口車両検知装置１４、あるいは図５の装置Ａ〜Ｇに相当する装置２２は、通信部２４、車両検知情報入力部２６、入力操作部２６、情報処理部３０、記憶部３６を備える。情報処理部３０は車両識別子発行部３２、車両識別子交換部３４を備える。記憶部３６は車両識別子対応テーブル３８と通信条件テーブル４０を記憶する。【００６０】
図１６は、車両識別子対応テーブル３８を示す。各装置は、レーン４における車両によって引き起こされるイベントに対応して生成された検知信号に応答して、車両を特定する車両識別子をそれぞれ内部的に生成する。車両識別子対応テーブル３８は、自装置が生成した自識別子４２と、他の装置が生成した識別子４４、４６とを対応づけて格納する。図１０に示されているのは、図５、６の装置Ｂが記憶する車両識別子対応テーブル３８の例である。装置Ｂは、装置Ａ及びＥと接続されている。そのため、車両識別子対応テーブル３８には、装置Ｂの識別子である自識別子４２に対して、装置Ａの識別子４４と装置Ｅの識別子４６とが対応づけられている。例えば装置Ｂがある識別子Ｍを割り当てて特定した車両は、装置Ａでは識別子Ｎを割り当てた車両、装置Ｅでは識別子Ｌを割り当てた車両に対応していることが車両識別子対応テーブル３８に示されている。【００６１】
図１７は、通信条件テーブル４０を示す。各装置の通信条件テーブル４０には、Ｔｉｎ４８、ＴＤ＿ＭＡＸ５０、ＴＲ＿ＭＡＸ５２が予め登録される。ＴＲ＿ＭＡＸ５２は接続されている装置毎に、例えば装置Ｂの場合は装置Ａと装置Ｅのそれぞれに関して、登録される。これらの各項目の意味は、後で説明する。【００６２】
図１８を参照して、本方法を実施するために導入される諸変数について説明する。
ｔ０は、車両が進入した（入口車両検知装置１０の検知位置に到達した）真の時刻を示す。
Ｔ１は、時刻ｔ０から装置Ａが（即ち、装置Ａのアプリケーションソフトウェアが）車両進入を認識する時刻までの間の遅れ時間を示す。
Ｔ２は、装置Ａが車両進入を認識してから、装置Ｂが装置Ａから車両進入を通知する電文を受信するまでの時間を示す。電文の発信遅延、通信遅延及び受信遅延を含む。
Ｔ３は、時刻ｔ０から装置Ｂ（即ち、装置Ｂのアプリケーションソフトウェアが）車両進入を認識する時刻までの間の遅れ時間を示す。図１８の例ではＴ３＞Ｔ１だが、逆にＴ３＜Ｔ１の場合も有り得る。
ＴＲは、装置Ｂが車両進入を認識する時刻と、装置Ａから進入通知電文を受信する時刻との差である。ＴＲ＝Ｔ１＋Ｔ２−Ｔ３で定義され、負の値も有り得る。
ＴＤは、装置Ａの車両認識時刻と装置Ｂの車両認識時刻との差である。ＴＤ＝Ｔ３−Ｔ１で定義され、負の値も有り得る。【００６３】
１−ＷＡＹは、車両の進入を通知する電文である車両進入通知を示す。装置Ａが装置Ｂに対して、車両進入を検知したことを知らせるために、可及的速やかに発信する。この際、装置Ａの車両識別子交換部３４は、装置Ａの車両識別子発行部３２が発行した連番である当該車両の識別子ＮＵＭＡを電文に付加して送信する。以降の装置間通信では、この識別子を当該車両を識別するＩＤとして扱う。
２−ＷＡＹは、装置Ｂが装置Ａから受信した車両進入通知に対する応答である車両進入了解通知である。装置Ｂの車両識別子交換部３４は、装置Ａが知らせてきた車両進入通知１−ＷＡＹに対して、装置Ｂの車両識別子発行部３２が発行した連番である当該車両の識別子ＮＵＭＢを対応づけるための処理を行う。対応づけが成功した場合は、その対応関係が装置Ｂの車両識別子対応テーブル３８に登録され、ＡＣＫ（肯定応答）が装置Ａに送信される。対応づけができないか、対応づけが疑わしい場合には、ＮＡＫ（否定応答）が装置Ａに送信される。
３−ＷＡＹ以降：
必要に応じて、不正情報など当該車両のデータが装置Ａと装置Ｂの間でやり取りされる。２−ＷＡＹ目以降の電文の輻輳制御については、シーケンス番号を付与することで管理することができる。そのため電文を発信するタイミングについては特に規定なく、応用上の必要に応じて自由に決定される。【００６４】
図１８に示された電文規則において、装置間の車両認識合わせの正当性は、２−ＷＡＹ目で装置Ｂが行うＡＣＫ／ＮＡＫの判断の正当性保証に帰着する。装置Ｂが行うその判断の基準を以下に説明する。【００６５】
下記［１］−［３］が前提事項として仮定される。
［１］車両進入が連続発生しうる最短時刻間隔（想定値）をＴｉｎとする。この値は、料金所の土木構造などを勘案して事前に想定しうる。本実施の形態では、Ｔｉｎ＝２００ｍｓｅｃである。この時間内に、車両速度が約８０ｋｍの車両が４．５ｍ進む。車間距離を考えれば、国内ほぼ全ての料金所で、これ以下のタイミング差で車両が連続進入することが有り得ない。
［２］一般に、車両進入検知は速やかに行う必要があるため、接点信号の割込検出方式が用いられる。よって、装置Ａと装置Ｂは共に進入検知を安定的に（即ち、時間のばらつきを少なく）行うことができる。従って検知時間差ＴＤのとりうる最大差ＴＤ＿ＭＡＸ（余裕値ベース）は想定可能である。検知時間差ＴＤは、設計（主として、受信回路の時定数やソフトウェアの割込検出性能に依存して決まる）や実験によって設計または測定できる値であり、ＴＤ＿ＭＡＸは実勢値に十分な余裕を加えた値を設定すればよい。本実施の形態では、ＴＤは実質１０ｍｓｅｃ以内に安定に収まるので、ＴＤ＿ＭＡＸは３倍の余裕を見てＴＤ＿ＭＡＸ＝３０ｍｓｅｃと設定される。
［３］装置Ｂが、車両進入を検知してから、装置Ａからの通知電文を受信するまでの時間ＴＲが取り得る最大遅延をＴＲ＿ＭＡＸとする。基本設計として、ＴＲ＿ＭＡＸ＋ＴＤ＿ＭＡＸはＴｉｎよりは小さくなるよう設計される（もしこれが満たされていなければ、次車両進入までに進入通知が来ないケースが発生することになり、設計上の問題である）。【００６６】
上記［１］−［３］の前提条件を踏まえれば、装置Ｂ（クライアント）に車両進入通知１−ＷＡＹの電文が到達するタイミングは、図１９の斜線により網掛けした網掛け部分に限定される。すなわち、装置Ｂが車両検出を認識した時刻を起点として、その前の時間ＴＤ＿ＭＡＸ以内の範囲と、その後の時間ＴＲ＿ＭＡＸ以内の範囲とを合わせた時間範囲に、装置Ｂが装置Ａから車両進入通知を受信したときに、装置ＢはＡＣＫ判断を行う。【００６７】
電文受信タイミングが網掛け部から外れる場合は、通信障害等により電文が到達しない、サーバ側（装置Ａ）とクライアント側（装置Ｂ）のいずれか一方しか車両を検知しない、などの異常要因があったと考えられ、装置Ｂは紐付けをせずにＮＡＫ判断をし、その結果を装置Ａに送信する。つまり、電文受信タイミングが網掛け部分に入るかどうかを以って、２−ＷＡＹ目で装置ＡにＡＣＫを返すかＮＡＫを返すかの判断基準とする。【００６８】
このような判定方法を実行するために、各装置（今の例では装置Ｂ）に、図１７に示した通信条件テーブル４０が設定される。装置Ｂの車両識別子交換部３４は、予め通信条件テーブル４０に登録されたＴｉｎ、ＴＤ＿ＭＡＸ、ＴＲ＿ＭＡＸを参照して、ＡＣＫ／ＮＡＫ判断を実行する。【００６９】
この判定方法を用いれば、図１０〜１２に示したような問題ケースのいずれにおいても、認識ズレを防止することができる。図１０、図１１に対応する場合のＡＣＫ／ＮＡＫ判断を図２０に示す。図２０では、装置Ｂの方が装置Ａよりも先に車両検知を認識する例を示しているため、図１９と逆に、網掛け部分の上辺が右肩上がりになっている。サーバ側の検知抜け或いは電文不達があった場合でも、当該車両及び次車両以降に関して、誤紐付が起こらない。【００７０】
図１２に対応する場合のＡＣＫ／ＮＡＫ判断を図２１に示す。この場合、サーバから通知された車両検知を装置Ｂ側では認識していなくても誤紐付は発生せず、また次車両以降に関しても誤紐付は起こらない。さらに、両装置の最大検知時間差ＴＤ＿ＭＡＸの定義より、図２１におけるＮ＋１台目の通知電文に対するＮＡＫ応答はタイムアウトを設定できる。そのため、通知電文受信後ＴＤ＿ＭＡＸ経過時点で速やかに発信することにより、応答時間を保証することができる。【００７１】
以上に説明した方法を、各機が隣接する装置間で実施することで、システム全体の識別子交換を実現することができる。複数装置間通信において、離れた２装置間でデータの交換を行うとき、当該装置間の経路ｐａｔｈに含まれる全ての２装置間接続において識別子の交換が済んでいれば伝達可能となる。例えば図２２において、装置Ｃ〜Ｅ間でデータのやりとりを行うには、ＣとＡ、ＡとＢ、ＢとＥの３接続間で識別子の交換が済んでいればよい。【００７２】
同じ親を持つ兄弟ノード同士（図２２の例ではＢとＣとＤ、ＦとＧ）は、それらが同一ネットワークに接続されていれば、親の識別子を介してデータのやりとりをすることもできる。例えば図２２において、装置Ｂと装置Ｃが直接通信可能であって且つ装置Ｂと装置Ａの間、及び装置Ａと装置Ｃの間で識別子の交換が完了していれば、装置Ａの識別子を付加することで、装置Ｂと装置Ｃの間で装置Ａを介さずに直接当該車両のデータをやりとりすることができる。一般に、小規模ＬＡＮでは、全ての装置が同一ネットワーク上に接続されていることも多い。そのような場合、兄弟ノード間通信を活用することで、装置間でのデータのやりとりの負荷が分散され、短経路で効率よく通信できる。【００７３】
本手法で装置間認識合わせを行う場合、装置間でデータのやりとりを開始できるまでの目安時間は、経路に含まれるそれぞれの２装置間接続の想定ＴＤ＿ＭＡＸのうちの最大の値で保証される。例えば、装置Ｄと装置Ｅの間でデータ授受をする場合は、装置Ａと装置Ｂの間の車両認証（図２２にＴＤ＿ＭＡＸ＝５と記載されている）がボトルネックであるので、ＴＤ＿ＭＡＸ＝５経過以降である。但し目安時間について、厳密には、ＴＤ＿ＭＡＸ経過時点では各サーバ側にＡＣＫ／ＮＡＫが到達している保証はない。よって、サーバ側からクライアント側にデータを受け渡しするとき、ＡＣＫでなければ送信しないのであれば、別途、ＡＣＫ／ＮＡＫ応答の待ち時間を要する。【００７４】
図１９〜２１に示された認識合わせの方法は、必ずしも全ての２装置間インターフェースに用いる必要はない。図２３に示される例のように、装置間インターフェースが接点／シリアル信号などの場合、本手法を使わなくても車両認識合わせを正確に行うことができる。このような場合には、そうしたインターフェースで接続された装置間では、図１９〜２１に示された手法を用いずに正確な識別子交換を行うことができる。この場合、その他の認識合わせ手法が完了時間保証を有する場合、混在ネットワークでも、図２２を参照した説明と同様の議論が成り立つ。
【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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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【国際調査報告】
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