(57)【要約】【課題】よりコストが抑えられたナンバープレート認識装置を提供することを目的とする。【解決手段】一実施形態に係るナンバープレート認識装置は、車線を走行する車両のナンバープレートの番号を認識するナンバープレート認識装置であって、走行する前記車両を視差を有する二つの位置から撮像し画像を取得する画像取得部と、前記画像取得部により取得された前記画像に基づいて、前記画像取得部と前記車両との距離を算出する距離算出部と、前記距離算出部により撮像された前記距離が予め設定された値以下である場合、前記車両からナンバープレート認識用の画像を取得するように前記画像取得部を制御する制御部と、前記ナンバープレート認識用の画像から番号を認識する認識部と、を具備する。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
車線を走行する車両のナンバープレートの番号を認識するナンバープレート認識装置であって、
走行する前記車両を視差を有する二つの位置から撮像し画像を取得する画像取得部と、
前記画像取得部により取得された前記画像に基づいて、前記画像取得部と前記車両との距離を算出する距離算出部と、
前記距離算出部により撮像された前記距離が予め設定された値以下である場合、前記車両からナンバープレート認識用の画像を取得するように前記画像取得部を制御する制御部と、
前記ナンバープレート認識用の画像から番号を認識する認識部と、
を具備するナンバープレート認識装置。
【請求項２】
前記画像取得部は、視差を有する二つの位置から撮像した２つの画像を合成し、
前記距離算出部は、合成された前記画像に基づいて、前記画像取得部と前記車両との距離を算出する、
請求項１に記載のナンバープレート認識装置。
【請求項３】
前記車両に搭載された車載端末に対して無線により料金収受処理を行う料金収受部をさらに具備し、
前記制御部は、前記距離算出部により撮像された前記距離が予め設定された値以下である場合、前記料金収受処理を実行するように前記料金収受部を制御する、
請求項１に記載のナンバープレート認識装置。
【請求項４】
前記料金収受処理の結果に基づいて前記車両の通行の可否を判定する判定部と、
前記車両の前記車線の通行を遮るバーと前記バーの開閉機構とを有するゲートと、
をさらに具備し、
前記制御部は、
前記距離算出部により撮像された前記距離が予め設定された値以下であり、且つ、前記車両の通行が可と判定された場合、前記ゲートのバーを開くように前記開閉機構を制御し、
前記距離算出部により撮像された前記距離が予め設定された値以下であり、且つ、前記車両の通行が不可と判定された場合、前記ゲートのバーを閉じるように前記開閉機構を制御する、
請求項３に記載のナンバープレート認識装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、ナンバープレート認識装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
高速道路の利用料金を無線通信により収受する料金収受システムが実用化されている。このような料金収受システムは、走行レーンを通過する車両の位置を検出する為のセンサ、車両に搭載された車載端末と無線通信を行う無線通信機器、及び、車両の通行を制御するゲートなどを備える。また、車両のナンバープレートの番号を認識するナンバープレート認識装置も実用化されている。
【０００３】
料金収受システムは、車両がレーン上の所定の位置に到達した事をセンサにより検出した場合、無線通信により車載端末に対して料金収受処理を行う。また、ナンバープレート認識装置は、車両がレーン上の所定の位置に達したことを検出した場合、車両のナンバープレートの番号を認識する認識処理を行う。さらに、料金収受システムは、このような料金収受処理及び認識処理の結果に応じて通行判定を行う。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００４−２４６８２９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
従来のナンバープレート認識装置は、高速で走行する車両からナンバープレートの番号、及び車両とカメラとの距離を認識するために、高解像度の単眼カメラを備える。しかし、高解像度のカメラが高額なため、システムのコストが増加するという課題がある。
【０００６】
そこで、よりコストが抑えられたナンバープレート認識装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
一実施形態に係るナンバープレート認識装置は、車線を走行する車両のナンバープレートの番号を認識するナンバープレート認識装置であって、走行する前記車両を視差を有する二つの位置から撮像し画像を取得する画像取得部と、前記画像取得部により取得された前記画像に基づいて、前記画像取得部と前記車両との距離を算出する距離算出部と、前記距離算出部により撮像された前記距離が予め設定された値以下である場合、前記車両からナンバープレート認識用の画像を取得するように前記画像取得部を制御する制御部と、前記ナンバープレート認識用の画像から番号を認識する認識部と、を具備する。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】図１は、一実施形態に係る料金収受システムの例について説明するための図である。
【図２】図２は、一実施形態に係る料金収受システムの例について説明するための図である。
【図３】図３は、一実施形態に係る料金収受システムの例について説明するための図である。
【図４】図４は、一実施形態に係る料金収受システムの例について説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、図面を参照しながら、一実施形態に係るナンバープレート認識装置について詳細に説明する。
【００１０】
図１は、一実施形態に係る料金収受システム１の構成例を示す。図２は、料金収受システム１が備える画像取得部１０の構成例を示す。図３は、料金収受システム１の制御系の構成の例を示す。  
料金収受システム１は、画像取得部１０、料金収受装置２０、モニタ３０、及びゲート４０を備える。なお、本実施形態では、画像取得部１０、料金収受装置２０、モニタ３０、及びゲート４０は、車両が通過するレーンの近傍（例えば、複数のレーンの間に形成されたアイランド上）に設けられていると仮定して説明する。１つのレーン上には、地点Ａ、地点Ｂ、及び地点Ｃが形成されている。また、料金収受システム１は、画像取得部１０、料金収受装置２０、モニタ３０、及びゲート４０の動作を制御する主制御部６０を備える。
【００１１】
なお、車両には、料金収受装置２０と無線通信を行なうことができる車載端末が搭載されている。この車載端末は、料金収受装置２０と無線通信を行なう為のアンテナ、種々の処理を行う集積回路、及びＩＣカードが装着されるスロットを備える。このＩＣカードは、クレジットカード（またはクレジットカードと同等の処理を実行できるカード）として機能する。
【００１２】
画像取得部１０は、ステレオカメラである。画像取得部１０は、第１のカメラ１１と、第１のカメラ１１と所定の視差を有するように設置された第２のカメラ１２とを備える。図２に示されるように、第１のカメラ１１及び第２のカメラ１２は、それぞれレーン上の地点Ａ、地点Ｂ、及び地点Ｃを含む撮像画角を有する。料金収受装置２０は、無線通信により車載端末に対して料金収受処理を行う。
【００１３】
モニタ３０は、液晶表示装置、有機ＥＬディスプレイ、ＣＲＴディスプレイ、電光掲示板、または他の表示装置である。モニタ３０は、主制御部６０の制御に基づき、種々の情報を表示する。
【００１４】
ゲート４０は、レーンを遮る様に設けられたバーと、このバーの開閉機構とを備える。ゲート４０は、主制御部６０の制御に基づいて、バーを開閉する。
【００１５】
主制御部６０は、画像取得部１０、料金収受装置２０、モニタ３０、及びゲート４０の動作を制御する。主制御部６０は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、記憶装置、及び通信部を備える。
【００１６】
ＣＰＵは、ＲＯＭ又は記憶装置に記憶されている制御プログラム及び制御データに基づいて種々の処理を行う。ＲＯＭは、予め制御用のプログラム及び制御データなどを記憶する不揮発性のメモリである。ＲＡＭは、ワーキングメモリとして機能する揮発性のメモリである。ＲＡＭは、ＣＰＵの処理中のデータなどを一時的に格納する。例えば、ＲＡＭは、通信部を介して料金収受システム１の外部と送受信するデータを一時的に格納する。また、ＲＡＭは、ＣＰＵが実行したプログラムを一時的に格納する。
【００１７】
記憶装置は、例えばハードディスクドライブ、ソリッドステイトドライブ、または他の大容量のデータを記憶することができる記憶モジュールである。記憶装置は、例えば、制御用のプログラム、制御データ、アプリケーション、及びアプリケーションに用いられるデータなどを記憶する。
【００１８】
主制御部６０は、画像主都区部１０から供給された画像に基づいて、車両のナンバープレートの番号を認識する。記憶装置は、画像取得部１０により撮像された画像、日時（撮像日時）、ナンバープレートの番号、及び料金収受装置２０により読み取った情報などを対応付けて記憶することができる。即ち、画像取得部１０及び主制御部６０は、ナンバープレート認識装置として機能する。
【００１９】
画像取得部１０は、車両が通過するレーン上の所定の範囲を撮像するステレオカメラ１１及び１２を備える。ステレオカメラは、二次元画像を撮像するカメラを用いたレンジ(距離)センサの一種である。画像取得部１０及び主制御部６０は、カメラ１１及びカメラ１２により撮像された画像の輝度情報、及び色情報などを用いて、カメラと対象物表面までの距離データ(例えば、距離画像)を生成することができる。
【００２０】
カメラ１１及びカメラ１２は、レンズなどの光学系と、受光部とを備える。光学系は、レーン上の所定の範囲から光を受光する。光学系は、受光した光を受光部の受光素子に結像させる。これにより、カメラ１１及びカメラ１２は、車両とカメラ１１及びカメラ１２との距離を認識するための画像、及び車両のナンバープレートを認識する為の画像を取得することができる。
【００２１】
例えば、受光部は、例えば、ＣＭＯＳ、フォトダイオード、またはＣＣＤなどの受光素子が二次元的に配列されたイメージセンサを備える。これらの受光素子は、入射した光の光強度を検出値として検出する。即ち、受光部は、光学系により結像された光に基づいて、画像または電気信号を生成する。
【００２２】
例えば、受光部は、３色（３つの波長帯域）の光を検出するカラーイメージセンサなどを備える。この構成によると、画像取得部１０は、カラーの二次元画像を取得することができる。さらに、受光部は、３色に加え、赤外波長の光を検出するイメージセンサなどをさらに備えていても良い。この構成によると、画像取得部１０は、ＩＲ画像を取得することができる。これにより、画像取得部１０は、レーン上が暗い場合であっても、車両の画像を取得することができる。
【００２３】
図４は、画像取得部１０により撮像された画像に基づいて車両とカメラ１１及びカメラ１２との距離を認識する処理の例を示す。  
上記したようにカメラ１１及びカメラ１２は、それぞれ異なる位置からレーンを走行する車両を撮像する。図４の画像４０１は、カメラ１１により撮像された画像である。画像４０１には、オブジェクトＰｌが写りこんでいる。図４の画像４０２は、カメラ１２により撮像された画像である。画像４０２には、オブジェクトＰｒが写りこんでいる。画像取得部１０は、この画像４０１及び画像４０２を主制御部６０に供給する。
【００２４】
なお、このオブジェクトＰｌとオブジェクトＰｒとが同一のオブジェクトＰである場合、主制御部６０は、画像４０１及び画像４０２に基づいてオブジェクトＰと、カメラ１１またはカメラ１２との距離を測定することができる。即ち、主制御部６０は、オブジェクトＰｌ（ｘｌ，ｙｌ）と、オブジェクトＰｒ（ｘｒ，ｙｒ）とからオブジェクトＰ（ｘ、ｙ、ｚ）を算出することができる。
【００２５】
まず、主制御部６０は、撮像された画像の中心点から所定の座標だけシフトした第１の任意原点を特定する。さらに、主制御部６０は、第１の任意原点からカメラ１１とカメラ１２との距離に応じた座標だけシフトした第２の任意原点を特定する。主制御部６０は、第１の任意原点と、第２の任意原点と、各オブジェクトの位置とに基づいて、オブジェクトＰと、カメラ１１またはカメラ１２との距離を測定する。
【００２６】
図４の例によると、主制御部６０は、カメラ１１により撮像された画像４０１の中心点Ｏｌから所定の座標だけシフトした第１の任意原点Ｍｌを特定する。さらに、主制御部６０は、第１の任意原点Ｍｌからカメラ１１とカメラ１２との距離に応じた座標だけシフトした第２の任意原点Ｍｒを特定する。なお、第２の任意原点Ｍｒは、第２のカメラにより撮像された画像４０２の中心点Ｏｒから第１の任意原点Ｍｌと同じだけシフトした点である。
【００２７】
主制御部６０は、第１の任意原点Ｍｌと画像４０１のオブジェクトＰｌとを結ぶ直線と、第２の任意原点Ｍｒと画像４０２のオブジェクトＰｒとを結ぶ直線とが交差する点Ｐ（ｘ、ｙ、ｚ）を抽出する。主制御部６０は、この点Ｐと、第１の任意原点Ｍｌとのノルムに基づいて、オブジェクトＰとカメラ１１との距離を算出する。即ち、主制御部６０は、２点のノルムを実際の距離に変換することにより距離を算出することができる。また、主制御部６０は、この点Ｐと、第２の任意原点Ｍｒとのノルムに基づいて、オブジェクトＰとカメラ１２との距離を算出することができる。
【００２８】
主制御部６０は、画像４０１及び画像４０２を連続して撮像するように画像取得部１０を制御する。主制御部６０は、連続して撮像された画像４０１及び画像４０２に基づいて上記の処理を行うことにより、オブジェクトＰとの距離を逐次検出する。
【００２９】
なお、ここでは、オブジェクトＰと、カメラ１１またはカメラ１２との距離を算出することを、オブジェクトＰと、画像取得部１０との距離を算出することとを同義として説明する。また、主制御部６０は、オブジェクトＰとして、車両の一部（例えばフロント部分、ナンバープレート、ボンネット、バンパーなど）を検出するとして説明する。また、画像取得部１０と車両の一部との距離を検出することを、画像取得部１０と車両のとの距離を検出することとを同義として説明する。
【００３０】
即ち、主制御部６０は、連続して撮像された画像４０１及び画像４０２に基づいて上記の処理を行うことにより、画像取得部１０と、車両との距離を逐次検出する。主制御部６０は、画像取得部１０と、車両との距離が予め設定された距離になった場合、車両のナンバープレートの番号を認識する為の画像を撮像するように画像取得部１０を制御する。
【００３１】
画像取得部１０は、主制御部６０の制御に応じて、カメラ１１またはカメラ１２により車両の画像を取得する。画像取得部１０は、撮像した画像を主制御部６０に供給する。なお、画像取得部１０は、カメラ１１及びカメラ１２の両方で車両の画像を撮像し、撮像された両画像を合成し、合成した画像を主制御部６０に供給する構成であってもよい。
【００３２】
また、画像取得部１０は、ナンバープレートの番号の認識に適した画像になるように、撮像された画像を補正する構成であってもよい。例えば、画像取得部１０は、撮像された画像に対して、明るさの補正、コントラストの補正、エッジの強調、及び他の補正処理を施し、補正した画像を主制御部６０に供給する。
【００３３】
主制御部６０は、画像取得部１０から供給された画像に基づいて、車両のナンバープレートの番号を認識する。例えば、主制御部６０は、画像取得部１０から供給された画像に対してパターンマッチング、または特徴ベクトルの解析などを行うことにより、画像に写りこんだナンバープレートの番号を読み取ることができる。
【００３４】
さらに、主制御部６０は、車両が地点Ａ、地点Ｂ、及び地点Ｃに進入したタイミングをそれぞれ検出することができる。例えば、主制御部６０は、画像処理部１０と、地点Ａ、地点Ｂ、及び地点Ｃとの距離が予め設定されたメモリを備える。主制御部６０は、車両と画像処理部１０との距離と、上記のメモリに格納されている値とに基づいて、車両が地点Ａ、地点Ｂ、地点Ｃに侵入したことを検出することができる。
【００３５】
例えば、主制御部６０は、車両が地点Ａに進入したことを検出した場合、料金収受処理を行うように料金収受装置２０を制御する。料金収受装置２０は、無線通信により車載端末に対して料金収受処理を行う。料金収受装置２０は、車載端末と無線通信を行なう為のアンテナと、料金の算出などを行う集積回路とを備える。料金収受装置２０は、主制御部６０の制御に基づくタイミングで、アンテナから料金収受処理の為の情報（例えばコマンド）を出力する。
【００３６】
車載端末は、このコマンドを受信した場合、受信したコマンドに応じて種々の処理を行う。例えば、車載端末は、スロットに装着されているＩＣカードを用いて通行料金の精算を行う。車載端末は、処理結果に応じてレスポンスを料金収受装置２０に返信する。このように、料金収受装置２０は、このコマンド及びレスポンスを車載端末との間で送受信することにより、車載端末に対して料金収受処理を行う。料金収受装置２０は、料金収受処理の処理結果を主制御部６０に通知する。
【００３７】
主制御部６０は、料金収受装置２０から通知された料金収受処理の処理結果に基づいて、通行の可否を判定する。なお、料金収受装置２０が通行の可否を判定する構成であってもよい。主制御部６０は、通行の可否の判定結果をモニタ３０に表示させる。これにより、料金収受システム１は、例えば、通行の可否を利用者に報知することができる。
【００３８】
例えば、料金収受処理が正常に完了した場合、主制御部６０は、車両の通行を可と判定する。通行を可と判定した場合、主制御部６０は、ゲート４０のバーを開くようにゲート４０の開閉機構を制御する。即ち、主制御部６０は、ゲート４０のバーを開かせることにより、車両の通行を促す。
【００３９】
また、料金収受処理が正常に完了しなかった場合、主制御部６０は、車両の通行を不可と判定する。通行を不可と判定した場合、主制御部６０は、ゲート４０のバーを閉じるようにゲート４０の開閉機構を制御する。即ち、主制御部６０は、ゲート４０のバーを閉じさせることにより、車両の通行を抑止する。なお、ゲート４０のバーは、初期状態が開かれた状態であって閉じられた状態であってもよい。
【００４０】
主制御部６０は、車両がレーン上の地点Ａに進入したことを検出した場合、コマンドを車両の車載端末に送信するように料金収受装置２０を制御する。また、主制御部６０は、車両がレーン上の地点Ｂに進入したことを検出した場合、車載端末に対するコマンドの送信を停止させるように料金収受装置２０を制御する。これにより、料金収受装置２０は、地点Ａから地点Ｂの間に存在する車両の車載端末に対して料金収受処理を行うことができる。また、主制御部６０は、車両が地点Ｂを通過してからゲート４０に到達する前に、モニタ３０による表示処理、及びゲート４０の開閉を実行させる。
【００４１】
また、主制御部６０は、車両がレーン上の地点Ｃに進入したことを検出した場合、車両がゲート４０を通過したことを認識する。この場合、主制御部６０は、モニタ３０の表示を終了させるようにモニタ３０を制御する。また、主制御部６０は、ゲート４０のバーが初期状態に戻るようにゲート４０を制御する。
【００４２】
なお、主制御部６０は、ナンバープレートの番号を認識する為の画像をどのタイミングで取得するように画像取得部１０を制御する構成であってもよい。例えば、料金収受処理にナンバープレートの番号を用いる場合、主制御部６０は、ナンバープレートの番号を認識する為の画像を車両が地点Ａに進入したタイミングで取得するように画像取得部１０を制御する。
【００４３】
なお、主制御部６０は、車両が地点Ｂに進入したタイミング、車両が地点Ｃに進入したタイミング、または車両が他の地点に進入したタイミングで取得するように画像取得部１０を制御する構成であってもよい。例えば、主制御部６０は、ナンバープレート認識に適した画像を取得することができるタイミング（車両との距離）が予め設定されためもりを有する。主制御部６０は、設定されたタイミング（ナンバープレート認識に適した画像を取得することができるタイミング）で画像を取得するように画像取得部１０を制御する。
【００４４】
主制御部６０は、画像取得部１０から供給された画像と、認識したナンバープレートの番号と、日時と、及び料金収受装置２０により読み取った情報とを対応付けて記憶する。なお、主制御部６０は、画像取得部１０から供給された画像と、認識したナンバープレートの番号と、日時と、及び料金収受装置２０により読み取った情報を直接記憶するのではなく、ネットワークを経由して接続されたサーバなどにアップロードする構成であってもよい。
【００４５】
上記のような構成の料金収受システム１は、ステレオカメラとしてのカメラ１１及び１２を有する画像取得部１０を備える。料金収受システム１は、画像取得部１０により撮像された画像に基づいて、車両の位置を認識する。画像取得部１０は、車両が所定の位置に到達した場合、ナンバープレート認識用の画像を取得する。このような構成によると、料金収受システム１は、カメラ１１及びカメラ１２の解像度が低解像度であっても、車両の位置を検出することができる。またさらに、料金収受システム１は、ナンバープレート認識に適した画像を取得することができるタイミングで画像を取得するように画像取得部１０を制御する。
【００４６】
これにより、画像取得部１０は、より低解像度のカメラでナンバープレート認識用の画像を取得することができる。この為、画像取得部１０のカメラに要するコストを抑えることができる。この結果、よりコストが抑えられたナンバープレート認識装置を提供することができる。
【００４７】
なお、上記した実施形態では、画像取得部１０のカメラ１１及びカメラ１２は、料金収受装置２０の近傍に設置される構成として説明したが、この構成に限定されない。カメラ１１及びカメラ１２は、車両が高速で通過する区間に設けられていてもよい。このように、道路上の種々の地点に設置された複数のステレオカメラを備える場合、料金収受装置１は、車両の実際の経路などを検出することができる。
【００４８】
なお、上述の各実施の形態で説明した機能は、ハードウエアを用いて構成するに留まらず、ソフトウエアを用いて各機能を記載したプログラムをコンピュータに読み込ませて実現することもできる。また、各機能は、適宜ソフトウエア、ハードウエアのいずれかを選択して構成するものであっても良い。
【００４９】
なお、本発明は上記実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合せにより種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。更に、異なる実施形態に亘る構成要素を適宜組み合せてもよい。
【符号の説明】
【００５０】
１…料金収受システム、１０…画像取得部、１１…カメラ、１２…カメラ、２０…料金収受装置、３０…モニタ、４０…ゲート、６０…主制御部。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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