(57)【要約】【課題】過積載検出対象車両の撮影画像からタイヤ変形量を容易かつ正確に取得可能に歪みを考慮することが可能な画像処理装置、過積載検出装置、過積載検出システム及びプログラムを提供する。【解決手段】画像処理装置は、所定の基準を超過する積載重量の車両を検出するための画像のものであって、撮影面内で所定の第１方向に延びる複数の行でそれぞれ露光タイミングの異なるローリングシャッター方式の撮影部により撮影された車両の撮影画像を取得する取得部と、車両の走行により撮影画像に見かけ上生じるこの車両のタイヤの形状の歪み量を特定する特定部と、を備える。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定の基準を超過する積載重量の車両を検出するための画像の画像処理装置であって、
撮影面内で所定の第１方向に延びる複数の行でそれぞれ露光タイミングの異なるローリングシャッター方式の撮影部により撮影された車両の撮影画像を取得する取得部と、
前記車両の走行により前記撮影画像に見かけ上生じる当該車両のタイヤの形状の歪み量を特定する特定部と、
を備えることを特徴とする画像処理装置。
【請求項２】
前記特定部は、前記タイヤのリムの画像に基づいて、前記歪み量を特定することを特徴とする請求項１記載の画像処理装置。
【請求項３】
前記撮影画像は、撮影面内で前記車両の走行方向と前記第１方向とが平行であることを特徴とする請求項１又は２記載の画像処理装置。
【請求項４】
前記特定部は、前記撮影画像における前記タイヤのリムの前記第１方向に垂直な第２方向について両端の位置を特定し、前記両端の位置の位置関係に基づいて前記歪み量を特定することを特徴とする請求項３記載の画像処理装置。
【請求項５】
前記撮影画像は、撮影面内で前記車両の走行方向と前記第１方向とが直交し、
前記特定部は、前記撮影画像における前記タイヤの前記走行方向についての長さの伸縮の度合を前記歪み量として特定する
ことを特徴とする請求項１記載の画像処理装置。
【請求項６】
前記撮影画像は、撮影面内で前記車両の走行方向と前記撮影部による各行の前記露光タイミングの遅延方向とが同一であり、
前記特定部は、前記撮影画像における前記タイヤの前記走行方向についての幅と前記第１方向についての幅の比を前記歪み量として特定する
ことを特徴とする請求項１記載の画像処理装置。
【請求項７】
前記特定部は、前記撮影画像における前記タイヤのリムの前記第１方向に垂直な第２方向について両端の位置を特定し、前記両端の位置間の距離に基づいて前記歪み量を特定することを特徴とする請求項５又は６記載の画像処理装置。
【請求項８】
前記特定部により特定された前記歪み量に基づいて、前記撮影画像における前記タイヤの歪みを補正する補正部を備えることを特徴とする請求項１〜７のいずれか一項に記載の画像処理装置。
【請求項９】
前記特定部により特定された前記歪み量に基づいて、前記車両の積載重量に応じた前記タイヤの所定の変形量に係る特性値の大きさを補正する補正部を備えることを特徴とする請求項１〜７のいずれか一項に記載の画像処理装置。
【請求項１０】
前記特性値は、前記タイヤの周回方向についての接地幅であることを特徴とする請求項９記載の画像処理装置。
【請求項１１】
請求項１〜１０のいずれか一項に記載の画像処理装置と、
前記タイヤの所定の変形量に基づいて、前記車両の積載重量が前記所定の基準を超えているか否かを判定する判定部と、
を備えることを特徴とする過積載検出装置。
【請求項１２】
請求項１〜１０のいずれか一項に記載の画像処理装置と、
前記タイヤの所定の変形量に基づいて、前記車両の積載重量が前記所定の基準を超えているか否かを判定する判定部と、
を備えることを特徴とする過積載検出システム。
【請求項１３】
前記撮影画像の撮影を行うローリングシャッター方式の撮影部を備えることを特徴とする請求項１２記載の過積載検出システム。
【請求項１４】
所定の基準を超過する積載重量の車両を検出するための画像の画像処理装置として用いられるコンピューターに、
撮影面内で所定の第１方向に延びる複数の行でそれぞれ露光タイミングの異なるローリングシャッター方式の撮影部により撮影された車両の撮影画像を取得する取得手段と、
前記車両の走行により前記撮影画像に見かけ上生じる当該車両のタイヤ形状の歪み量を特定する特定手段と、
を実行させることを特徴とするプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、画像処理装置、過積載検出装置、過積載検出システム及びプログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、トラックなどの貨物車両による過積載を検出するシステムがある。車両に規定された積載重量を超過した過積載車両の走行は、安全や道路の保全などにとって好ましくなく、各所で監視が行われている。このような監視システムとして、通行車両のタイヤを撮影し、その変形量を算出することで過積載を検出する技術が提案されている（特許文献１）。
【０００３】
このような撮像には、ＣＭＯＳセンサーを用いた撮影装置が用いられ得る。ＣＭＯＳセンサーでは、その特性上、走査線ごとに順番に撮影され、データが取得されるローリングシャッター方式が用いられる。したがって、撮影対象が移動している場合、走査線ごとに異なるタイミングの画像が得られることで、撮影対象の画像が移動速度に応じた歪みを生じる。これに対し、特許文献２では、ベルトコンベヤー上の検査対象を撮影する場合に、予め撮影対象の移動速度、すなわち、ベルトコンベヤーの移動速度に応じた歪み量を取得、記憶し、当該歪み量に応じた画像の補正を行う技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平１０−２７２９０７号公報
【特許文献２】特開２０１４−２０４１９８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、過積載の検出対象車両のように検査対象が撮影部に対して特定の相対速度で移動していない場合には、このような補正を行うことができず、タイヤの変形量を容易かつ正確に取得することができないという課題がある。
【０００６】
この発明の目的は、過積載検出対象車両の撮影画像からタイヤ変形量を容易かつ正確に取得可能に歪みを考慮することが可能な画像処理装置、過積載検出装置、過積載検出システム及びプログラムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するため、請求項１記載の発明は、
所定の基準を超過する積載重量の車両を検出するための画像の画像処理装置であって、
撮影面内で所定の第１方向に延びる複数の行でそれぞれ露光タイミングの異なるローリングシャッター方式の撮影部により撮影された車両の撮影画像を取得する取得部と、
前記車両の走行により前記撮影画像に見かけ上生じる当該車両のタイヤの形状の歪み量を特定する特定部と、
を備えることを特徴とする。
【０００８】
請求項２記載の発明は、請求項１記載の画像処理装置において、
前記特定部は、前記タイヤのリムの画像に基づいて、前記歪み量を特定することを特徴とする。
【０００９】
請求項３記載の発明は、請求項１又は２記載の画像処理装置において、
前記撮影画像は、撮影面内で前記車両の走行方向と前記第１方向とが平行であることを特徴とする。
【００１０】
請求項４記載の発明は、請求項３記載の画像処理装置において、
前記特定部は、前記撮影画像における前記タイヤのリムの前記第１方向に垂直な第２方向について両端の位置を特定し、前記両端の位置の位置関係に基づいて前記歪み量を特定することを特徴とする。
【００１１】
請求項５記載の発明は、請求項１記載の画像処理装置において、
前記撮影画像は、撮影面内で前記車両の走行方向と前記第１方向とが直交し、
前記特定部は、前記撮影画像における前記タイヤの前記走行方向についての長さの伸縮の度合を前記歪み量として特定する
ことを特徴とする。
【００１２】
請求項６記載の発明は、請求項１記載の画像処理装置において、
前記撮影画像は、撮影面内で前記車両の走行方向と前記撮影部による各行の前記露光タイミングの遅延方向とが同一であり、
前記特定部は、前記撮影画像における前記タイヤの前記走行方向についての幅と前記第１方向についての幅の比を前記歪み量として特定する
ことを特徴とする。
【００１３】
請求項７記載の発明は、請求項５又は６記載の画像処理装置において、
前記特定部は、前記撮影画像における前記タイヤのリムの前記第１方向に垂直な第２方向について両端の位置を特定し、前記両端の位置間の距離に基づいて前記歪み量を特定することを特徴とする。
【００１４】
請求項８記載の発明は、請求項１〜７のいずれか一項に記載の画像処理装置において、
前記特定部により特定された前記歪み量に基づいて、前記撮影画像における前記タイヤの歪みを補正する補正部を備えることを特徴とする。
【００１５】
請求項９記載の発明は、請求項１〜７のいずれか一項に記載の画像処理装置において、
前記特定部により特定された前記歪み量に基づいて、前記車両の積載重量に応じた前記タイヤの所定の変形量に係る特性値の大きさを補正する補正部を備えることを特徴とする。
【００１６】
請求項１０記載の発明は、請求項９記載の画像処理装置において、
前記特性値は、前記タイヤの周回方向についての接地幅であることを特徴とする。
【００１７】
請求項１１記載の発明は、
請求項１〜１０のいずれか一項に記載の画像処理装置と、
前記タイヤの所定の変形量に基づいて、前記車両の積載重量が前記所定の基準を超えているか否かを判定する判定部と、
を備えることを特徴とする過積載検出装置である。
【００１８】
請求項１２記載の発明は、
請求項１〜１０のいずれか一項に記載の画像処理装置と、
前記タイヤの所定の変形量に基づいて、前記車両の積載重量が前記所定の基準を超えているか否かを判定する判定部と、
を備えることを特徴とする過積載検出システムである。
【００１９】
請求項１３記載の発明は、請求項１２記載の過積載検出システムにおいて、
前記撮影画像の撮影を行うローリングシャッター方式の撮影部を備えることを特徴とする。
【００２０】
請求項１４記載の発明は、
所定の基準を超過する積載重量の車両を検出するための画像の画像処理装置として用いられるコンピューターに、
撮影面内で所定の第１方向に延びる複数の行でそれぞれ露光タイミングの異なるローリングシャッター方式の撮影部により撮影された車両の撮影画像を取得する取得手段と、
前記車両の走行により前記撮影画像に見かけ上生じる当該車両のタイヤ形状の歪み量を特定する特定手段と、
を実行させることを特徴とするプログラムである。
【発明の効果】
【００２１】
本発明に従うと、過積載検出対象車両の撮影画像からタイヤ変形量を容易かつ正確に取得可能に歪みを考慮することができるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本実施形態の過積載検出システムを示す全体図である。
【図２】過積載検出システムの機能構成を示すブロック図である。
【図３】タイヤの変形量に係る計測値について説明する図である。
【図４】処理装置で実行される過積載判定処理の制御手順を示すフローチャートである。
【図５】撮影画像におけるタイヤの歪み方の他の例を示す正面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
図１は、本実施形態の過積載検出システム１を示す全体図である。
過積載検出システム１は、撮影装置１０と、処理装置２０（画像処理装置、過積載検出装置、コンピューター）とを含む。
【００２４】
撮影装置１０は、走行路ＲＷを走行する車両を撮影して撮影データを出力する。処理装置２０は、撮影装置１０から撮影データを取得して画像処理し、タイヤの変形量に基づく車両の過積載の判定を行う。この撮影装置１０は、特には限られないが、例えば、高速道路などの自動車専用道路の進入／退出レーンの脇に固定された位置及び向きで設けられて、当該自動車専用道路へ乗り入れる車両の撮影を継続的に行う。撮影装置１０としては、動画撮影を行うビデオ撮影装置であってもよいし、所定の時間間隔で連続的に静止画を撮影する撮像装置であってもよい。動画のフレームレートや所定の時間間隔は、画角内を横切る各車両がそれぞれ少なくとも複数枚（例えば、３〜６枚など）得られる程度であればよく、撮影装置１０の設置位置（当該画角内で想定されるの車両の走行速度）に応じて変更可能であってもよい。
【００２５】
図２は、過積載検出システム１の機能構成を示すブロック図である。
撮影装置１０は、撮影部１１（カメラ）と、制御部１２と、記憶部１３と、通信部１４などを備える。
撮影部１１は、外部から入力された可視光を各画素位置に導く光学装置と、各画素位置でＲＧＢ各色の入射光量を検出する検出部などを備える。検出部は、ここでは、各画素位置の画素値（例えば、ＲＧＢ各色の光量（輝度値））が取得可能に面上に撮像素子、ここでは、ＣＭＯＳセンサーが二次元配列されて、ローリングシャッター方式で撮影された二次元撮影画像データを取得する。撮影部１１の動作により得られた画像データは、記憶部１３に出力される。制御部１２は、記憶部１３に一時記憶された画像データを適切なタイミングで通信部１４を介して処理装置２０に出力する。
【００２６】
処理装置２０は、演算処理を行うコンピューターであり、制御部２１（取得部、特定部、補正部、判定部）と、記憶部２２と、通信部２３と、報知動作部２４などを備える。
【００２７】
制御部２１は、処理装置２０の動作を統括制御するプロセッサーである。制御部２１は、各種演算処理を行うＣＰＵ２１１（Central Processing Unit）と、ＣＰＵ２１１に作業用のメモリー空間を提供し、一時データを記憶するＲＡＭ２１２（Random Access Memory）などを備える。制御部２１は、撮影装置１０から取得された撮影画像を処理、解析し、タイヤの撮影に係る歪み量及び荷重に応じた変形量を特定して、積載重量が当該タイヤを備えた車両に応じた所定の基準を超過しているものを検出する。
【００２８】
記憶部２２は、各種プログラム、設定データ、記録画像データやその解析結果などを記憶する。記憶部２２としては、読み書き更新可能なフラッシュメモリーなどの不揮発性メモリー、及びＨＤＤ（Hard Disk Drive）などが用いられ得る。また、プログラム２２１や初期設定データなどは、マスクＲＯＭ（Read Only Memory）などに記憶されていてもよい。
【００２９】
プログラム２２１には、過積載の判定処理プログラムが含まれる。制御部２１のＣＰＵ２１１は、記憶部２２からプログラム２２１や設定データを読み出してＲＡＭ２１２に記憶させ、当該プログラム２２１を実行する。設定データには、諸元データベース２２２と、判定基準データ２２３と、画像記録部２２４などが含まれる。
【００３０】
諸元データベース２２２は、処理装置２０により画像データから抽出されたタイヤ及び車両のサイズや種別に係る諸元、すなわち、初期状態における設定データ（初期設定データ）を記憶する。設定データには、当初の通常状態でのタイヤの硬さに応じた値、車両の軸数、タイヤ数、初期重量などが含まれる。また、設定データには、算出されたタイヤの変形量（荷重変形量）に係るパラメーターを積載重量に換算するためのテーブルデータが含まれる。この諸元データベース２２２は、画像データから抽出されたタイヤや車両の種別の特定に用いられ、また、特定された車両の過積載に係る判定基準の補正に用いられてもよい。
【００３１】
判定基準データ２２３は、過積載の有無の判定に用いられる各種データを上記車両及びタイヤの種別ごとに、すなわち、諸元に応じて定めたデータである。
【００３２】
画像記録部２２４は、撮影装置１０により撮影された画像データを記録（記憶）する。画像データは、所定の容量内で古いデータから順番に上書き更新させていくことが可能であってもよい。あるいは、所定の時間が経過したデータを画像記録部２２４から定期的に消去して、空いた領域に新たな画像データを記録（記憶）していってもよい。所定の容量は、撮影動画データの各フレームの処理時間に対して十分に長い時間の画像データが保持可能な容量であり、また、古いデータが消去されても、動画のエンコード方式に応じて後ろのフレームデータのデコードに問題を生じさせない。また、過積載の判定に用いられたフレームの画像などは、別途さらに長い時間記憶保持することとしてもよい。過積載であると判定されたフレームの画像データは、別途通信部２３などを介して外部から取得されるまで保持されてもよい。
【００３３】
通信部２３は、外部機器と通信を行うための制御を行う。通信部２３は、例えば、ネットワークカードであり、撮影装置１０から画像データを受信し、制御部２１による画像データの解析結果に応じた信号を外部機器に出力する。出力先の外部機器としては、例えば、過積載の車両の運転手に対して報知動作を行う報知装置、過積載の車両の通行を遮断する遮断機の動作制御装置や、過積載の車両の監視員による監視装置などが挙げられる。
【００３４】
報知動作部２４は、制御部２１の制御に基づいて処理装置２０のユーザーや監視員に対して所定の報知動作を行う。報知動作部２４が実行する報知動作としては、例えば、所定の表示画面に対する表示動作や、ビープ音の発生動作など、及びこれら複数の組み合わせが挙げられる。
【００３５】
次に、本実施形態の処理装置２０による過積載の判定動作について説明する。
処理装置２０では、撮影装置１０から受信した画像データからタイヤを検出し、その接地に係る変形値を算出する。この変形値を用いて過積載の判定が行われる。
【００３６】
図３は、タイヤの変形量に係る計測値について説明する図である。
図３（ａ）に示すように、タイヤＴは、車輪のホイールのリムＲに取り付けられている。タイヤＴは、正確には、表面に凹部構造などを有するが、ここでは、当該タイヤＴの正面画像（回転軸方向から見た画像）からこれら凹部などの構造を無視したタイヤの外縁Ｔｓ（側面外縁）が検出、特定されるものとして説明する。また、ここでは、水平方向をｘ軸方向、垂直方向をｙ軸方向とし、路面（タイヤの接地面）は略水平である、すなわち、ｘ軸方向に沿って延びている。なお、特には限られないが、以降では、解析対象とされる画像は、矩形状の領域（撮影範囲）を有し、縦方向及び横方向がそれぞれｙ軸方向及びｘ軸方向に沿っているものとして説明する。各軸の原点位置は、例えば、画像の左下端部や画像の中心位置など、任意に定められてよい。
【００３７】
本来（変形していない）タイヤ径Ｌ２ｔ（タイヤ半径Ｌｔ）のタイヤＴは、外縁Ｔｓが、車両の重みなどによって圧縮幅ｄＬｙだけ垂直方向に圧縮され、当該外縁Ｔｓのうち接地部分（タイヤＴの周回方向についての接地部分）が路面に沿って面状に平らに（正面画像では直線状の接地線が）延びる形で変形する。接地線の両端点間の接地幅Ｌｃｘは、タイヤの空気圧や材質、構造が一定であれば、車両の重量（積載重量）が大きくなるほど長くなる。これに伴って、タイヤの変形がない場合の本来の中心位置であり、回転軸の位置である軸位置ＯＲ（回転軸位置）から接地面までの接地距離Ｌｃｙや、タイヤの縦幅Ｌ２ｃｙも短くなる。すなわち、タイヤ形状は、底面が接地幅Ｌｃｘにわたって直線状になる接地線と、接地せずに変形が生じない円弧部分との組み合わせになる。したがって、接地部分を示すパラメーター（変形値）と円弧部分を示すパラメーター（タイヤ基準値）とが得られれば、タイヤ形状が特定される。
【００３８】
一方、リムＲは、車両の重量により真円形状から変形しないので、リム半径Ｌｒは、ｘ軸方向及びｙ軸方向のそれぞれについて変化しない。
【００３９】
ここでは、過積載の有無を判定するには、変形値（所定の変形量に係る特性値）とタイヤ基準値との比、例えば、接地幅Ｌｃｘをタイヤ径Ｌ２ｔで除した値などを変形判定量として用いる。所定のタイヤ基準値に対し、車両の重量（荷重）が大きくなるほど変形判定量が大きくなる。この変形判定量が車両の積載制限重量（所定の基準）に対応する判定基準値を超過しているか否かが判別されることで、過積載の有無が判定される。選択される変形値とタイヤ基準値とは、上述のうちいずれが組み合わされてもよい。
【００４０】
図３（ｂ）には、走行中のタイヤＴの外縁Ｔｓ及びリムＲの撮影画像の例を示す。ここでは、撮影部１１の検出部は、ローリングシャッター方式により、撮影範囲の左右方向（第１方向）に伸びる走査線の行ごとに、ここでは上から下に順に（−ｙ方向へ）異なるタイミングで露光が行われるように、各行の複数素子からの画素値（光量に応じた電圧値）の取得動作を行う。このため、各画像（動画における各フレーム画像）において、画像下方ほど遅れたタイミングで取得された画素値が配列されることになる。すなわち、車両の走行方向が−ｘ方向（第１方向に平行）である場合、車体（タイヤＴ）の下部は、車体（タイヤＴ）の上部よりも画像内で相対的に−ｘ方向に位置する。
【００４１】
この場合には、各行におけるタイヤＴの幅（ｘ方向についての長さ）には変化（伸縮）が生じず、行ごとに当該タイヤＴの位置範囲がずれる。ここでは、各行におけるタイヤのｘ方向についての中央位置（タイヤの外縁Ｔｓ上の２点の中間点）は、線分ＣＬ上に乗る。線分ＣＬの傾きθ（傾き角度）は、各走査線からのデータの取得の速さと車両の走行速度との関係によって定まる。すなわち、線分ＣＬの傾きθが歪み量に係るパラメーターである。
【００４２】
撮影画像から検出されるリムＲのうち、ｙ座標が最大の点（上端点Ｒ１）とｙ座標が最小の点（下端点Ｒ２）と（まとめて、第２方向について両端の位置）を結んだ線分は、線分ＣＬに含まれる。したがって、これら両端の位置を特定してこの線分ＣＬの傾き（位置関係）を求めることで、線分ＣＬの傾きθが得られる。外縁Ｔｓ上の任意の点Ｔｐの座標（ｘ、ｙ）の歪みを補正した位置Ｔｐｃの座標（ｘ０、ｙ０）は、外縁Ｔｓの上端点Ｔ１の座標（ｘ１、ｙ１）として、ｘ０＝ｘ＋（ｙ１−ｙ）・ｔａｎθ、ｙ０＝ｙと表される（０°≦θ≦９０°）。なお、ｔａｎθは、上端点Ｒ１及び下端点Ｒ２の位置から幾何学的に定数として求められるので、三角関数の演算は不要である。
【００４３】
車両の走行速度が一定ではない場合には、走査線上におけるタイヤの中央位置を結んだ線の傾きが一定ではなくなって、線分（直線）では表されない。この場合、例えば、各行（走査線上）でタイヤ両端位置の中央を特定し、単純に当該中央位置をｘ軸方向についてそろえることで、歪みの補正がなされてもよい。点Ｔｐと、この点Ｔｐと同一の行（ｙ座標）におけるタイヤの外縁Ｔｓにおける他方の点Ｔ３との中央の点は、ローリングシャッター方式による移動体の撮影に応じた歪みを伴った軸位置ＯＲとなる。
【００４４】
なお、このように水平方向の長さが変化しない場合には、見かけ上の接地幅Ｌｃｘｖが接地幅Ｌｃｘから変化しないので、タイヤの外縁Ｔｓの歪みの補正を行う前の画像データに基づいてそのまま接地幅Ｌｃｘｖが特定されてもよい。
【００４５】
図４は、本実施形態の処理装置２０で実行される過積載判定処理の制御部２１による制御手順を示すフローチャートである。この過積載判定処理は、撮影画像が撮影装置１０から入力されるごとに起動される。
【００４６】
過積載判定処理が開始されると、制御部２１（ＣＰＵ２１１）は、撮影画像データを取得して、画像の前処理を行う（ステップＳ１０１；取得部、取得手段）。前処理としては、露出やコントラストの調整などが含まれていてよい。また、この前処理には、固定的に撮影される背景部分をマスクする処理などが含まれていてもよい。
【００４７】
制御部２１は、画像からエッジ（境界線）を検出する。制御部２１は、このエッジから車両（タイヤ）の輪郭線を特定する（ステップＳ１０２）。制御部２１は、画像中のエッジを検出して、エッジの中から車両の輪郭に特徴的な形状（構造）部分をオブジェクトとして抽出する。エッジ検出としては、特には限られないが、例えば、キャニー法などが用いられる。また、エッジ検出は、より単純に、元画像の空間微分を行った微分画像を用いたり、及び／又は二次微分値などを用いたりして行われてもよい。また、制御部２１は、エッジとして特定された部分以外をノイズとして、当該ノイズを低減させる処理を行ってもよい。タイヤの円形状の特定、抽出には、ハフ変換などが用いられてよい。
【００４８】
制御部２１は、撮影画像における車両画像部分の歪み量を算出する（ステップＳ１０３；特定部、特定手段）。制御部２１は、例えば、輪郭線の中からリムＲの上端点Ｒ１及び下端点Ｒ２を特定し、これら２点間を結ぶ線のｙ軸に対する傾きθを求める。制御部２１は、歪み補正処理を行う（ステップＳ１０４；補正部）。制御部２１は、例えば、得られている傾きθの分だけ各走査線の位置をずらして車両の画像全体を補正してもよいし、タイヤＴの外縁Ｔｓとして検出、特定された各位置のみを補正して補正位置を特定することとしてもよい。あるいは、制御部２１は、変形判定量の算出に必要な位置のみを補正して求めてもよい。
【００４９】
制御部２１は、タイヤ基準値と変形値とを算出して、これらから変形判定量を算出する（ステップＳ１０５）。制御部２１は、例えば、タイヤの水平方向について両端の点を特定してタイヤ径Ｌ２ｔ（見かけ上のタイヤ半径Ｌｔｈの２倍）を算出する。あるいは、制御部２１は、タイヤの上端点を特定して、見かけ上のタイヤ半径Ｌｔｖの２倍をタイヤ径Ｌ２ｔとして求めてもよい。
【００５０】
制御部２１は、タイヤ種別に応じた（必要に応じて車種にも応じて）判定基準値を判定基準データ２２３から選択して読み出して設定する（ステップＳ１０６）。制御部２１は、抽出された車体形状、サイズ、車体面の模様や標識と、諸元データベース２２２の内容とに基づいてパターンマッチングなどにより車種やタイヤの種別、配置を特定する。制御部２１は、この特定の結果に基づいて、適切な判定基準値を選択する。
【００５１】
制御部２１は、変形判定量が判定基準値より大きいか否かを判別する（ステップＳ１０７；判定部）。変形判定量が判定基準値より大きいと判別された場合には（ステップＳ１０７で“ＹＥＳ”）、制御部２１は、違反報知動作に係る制御を行う（ステップＳ１０８）。制御部２１は、通信部２３により上述の報知動作を行う外部機器への制御信号を出力させる。
【００５２】
変形判定量が判定基準値より大きくない（以下である）と判別された場合には（ステップＳ１０７で“ＮＯ”）、すなわち、積載重量は正常範囲内であり、制御部２１は、過積載判定処理を終了する。
【００５３】
［変形例１］
次に、過積載検出システム１の変形例１について説明する。
この変形例１では、撮影部１１は、各行（走査線）が垂直方向（縦方向、ｙ方向、第１方向）に沿って延びており、水平方向（横方向、ｘ方向）に異なる各行間で互いに異なるタイミングの画像が取得される。この場合、車両は、各行に沿った方向に移動しないので、ｙ方向（第１方向）についての画像の変形は生じない。一方で、車両の移動方向と第１方向とが直交するので、タイヤが当該移動方向に伸縮（ここでは伸張）する。このような撮影を行うには、単純に撮影部１１（カメラ）を９０度傾けて配置して撮影を行えばよい。
【００５４】
図５は、撮影画像におけるタイヤＴの歪み方の他の例を示す正面図である。画像の縦方向（ｙ方向）については、リムＲの直径Ｌｒ×２が変化しない。一方、画像の横方向（ｘ方向）については、リムＲの見かけ上の直径Ｌｒｖ×２（見かけ上のリム半径Ｌｒｖ）が変化している。この伸縮（伸張）の度合、すなわち、長さの比は、車両の移動速度と撮影部１１の走査速度とに応じて定まる。
【００５５】
この場合、水平方向についての長さ（見かけ上の直径Ｌｒｖ×２）は、単に、リムＲのｘ方向（第２方向）についての両端の位置を特定し、当該両端の位置間の距離を求めることで得られる。そして、歪み補正処理として、リムＲが円形状になるように伸縮した画像を戻す処理を行う。具体的には、ｘ方向についての長さがＬｒ／Ｌｒｖ倍、すなわち、伸縮の度合（伸縮率）の逆数倍となるように画像変換が行われればよい。伸縮の基準となる位置は任意に定められてよい。例えば、所定のタイヤＴの軸位置ＯＲを基準位置として、当該基準位置からの距離が伸縮されてもよい。これにより、タイヤＴの外縁Ｔｓの非接地部分が円弧形状に戻される。
【００５６】
変形値としてタイヤＴの接地幅Ｌｃｘを用いる場合には、この接地幅Ｌｃｘも伸縮することになるので、見かけ上の接地幅Ｌｃｘｖに上述の伸縮率の逆数を乗じることで、接地幅Ｌｃｘに補正される。
【００５７】
なお、撮影部１１を９０度傾ける方向を反転させると、見かけ上のリム半径Ｌｒｖは、車両の走行方向と、行ごとの露光タイミングが短い側から長い側への向き（遅延方向）とが同一の場合に本来のリム半径Ｌｒより伸張し、車両の走行方向と遅延の方向とが反対向きの場合に本来のリム半径Ｌｒより短縮する。短縮される場合には、タイヤの外縁Ｔｓ上の点がいずれの画素にも含まれなくなる場合があり、その分だけ測定精度が低下することになる。したがって、撮影部１１を傾ける場合には、車両の走行方向と走査方向とが同一となる方向が選択されるとよい。
【００５８】
また、車両の走行速度が一定でない場合には、ｙ座標ごとにリムＲの伸縮率が異なる値となり得る。外縁Ｔｓの一部は、ｘ方向についての見かけ上の幅が等しいリムＲの幅部分の伸縮率に基づいて補正され得る。また、単純に、軸位置ＯＲから外縁Ｔｓまでの距離が軸位置ＯＲと上端点Ｔ１（ｘ１、ｙ１）との間の距離と等しくなるように、外縁Ｔｓ上の各点について各々伸縮率が定められてもよい。なお、タイヤ変形量（変形値及びタイヤ基準値）の特定に必要のない点、例えば、軸位置ＯＲと外縁Ｔｓとを結ぶ線分の途中の点の位置（歪み量）は、正確に特定される必要はない。
【００５９】
以上のように、本実施形態の処理装置２０は、所定の基準（積載制限重量）を超過する積載重量の車両を検出するための画像の画像処理装置である。処理装置２０は、制御部２１を備える。制御部２１は、取得部として、撮影面内で所定の第１方向（ここでは、ｘ方向）に延びる複数の行でそれぞれ露光タイミングの異なるローリングシャッター方式の撮影装置１０により撮影された車両の撮影画像を取得する。また、制御部２１は、特定部として、車両の走行により撮影画像に見かけ上生じる当該車両のタイヤの形状の歪み量を特定する。
このように、タイヤＴの撮影画像中における当該タイヤＴの真円形状からの歪み量を特定することで、容易かつ正確に、積載重量に応じたタイヤ変形量を特定しやすいように、当該画像を考慮して必要に応じた調整を行うことができる。
【００６０】
また、制御部２１は、特定部として、タイヤＴのリムＲの画像に基づいて、歪み量を特定する。タイヤ変形量を求める対象となるタイヤＴの外縁Ｔｓ自体は、変形によって歪み量を判別しづらいので、変形しないリムＲを歪み量の特定対象として用いることで、容易に正確な歪み量を得ることができる。また、リムＲはタイヤＴの外縁Ｔｓと回転軸位置が同一であるので、ローリングシャッター方式での撮影における外縁Ｔｓへの速度の影響を精度よく得ることができる。
【００６１】
また、撮影画像は、撮影面内で車両の走行方向と第１方向とが平行であることとしてよい。すなわち、各行が水平（ｘ方向）に延びるように撮影部１１を配置しておくことで、ｙ座標のみに基づいて撮影位置の調整が可能となり、処理を簡略化することができる。また、ｘ方向への位置ずれによる歪みのみが生じるので、各行の水平位置の補正のみで容易にローリングシャッター方式により画像の歪みの影響を排除することができる。
【００６２】
また、制御部２１は、特定部として、撮影画像におけるタイヤＴのリムＲの第１方向（ｘ方向）に垂直な第２方向（ｙ方向）について両端の位置（上端点Ｒ１、下端点Ｒ２）を特定し、当該両端の位置の位置関係に基づいて歪み量、ここでは、上端点Ｒ１と下端点Ｒ２とを結ぶ線分ＣＬの縦線（垂直線）に対する傾きθを特定する。
このように容易に特定可能な基準二点に基づいて歪み量が速やかにかつ精度よく求められるので、負荷の増大を抑制することができる。
【００６３】
また、変形例では、撮影画像は、撮影面内で車両の走行方向と撮影に係る行方向である第１方向（ここでは、ｙ方向）とが直交し、制御部２１は、特定部として、撮影画像におけるタイヤＴの走行方向（ｘ方向）についての長さの伸縮の度合を歪み量として特定する。
この場合、平行位置ずれではなく、位置の伸縮のみで歪み量が特定されるので、この場合でも処理装置２０では、容易に歪みを考慮してタイヤ変形量を正確に特定可能な画像を得ることができる。
【００６４】
また、撮影画像は、撮影面内で車両の走行方向と撮影装置１０による各行の露光タイミングの遅延方向とが同一（ここでは、−ｘ方向）であり、制御部２１は、特定部として、撮影画像におけるタイヤＴの車両の走行方向についての幅（長さ）と第１方向（ｙ方向）についての幅（長さ）との比を歪み量として特定する。
過積載検出の場合、基本的に車両は一方に走行するので、走行に応じて幅が伸張する方向に配置された撮影装置１０の撮影画像を容易に取得することができる。また、このような画像を取得することで、撮影画像におけるタイヤＴの撮影画素数を減らさずに正確な歪み量を求めることができる。
【００６５】
また、制御部２１は、特定部として、撮影画像におけるタイヤＴのリムＲの第１方向（ｘ方向）に垂直な第２方向（ｙ方向）について両端の位置（上端点Ｒ１、下端点Ｒ２）を特定し、両端の位置間の距離に基づいて歪み量を特定する。この場合でも、伸縮を生じないｙ方向についてのリムＲの幅を基準とすることで、容易かつ正確に歪み量を特定することができる。
【００６６】
また、制御部２１は、補正部として、特定部として特定した歪み量に基づいて、撮影画像におけるタイヤの歪みを補正する。このように、撮影画像自体の歪みを補正してから過積載の判定に係る処理に当該画像を回すことで、過積載の判定に係る通常の処理をそのまま撮影画像に適用して処理を行うことができ、処理を複雑化させない。
【００６７】
あるいは、制御部２１は、補正部として、特定部として特定した歪み量に基づいて、車両の積載重量に応じたタイヤＴの所定の変形量に係る特性値（変形値）やタイヤ基準値の大きさを補正する。すなわち、撮影画像の全体を補正しなくても過積載の判定に必要な値のみに対して歪み量に基づく補正を行い、当該補正された値をそのまま過積載の判定処理に用いることができる。すなわち、この場合には、処理装置２０では、必要以上の画像処理を行わなくてよく、処理負荷を低減させることができる。
【００６８】
また、特性値は、タイヤの周回方向についての接地幅Ｌｃｘとしてよい。走行方向と撮影画像の行方向とが平行な場合には、見かけ上の接地幅Ｌｃｘｖを補正なしにそのまま用いることができる。走行方向と行方向とが直交する場合には、見かけ上の接地幅Ｌｃｘｖに伸縮率を乗じればよい。いずれにしても容易かつ簡便な処理で容易に変形値が特定され得る。
【００６９】
また、本実施形態の処理装置２０は、上述の画像処理装置としての各機能に加えて、判定部として、タイヤ変形量に基づいて車両の積載重量が所定の基準を超えているか否かを判定する。すなわち、撮影に基づく歪みが補正されて正確に取得されたタイヤ変形量により、車両の過積載が判定され得るので、取得した画像に対する一連の処理により、効率よく正確な過積載の判定を行うことができる。
【００７０】
また、過積載検出システム１は、撮影画像の撮影を行うローリングシャッター方式の撮影装置１０を備える。このように安価な撮影装置を用いる場合でも容易かつ適切な処理で画像の歪みを特定し、当該歪みに応じた補正を行って正確なタイヤ変形量に基づく過積載の判定を行うことができる。
【００７１】
また、プログラム２２１には、過積載判定処理に係るプログラムが含まれる。このプログラムは、所定の基準を超過する積載重量の車両を検出するための画像の画像処理装置として用いられるコンピューターに、撮影面内で所定の第１方向（ｘ方向）に延びる複数の行でそれぞれ露光タイミングの異なるローリングシャッター方式の撮影装置１０により撮影された車両の撮影画像を取得する取得手段と、車両の走行により撮影画像に見かけ上生じる当該車両のタイヤ形状の歪み量を特定する特定手段と、を実行させる。このように、プログラム２２１を実行することで、接地部分が直線状であり、非接地部分が真円形状（円弧）のタイヤＴの外縁Ｔｓの撮影時の歪み量をソフトウェア的に容易かつ正確に求めることができる。したがって、積載重量に応じたタイヤ変形量を特定しやすいように、歪みを含む画像の当該歪みを適切に考慮して必要に応じた調整を容易かつ正確に行うことができる。
【００７２】
なお、本発明は、上記実施の形態に限られるものではなく、様々な変更が可能である。
例えば、上記実施の形態では、走査方向が車両の走行方向に垂直な場合と水平な場合とを例に挙げて説明したが、垂直方向と水平方向に対してそれぞれ傾いた方向であってもよい。各走査線上の画像位置を水平方向についてそろえる相対移動を行った後、当該相対移動で得られた楕円形状のタイヤＴの外縁Ｔｓを円形に戻す処理を行えばよい。
【００７３】
また、上記実施の形態では、撮影範囲の車両が水平面上を走行しているものとして説明したが、走行路ＲＷが傾いて坂道になっている場合、坂の傾斜に沿った車両の走行方向が行方向となるように撮影装置１０を当該坂の傾斜に合わせて傾けてもよい。
【００７４】
また、上記実施の形態ではリムＲの上下両端の位置や左右両端の位置を歪み量の特定に係る基準位置として用いたが、これらに限られない。タイヤ面上の複数のボルトの位置関係などが用いられてもよいし、タイヤＴの外縁Ｔｓにおける非接地部分の点、例えば、左右両端の位置などが用いられてもよい。また、タイヤＴと同速度で移動する部分、すなわち、車体本体の一部などが用いられてもよい。車両の走行速度が一定ではない場合を考慮するには、車体においてタイヤＴとｙ軸方向についての位置（ｙ座標）が等しい部分が含まれればよい。
【００７５】
また、タイヤＴのタイヤ半径Ｌｔやタイヤ径Ｌ２ｔを求める場合に、単純に歪んだままのタイヤＴの横幅などを用いてもよいが、歪みを補正したタイヤＴの外縁Ｔｓ上の複数点からタイヤＴの軸位置ＯＲまでの距離の平均値を求めるなどしてもよい。
【００７６】
また、上記実施の形態では、処理装置２０が撮影画像の選択、タイヤの変形判定量の算出、及び過積載の有無に係る判定を全て行うこととしたが、過積載検出システム１において、これらの処理の一部又は全部は、各々別個の制御部（別個の制御部を有するコンピューター）によって行われ、当該複数の制御部（コンピューター）が過積載検出システムに含まれてもよい。
【００７７】
また、上記実施の形態では、これらの処理は全てＣＰＵ２１１を有する制御部２１が実行することとしたが、制御部２１が特定の処理専用のハードウェア回路などを備え、当該ハードウェア回路により撮影画像の選択などの一部又は全部の処理がなされてもよい。
【００７８】
また、以上の説明では、本発明に係る制御部２１の処理動作に係るプログラム２２１のコンピューター読み取り可能な媒体として不揮発性メモリーからなる記憶部２２を例に挙げて説明したが、これに限定されない。その他のコンピューター読み取り可能な媒体として、ＨＤＤ（Hard Disk Drive）や、ＣＤ−ＲＯＭやＤＶＤディスクなどの可搬型記録媒体を適用することが可能である。また、本発明に係るプログラムのデータを通信回線を介して提供する媒体として、キャリアウェーブ（搬送波）も本発明に適用される。
その他、上記実施の形態で示した具体的な構成、動作の内容や手順などは、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において適宜変更可能である。
【符号の説明】
【００７９】
１     過積載検出システム
１０   撮影装置
１１   撮影部
１２   制御部
１３   記憶部
１４   通信部
２０   処理装置
２１   制御部
２２   記憶部
２２１ プログラム
２２２ 諸元データベース
２２３ 判定基準データ
２２４ 画像記録部
２３   通信部
２４   報知動作部
ＣＬ   線分
Ｒ     リム
Ｔ     タイヤ
Ｔｓ   外縁
【図１】
2019211223.tif 000003
【図２】
2019211223.tif 000004
【図３】
2019211223.tif 000005
【図４】
2019211223.tif 000006
【図５】
2019211223.tif 000007