(57)【要約】【課題】発進制御装置に向かって車両が後進してきた場合でも、車両が発進制御装置に衝突するのを防ぐことが可能となる料金収受システムを提供することである。【解決手段】有料道路の料金所において車両が進入してくる道路に対して設置され進入してくる車両に搭載された車載器との間で無線通信を行なう路側無線装置と、車載器と路側無線装置との間で行なわれる無線通信により車両に対する通行料金の収受処理を行なう料金収受処理手段と、車両の進行方向で路側無線装置よりも下流側に設置され料金収受処理手段の料金収受処理結果に応じて車両の発進、停止を制御する発進制御装置と、発進制御装置よりも下流側の道路上の画像を撮像する撮像手段と、撮像手段により撮像された画像に基づき発進制御装置よりも下流側において後進する車両を検出する後進車両検出手段と、後進車両検出手段により後進する車両が検出された場合、発進制御装置の状態を確認し、車両停止の状態にある場合は車両発進の状態に設定する制御手段とを具備する。【選択図】図１
2014059657.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
有料道路の料金所において、車両が進入してくる道路に対して設置され、進入してくる車両に搭載された車載器との間で無線通信を行なう路側無線装置と、
前記車載器と路側無線装置との間で行なわれる無線通信により当該車両に対する通行料金の収受処理を行なう料金収受処理手段と、
前記車両の進行方向で、前記路側無線装置よりも下流側に設置され、前記料金収受処理手段の料金収受処理結果に応じて車両の発進、停止を制御する発進制御装置と、
この発進制御装置よりも下流側の前記道路上の画像を撮像する撮像手段と、
この撮像手段により撮像された画像に基づき、前記発進制御装置よりも下流側において当該発進制御装置に向かって後進する車両を検出する後進車両検出手段と、
この後進車両検出手段により前記発進制御装置に向かって後進する車両が検出された場合、前記発進制御装置の状態を確認し、車両停止の状態にある場合は車両発進の状態に設定する制御手段と、
を具備する料金収受システム。
【請求項２】
前記後進車両検出手段として、前記撮像手段により撮像された画像に基づき、前記発進制御装置よりも下流側の道路における車両の少なくとも渋滞、停止、逆走などの道路状況を把握する道路状況把握装置を用いたことを特徴とする請求項１記載の料金収受システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、有料道路の料金所において利用料金の収受処理を自動的に行なう料金収受システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
たとえば、高速道路等の有料道路の料金所において、当該有料道路を利用する車両に対し通行料金の収受処理を自動的に行なうＥＴＣ（ＥＴＣ：登録商標）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が知られている。
【０００３】
ＥＴＣシステムは、料金所の料金収受車線側に設置された路側無線装置と、車両側に設置された料金収受用のＥＴＣカード（ＩＣカード）が装着された車載器との間で、料金収受車線上に設置されたアンテナ装置を介して無線による通信を行ない、無線通信が正常に終了した場合は、料金収受車線の出口側に設置された発進制御装置の開閉バーを開くことにより、当該車両は通行可能となり、車両はノンストップで料金収受処理を行なうことができる。
【０００４】
このようなＥＴＣシステムの発進制御装置においては、前進してくる車両に対しては、進入車両を検知する車両検知装置などにより車両を検知し、上位装置にて開閉制御可能である。しかしながら、発進制御装置に向かって車両が後進してきた場合、それを検知して開閉バーを開動作する手段がなく、そのため発進制御装置の開閉バーに衝突してしまう恐れがある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１２−５８８５１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明が解決しようとする課題は、発進制御装置に向かって車両が後進してきた場合でも、車両が発進制御装置に衝突するのを防ぐことが可能となる料金収受システムを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
実施形態に係る料金収受システムは、有料道路の料金所において、車両が進入してくる道路に対して設置され、進入してくる車両に搭載された車載器との間で無線通信を行なう路側無線装置と、前記車載器と路側無線装置との間で行なわれる無線通信により当該車両に対する通行料金の収受処理を行なう料金収受処理手段と、前記車両の進行方向で、前記路側無線装置よりも下流側に設置され、前記料金収受処理手段の料金収受処理結果に応じて車両の発進、停止を制御する発進制御装置と、この発進制御装置よりも下流側の前記道路上の画像を撮像する撮像手段と、この撮像手段により撮像された画像に基づき、前記発進制御装置よりも下流側において当該発進制御装置に向かって後進する車両を検出する後進車両検出手段と、この後進車両検出手段により前記発進制御装置に向かって後進する車両が検出された場合、前記発進制御装置の状態を確認し、車両停止の状態にある場合は車両発進の状態に設定する制御手段とを具備する。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】実施形態に係る料金収受システムの構成を概略的に示す模式図。
【図２】実施形態に係る道路状況把握装置の動作を説明するフローチャート。
【図３】実施形態に係る発進制御装置に向かって逆走する車両を検出した場合の料金収受システムの動作を説明するフローチャート。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、実施形態に係る料金収受システムについて図面を参照して説明する。  
図１は、実施形態に係る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。なお、図１の例では、説明を簡単にするため１つの料金収受車線（道路）を示しているが、料金収受車線の種類および数はこれに限定されるものではなく、一般に複数の車線が設けられている場合が多い。
【００１０】
図１において、たとえば、有料道路の料金所における道路（料金収受車線）１０の側部には、その入口側から順次、進入してくる車両１１を検知する車両検知器１３、車両１１に搭載された車載器１２との間で無線通信を行なう路側無線装置１４、車両１１の運転手に対し課金情報や発進／停止などの案内表示を行なう路側表示器１５、および、車両１１に対し発進／停止制御を行なう発進制御装置（ゲート）１６がそれぞれ設置されていて、これらは車線制御装置１７にそれぞれ接続されている。車線制御装置１７は、通信回線を介して上位装置（ホストコンピュータ）１８に接続されている。
【００１１】
路側無線装置１４は、外部の無線機器との間で通信を行なうための路側アンテナ１９を備えていて、車両検知器１３が車両１１を検知したタイミングで車両１１に搭載された車載器１２との間で狭域無線通信（ＤＳＲＣ）を利用した無線通信によりデータの送受信を行なうもので、車載器１２から送信される車載器情報等を取得し、車線制御装置１７に送るようになっている。  
発進制御装置１６は、車両１１に対し発進／停止制御を行なうもので、必要に応じて開閉する開閉バー１６ａを備えている。
【００１２】
車線制御装置１７は、全体的な制御を行なうとともに、車両検知器１３が車両１１を検知したタイミングで路側無線装置１４から送られる車載器情報に基づき料金収受処理等を行なうようになっている。
【００１３】
道路１０の側部で、発進制御装置１６よりも下流側には、道路状況把握装置２０のカメラ（撮像手段）２１が設置されている。カメラ２１は、発進制御装置１６よりも下流側における道路１０上の画像を常時一定間隔（たとえば、３３ｍｓごと）で撮像してフレーム画像として出力するビデオカメラで、出力されたフレーム画像は道路状況把握装置２０に送られる。
【００１４】
道路状況把握装置２０は、カメラ２１で撮影された画像に対し所定の画像処理を行なうことで、発進制御装置１６よりも下流側の道路１０を走行する車両１１を検出し、その検出結果に基づき道路１０上の道路状況を判定するもので、その判定結果は車線制御装置１７や上位装置１８に送られる。
【００１５】
道路状況把握装置２０は、画像処理部２２および道路状況判定部２３により構成されている。画像処理部２２は、カメラ２１からの画像を入力として、後述するような各種画像処理および判定処理等を行ない、その処理結果を道路状況判定部２３に送る。道路状況判定部２３は、画像処理部２２からの処理結果に基づき道路１０における道路状況を判定する。
【００１６】
ここで、道路状況判定部２３により判定する道路状況とは、たとえば、「渋滞」、「停止」、「後進（逆走）」、「通常状態」の４状態とする。「渋滞」とは道路１０が車両１１で渋滞している状態、「後進」とは道路１０を発進制御装置１６に向かって後進（逆走）する車両１１が存在する状態、「停止」とは道路１０上に停止している車両１１が存在する状態、「通常状態」とは「渋滞」、「停止」、「後進（逆走）」ではない状態を示すものとする。
【００１７】
次に、このような構成において動作を説明する。  
まず、図２に示すフローチャートを参照して道路状況把握装置２０の動作を説明する。
【００１８】
カメラ２１は、発進制御装置１６よりも下流側における道路１０上の画像を常時一定間隔で撮像し、撮像したフレーム画像を画像処理部２２へ順次送る（ステップＳ１）。画像処理部２２は、カメラ２１で撮像されたフレーム画像ごとに所定の画像処理を行なうことにより道路１０を走行する車両１１を検出する（ステップＳ２）。
【００１９】
具体的に説明すると、たとえば、まず、あらかじめカメラ２１の撮像範囲内の車両１１等が存在しない路面のみの画像を基準画像として図示しないメモリに保持しておく。この状態で、カメラ２１で撮影された画像が入力されると、当該入力画像とあらかじめメモリに保持された基準画像との間で各画素の輝度値の差を求めることで輝度の差分画像を取得し、差分がある箇所を車両１１とする。
【００２０】
次に、道路状況判定部２３は、画像処理部２２の処理結果に基づき「渋滞」、「停止車両」、「逆走」、「通常状態」の４状態を判定する（ステップＳ３〜Ｓ６）。以下、道路状況の判定処理の一例について説明する。
【００２１】
まず、現在フレームの差分画像とそれよりも１フレーム前の差分画像とを比較して車両１１の移動距離Ｌを算出することにより、車両１１の「速度」と「向き」を算出する（ステップＳ３）。
【００２２】
すなわち、たとえば、Ｎフレーム目の差分画像（現在フレームの差分画像）とＮ−１フレーム目の差分画像（１フレーム前の差分画像）とを比較することにより、車両１１の移動距離Ｌおよび移動方向を算出する。
【００２３】
次に、Ｎフレーム目の画像取得とＮ−１フレーム目の画像取得との時間間隔を画像処理周期Ｔとして算出する。次に、これら求めた移動距離Ｌおよび画像処理周期Ｔを用いて［Ｌ／Ｔ］なる演算を行なうことにより、車両１１の「速度」を算出する。
【００２４】
このとき、車両１１の進行方向と逆側の移動量（移動距離）を負（−）として計算し、計算結果が負（−）の速度だった場合、当該車両１１は発進制御装置１６に向かって逆走（後進）しているものとする。
【００２５】
次に、画像処理部２２で得られた差分画像と撮像範囲内の車線面積（道路１０の面積）とから車両１１の「占有率（道路１０における車両１１の占める割合）」を算出する（ステップＳ４）。
【００２６】
すなわち、得られた差分画像内の差分の塊（車両１１）の面積をＭ１、撮像範囲内の車線面積（道路１０の面積）をＭ２とすると、［Ｍ１／Ｍ２］なる演算を行なうことにより、車両１１の「占有率」を算出する。
【００２７】
次に、算出した「速度」および「占有率」を用いて過去複数（Ｎ）フレーム分の「平均速度」および「平均占有率」を算出する（ステップＳ５）。以下、具体的に説明する。１フレーム目の画像で算出された「速度」をＶ１、「占有率」をＲ１とし、２フレーム目の画像で算出された「速度」をＶ２、「占有率」をＲ２とし、Ｎフレーム目の画像で算出された「速度」をＶｎ、「占有率」をＲｎとする。ここで、「平均速度」をＶａｖｅ、「平均占有率」をＲａｖｅとすると、  
Ｖａｖｅ＝（Ｖ１＋Ｖ２＋…＋Ｖｎ）／ｎ  
Ｒａｖｅ＝（Ｒ１＋Ｒ２＋…＋Ｒｎ）／ｎ  
となる。
【００２８】
次に、算出した「平均速度Ｖａｖｅ」および「平均占有率Ｒａｖｅ」を用いて「渋滞」、「停止車両」、「逆走」、「通常状態」の判定処理を行なう（ステップＳ６）。これらの道路状況の判定条件は、たとえば、以下のようになっている。  
「渋滞」    ：Ｖａｖｅ≦Ｖｌｗ  かつ  Ｒａｖｅ≧Ｒｊｍ  
「停止車両」：Ｖａｖｅ≦Ｖｓｔ  かつ  Ｒｊｍ≧Ｒａｖｅ≧Ｒｓｔ  
「逆走」    ：計算された速度が負（−）の値だった場合
「通常状態」：渋滞」、「停止車両」、「逆走」でない場合  
ここに、Ｖｌｗ：低速閾値、Ｖｓｔ：停止速度閾値、Ｒｊｍ：渋滞占有率閾値、Ｒｓｔ：停止占有率閾値である。
【００２９】
なお、上記判定処理は一例であり、たとえば、車両１１の「占有率」の代わりに撮像範囲内の「車両台数」を使用してもよい。
【００３０】
ステップＳ６の判定処理が終了すると、ステップＳ１に戻って次のフレーム画像に対する動作を繰り返す。
【００３１】
なお、道路状況判定処理の詳細については、たとえば、特願２００８−２０７０３４号や特願２０１１−１３５６４３号に記載されているので、それを参照されたい。
【００３２】
次に、道路状況把握装置２０が発進制御装置１６に向かって逆走する車両１１を検出した場合の料金収受システムの動作を図３に示すフローチャートを参照して説明する。
【００３３】
道路状況把握装置２０は、発進制御装置１６に向かって逆走する車両１１を検出すると（ステップＳ１１）、逆走検出信号を車線制御装置１７に送る（ステップＳ１２）。  
車線制御装置１７は、道路状況把握装置２０から逆走検出信号を受取ると、発進制御装置１６の状態を確認し（ステップＳ１３）、発進制御装置１６の開閉バー１６ａが開状態になっていれば（ステップＳ１４）、そのまま何もしないで当該動作を終了する。
【００３４】
ステップＳ１３の確認の結果、発進制御装置１６の開閉バー１６ａが閉状態になっていれば（ステップＳ１４）、車線制御装置１７は、発進制御装置１６に対し開動作命令を送る（ステップＳ１５）。発進制御装置１６は、車線制御装置１７から開動作命令を受取ると、開閉バー１６ａを開動作させ開状態に設定する（ステップＳ１６）。
【００３５】
以上述べた少なくとも１つの実施形態の料金収受システムによれば、道路状況把握装置２０により発進制御装置１６に向かって逆走（後進）する車両１１を検出した場合、発進制御装置１６が開閉バー１６ａを閉じていれば開動作させることで、発進制御装置１６に向かって車両が逆走してきた場合でも、車両１１が発進制御装置１６の開閉バーに衝突するのを防ぐことが可能となる。
【００３６】
なお、前記実施形態では、道路状況把握装置を用いて、発進制御装置に向かって逆走（後進）する車両を検出する場合について説明したが、これに限らず、専用の後進検出手段を用いてもよい。
【００３７】
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行なうことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。
【符号の説明】
【００３８】
１０…道路、１１…車両、１２…車載器、１３…車両検知器、１４…路側無線装置、１６…発進制御装置（ゲート）、１６ａ…開閉バー、１７…車線制御装置、１８…上位装置（ホストコンピュータ）、１９…路側アンテナ、２０…道路状況把握装置、２１…カメラ（撮像手段）、２２…画像処理部、２３…道路状況判定部。
【図１】
2014059657.tif 000003
【図２】
2014059657.tif 000004
【図３】
2014059657.tif 000005