(57)【要約】【課題】  自動車が冬用タイヤを装着しているか否かを自動的に検出する装置を提供する。【解決手段】  大型車か普通車であるかを識別する車種検出センサー１と、車種検出センサー１の識別結果によって作動し、自動車の接近を感知する感知センサー２と、感知センサー２と連動して作動し、自動車のタイヤ接地面を撮影する画像撮込装置３と、撮影した画像を２値化処理して、所定範囲内における２色の粒子の総数に対する一方の粒子数が一定値以上のときは冬用タイヤと判別し、一定値以下のときは通常タイヤであると判別するプログラムを組込んだＣＰＵ４と、ＣＰＵ４の判別結果を表示する表示器５と、を設けて構成する。【選択図】      図１
2009230599.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
自動車が冬用タイヤを装着しているか否かを，前記自動車を走行させたまま検出して表示する装置であって、前記自動車が，トラックなどの大型車か，軽自動車を含む普通車であるかを識別する車種検出センサー（１）と、前記車種検出センサーに対し車の流れの下流側に位置し，該車種検出センサーの識別結果によって作動し，前記自動車の接近を感知する大型車感知センサー（２ａ）およびその下流側の普通車感知センサー（２ｂ）と、前記感知センサー（２）の下流側に位置し，該感知センサーと連動して作動し，前記自動車のタイヤ接地面を撮影するＣＣＤカメラ（３ａ），および該ＣＣＤカメラの撮影時に同期させて発光する発光器（３ｂ）を備える画像撮込装置（３）と、前記ＣＣＤカメラで撮影した画像を２値化処理して，所定範囲内における２色の粒子の総数に対する一方の粒子数が一定値以上のときは冬用タイヤと判別し，一定値以下のときは通常タイヤであると判別するプログラムを組込んだＣＰＵ（４）と、前記ＣＰＵの判別結果を表示する表示器（５）と、を備えることを特徴とする冬用タイヤ装着車の自動識別装置。
【請求項２】
自動車が冬用タイヤを装着しているか否かを，前記自動車を走行させたまま検出して表示する装置であって、前記自動車が，トラックなどの大型車か，軽自動車を含む普通車であるかを識別する車種検出センサー（１）と、前記車種検出センサーに対し車の流れの下流側に位置し，該車種検出センサーの識別結果によって作動し，前記自動車の接近を感知する大型車感知センサー（２ａ）およびその下流側の普通車感知センサー（２ｂ）と、前記感知センサー（２）の下流側に位置し，該感知センサーと連動して作動し，前記自動車のタイヤ接地面を撮影するＣＣＤカメラ（３ａ），および該ＣＣＤカメラの撮影時に同期させて発光する発光器（３ｂ）を備える画像撮込装置（３）と、前記ＣＣＤカメラで撮影した画像を輝度調整画像装置（６）を経て２値化処理して，所定範囲内における２色の粒子の総数に対する一方の粒子数が一定値以上のときは冬用タイヤと判別し，一定値以下のときは通常タイヤであると判別するプログラムを組込んだＣＰＵ（４）と、前記ＣＰＵの判別結果を表示する表示器（５）と、を備えることを特徴とする冬用タイヤ装着車の自動識別装置。
【請求項３】
車種検出センサー（１）、感知センサー（２）、画像撮込装置（３）、ＣＰＵ（４）および表示器（５）を制御する制御装置を設けたことを特徴とする請求項１または２に記載の冬用タイヤ装着車の自動識別装置。
【請求項４】
車種検出センサー（１）を、上側センサー（１ａ）と下側センサー（１ｂ）とを上下に設けて構成し、上側センサーと下側センサーの両方が自動車を検知したときは、該自動車が大型車であると識別し、下側センサーのみが自動車を検知したときは、該自動車が普通車または軽自動車であると識別することを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の冬用タイヤ装着車の自動識別装置。
【請求項５】
画像撮込装置（３）が、自動車の右前輪または左前輪のタイヤ接地面を撮影するものであることを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の冬用タイヤ装着車の自動識別装置。
【請求項６】
表示器（５）を、運転者が視認できる場所に設置したことを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載の冬用タイヤ装着車の自動識別装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、冬期に、例えば、高速道路を走行する自動車が、冬用タイヤを装着しているか否かを自動的に検出して表示する装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
冬期に、高速道路を走行する自動車が冬用タイヤを装着していないがために発生する事故が多発している。こうした事故を未然に防止するため、各自動車が冬用タイヤを装着しているか否かを確認すべく、高速道路の入口などにおいて、複数の監視人が、各自動車を一旦停車させて、そのタイヤを視認するといった作業を行っている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかし、監視人による冬用タイヤの装着確認作業は、視認によるものであるため手間が掛かり、多大な経費を必要とする。また、この作業は、寒い屋外で行うものであるため、通常、高齢者である監視人に大きな肉体的な負担を強いり、よって、監視者の確保が困難である。さらに、監視人の安全上の問題もある。
【０００４】
本発明はこうした問題に鑑み創案されたもので、冬期に、例えば、高速道路を走行する自動車が冬用タイヤを装着しているか否かを自動的に検出して表示する検出装置を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
まず、用語の説明をする。
タイヤ接地面は、タイヤが回転したとき、地面に接触する部分となるタイヤ外周面を言う。
ＣＰＵは、Central Processing Unitの略で中央演算処理装置のことである。
ＣＣＤは、charge  coupled  deviceの略で電荷結合素子のことである。光信号を電気信号に変換する記憶媒体である。
ＣＣＤカメラは、ＣＣＤを利用したカメラである。
【０００６】
輝度調整画像装置は、ＣＣＤカメラで撮った画像を、縦横それぞれ奇数の格子枠に分割し、中央対象画素の輝度値を中央枡の画素数として表示する画像処理装置である。（特許第３９０９６０４号）。
【０００７】
２値化処理は、２色だけの色で表示する２段調の画像にすることである。
粒子数の計測は、画像用の各粒子数を計測することである。
【０００８】
閾値は、画像内の全粒子数に対する割合において、一方の粒子数が多ければ、冬用タイヤと判断し、該一方の粒子数が少なければ通常タイヤと判別するため実験より設定した値である。
【０００９】
図１乃至図７を参照して説明する。本発明者らは、冬用タイヤの接地面には、通常タイヤの接地面より多数の溝が形成されていることに着目して、本発明を創案した。
【００１０】
請求項１に記載の冬用タイヤ装着車の自動識別装置は、自動車が冬用タイヤを装着しているか否かを、前記自動車を走行させたまま検出して表示する装置である。この装置は、前記自動車が、トラックなどの大型車か、軽自動車を含む普通車であるかを識別する車種検出センサー１と、前記車種検出センサー１に対し車の流れの下流側に位置し、車種検出センサー１の識別結果によって作動し、前記自動車の接近を感知する大型車感知センサー２ａおよびその下流側の普通車感知センサー２ｂと、前記感知センサー２の下流側に位置し、感知センサー２と連動して作動し、前記自動車のタイヤ接地面を撮影するＣＣＤカメラ３ａ、およびＣＣＤカメラ３ａの撮影時に同期させて発光する発光器３ｂを備える画像撮込装置３と、前記ＣＣＤカメラ３ａで撮影した画像を２値化処理して、所定範囲内における２色の粒子の総数に対する一方の粒子数が一定値以上のときは冬用タイヤと判別し、一定値以下のときは通常タイヤであると判別するプログラムを組込んだＣＰＵ４と、前記ＣＰＵ４の判別結果を表示する表示器５と、を備えることを特徴とするものである。
【００１１】
なお、車種検出センサー１が、走行してくる自動車が大型車であると識別した場合は、大型車感知センサー２ａのみが作動し、普通車感知センサー２ｂは作動させない。その逆に、車種検出センサー１が、走行してくる自動車が普通車（軽自動車を含む）であると識別した場合は、普通車感知センサー２ｂのみが作動し、大型車感知センサー２ａは作動させない。
【００１２】
タイヤ表面を撮影するとき、撮影方向を、焦点位置におけるタイヤ表面と直交する方向に出来る限り近づけることが必要である。
【００１３】
自動車にはタイヤ接地面とフェンダー下部間に最低地上高が法令で決まっており、フェンダー最低地上高までの範囲でタイヤを撮影する必要がある。このため、道路傍のなるべく低いところにＣＣＤカメラ３ａを設置し、仰角をもって斜め上向に撮影するのが効果的である。
【００１４】
そして、シャッターを切る瞬間をＣＣＤカメラ３ａの上流側の傍においた感知センサー２を通過する瞬間を感知してＣＣＤカメラ３ａのシャッターを切る信号を伝える。
【００１５】
ところで、タイヤの撮影位置と感知センサー２の間隔は、車輪の大きさによって異なって来る。図３において、自動車のタイヤ接地面とフェンダー下部間の最低地上高は法令上１２ｃｍで、大型車のタイヤの半径Ｒａは平均５０ｃｍ，小型車のタイヤの半径Ｒｂは平均３０ｃｍ，自動車のタイヤ接地面とフェンダー下部間の最低地上高は法令上１２ｃｍである。ＣＣＤカメラ３ａのタイヤに対する焦点位置K点を地上８ｃｍとする。感知センサーの光線のタイヤ検出位置H点は、タイヤ接地面とフェンダー下部間の最低地上高及びＣＣＤ３ａカメラの焦点高さからして４ｃｍが適当である。ピタゴラスの定理から、タイヤの半径をＸとすると、タイヤ接地面におけるＫ点とＨ点間の水平方向距離Ｙは次式で表わされる。
【００１６】
Ｙ＝{Ｘ２−（Ｘ−８）２}１／２−{Ｘ２−（Ｘ−４）２}１／２
＝（１６Ｘ−６４）１／２  −（８Ｘ−１６）１／２
【００１７】
大型タイヤの半径Ｘａを５０ｃｍとするとタイヤ接地面におけるＫ点−Ｈ点間の距離Ｙａは
Ｙａ＝（１６×５０−６４）１／２−（８×５０−１６）１／２
＝２７．１−１９．６＝７．５ｃｍ
【００１８】
小型タイヤの半径Ｘｂを３０ｃｍとすると、タイヤ接地面におけるＫ点−Ｈ点間の水平方向距離Ｙｂは
Ｙｂ＝（１６×３０−６４）１／２  −（８×−３０−１６）１／２
＝２０．４−１５．０＝５．４ｃｍ
Ｙａ−Ｙｂ＝７．５−５．４＝２．１ｃｍ
【００１９】
したがって、１つのＣＣＤカメラ３ａで大型車と普通車のタイヤ接地面を撮影するため、大型車の感知センサー２ａ位置は、小型車の感知センサー２ｂよりも上流側に設置する必要がある。
【００２０】
なお、普通車と軽自動車は、そのタイヤの外径に大きな差がないので、普通車感知センサー２ｂで正確に感知することができる。
【００２１】
請求項２の発明は、ＣＣＤカメラ３ａで撮影した画像を輝度調整画像処理装置６を経てから２値化処理するもので、一層正確化することができる。
【００２２】
請求項３に記載の冬用タイヤ装着車の自動識別装置は、請求項１または２に記載の発明において、車種検出センサー１、感知センサー２、画像撮込装置３、ＣＰＵ４および表示器５を制御する制御装置を設けたことを特徴とするものである。
【００２３】
請求項４に記載の冬用タイヤ装着車の自動識別装置は、大型車と普通車（および軽自動車）とは、車高が異なることに着目して創案されたものであり、請求項１〜３のいずれかに記載の発明において、車種検出センサー１を、上側センサー１ａと下側センサー１ｂとを上下に設けて構成し、上側センサー１ａと下側センサー１ｂの両方が自動車を検知したときは、その自動車が大型車であると識別し、下側センサー１ｂのみが自動車を検知したときは、その自動車が普通車または軽自動車であると識別することを特徴とするものである。
【００２４】
請求項５に記載の冬用タイヤ装着車の自動識別装置は、請求項１乃至４のいずれかに記載の発明において、画像撮込装置３が、自動車の右前輪または左前輪のタイヤ接地面を撮影するものであることを特徴とする。
【００２５】
請求項６に記載の冬用タイヤ装着車の自動識別装置は、請求項１乃至５のいずれかに記載の発明おいて、表示器５を、運転者が視認できる場所に設置したことを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００２６】
請求項１に記載の冬用タイヤ装着車の自動識別装置は、車種検出センサー１で走行する自動車がトラックなどの大型車であるか、あるいは普通車（軽自動車を含む）であるかを識別し、その識別結果によって大型車感知センサー２ａまたは普通車感知センサー２ｂを作動させて、その自動車の接近を感知し、それに基づいてＣＣＤカメラ３ａで自動車のタイヤ接地面を撮影する。この際、発光器３ｂを発光させて撮影画像の鮮明度の確保を図る。そして、撮影画像を２値化した後、２色の粒子の総数に対する一方の粒子数が一定値以上か以下かによって、そのタイヤが冬用タイヤであるかを判別し、その判別結果を表示器５で表示する。
【００２７】
このように、自動車が冬用タイヤを装着しているか否かを、自動的に検出して表示することができるので、従来技術のように監視人が視認して検出するのと比較して、手間が掛からず、検出に要する経費を大幅に削減することができる。また、自動的に検出するので、監視人の負担が軽減され、監視人の確保が容易となる。さらに、監視人の安全性を高めることもできる。
【００２８】
請求項２の発明は、請求項１の発明に加えて、ＣＣＤカメラ３ａで撮影した画像を輝度調整画像装置６を経て２値化処理するようにしたもので、より優れたデータを得ることが出来る。
【００２９】
請求項３に記載の冬用タイヤ装着車の自動識別装置は、請求項１に記載の発明と同様の効果を発揮する。また、車種検出センサー１、感知センサー２、画像撮込装置３、ＣＰＵ４および表示器５を制御する制御装置を設けたので、自動検出作業の円滑化をさらに図ることができる。
【００３０】
請求項４に記載の冬用タイヤ装着車の自動識別装置は、請求項１〜３のいずれかに記載の発明と同様の効果を発揮する。また、車種検出センサー１を、上側センサー１ａと下側センサー１ｂとを上下に設けて構成し、両センサー１ａ，１ｂが自動車を検知したときは大型車であると識別し、下側センサー１ｂのみが検知したときは、普通車または軽自動車であると識別するので、通過する自動車が大型車か普通車（または軽自動車）であるかを正確に識別することができる。
【００３１】
請求項５に記載の冬用タイヤ装着車の自動識別装置は、請求項１〜４のいずれかに記載の発明の効果を発揮する。また、画像撮込装置３が、自動車の右前輪または左前輪のタイヤ接地面を撮影するので、後輪のタイヤ接地面を撮影する場合と比較して、当該前輪の前に障害物が存在しないことから、容易かつ正確に撮影することができる。
【００３２】
請求項６に記載の冬用タイヤ装着車の自動識別装置は、請求項１〜５のいずれかに記載の発明と同様の効果を発揮する。また、表示器５を、運転者が視認できる場所に設置したので、運転者自身が冬用タイヤ着用の有無を確認することができる。従って、例えば、監視人が口頭でその旨を伝える場合より、その後の対応（例えば、運転者自身が自動車を移動させてチェーンを装着する作業）を円滑に進めることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３３】
本発明に係る冬用タイヤ装着車の自動識別装置の実施形態を、図１乃至図７に示す。これは、冬期において高速道路の入口に設けた検出走行路Ｇの右側に配置した設置面Ｐに設けられ、当該高速道路に進入しようとする自動車が冬用タイヤを装着しているか否かを、自動車を停止させることなく走行（徐行）させたまま検出し、その結果を表示する装置である。
【００３４】
この装置は、図１に示すように、車の流れの上流側から下流側に向って、順に、車種検出センサー１、大型車感知センサー２ａ、普通車感知センサー２ｂ、画像撮込装置３、ＣＰＵ４（中央処理装置）、および表示器５を備える。なお、自動車は、その右前輪が、設置面Ｐから所定距離（例えば８０ｃｍ前後）離れた部分を走行すべく誘導するようにしている。
【００３５】
車種検出センサー１は、高速道路に進入しようとする自動車が、トラックなどの大型車であるか、普通車（軽自動車を含む）であるかを識別する。この車種検出センサー１は、大型車と普通車（および軽自動車）とは車高が異なることに着目して構成したもので、図２に示すように、上側センサー１ａと下側センサー１ｂを上下に設けている。
【００３６】
そして、上側センサー１ａと下側センサー１ｂの両方が自動車を検知したときは、その自動車が大型車であると識別するものとし、下側センサー１ｂのみが自動車を検知したときは、その自動車が普通車または軽自動車であると識別するものとしている。なお、本実施形態では、上側センサー１ａを検出走行路Ｇから２１０ｃｍの高さに、下側センサー１ｂを検出走行路Ｇから８０ｃｍの高さに配置している。
【００３７】
大型車感知センサー２ａは、車種検出センサー１が前記自動車が大型車であると識別することによって作動して、その大型車が所定位置まで近づくと、その右前輪の最前端を検知する。また、普通自動車検知センサー２ｂは、車種検出センサー１が前記自動車が普通車（または軽自動車）であると識別することによって作動して、その普通自動車が所定位置まで近づくと、その右前輪の最前端を検知する。
【００３８】
画像撮込装置３は、大型車感知センサー２ａおよび普通車感知センサー２ｂのそれぞれと連動して作動するもので、自動車のタイヤ接地面を撮影するＣＣＤカメラ３ａと、そのＣＣＤカメラ３ａの撮影時に同期させて発光する発光器３ｂ（ストロボ）とを備える。
【００３９】
この画像撮込装置３は、自動車の右前輪のタイヤ接地面を撮影するものであり、設置面Ｐから検出走行路Ｇに対して２５度の設置角度Ａで設置している。なお、この画像撮込装置３は、前輪を斜め前から水平にＣＣＤカメラ３ａを設置している。
【００４０】
また、ＣＰＵ４は、ＣＣＤカメラ３ａで撮影した画像を図６に示す如く、縦横それぞれ３つの格子枠に分別し、格枠内の対応画素の平均値を中央枠の画素数として表示するフィルター６を経て２値化処理して、一方の粒子の数が一定値以上のときは冬用タイヤと判別し、一定値以下のときは通常タイヤであると判別するプログラムを組込んで構成される。
【００４１】
表示器５は、ＣＰＵ４の判別結果を表示するもので、ＣＰＵ４が冬用タイヤであると判別した場合には文字「ＯＫ」や青色を点灯し、通常タイヤであると判別した場合は文字「ＮＧ」や赤色を点灯する。この表示器５は、監視人のみでなく、運転者も視認できる場所に設置している。
【００４２】
なお、本実施形態においては、車種検出センサー１、感知センサー２、画像撮込装置３、ＣＰＵ４および表示器５を制御する制御装置（図示せず）を設けている。
【００４３】
本実施形態に係る冬用タイヤ装着車の自動識別装置は、次のように作動する。まず、高速道路の入口等に進入してきた自動車を、監視人が検出走行路Ｇに誘導して、徐行状態で走行させる。ここで、最初に、車種検出センサー１が、この自動車が大型車であるか普通車（または軽自動車）であるかを識別し、大型車である場合にはその信号を大型車感知センサー２ａに送り、普通車である場合にはその信号を普通車感知センサー２ｂに送る。
【００４４】
感知センサー２は、その信号によって作動し、自動車が所定距離まで近づいたことを感知し、その信号を画像撮込装置３に送る。画像撮込装置３は、この信号を受けた後、所定時間経過後にＣＣＤカメラ３ａで当該自動車の右前輪のタイヤ接地面を撮影する。この際、発光器３ｂを同期して発光させ、鮮明な画像を得る。
【００４５】
この画像は、ＣＰＵ４に送られ、輝度調整画像装置６を経て互いに異色の２値化処理され、一方の粒子の数が一定値以上である場合（図４参照）は冬用タイヤであると判別する。逆に、一定値以下の場合（図５参照）は、通常タイヤであると判別する。そして、表示器５に、この判別結果が「ＯＫ」や青色（冬用タイヤ）または「ＮＧ」や赤色（通常タイヤ）で表示される。
【００４６】
表示器５に「ＯＫ」や青色が表示された自動車は、そのまま高速道路へ進入する。また、「ＮＧ」や赤色が表示された自動車は、所定の場所に移動し、そこで冬用タイヤへの交換や、チェーンの装着などを行う。
【００４７】
このように、本実施形態に係る冬用タイヤ装着車の自動識別装置は、高速道路に進入しようとする自動車が冬用タイヤを装着しているか否かを、自動的に検出して表示するので、その作業が容易であり、検出に必要な経費を大幅に削減することができる。また、自動的に検出するので、監視人の負担が軽減され、監視人の確保が容易となり、さらに、監視人の安全性も向上する。
【００４８】
なお、この冬用タイヤ装着車の自動識別装置は、車種検出センサー１、感知センサー２、画像撮込装置３、ＣＰＵ４および表示器５を制御する制御装置を設けているので、より効率的な自動化を図ることができる。
【００４９】
また、車種検出センサー１を、上側センサー１ａと下側センサー１ｂとを上下に設けて構成しているので、通過する自動車が大型車か普通車（または軽自動車）であるかを正確に識別することができる。
【００５０】
また、画像撮込装置３は、自動車の右前輪のタイヤ接地面（を撮影するように設定しているので、後輪のタイヤ接地面を撮影する場合と異なり、当該前輪の前に障害物が存在しないことから、容易かつ正確に撮影することができる。
【００５１】
さらに、表示器５を、運転者が視認できる場所に設置しているので、運転者自身が冬用タイヤ着用の有無を確認することができ、その後の対応を円滑に進めることができる。
【００５２】
なお、本実施形態に係る冬用タイヤ装着車の自動識別装置は、高速道路の入口に設けたものであるが、本発明は高速道路のサービスエリアや通常の道路などにも設置することができる。
【図面の簡単な説明】
【００５３】
【図１】本発明に係る冬用タイヤ装着車の自動識別装置の実施形態を示す平面図である。
【図２】図１における車種検出センサーを示す説明図である。
【図３】図１における感知センサーを示す説明図である。
【図４】冬用タイヤ接地面の２値化処理後の映像を示す図である。
【図５】通常タイヤ接地面の２値化処理後の映像を示す図である。
【図６】輝度調整画像装置の原理を示すディスプレイの正面図である。
【図７】画像撮込装置から表示器までのフローチャート図である。
【符号の説明】
【００５４】
１        車種検出センサー
１ａ      上側センサー
１ｂ      下側センサー
２        感知センサー
２ａ      大型車感知センサー
２ｂ      普通車感知センサー
３        画像撮込装置
３ａ      ＣＣＤカメラ
３ｂ      発光器
４        ＣＰＵ
５        表示器
６        輝度調整画像装置
Ｇ        検出走行路
Ｐ        設置面
Ｔ        タイヤ（車輪）
Ａ        設置角度
Ｙ        タイヤ接地面におけるＫ点とＨ点間の水平方向距離
【図１】
2009230599.tif 000003
【図２】
2009230599.tif 000004
【図３】
2009230599.tif 000005
【図４】
2009230599.tif 000006
【図５】
2009230599.tif 000007
【図６】
2009230599.tif 000008
【図７】
2009230599.tif 000009
【手続補正書】
【提出日】平成20年3月26日(2008.3.26)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、冬期に、例えば、高速道路を走行する自動車が、冬用タイヤを装着しているか否かを自動的に検出して表示する装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
冬期に、高速道路を走行する自動車が冬用タイヤを装着していないがために発生する事故が多発している。こうした事故を未然に防止するため、各自動車が冬用タイヤを装着しているか否かを確認すべく、高速道路の入口などにおいて、複数の監視人が、各自動車を一旦停車させて、そのタイヤを視認するといった作業を行っている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかし、監視人による冬用タイヤの装着確認作業は、視認によるものであるため手間が掛かり、多大な経費を必要とする。また、この作業は、寒い屋外で行うものであるため、通常、高齢者である監視人に大きな肉体的な負担を強いり、よって、監視者の確保が困難である。さらに、監視人の安全上の問題もある。
【０００４】
本発明はこうした問題に鑑み創案されたもので、冬期に、例えば、高速道路を走行する自動車が冬用タイヤを装着しているか否かを自動的に検出して表示する検出装置を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
まず、用語の説明をする。
タイヤ接地面は、タイヤが回転したとき、地面に接触する部分となるタイヤ外周面を言う。
ＣＰＵは、Central Processing Unitの略で中央演算処理装置のことである。
ＣＣＤは、charge  coupled  deviceの略で電荷結合素子のことである。光信号を電気信号に変換する記憶媒体である。
ＣＣＤカメラは、ＣＣＤを利用したカメラである。
【０００６】
輝度調整画像装置は、ＣＣＤカメラで撮った画像を、縦横それぞれ奇数の格子枠に分割し、中央対象画素の輝度値を中央枡の画素数として表示する画像処理装置である。（特許第３９０９６０４号）。
【０００７】
２値化処理は、２色だけの色で表示する２段調の画像にすることである。
粒子数の計測は、画像用の各粒子数を計測することである。
【０００８】
閾値は、画像内の全粒子数に対する割合において、一方の粒子数が多ければ、冬用タイヤと判断し、該一方の粒子数が少なければ通常タイヤと判別するため実験より設定した値である。
【０００９】
図１乃至図７を参照して説明する。本発明者らは、冬用タイヤの接地面には、通常タイヤの接地面より多数の溝が形成されていることに着目して、本発明を創案した。
【００１０】
請求項１に記載の冬用タイヤ装着車の自動識別装置は、自動車が冬用タイヤを装着しているか否かを、前記自動車を走行させたまま検出して表示する装置である。この装置は、前記自動車が、トラックなどの大型車か、軽自動車を含む普通車であるかを識別する車種検出センサー１と、前記車種検出センサー１に対し車の流れの下流側に位置し、車種検出センサー１の識別結果によって作動し、前記自動車の接近を感知する大型車感知センサー２ａおよびその下流側の普通車感知センサー２ｂと、前記感知センサー２の下流側に位置し、感知センサー２と連動して作動し、前記自動車のタイヤ接地面を撮影するＣＣＤカメラ３ａ、およびＣＣＤカメラ３ａの撮影時に同期させて発光する発光器３ｂを備える画像撮込装置３と、前記ＣＣＤカメラ３ａで撮影した画像を２値化処理して、所定範囲内における２色の粒子の総数に対する一方の粒子数が一定値以上のときは冬用タイヤと判別し、一定値以下のときは通常タイヤであると判別するプログラムを組込んだＣＰＵ４と、前記ＣＰＵ４の判別結果を表示する表示器５と、を備えることを特徴とするものである。
【００１１】
なお、車種検出センサー１が、走行してくる自動車が大型車であると識別した場合は、大型車感知センサー２ａのみが作動し、普通車感知センサー２ｂは作動させない。その逆に、車種検出センサー１が、走行してくる自動車が普通車（軽自動車を含む）であると識別した場合は、普通車感知センサー２ｂのみが作動し、大型車感知センサー２ａは作動させない。
【００１２】
タイヤ表面を撮影するとき、撮影方向を、焦点位置におけるタイヤ表面と直交する方向に出来る限り近づけることが必要である。
【００１３】
自動車にはタイヤ接地面とフェンダー下部間に最低地上高が法令で決まっており、フェンダー最低地上高までの範囲でタイヤを撮影する必要がある。このため、道路傍のなるべく低いところにＣＣＤカメラ３ａを設置し、仰角をもって斜め上向に撮影するのが効果的である。
【００１４】
そして、シャッターを切る瞬間をＣＣＤカメラ３ａの上流側の傍においた感知センサー２を通過する瞬間を感知してＣＣＤカメラ３ａのシャッターを切る信号を伝える。
【００１５】
ところで、タイヤの撮影位置と感知センサー２の間隔は、車輪の大きさによって異なって来る。図３において、自動車のタイヤ接地面とフェンダー下部間の最低地上高は法令上１２ｃｍで、大型車のタイヤの半径Ｒａは平均５０ｃｍ，小型車のタイヤの半径Ｒｂは平均３０ｃｍ，自動車のタイヤ接地面とフェンダー下部間の最低地上高は法令上１２ｃｍである。ＣＣＤカメラ３ａのタイヤに対する焦点位置K点を地上８ｃｍとする。感知センサーの光線のタイヤ検出位置H点は、タイヤ接地面とフェンダー下部間の最低地上高及びＣＣＤ３ａカメラの焦点高さからして４ｃｍが適当である。ピタゴラスの定理から、タイヤの半径をＸとすると、タイヤ接地面におけるＫ点とＨ点間の水平方向距離Ｙは次式で表わされる。
【００１６】
Ｙ＝{Ｘ２−（Ｘ−８）２}１／２−{Ｘ２−（Ｘ−４）２}１／２
＝（１６Ｘ−６４）１／２  −（８Ｘ−１６）１／２
【００１７】
大型タイヤの半径Ｘａを５０ｃｍとするとタイヤ接地面におけるＫ点−Ｈ点間の距離Ｙａは
Ｙａ＝（１６×５０−６４）１／２−（８×５０−１６）１／２
＝２７．１−１９．６＝７．５ｃｍ
【００１８】
小型タイヤの半径Ｘｂを３０ｃｍとすると、タイヤ接地面におけるＫ点−Ｈ点間の水平方向距離Ｙｂは
Ｙｂ＝（１６×３０−６４）１／２  −（８×−３０−１６）１／２
＝２０．４−１５．０＝５．４ｃｍ
Ｙａ−Ｙｂ＝７．５−５．４＝２．１ｃｍ
【００１９】
したがって、１つのＣＣＤカメラ３ａで大型車と普通車のタイヤ接地面を撮影するため、大型車の感知センサー２ａ位置は、小型車の感知センサー２ｂよりも上流側に設置する必要がある。
【００２０】
なお、普通車と軽自動車は、そのタイヤの外径に大きな差がないので、普通車感知センサー２ｂで正確に感知することができる。
【００２１】
請求項２の発明は、ＣＣＤカメラ３ａで撮影した画像を輝度調整画像処理装置６を経てから２値化処理するもので、一層正確化することができる。
【００２２】
請求項３に記載の冬用タイヤ装着車の自動識別装置は、請求項１または２に記載の発明において、車種検出センサー１、感知センサー２、画像撮込装置３、ＣＰＵ４および表示器５を制御する制御装置を設けたことを特徴とするものである。
【００２３】
請求項４に記載の冬用タイヤ装着車の自動識別装置は、大型車と普通車（および軽自動車）とは、車高が異なることに着目して創案されたものであり、請求項１〜３のいずれかに記載の発明において、車種検出センサー１を、上側センサー１ａと下側センサー１ｂとを上下に設けて構成し、上側センサー１ａと下側センサー１ｂの両方が自動車を検知したときは、その自動車が大型車であると識別し、下側センサー１ｂのみが自動車を検知したときは、その自動車が普通車または軽自動車であると識別することを特徴とするものである。
【００２４】
請求項５に記載の冬用タイヤ装着車の自動識別装置は、請求項１乃至４のいずれかに記載の発明において、画像撮込装置３が、自動車の右前輪または左前輪のタイヤ接地面を撮影するものであることを特徴とする。
【００２５】
請求項６に記載の冬用タイヤ装着車の自動識別装置は、請求項１乃至５のいずれかに記載の発明おいて、表示器５を、運転者が視認できる場所に設置したことを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００２６】
請求項１に記載の冬用タイヤ装着車の自動識別装置は、車種検出センサー１で走行する自動車がトラックなどの大型車であるか、あるいは普通車（軽自動車を含む）であるかを識別し、その識別結果によって大型車感知センサー２ａまたは普通車感知センサー２ｂを作動させて、その自動車の接近を感知し、それに基づいてＣＣＤカメラ３ａで自動車のタイヤ接地面を撮影する。この際、発光器３ｂを発光させて撮影画像の鮮明度の確保を図る。そして、撮影画像を２値化した後、２色の粒子の総数に対する一方の粒子数が一定値以上か以下かによって、そのタイヤが冬用タイヤであるかを判別し、その判別結果を表示器５で表示する。
【００２７】
このように、自動車が冬用タイヤを装着しているか否かを、自動的に検出して表示することができるので、従来技術のように監視人が視認して検出するのと比較して、手間が掛からず、検出に要する経費を大幅に削減することができる。また、自動的に検出するので、監視人の負担が軽減され、監視人の確保が容易となる。さらに、監視人の安全性を高めることもできる。
【００２８】
請求項２の発明は、請求項１の発明に加えて、ＣＣＤカメラ３ａで撮影した画像を輝度調整画像装置６を経て２値化処理するようにしたもので、より優れたデータを得ることが出来る。
【００２９】
請求項３に記載の冬用タイヤ装着車の自動識別装置は、請求項１に記載の発明と同様の効果を発揮する。また、車種検出センサー１、感知センサー２、画像撮込装置３、ＣＰＵ４および表示器５を制御する制御装置を設けたので、自動検出作業の円滑化をさらに図ることができる。
【００３０】
請求項４に記載の冬用タイヤ装着車の自動識別装置は、請求項１〜３のいずれかに記載の発明と同様の効果を発揮する。また、車種検出センサー１を、上側センサー１ａと下側センサー１ｂとを上下に設けて構成し、両センサー１ａ，１ｂが自動車を検知したときは大型車であると識別し、下側センサー１ｂのみが検知したときは、普通車または軽自動車であると識別するので、通過する自動車が大型車か普通車（または軽自動車）であるかを正確に識別することができる。
【００３１】
請求項５に記載の冬用タイヤ装着車の自動識別装置は、請求項１〜４のいずれかに記載の発明の効果を発揮する。また、画像撮込装置３が、自動車の右前輪または左前輪のタイヤ接地面を撮影するので、後輪のタイヤ接地面を撮影する場合と比較して、当該前輪の前に障害物が存在しないことから、容易かつ正確に撮影することができる。
【００３２】
請求項６に記載の冬用タイヤ装着車の自動識別装置は、請求項１〜５のいずれかに記載の発明と同様の効果を発揮する。また、表示器５を、運転者が視認できる場所に設置したので、運転者自身が冬用タイヤ着用の有無を確認することができる。従って、例えば、監視人が口頭でその旨を伝える場合より、その後の対応（例えば、運転者自身が自動車を移動させてチェーンを装着する作業）を円滑に進めることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３３】
本発明に係る冬用タイヤ装着車の自動識別装置の実施形態を、図１乃至図７に示す。これは、冬期において高速道路の入口に設けた検出走行路Ｇの右側に配置した設置面Ｐに設けられ、当該高速道路に進入しようとする自動車が冬用タイヤを装着しているか否かを、自動車を停止させることなく走行（徐行）させたまま検出し、その結果を表示する装置である。
【００３４】
この装置は、図１に示すように、車の流れの上流側から下流側に向って、順に、車種検出センサー１、大型車感知センサー２ａ、普通車感知センサー２ｂ、画像撮込装置３、ＣＰＵ４（中央処理装置）、および表示器５を備える。なお、自動車は、その右前輪が、設置面Ｐから所定距離（例えば８０ｃｍ前後）離れた部分を走行すべく誘導するようにしている。
【００３５】
車種検出センサー１は、高速道路に進入しようとする自動車が、トラックなどの大型車であるか、普通車（軽自動車を含む）であるかを識別する。この車種検出センサー１は、大型車と普通車（および軽自動車）とは車高が異なることに着目して構成したもので、図２に示すように、上側センサー１ａと下側センサー１ｂを上下に設けている。
【００３６】
そして、上側センサー１ａと下側センサー１ｂの両方が自動車を検知したときは、その自動車が大型車であると識別するものとし、下側センサー１ｂのみが自動車を検知したときは、その自動車が普通車または軽自動車であると識別するものとしている。なお、本実施形態では、上側センサー１ａを検出走行路Ｇから２１０ｃｍの高さに、下側センサー１ｂを検出走行路Ｇから８０ｃｍの高さに配置している。
【００３７】
大型車感知センサー２ａは、車種検出センサー１が前記自動車が大型車であると識別することによって作動して、その大型車が所定位置まで近づくと、その右前輪の最前端を検知する。また、普通自動車検知センサー２ｂは、車種検出センサー１が前記自動車が普通車（または軽自動車）であると識別することによって作動して、その普通自動車が所定位置まで近づくと、その右前輪の最前端を検知する。
【００３８】
画像撮込装置３は、大型車感知センサー２ａおよび普通車感知センサー２ｂのそれぞれと連動して作動するもので、自動車のタイヤ接地面を撮影するＣＣＤカメラ３ａと、そのＣＣＤカメラ３ａの撮影時に同期させて発光する発光器３ｂ（ストロボ）とを備える。
【００３９】
この画像撮込装置３は、自動車の右前輪のタイヤ接地面を撮影するものであり、設置面Ｐから検出走行路Ｇに対して２５度の設置角度Ａで設置している。なお、この画像撮込装置３は、前輪を斜め前から水平にＣＣＤカメラ３ａを設置している。
【００４０】
また、ＣＰＵ４は、ＣＣＤカメラ３ａで撮影した画像を図６に示す如く、縦横それぞれ３つの格子枠に分別し、格枠内の対応画素の平均値を中央枠の画素数として表示するフィルター６を経て２値化処理して、一方の粒子の数が一定値以上のときは冬用タイヤと判別し、一定値以下のときは通常タイヤであると判別するプログラムを組込んで構成される。
【００４１】
表示器５は、ＣＰＵ４の判別結果を表示するもので、ＣＰＵ４が冬用タイヤであると判別した場合には文字「ＯＫ」や青色を点灯し、通常タイヤであると判別した場合は文字「ＮＧ」や赤色を点灯する。この表示器５は、監視人のみでなく、運転者も視認できる場所に設置している。
【００４２】
なお、本実施形態においては、車種検出センサー１、感知センサー２、画像撮込装置３、ＣＰＵ４および表示器５を制御する制御装置（図示せず）を設けている。
【００４３】
本実施形態に係る冬用タイヤ装着車の自動識別装置は、次のように作動する。まず、高速道路の入口等に進入してきた自動車を、監視人が検出走行路Ｇに誘導して、徐行状態で走行させる。ここで、最初に、車種検出センサー１が、この自動車が大型車であるか普通車（または軽自動車）であるかを識別し、大型車である場合にはその信号を大型車感知センサー２ａに送り、普通車である場合にはその信号を普通車感知センサー２ｂに送る。
【００４４】
感知センサー２は、その信号によって作動し、自動車が所定距離まで近づいたことを感知し、その信号を画像撮込装置３に送る。画像撮込装置３は、この信号を受けた後、所定時間経過後にＣＣＤカメラ３ａで当該自動車の右前輪のタイヤ接地面を撮影する。この際、発光器３ｂを同期して発光させ、鮮明な画像を得る。
【００４５】
この画像は、ＣＰＵ４に送られ、輝度調整画像装置６を経て互いに異色の２値化処理され、一方の粒子の数が一定値以上である場合（図４参照）は冬用タイヤであると判別する。逆に、一定値以下の場合（図５参照）は、通常タイヤであると判別する。そして、表示器５に、この判別結果が「ＯＫ」や青色（冬用タイヤ）または「ＮＧ」や赤色（通常タイヤ）で表示される。
【００４６】
表示器５に「ＯＫ」や青色が表示された自動車は、そのまま高速道路へ進入する。また、「ＮＧ」や赤色が表示された自動車は、所定の場所に移動し、そこで冬用タイヤへの交換や、チェーンの装着などを行う。
【００４７】
このように、本実施形態に係る冬用タイヤ装着車の自動識別装置は、高速道路に進入しようとする自動車が冬用タイヤを装着しているか否かを、自動的に検出して表示するので、その作業が容易であり、検出に必要な経費を大幅に削減することができる。また、自動的に検出するので、監視人の負担が軽減され、監視人の確保が容易となり、さらに、監視人の安全性も向上する。
【００４８】
なお、この冬用タイヤ装着車の自動識別装置は、車種検出センサー１、感知センサー２、画像撮込装置３、ＣＰＵ４および表示器５を制御する制御装置を設けているので、より効率的な自動化を図ることができる。
【００４９】
また、車種検出センサー１を、上側センサー１ａと下側センサー１ｂとを上下に設けて構成しているので、通過する自動車が大型車か普通車（または軽自動車）であるかを正確に識別することができる。
【００５０】
また、画像撮込装置３は、自動車の右前輪のタイヤ接地面（を撮影するように設定しているので、後輪のタイヤ接地面を撮影する場合と異なり、当該前輪の前に障害物が存在しないことから、容易かつ正確に撮影することができる。
【００５１】
さらに、表示器５を、運転者が視認できる場所に設置しているので、運転者自身が冬用タイヤ着用の有無を確認することができ、その後の対応を円滑に進めることができる。
【００５２】
図７の画像取込み装置から表示器までのフローチャート図で、１０は元画像、１１は輝度調整画像処理、１２は２値化処理、１３は粒子数の計測、１４は閾値＞粒子数、１５は通常タイヤ、１６は冬用タイヤである。
【００５３】
なお、本実施形態に係る冬用タイヤ装着車の自動識別装置は、高速道路の入口に設けたものであるが、本発明は高速道路のサービスエリアや通常の道路などにも設置することができる。
【図面の簡単な説明】
【００５４】
【図１】本発明に係る冬用タイヤ装着車の自動識別装置の実施形態を示す平面図である。
【図２】図１における車種検出センサーを示す説明図である。
【図３】図１における感知センサーを示す説明図である。
【図４】冬用タイヤ接地面の２値化処理後の映像を示す図である。
【図５】通常タイヤ接地面の２値化処理後の映像を示す図である。
【図６】輝度調整画像装置の原理を示すディスプレイの正面図である。
【図７】画像撮込装置から表示器までのフローチャート図である。
【符号の説明】
【００５５】
１        車種検出センサー
１ａ      上側センサー
１ｂ      下側センサー
２        感知センサー
２ａ      大型車感知センサー
２ｂ      普通車感知センサー
３        画像撮込装置
３ａ      ＣＣＤカメラ
３ｂ      発光器
４        ＣＰＵ
５        表示器
６        輝度調整画像装置
１０      元画像
１１      輝度調整画像処理
１２      ２値化処理
１３      粒子数の計測
１４      閾値＞粒子数
１５      通常タイヤ
１６      冬用タイヤ
Ｇ        検出走行路
Ｐ        設置面
Ｔ        タイヤ（車輪）
Ａ        設置角度
Ｙ        タイヤ接地面におけるＫ点とＨ点間の水平方向距離
【手続補正２】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図７】
2009230599.tif 000010