(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
走行する車両の少なくとも車体の下方を含む所定の撮影範囲を連続して撮影する撮影部と、
前記所定の撮影範囲に前記車両が進入したことを示す車両検知情報に基づいて、前記撮影部により所定の撮影タイミングで撮影された画像を参照画像として抽出し、当該参照画像内に設定された参照領域を参照して、露光条件を設定する露光条件設定部と、
前記撮影部が撮影した前記車両の画像に基づいて、当該車両のタイヤの連設数を判定するタイヤ判定部と、を備え、
前記撮影部は、前記露光条件設定部において設定された前記露光条件に基づいて前記車両を撮影する、
タイヤパターン判定装置。
【請求項２】
前記露光条件設定部は、前記所定のタイミングで前記車両が撮影されたときに、当該車両の車体の下方を含む範囲を前記参照領域に設定し、当該参照領域を参照して前記露光条件を設定する、
請求項１に記載のタイヤパターン判定装置。
【請求項３】
前記タイヤ判定部は、前記画像に基づいて前記車両のタイヤ径及びタイヤ幅を計測し、当該タイヤ径及びタイヤ幅とに基づいて、当該タイヤの連設数を判定する、
請求項１又は２に記載のタイヤパターン判定装置。
【請求項４】
前記画像に基づいて前記所定の撮影範囲に前記車両が進入したことを検知し、前記車両検知情報を出力する車両検出部を更に備える、
請求項１から３の何れか一項に記載のタイヤパターン判定装置。
【請求項５】
前記所定の撮影範囲に前記車両が進入したことを検知して前記車両検知情報を出力する車両検知器を更に備える、
請求項１から３の何れか一項に記載のタイヤパターン判定装置。
【請求項６】
請求項１から５の何れか一項に記載のタイヤパターン判定装置と、
前記タイヤパターン判定装置により判定された前記車両の前記タイヤの連設数に基づいて車種を判別する車種判別部と、
を備える車種判別装置 。
【請求項７】
走行する車両の少なくとも車体の下方を含む所定の撮影範囲を連続して撮影する撮影部を用いて前記車両のタイヤの連設数を判定するタイヤパターン判定方法であって、
前記所定の撮影範囲に前記車両が進入したことを示す車両検知情報に基づいて、前記撮影部により所定の撮影タイミングで撮影された画像を参照画像として抽出し、当該参照画像内に設定された参照領域を参照して、露光条件を設定する露光条件設定ステップと、
前記撮影部により、前記露光条件設定ステップにおいて設定された前記露光条件に基づいて前記車両を撮影する撮影ステップと、
前記撮影部が撮影した前記車両の画像に基づいて、当該車両のタイヤの連設数を判定するタイヤ判定ステップと、を有する、
タイヤパターン判定方法。
【請求項８】
走行する車両の少なくとも車体の下方を含む所定の撮影範囲を連続して撮影する撮影部を備えるタイヤパターン判定装置のコンピュータを、
前記所定の撮影範囲に前記車両が進入したことを示す車両検知情報に基づいて、前記撮影部により所定の撮影タイミングで撮影された画像を参照画像として抽出し、当該参照画像内に設定された参照領域を参照して、露光条件を設定する露光条件設定部、
前記撮影部が撮影した前記車両の画像に基づいて、当該車両のタイヤの連設数を判定するタイヤ判定部、
として機能させるプログラムであって、
前記撮影部は、前記露光条件設定部において設定された前記露光条件に基づいて前記車両を撮影する、
プログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、タイヤパターン判定装置、車種判別装置、タイヤパターン判定方法及びプログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
有料道路等の料金所には、料金を収受するための料金収受設備が設けられている。このような料金収受設備は、利用者との間で料金の収受処理を行う料金自動収受機と、走行する車両の車種を判別する車種判別装置とを備えている。料金自動収受機は、車種判別装置によって判別された車種に応じた料金の収受を行う。
【０００３】
このような料金収受設備において、例えば、特許文献１に開示される車種判別装置は、走行する車両の車高や車長等（形状パターン）を取得する車両検知器と、車両のタイヤによる踏付けを検出する踏板と、を有し、上記車両検知器及び踏板を通じて得られる各種情報に基づいて、当該車両の車種の判別を行っている。
また、特許文献２に開示される車種判別装置は、斜め前方から撮影された車両の撮影画像データから車両全体のシルエット画像を生成して、当該シルエット画像より、当該車両全体の形状と、当該車両のタイヤパターン（１つの車軸の片側に取り付けられたタイヤが２つであるダブルか、１つの車軸の片側に取り付けられたタイヤが１つであるシングルか）とを検出し、当該車両の車種の判別を行っている。
【０００４】
ところで、通常の料金所において、料金自動収受機は、利用者との料金収受処理を行う時点で、利用料金を確定しておく必要があるため、車両の運転席が料金自動収受機に到達する前の段階で、車種判別装置による車種の判別結果を取得していなければならない。
ここで、車両の通行中において当該車両のタイヤが踏板を踏み付けた回数を検出することにより、当該車両の車軸数を取得することができる。しかしながら、車種判別のための情報の一つとして車軸数を用いる場合には、車両の運転席が料金自動収受機に到達する前の段階で、対象となる車両の全てのタイヤが踏板を通過している必要がある。そのため、通常の料金所においては、通行する車両の最大車長（例えば１８ｍ）を考慮して、車種判別装置と料金自動収受機との間が少なくとも最大車長以上となるように配置されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平８−２３５４８７号公報
【特許文献２】特開２０１４−００２５３４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、例えば、高架橋上等に設けられている料金所では、路面に踏板を埋設することが困難な場合がある。この場合、上述のような踏板を利用した車種判別装置を設置することができない。このため、車両の車高や車長等の情報のみで車種の判別を行わなければならないが、車高や車長等が類似した車両については、車種の判別を行うための情報が不足し、車種の判別が正しく行えない可能性がある。
また、踏板を埋設することが可能な料金所であっても、料金所の設置スペースの都合上、車種判別装置と料金自動収受機との距離を最大車長以上確保することが困難な場合がある。この場合、車種判別装置と料金自動収受機との距離よりも車長が長い車両は、すべてのタイヤが踏板を通過する前に、車両の運転席が料金自動収受機に到達してしまう。このため、車種判別装置は、タイヤ幅、車軸数、トレッド幅等の情報の取得が完了する前に車種の判別を行わなければならないため、車長の長い車両については、車種の判別を行うための情報が不足し、車種の判別が正しく行えない可能性がある。
このように、車種の判別を行うための情報を、踏板より取得することが困難な立地条件を有する料金所においては、車種の判別が正しく行えない可能性がある。
更に、上述のように車両の撮影画像データから車両全体のシルエット画像を生成する場合、当該車両のタイヤは、当該車両の車体の下方に配置されているため当該車両の車体の影に覆われてしまう。また、夜間等の撮影環境下では撮影画像データ全体が暗くなり、タイヤと車体及び車体の影との識別が困難な場合がある。このため、車種の判別を行うために必要な情報である、タイヤパターンを取得することが困難となり、車種の判別が正しく行えない可能性がある。
【０００７】
本発明は、このような課題に鑑みてなされたものであって、料金所の立地条件に関わらず設置が可能であり、車種の判別に必要な情報の一つであるタイヤの連設数を撮影環境に影響されずに取得することができるタイヤパターン判別装置、車種判別装置、タイヤパターン判別方法及びプログラムを提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するため、本発明は以下の手段を採用している。
本発明の一態様によれば、タイヤパターン判定装置は、走行する車両（Ａ）の少なくとも車体の下方を含む所定の撮影範囲を連続して撮影する撮影部（２０Ａ）と、前記所定の撮影範囲に前記車両が進入したことを示す車両検知情報（Ｄ５、Ｄ１０）に基づいて、前記撮影部により所定の撮影タイミングで撮影された画像（Ｄ７）を参照画像（Ｄ７ａ）として抽出し、当該参照画像内に設定された参照領域（Ｒ）を参照して、露光条件を設定する露光条件設定部（２０５）と、前記撮影部が撮影した前記車両の画像に基づいて、当該車両のタイヤ（Ｔ）の連設数（Ｄ３）を判定するタイヤ判定部（２０４）と、を備える。前記撮影部は、前記露光条件設定部において設定された前記露光条件に基づいて前記車両を撮影する。
【０００９】
このような構成とすることで、タイヤパターン判定装置は、露光条件設定部において、撮影部が所定の撮影タイミングで撮影した車両の画像を参照画像として抽出し、当該参照画像内に設定された参照領域を参照して、露光条件を設定する。撮影部は、当該露光条件に基づいて当該車両を撮影する。タイヤ判定部は、当該画像に基づいて、当該車両のタイヤの連設数を判定する。なお、車両の車体とは、タイヤ以外の車両の部位を示す。また、タイヤの連設数とは、車両の一箇所の取り付け位置（一つの車軸における片側の取り付け位置）において連なって設けられているタイヤの本数を示している。
通常、車両を撮影した場合、当該車両のタイヤは、当該車両の車体の影等に入り、濃度値が低い（暗い）状態で撮影される。なお、撮影された画像の「濃度値」とは、明るいほど高く、暗いほど低いものとして定義する。このため、このように暗い状態で撮影された車両の画像では、当該車両のタイヤと、当該車両の車体及び車体の影とを識別することが困難である。しかしながら、上述のタイヤパターン判定装置によれば、露光条件設定部が参照領域に基づいて露光条件を設定することにより、撮影部は、通常暗い状態で撮影される車両のタイヤを、明るい状態で撮影することが可能となる。これにより、タイヤ判定部は、撮影部により撮影された画像に基づいて、当該車両Ａのタイヤを検出し、当該タイヤの連設数を判定することが可能となる。
また、上述のタイヤパターン判定装置は、車種の判別に必要な情報の一つであるタイヤの連設数を判定することができる。このため、車種の判別に必要な情報を検出する検出用装置を路面に埋設できない又は設置するスペースが十分確保できない料金所等、立地条件に制限があり、検出用装置からの情報が十分得られない料金所であっても、タイヤパターン判定装置を設置することが可能であり、当該タイヤパターン判定装置が判定したタイヤの連設数に基づいて車種判別を行うことが可能となる。
【００１０】
本発明の一態様によれば、前記露光条件設定部は、前記所定のタイミングで前記車両が撮影されたときに、当該車両の車体の下方を含む範囲を前記参照領域に設定し、当該参照領域を参照して前記露光条件を設定する。
【００１１】
このような構成とすることで、露光条件設定部は、前記所定のタイミングで車両が撮影されたときに、当該車両の車体の下方を含む範囲を参照領域に設定し、当該参照領域を参照して露光条件を設定する。
車両の車体の下方を含む範囲は、車両を撮影した際に最も濃度値が低くなる（暗くなる）範囲である。露光条件設定部は、当該範囲を含む参照領域を参照することにより、最も濃度値が低くなる範囲に合わせた露光条件を設定することができる。これにより、撮影部は、車両のタイヤを検出可能な濃度値で撮影することが可能となる。これにより、タイヤ判定部は、撮影部により撮影された画像に基づいて、当該車両のタイヤを検出し、当該タイヤの連設数を判定することが可能となる。
【００１２】
本発明の一態様によれば、前記タイヤ判定部は、前記画像に基づいて前記車両のタイヤ径及びタイヤ幅を計測し、当該タイヤ径及びタイヤ幅に基づいて、当該タイヤの連設数を判定する。
【００１３】
このような構成とすることで、タイヤ判定部は、撮影部が撮影した画像に基づいて車両のタイヤ径及びタイヤ幅を計測する。また、タイヤ判定部は、当該タイヤ径及びタイヤ幅に基づいて、当該タイヤの連設数を判定する。
タイヤ幅はタイヤの連設数に応じて異なっており、例えばタイヤの連設数が「２」のタイヤ幅は、タイヤの連設数が「１」のタイヤの約２倍のタイヤ幅を有している。タイヤ判定部は、当該タイヤ幅の特徴に着目することにより、検出したタイヤ幅に基づいて、当該タイヤの連設数を判定することができる。
【００１４】
本発明の一態様によれば、タイヤパターン判定装置は、前記画像に基づいて前記所定の撮影範囲に前記車両が進入したことを検知し、前記車両検知情報（Ｄ１０）を出力する車両検出部（２０１）を更に備える。
【００１５】
このような構成とすることで、車両検出部は、撮影部が撮影した画像に基づいて所定の撮影範囲に車両が進入したことを検知し、車両検知情報を出力する。このため、車両が料金所に進入する前であっても、車両検出部により車両が所定の撮影範囲に進入したことを検知することができる。これにより、車両が料金所に進入する前に、当該車両のタイヤを検出可能な露光条件を設定し、当該露光条件に基づいて撮影部が撮影した画像を取得することができる。タイヤパターン判定装置は、このように撮影された画像に基づいて、タイヤの連設数を判定することができる。このため、車種の判別に必要な情報を検出する検出用装置を設置するスペースが十分確保できない料金所であっても、車両の利用料金を確定する前に、タイヤパターン判定装置が判定したタイヤの連設数に基づいて車種判別を行うことが可能となる。
【００１６】
本発明の一態様によれば、タイヤパターン判定装置は、前記所定の撮影範囲に前記車両が進入したことを検知して前記車両検知情報（Ｄ５）を出力する車両検知器（１０Ａ）を更に備える。
【００１７】
このような構成とすることで、車両検知器は、所定の撮影範囲に車両が進入したことを検知して、車両検知情報を出力する。これにより、撮影部は、車両検知情報を受信してから所定の範囲の撮影を行えばよく、車両検知情報を取得するまでは、露光条件設定部による露光条件の設定が不要となる。このため、露光条件設定部の処理及び撮影部の制御を簡易化することができる。
【００１８】
本発明の一態様によれば、車種判別装置は、上述の何れか一の態様に記載のタイヤパターン判定装置と、前記タイヤパターン判定装置により判定された前記車両の前記タイヤの連設数に基づいて車種を判別する車種判別部（１０Ｃ）とを備える。
【００１９】
本発明の一態様によれば、走行する車両の少なくとも車体の下方を含む所定の撮影範囲を連続して撮影する撮影部を用いて前記車両のタイヤの連設数を判定するタイヤパターン判定方法は、前記所定の撮影範囲に前記車両が進入したことを示す車両検知情報に基づいて、前記撮影部により所定の撮影タイミングで撮影された画像を参照画像として抽出し、当該参照画像内に設定された参照領域を参照して、露光条件を設定する露光条件設定ステップと、前記撮影部により、前記露光条件設定ステップにおいて設定された前記露光条件に基づいて前記車両を撮影する撮影ステップと、前記撮影部が撮影した前記車両の画像に基づいて、当該車両のタイヤの連設数を判定するタイヤ判定ステップと、を有する。
【００２０】
本発明の一態様によれば、プログラムは、走行する車両の少なくとも車体の下方を含む所定の撮影範囲を連続して撮影する撮影部を備えるタイヤパターン判定装置のコンピュータを、前記所定の撮影範囲に前記車両が進入したことを示す車両検知情報に基づいて、前記撮影部により所定の撮影タイミングで撮影された画像を参照画像として抽出し、当該参照画像内に設定された参照領域を参照して、露光条件を設定する露光条件設定部、前記撮影部が撮影した前記車両の画像に基づいて、当該車両のタイヤの連設数を判定するタイヤ判定部、として機能させ、前記撮影部は、前記露光条件設定部において設定された前記露光条件に基づいて前記車両を撮影する。
【発明の効果】
【００２１】
上述のタイヤパターン判別装置、車種判別装置、タイヤパターン判別方法及びプログラムによれば、料金所の立地条件に関わらず設置が可能であり、車種の判別に必要な情報の一つであるタイヤの連設数を撮影環境に影響されずに取得することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る料金収受設備の概略図である。
【図２】本発明の第１の実施形態に係る車種判別装置の概略図である。
【図３】本発明の第１の実施形態に係る車種判別装置のブロック図である。
【図４】本発明の第１の実施形態に係る撮影部が撮影した画像の例である。
【図５】本発明の第１の実施形態に係る撮影部が撮影した画像の参照領域の例を示す図であり、（ａ）は露光調整前の参照領域を示す例であり、（ｂ）は露光調整後の参照領域を示す例である。
【図６】本発明の第１の実施形態に係るタイヤパターンの判定手順を示すフローチャートである。
【図７】タイヤパターン判定装置のハードウェア構成の例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
＜第１の実施形態＞
（全体構成）
以下、本発明の第１の実施形態に係る料金収受設備１について図面を参照して説明する。
図１は第１の実施形態に係る料金収受設備１の概略図である。
本実施形態において、料金収受設備１は、図１に示すように有料道路の出口料金所に設置され、有料道路の利用者である車両Ａの運転者から利用料金を収受する。
【００２４】
本実施形態における料金収受設備１は、図１に示すように、車種判別装置１０と、料金自動収受機１１と、発進制御機１３と、発進検知器１４とを備えている。
料金収受設備１は、車線Ｌの両側部に配置されたアイランドＩ上に設けられ、車線Ｌ上に停止した車両Ａとの間で料金収受処理を行うための設備である。
以降の説明において、車線Ｌに沿う方向を車線方向（図１におけるＸ方向）と称する。また、車線Ｌ上で車両Ａが進む方向側（図１における＋Ｘ側）を車線方向奥側と称し、車両Ａが進む方向側とは反対側（図１における−Ｘ側）を車線方向手前側と称する。更に、車線Ｌの車線方向と水平面上において直角を成す方向を幅方向（図１におけるＹ方向）と称し、車両Ａの車高方向（路面に対して鉛直な方向）を高さ方向（図１におけるＺ方向）と称する。
【００２５】
車種判別装置１０は、図１に示すように、車線方向手前側（図１における−Ｘ側）に設けられ、料金所の車線Ｌに進入する車両Ａの車両特徴を検出して、当該車両Ａの車種区分Ｄ１（図３）を判別するための装置群である。本実施形態において、車種判別装置１０は、車両検知器１０Ａと、ナンバープレート認識部１０Ｂと、タイヤパターン判定装置２０と、を備えている。
ここで、車両Ａの車種区分Ｄ１とは、有料道路の料金を決定するための車種を示すものであり、本実施形態に係る車種判別装置１０は、例えば、「軽自動車等」、「普通車」、「中型車」、「大型車」、「特大車」の五つの区分を判別する。また、車両Ａの車両特徴とは、車線Ｌに進入する車両Ａ固有の情報である。本実施形態において、車両特徴は、車両Ａのナンバープレート情報（車両登録情報及びナンバープレートの大きさ）や、タイヤの連設数等の情報を示す。なお、タイヤの連設数とは、車両Ａの一箇所の取り付け位置（一つの車軸における片側の取り付け位置）に連なって設けられているタイヤの本数を示している。本実施形態においては、一つの取り付け位置に一本のタイヤＴが取り付けられている（連設数が「１」である）シングルタイヤと、一つの取り付け位置に二本のタイヤが取り付けられている（連設数が「２」である）ダブルタイヤとが存在する。
車種判別装置１０は、これら車両特徴に基づいて、車種区分Ｄ１の判別を行う装置である。なお、車種判別装置１０の備える車両検知器１０Ａ、ナンバープレート認識部１０Ｂ及びタイヤパターン判定装置２０の具体的な構成については、図２及び図３を参照して後述する。
【００２６】
料金自動収受機１１は、図１に示すように、車種判別装置１０よりも車線方向奥側（図１における＋Ｘ側）に設けられている。また、料金自動収受機１１は、本実施形態においては、車線Ｌの幅方向一方側（図１における−Ｙ側）に設けられているが、他の実施形態においては、車線Ｌの幅方向他方側（図１における＋Ｙ側）に設けられていてもよい。
料金自動収受機１１は、車両Ａの車種区分Ｄ１と、有料道路の走行距離とに応じた利用料金を、車両Ａの運転者に課金する。
【００２７】
発進制御機１３は、車線Ｌに進入した車両Ａの利用料金の収受が完了するまで、車両Ａを発進させないようにする等の目的で、ゲートの開放及び閉塞を行う。図１に示すように、発進制御機１３は、車線Ｌにおける料金自動収受機１１よりも車線方向奥側（図１における＋Ｘ側）に設けられている。発進制御機１３は、料金自動収受機１１から開動作指示信号が入力された際にゲートを開き、車両Ａに対して発進を許可する。同様に、発進制御機１３は、料金自動収受機１１から閉動作指示信号が入力された際にゲートを閉じる。
【００２８】
発進検知器１４は、車線Ｌにおける発進制御機１３よりも車線方向奥側（図１における＋Ｘ側）に設けられ、車両Ａが車線Ｌから退出したかどうかを検出する。発進検知器１４の検出信号は、料金自動収受機１１へ出力される。料金自動収受機１１は、発進検知器１４からの検出信号の入力を受け付けると、後続の収受処理済み車両の有無等を判断して、ゲートを閉じるために発進制御機１３に閉動作指示信号を出力するか、ゲートを開いたままとするか等の制御を行う。
【００２９】
（車種判別装置の構成）
次に、車種判別装置の構成について、図２及び図３を参照して説明する。
図２は本発明の第１の実施形態に係る車種判別装置１０の概略図である。
図３は本発明の第１の実施形態に係る車種判別装置１０のブロック図である。
【００３０】
図２に示すように、車種判別装置１０は、車両検知器１０Ａと、ナンバープレート認識部１０Ｂと、タイヤパターン判定装置２０と、を備えている。また、車種判別装置１０は、これらの装置が検出する信号に基づいて、車両Ａの車種区分Ｄ１を判別するための車種判別部１０Ｃを更に備えている。
なお、本実施形態において、車種判別部１０Ｃが車種判別装置１０（例えば図２に示すように車両検知器１０Ａ）に内蔵されている態様で説明するが、この態様に限定されない。例えば、他の実施形態においては、車種判別部１０Ｃがネットワーク上に接続された車種判別装置１０以外の装置に内蔵されていてもよい。
【００３１】
図２に示すように、車両検知器１０Ａは、料金自動収受機１１よりも車線方向手前側（図２における−Ｘ側）において、車線Ｌの両側に投受光一対設けられている。車両検知器１０Ａは、高さ方向（図２におけるＺ方向）に配列された不図示の受光センサにより、車両Ａの車線Ｌへの進入に応じた検出信号を車種判別部１０Ｃへ出力する。車両検知器１０Ａは、車線Ｌに進入した車両Ａが受光センサに投光される光を遮ることで、車両Ａ一台ごとの進入及び通過を検出可能な検出信号を車種判別部１０Ｃへ出力する。具体的には、車両検知器１０Ａは、図３に示すように、車両Ａが車線Ｌに進入したことを検出可能な検出信号を車両進入情報Ｄ５（車両検知情報）として車種判別部１０Ｃへ出力し、車両Ａが車両検知器１０Ａを通過したことを検出可能な検出信号を車両通過情報Ｄ６として車種判別部１０Ｃへ出力する。
【００３２】
図２に示すように、ナンバープレート認識部１０Ｂは、車両検知器１０Ａよりも車線方向奥側（図２における＋Ｘ方向）に設けられている。ナンバープレート認識部１０Ｂは、車両検知器１０Ａによる車両Ａの進入検知に応じて、車両Ａのナンバープレートを含む車両Ａの前面画像を撮影し、車両Ａのナンバープレート情報（車両登録情報及びナンバープレートの大きさ）を取得する。ナンバープレート認識部１０Ｂは、図３に示すように、取得したナンバープレート情報を、ナンバープレート情報Ｄ２として車種判別部１０Ｃへ出力する。
【００３３】
タイヤパターン判定装置２０は、料金所の車線Ｌに進入する車両ＡのタイヤＴの連設数Ｄ３を判定し、当該タイヤＴの連設数Ｄ３を車種判別部１０Ｃに出力する装置である。図２及び図３に示すように、タイヤパターン判定装置２０は、撮影部２０Ａと、主制御部２０Ｂと、記憶部２０Ｃとを備えている。
【００３４】
図２に示すように、撮影部２０Ａは、料金自動収受機１１とは、車線Ｌを挟んで反対側のアイランドＩ上に設けられている。本実施形態においては、撮影部２０Ａは、車線Ｌの幅方向他方側（図２における＋Ｙ側）のアイランドＩ上に設けられているが、料金収受設備１の他の装置の配置に応じて、幅方向一方側（図２における−Ｙ側）のアイランドＩ上に設けるようにしてもよい。
【００３５】
また、撮影部２０Ａは、車両Ａが路面上を走行している際に、車両検知器１０Ａよりも車線方向手前側（図２における−Ｘ側）に位置する当該車両Ａの車体の下方を含む範囲を所定の撮影範囲として設定する。撮影部２０Ａは、当該所定の撮影範囲を撮影できるように設置されている。具体的には、撮影部２０Ａは、高さ方向（図２におけるＺ方向）における位置が最低地上高（車両Ａの設置面と車両Ａの中央部分の最下部との距離）の約５０％の高さとなるように設置されている。また、撮影部２０Ａは、車線方向に対して約４５度傾斜して、車線方向手前側（図２における−Ｘ側）を向くように設置されている。
撮影部２０Ａは、図３に示すように、所定の撮影範囲を一定の間隔で連続して撮影した画像Ｄ７を、主制御部２０Ｂに出力する。
【００３６】
主制御部２０Ｂは、撮影部２０Ａが撮影した画像Ｄ７に基づいて、車両ＡのタイヤＴの連設数Ｄ３を判定する。
なお、本実施形態において、主制御部２０Ｂがタイヤパターン判定装置２０（例えば図２に示すように撮影部２０Ａ）に内蔵されている態様で説明するが、この態様に限定されない。例えば、他の実施形態においては、主制御部２０Ｂが車種判別装置１０の他の装置（例えば車両検知器１０Ａ）に内蔵されていてもよいし、ネットワーク上に接続された車種判別装置１０以外の装置に内蔵されていてもよい。
【００３７】
記憶部２０Ｃは、タイヤパターンの判定を行うための情報を蓄積するための記憶デバイスである。本実施形態においては、記憶部２０Ｃはタイヤパターン判定装置２０に設けられているが、他の実施形態においては、記憶部２０Ｃをネットワークで接続された外部サーバ等に設けてもよい。
【００３８】
車種判別部１０Ｃは、車両検知器１０Ａから取得した車両進入情報Ｄ５及び車両通過情報Ｄ６と、ナンバープレート認識部１０Ｂから取得したナンバープレート情報Ｄ２と、タイヤパターン判定装置２０が判定したタイヤＴの連設数Ｄ３と基づいて、車両Ａの車種区分Ｄ１を判別する。
【００３９】
（車種判別装置の機能）
次に、車種判別装置１０の機能について、図３から図５を参照して説明する。
図４は本発明の第１の実施形態に係る撮影部２０Ａが撮影した画像Ｄ７の例である。
図５は本発明の第１の実施形態に係る撮影部２０Ａが撮影した画像Ｄ７の参照領域Ｒの例を示す図であり、（ａ）は露光調整前の参照領域Ｒを示す例であり、（ｂ）は露光調整後の参照領域Ｒを示す例である。
【００４０】
図３に示すように、車種判別装置１０は、車両検知器１０Ａと、ナンバープレート認識部１０Ｂと、車種判別部１０Ｃと、タイヤパターン判定装置２０とを備えている。
車両検知器１０Ａは、車両Ａが車線Ｌに進入したことを検出可能な車両進入情報Ｄ５と、車両Ａが車両検知器１０Ａを通過したことを検出可能な車両通過情報Ｄ６とを車種判別部１０Ｃへ出力する。
また、ナンバープレート認識部１０Ｂは、取得したナンバープレート情報Ｄ２を車種判別部１０Ｃへ出力する。
【００４１】
図３に示すように、タイヤパターン判定装置２０は、撮影部２０Ａと、主制御部２０Ｂと、記憶部２０Ｃとを備えている。
また、主制御部２０Ｂは、車両検出部２０１と、撮影制御部２０２と、タイヤ検出部２０３と、タイヤ判定部２０４と、を有している。
【００４２】
本実施形態において、撮影部２０Ａは、所定の撮影範囲を一定の間隔で連続して撮影した画像Ｄ７を出力する。車両検出部２０１は、撮影部２０Ａから受信した、異なる時刻に撮影された複数の画像Ｄ７のそれぞれについて、車両Ａが含まれるか否かを判断する。例えば、車両検出部２０１は、既知の背景差分法やフレーム間差分法等を用いて、ある時刻ｔに撮影された画像Ｄ７と、当該画像Ｄ７に最も近い過去である時刻ｔ−１に撮影された画像Ｄ７との差分をとり、変化のあった領域を検出する。車両検出部２０１は、変化のあった領域を移動物体であると判断する。また、車両検出部２０１は、各時刻に撮影された画像Ｄ７において、当該移動物体が画像Ｄ７のどの領域に存在するかを検出することにより、当該移動物体の移動量（移動方向及び速度）を検出する。車両検出部２０１は、連続する画像Ｄ７において所定の移動量を有する移動物体（例えば車線方向手前側から車線方向奥側に向かって移動する移動物体）が検出された場合、当該移動物体は車両Ａであると判断する。また、連続する画像Ｄ７において、所定の移動量とは異なる移動量を有する移動物体（例えば車線幅方向に移動する移動物体）が検出された場合、当該移動物体は車両Ａではないと判断する。
なお、車両検出部２０１が検出する移動物体は、車両Ａの車体やタイヤＴ、車体の影等であってもよい。
【００４３】
車両検出部２０１は、図４に示すように、車両Ａであると判断した移動物体が画像Ｄ７の参照領域Ｒに含まれるか否かを判断する。参照領域Ｒは、画像Ｄ７の一定の領域であって、例えば車両Ａが所定の撮影範囲に進入した際に、当該車両Ａの車体の下方が含まれる範囲である。
車両検出部２０１は、車両Ａであると判断した移動物体が当該参照領域Ｒの一定の領域に含まれたことを検出した場合、図３に示すように、撮影制御部２０２及びタイヤ検出部２０３へ車両検知情報Ｄ１０を出力する。
【００４４】
また、車両検出部２０１は、画像Ｄ７の参照領域Ｒにおいて移動物体を検出しなくなった場合、車両Ａが通過したと判断し、図３に示すように、撮影制御部２０２及びタイヤ検出部２０３へ車両退出情報Ｄ１１を出力する。
【００４５】
なお、車両検出部２０１は、同一の移動物体が所定の範囲の速度で移動していることを検出した場合、当該移動物体は車両Ａであると判断してもよい。このとき、車両検出部２０１は、当該車両Ａを画像Ｄ７の参照領域Ｒにおいて検出した場合、撮影制御部２０２及びタイヤ検出部２０３へ車両検知情報Ｄ１０を出力するようにしてもよい。
また、本実施形態において、車両検出部２０１は背景差分法やフレーム間差分法を用いる例について説明したが、車両Ａの検出が可能であれば、他の方法を使用してもよい。
【００４６】
また、本実施形態において、図４に示すように所定の撮影範囲のうちの固定範囲を参照領域Ｒとして設定するが、これに限られることはない。例えば、管理者等の操作により参照領域Ｒを設定してもよい。また、車両検出部２０１が画像Ｄ７に車両Ａが含まれると判断したときに、当該画像Ｄ７の車両Ａの下方（当該車両Ａと判断された領域のうちで最も濃度値が低い(暗い）領域）を自動的に判断し、当該車両Ａの下方を含む範囲を参照領域Ｒとして設定するようにしてもよい。この場合、車両検出部２０１は、車両Ａが所定の撮影範囲に含まれるか否かに応じて、車両検知情報Ｄ１０及び車両退出情報Ｄ１１を出力する。
【００４７】
撮影制御部２０２は、撮影部２０Ａの制御を行う。図３に示すように、撮影制御部２０２は、露光条件設定部２０５を有している。本実施形態においては、撮影制御部２０２は、露光条件設定部２０５により設定された露光条件Ｄ４に基づいて撮影を行うように、撮影部２０Ａに指令を出力する。なお、露光条件Ｄ４とは、撮影部２０Ａの絞り値及び露光時間（シャッタースピード）を示す。本実施形態において、露光条件設定部２０５は、露光条件Ｄ４として、車両検出用の露光条件Ｄ４ａ及びタイヤ検出用の露光条件Ｄ４ｂの二つの露光条件Ｄ４を設定する。また、撮影部２０Ａは、車両検出用の露光条件Ｄ４ａに基づいて撮影する第一撮影と、タイヤ検出用の露光条件Ｄ４ｂに基づいて撮影する第二撮影と、を行う。
【００４８】
露光条件設定部２０５は、車両検出部２０１から車両検知情報Ｄ１０を受信していない場合、又は、車両検出部２０１から車両退出情報Ｄ１１を受信した場合、車両検出用の露光条件Ｄ４ａを設定する。
露光条件設定部２０５は、所定の撮影範囲に車両Ａが進入した際に、車両Ａと背景とが明瞭に区別できる画像が撮影可能なように、所定の撮影範囲全体の濃度値に応じた絞り値及び露光時間を、車両検出用の露光条件Ｄ４ａとして設定する。
具体的には、露光条件設定部２０５は、以下のように車両検出用の露光条件Ｄ４ａを設定する。
【００４９】
露光条件設定部２０５は、撮影部２０Ａから受信した各時刻における画像Ｄ７の濃度ヒストグラム（各濃度値について、同一の濃度値を有する画素数（出現頻度）を示すグラフ）を生成して、画像Ｄ７の濃度値を計測する。露光条件設定部２０５は、車両Ａが所定の撮影範囲に存在していない時刻に取得した画像Ｄ７の濃度ヒストグラムを参照し、画素数の分布に偏りがあるか否かを判断する。
【００５０】
例えば、露光条件設定部２０５は、低い（暗い）濃度値を有する画素数が所定値よりも多い場合は、画像Ｄ７の濃度値が低く、露光量が不足していると判断する。このとき、露光条件設定部２０５は、当該画像Ｄ７が撮影されたときの露光条件Ｄ４に基づいて、当該画像Ｄ７の露光量を算出する。露光条件設定部２０５は、当該画像Ｄ７よりも濃度値が高い（明るい）、つまり露光量が大きい画像が撮影できるように、絞り値を小さくした値、又は、露光時間を長くした値を車両検出用の露光条件Ｄ４ａとして設定する。
一方、高い（明るい）濃度値を有する画素数が所定値よりも多い場合は、画像Ｄ７の濃度値が高く、露光量が過度であると判断する。このとき、露光条件設定部２０５は、当該画像Ｄ７が撮影されたときの露光条件Ｄ４に基づいて、当該画像Ｄ７の露光量を算出する。露光条件設定部２０５は、当該画像Ｄ７よりも濃度値が低い（暗い）、つまり、露光量が小さい画像が撮影できるように、絞り値を大きくした値、又は、露光時間を短くした値を車両検出用の露光条件Ｄ４ａとして設定する。
なお、露光条件設定部２０５は、画素数の偏りが検出されない場合は、当該画像Ｄ７と同じ濃度値、つまり、同じ露光量の画像が撮影できるように、車両検出用の露光条件Ｄ４ａは当該画像Ｄ７を撮影したときと同じ値を設定する。
【００５１】
このように、露光条件設定部２０５は、車両Ａが所定の撮影範囲に存在していない時刻に取得された各画像Ｄ７の濃度値及び露光量を参照することにより、当該所定の撮影範囲の情景に適した露光条件Ｄ４ａを設定する。これにより、天候や時刻、周辺状況（建築物の影や照明の有無等）等の撮影環境が異なっても、当該所定の撮影範囲に車両Ａが進入した場合、当該車両Ａを撮影した画像Ｄ７に基づいて、車両Ａを検出することが容易となる。
撮影制御部２０２は、露光条件設定部２０５が設定した車両検出用の露光条件Ｄ４ａを撮影部２０Ａへ出力する。撮影部２０Ａは、当該露光条件Ｄ４ａを受信すると、次回より当該露光条件Ｄ４ａに基づいて所定の撮影範囲を撮影する。
【００５２】
また、露光条件設定部２０５は、車両検出部２０１から車両検知情報Ｄ１０を受信した場合、タイヤ検出用の露光条件Ｄ４ｂを設定する。
露光条件設定部２０５は、車両検出部２０１が車両検知情報Ｄ１０を出力した時刻に撮影された画像Ｄ７を参照画像Ｄ７ａとして抽出する。露光条件設定部２０５は、当該参照画像Ｄ７ａ以降に撮影される画像Ｄ７の参照領域Ｒの濃度値及び露光量に応じた絞り値及び露光時間を、タイヤ検出用の露光条件Ｄ４ｂとして設定する。なお、画像Ｄ７の参照領域Ｒに車両ＡのタイヤＴが含まれた場合は、当該タイヤＴのトレッドパターンが検出可能となるように、タイヤ検出用の露光条件Ｄ４ｂを設定するようにしてもよい。
具体的には、露光条件設定部２０５は、以下のようにタイヤ検出用の露光条件Ｄ４ｂを設定する。
【００５３】
露光条件設定部２０５は、図５（ａ）に示すように、参照画像Ｄ７ａの参照領域Ｒの濃度ヒストグラムを生成して、当該参照領域Ｒの濃度値を計測する。なお、濃度ヒストグラムの横軸は濃度値を示し、縦軸は画素数を示している。
【００５４】
図５（ａ）に示すように、参照画像Ｄ７ａが撮影されたタイミングでは、露光条件Ｄ４として車両検出用の露光条件Ｄ４ａが設定されているため、参照領域Ｒに含まれる車両Ａの車体の下方は、車両Ａの車体の影等により濃度値が低く（暗く）、露光量が不足している。このため、車両ＡのタイヤＴと、車両Ａの車体と、当該車体の影との境界の検出が困難である。このとき、当該参照領域Ｒの濃度ヒストグラムを参照すると、低い濃度値を有する画素数が多い状態となっている。
【００５５】
露光条件設定部２０５は、参照画像Ｄ７ａの参照領域Ｒの濃度ヒストグラムのうち、画素数の多い濃度値の範囲を検出する。本実施形態においては、露光条件設定部２０５は、当該参照領域Ｒに含まれる車両Ａの面積のうち、所定の割合（例えば２０％）に相当する画素数を含む範囲を、画素数の多い濃度値の範囲として検出する。なお、図５（ａ）に示すように、参照画像Ｄ７ａの参照領域Ｒは、濃度値が低い領域に、画素数の多い濃度値の範囲が偏って存在している。
【００５６】
次に、露光条件設定部２０５は、参照画像Ｄ７ａが撮影された時の露光条件Ｄ４に基づいて、当該参照画像Ｄ７ａの参照領域Ｒの露光量を算出する。露光条件設定部２０５は、撮影部２０Ａが車両ＡのタイヤＴを検出可能な画像Ｄ７を撮影できるように、当該参照領域Ｒよりも濃度値を高く（明るく）、つまり露光量を大きくした、新たな露光量を算出する。露光条件設定部２０５は、当該新たな露光量を満たすように、絞り値を小さくした値、又は、露光時間を長くした値をタイヤ検出用の露光条件Ｄ４ｂとして設定する。
具体的には、露光条件設定部２０５は、画素数の多い濃度値の範囲のうち、濃度値が低い領域（例えば全体の濃度値の範囲の０〜２０％）に含まれる画素が、図５（ｂ）に示すように当該領域よりも濃度値が高い領域（例えば全体の濃度値の範囲の０〜５０％）を含む範囲に均一に分散するように、新たな露光量を算出する。
なお、露光条件設定部２０５は、参照画像Ｄ７ａにおける車両Ａの位置や移動量等に応じて、絞り値及び露光時間を調整するようにしてもよい。
【００５７】
撮影制御部２０２は、このように露光条件設定部２０５が設定したタイヤ検出用の露光条件Ｄ４ｂを撮影部２０Ａへ出力する。撮影部２０Ａは、当該露光条件Ｄ４ｂを受信すると、次回より当該露光条件Ｄ４ｂに基づいて所定の撮影範囲を撮影する。
図５（ｂ）に示すように、タイヤ検出用の露光条件Ｄ４ｂに基づいて撮影された画像Ｄ７の参照領域Ｒは、図５（ａ）に示す参照画像Ｄ７ａの参照領域Ｒと比較して、濃度値が高くなっている。また、図５（ｂ）に示す当該画像Ｄ７の参照領域Ｒの濃度ヒストグラムは、図５（ａ）に示す参照画像Ｄ７ａの参照領域Ｒの濃度ヒストグラムと比較して、各濃度値に出現頻度が分散した状態となっている。このため、当該露光条件Ｄ４ｂに基づいて撮影された当該画像Ｄ７においては、車両Ａの車体と車両ＡのタイヤＴとを識別し、また、当該タイヤＴのトレッドパターンを検出することが可能となる。
【００５８】
露光条件設定部２０５は、このように、車両Ａが検出される毎に、当該車両Ａに適したタイヤ検出用の露光条件Ｄ４ｂを設定する。このため、天候や時刻、周辺状況（建築物の影や照明の有無等）等の撮影環境が異なっても、当該撮影環境に応じて、車両ＡのタイヤＴを検出可能な露光条件Ｄ４ｂを設定することができる。
【００５９】
なお、本実施形態においては、参照画像Ｄ７ａに基づいてタイヤ検出用の露光条件Ｄ４ｂを設定する例について説明したが、これに限られることはない。露光条件設定部２０５は、タイヤ検出用の露光条件Ｄ４ｂを設定した後、当該露光条件Ｄ４ｂに基づいて撮影された画像Ｄ７について、参照画像Ｄ７ａと同様に、濃度ヒストグラムを生成して濃度値を計測し、当該画像Ｄ７の露光量を算出するようにしてもよい。露光条件設定部２０５は、当該画像Ｄ７の濃度値及び露光量に基づいて、異なるタイヤ検出用の露光条件Ｄ４ｂを設定するようにしてもよい。
【００６０】
露光条件設定部２０５は、タイヤ検出用の露光条件Ｄ４ｂを設定した後、車両検出部２０１から車両退出情報Ｄ１１を受信すると、上述のように、車両検出用の露光条件Ｄ４ａを設定する。
【００６１】
タイヤ検出部２０３は、図３に示すように、車両検出部２０１から車両検知情報Ｄ１０を受信してから車両退出情報Ｄ１１を受信するまでの間に、撮影部２０Ａから受信した各画像Ｄ７について、車両ＡのタイヤＴが含まれているか否かを判断する。
【００６２】
タイヤ検出部２０３は、各画像Ｄ７についてエッジ検出フィルタ処理を施すことで濃淡の境界部を抽出する。そして、当該濃淡の境界部の周期性や、密集度を計算することによりテクスチャを解析し、図５（ｂ）に示すようにタイヤのトレッドパターンを示す車両Ａの高さ方向に延びる縦溝のテクスチャ（トレッドパターンのテクスチャ）が、車両の幅方向に複数連続している領域（トレッドパターン領域）を検出し、かつ当該トレッドパターン領域に隣接する形でタイヤ側面に現れる縦長の(車両の高さ方向に長い）楕円領域を検出した場合、当該部位は車両ＡのタイヤＴであると判断する。
なお、本実施形態においては、タイヤ検出部２０３はタイヤのトレッドパターンのテクスチャの有無に基づいて、各画像Ｄ７にタイヤＴが含まれるか否かを判断するが、これに限られることはない。他の実施形態においては、記憶部２０ＣにタイヤＴを検出するためのデータとして、予め取得した複数のタイヤＴのトレッドパターンのサンプル画像Ｄ８を蓄積しておき、タイヤ検出部２０３は、サンプル画像Ｄ８と、撮影部２０Ａから受信した各画像Ｄ７の参照領域Ｒとを比較することにより、当該画像Ｄ７にタイヤＴが含まれるか否かを判断するようにしてもよい。
タイヤ検出部２０３は、タイヤＴが含まれていると判断した画像Ｄ７を抽出し、タイヤ判定部２０４に出力する。
【００６３】
タイヤ判定部２０４は、タイヤ検出部２０３から受信した画像Ｄ７に含まれるタイヤＴの連設数Ｄ３を判定する。
ダブルタイヤは、一つの取付位置に二本のタイヤが取り付けられているため、同じタイヤ径を有するシングルタイヤとダブルタイヤとのタイヤ幅を比較すると、ダブルタイヤはシングルタイヤのタイヤ幅の約２倍のタイヤ幅を有している。タイヤ判定部２０４は、シングルタイヤ及びダブルタイヤのタイヤ幅の相違に着目し、画像Ｄ７に含まれるタイヤＴのタイヤ径及びタイヤ幅とに基づいて、当該タイヤＴがシングルタイヤであるかダブルタイヤであるかを判定する。具体的には、タイヤ判定部２０４は、以下のようにタイヤＴの連設数Ｄ３を判定する。
【００６４】
まず、タイヤ判定部２０４は、撮影部２０Ａの高さ方向における角度と、タイヤ検出部２０３から受信した画像Ｄ７に含まれるタイヤＴと判定された縦長の楕円領域の縦方向の長さとに基づいてタイヤ径を算出する。また、トレッドパターン領域の横方向（幅方向）の長さからタイヤ幅を検出する。
記憶部２０Ｃには、通常用いられるタイヤのタイヤ径とタイヤ幅との組み合わせを複数記録したタイヤ情報Ｄ９が予め格納されている。タイヤ判定部２０４は、記憶部２０Ｃに格納されているタイヤ情報Ｄ９のうち、画像Ｄ７に含まれるタイヤＴと同程度のタイヤ径を有するタイヤ情報Ｄ９を抽出する。
次に、タイヤ判定部２０４は、画像Ｄ７に含まれるタイヤＴのタイヤ幅と、抽出されたタイヤ情報Ｄ９に記録された各タイヤのタイヤ幅とを比較する。
【００６５】
タイヤ判定部２０４は、画像Ｄ７に含まれるタイヤＴのタイヤ幅と、抽出されたタイヤ情報に記録された各タイヤのタイヤ幅とが、同程度の値である場合は、当該画像Ｄ７に含まれるタイヤＴはシングルタイヤであると判定する。
一方、タイヤ判定部２０４は、画像Ｄ７に含まれるタイヤＴのタイヤ幅が、抽出されたタイヤ情報に記録された各タイヤのタイヤ幅と大きく異なる値である場合（例えば画像Ｄ７に含まれるタイヤＴのタイヤ幅が、抽出されたタイヤ情報に記録された各タイヤのタイヤ幅の約２倍の値である場合）は、当該画像Ｄ７に含まれるタイヤＴはダブルタイヤであると判定する。
あるいは、車種の違いに関わらず車両の第１軸目のタイヤはシングルタイヤであるため、第１軸目のタイヤを無条件にシングルタイヤと判定し、第１軸目のタイヤ幅を基準として、第２軸目以降のタイヤが第１軸目のタイヤ幅の２倍の値になっていることを以ってダブルタイヤと判定しても良い。
なお、本実施形態においては、タイヤＴのタイヤ幅の値から、当該タイヤＴがシングルタイヤであるかダブルタイヤであるかを判定する例について説明したが、これに限られることはない。ダブルタイヤの場合、二つのタイヤの間隔により、トレッドパターンのテクスチャが横方向（幅方向）に二つに分かれて検出される。このため、タイヤ判定部２０４は、トレッドパターンのテクスチャが横方向に二つ連続して検出された場合はダブルタイヤと判定し、トレッドパターンのテクスチャが横方向に一つのみ検出された場合はシングルタイヤと判定するようにしてもよい。
【００６６】
タイヤ判定部２０４は、画像Ｄ７に含まれるタイヤＴがシングルタイヤであると判断した場合、タイヤＴの連設数Ｄ３を「１」に設定する。また、タイヤ判定部２０４は、画像Ｄ７に含まれるタイヤＴがダブルタイヤであると判断した場合、タイヤＴの連設数Ｄ３を「２」に設定する。
タイヤ判定部２０４は、このように判定したタイヤＴの連設数Ｄ３を、車種判別部１０Ｃへ出力する。
【００６７】
次に、タイヤパターン判定装置２０によるタイヤ判定の手順を、図６を参照して説明する。
図６は本発明の第１の実施形態に係るタイヤパターンの判定手順を示すフローチャートである。
【００６８】
（ステップＳＴ１０１：車両検出用の露光条件の設定）
本実施形態において、撮影部２０Ａは、所定の撮影範囲を一定の間隔毎に撮影する。
タイヤパターン判定装置２０は、撮影制御部２０２の露光条件設定部２０５において、車両検出用の露光条件Ｄ４ａの設定を行う（ステップＳＴ１０１）。露光条件設定部２０５は、所定の撮影範囲に車両Ａが進入した際に、車両Ａと背景とが明瞭に区別できる画像が撮影可能なように、所定の撮影範囲全体の濃度値に応じた絞り値及び露光時間を、車両検出用の露光条件Ｄ４ａとして設定する。
撮影制御部２０２は、当該車両検出用の露光条件Ｄ４ａを撮影部２０Ａへ出力する。撮影部２０Ａは、この後、当該車両検出用の露光条件Ｄ４ａに基づいて、所定の撮影範囲を撮影する。
【００６９】
（ステップＳＴ１０２：車両進入検知）
次に、車両検出部２０１は、所定の撮影範囲に車両Ａが進入したかどうかを判断する（ステップＳＴ１０２）。車両検出部２０１は、撮影部２０Ａから受信した複数の画像Ｄ７のそれぞれについて、ある時刻ｔに撮影された画像Ｄ７と、当該画像Ｄ７に最も近い過去である時刻ｔ−１に撮影された画像Ｄ７との差分をとることにより、当該画像Ｄ７に車両Ａが含まれるか否かを判断する。
車両検出部２０１は、画像Ｄ７の参照領域Ｒに車両Ａが含まれていないと判断した場合（ステップＳＴ１０２：Ｎｏ）、ステップＳＴ１０１の処理に戻る。
また、車両検出部２０１は、画像Ｄ７の参照領域Ｒに車両Ａが含まれていると判断した場合（ステップＳＴ１０２：Ｙｅｓ）、撮影制御部２０２及びタイヤ検出部２０３へ車両検知情報Ｄ１０を出力して、次のステップＳＴ１０３に進む。
【００７０】
（ステップＳＴ１０３：参照領域の濃度値の計測）
次に、車両検出部２０１から車両検知情報Ｄ１０を受信した場合（ステップＳＴ１０２：Ｙｅｓ）、露光条件設定部２０５は、車両検出部２０１が車両検知情報Ｄ１０を出力した時刻に撮影された画像Ｄ７を参照画像Ｄ７ａとして抽出する。露光条件設定部２０５は、当該参照画像Ｄ７ａの参照領域Ｒの濃度ヒストグラムを生成して、当該参照領域Ｒの濃度値を計測する（ステップＳＴ１０３）。
露光条件設定部２０５は、参照画像Ｄ７ａの参照領域Ｒの濃度ヒストグラムのうち、画素数の多い濃度値範囲を検出する。露光条件設定部２０５は、濃度値が低い領域に画素数の多い濃度値範囲が存在する場合、当該参照領域Ｒは濃度値が低い（暗い）、つまり露光量が小さいと判断する。
【００７１】
（ステップＳＴ１０４：参照領域の露光量の算出）
次に、露光条件設定部２０５は、参照画像Ｄ７ａが撮影された時の露光条件Ｄ４に基づいて、当該参照画像Ｄ７ａの参照領域Ｒの露光量を算出する。露光条件設定部２０５は、当該参照領域Ｒは濃度値が低い（暗い）、つまり露光量が小さいと判断したため、当該参照領域Ｒよりも濃度値が高い（明るい）、つまり露光量が大きい画像が撮影できるように、新たな露光量を算出する（ステップＳＴ１０４）。
【００７２】
（ステップＳＴ１０５：タイヤ検出用露光条件の設定）
次に、露光条件設定部２０５は、上記のように算出した新たな露光量を満たすように、絞り値を小さくした値、又は、露光時間を長くした値をタイヤ検出用の露光条件Ｄ４ｂとして設定する（ステップＳＴ１０５）。
撮影制御部２０２は、このように露光条件設定部２０５が設定したタイヤ検出用の露光条件Ｄ４ｂを撮影部２０Ａへ出力する。撮影部２０Ａは、当該露光条件Ｄ４ｂを受信すると、次回より当該露光条件Ｄ４ｂに基づいて所定の撮影範囲を撮影する。
【００７３】
（ステップＳＴ１０６：トレッドパターンの検出）
次に、タイヤ検出部２０３は、車両検出部２０１から車両検知情報Ｄ１０を受信してから車両退出情報Ｄ１１を受信するまでの間に、撮影部２０Ａから受信した各画像Ｄ７を解析し、車両ＡのタイヤＴのトレッドパターンを示す車両Ａの高さ方向に延びる縦溝のテクスチャ（トレッドパターンのテクスチャ）が、車両の幅方向に複数連続している領域（トレッドパターン領域）が含まれているか否かを判断する（ステップＳＴ１０６）。タイヤ検出部２０３は、当該トレッドパターン領域が検出されない場合、当該画像Ｄ７には当該車両ＡのタイヤＴは含まれていないと判断し（ステップＳＴ１０６：Ｎｏ）、再びステップＳＴ１０６に戻って次の画像Ｄ７の解析を行う。一方、タイヤ検出部２０３は、当該トレッドパターン領域を検出した場合、当該画像Ｄ７には当該車両ＡのタイヤＴが含まれていると判断する（ステップＳＴ１０６：Ｙｅｓ）。このとき、当該画像Ｄ７をタイヤ判定部２０４に出力して、次のステップＳＴ１０７に進む。
【００７４】
（ステップＳＴ１０７：タイヤ径及びタイヤ幅の検出）
次に、タイヤ判定部２０４は、タイヤ検出部２０３から受信した画像Ｄ７に含まれるタイヤＴのタイヤ径とタイヤ幅とを検出する（ステップＳＴ１０７）。
【００７５】
（ステップＳＴ１０８：タイヤの連設数の判定）
次に、タイヤ判定部２０４は、画像Ｄ７に含まれるタイヤＴのタイヤ幅と、抽出されたタイヤ情報Ｄ９に記録された各タイヤのタイヤ幅とを比較して、当該タイヤＴの連設数Ｄ３を判定する（ステップＳＴ１０８）。
タイヤ判定部２０４は、画像Ｄ７に含まれるタイヤＴのタイヤ幅と、抽出されたタイヤ情報に記録された各タイヤのタイヤ幅とが、同程度の値である場合は、当該画像Ｄ７に含まれるタイヤＴはシングルタイヤであると判定する。
一方、タイヤ判定部２０４は、画像Ｄ７に含まれるタイヤＴのタイヤ幅と、抽出されたタイヤ情報に記録された各タイヤのタイヤ幅とが、大きく異なる値である場合（例えば画像Ｄ７に含まれるタイヤＴのタイヤ幅が、タイヤ情報に記録された各タイヤのタイヤ幅の約２倍の値である場合）は、当該画像Ｄ７に含まれるタイヤＴはダブルタイヤであると判定する。
タイヤ判定部２０４は、判定したタイヤＴの連設数Ｄ３を車種判別部１０Ｃに出力する。
【００７６】
（ステップＳＴ１０９：車両通過検知）
次に、車両検出部２０１は、車両Ａが所定の撮影範囲を車両が通過したか否かを判断する（ステップＳＴ１０９）。
車両検出部２０１は、画像Ｄ７の参照領域Ｒにおいて車両Ａを検出している場合、車両Ａは所定の撮影範囲に存在していると判断し（ステップＳＴ１０９：Ｎｏ）、ステップＳＴ１０６の処理に戻る。一方、車両検出部２０１は、画像Ｄ７の参照領域Ｒにおいて車両Ａによって生じる影やタイヤＴ等の低濃度領域（暗部）を検出しない場合、車両Ａは所定の撮影範囲を通過したと判断する（ステップＳＴ１０９：Ｙｅｓ）。なお、タイヤ検出用の露光条件Ｄ４ｂが設定されている場合、車両Ａが通過すると露出オーバーとなりハレーションが発生することがある。このため、車両検出部２０１は、取得した画像Ｄ７の全体においてハレーションを検出した場合、車両Ａが所定の撮影範囲を通過したと判断してもよい。車両検出部２０１は撮影制御部２０２及びタイヤ検出部２０３へ車両退出情報Ｄ１１を出力する。
【００７７】
（ハードウェア構成）
また、上述の各実施形態におけるタイヤパターン判定装置２０のハードウェア構成の例について説明する。
図７はタイヤパターン判定装置２０のハードウェア構成の一例を示す図である。
図７に示すように、タイヤパターン判定装置２０は、メモリ８１０と、記憶／再生装置８２０と、ＩＯ  Ｉ／Ｆ（Ｉｎｐｕｔ  Ｏｕｔｐｕｔ  Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ）８３０と、外部機器Ｉ／Ｆ（Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ）８４０と、通信Ｉ／Ｆ（Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ）８５０と、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ）８６０と、補助記憶装置８７０とを備えている。
【００７８】
メモリ８１０は、タイヤパターン判定装置２０のプログラムで使用されるデータ等を一時的に記憶するＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｍｅｍｏｒｙ）等の媒体である。
記憶／再生装置８２０は、ＣＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ、フラッシュメモリ等の外部メディアへデータ等を記憶したり、外部メディアのデータ等を再生するための装置である。
ＩＯ  Ｉ／Ｆ８３０は、車種判別装置１０の各装置との間で情報等の入出力を行うためのインターフェースである。
外部機器Ｉ／Ｆ８４０は、タイヤパターン判定装置２０が備える機器の制御と、情報等の送受信とを行うためのインターフェースである。上述の実施形態のタイヤパターン判定装置２０では、外部機器Ｉ／Ｆ８４０は、撮影部２０Ａの制御と、情報及び信号の送受信とを行う。
通信Ｉ／Ｆ８５０は、タイヤパターン判定装置２０がインターネット等の通信回線を介して外部サーバと通信を行うためのインターフェースである。
ＣＰＵ８６０は、プログラムを実行し、タイヤパターン判定装置２０のそれぞれ機能を実行するように制御する。上述の実施形態においては、タイヤパターン判定装置２０がタイヤＴの連設数Ｄ３を判定するように制御する。
補助記憶装置８７０は、ＣＰＵ８６０で実行するプログラムや、プログラムを実行する際に使用するデータや、生成されたデータを記録するためのものである。補助記憶装置８７０は、ＨＤＤ（Ｈａｒｄ  Ｄｉｓｋ  Ｄｒｉｖｅ）やフラッシュメモリ等である。
【００７９】
タイヤパターン判定装置２０のプログラムは、ＣＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ、フラッシュメモリ等の外部メディアに記録されていてもよく、この場合は、記憶／再生装置８２０から外部メディアへの書き込み（記憶）及び読み出し（再生）を行う。通信Ｉ／Ｆ８５０から外部サーバに記憶されているプログラムを読み出してもよい。
外部メディアや外部サーバに記憶されているプログラムを、補助記憶装置８７０に記憶してもよい。
【００８０】
ＣＰＵ８６０は、上記プログラムを実行することにより、タイヤパターン判定装置２０の車両検出部２０１、撮影制御部２０２、タイヤ検出部２０３、タイヤ判定部２０４、露光条件設定部２０５として機能する。ＣＰＵ８６０が各種処理を行うと、それぞれの処理で生成されたデータは補助記憶装置８７０に記憶される。
【００８１】
（作用効果）
上述したタイヤパターン判定装置２０によれば、露光条件設定部２０５は、参照画像Ｄ７ａの参照領域Ｒの濃度値の計測及び露光量の算出を行う。また、露光条件設定部２０５は、当該参照領域Ｒの濃度値及び露光量に基づいて、撮影部２０Ａが車両ＡのタイヤＴを検出可能な画像Ｄ７を撮影できるように、タイヤ検出用の露光条件Ｄ４ｂを設定する。撮影部２０Ａは、当該タイヤ検出用の露光条件Ｄ４ｂを受信すると、次回より当該タイヤ検出用の露光条件Ｄ４ｂに基づいて所定の撮影範囲を撮影する。
通常、車両Ａを撮影した場合、当該車両ＡのタイヤＴは、当該車両Ａの車体や車体の影により暗い状態で撮影される。このため、このように暗い状態で撮影された車両Ａの画像では、当該車両ＡのタイヤＴと、当該車両Ａの車体又は車体の影とを識別することが困難である。しかしながら、上述のように、露光条件設定部２０５がタイヤ検出用の露光条件Ｄ４ｂを設定することにより、撮影部２０Ａは、通常暗い状態で撮影される車両ＡのタイヤＴを、明るい状態で撮影することが可能となる。このため、タイヤ判定部２０４は、撮影部２０Ａがタイヤ検出用の露光条件Ｄ４ｂに基づいて撮影した画像Ｄ７に基づいて、当該車両Ａのタイヤを検出することが可能となる。
また、車両検出部２０１が車両Ａが所定の撮影範囲に進入したことを検出する毎に、撮影部が当該車両Ａを撮影した参照画像Ｄ７ａに基づいて濃度値の計測及び露光量の算出を行うため、天候や時刻、周辺状況（建築物の影や照明の有無等）等の撮影環境が異なっても、車両ＡのタイヤＴを検出可能な露光条件Ｄ４ｂを設定することができる。
【００８２】
また、例えば、踏板を用いた車種判別装置では、車種判別装置と料金自動収受機との距離を最大車長以上確保できない場合、車両の運転席が料金自動収受機に到達するまでに車両のタイヤが踏板を通過することができず、車両の軸数を確定できない場合がある。しかしながら、上述のタイヤパターン判定装置２０によれば、タイヤ判定部２０４により検出された車軸毎に、車種区分Ｄ１の判別に必要な情報の一つであるタイヤＴの連設数Ｄ３を判定することができる。このため、車両Ａの車軸数が取得できていない状態であっても、当該タイヤＴの連設数Ｄ３に基づいて、又は、タイヤＴの連設数Ｄ３及びナンバープレート情報Ｄ２に基づいて、車種区分Ｄ１の判別が可能となる。このため、車種区分Ｄ１の判別に必要な情報を検出する検出用装置を路面に埋設できない又は設置するスペースが十分確保できない料金所等、立地条件に制限があり、検出用装置からの情報が十分得られない料金所であっても、タイヤパターン判定装置２０を設置することが可能であり、当該タイヤパターン判定装置２０が判定したタイヤＴの連設数Ｄ３に基づいて車種判別を行うことが可能となる。
【００８３】
また、上述したタイヤパターン判定装置２０によれば、画像Ｄ７の参照領域Ｒは、車両Ａの車体の下方を含む範囲である。
車両Ａの車体の下方を含む範囲は、車両Ａを撮影した際に、最も濃度値が低く（暗く）なる範囲である。露光条件設定部２０５は、このように設定された当該参照領域Ｒを参照することにより、最も濃度値が低くなる車両Ａの車体の下方を含む範囲であっても、タイヤのトレッドパターンが検出可能な濃度値で撮影されるような露光量を算出し、当該露出量を満たす露光条件Ｄ４を設定することができる。これにより、タイヤ検出部２０３は、当該画像Ｄ７に基づいて、トレッドパターンの有無を検出し、当該画像Ｄ７にタイヤＴが含まれるか否かを判断することができる。
【００８４】
また、上述したタイヤパターン判定装置２０によれば、タイヤ判定部２０４は、撮影部が撮影した画像Ｄ７に基づいて車両のタイヤ径及びタイヤ幅を計測する。
タイヤ判定部２０４は、ダブルタイヤのタイヤ幅はシングルタイヤのタイヤ幅の約２倍のタイヤ幅を有しているという特徴に着目し、画像Ｄ７に含まれるタイヤＴのタイヤ径及びタイヤ幅とに基づいて、当該タイヤＴがシングルタイヤであるかダブルタイヤであるかを判定することができる。
【００８５】
また、上述したタイヤパターン判定装置２０によれば、車両検出部２０１は、撮影部２０Ａが撮影した画像Ｄ７に基づいて所定の撮影範囲に車両Ａが進入したことを検知し、車両検知情報Ｄ１０を出力する。
車両Ａが所定の撮影範囲に進入した時刻に撮影された画像Ｄ７は、露光条件設定部２０５により、車両検出用の露光条件Ｄ４ａが設定された状態で撮影されたものである。このため、車両検出部２０１は、当該画像Ｄ７に基づいて、車両Ａが所定の撮影範囲に進入したことを容易に検知することが可能である。
このため、車両Ａが料金所に進入する前であっても、車両検出部２０１により車両Ａが所定の撮影範囲に進入したことを検知することができる。これにより、車両Ａが料金所に進入する前に、当該車両ＡのタイヤＴを検出可能な露光条件Ｄ４ｂを設定し、当該露光条件Ｄ４ｂに基づいて撮影部２０Ａが撮影した画像Ｄ７を取得することができる。
タイヤ判定部２０４は、このように撮影された画像Ｄ７に基づいて、タイヤの連設数を判定することができる。このため、車種判別部１０Ｃは、車種区分Ｄ１の判別に必要な情報を検出する検出用装置を設置するスペースが十分確保できない料金所であっても、車両Ａの利用料金を確定する前に、タイヤ判定部２０４が判定したタイヤＴの連設数Ｄ３に基づいて車種区分Ｄ１の判別を行うことが可能となる。
【００８６】
以上、本発明の実施形態について詳細に説明したが、本発明の技術的思想を逸脱しない限り、これらに限定されることはなく、多少の設計変更等も可能である。
例えば、上述の実施形態において、車種判別装置１０が車両検知器１０Ａを備える例について説明したが、車両検知器１０Ａを省略してもよく、この分、車種判別装置１０の設置スペースや設置コストを削減することができる。この場合であっても、タイヤパターン判定装置２０の車両検出部２０１で車両の進入及び通過の検出が可能である。
【００８７】
また、上述の実施形態において、車両検出部２０１が車両Ａの進入及び通過を検出する例について説明したが、これに限られることはない。タイヤパターン判定装置２０は、車両検知器１０Ａから車両進入情報Ｄ５及び車両通過情報Ｄ６を受信して、当該車両進入情報Ｄ５及び車両通過情報Ｄ６に基づいて、露光条件Ｄ４の設定を行うようにしてもよい。この場合、撮影部２０Ａは、車両進入情報Ｄ５を受信してから車両通過情報Ｄ６を受信するまでの期間のみ所定の撮影範囲を撮影するようにしてもよく、車両進入情報Ｄ５を取得するまでは、露光条件設定部２０５による露光条件Ｄ４の設定が不要となる。このため、露光条件設定部２０５の処理及び撮影制御部２０２による撮影部２０Ａの制御を簡易化することができる。また、車両検出部２０１を省略してもよい。
このような構成によっても、上述の実施形態と同様の効果を得ることが可能である。
【００８８】
また、上述の実施形態においては、タイヤパターン判定装置２０が一つの撮影部２０Ａを備えている例について説明したが、これに限られることはない。タイヤパターン判定装置２０は、露光条件の設定に用いる参照画像Ｄ７ａを撮影するための撮影部と、タイヤ判定に用いる画像Ｄ７を撮影するための撮影部と、の二つの撮影部を備えていてもよい。
このような構成によっても、上述の実施形態と同様の効果を得ることが可能である。
【００８９】
また、上述の実施形態において、車種判別装置１０が踏板を備えていない例について説明したが、これに限られることはない。路面に踏板の埋設が可能な料金所においては、車種判別装置１０は、更に踏板を備えていてもよい。踏板からの車軸数等の情報を取得することにより、当該情報を考慮した車種の判別を行うことができる。
【符号の説明】
【００９０】
１    料金収受設備
１０    車種判別装置
１０Ａ    車両検知器
１０Ｂ    ナンバープレート認識部
１０Ｃ    車種判別部
１１    料金自動収受機
１３    発進制御機
１４    発進検知器
２０    タイヤパターン判定装置
２０Ａ    撮影部
２０Ｂ    主制御部
２０Ｃ    記憶部
２０１    車両検出部
２０２    撮影制御部
２０３    タイヤ検出部
２０４    タイヤ判定部
２０５    露光条件設定部
Ａ    車両
Ｉ    アイランド
Ｌ    車線
Ｒ    参照領域
Ｔ    タイヤ
【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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