(57)【要約】【課題】車両が通過する走行路を鮮明に撮像する。【解決手段】撮像装置１００は、撮像部１１０と、検出部１２０と、算出部１３０と、制御部１４０とを備える。撮像部１１０は、車両が通過する走行路を撮像し、走行路が撮像された撮像画像を生成する。検出部１２０は、撮像画像において、車両が走行路と接触する接触位置を検出する。算出部１３０は、接触位置を含む走行路の第１の路面領域における輝度分布に基づき、第１の輝度範囲を算出する。制御部１４０は、第１の輝度範囲に基づき撮像部の撮像条件を決定し、決定した撮像条件を用いて撮像部１１０を制御する。【選択図】図２
2018142948.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両が通過する走行路を撮像し、前記走行路が撮像された撮像画像を生成する撮像部と、
前記撮像画像において、前記車両が前記走行路と接触する接触位置を検出する検出部と、
前記接触位置を含む前記走行路の第１の路面領域における輝度分布に基づき、第１の輝度範囲を算出する算出部と、
前記第１の輝度範囲に基づき前記撮像部の撮像条件を決定し、決定した前記撮像条件を用いて前記撮像部を制御する制御部と、
を備えた撮像装置。
【請求項２】
前記検出部は、前記車両のタイヤを認識することにより、前記接触位置を検出する、請求項１記載の撮像装置。
【請求項３】
前記算出部は、前記第１の路面領域から所定距離以上離れた前記走行路の第２の路面領域における輝度分布に基づき、第２の輝度範囲を算出し、
前記制御部は、前記第１の輝度範囲と前記第２の輝度範囲に基づき前記撮像条件を決定する、請求項１または２に記載の撮像装置。
【請求項４】
前記所定距離は、前記車両の軸重が及ばない領域までの距離である、請求項３記載の撮像装置。
【請求項５】
前記撮像条件は、前記撮像部の絞り、ゲイン、露出時間、又は黒レベルのうちの少なくとも１つの項目を含む、請求項１〜４のいずれかに記載の撮像装置。
【請求項６】
前記制御部は、前記撮像条件を決定してから所定の期間、前記撮像条件を用いて前記撮像部を制御する、請求項１記載の撮像装置。
【請求項７】
前記制御部は、前記検出部が所定の期間、車両のタイヤを認識しなかった場合、所定の撮像条件を用いて前記撮像部を制御する、請求項２記載の撮像装置。
【請求項８】
前記算出部は、前記第１の輝度範囲が所定の条件を満たすか否かを判断し、前記第１の輝度範囲が前記所定の条件を満たさないと判断した場合は、前記撮像画像を保存する、請求項１記載の撮像装置。
【請求項９】
前記算出部は、前記第１の輝度範囲が所定の条件を満たすか否かを判断し、前記第１の輝度範囲が前記所定の条件を満たさないと判断した場合は、前記撮像画像が異常であることを報知する、請求項１記載の撮像装置。
【請求項１０】
請求項１記載の撮像装置と、
前記撮像画像を用いて前記車両の軸重を計測する軸重計測装置と、
を備えた軸重計測システム。
【請求項１１】
前記軸重計測装置は、
前記撮像画像において、前記接触位置を特定する軸重位置特定部と、
前記接触位置における変位量である接触位置変位量を検出する変位量検出部と、
前記接触位置変位量に基づき、前記軸重を算出する軸重算出部とを有する、請求項１０記載の軸重計測システム。
【請求項１２】
前記軸重位置特定部は、
前記接触位置を含む前記走行路の第３の路面領域を特定し、
前記第３の路面領域における輝度分布に基づき第３の輝度範囲を算出し、
前記撮像画像において、前記第３の輝度範囲と同じ輝度範囲、または、前記第３の輝度範囲よりも狭い輝度範囲を有し、前記第３の路面領域を含まない第４の路面領域を特定し、
前記変位量検出部は、
前記第４の路面領域における変位量である比較変位量を検出し、
前記軸重算出部は、
前記接触位置変位量と前記比較変位量とに基づき、前記軸重を算出する、請求項１１記載の軸重計測システム。
【請求項１３】
車両が通過する走行路が撮像された撮像画像において、前記車両が前記走行路と接触する接触位置を検出する検出ステップと、
前記接触位置を含む前記走行路の第１の路面領域における輝度分布に基づき、第１の輝度範囲を算出する算出ステップと、
前記第１の輝度範囲に基づき撮像部の撮像条件を決定し、決定した前記撮像条件を用いて前記撮像部を制御する制御ステップと、
を含む撮像方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、路面変位を計測するための撮像画像を生成する撮像装置および撮像方法に関する。さらに、本開示は、撮像画像を用いて車両の軸重を計測する軸重計測システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、特許文献１は、軸重計補正方法を開示している。この軸重計補正方法によれば、車両の走行路に軸重を計測する軸重センサを埋設し、その走行路において軸重が既知の車両を通行させ、その車両のナンバープレートをカメラで撮影する。撮像されたナンバープレートから車両を特定し、同時に得られたその車両の軸重値を用いて軸重計を補正することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１１−６４４６２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本開示は、車両が通過する走行路を鮮明に撮像することができる撮像装置を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本開示の一態様に係る撮像装置は、撮像部と、検出部と、算出部と、制御部とを備える。撮像部は、車両が通過する走行路を撮像し、走行路が撮像された撮像画像を生成する。検出部は、撮像画像において、車両が走行路と接触する接触位置を検出する。算出部は、接触位置を含む走行路の第１の路面領域における輝度分布に基づき、第１の輝度範囲を算出する。制御部は、第１の輝度範囲に基づき撮像部の撮像条件を決定し、決定した撮像条件を用いて撮像部を制御する。
【０００６】
本開示の別の態様に係る撮像方法は、検出ステップと、算出ステップと、制御ステップとを含む。検出ステップは、車両が通過する走行路が撮像された撮像画像において、車両が走行路と接触する接触位置を検出するステップである。算出ステップは、接触位置を含む走行路の第１の路面領域における輝度分布に基づき、第１の輝度範囲を算出するステップである。制御ステップは、第１の輝度範囲に基づき撮像部の撮像条件を決定し、決定した撮像条件を用いて撮像部を制御するステップである。
【発明の効果】
【０００７】
本開示に係る撮像装置及び撮像方法によると、車両が通過する走行路を鮮明に撮像することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】図１は、実施の形態に係る軸重を計測する様子の一例を模式的に示す図である。
【図２】図２は、実施の形態に係る撮像装置の構成を示すブロック図である。
【図３】図３は、実施の形態に係る軸重計測装置の構成を示すブロック図である。
【図４】図４は、変位係数のデータ構成図である。
【図５】図５は、撮像装置の動作を説明するフローチャートである。
【図６】図６は、撮像画像の一例を示す図である。
【図７】図７は、撮像画像の他の一例を示す図である。
【図８Ａ】図８Ａは、輝度分布の一例を示す図である。
【図８Ｂ】図８Ｂは、輝度分布の他の一例を示す図である。
【図９】図９は、軸重計測装置の動作を説明するフローチャートである。
【図１０】図１０は、撮像画像のさらに他の一例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
実施の形態の一態様に係る撮像装置は、撮像部と、検出部と、算出部と、制御部とを備える。撮像部は、車両が通過する走行路を撮像し、走行路が撮像された撮像画像を生成する。検出部は、撮像画像において、車両が走行路と接触する接触位置を検出する。算出部は、接触位置を含む走行路の第１の路面領域における輝度分布に基づき、第１の輝度範囲を算出する。制御部は、第１の輝度範囲に基づき撮像部の撮像条件を決定し、決定した撮像条件を用いて撮像部を制御する。
【００１０】
これにより、この撮像装置は、車両が通過する走行路を鮮明に撮像できる。そのため、映像を用いた軸重計測装置の精度を維持することができる。
【００１１】
なお、これらの包括的または具体的な態様は、システム、方法、集積回路、コンピュータプログラムまたはコンピュータ読み取り可能なＣＤ−ＲＯＭなどの記録媒体で実現されても良く、システム、方法、集積回路、コンピュータプログラムまたは記録媒体の任意な組み合わせで実現されても良い。
【００１２】
以下、本開示の一態様に係る撮像装置の具体例について説明する。なお、以下で説明する実施の形態は、いずれも本開示の好ましい一具体例を示すものである。以下の実施の形態で示される数値、形状、材料、構成要素、構成要素の配置位置及び接続形態、ステップ、ステップの順序などは、一例であり、本開示を限定する主旨ではない。本開示は、特許請求の範囲だけによって限定される。よって、以下の実施の形態における構成要素のうち、本開示の最上位概念を示す独立請求項に記載されていない構成要素については、本開示の課題を達成するのに必ずしも必要ではないが、より好ましい形態を構成するものとして説明される。
【００１３】
（実施の形態１）
ここでは、本開示の一態様として、一般車両の走行路に設置された軸重計測システムにおける動作を説明する。
【００１４】
以下、撮像装置は、軸重計測システムに組み込まれて動作する場合を想定し、図面を参照しながら説明する。
【００１５】
［１−１．構成］
図１は、実施の形態に係る軸重計測システム１が車両１０２の軸重を計測する様子の一例を模式的に示す図である。軸重計測システム１は、撮像装置１００と、軸重計測装置２００とを含む。
【００１６】
ここでは、例えば、軸重計測装置２００は、撮像装置１００に接続される。撮像装置１００は、車両１０２が走行する走行路１０３を撮像して、走行路１０３が撮像された撮像画像を生成する。そして、軸重計測装置２００には、撮像装置１００によって生成された複数の撮像画像が入力される。軸重計測装置２００は、入力された撮像画像を用いて、車両１０２の軸重を計測する。ここで、車両１０２は例えばトラックであり、走行路１０３は例えばアスファルト製の道路である。
【００１７】
図２は、本開示の実施の形態１に係る撮像装置１００の構成を示すブロック図である。撮像装置１００は、撮像部１１０と、タイヤ検出部１２０と、分析部１３０と、制御部１４０と、を含む。また、分析部１３０は、領域設定部１３１を備える。タイヤ検出部１２０は、検出部の一例である。分析部１３０は、算出部の一例である。
【００１８】
撮像部１１０は、外部から制御可能な撮像条件（露出時間、絞り、ゲイン、黒レベルなどの少なくとも１つの項目を含む）に基づいて走行路１０３を撮像し、走行路１０３が撮像された撮像画像を生成する。撮像部１１０は、走行路１０３が撮像された撮像画像をタイヤ検出部１２０と軸重計測装置２００に出力する。軸重計測装置２００への撮像画像の出力は、無線又は有線による通信、もしくは、記録媒体を介して行われる。
【００１９】
タイヤ検出部１２０は、撮像部１１０が生成した撮像画像に対して画像認識処理を行う。そして、タイヤ検出部１２０は、撮像画像において走行する車両のタイヤを認識し、タイヤが走行路と接地する位置（接触位置）を検出する。
【００２０】
領域設定部１３１は、タイヤ検出部１２０が検出したタイヤが走行路と接地する位置を含む第１の路面領域を、撮像画像上で設定する。第１の路面領域は、車両の軸重の影響が及ぶ領域である。
【００２１】
分析部１３０は、領域設定部１３１が設定した第１の路面領域における画像の輝度分布を生成し、その輝度分布を分析する。分析部１３０は、輝度分布に基づき、第１の輝度範囲を算出する。第１の輝度範囲については、後述する。
【００２２】
制御部１４０は、分析部１３０が算出した第１の輝度範囲に基づき、撮像部１１０の撮像条件を決定し、決定した撮像条件を用いて撮像部１１０を制御する。制御部１４０は、決定した撮像条件を撮像部１１０に設定する。なお、撮像部１１０は、所定の撮像条件を保持してもよい。制御部１４０は、例えば、撮像装置１００の初期状態においては、所定の撮像条件を用いて撮像部１１０を制御する。所定の撮像条件は、分析部１３０が第１の輝度範囲を算出できなかった場合にも用いられる。
【００２３】
図３は、本開示の実施の形態１に係る軸重計測装置２００の構成を示すブロック図である。図３に示される通り、軸重計測装置２００は、入力部２１０と、検出部２２０と、軸重算出部２３０と、記憶部２４０とを含む。さらに、検出部２２０は、軸重位置特定部２２１と変位量検出部２２２とを含む。
【００２４】
入力部２１０は、撮像装置１００によって生成された複数の撮像画像の入力を受け付ける。ここでは、入力部２１０は、例えば、４０９６×２１６０ピクセルのデジタル画像の入力を受け付ける。撮像画像の入力は、無線又は有線による通信、もしくは、記録媒体を介して行われる。
【００２５】
検出部２２０は、所定の地点において、車両が通過することによって走行路の路面に生じる変位に対応した変位量を検出する。
【００２６】
軸重位置特定部２２１は、入力部２１０によって受け付けられた撮像画像に車両が含まれる場合に、その撮像画像における、その車両の軸重位置を特定する。より具体的には、軸重位置特定部２２１は、撮像画像に対して画像認識処理を行い、撮像画像に車両が含まれるか否かを判定する。そして、車両が含まれると判定する場合には、軸重位置特定部２２１は、さらなる画像認識処理により、その車両のタイヤを認識し、そのタイヤの最下点に対応する走行路上の領域を軸重位置として特定する。
【００２７】
変位量検出部２２２は、車両の走行路が撮像された撮像画像を用いて、軸重が加えられたことによってその走行路に生じる変位に対応した、その撮像画像における変位量を検出する。特に、軸重位置特定部２２１によって軸重位置が特定された場合に、変位量検出部２２２は、その特定された軸重位置における変位に対応した変位量の検出を行う。すなわち、変位量検出部２２２は、入力部２１０によって受け付けられた複数の撮像画像のうち、走行路に変位が生じていない撮像画像と、走行路に変位が生じている撮像画像とを比較することで、変位量を検出する。撮像画像間における変位量の検出は、ブロックマッチングや相関法やオプティカルフローを用いることで実現可能である。この変位量は、例えば、比較対象となる撮像画像間における、走行路上の同一地点に対応する画素位置の差を示す画素数として算出される。また、変位が生じていない撮像画像は、予め軸重対象が存在しない状態で走行路が撮像された撮像画像であっても良いし、時間的に連続して走行路が撮像された複数の撮像画像において、画像変化量が一定以下である撮像画像であっても良いし、画像認識処理により、軸重対象が存在しないと判定された撮像画像であっても良い。
【００２８】
記憶部２４０は、軸重と変位量との関係を示す第１情報を記憶する。より具体的には、記憶部２４０は、走行路に軸重が加えられたことに起因して走行路に変位が生じる場合における、軸重と変位量との関係を示す関係式、及び、この関係式で用いられる係数である変位係数を、第１情報として記憶する。記憶部２４０は、軸重計測装置２００を構成するメモリ（図示せず）によって実現されても良いし、通信可能な外部装置のデータベースによって実現されても良い。
【００２９】
一般に、軸重ｗ（ｋｇ）は、変位量ｄ（画素数）の関数ｆとして、ｗ＝ｆ（ｄ）の式で表現される。ここでは、関数ｆを一次式で近似して取り扱うこととしている。このため、記憶部２４０は、変数をｄ、係数をαとして表わされる一次式（ｗ＝αｄ）を関係式として記憶し、係数αを変位係数として記憶する。
【００３０】
この変位係数αは、軸重位置特定部２２１によって、軸重位置として特定され得る位置それぞれについて、その位置に対応付けられた変位係数値を有する。このことにより、走行路上の領域毎に、撮像位置からの距離が互いに異なること、アスファルト等の組成が互いに異なること、路面温度が互いに異なること、路面の劣化状態が互いに異なること等を反映することができる。ここでは、変位係数αは、撮像画像における、例えば、横方向（ｘ方向）１０ピクセル、縦方向（ｙ方向）１０ピクセルからなる領域（以下、「局所領域」と呼ぶ。）毎に、その局所領域に対応する値を有している。
【００３１】
図４は、記憶部２４０によって記憶される変位係数αの一例を示す図である。軸重算出部２３０は、検出部２２０によって検出された変位量と、記憶部２４０によって記憶される第１情報とに基づいて、走行路上に存在する車両の軸重を算出する。特に、軸重位置特定部２２１によって軸重位置が特定された場合には、軸重算出部２３０は、特定された軸重位置における変位量に基づいて、軸重の算出を行う。より具体的には、軸重算出部２３０は、変位量検出部２２２によって検出された変位量ｄに、軸重位置特定部２２１によって特定される軸重位置を含む領域に対応する変位係数値を掛け合わせることで、軸重ｗを算出する。
【００３２】
上記構成の軸重計測システム１において、軸重計測装置２００の計測精度は、撮像装置１００が撮像した撮像画像の鮮明度に依存する。本開示の撮像装置１００は、軸重計測装置２００が軸重を計測するのに適した撮像画像を生成する。言い換えると、撮像装置１００は、特に軸重計測装置２００の検出部２２０に用いられる、タイヤ付近の画像が鮮明な撮像画像を生成する。
【００３３】
以下、本開示の撮像装置１００が行う動作について、図面を参照しながら説明する。
【００３４】
［１−２．動作］
［１−２−１．撮像］
図５は、撮像装置の動作を説明するフローチャートである。図６は、撮像画像の一例を示す図である。図７は、撮像画像の他の一例を示す図である。
【００３５】
図６は、車両が含まれる撮像画像（以下、「撮像画像Ａ」と呼ぶ。）を示している。この撮像画像Ａには、走行路１０３上を走行する車両１０２が含まれる。そして、この車両１０２は、タイヤ６００の最下点６１０において走行路１０３に接触している。
【００３６】
また、図７は、車両が含まれない撮像画像（以下、「撮像画像Ｂ」と呼ぶ。）を示している。撮像画像Ａおよび撮像画像Ｂは、同じ視点から走行路１０３が撮像された画像である。撮像画像Ｂにおける、走行路１０３上の領域７１０は、撮像画像Ａにおける、タイヤの最下点６１０に対応する走行路１０３上の領域と同一領域である。また、撮像画像Ｂにおける、走行路１０３上の領域７２０は、撮像画像Ａにおける走行路１０３上の領域６４０と同一領域である。
【００３７】
最初に、撮像部１１０は、制御部１４０の制御に応じて、所定の撮像条件（露出時間、絞り、ゲイン、黒レベルなどの少なくとも１つの項目を含む）に基づいて走行路１０３を撮像する（ステップＳ５１）。
【００３８】
タイヤ検出部１２０は、撮像部１１０が生成した撮像画像に対して画像認識処理を行い、撮像画像において走行する車両１０２のタイヤ６００を認識する（ステップＳ５２）。
【００３９】
タイヤ検出部１２０がタイヤを認識しなかった場合、ステップＳ５１の処理に戻る。タイヤ検出部１２０がタイヤを認識した場合は、ステップＳ５３に移る。例えば、撮像部１１０が生成した画像が図６の撮像画像Ａの場合、タイヤ検出部１２０は、タイヤ６００を認識し、タイヤ６００と走行路１０３との接触位置としてタイヤ６００の直下の最下点６１０を得る。また、撮像部１１０が生成した撮像画像が図７の撮像画像Ｂの場合は、タイヤは検出されないので、ステップＳ５１に戻る。
【００４０】
領域設定部１３１は、タイヤ検出部１２０が検出したタイヤ６００の位置に基づいて、最下点６１０を含む第１の路面領域６３０を撮像画像Ａ上に設定する（ステップＳ５３）。第１の路面領域６３０は、タイヤ６００を介して車両１０２の軸重の影響が及ぶ領域である（ステップＳ５４）。撮像画像Ａの場合、領域設定部１３１は、最下点６１０を基準とし、車両１０２の進行前側の路面、車両１０２の進行後側の路面、または車両１０２の側方の手前側の路面を第１の路面領域６３０として設定する。なお、第１の路面領域６３０のサイズを予め設定しておいてもよい。また、検出したタイヤ６００の大きさに基づいて、第１の路面領域６３０のサイズを設定してもよい。また、後述する路面の変位検出結果に基づいて、第１の路面領域６３０のサイズを設定してもよい。
【００４１】
分析部１３０は、領域設定部１３１が設定した第１の路面領域６３０における撮像画像から輝度分布を生成し、その輝度分布を分析する。具体的には、分析部１３０は、第１の路面領域６３０の輝度ヒストグラムを生成する。そして、分析部１３０は、第１の路面領域６３０の輝度の上限値と下限値を決定し、上限値と下限値からなる範囲を第１の輝度範囲として出力する。
【００４２】
図８Ａは、輝度分布の一例を示す図である。図８Ｂは、輝度分布の他の一例を示す図である。図８Ａおよび図８Ｂにおいて、横軸は輝度、縦軸は輝度の頻度を示す。
【００４３】
図８Ａは、図６の撮像画像Ａ全体の輝度ヒストグラムの一例である。図８Ａの輝度ヒストグラムは、撮像画像Ａにおいて、低い輝度の画素から高い輝度の画素までが存在することを示している。一方、図８Ｂは、第１の路面領域６３０の輝度ヒストグラムの一例である。すなわち、図８Ｂは、走行路１０３が撮像された画素の輝度分布を表している。一般的に、アスファルト舗装の走行路が撮像された画素は、輝度が低い傾向がある。また、車両が通過する際、日照や照明光がさえぎられることで、タイヤ付近の走行路は更に暗くなることがある。図８Ａの輝度ヒストグラムと比べると、図８Ｂの輝度ヒストグラムにおいて、低い輝度の画素の頻度が多いことが分る。
【００４４】
分析部１３０は、図８Ｂの輝度分布に基づき、撮像すべき輝度の上限値８０２と下限値８０１を決定する。上限値は、必ずしも輝度分布の上端である必要はない。また、下限値は、必ずしも輝度分布の下端である必要はない。上限値は、輝度分布の上位５％の値に設定されてもよいし、上端に対して一定のマージンを付加した値に設定されてもよい。同様に、下限値は、輝度分布の下位５％の値に設定されてもよいし、下端に対して一定のマージンを付加した値に設定されてもよい。
【００４５】
なお、上記例では、制御部１４０は、軸重が及ぶ路面を含む第１の路面領域６３０のみに基づいて上限値８０２および下限値８０１を決定した。しかし、制御部１４０は、第１の路面領域６３０以外の路面領域（第２の路面領域６２０）を設定し、その路面領域における輝度範囲（第２の輝度範囲）と第１の輝度範囲に基づき、撮像部１１０の撮像条件を決定してもよい（図６参照）。第２の路面領域６２０は、軸重が及ばない比較用の路面領域であり、第１の路面領域６３０から所定距離以上離れた領域である。第２の路面領域６２０を使用する場合、制御部１４０は、第２の路面領域６２０における輝度分布（輝度ヒストグラム）を生成して、その輝度分布を分析し、第２の輝度範囲を算出する。そして、制御部１４０は、第１の輝度範囲と第２の輝度範囲に基づいて、撮像すべき輝度の上限値および下限値を決定しても良い。これにより、後述する画像を用いた軸重計測において撮像装置１００の揺れの影響を抑える作用の精度向上が期待できる。
【００４６】
また、分析部１３０は、算出した第１の輝度範囲が所定の条件を満たすか否かを判断し、第１の輝度範囲が所定の条件を満たさない場合には、分析した撮像画像を保存してもよい。もしくは、分析部１３０は、第１の輝度範囲が所定の条件を満たさない場合には、分析した撮像画像が異常であることを報知してもよい。これにより、撮像装置１００のユーザは、撮像画像が異常であることを知ることができる。なお、所定の条件が満たされない場合とは、例えば、対象とする画像領域の画素値がほとんど同一の値に集中し、上限値８０２と下限値８０１がほぼ等しくなるような場合（輝度範囲が算出できない場合）などである。
【００４７】
制御部１４０は、分析部１３０が算出した輝度範囲に基づき、撮像条件を決定する。制御部１４０は、算出された輝度範囲が撮像可能な輝度範囲に対応するように、撮像部１１０の絞り、ゲイン、露出時間、黒レベルなどの少なくとも１つの項目を含む撮像条件を調整する。制御部１４０は、通常のカメラ撮像と同じように、撮像条件を決定することができる。ここで、制御部１４０は、映像ブレの回避やフレームレート維持のために、露出時間に上限を設けることができる。また、制御部１４０は、受光量が十分な場合は、ゲインを下げることを優先することで、後述する画像を用いた変位検出の精度を保つことができる（ステップＳ５５）。
【００４８】
なお、一度、撮像条件が不適切に設定されると、タイヤが検出されない状態が継続してしまう。このような状態を回避するため、所定の期間、タイヤが検出されない場合に、制御部１４０は、所定の撮像条件で撮像部１１０を制御してもよい。
【００４９】
最後に、制御部１４０は、撮像部１１０に撮像条件を設定する。すなわち、制御部１４０は、決定した撮像条件を用いて撮像部１１０を制御する（ステップＳ５６）。制御部１４０は、最短フレームレート単位で撮像条件の更新を行う。しかし、ステップＳ５１からＳ５６までにかかる時間が長くなる場合、制御部１４０は、数フレーム遅延して撮像条件を更新してもよい。すなわち、対象とするタイヤが撮像画像内に含まれていればよい。また、逐次制御によって少数のフレーム単位で撮像条件を更新すると、制御の時間遅れによって適切に撮影できない場合が生じる。これを避けるため、制御部１４０は、タイヤを検出した車両の通過に合わせて撮像部１１０を制御してもよい。すなわち、制御部１４０は、撮像条件を決定してから所定の期間（次に接地位置に対する撮影条件を変更するまでの期間）、決定された撮像条件を用いて撮像部１１０を制御してもよい。これにより、撮像部１１０は、次の車両が撮像範囲内に入る最初のフレームから、その車両を良好に撮像することができる。
【００５０】
［１−２−２．計測処理］
計測処理は、軸重計測装置２００に、車両が含まれる撮像画像が入力された場合において、その車両の軸重を算出する処理である。図９は、軸重計測装置の計測処理の動作を説明するフローチャートである。
【００５１】
この計測処理は、入力部２１０に、車両１０２が含まれる撮像画像Ａが入力されることで開始される。計測処理が開始されると、入力部２１０は、撮像装置１０１から入力された撮像画像Ａを取得する（ステップＳ９１）。
【００５２】
撮像画像Ａが入力されると、軸重位置特定部２２１は、画像認識処理を行って、車両１０２のタイヤ６００の最下点６１０を特定する。そして、軸重位置特定部２２１は、特定した最下点６１０に対応する走行路１０３上の領域を軸重位置として特定する（ステップＳ９２）。
【００５３】
ここで、軸重位置特定部２２１は、必ずしも１点（１画素）を軸重位置として特定しなくてもよく、隣接する複数画素からなる局所画像領域を軸重位置として特定してもよい。なお、軸重位置特定部２２１は、軸重検出の対象とする軸重検出範囲を、走行路１０３の領域に限定しても良いし、走行路１０３の一部に限定しても良い。限定領域は、ユーザによって指定されてもよいし、ユーザによる指定と、走行路１０３の色やテクスチャの画像認識との協働によって指定されてもよい。軸重検出範囲を限定することで、画像処理量を抑制する効果がある。このため、軸重位置を検出するための画像処理量を抑制することができる。なお、撮像画像において複数のタイヤが走行路１０３に接触している場合には、接触位置のそれぞれに対応する、複数の軸重位置が検出されることとなる。
【００５４】
軸重位置が特定されると、変位量検出部２２２は、特定された軸重位置において走行路に生じた変位に対応した変位量を検出する（ステップＳ９３）。変位量検出部２２２は、撮像画像Ａと、撮像画像Ｂとを用いて、変位量を検出する。軸重位置が特定されるまでに、入力部２１０によって撮像画像Ｂが取得されていない場合は、変位量検出部２２２は、入力部２１０によって撮像画像Ｂが取得されるまで待ってから、この変位量の検出を行う。
【００５５】
変位量検出部２２２は、撮像画像Ａにおける最下点６１０に対応する走行路１０３上の領域と、撮像画像Ｂにおける領域７１０との間で生じる変位量を検出する。ここで、一般的な車両の軸重に起因する走行路の変位量は微小である。そのため、走行路を走行する車両の震動等による撮像装置１００の揺れの影響を抑えることが望ましい。一例として、変位量検出部２２２は、撮像画像Ａと撮像画像Ｂとの双方において、軸重位置であると特定されない同一地点（例えば、撮像画像Ａにおける領域６４０および撮像画像Ｂにおける領域７２０）を選出する。そして、変位量検出部２２２は、選出された領域間の変位量（以下、「非軸重位置変位量」と呼ぶ。）を算出する。そして、変位量検出部２２２は、撮像画像Ａにおけるタイヤの最下点６１０に対応する走行路１０３上の領域と、撮像画像Ｂにおける領域７１０との間で生じる変位量から、この非軸重位置変位量を差し引いて変位量を補正する。これにより、撮像装置１００の揺れの影響を抑えることが可能となる。他にも、光学的ブレ補正（Optical Image Stabilization）技術を利用する方法、センサシフト方式等の機械的機構を利用する方法等によっても撮像装置１００の揺れの影響を抑えることが可能となる。
【００５６】
変位量が検出されると、軸重算出部２３０は、軸重位置特定部２２１によって特定された軸重位置に対応する変位係数値を特定する（ステップＳ９４）。すなわち、軸重算出部２３０は、記憶部２４０に記憶される変位係数α（図４参照）を参照して、軸重位置特定部２２１によって特定された軸重位置に対応する変位係数値を特定する。
【００５７】
変位係数値が特定されると、軸重算出部２３０は、特定された変位係数値に、変位量検出部２２２によって検出された変位量を掛け合わせることで、軸重を算出する（ステップＳ９５）。
【００５８】
軸重が算出されると、軸重算出部２３０は、算出された軸重の数値を外部に出力する（ステップＳ９６）。ここで、軸重算出部２３０は、算出された軸重の数値を外部に出力する代わりに、算出された軸重の数値が予め定められた基準値よりも大きい場合に、その旨をユーザに報知するとしても良い。
【００５９】
ステップＳ９６の処理が終了すると、軸重計測装置２００は、その計測処理を終了する。なお、軸重計測装置２００は、画像を入力する入力部２１０を有し、画像認識によってタイヤの位置検出を行う。
【００６０】
［１−３．効果等］
上述した通り、撮像装置１００は、車両１０２の軸重が及ぶ路面領域を適切に撮像する。一般的な撮像条件では、アスファルト路面、特に車体の影が落ちる路面が撮像された画素は輝度が低くなり、鮮明な映像が得られない。
【００６１】
実施の形態１では、タイヤ検出部１２０が、車両１０２のタイヤ６００が走行路１０３と接触する位置を検出する。領域設定部１３１が、軸重のかかる位置を含む第１の路面領域を設定する。分析部１３０が、路面領域の輝度分布を分析して第１の輝度範囲を算出する。制御部１４０が、第１の輝度範囲に基づいて撮像部１１０の撮像条件を設定する。これにより、路面変位を高精度に検出できる鮮明な撮像画像が得られる。
【００６２】
さらに、分析部１３０は、軸重による影響が及ばない第２の路面領域における輝度分布を分析して、第２の輝度範囲を算出する。制御部１４０は、第１の輝度範囲と第２の輝度範囲に基づき、撮像条件を設定する。これにより、撮像部１１０のブレの影響を補正する（カメラブレ揺れの影響を抑える）ために必要な画像を適切に得ることが出来る。
【００６３】
［１−４．変形例］
図３および図１０を用いて、変形例に係る軸重計測装置について説明する。
【００６４】
上記の説明では、軸重計測装置２００は、軸重位置であると特定されない領域６４０（図６参照）の変位量を用いて、車両１０２の軸重による変位量を補正した。ここで、撮像装置１００が第１の路面領域６３０に適した撮像条件で走行路１０３を撮像して、撮像画像を生成すると、領域６４０などの補正のための領域における輝度範囲が変位量検出に適した輝度範囲から逸脱してしまうことがある。そうすると、補正のための領域における変位量検出の誤差が大きくなり、車両１０２の軸重を示す変位量算出の誤差も大きくなってしまう。そこで、本変形例に係る軸重計測装置は、変位量検出のための領域における輝度範囲に基づいて、補正のための領域を特定する。
【００６５】
軸重位置特定部２２１は、図１０に示す撮像画像において、最下点６１０（接触位置）および最下点６１０を含む走行路１０３の領域６５０（第３の路面領域）を特定する。そして、軸重位置特定部２２１は、領域６５０における輝度分布に基づき、輝度範囲（第３の輝度範囲）を算出する。軸重位置特定部２２１は、撮像画像において、領域６５０における輝度範囲と実質的に同じ輝度範囲、または、領域６５０における輝度範囲よりも狭い輝度範囲を有する領域６６０（第４の路面領域）を特定する。領域６６０は、領域６５０を含まない領域であり、車両１０２の軸重の影響を受けにくい領域である。領域６６０は、領域６５０から所定の距離以上離れた領域であってもよい。
【００６６】
変位量検出部２２２は、最下点６１０における走行路１０３の変位量（接触位置変位量）を検出する。このとき、変位量検出部２２２は、図７に示すような、車両を含まない撮像画像と比較することにより、領域６５０の変位量を検出してもよい。同様に、変位量検出部２２２は、領域６６０における走行路１０３の変位量（比較変位量）を検出する。
【００６７】
軸重算出部２３０は、最下点６１０の変位量と、領域６６０の変位量とに基づき、車両１０２の軸重を算出する。具体的には、軸重算出部２３０は、最下点６１０の変位量から領域６６０の変位量を差し引くことにより、車両１０２の軸重を算出する。
【００６８】
以上の動作により、本変形例に係る軸重計測装置２００は、軸重を算出するための領域６５０の輝度範囲と同じ輝度範囲、または、領域６５０の輝度範囲よりも狭い輝度範囲を有する領域６６０の変位量を用いて、車両１０２の軸重を補正する。領域６６０の輝度範囲は、領域６５０の輝度範囲と同様に、撮像装置１００によって変位量検出に適した輝度範囲に設定されている。そのため、軸重計測装置２００は、領域６６０の変位量を用いることにより、精度良く車両１０２の軸重を補正できる。すなわち、軸重計測装置２００は、精度良く車両１０２の軸重を計測することができる。
【００６９】
（他の実施の形態）
以上のように、本出願において開示する技術の例示として、実施の形態について説明した。しかしながら、本開示における技術は、これらに限定されず、適宜、変更、置き換え、付加、省略等を行った実施の形態にも適用可能である。
【００７０】
（１）実施の形態１において、撮像装置１００および軸重計測装置２００は、画像処理により車両のタイヤを認識し、そのタイヤの最下点に対応する走行路上の領域を軸重位置として特定する構成の例であるとして説明した。しかしながら、軸重位置の特定方法は、必ずしも上記方法に限定される必要はない。例えば、撮像装置１００および軸重計測装置２００は、変位量が局所的に最大となる位置を軸重位置として特定するとしても構わない。
【００７１】
（２）実施の形態１において、撮像画像は、モノクロ画像でもカラー画像でもマルチスペクトル画像であっても構わない。また、撮像する光は、可視光以外に、紫外光、近赤外光、または遠赤外光であっても構わない。
【００７２】
（３）実施の形態１では、走行路１０３の路面としてアスファルト舗装の例を用いて説明した。しかし、走行路１０３の路面は、アスファルト舗装の他にコンクリート等の他の舗装素材からなる路面でもよい。また、走行路１０３の路面は、上記舗装面に板材やシート材、塗料などで一部被覆された路面でもよい。また、映像による変位をより正確かつ顕著に得るために、上記のような素材を用いて走行路１０３の路面を被覆し、その被覆された領域を変位検出の対象領域としてもよい。
【００７３】
（４）実施の形態において、撮像装置１００における各構成要素（機能ブロック）は、ＩＣ（Integrated Circuit）、ＬＳＩ（Large Scale Integration）等の半導体装置により個別に１チップ化されてもよいし、一部又は全部を含むように１チップ化されてもよい。また、集積回路化の手法はＬＳＩに限るものではなく、専用回路又は汎用プロセッサで実現してもよい。ＬＳＩ製造後に、プログラムすることが可能なＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）や、ＬＳＩ内部の回路セルの接続や設定を再構成可能なリコンフィギュラブル・プロセッサを利用してもよい。更には、半導体技術の進歩又は派生する別技術によりＬＳＩに置き換わる集積回路化の技術が登場すれば、その技術を用いて機能ブロックの集積化を行ってもよい。バイオ技術の適用等が可能性としてあり得る。
【００７４】
また、上記各種処理の全部又は一部は、電子回路等のハードウェアにより実現されても、ソフトウェアを用いて実現されてもよい。なお、ソフトウェアによる処理は、撮像装置に含まれるプロセッサがメモリに記憶されたプログラムを実行することにより実現されるものである。また、そのプログラムを記録媒体に記録して頒布や流通させてもよい。例えば、頒布されたプログラムを、他のプロセッサを有する装置にインストールして、そのプログラムをそのプロセッサに実行させることで、その装置に、上記各処理を行わせることが可能となる。
【００７５】
また、上述した実施の形態で示した構成要素及び機能を任意に組み合わせることで実現される形態も本開示の範囲に含まれる。
【産業上の利用可能性】
【００７６】
本開示は、路面変位を計測するための撮像画像を生成する撮像装置に利用可能である。
【符号の説明】
【００７７】
１    軸重計測システム
１００    撮像装置
１１０    撮像部
１２０    タイヤ検出部（検出部）
１３０    分析部（算出部）
１３１    領域設定部
１４０    制御部
２００    軸重計測装置
２１０    入力部
２２０    検出部
２２１    軸重位置特定部
２２２    変位量検出部
２３０    軸重算出部
２４０    記憶部
【図１】
2018142948.tif 000003
【図２】
2018142948.tif 000004
【図３】
2018142948.tif 000005
【図４】
2018142948.tif 000006
【図５】
2018142948.tif 000007
【図６】
2018142948.tif 000008
【図７】
2018142948.tif 000009
【図８Ａ】
2018142948.tif 000010
【図８Ｂ】
2018142948.tif 000011
【図９】
2018142948.tif 000012
【図１０】
2018142948.tif 000013