(57)【要約】【課題】車両通過帯を通過する車両の寸法を検出すること。【解決手段】車両通過帯１７０の側方に設けられて、当該車両通過帯１７０を通過する車両１９０を映す鏡１３０と、車両通過帯１７０の上方に設けられて、当該車両通過帯１７０を通過する車両１９０と、鏡１３０に映った当該車両１９０の鏡像とを撮像する撮像装置１５０と、撮像装置１５０と電気的に接続されて、撮像装置１５０が撮像した画像における、車両１９０の実像の輪郭線上の特徴的な複数の実像点と、鏡１３０に映った当該車両１９０の鏡像の輪郭線上の特徴的な複数の鏡像点とに基づいて、当該車両１９０の寸法を演算により求める演算装置１１０とを備える。【選択図】図１
2012022501.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両通過帯を通過する車両の寸法を検出する車両寸法検出システムであって、
前記車両通過帯の側方に設けられて、当該車両通過帯を通過する車両を映す鏡と、
前記車両通過帯の上方に設けられて、当該車両通過帯を通過する車両と、前記鏡に映った当該車両の鏡像とを撮像する撮像装置と、
前記撮像装置と電気的に接続されて、前記撮像装置が撮像した画像における、前記車両の実像の輪郭線上の特徴的な複数の実像点と、前記鏡に映った当該車両の鏡像の輪郭線上の特徴的な複数の鏡像点とに基づいて、当該車両の寸法を演算により求める演算装置と
を備える車両寸法検出システム。
【請求項２】
前記鏡は、
前記車両通過帯の延在方向と平行に配置された第１の鏡面と、
前記第１の鏡面よりも前記車両の進入方向側に前記第１の鏡面と並べて配置された第２の鏡面と、前記第１の鏡面よりも前記車両の進出方向側に前記第１の鏡面と並べて配置された第３の鏡面とのうち、いずれか一方又は両方の鏡面と
を有し、
前記第１の鏡面、前記第２の鏡面、及び前記第３の鏡面は、それぞれ、鉛直方向において、前記車両通過帯の反対側に倒れるような角度を有して配置されており、
前記第２の鏡面、及び前記第３の鏡面は、それぞれ、水平方向において、前記第１の鏡面の端部から離れるほど、前記車両通過帯から離れるような角度を更に有して配置されている
請求項１に記載の車両寸法検出システム。
【請求項３】
前記第１の鏡面は、鉛直方向において並んで配列される複数の鏡面に分割され、当該分割された各鏡面は、水平方向から入射した光が前記撮像装置に向かって反射するように、水平面に対して、それぞれ異なる角度を有している
請求項２に記載の車両寸法検出システム。
【請求項４】
前記演算装置は、
少なくとも、前記撮像装置が撮像した画像における、前記第１の鏡面に映った前記車両の鏡像の輪郭線上の、少なくとも、前記車両の上端部に対応する第１の鏡像点を特定する鏡像点特定部と、
前記鏡像点特定部が特定した第１の鏡像点に対応する前記第１の鏡面上の位置と前記撮像装置の位置との相対的な位置関係に基づいて、少なくとも、前記車両の車高を算出する車両寸法算出部と
を有する請求項３に記載の車両寸法検出システム。
【請求項５】
前記演算装置は、
前記撮像装置が撮像した画像における、前記車両の実像の輪郭線上の、少なくとも、前記車両の一方の側端部に対応する第１の実像点と、前記車両の他方の側端部に対応する第２の実像点とを特定する実像点特定部
を更に有し、
前記車両寸法算出部は、前記実像点特定部が特定した第１の実像点及び第２の実像点にそれぞれに対応する前記車両上の各位置と前記撮像装置の位置との相対的な位置関係に更に基づいて、前記車両の車幅を更に算出する
請求項４に記載の車両寸法検出システム。
【請求項６】
前記鏡が前記第１の鏡面及び前記第２の鏡面だけを有している場合、
前記鏡像点特定部は、前記撮像装置が撮像した画像における、前記第１の鏡面に映った前記車両の鏡像の輪郭線上の、前記車両の前端部の上端部に対応する第２の鏡像点と、前記第２の鏡面に映った前記車両の鏡像の輪郭線上の、前記車両の後端部に対応する第３の鏡像点とを更に特定し、
前記実像点特定部は、前記撮像装置が撮像した画像における、前記車両の実像の輪郭線上の、前記車両の前端部に対応する第３の実像点を特定し、
前記車両寸法算出部は、前記鏡像点特定部が特定した第２の鏡像点に対応する前記第１の鏡面上の位置と前記撮像装置の位置との相対的な位置関係と、前記鏡像点特定部が特定した第３の鏡像点に対応する前記第２の鏡面上の位置と前記撮像装置の位置との相対的な位置関係と、前記実像点特定部が特定した第３の実像点に対応する前記車両上の位置と前記撮像装置の位置との相対的な位置関係とに更に基づいて、前記車両の車長を更に算出する
請求項５に記載の車両寸法検出システム。
【請求項７】
前記鏡が前記第１の鏡面及び前記第３の鏡面だけを有している場合、
前記鏡像点特定部は、前記撮像装置が撮像した画像における、前記第１の鏡面に映った前記車両の鏡像の輪郭線上の、前記車両の後端部の上端部に対応する第４の鏡像点と、前記第３の鏡面に映った前記車両の鏡像の輪郭線上の、前記車両の前端部に対応する第５の鏡像点とを更に特定し、
前記実像点特定部は、前記撮像装置が撮像した画像における、前記車両の実像の輪郭線上の、前記車両の後端部に対応する第４の実像点を特定し、
前記車両寸法算出部は、前記鏡像点特定部が特定した第４の鏡像点に対応する前記第１の鏡面上の位置と前記撮像装置の位置との相対的な位置関係と、前記鏡像点特定部が特定した第５の鏡像点に対応する前記第３の鏡面上の位置と前記撮像装置の位置との相対的な位置関係と、前記実像点特定部が特定した第４の実像点に対応する前記車両上の位置と前記撮像装置の位置との相対的な位置関係とに更に基づいて、前記車両の車長を更に算出する
請求項５に記載の車両寸法検出システム。
【請求項８】
前記鏡が前記第１の鏡面と前記第２の鏡面と前記第３の鏡面とを有している場合、
前記鏡像点特定部は、前記撮像装置が撮像した画像における、前記第２の鏡面に映った前記車両の鏡像の輪郭線上の、前記車両の後端部に対応する第３の鏡像点と、前記第３の鏡面に映った前記車両の鏡像の輪郭線上の、前記車両の前端部に対応する第５の鏡像点とを更に特定し、
前記車両寸法算出部は、前記鏡像点特定部が特定した第３の鏡像点に対応する前記第２の鏡面上の位置と前記撮像装置の位置との相対的な位置関係と、前記鏡像点特定部が特定した第５の鏡像点に対応する前記第３の鏡面上の位置と前記撮像装置の位置との相対的な位置関係とに更に基づいて、前記車両の車長を更に算出する
請求項５に記載の車両寸法検出システム。
【請求項９】
前記撮像装置の撮像範囲に赤外線を照射する赤外線照明
を更に備え、
前記撮像装置は、前記車両通過帯を通過する車両と、前記鏡に映った当該車両の鏡像とを、赤外線だけを透過させるフィルターを通して撮像する
請求項１から８のいずれか一項に記載の車両寸法検出システム。
【請求項１０】
前記車両通過帯と前記鏡との間に設けられて、赤外線だけを透過させる壁体
を更に備える
請求項９に記載の車両寸法検出システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両寸法検出システムに関する。特に本発明は、車両通過帯を通過する車両の寸法を検出する車両寸法検出システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
有料道路の料金所では、車両の大きさに応じた通行料金を徴収している。そのために、料金所には、通行車両の寸法を検出するための車両寸法検出システムが設けられている。既知の車両寸法検出システムでは、複数のセンサを用いて、通行車両の車高、車幅、及び車長を、それぞれ検出している。
【０００３】
図１６は、既知の車両寸法検出システムの構造を模式的に示す。既知の車両寸法検出システムでは、図１６（ａ）に示すように、道路の側方に立設された光センサ装置９０１、９０２を用いて車両の車高を検出している。具体的には、光センサ装置９０１は、道路の一方の側方に立設されている。そして、光センサ装置９０１には、複数の光送信機が高さ方向に並べて取り付けられている。これに対して、光センサ装置９０２は、光センサ装置９０１と向き合うようにして、道路の他方の側方に立設されている。そして、光センサ装置９０２には、複数の光受信機が高さ方向に並べて取り付けられている。そして、光センサ装置９０１に取り付けられている各光送信機から送信された光は、光センサ装置９０２に取り付けられている各光受信機で受信されるようになっている。このような既知の車両寸法検出システムでは、光センサ装置９０１と光センサ装置９０２とが設けられている間の道路を車両が通過すると、光センサ装置９０１に取り付けられた光送信機から送信された光が車両によって遮られて、光センサ装置９０２に取り付けられた光受信機で受信されないことになる。そこで、この既知の車両寸法検出システムでは、車両に遮られて光を受信することができなかった光受信機の数に基づいて、その車両の車高を検出している。
【０００４】
また、既知の車両寸法検出システムでは、図１６（ｂ）に示すように、道路の上方に設けられたレーザセンサ装置９０３を用いて車両の車幅を検出している。具体的には、レーザセンサ装置９０３は、道路の幅方向に広がるようなレーザ光を、道路の上方から放射している。このような既知の車両寸法検出システムでは、レーザセンサ装置９０３の下方の道路を車両が通過すると、レーザセンサ装置９０３から放射されたレーザ光が車両によって遮られることになる。そこで、この既知の車両寸法検出システムでは、車両に遮られたレーザ光の量に基づいて、その車両の車幅を検出している。
【０００５】
また、既知の車両寸法検出システムでは、図１６（ｃ）に示すように、道路に敷設された荷重センサ装置９０４を用いて車両の車幅を検出している。この既知の車両検出システムでは、荷重センサ９０４の上を車両が通過すると、車両のタイヤの位置が検出されることになる。そこで、この既知の車両寸法検出システムでは、検出された車両のタイヤの位置に基づいて、その車両の車幅を検出している。
【０００６】
また、既知の車両寸法検出システムでは、図１６（ｄ）に示すように、道路の側方に配設された光センサ装置９０５、９０６を用いて車両の車長を検出している。具体的には、光センサ装置９０５は、道路の一方の側方に、道路と平行に配設されている。そして、光センサ９０５には、複数の光送信機が長さ方向に並べて取り付けられている。これに対して、光センサ装置９０６は、光センサ装置９０５と向き合うようにして、道路の他方の側方に配設されている。そして、光センサ装置９０６には、複数の光受信機が長さ方向に並べて取り付けられている。そして、光センサ装置９０５に取り付けられている各光送信機から送信された光は、光センサ装置９０６に取り付けられている各光受信機で受信されるようになっている。このような既知の車両寸法検出システムでは、光センサ装置９０５と光センサ装置９０６との間の道路を車両が通過すると、光センサ装置９０５に取り付けられた光送信機から送信された光が車両によって遮られて、光センサ装置９０６に取り付けられた光受信機で受信されないことになる。そこで、この既知の車両寸法検出システムでは、車両に遮られた光を受信することができなかった光受信機の数に基づいて、その車両の車長を検出している。
【０００７】
また、車両の寸法を検出する別の技術としては、走行レーンの上方から走行する車両の前後方向及び幅方向に距離測定用のレーザ光をそれぞれ走査すると共に、これらレーザ光の反射レーザ光を受光しその走査角度と反射レーザ光の到達時間から距離を計測して車長、車高及び車幅を求める技術が知られている（例えば、特許文献１参照。）。この技術においては、予め入力された車種区分データから車両区分を判断して、車両区分や車両区分から得られる車両情報を出力する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特許第３３６３７６３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
上記の既知の車両寸法検出システムや、特許文献１に記載の技術では、道路を走行している車両の車高、車幅、及び車長を検出することができる。しかしながら、これらのシステムや技術では、車両の車高、車幅、及び車長を検出するのに、大掛かりなセンサ装置やレーザ測距装置等が必要となり、高コストとなってしまう。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記課題を解決するために、本発明の第１の形態によると、車両通過帯を通過する車両の寸法を検出する車両寸法検出システムであって、車両通過帯の側方に設けられて、当該車両通過帯を通過する車両を映す鏡と、車両通過帯の上方に設けられて、当該車両通過帯を通過する車両と、鏡に映った当該車両の鏡像とを撮像する撮像装置と、撮像装置と電気的に接続されて、撮像装置が撮像した画像における、車両の実像の輪郭線上の特徴的な複数の実像点と、鏡に映った当該車両の鏡像の輪郭線上の特徴的な複数の鏡像点とに基づいて、当該車両の寸法を演算により求める演算装置とを備える。
【００１１】
鏡は、車両通過帯の延在方向と平行に配置された第１の鏡面と、第１の鏡面よりも車両の進入方向側に第１の鏡面と並べて配置された第２の鏡面と、第１の鏡面よりも車両の進出方向側に第１の鏡面と並べて配置された第３の鏡面とのうち、いずれか一方又は両方の鏡面とを有し、第１の鏡面、第２の鏡面、及び第３の鏡面は、それぞれ、鉛直方向において、車両通過帯の反対側に倒れるような角度を有して配置されており、第２の鏡面、及び第３の鏡面は、それぞれ、水平方向において、第１の鏡面の端部から離れるほど、車両通過帯から離れるような角度を更に有して配置されていてよい。
【００１２】
第１の鏡面は、鉛直方向において並んで配列される複数の鏡面に分割され、当該分割された各鏡面は、水平方向から入射した光が撮像装置に向かって反射するように、水平面に対して、それぞれ異なる角度を有していてよい。
【００１３】
演算装置は、少なくとも、撮像装置が撮像した画像における、第１の鏡面に映った車両の鏡像の輪郭線上の、少なくとも、車両の上端部に対応する第１の鏡像点を特定する鏡像点特定部と、鏡像点特定部が特定した第１の鏡像点に対応する第１の鏡面上の位置と撮像装置の位置との相対的な位置関係に基づいて、少なくとも、車両の車高を算出する車両寸法算出部とを有してよい。
【００１４】
演算装置は、撮像装置が撮像した画像における、車両の実像の輪郭線上の、少なくとも、車両の一方の側端部に対応する第１の実像点と、車両の他方の側端部に対応する第２の実像点とを特定する実像点特定部を更に有し、車両寸法算出部は、実像点特定部が特定した第１の実像点及び第２の実像点にそれぞれに対応する車両上の各位置と撮像装置の位置との相対的な位置関係に更に基づいて、車両の車幅を更に算出してよい。
【００１５】
鏡が第１の鏡面及び第２の鏡面だけを有している場合、鏡像点特定部は、撮像装置が撮像した画像における、第１の鏡面に映った車両の鏡像の輪郭線上の、車両の前端部の上端部に対応する第２の鏡像点と、第２の鏡面に映った車両の鏡像の輪郭線上の、車両の後端部に対応する第３の鏡像点とを更に特定し、実像点特定部は、撮像装置が撮像した画像における、車両の実像の輪郭線上の、車両の前端部に対応する第３の実像点を特定し、車両寸法算出部は、鏡像点特定部が特定した第２の鏡像点に対応する第１の鏡面上の位置と撮像装置の位置との相対的な位置関係と、鏡像点特定部が特定した第３の鏡像点に対応する第２の鏡面上の位置と撮像装置の位置との相対的な位置関係と、実像点特定部が特定した第３の実像点に対応する車両上の位置と撮像装置の位置との相対的な位置関係とに更に基づいて、車両の車長を更に算出してよい。
【００１６】
鏡が第１の鏡面及び第３の鏡面だけを有している場合、鏡像点特定部は、撮像装置が撮像した画像における、第１の鏡面に映った車両の鏡像の輪郭線上の、車両の後端部の上端部に対応する第４の鏡像点と、第３の鏡面に映った車両の鏡像の輪郭線上の、車両の前端部に対応する第５の鏡像点とを更に特定し、実像点特定部は、撮像装置が撮像した画像における、車両の実像の輪郭線上の、車両の後端部に対応する第４の実像点を特定し、車両寸法算出部は、鏡像点特定部が特定した第４の鏡像点に対応する第１の鏡面上の位置と撮像装置の位置との相対的な位置関係と、鏡像点特定部が特定した第５の鏡像点に対応する第３の鏡面上の位置と撮像装置の位置との相対的な位置関係と、実像点特定部が特定した第４の実像点に対応する車両上の位置と撮像装置の位置との相対的な位置関係とに更に基づいて、車両の車長を更に算出してよい。
【００１７】
鏡が第１の鏡面と第２の鏡面と第３の鏡面とを有している場合、鏡像点特定部は、撮像装置が撮像した画像における、第２の鏡面に映った車両の鏡像の輪郭線上の、車両の後端部に対応する第３の鏡像点と、第３の鏡面に映った車両の鏡像の輪郭線上の、車両の前端部に対応する第５の鏡像点とを更に特定し、車両寸法算出部は、鏡像点特定部が特定した第３の鏡像点に対応する第２の鏡面上の位置と撮像装置の位置との相対的な位置関係と、鏡像点特定部が特定した第５の鏡像点に対応する第３の鏡面上の位置と撮像装置の位置との相対的な位置関係とに更に基づいて、車両の車長を更に算出してよい。
【００１８】
撮像装置の撮像範囲に赤外線を照射する赤外線照明を更に備え、撮像装置は、車両通過帯を通過する車両と、鏡に映った当該車両の鏡像とを、赤外線だけを透過させるフィルターを通して撮像してよい。
【００１９】
車両通過帯と鏡との間に設けられて、赤外線だけを透過させる壁体を更に備えてよい。
【００２０】
なおまた、上記のように発明の概要は、本発明の必要な特徴の全てを列挙したものではなく、これらの特徴群のサブコンビネーションもまた、発明となり得る。
【発明の効果】
【００２１】
以上の説明から明らかなように、この発明においては、鏡と撮像装置と、車両の寸法を演算するための演算装置だけのハードウェアで、車両通過帯を通過している車両の寸法を検出することができるので、低コストにてシステムを実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】一実施形態に係る車両寸法検出システム１００の利用環境の一例を示す図である。
【図２】一実施形態に係る車両寸法検出システム１００の利用環境の一例を示す図である。
【図３】図１のデジタルカメラ１５０が撮像した画像の一例を示す図である。
【図４】演算装置１１０のブロック構成の一例を示す図である。
【図５】鏡１３０、自動車１９０、及びデジタルカメラ１５０の相対的な位置関係を示す図である。
【図６】鏡１３０、自動車１９０、及びデジタルカメラ１５０の相対的な位置関係を示す図である。
【図７】自動車１９０及びデジタルカメラ１５０の相対的な位置関係を示す図である。
【図８】演算装置１１０の動作フローの一例を示す図である。
【図９】別の実施形態に係る車両寸法検出システム２００の利用環境の一例を示す図である。
【図１０】別の実施形態に係る車両寸法検出システム２００の利用環境の一例を示す図である。
【図１１】デジタルカメラ２５０が撮像した画像Ｉ２の一例を示す図である。
【図１２】更に別の実施形態に係る車両寸法検出システム２００の利用環境の一例を示す図である。
【図１３】更に別の実施形態に係る車両寸法検出システム２００の利用環境の一例を示す図である。
【図１４】デジタルカメラ３５０が撮像した画像Ｉ３の一例を示す図である。
【図１５】演算装置１１０のハードウェア構成の一例を示す図である。
【図１６】既知の車両寸法検出システムの構造を模式的に示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
以下、発明の実施の形態を通じて本発明を説明するが、以下の実施形態は、特許請求の範囲にかかる発明を限定するものではなく、また、実施形態の中で説明されている特徴の組み合わせの全てが発明の解決手段に必須であるとは限らない。
【００２４】
図１及び図２は、一実施形態に係る車両寸法検出システム１００の利用環境の一例を示す。具体的には、図１は、高速道路１７０を、自動車１９０の進行方向側から見た状態を示す。また、図２は、高速道路１７０を、上方から見た状態を示す。車両寸法検出システム１００は、高速道路１７０を走行する自動車１９０の車高Ｈ、車幅Ｗ、及び車長Ｌを検出するシステムである。具体的には、車両寸法検出システム１００は、高速道路１７０の料金所の手前の位置において、高速道路１７０を走行する自動車１９０の車高Ｈ、車幅Ｗ、及び車長Ｌを検出する。そして、車両寸法検出システム１００によって検出された自動車１９０の車高Ｈ、車幅Ｗ、及び車長Ｌは、自動車１９０の種別を特定するために利用される。そして、特定された自動車１９０の種別の情報は、高速道路３００の料金所において、自動車１９０の種別毎に異なる料金を適用して収受するために利用される。なお、高速道路１７０は、この発明における「車両通過帯」の一例であってよい。また、自動車１９０は、この発明における「車両」の一例であってよい。また、車高Ｈ、車幅Ｗ、及び車長Ｌは、この発明における「寸法」の一例であってよい。
【００２５】
車両寸法検出システム１００は、演算装置１１０、鏡１３０、及びデジタルカメラ１５０を備える。演算装置１１０は、デジタルカメラ１５０と電気的に接続されている。また、演算装置１１０は、図示しない料金所の各種機器と電気的に接続されている。なお、デジタルカメラ１５０は、この発明における「撮像装置」の一例であってよい。
【００２６】
鏡１３０は、光の反射を利用して形や姿を映して見る道具である。鏡１３０は、高速道路１７０の側方に設けられている。鏡１３０は、２つの鏡面１３１、１３２を有している。各鏡面１３１、１３２は、鉛直方向において、高速道路１７０の反対側に倒れるような角度θ１を有して配置されている。また、各鏡面１３１、１３２は、水平方向において、それぞれ異なる方向を向くように配置されている。具体的には、鏡面１３１は、高速道路１７０の延在方向と平行に配置されている。鏡面１３２は、鏡面１３１よりも自動車１９０の進入方向側に、鏡面１３１と並べて配置されている。そして、鏡面１３２は、水平方向において、鏡面１３１から離れるほど、高速道路１７０から離れるような角度θ２を有して配置されている。ここで、θ２は、高速道路１７０の延在方向と直行する鉛直線と、鏡面１３２の法線方向の鉛直線とが成す角度である。なお、鏡面１３１は、この発明における「第１の鏡面」の一例であってよい。また、鏡面１３２は、この発明における「第２の鏡面」の一例であってよい。
【００２７】
また、鏡面１３１は、鉛直方向において並んで配列される複数の鏡面１３１ａ、ｂ、ｃ、・・・に分割されている。そして、各鏡面１３１ａ、ｂ、ｃ、・・・は、水平方向から入射した光がデジタルカメラ１５０のレンズに向かって反射するように、それぞれ異なる角度を有している。
【００２８】
デジタルカメラ１５０は、ＣＣＤ（Ｃｈａｒｇｅ  Ｃｏｕｐｌｅｄ  Ｄｅｖｉｃｅｓ）やＣＭＯＳ（Ｃｏｍｐｌｅｍｅｎｔａｒｙ  Ｍｅｔａｌ  Ｏｘｉｄｅ  Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）等の光に反応する半導体素子を使って映像を電気信号に変換し、デジタルデータとしてフラッシュメモリ等の記憶媒体に記憶する装置である。デジタルカメラ１５０は、鏡１３０の全体と、高速道路１７０の幅方向の全体とが撮像範囲Ｖに入るようにして設けられる。また、デジタルカメラ１５０は、演算装置１１０と電気的に接続されている。そして、デジタルカメラ１５０は、微小時間置きに撮像処理を行い、撮像した画像のデジタルデータを、演算装置１１０へ順次出力する。
【００２９】
演算装置１１０は、デジタルカメラ１５０から順次出力される画像のデジタルデータの入力を受け付けると、その画像において、鏡１３０の鏡面１３１に、自動車１９０の前端部が映っているか否かを判定する。そして、演算装置１１０は、自動車１９０の前端部が映っていると判定すると、その画像を用いて、自動車１９０の車高Ｈ、車幅Ｗ、及び車長Ｌを演算により求める。具体的には、演算装置１１０は、その画像における、自動車１９０の実像の輪郭線において特徴的な複数の点と、鏡１３０に映った自動車１９０の鏡像の輪郭線において特徴的な複数の点とに基づいて、自動車１９０の車高Ｈ、車幅Ｗ、及び車長Ｌを演算により求める。
【００３０】
このように、車両寸法検出システム１００においては、鏡１３０と、デジタルカメラ１５０と、演算装置１１０だけのハードウェアで、道路１７０を走行している自動車１９０の車高Ｈ、車幅Ｗ、車長Ｌを検出することができるので、低コストにてシステムを実現することができる。
【００３１】
図３は、デジタルカメラ１５０が撮像した画像Ｉ１の一例を示す。演算装置１１０は、画像Ｉ１における、鏡面１３１に映った自動車１９０の鏡像の輪郭線上の、自動車１９０の上端部に対応する点Ｍ１を特定する。そして、演算装置１１０は、点Ｍ１に対応する鏡面１３１上の位置と、デジタルカメラ１５０の位置との相対的な関係に基づいて、自動車１９０の車高Ｈを算出する。なお、点Ｍ１は、この発明における「第１の鏡像点」の一例であってよい。
【００３２】
また、演算装置１１０は、画像Ｉ１における、自動車１９０の実像の輪郭線上の、自動車１９０の一方の側端部に対応する点Ｒ１と、自動車１９０の他方の側端部に対応する点Ｒ２とを特定する。そして、演算装置１１０は、点Ｒ１及び点Ｒ２にそれぞれ対応する自動車１９０上の各位置とデジタルカメラ１５０の位置との相対的な位置関係とに更に基づいて、自動車１９０の車幅Ｗを算出する。なお、点Ｒ１は、この発明における「第１の実像点」の一例であってよい。また、点Ｒ２は、この発明における「第２の実像点」の一例であってよい。
【００３３】
また、演算装置１１０は、画像Ｉ１における鏡面１３１に映った自動車１９０の鏡像の輪郭線上の、自動車１９０の前端部の上端部に対応する点Ｍ２と、鏡面１３２に映った自動車１９０の鏡像の輪郭線上の、自動車１９０の後端部（図示せず）に対応する点Ｍ３とを更に特定する。また、演算装置１１０は、画像Ｉ１における、自動車１９０の実像の輪郭線上の、自動車１９０の前端部に対応する点Ｒ３を更に特定する。そして、演算装置１１０は、点Ｍ２に対対応する鏡面１３１上の位置とデジタルカメラ１５０の位置との相対的な位置関係と、点Ｍ３に対応する鏡面１３２上の位置とデジタルカメラ１５０の位置との相対的な位置関係と、点Ｒ３に対応する自動車１９０上の位置とデジタルカメラ１５０の位置との相対的な位置関係とに更に基づいて、自動車１９０の車長Ｌを更に算出する。なお、点Ｍ２は、この発明における「第２の鏡像点」の一例であってよい。また、点Ｍ３は、この発明における「第３の鏡像点」の一例であってよい。また、点Ｒ３は、この発明における「第３の実像点」の一例であってよい。
【００３４】
このように、車両寸法検出システム１００においては、デジタルカメラ１５０が撮像した画像に自動車１９０の後端部が写っていなくても、その自動車１９０の車高Ｈ、車幅Ｗ、車長Ｌを検出することができる。
【００３５】
なお、本実施形態においては、説明が煩雑になることを防ぐことを目的として、車両寸法検出システム１００が一の演算装置１１０を備える構成について説明したが、車両寸法検出システム１００は、複数の演算装置１１０を備えてよい。
【００３６】
図４は、演算装置１１０のブロック構成の一例を示す。演算装置１１０は、画像データ入力受付部１１１、画像判定部１１２、鏡像点特定部１１３、実像点特定部１１４、車両寸法算出部１１５、及び車両寸法データ送信部１１６を有する。以下、各構成要素の機能及び動作を説明する。
【００３７】
画像データ入力受付部１１１は、デジタルカメラ１５０から順次出力された画像データの入力を順次受け付ける。具体的には、画像データ入力受付部１１１は、デジタルカメラ１５０から順次出力された画像データの入力を順次受け付けると、その画像データを、画像判定部１１２へ順次送る。
【００３８】
画像判定部１１２は、デジタルカメラ１５０が撮像した画像において、鏡１３０の鏡面１３１に、自動車１９０の前端部が映っているか否かを判定する。具体的には、画像判定部１１２は、画像データを、画像データ入力受付部１１１から受け取る度に、その画像において、鏡１３０の鏡面１３１に、自動車１９０の前端部が映っているか否かを、画像処理によって判定する。そして、画像判定部１１２は、画像データ入力受付部１１１から受け取った画像において、鏡１３０の鏡面１３１に、自動車１９０の前端部が映っていると判定すると、その画像データを、鏡像点特定部１１３、実像点特定部１１４、及び車両寸法算出部１１５へ送る。そして、画像判定部１１２は、一の画像データを、鏡像点特定部１１３、実像点特定部１１４、及び車両寸法算出部１１５へ送ると、画像データ入力受付部１１１から受け取った画像において、鏡１３０の鏡面１３１に、自動車１９０の前端部が映っていないと判定されるまで、その画像データを破棄する。また、画像判定部１１２は、画像データ入力受付部１１１から受け取った画像において、鏡１３０の鏡面１３１に、自動車１９０の前端部が映っていないと判定すると、その画像データを破棄する。
【００３９】
鏡像点特定部１１３は、デジタルカメラ１５０が撮像した画像における、鏡１３０に映った自動車１９０の鏡像の輪郭線上の特徴的な複数の点を特定する。具体的には、鏡像点特定部１１３は、画像データを、画像判定部１１２から受け取ると、その画像Ｉ１における、鏡面１３１に映った自動車１９０の鏡像の輪郭線上の、自動車１９０の上端部に対応する点Ｍ１を、画像処理によって特定する。また、鏡像点特定部１１３は、画像Ｉ１における、鏡面１３１に映った自動車１９０の鏡像の輪郭線上の、自動車１９０の前端部の上端部に対応する点Ｍ２を、画像処理によって特定する。また、鏡像点特定部１１３は、画像Ｉ１における、鏡面１３２に映った自動車１９０の鏡像の輪郭線上の、自動車１９０の後端部に対応する点Ｍ３を、画像処理によって特定する。そして、鏡像点特定部１１３は、特定した各点Ｍ１、Ｍ２、Ｍ３の画像上の座標を示すデータを、車両寸法算出部１１５へ送る。
【００４０】
実像点特定部１１４は、デジタルカメラ１５０が撮像した画像における、自動車１９０の実像の輪郭線上の特徴的な複数の点を特定する。具体的には、実像点特定部１１４は、画像データを、画像判定部１１２から受け取ると、その画像Ｉ１における、自動車１９０の実像の輪郭線上の、自動車１９０の一方の側端部に対応する点Ｒ１と、自動車１９０の他方の側端部に対応する点Ｒ２とを特定する。また、実像点特定部１１４は、画像Ｉ１における、自動車１９０の実像の輪郭線上の、自動車１９０の前端部に対応する点Ｒ３を特定する。そして、実像点特定部１１４は、特定した各点Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３の画像上の座標を示すデータを、車両寸法算出部１１５へ送る。
【００４１】
車両寸法算出部１１５は、自動車１９０の車高Ｈ、車幅Ｗ、及び車長Ｌを演算により求める。具体的には、車両寸法算出部１１５は、画像データを、画像判定部１１２から受け取る。また、車両寸法算出部１１５は、画像Ｉ１における、自動車１９０の鏡像の輪郭線上の各点Ｍ１、Ｍ２、Ｍ３の画像上の座標を示すデータを、鏡像点特定部１１３から受け取る。また、車両寸法算出部１１５は、画像Ｉ１における、自動車１９０の実像の輪郭線上の各点Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３の画像上の座標を示すデータを、実像点特定部１１４から受け取る。そして、車両寸法算出部１１５は、画像データと、点Ｍ１の画像上の座標を示すデータとを用いて、点Ｍ１に対応する鏡面１３１上の位置とデジタルカメラ１５０の位置との相対的な位置関係に基づいて、自動車１９０の車高Ｈを算出する。また、車両寸法算出部１１５は、画像データと、各点Ｒ１、Ｒ２の画像上の座標を示すデータとを更に用いて、各点Ｒ１、Ｒ２にそれぞれ対応する自動車１９０上の位置とデジタルカメラ１５０の位置との相対的な位置関係に更に基づいて、自動車１９０の車幅Ｗを算出する。また、車両寸法算出部１１５は、画像データと、各点Ｍ２、Ｍ３、Ｒ３の画像上の座標を示すデータとを更に用いて、点Ｍ２に対応する鏡面１３１上の位置とデジタルカメラ１５０の位置との相対的な位置関係と、点Ｍ３に対応する鏡面１３２上の位置とデジタルカメラ１５０の位置との相対的な位置関係と、点Ｒ３に対応する自動車１９０上の位置とデジタルカメラ１５０の位置との相対的な位置関係とに更に基づいて、自動車１９０の車長Ｌを算出する。そして、車両寸法算出部１１５は、算出した自動車１９０の車高Ｈ、車幅Ｗ、及び車長Ｌを示すデータを、車両寸法データ送信部１１６へ送る。
【００４２】
車両寸法データ送信部１１６は、自動車１９０の車高Ｈ、車幅Ｗ、及び車長Ｌを示すデータを、料金所の各種機器へ送信する。具体的には、車両寸法データ送信部１１６は、自動車１９０の車高Ｈ、車幅Ｗ、及び車長Ｌを示すデータを、車両寸法算出部１１５から受け取ると、そのデータを、料金所の各種機器へ送信する。
【００４３】
図８は、演算装置１１０の動作フローの一例を示す。この動作フローの説明においては、図１から図７を共に参照する。なお、図５から図７は、鏡１３０、自動車１９０、及びデジタルカメラ１５０の相対的な位置関係を示す。具体的には、図５は、高速道路１７０を、自動車１９０の進行方向側から見た状態を示す。また、図６は、高速道路１７０を、上方から見た状態を示す。また、図７は、高速道路１７０を、鏡１３０が設けられていない側方から見た状態を示す。
【００４４】
車両寸法検出システム１００においては、デジタルカメラ１５０は、微小時間毎に撮像を繰り返し、撮像した画像のデジタルデータを、演算装置１１０へ順次出力する。演算装置１１０の画像データ入力受付部１１１は、デジタルカメラ１５０から順次出力された画像データの入力を順次受け付けると（Ｓ１０１）、その画像データを、画像判定部１１２へ順次送る。
【００４５】
そして、演算装置１１０の画像判定部１１２は、画像データを、画像データ入力受付部１１１から受け取る度に、その画像において、鏡１３０の鏡面１３１に、自動車１９０の前端部が映っているか否かを、画像処理によって判定する（Ｓ１０２）。そして、画像判定部１１２は、画像データ入力受付部１１１から受け取った画像において、鏡１３０の鏡面１３１に、自動車１９０の前端部が映っていると判定すると、その画像データを、鏡像点特定部１１３、実像点特定部１１４、及び車両寸法算出部１１５へ送る。そして、画像判定部１１２は、一の画像データを、鏡像点特定部１１３、実像点特定部１１４、及び車両寸法算出部１１５へ送ると、画像データ入力受付部１１１から受け取った画像において、鏡１３０の鏡面１３１に、自動車１９０の前端部が映っていないと判定されるまで、その画像データを破棄する。また、画像判定部１１２は、画像データ入力受付部１１１から受け取った画像において、鏡１３０の鏡面１３１に、自動車１９０の前端部が映っていないと判定すると、その画像データを破棄する。画像判定部１１２のこのような処理によって、車両寸法検出システム１００においては、鏡１３０の鏡面１３１に、自動車１９０の前端部が映っている画像を用いて、自動車１９０の車高Ｈ、車幅Ｗ、及び車長Ｌが算出される。また、画像判定部１１２のこのような処理によって、車両寸法検出システム１００においては、自動車１９０の車高Ｈ、車幅Ｗ、及び車長Ｌの算出のために画像が用いられると、その後に撮像された画像に同じ自動車１９０が映っていても、その画像データは破棄される。そして、画像判定部１１２のこのような処理によって、車両寸法検出システム１００においては、鏡１３０の鏡面１３１に、その後に通過する自動車１９０の前端部が映っている画像があると、その画像を用いて、自動車１９０の車高Ｈ、車幅Ｗ、及び車長Ｌが算出されることになる。この動作フローにおいては、画像判定部１１２が、図３に示すような画像データを、画像データ入力受付部１１１から受け取り、鏡１３０の鏡面１３１に、自動車１９０の前端部が映っていると判定したと仮定する。
【００４６】
そして、演算装置１１０の鏡像点特定部１１３は、画像データを、画像判定部１１２から受け取ると、その画像Ｉ１における、鏡１３０に映った自動車１９０の鏡像の輪郭線上の特徴的な複数の点を特定する（Ｓ１０３）。
【００４７】
具体的には、鏡像点特定部１１３は、画像Ｉ１における、鏡面１３１に映った自動車１９０の鏡像の輪郭線上の、自動車１９０の上端部に対応する点Ｍ１を、画像処理によって特定する。例えば、鏡像点特定部１１３は、鏡面１３１の位置とデジタルカメラ１５０の位置との相対的な位置関係が変わらないことから、画像Ｉ１における所定の領域を、鏡面１３１が写っている領域として認識する。そして、鏡像点特定部１１３は、その鏡面１３１が写っている領域内において、鏡面１３１に何ら映っていない場合と比較して、変化のあった領域を、自動車１９０の鏡像が写っている領域として認識する。そして、鏡像点特定部１１３は、鏡面１３１が写っている領域内において、自動車１９０の鏡像が写っている領域の輪郭線上の、画像Ｉ１をＸ方向に二分する中心線Ｃｈからの最短距離が最も遠い点を、自動車１９０の上端部に対応する点Ｍ１として特定する。
【００４８】
また、鏡像点特定部１１３は、画像Ｉ１における、鏡面１３１に映った自動車１９０の鏡像の輪郭線上の、自動車１９０の前端部の上端部に対応する点Ｍ２を、画像処理によって特定する。例えば、鏡像点特定部１１３は、上記の鏡面１３１が写っている領域内において、上記の自動車１９０の鏡像が写っている領域の輪郭線上の、画像Ｉ１をＹ方向に二分する中心線Ｃｖからの最短距離が最も遠い点を、自動車１９０の前端部に対応する点Ｍ２として特定する。
【００４９】
また、鏡像点特定部１１３は、画像Ｉ１における、鏡面１３２に映った自動車１９０の鏡像の輪郭線上の、自動車１９０の後端部に対応する点Ｍ３を、画像処理によって特定する。例えば、鏡像点特定部１１３は、鏡面１３２の位置とデジタルカメラ１５０の位置との相対的な位置関係が変わらないことから、画像Ｉ１における所定の領域を、鏡面１３２が写っている領域として認識する。そして、鏡像点特定部１１３は、その鏡面１３２が写っている領域内において、鏡面１３２に何ら映っていない場合と比較して、変化のあった領域を、自動車１９０の鏡像が写っている領域として認識する。そして、鏡像点特定部１１３は、鏡面１３２が写っている領域内において、自動車１９０の鏡像が写っている領域の輪郭線上の、中心線Ｃｈからの最短距離が最も遠い点を、自動車１９０の後端部に対応する点Ｍ３として特定する。
【００５０】
そして、鏡像点特定部１１３は、特定した各点Ｍ１、Ｍ２、Ｍ３の画像Ｉ１上の座標を示すデータを、車両寸法算出部１１５へ送る。
【００５１】
一方、実像点特定部１１４は、画像データを、画像判定部１１２から受け取ると、その画像Ｉ１における、自動車１９０の実像の輪郭線上の特徴的な複数の点を特定する（Ｓ１０４）。
【００５２】
具体的には、実像点特定部１１４は、画像データを、画像判定部１１２から受け取ると、その画像Ｉ１における、自動車１９０の実像の輪郭線上の、自動車１９０の一方の側端部に対応する点Ｒ１と、自動車１９０の他方の側端部に対応する点Ｒ２とを特定する。例えば、実像点特定部１１４は、高速道路１７０の位置とデジタルカメラ１５０の位置との相対的な関係が変わらないことから、画像Ｉ１における所定の領域を、高速道路１７０が写っている領域として認識する。そして、実像点特定部１１４は、その高速道路１７０が写っている領域内において、自動車１９０が走行していない場合と比較して、変化のあった領域を、自動車１９０が写っている領域として認識する。そして、実像点特定部１１４は、高速道路１７０が写っている領域内において、自動車１９０が写っている領域の輪郭線上の、中心線Ｃｈからの最短距離が最も遠い左右の点を、自動車１９０の２つの側端部に対応する点Ｒ１、Ｒ２として特定する。
【００５３】
また、実像点特定部１１４は、画像Ｉ１における、自動車１９０の実像の輪郭線上の、自動車１９０の前端部に対応する点Ｒ３を特定する。例えば、実像点特定部１１４は、上記の高速道路１７０が写っている領域内において、上記の自動車１９０が写っている領域の輪郭線上の、中心線Ｃｖからの最短距離が最も遠い下側の点を、自動車１９０の前端部に対応する点Ｒ３として特定する。
【００５４】
そして、実像点特定部１１４は、特定した各点Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３の画像Ｉ１上の座標を示すデータを、車両寸法算出部１１５へ送る。
【００５５】
そして、車両寸法算出部１１５は、画像データと、点Ｍ１の画像上の座標を示すデータとを用いて、点Ｍ１に対応する鏡面１３１上の位置とデジタルカメラ１５０の位置との相対的な位置関係に基づいて、自動車１９０の車高Ｈを算出する（Ｓ１０５）。例えば、車両寸法検出システム１００を運用するにあたっては、高速道路１７０の地表からデジタルカメラ１５０までの高さＨ１を計測してデータ化しておく。また、車両寸法検出システム１００を運用するにあたっては、画像上の２点間の長さと、その２点に対応する空間上の各位置とデジタルカメラ１５０の位置とをそれぞれ結ぶ各線によって形成される角度との関係を関数化しておく。また、車両寸法検出システム１００を運用するにあたっては、鏡面１３１の位置とデジタルカメラ１５０の位置との相対的な位置関係が変わらないことから、画像上の鏡面１３１が写っている領域内の一の点から中心線Ｃｈまでの最短の長さと、高速道路１７０を自動車１９０の進行方向側から見たときの、その一の点に対応する鏡面１３１上の位置からデジタルカメラ１５０の光軸の線までの最短の長さＷ１との関係を関数化しておく。まず、車両寸法算出部１１５は、鏡像点特定部１１３から受け取ったデータによって示される点Ｍ１の画像Ｉ１上の座標を用いて、画像Ｉ１上の点Ｍ１から中心線Ｃｈまでの最短の長さを算出する。そして、車両寸法算出部１１５は、算出した点Ｍ１から中心線Ｃｈまでの最短の長さと、上記の角度の関係を示す関数とを用いて、高速道路１７０を自動車１９０の進行方向側から見たときの、点Ｍ１に対応する鏡面１３１上の位置とデジタルカメラ１５０とを結ぶ線と、デジタルカメラ１５０の光軸の線とによって形成される角度θ３を算出する。また、車両寸法算出部１１５は、算出した点Ｍ１から中心線Ｃｈまでの最短の長さと、上記の長さの関係を示す関数とを用いて、高速道路１７０を自動車１９０の進行方向側から見たときの、点Ｍ１に対応する鏡面１３１上の位置からデジタルカメラ１５０の光軸の線までの最短の長さＷ１を算出する。そして、車両寸法算出部１１５は、算出した角度θ３と長さＷ１とを用いて、自動車１９０の上端部からデジタルカメラ１５０までの高さＨ２を、Ｈ２＝Ｗ１／ｔａｎθ３として算出する。そして、車両寸法算出部１１５は、算出した高さＨ２と、上記の高速道路１７０の地表からデジタルカメラ１５０までの高さＨ１とを用いて、自動車１９０の車高Ｈを、Ｈ＝Ｈ１−Ｈ２として算出する。
【００５６】
そして、車両寸法算出部１１５は、画像データと、各点Ｒ１、Ｒ２の画像上の座標を示すデータとを更に用いて、各点Ｒ１、Ｒ２にそれぞれ対応する自動車１９０上の位置とデジタルカメラ１５０の位置との相対的な位置関係に更に基づいて、自動車１９０の車幅Ｗを算出する（Ｓ１０６）。まず、車両寸法算出部１１５は、実像点特定部から受け取ったデータによって示される点Ｒ１、Ｒ２の画像Ｉ１上の座標を用いて、画像Ｉ１上の点Ｒ１から中心線Ｃｈまでの最短の長さと、画像Ｉ１上の点Ｒ２から中心線Ｃｈまでの最短の長さとを算出する。そして、車両寸法算出部１１５は、算出した点Ｒ１から中心線Ｃｈまでの最短の長さと、上記の角度の関係を示す関数とを用いて、高速道路１７０を自動車１９０の進行方向側から見たときの、点Ｒ１に対応する自動車１９０上の位置とデジタルカメラ１５０とを結ぶ線と、デジタルカメラ１５０の光軸の線とによって形成される角度θ４を算出する。また、車両寸法算出部１１５は、算出した点Ｒ２から中心線Ｃｈまでの最短の長さと、上記の角度の関係を示す関数とを用いて、高速道路１７０を自動車１９０の進行方向側から見たときの、点Ｒ２に対応する自動車１９０上の位置とデジタルカメラ１５０とを結ぶ線と、デジタルカメラ１５０の光軸の線とによって形成される角度θ５を算出する。そして、車両寸法算出部１１５は、算出した角度θ４と上記の高さＨ１とを用いて、高速道路１７０を自動車１９０の進行方向側から見たときの、点Ｒ１に対応する自動車１９０上の位置から、デジタルカメラ１５０の光軸の線までの最短の長さＷ２を、Ｗ２＝Ｈ２×ｔａｎθ４として算出する。また、車両寸法算出部１１５は、算出した角度θ５と上記の高さＨ１とを用いて、高速道路１７０を自動車１９０の進行方向側から見たときの、点Ｒ２に対応する自動車１９０上の位置から、デジタルカメラ１５０の光軸の線までの最短の長さＷ３を、Ｗ３＝Ｈ２×ｔａｎθ５として算出する。そして、車両寸法算出部１１５は、算出した長さＷ２、Ｗ３上を用いて、自動車１９０の車幅Ｗを、Ｗ＝Ｗ２＋Ｗ３として算出する。
【００５７】
そして、車両寸法算出部１１５は、画像データと、各点Ｍ２、Ｍ３、Ｒ３の画像上の座標を示すデータとを更に用いて、点Ｍ２に対応する鏡面１３１上の位置とデジタルカメラ１５０の位置との相対的な位置関係と、点Ｍ３に対応する鏡面１３２上の位置とデジタルカメラ１５０の位置との相対的な位置関係と、点Ｒ３に対応する自動車１９０上の位置とデジタルカメラ１５０の位置との相対的な位置関係とに更に基づいて、自動車１９０の車長Ｌを算出する（Ｓ１０７）。例えば、車両寸法検出システム１００を運用するにあたっては、鏡面１３２の位置とデジタルカメラ１５０の位置との相対的な位置関係とが変わらないことから、画像上の鏡面１３２が写っている領域内の一の点から中心線Ｃｖまでの最短の長さと、高速道路１７０を側方から見たときの、その一の点に対応する鏡面１３２上の位置からデジタルカメラ１５０の光軸の線までの最短の長さとの関係を関数化しておく。また、車両寸法検出システム１００を運用するにあたっては、鏡面１３２の位置とデジタルカメラ１５０の位置との相対的な位置関係とが変わらないことから、画像上の鏡面１３２が写っている領域内の一の点から中心線Ｃｈまでの最短の長さと、高速道路１７０を自動車１９０の進行方向側から見たときの、その一の点に対応する鏡面１３２上の位置からデジタルカメラ１５０の光軸の線までの最短の長さとの関係を関数化しておく。まず、車両寸法算出部１１５は、鏡像点特定部１１３から受け取ったデータによって示される点Ｍ３の画像Ｉ１上の座標を用いて、画像Ｉ１上の点Ｍ３から中心線Ｃｖまでの最短の長さを算出する。そして、車両寸法算出部１１５は、算出した画像Ｉ１上の点Ｍ３から中心線Ｃｖまでの最短の長さと、上記の長さの関係を示す関数とを用いて、高速道路１７０を側方から見たときの、点Ｍ３に対応する鏡面１３２上の位置からデジタルカメラ１５０の光軸の線までの最短の長さＬ１を算出する。次に、車両寸法算出部１１５は、鏡像点特定部１１３から受け取ったデータによって示される点Ｍ２の画像Ｉ１上の座標を用いて、点Ｍ２から中心線Ｃｈまでの画像Ｉ１上の長さを算出する。そして、車両寸法算出部１１５は、算出した点Ｍ２から中心線Ｃｈまでの画像Ｉ１上の長さと、上記の角度の関係を示す関数とを用いて、高速道路１７０を自動車１９０の進行方向側から見たときの、点Ｍ２に対応する鏡面１３１上の位置とデジタルカメラ１５０とを結ぶ線と、デジタルカメラ１５０の光軸の線とによって形成される角度θ６を算出する。また、車両寸法算出部１１５は、算出した点Ｍ２から中心線Ｃｈまでの画像Ｉ１上の長さと、上記の長さの関係を示す関数とを用いて、高速道路１７０を自動車１９０の進行方向側から見たときの、点Ｍ２に対応する鏡面１３１上の位置からデジタルカメラ１５０の光軸の線までの最短の長さＷ５を算出する。そして、車両寸法算出部１１５は、算出した角度θ６と長さＷ５とを用いて、自動車１９０の前端部の上端部からデジタルカメラ１５０までの高さＨ３を、Ｈ３＝Ｗ５／ｔａｎθ６として算出する。一方、車両寸法算出部１１５は、実像点特定部１１４から受け取ったデータによって示される点Ｒ３の画像Ｉ１上の座標を用いて、点Ｒ３から中心線Ｃｖまでの画像Ｉ１上の長さを算出する。そして、車両寸法算出部１１５は、算出した点Ｒ３から中心線Ｃｖまでの画像Ｉ１上の長さと、上記の角度の関係を示す関数とを用いて、高速道路１７０を側方から見たときの、点Ｒ３に対応する自動車１９０上の位置とデジタルカメラ１５０とを結ぶ線と、デジタルカメラ１５０の光軸の線とによって形成される角度θ７を算出する。そして、車両寸法算出部１１５は、算出した角度θ７と上記の高さＨ３とを用いて、高速道路１７０を側方から見たときの、点Ｒ３に対応する自動車１９０上の位置から、デジタルカメラ１５０の光軸の線までの最短の長さＬ２を、Ｌ２＝Ｈ３×ｔａｎθ７として算出する。次に、車両寸法算出部１１５は、鏡像点特定部１１３から受け取ったデータによって示される点Ｍ３の画像Ｉ１上の座標を用いて、点Ｍ３から中心線Ｃｈまでの画像Ｉ１上の長さを算出する。そして、車両寸法算出部１１５は、算出した点Ｍ３から中心線Ｃｈまでの画像Ｉ１上の長さと、上記の長さの関係を示す関数とを用いて、高速道路１７０を自動車１９０の進行方向側から見たときの、点Ｍ３に対応する鏡面１３２上の位置からデジタルカメラ１５０の光軸の線までの最短の長さＷ６を算出する。そして、車両寸法算出部１１５は、算出した長さＷ６と上記の長さＬ１とを用いて、高速道路１７０を上方から見たときの、点Ｍ３に対応する鏡面１３２上の位置とデジタルカメラ１５０とを結ぶ線と、鏡面１３１と直交する線とによって形成される角度θ８を、θ８＝ｔａｎ（Ｌ１／Ｗ６）として算出する。そして、車両寸法算出部１１５は、算出した角度θ８と上記の角度θ２とを用いて、高速道路１７０を上方から見たときの、点Ｍ３に対応する鏡面１３２上の位置とデジタルカメラ１５０とを結ぶ線と、鏡面１３２と直交する線とによって形成される角度θ９を、θ９＝θ２＋θ８として算出する。一方、車両寸法算出部１１５は、算出した長さＷ６と上記の長さＷ２上を用いて、点Ｍ３に対応する鏡面１３２上の位置から自動車１９０の一方の側端部までの最短の長さＷ４を、Ｗ４＝Ｗ６−Ｗ２として算出する。そして、車両寸法算出部１１５は、算出した長さＷ４と角度θ９とを用いて、高速道路１７０を上方から見たときの、点Ｍ３に対応する鏡面１３２上の位置から自動車１９０の後端部までの、高速道路１９０の延在方向成分の長さＬ３を、Ｌ３＝Ｗ４×ｔａｎθ９として算出する。そして、車両寸法算出部１１５は、算出した長さＬ１、Ｌ２、Ｌ３を用いて、車両１９０の車長Ｌを、Ｌ＝Ｌ１＋Ｌ２＋Ｌ３として算出する。
【００５８】
そして、車両寸法算出部１１５は、算出した自動車１９０の車高Ｈ、車幅Ｗ、及び車長Ｌを示すデータを、車両寸法データ送信部１１６へ送る。
【００５９】
そして、車両寸法データ送信部１１６は、自動車１９０の車高Ｈ、車幅Ｗ、及び車長Ｌを示すデータを、車両寸法算出部１１５から受け取ると、そのデータを、料金所の各種機器へ送信する（Ｓ１０８）。
【００６０】
このようにして、料金所の各種機器は、料金所に入ってくる自動車１９０の車高Ｈ、車幅Ｗ、及び車長Ｌを示すデータを取得することができる。そして、料金所の各種機器は、このデータを利用して、自動車１９０への通行料金を算出することになる。
【００６１】
以上説明したように、車両寸法算出システム１００においては、鏡１３０と、デジタルカメラ１５０と、演算装置１１０だけのハードウェアで、道路１７０を走行している自動車１９０の車高Ｈ、車幅Ｗ、車長Ｌを検出することができるので、低コストにてシステムを実現することができる。
【００６２】
具体的には、車両寸法検出システム１００においては、デジタルカメラ１５０が撮像した画像に自動車１９０の後端部が写っていなくても、その自動車１９０の車高Ｈ、車幅Ｗ、車長Ｌを検出することができる。
【００６３】
図９及び図１０は、別の実施形態に係る車両寸法検出システム２００の利用環境の一例を示す。具体的には、図９は、高速道路２７０を、自動車２９０の進行方向側から見た状態を示す。また、図１０は、高速道路２７０を、上方から見た状態を示す。車両寸法検出システム２００が上記の車両寸法検出システム１００と異なる点は、鏡２３０の鏡面である。車両寸法検出システム２００において、上記の車両寸法検出システム１００と同じ構成、機能、及び動作については、その詳細な説明を省略する。
【００６４】
鏡２３０は、２つの鏡面２３１、２３３を有している。各鏡面２３１、２３３は、鉛直方向において、高速道路２７０の反対側に倒れるような角度θ１を有して配置されている。また、各鏡面２３１、２３３は、水平方向において、それぞれ異なる方向を向くように配置されている。具体的には、鏡面２３１は、高速道路２７０の延在方向と平行に配置されている。鏡面２３３は、鏡面２３１よりも自動車２９０の進出方向側に、鏡面２３１と並べて配置されている。そして、鏡面２３３は、水平方向において、鏡面２３１から離れるほど、高速道路２７０から離れるような角度θ２を有して配置されている。なお、鏡面２３３は、この発明における「第３の鏡面」の一例であってよい。
【００６５】
演算装置２１０は、デジタルカメラ２５０から順次出力される画像のデジタルデータの入力を受け付けると、その画像において、鏡２３０の鏡面２３１に、自動車２９０の後端部が映っているか否かを判定する。そして、演算装置２１０は、自動車２９０の後端部が映っていると判定すると、その画像を用いて、自動車２９０の車高Ｈ、車幅Ｗ、及び車長Ｌを演算により求める。
【００６６】
図１１は、デジタルカメラ２５０が撮像した画像Ｉ２の一例を示す。演算装置２１０の処理が上記の演算装置１１０と異なる点は、自動車２９０の車長Ｌを算出する処理である。
【００６７】
具体的には、演算装置２１０は、上記の演算装置１１０が点Ｍ２を特定したのと同じようにして、画像Ｉ２における鏡面２３１に映った自動車２９０の鏡像の輪郭線上の、自動車１９０の後端部の上端部に対応する点Ｍ４を特定する。また、演算装置２１０は、上記の演算装置１１０が点Ｍ３を特定したのと同じようにして、鏡面２３２に映った自動車２９０の鏡像の輪郭線上の、自動車２９０の前端部（図示せず）に対応する点Ｍ５を特定する。また、演算装置２１０は、上記の演算装置１１０が点Ｒ３を特定したのと同じようにして、画像Ｉ２における、自動車２９０の実像の輪郭線上の、自動車２９０の後端部に対応する点Ｒ４を更に特定する。そして、演算装置２１０は、上記の演算装置１１０が車長Ｌを特定したのと同じようにして、点Ｍ４に対対応する鏡面２３１上の位置とデジタルカメラ２５０の位置との相対的な位置関係と、点Ｍ５に対応する鏡面２３３上の位置とデジタルカメラ２５０の位置との相対的な位置関係と、点Ｒ４に対応する自動車２９０上の位置とデジタルカメラ２５０の位置との相対的な位置関係とに更に基づいて、自動車２９０の車長Ｌを算出する。なお、点Ｍ４は、この発明における「第４の鏡像点」の一例であってよい。また、点Ｍ５は、この発明における「第５の鏡像点」の一例であってよい。また、点Ｒ４は、この発明における「第４の実像点」の一例であってよい。
【００６８】
このように、車両寸法検出システム２００においては、デジタルカメラ２５０が撮像した画像に自動車２９０の前端部が写っていなくても、その自動車２９０の車高Ｈ、車幅Ｗ、車長Ｌを検出することができる。
【００６９】
図１２及び図１３は、更に別の実施形態に係る車両寸法検出システム３００の利用環境の一例を示す。具体的には、図１２は、高速道路３７０を、自動車３９０の進行方向側から見た状態を示す。また、図１３は、高速道路３７０を、上方から見た状態を示す。車両寸法検出システム３００が上記の車両寸法検出システム１００、２００と異なる点は、鏡３３０の鏡面である。車両寸法検出システム３００において、上記の車両寸法検出システム１００、２００と同じ構成、機能、及び動作については、その詳細な説明を省略する。
【００７０】
鏡３３０は、３つの鏡面３３１、３３２、３３３を有している。各鏡面２３１、３３２、２３３は、鉛直方向において、高速道路３７０の反対側に倒れるような角度θ１を有して配置されている。また、各鏡面３３１、３３２、３３３は、水平方向において、それぞれ異なる方向を向くように配置されている。具体的には、鏡面３３１は、高速道路３７０の延在方向と平行に配置されている。鏡面３３２は、鏡面３３１よりも自動車３９０の進入方向側に、鏡面３３１と並べて配置されている。鏡面３３３は、鏡面３３１よりも自動車３９０の進出方向側に、鏡面３３１と並べて配置されている。そして、鏡面３３２、３３３は、水平方向において、鏡面３３１から離れるほど、高速道路３７０から離れるような角度θ２を有して配置されている。
【００７１】
演算装置３１０は、デジタルカメラ３５０から順次出力される画像のデジタルデータの入力を受け付けると、その画像において、鏡３３０の鏡面３３１に、自動車３９０が映っている状態で、その自動車３９０の前端部と後端部が映っているか否かを判定する。そして、演算装置３１０は、自動車３９０が映っている状態で、自動車３９０の前端部と後端部が映っていないと判定すると、その画像を用いて、自動車３９０の車高Ｈ、車幅Ｗ、及び車長Ｌを演算により求める。
【００７２】
図１４は、デジタルカメラ３５０が撮像した画像Ｉ３の一例を示す。演算装置３１０の処理が上記の演算装置１１０、２１０と異なる点は、自動車３９０の車長Ｌを算出する処理である。
【００７３】
具体的には、演算装置３１０は、上記の演算装置１１０、２１０が車長Ｌを特定したのと同じようにして、点Ｍ３に対対応する鏡面３３２上の位置とデジタルカメラ３５０の位置との相対的な位置関係と、点Ｍ５に対応する鏡面３３３上の位置とデジタルカメラ２５０の位置との相対的な位置関係とに更に基づいて、自動車２９０の車長Ｌを算出する。
【００７４】
このように、車両寸法検出システム２００においては、デジタルカメラ２５０が撮像した画像に自動車３９０の前端部と後端部が写っていなくても、その自動車３９０の車高Ｈ、車幅Ｗ、車長Ｌを検出することができる。
【００７５】
また、車両寸法検出システムにおいては、デジタルカメラの撮像範囲に赤外線を照射する赤外線照明を更に設けてよい。その場合、デジタルカメラは、高速道路を走行する自動車と、鏡に映った自動車の鏡像とを、赤外線だけを透過させるフィルターを通して撮像する赤外線カメラとする。このような構成とする場合、車両寸法検出システムにおいては、高速道路と鏡との間に、赤外線だけを透過させる壁体を設けてよい。
【００７６】
このような構成とすることで、車両寸法検出システムにおいては、夜間や暗い場所においても、演算装置が車両の車高、車幅、及び車長を算出するために用いられる画像を得ることができる。更に、車両寸法検出システムにおいては、高速道路と鏡との間に、赤外線だけを透過させる壁体を設けることによって、陽射しが強い日中においても、鏡の前を通過する自動車のドライバーが、鏡によって反射する光の影響を受ける虞がない。
【００７７】
なお、上記の例においては、平面の鏡面を用いた場合について説明したが、これに限るものではない。本発明に係る車両寸法検出システムにおける鏡は、車両の計測に必要な情報が得られるものであればよい。例えば、鏡面は、曲面であってもよい。曲面の鏡面としては、ある曲率を持った円曲面や楕円曲面等が考えられる。その場合、本発明に係る演算装置は、鏡面が持つ曲面の曲率に応じて適宜演算を行い、車両の各情報を取得する。
【００７８】
図１５は、演算装置１１０をコンピュータ等の電子情報処理装置でそれぞれ構成した場合のハードウェア構成の一例を示す。演算装置１１０は、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ）周辺部と、入出力部と、レガシー入出力部とを備える。ＣＰＵ周辺部は、ホスト・コントローラ８０１により相互に接続されるＣＰＵ８０２、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｍｅｍｏｒｙ）８０３、グラフィック・コントローラ８０４、及び表示装置８０５を有する。入出力部は、入出力コントローラ８０６によりホスト・コントローラ８０１に接続される通信インターフェイス８０７、ハードディスクドライブ８０８、及びＣＤ−ＲＯＭ（Ｃｏｍｐａｃｔ  Ｄｉｓｋ  Ｒｅａｄ  Ｏｎｌｙ  Ｍｅｍｏｒｙ）ドライブ８０９を有する。レガシー入出力部は、入出力コントローラ８０６に接続されるＲＯＭ（Ｒｅａｄ  Ｏｎｌｙ  Ｍｅｍｏｒｙ）８１０、フレキシブルディスク・ドライブ８１１、及び入出力チップ８１２を有する。
【００７９】
ホスト・コントローラ８０１は、ＲＡＭ８０３と、高い転送レートでＲＡＭ８０３をアクセスするＣＰＵ８０２、及びグラフィック・コントローラ８０４とを接続する。ＣＰＵ８０２は、ＲＯＭ８１０、及びＲＡＭ８０３に格納されたプログラムに基づいて動作して、各部の制御をする。グラフィック・コントローラ８０４は、ＣＰＵ８０２等がＲＡＭ８０３内に設けたフレーム・バッファ上に生成する画像データを取得して、表示装置８０５上に表示させる。これに代えて、グラフィック・コントローラ８０４は、ＣＰＵ８０２等が生成する画像データを格納するフレーム・バッファを、内部に含んでもよい。
【００８０】
入出力コントローラ８０６は、ホスト・コントローラ８０１と、比較的高速な入出力装置であるハードディスクドライブ８０８、通信インターフェイス８０７、ＣＤ−ＲＯＭドライブ８０９を接続する。ハードディスクドライブ８０８は、ＣＰＵ８０２が使用するプログラム、及びデータを格納する。通信インターフェイス８０７は、ネットワーク通信装置８９１に接続してプログラム又はデータを送受信する。ＣＤ−ＲＯＭドライブ８０９は、ＣＤ−ＲＯＭ８９２からプログラム又はデータを読み取り、ＲＡＭ８０３を介してハードディスクドライブ８０８、及び通信インターフェイス８０７に提供する。
【００８１】
入出力コントローラ８０６には、ＲＯＭ８１０と、フレキシブルディスク・ドライブ８１１、及び入出力チップ８１２の比較的低速な入出力装置とが接続される。ＲＯＭ８１０は、演算装置１１０が起動時に実行するブート・プログラム、あるいは演算装置１１０のハードウェアに依存するプログラム等を格納する。フレキシブルディスク・ドライブ８１１は、フレキシブルディスク８９３からプログラム又はデータを読み取り、ＲＡＭ８０３を介してハードディスクドライブ８０８、及び通信インターフェイス８０７に提供する。入出力チップ８１２は、フレキシブルディスク・ドライブ８１１、あるいはパラレル・ポート、シリアル・ポート、キーボード・ポート、マウス・ポート等を介して各種の入出力装置を接続する。
【００８２】
ＣＰＵ８０２が実行するプログラムは、フレキシブルディスク８９３、ＣＤ−ＲＯＭ８９２、又はＩＣ（Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ  Ｃｉｒｃｕｉｔ）カード等の記録媒体に格納されて利用者によって提供される。記録媒体に格納されたプログラムは圧縮されていても非圧縮であってもよい。プログラムは、記録媒体からハードディスクドライブ８０８にインストールされ、ＲＡＭ８０３に読み出されてＣＰＵ８０２により実行される。ＣＰＵ８０２により実行されるプログラムは、演算装置１１０を、図１から図８に関連して説明した画像データ入力受付部１１１、画像判定部１１２、鏡像点特定部１１３、実像点特定部１１４、車両寸法算出部１１５、及び車両寸法データ送信部１１６として機能させる。
【００８３】
以上に示したプログラムは、外部の記憶媒体に格納されてもよい。記憶媒体としては、フレキシブルディスク８９３、ＣＤ−ＲＯＭ８９２の他に、ＤＶＤ（Ｄｉｇｉｔａｌ  Ｖｅｒｓａｔｉｌｅ  Ｄｉｓｋ）又はＰＤ（Ｐｈａｓｅ  Ｄｉｓｋ）等の光学記録媒体、ＭＤ（ＭｉｎｉＤｉｓｋ）等の光磁気記録媒体、テープ媒体、ＩＣカード等の半導体メモリ等を用いることができる。また、専用通信ネットワークあるいはインターネットに接続されたサーバシステムに設けたハードディスク又はＲＡＭ等の記憶媒体を記録媒体として使用して、ネットワークを介したプログラムとして提供してもよい。
【００８４】
以上、本発明を実施の形態を用いて説明したが、本発明の技術的範囲は、上記実施の形態に記載の範囲には限定されない。上記実施の形態に、多様な変更又は改良を加えることが可能であることが当業者に明らかである。そのような変更又は改良を加えた形態も本発明の技術的範囲に含まれ得ることが、特許請求の範囲の記載から明らかである。
【符号の説明】
【００８５】
１００  車両寸法検出システム
１１０  演算装置
１１１  画像データ入力受付部
１１２  画像判定部
１１３  鏡像点特定部
１１４  実像点特定部
１１５  車両寸法算出部
１１６  車両寸法出力部
１３０  鏡
１３１  鏡面
１３２  鏡面
１５０  デジタルカメラ
１７０  高速道路
１９０  自動車
２００  車両寸法検出システム
２１０  演算装置
２３０  鏡
２３１  鏡面
２３３  鏡面
２５０  デジタルカメラ
２７０  高速道路
２９０  自動車
３００  車両寸法検出システム
３１０  演算装置
３３０  鏡
３３１  鏡面
３３２  鏡面
３３３  鏡面
３５０  デジタルカメラ
３７０  高速道路
３９０  自動車
８０１  ホスト・コントローラ
８０２  ＣＰＵ
８０３  ＲＡＭ
８０４  グラフィック・コントローラ
８０５  表示装置
８０６  入出力コントローラ
８０７  通信インターフェイス
８０８  ハードディスクドライブ
８０９  ＣＤ−ＲＯＭドライブ
８１０  ＲＯＭ
８１１  フレキシブルディスク・ドライブ
８１２  入出力チップ
８９１  ネットワーク通信装置
８９２  ＣＤ−ＲＯＭ
８９３  フレキシブルディスク
【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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