(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定箇所に近接する車両を前方から撮像可能な第１の撮像部と、前記所定箇所を通過する車両を上方から撮像可能な第３の撮像部と、前記所定箇所から遠ざかる前記車両を後方から撮像可能な第２の撮像部とを備える撮像部によって撮像された画像を取得する画像取得部と、
前記撮像部により撮像された画像において、前記画像を少なくとも車両の進行方向に略直交する分割線で分割した複数の領域のうち特定の領域に、前記車両の特定の部位が存在するか否かを判定する判定部と、
前記車両の特定の部位が前記特定の領域に存在すると判定された場合に、前記特定の領域から、前記車両に取り付けられたナンバープレートに記載された情報を読み取る読取部と、
前記第３の撮像部により撮像された画像に基づいて、前記第１の撮像部によって撮像された画像から検出された車両の前記所定箇所付近における位置を時刻毎に特定する車両位置推定部と、
前記車両位置推定部によって特定された前記車両の位置に、前記読取部が前記第１の撮像部によって撮像された画像から読み取った情報を割り当てる車種割当部と、
前記撮像部により撮像された画像において、前記複数の領域のそれぞれに存在する車両の部位のパターンに基づいて、前記撮像部により撮像される領域における車両の状態の類型化を行う類型化部と、
前記類型化部によって類型化された車両の状態の変化に基づいて通過車両の台数を計測する計測部と、
を備える車両監視装置。
【請求項２】
前記車両位置推定部は、前記第３の撮像部により撮像された画像に基づいて、前記所定箇所付近における車両の追い越し又は車線変更を検出する、
請求項１記載の車両監視装置。
【請求項３】
前記車両位置推定部によって特定された前記車両の位置の単位時間あたりの移動量に基づいて、前記車両の速度を計測する速度計測部をさらに備える、
請求項１又は２記載の車両監視装置。
【請求項４】
前記速度計測部は、計測した速度が車両間で大きく偏っている場合には、異常事態が発生している可能性があることを警告装置へ通報する、
請求項３記載の車両監視装置。
【請求項５】
前記撮像部の動作を制御するカメラ制御部をさらに備え、
前記カメラ制御部は、前記速度計測部によって過度に速度の早い車両が通過していることが検知された場合には前記撮像部のシャッター速度を速くする、
請求項３又は４記載の車両監視装置。
【請求項６】
前記撮像部の動作を制御するカメラ制御部をさらに備え、
前記カメラ制御部は、前記速度計測部によって計測された速度に基づいて車両が前記所定箇所付近に進入するタイミングを予測し、予測した前記タイミングで前記所定箇所付近に設置された照明装置を点灯させる、
請求項３又は４記載の車両監視装置。
【請求項７】
前記特定の部位は、車両の前端部または後端部である、
請求項１から６のいずれか一項に記載の車両監視装置。
【請求項８】
前記読取部により読み取られた前記情報に基づいて車両の車種を判定する車種判定部をさらに備え、
前記読取部は、前記車種判定部により判定された車両の車種に基づいて、前記特定の領域のうち、前記ナンバープレートを走査する走査領域を決定する、
請求項１から７のいずれか一項に記載の車両監視装置。
【請求項９】
前記第１の撮像部により撮像された画像に基づく情報と、前記第２の撮像部により撮像された画像に基づく情報とを統合する統合部を備える、
請求項１から８のいずれか一項に記載の車両監視装置。
【請求項１０】
前記第１の撮像部により撮像された画像に基づく情報を用いて、前記第２の撮像部に撮像パラメータを提供する提供部を備える、
請求項１から９のいずれか一項に記載の車両監視装置。
【請求項１１】
コンピュータが、
所定箇所に近接する車両を前方から撮像可能な第１の撮像部と、前記所定箇所を通過する車両を上方から撮像可能な第３の撮像部と、前記所定箇所から遠ざかる前記車両を後方から撮像可能な第２の撮像部とを備える撮像部によって撮像された画像を取得し、
前記撮像された画像において、前記画像を少なくとも車両の進行方向に略直交する分割線で分割した複数の領域のうち特定の領域に、前記車両の特定の部位が存在するか否かを判定し、
前記車両の特定の部位が前記特定の領域に存在すると判定された場合に、前記特定の領域から、前記車両に取り付けられたナンバープレートに記載された情報を読み取り、
前記第３の撮像部により撮像された画像に基づいて、前記第１の撮像部によって撮像された画像から検出された車両の前記所定箇所付近における位置を時刻毎に特定し、
特定された前記車両の位置に、前記第１の撮像部によって撮像された画像から読み取られた情報を割り当てる、
前記撮像部により撮像された画像において、前記複数の領域のそれぞれに存在する車両の部位のパターンに基づいて、前記撮像部により撮像される領域における車両の状態の類型化を行い、
類型化された前記車両の状態の変化に基づいて通過車両の台数を計測する、
車両監視方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、車両を監視する車両監視装置、および車両監視方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
カメラによって道路等を撮像し、撮像された画像中の車両を検知したり、車両のナンバープレートに記載された情報を読み取ったりするシステムが知られている（例えば、特許文献１参照）。この種のシステムは、例えば、有料道路の入口や出口等に取り付けられ、通過車両を認識するために利用される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特許第４６９０６５７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
カメラの画像から車両のナンバープレートに記載された情報を読み取る際に、画像の全体について文字認識処理を行うと、処理負荷が過大になり、効率的に情報を読み取ることができない場合があった。
本発明が解決しようとする課題は、車両のナンバープレートに記載された情報を効率的に読み取ることができる車両監視装置、および車両監視方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
実施形態の車両監視装置は、画像取得部と、判定部と、読取部と、車両位置推定部と、車種割当部と、を持つ。画像取得部は、所定箇所に近接する車両を前方から撮像可能な第１の撮像部と、前記所定箇所を通過する車両を上方から撮像可能な第２の撮像部と、前記所定箇所から遠ざかる前記車両を後方から撮像可能な第３の撮像部とを備える撮像部によって撮像された画像を取得する。判定部は、前記撮像部により撮像された画像において、前記画像を少なくとも車両の進行方向に略直交する分割線で分割した複数の領域のうち特定の領域に、前記車両の特定の部位が存在するか否かを判定する。読取部は、前記車両の特定の部位が前記特定の領域に存在すると判定された場合に、前記特定の領域から、前記車両に取り付けられたナンバープレートに記載された情報を読み取る。車両位置推定部は、前記第３の撮像部により撮像された画像に基づいて、前記第１の撮像部によって撮像された画像から検出された車両の前記所定箇所付近における位置を時刻毎に特定する。車種割当部は、前記車両推定部によって特定された前記車両の位置に、前記読取部が前記第１の撮像部によって撮像された画像から読み取った情報を割り当てる。
【図面の簡単な説明】
【０００６】
【図１】第１実施形態の車両監視システム１に含まれるカメラ１０、２０がガントリＧＴに取り付けられた様子を示す図である。
【図２】カメラ１０により撮像される画像の一例を示す図である。
【図３】第１実施形態に係る車両監視装置１００の機能構成の一例を示す図である。
【図４】撮像された画像からフロント部の画像を切り出した図である。
【図５】撮像された画像からボディ部の画像を切り出した図である。
【図６】撮像された画像からリア部の画像を切り出した図である。
【図７】カメラ１０によって時系列に撮像される画像を、撮像順に並べた図である。
【図８】画像が領域１〜３に分割された様子を示す図である。
【図９】各領域に存在する車両の部位と、各状態との対応関係の一例を示す図である。
【図１０】車両の状態の他の例を示す図である。
【図１１】カメラ１０の画像を用いる場合の車両の状態の変化をモデル化した図である。
【図１２】カメラ２０の画像を用いる場合の車両の状態の変化をモデル化した図である。
【図１３】車幅計測部１１４による計測手法の一例を説明するための図である。
【図１４】第２実施形態の車両監視システム２に含まれるカメラ１０、２０、３０がガントリＧＴに取り付けられた様子を示す図である。
【図１５】第２実施形態の車両監視システム２により、複数車線を走行する車両が確実に認識される様子を示す図である。
【図１６】第２実施形態に係る車両監視装置２００の機能構成の一例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【０００７】
以下、図面を参照し、車両監視装置、および車両監視方法の実施形態について説明する。
＜第１実施形態＞
［構成］
図１は、第１実施形態の車両監視システム１に含まれるカメラ１０、２０がガントリＧＴに取り付けられた様子を示す図である。ガントリＧＴは、例えば、自動料金収受システムのガントリである。カメラ１０、２０は、例えばＣＣＤ（Charge  Coupled  Device）やＣＭＯＳ（Complementary  Metal  Oxide  Semiconductor）等の撮像素子を備えるカメラである。
【０００８】
カメラ１０は、ガントリＧＴに接近して通過する車両ＭＢの前面を斜め上方向から撮像する。図中、Ａ（１０）はカメラ１０の撮像領域を示す。また、カメラ２０は、ガントリＧＴを通過して遠ざかる車両ＭＢの後面を斜め上方向から撮像する。図中、Ａ（２０）はカメラ２０の撮像領域を示す。カメラ１０、２０は、例えば道路の７［ｍ］上空から、４５［度］程度の俯角で撮像を行う。また、カメラ１０、２０は、所定周期で繰り返し撮像を行うように制御される。なお、カメラ１０、２０の設置場所は、図１に示すものに限らず、車両の前面や後面を撮像可能な場所であればよい。カメラ１０、２０の撮像した画像は、車両監視装置１００に送信される。図２（Ａ）、（Ｂ）は、カメラ１０により撮像される画像の一例を示す図である。カメラ１０は、図２（Ａ）に示すように、主に一車線を撮像してもよいし、図２（Ｂ）に示すように、複数車線を同時に撮像してもよい。
【０００９】
このように、車両ＭＢの前方および後方から撮像を行うことで、二輪車のように、後方にのみナンバープレートが取り付けられた車両についても、ナンバープレートの認識を行うことができる。また、道路が渋滞している場合において、車両ＭＢの前方から撮像した画像では後続の車両ＭＢのナンバープレートが隠れてしまった場合でも、車両ＭＢの後方から撮像した画像において後続の車両ＭＢのナンバープレートを認識することが可能となる場合がある。
【００１０】
車両監視装置１００は、任意の場所に設置することができる。図３は、第１実施形態に係る車両監視装置１００の機能構成の一例を示す図である。車両監視装置１００は、例えば、車両検知部１０２と、車両状態判定部１０４と、認識位置判定部１０６と、ナンバー認識部１０８と、車両状態遷移部１１０と、車両台数計測部１１２と、車幅計測部１１４と、車種判定部１１６と、車両情報統合部１１８と、記憶部１２０とを備える。各機能部は、例えば、車両監視装置１００のＣＰＵ（Central  Processing  Unit）が、記憶部１２０に記憶されたプログラムを実行することにより機能するソフトウェア機能部である。
なお、これに代えて、各機能部は、ＬＳＩ（Large  Scale  Integration）やＡＳＩＣ（Application  Specific  Integrated  Circuit）等のハードウェア機能部であってもよい。記憶部１２０は、例えば、ＨＤＤ（Hard  Disk  Drive）やフラッシュメモリ、ＲＡＭ（Random  Access  Memory）、ＲＯＭ（Read  Only  Memory）等である。
【００１１】
［車両の部位の特定］
車両検知部１０２は、カメラ１０、２０の撮像した画像の中に、車両の一部（部位）が存在するか否かを判定する。車両検知部１０２は、例えば、車両のフロント部、ボディ部、リア部などの車両を構成する部位毎に、Ｓｏｂｅｌフィルタ処理などでエッジ強調された特徴量、勾配特徴量、輝度特徴量等と、それらのパターンで構成される識別器を構成する（下記参考文献を参照）。そして、車両検知部１０２は、構成した識別器を用いて、画像の中に存在する車両の部位の種類と位置を特定する。
参考文献：”Coarse-to-fine  approach  for  fast  deformable  object  detection”,  M.Pedersoli,  A.Vadaldi,  J.Gonzalez,  CVPR2011
【００１２】
図４（Ａ）〜（Ｃ）は、撮像された画像からフロント部の画像を切り出した図である。
フロント部は、ヘッドランプ、フロントグリル、バンパー、ナンバープレート等の構成要素を含む。前述の識別器は、これらの構成要素を統合して検出可能となるように構成される。これによって、車両検知部１０２は、車種によって異なる構成要素の位置に対応して、高精度にフロント部を特定することができる。また、図５（Ａ）〜（Ｃ）は、撮像された画像からボディ部の画像を切り出した図である。ボディ部は、主に車両の屋根を含む簡素な形状となるが、作業車等の場合は、より複雑な形状となる。これに対して、車両検知部１０２は、予め用意された作業車のボディ部用の識別器を用いればよい。また、図６（Ａ）〜（Ｃ）は、撮像された画像からリア部の画像を切り出した図である。
【００１３】
図７（Ａ）〜（Ｄ）は、カメラ１０によって時系列に撮像される画像を、撮像順に並べた図である。車両ＭＢの進行に応じて、まず図７（Ａ）に示す画像が撮像され、その後、図７（Ｂ）に示す画像が撮像され、その後、図７（Ｃ）に示す画像が撮像され、その後、図７（Ｄ）に示す画像が撮像される。図中、Ｆは車両検知部１０２により特定されるフロント部を、Ｂは車両検知部１０２により特定されるボディ部を、Ｒは車両検知部１０２により特定されるリア部をそれぞれ示す。
【００１４】
［車両の状態判定］
車両状態判定部１０４は、カメラ１０、２０の撮像した画像を、例えば画像横方向の分割線で仮想的に３分割し、各領域１〜３のそれぞれに、フロント部、ボディ部、リア部が収まっているか否かを判定する。横方向の分割線は、車両の進行方向に略直交する直線である。以下、説明を簡略化するために、主にカメラ１０の撮像画像に対する処理について説明する。図８は、画像が領域１〜３に分割された様子を示す図である。
【００１５】
［ナンバープレート認識］
認識位置判定部１０６は、車両状態判定部１０４による判定結果を参照し、領域２にフロント部（Ｆ）が存在するか否かを判定し、領域２にフロント部（Ｆ）が存在する場合に、ナンバー認識部１０８にナンバープレート認識を行わせる。ナンバー認識部１０８は、領域２内の走査領域（例えば、フロント部（Ｆ）と認識された車両の前端部から画像奥行き方向に向かう領域）を走査してナンバープレートの占める領域（ナンバープレート領域）を特定し、ナンバープレート領域内で文字認識処理を行って、ナンバープレートに記載された情報を読み取る。
【００１６】
認識位置判定部１０６は、領域２にフロント部（Ｆ）が存在する場合ではなく、領域２と１のいずれかにフロント部（Ｆ）が存在する場合に、ナンバー認識部１０８にナンバープレート認識を行わせてもよい。また、認識位置判定部１０６は、後述する車種判定部１１６による判定結果を参照し、車種に対応した最適な領域にフロント部（Ｆ）が存在する場合に、ナンバー認識部１０８にナンバープレート認識を行わせてもよい。
【００１７】
いずれの場合も、領域２（または領域１）にフロント部（Ｆ）が映された画像は、当該車両がガントリＧＴ付近から退出するまで一時的に記憶部１２０に保存される。これによって、ナンバー認識部１０８による認識漏れを少なくすることができる。
【００１８】
ナンバー認識部１０８は、走査領域に対して、特定周波数以下の成分の抽出、２値化処理等を行い、更にラベリング等の方法を使って文字候補領域を切り出す。そして、文字候補領域から大きさや縦横比が、目的とする文字領域とかけ離れている領域を排除して文字認識を行う（「特許第４９０１６７６号公報」を参照）。文字認識によって得られる情報には、一連番号、陸支部、分類番号、用途コード、車種コード等が含まれる。ナンバー認識部１０８は、このような処理によってナンバープレートに記載された情報（文字）を読み取ると共に、文字認識スコアを認識位置判定部１０６に出力する。認識位置判定部１０６は、文字認識スコアが基準値よりも低い場合には、再度、領域２などにフロント部（Ｆ）が映された画像を対象として、ナンバー認識部１０８に文字を読み取らせる。
【００１９】
このように、本実施形態の車両監視装置１００は、車両のナンバープレートを読み取りやすい、領域２（または領域１）にフロント部（Ｆ）が存在する場合に、ナンバープレートに記載された情報を読み取るため、走査領域を小さくすることができ、車両のナンバープレートに記載された情報を効率的に読み取ることができる。
【００２０】
すなわち、フロント部（Ｆ）を特定する処理は、道路と車両との境界を特定するという、比較的処理負荷が小さく、且つ高精度に行うことができる処理により行われる。このため、車両監視装置１００は、低負荷で且つ迅速にナンバープレートの存在する画像中の領域を絞り込むことができ、画像全体からナンバープレートを走査するものに比して、車両のナンバープレートに記載された情報を効率的に読み取ることができる。
【００２１】
また、ナンバー認識部１０８は、後述する車種判定部１１６による判定結果に基づいて、走査領域を修正または絞り込んでよい。例えば、車種判定部１１６により、ナンバープレートが中央部分に無い車種であると判定された場合、ナンバー認識部１０８は、ナンバープレートの偏りに応じた位置に走査領域を修正または絞り込む。この結果、車両監視装置１００は、より低負荷で且つ迅速にナンバープレートの存在する画像中の領域を絞り込むことができ、車両のナンバープレートに記載された情報を更に効率的に読み取ることができる。
【００２２】
一方、認識位置判定部１０６は、カメラ２０の撮像した画像については、領域２（または領域３）にリア部（Ｒ）が存在するか否かを判定し、ナンバー認識部１０８は、領域２（または領域３）にリア部（Ｒ）が存在する場合に、走査領域（例えば、リア部（Ｒ）と認識された車両の後端部から画像奥行き方向に向かう領域）を走査してナンバープレート領域を特定し、ナンバープレート領域内で文字認識処理を行って、ナンバープレートに記載された情報を読み取る。
【００２３】
［車両台数の計測］
車両状態遷移部１１０は、車両状態判定部１０４の判定結果を参照し、領域１〜３に存在するフロント部（Ｆ）、ボディ部（Ｂ）、リア部（Ｒ）の組み合わせによって、カメラ１０の撮像領域内の車両の状態を類型化する。車両状態遷移部１１０は、例えば、カメラ１０の撮像範囲内の車両の状態を、Ｓ０「車両無」、Ｓ１「進入」、Ｓ２「領域内滞留」、Ｓ３「退出」、Ｓ４「２台接近」の各状態に分類する。図９は、各領域に存在する車両の部位と、各状態との対応関係の一例を示す図である。図９において、「×」は、該当する領域内で車両検知部１０２により車両の部位が特定されなかったことを示す。なお、図８の状態は、領域１で車両のフロント部（Ｆ）が、領域３で車両のリア部（Ｒ）が特定されているため、Ｓ４「２台接近」に該当する。また、図１０は、車両の状態の他の例を示す図である。図１０の状態は、領域１で車両のフロント部（Ｆ）が、領域２で車両のリア部（Ｒ）が、領域３で車両のボディ部（Ｂ）が特定されているため、Ｓ２「領域内滞留」に該当する。一方、車両状態遷移部１１０は、カメラ２０の画像に対しては、図９の対応関係を、領域１〜３の順序を逆にして、車両の状態を類型化する。
【００２４】
車両台数計測部１１２は、車両状態遷移部１１０により類型化された車両の状態の変化を参照し、変化パターンから車両台数の計測を行う。図１１は、カメラ１０の画像を用いる場合の車両の状態の変化をモデル化した図である。図１１のモデルを用いる場合、車両台数計測部１１２は、Ｓ４からＳ２に遷移したとき、および、Ｓ３からＳ０に遷移したときに、車両が１台、ガントリＧＴの下方領域に進入したと判定する。また、図１２は、カメラ２０の画像を用いる場合の車両の状態の変化をモデル化した図である。図１２のモデルを用いる場合、車両台数計測部１１２は、Ｓ４からＳ２に遷移したとき、および、Ｓ１からＳ０に遷移したときに、車両が１台、ガントリＧＴの下方領域から退出したと判定する。
【００２５】
このような判定を行うことによって、本実施形態の車両監視装置１００は、例えば渋滞によって車両の一部が重なって撮像された場合でも、漏れの少ない台数計測を行うことができる。また、車両台数計測部１１２は、記憶部１２０において、ガントリＧＴの下領域から退出したと判定した車両についての不要な画像等の情報を格納した領域を解放する。
これによって、記憶部１２０のリソースの浪費を防止することができる。
【００２６】
［車幅、車種、情報統合］
車幅計測部１１４は、カメラ１０により撮像された画像における車両外輪郭から車両の車幅を計測する。図１３は、車幅計測部１１４による計測手法の一例を説明するための図である。車幅計測部１１４は、例えば、予め記憶部１２０に格納された画像の縦位置ｙ毎の道路幅Ｌ（ｙ）と、画像における道路幅方向の傾きθに基づいて、車幅を計測する。すなわち、車幅計測部１１４は、車両外輪郭の下部ベクトルを→Ｗ（→はベクトルを示す）とすると、これを道路幅方向に平行なベクトル→Ｗ＊に写像する。そして、車幅計測部１１４は、ベクトル→Ｗ＊と、その縦位置ｙにおける画像上の道路幅ｌ（ｙ）との比率を求め、ベクトル→Ｗ＊の起点を縦位置ｙとする道路幅Ｌ（ｙ）に、上記求めた比率を乗算して、車幅を計測する。
【００２７】
車種判定部１１６は、車両検知部１０２により検知されたフロント部（Ｆ）等の形状パターンと、車幅計測部１１４により計測された車幅を統合して、カメラ１０により撮像された画像に映された車両の車種を判定する。車種判定部１１６は、「二輪車」「軽自動車」「普通車」「大型車両」「その他」「判定不能」等に車両の車種を分類する。これらのうち、「二輪車」と四輪車については、フロント部（Ｆ）等の形状パターンに基づき判定が行われ、四輪車の種別については、フロント部（Ｆ）等の形状パターンおよび車幅に基づき判定が行われる。
【００２８】
車両情報統合部１１８は、車両台数計測部１１２により計測された車両の台数、車両毎に得られたナンバー認識部１０８による認識結果、車種判定部１１６により判定された車種等の情報を統合し、車両の通過時刻と対応付けて車両の管理を行う。ここで、「二輪車」については、車両の前面画像によるナンバープレート情報がないことから、カメラ１０側の情報が不十分となるが、カメラ２０側の情報に基づいて、これを補完することができる。
【００２９】
［まとめ］
以上説明した本実施形態の車両監視装置１００によれば、道路と車両との境界を特定するという、比較的処理負荷が小さく且つ高精度に行うことができる、フロント部（Ｆ）を特定する処理によって走査領域を絞り込むことができる。この結果、画像全体からナンバープレートを走査するものに比して、車両のナンバープレートに記載された情報を効率的に読み取ることができる。
【００３０】
また、本実施形態の車両監視装置１００によれば、ナンバー認識部１０８が、車種判定部１１６による判定結果に基づいて、走査領域を修正または絞り込むことで、より低負荷で且つ迅速にナンバープレートの存在する画像中の領域を絞り込むことができ、車両のナンバープレートに記載された情報を更に効率的に読み取ることができる。
【００３１】
また、本実施形態の車両監視装置１００によれば、車両台数計測部１１２が、車両状態遷移部１１０により類型化された車両の状態の変化パターンから車両台数の計測を行うため、漏れの少ない台数計測を行うことができる。
【００３２】
＜第２実施形態＞
以下、第２実施形態の車両監視システム２および車両監視装置２００について説明する。図１４は、第２実施形態の車両監視システム２に含まれるカメラ１０、２０、３０がガントリＧＴに取り付けられた様子を示す図である。カメラ１０、２０、３０は、例えばＣＣＤやＣＭＯＳ等の撮像素子を備えるカメラである。カメラ１０、２０については第１実施形態と同様であるため、説明を省略する。カメラ３０は、ガントリＧＴの直下領域を撮像する。図中、Ａ（３０）はカメラ３０の撮像領域を示す。カメラ３０の撮像領域Ａ（３０）は、例えば、撮像領域Ａ（１０）とＡ（２０）の死角をカバーするように設定される。また、カメラ１０、２０、３０は、所定周期で繰り返し撮像を行うように制御される。
カメラ１０、２０、３０の撮像した画像は、車両監視装置２００に送信される。
【００３３】
このように、車両ＭＢの前方、後方、および直上から撮像を行うことで、カメラ１０に撮像された車両ＭＢが、その後にカメラ２０に撮像されるまでの間の状態変化を、漏れなく把握することができる。例えば、ガントリＧＴが２車線以上の道路に跨って懸架されている場合に、係る効果は顕著なものとなる。
【００３４】
図１５は、第２実施形態の車両監視システム２により、複数車線を走行する車両が確実に認識される様子を示す図である。ここでは、カメラ１０、２０、３０の撮像領域Ａ（１０）、Ａ（２０）、Ａ（３０）は、複数車線に跨るものとする。図１５（Ａ）は、車線１、車線２の２車線に跨ってガントリＧＴが懸架され、ガントリＧＴの直下で車両ＭＢ２が車両ＭＢ１を追い越した状況を示す図である。この場合、ガントリＧＴの直下を撮像するカメラ３０が存在しなければ、カメラ１０によって直列状に並んで撮像された車両ＭＢ１と車両ＭＢ２は、カメラ２０の撮像画像において横に並んで出現することになり、双方の車両の同定が困難になる場合がある。
【００３５】
これに対し、第２実施形態の車両監視システム２では、カメラ３０の撮像画像によって、車両ＭＢ２の追い越し動作を把握することができるため、より確実に車両の同定を行うことができる。図１５（Ｂ）は、車両監視装置２０によって車両ＭＢ１、ＭＢ２が把握されることによって、記憶部１２０（後述）に格納される情報の一例を示す図である。
【００３６】
車両監視装置２００は、任意の場所に設置することができる。図１６は、第２実施形態に係る車両監視装置２００の機能構成の一例を示す図である。車両監視装置２００は、例えば、前方車両判定部２０２と、車両進入検出部２０４と、車両位置推定部２０６と、速度計測部２０８と、車種割当部２１０と、車両退出判定部２１２と、車両情報統合部２１４と、後方車両判定部２１６と、カメラ制御部２１８と、画質向上処理部２２０と、記憶部２３０とを備える。これらの機能部は、例えば、車両監視装置２００のＣＰＵが、記憶部２３０に記憶されたプログラムを実行することにより機能するソフトウェア機能部である。なお、これに代えて、各機能部は、ＬＳＩやＡＳＩＣ等のハードウェア機能部であってもよい。
【００３７】
前方車両判定部２０２は、例えば、カメラ１０により撮像された画像から、第１実施形態における車両状態判定部１０４や認識位置判定部１０６と同様の処理を行って、ガントリＧＴに向かって前進する車両の位置等を特定すると共に、その車両のナンバープレートに記載された情報を読み取る。図１５に示したように、ガントリＧＴが複数車線に跨る場合には、車両の位置やナンバープレートに記載された情報は、走行車線の情報と共に記憶部２３０に格納される。車両進入検出部２０４は、前方車両判定部２０２から、ガントリＧＴの直下に進入する車両の位置と時刻を受け取り、車両サイズの物体が進入することを検知する。
【００３８】
車両位置推定部２０６は、車両進入検出部２０４によって検出された車両が時刻毎に移動する様子を捉え、時刻毎の車両の位置を特定する。車両位置推定部２０６は、真上方向から撮影した車両については、例えば、時刻毎に車両輪郭領域内の輝度情報テンプレートを更新して車両を同定する。
【００３９】
速度計測部２０８は、車両位置推定部２０６により特定される車両の位置の単位時間あたりの移動量に基づいて、車両の速度を計測する。速度計測部２０８により計測された速度が車両間で大きく偏っている場合には、法定速度で移動する車両がいるのにも関わらず、故障や事故などにより停止している車両が発生していることが予想されるため、警告装置へ通報するなどの処理を行ってもよい。
【００４０】
車種割当部２１０は、車両位置推定部２０６によって特定された車両の位置に、前方車両判定部２０２により検出および読み取られた情報を割り当てる。特に「二輪車」に関しては、前方車両判定部２０２により読み取られた、ナンバープレートに記載された情報が存在しないため、車両の位置を確実に把握しておく。
【００４１】
車両退出判定部２１２は、車両位置推定部２０６によって特定された車両の位置に基づき、車両が出口付近の位置を越えたか否かを判定することで、ガントリＧＴの下部領域からの車両の退出を判定する。
【００４２】
車両情報統合部２１４は、ガントリＧＴの下部領域から退出する車両毎に、走行していた車線および退出時刻と、車種割当部２１０により割り当てられた情報とを統合し、車両通行の管理を行う。
【００４３】
後方車両判定部２１６は、ガントリＧＴより離れる方向に進行する車両を撮影するカメラ２０により撮像された画像から、第１実施形態における車両状態判定部１０４や認識位置判定部１０６と同様の処理を行って、車両の位置を特定すると共にナンバープレート情報を読み取る。
【００４４】
カメラ制御部２１８は、後方車両判定部２１６が使用するカメラ２０に送信されるパラメータの変更情報を生成する。例えば、カメラ制御部２１８は、車両情報統合部２１４において、顕著に速度の早い車両が通過していることが検知された場合には、カメラ２０のシャッター速度を速くするなどの制御を行う。また、「二輪車」が多数通行することが検知された場合には、解像度を上げるためにズーム情報を変更するなどの制御を行う。また、照明装置によってガントリＧＴ周辺を照射している場合には、カメラ２０の撮像領域Ａ（２０）に車両が進入するタイミングを予測して、照明点灯（或いは強度の調整）のタイミングを計るなどの制御を行ってもよい。また、車両後方はナンバープレート装着が義務づけられていることから、カメラ２０の撮像画像の解像度をカメラ１０の画像の撮像画像の解像度よりも高く設定してよい。
【００４５】
画質向上処理部２２０は、カメラ１０、２０により撮像された画像に対して、例えば、ガントリＧＴ全体の振動による車両の動きぼけを補正する処理等を行う。また、画質向上処理部２２０は、カメラ制御部２１８による調整が追いつかないような場合に、画像の露出不足や解像度不足を補うための補正処理等を行ってもよい。
【００４６】
図１５の例では、車両情報統合部２１４が、入口付近で時刻Ｔｎ−１に車両ＭＢ１が、続いて時刻Ｔｎに車両ＭＢ２が車線２を通過したという情報を、前方車両判定部２０２から受け取り、更に、カメラ３０により撮像された画像に基づいて各車両の同定を行った結果、各車両がカメラ２０の撮像領域Ａ（２０）に進入する前に、車両ＭＢ２が車両ＭＢ１を追い越し、車線２から車線１へ進路変更したことが判明したものとする。この時、車両情報統合部２１４は、車両の時系列情報に変更を加え、後方車両判定部２１６に対して、車線２から、車両ＭＢ２が先に画面に現れることを伝達する。従って、入口側と出口側での車両管理状態には矛盾は生じず、予め車両到達の情報を持つことが出来るため、認識精度の向上を図ることができる。
【００４７】
以上説明した第２実施形態の車両監視装置２００によれば、カメラ１０とカメラ２０の撮像領域の隙間を補完するカメラ３０の撮像画像を用いて車両の監視を行なうため、シームレスな車両監視を実現することができる。
【００４８】
また、第２実施形態の車両監視装置２００によれば、カメラ制御部２１８が、カメラ１０、３０により撮像された画像に基づく情報を用いて、カメラ２０に送信するパラメータを変更するため、より確実に車両を監視することができる。
【００４９】
以上説明した少なくともひとつの実施形態によれば、道路と車両との境界を特定するという、比較的処理負荷が小さく且つ高精度に行うことができる、フロント部（Ｆ）を特定する処理によって走査領域を絞り込むことにより、車両のナンバープレートに記載された情報を効率的に読み取ることができる。
【００５０】
なお、上記各実施形態における車両状態判定部１０４、認識位置判定部１０６、前方車両判定部２０２、後方車両判定部２１６が、特許請求の範囲における「判定部」の一例である。また、上記各実施形態におけるナンバー認識部１０８、前方車両判定部２０２、後方車両判定部２１６が、特許請求の範囲における「読取部」の一例である。
【００５１】
以上、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。これら新規な実施形態は、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ともに、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。
例えば、第１実施形態においても、第２実施形態と同様のカメラ制御、画質向上処理、カメラ２０による情報補完等が行われてよい。第１実施形態として説明した技術と、第２実施形態として説明した技術は、適宜、組み合わせて使用することができる。
【符号の説明】
【００５２】
１０、２０、３０  カメラ
１００、２００  車両監視装置
１０２  車両検知部
１０４  車両状態判定部
１０６  認識位置判定部
１０８  ナンバー認識部
１１０  車両状態遷移部
１１２  車両台数計測部
１１４  車幅計測部
１１６  車種判定部
１１８  車両情報統合部
１２０、２３０  記憶部
２０２  前方車両判定部
２０４  車両進入検出部
２０６  車両位置推定部
２０８  速度計測部
２１０  車種割当部
２１２  車両退出判定部
２１４  車両情報統合部
２１６  後方車両判定部
２１８  カメラ制御部
２２０  画質向上処理部
【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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