窓検出装置及び車種判別装置及び窓検出方法及び車種判別方法
【課題】車両の窓を検出し、その検出結果に基づいて、車両の車種を判別する。
【解決手段】放射部１１１は、車両に対して放射光７５１を放射する。受光部１１５は、放射光７５１が車両に当たって反射した反射光７５４を受光する。反射位置算出部１２２は、放射部１１１が放射光７５１を放射してから受光部１１５が反射光７５４を受光するまでの時間に基づいて、放射光７５１が車両８５０に当たって反射した反射位置を算出する。窓検出部１３０は、反射位置算出部１２２が算出した反射位置に基づいて、車両の窓の位置を検出する。
【解決手段】放射部１１１は、車両に対して放射光７５１を放射する。受光部１１５は、放射光７５１が車両に当たって反射した反射光７５４を受光する。反射位置算出部１２２は、放射部１１１が放射光７５１を放射してから受光部１１５が反射光７５４を受光するまでの時間に基づいて、放射光７５１が車両８５０に当たって反射した反射位置を算出する。窓検出部１３０は、反射位置算出部１２２が算出した反射位置に基づいて、車両の窓の位置を検出する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、車両の窓の位置を検出する窓検出装置と、窓検出装置の検出結果を用いて車両の車種を判別する車種判別装置とに関する。
【背景技術】
【０００２】
車両の車種を判別する方式としては、例えば、ナンバープレートを撮影して、文字を読み取り、読み取った文字に基づいて、車種判別をする方式がある。
また、車両の断面形状を計測し、計測した断面形状に基づいて、車種判別をする方式がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０００−２０８７７号公報
【特許文献２】特開平１１−１９１１９６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ナンバープレートを読み取る方式は、ナンバープレートが汚れていたり、曲がっていたりして、文字が認識できない場合がある。また、渋滞などにより車両間隔が狭い場合、ナンバープレートが前後の車両の陰に隠れ、そもそもナンバープレートを撮影することができない。
車両の断面形状に基づいて車種判別する方式は、例えば大型トラックと大型バスなど、断面形状が類似している場合があり、誤判定をする可能性がある。
この発明は、例えば、上記のような課題を解決するためになされたものであり、車両の窓を検出し、その検出結果に基づいて、車両の車種を正しく判別することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
この発明にかかる窓検出装置は、放射部と、受光部と、反射位置算出部と、窓検出部とを有し、
上記放射部は、車両に対して放射光を放射し、
上記受光部は、上記放射光が上記車両に当たって反射した反射光を受光し、
上記反射位置算出部は、上記放射部が放射光を放射してから上記受光部が反射光を受光するまでの時間に基づいて、上記放射光が上記車両に当たって反射した反射位置を算出し、
上記窓検出部は、上記反射位置算出部が算出した反射位置に基づいて、上記車両の窓の位置を検出することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００６】
この発明にかかる窓検出装置によれば、車両の窓の位置がわかるので、車両の形状だけでは判別し難い車種を容易に判別することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】実施の形態１における車種判別システム８００の一例を示す斜視図。
【図２】実施の形態１における車種判別システム８００の一例を示す平面図。
【図３】実施の形態１における放射範囲７０３の一例を示す正面図。
【図４】実施の形態１における窓検出の原理を説明する図。
【図５】実施の形態１における窓検出の原理を説明する図。
【図６】実施の形態１における点群７１０の一例を示す図。
【図７】実施の形態１における制御装置２００のハードウェア構成の一例を示すブロック構成図。
【図８】実施の形態１における車種判別システム８００の機能ブロックの構成の一例を示すブロック構成図。
【図９】実施の形態１における反射位置算出処理Ｓ５１０の流れの一例を示すフローチャート図。
【図１０】実施の形態１における窓検出処理Ｓ５２０の流れの一例を示すフローチャート図。
【図１１】実施の形態１における車軸検出処理Ｓ５３０の流れの一例を示すフローチャート図。
【図１２】実施の形態１における点群７１０の一例を示す図。
【図１３】実施の形態１における車幅算出工程Ｓ５４０の流れの一例を示すフローチャート図。
【図１４】実施の形態１における番号標認識処理Ｓ５５０の流れの一例を示すフローチャート図。
【図１５】実施の形態１における番号標認識処理Ｓ５５０の対象となる画像の一例を示す図。
【図１６】実施の形態１における車種判別システム８００が車両８５０について検出する窓と車軸との位置関係の一例を示す図。
【図１７】実施の形態１における車種判別システム８００が車両８５０について検出する窓と車軸との位置関係の別の例を示す図。
【図１８】実施の形態１における車種判別システム８００が車両８５０について検出する窓と車軸との位置関係の更に別の例を示す図。
【図１９】有料道路における料金区分の一例を示す図。
【図２０】実施の形態１における車種判別処理Ｓ５６０の全体の流れの一例を示すフローチャート図。
【図２１】実施の形態１における番号標判定処理Ｓ５７０の流れの一例を示すフローチャート図。
【図２２】実施の形態１における窓判定処理Ｓ５８０の流れの一例を示すフローチャート図。
【図２３】実施の形態２における車種判別システム８００の一例を示す正面図。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
実施の形態１．
実施の形態１について、図１〜図２２を用いて説明する。
【０００９】
図１は、この実施の形態における車種判別システム８００の一例を示す斜視図である。
車種判別システム８００は、例えば有料道路の料金所などに設置される。車種判別システム８００は、通行する車両８５０の車種を判別する。車種とは、例えば乗用車・貨物車・大型車・軽自動車など、車両８５０の種類のことである。料金所などに設置される車種判別システム８００にあっては、その車両８５０がどの料金区分に該当するかを判別することが重要であるから、車種とは、特に、車両８５０が該当する料金区分のことである。車種判別システム８００は、窓の検出、車軸の検出、車幅の測定、ナンバープレートの読取りなど様々な方法で、車両８５０の車種を判別するための情報を収集する。車種判別システム８００は、収集した情報に基づいて、車両８５０の車種を判別する。
【００１０】
車種判別システム８００は、２つのレーザセンサ１１０、赤外線撮像装置１８０（ナンバープレート撮像部）、制御装置２００を有する。なお、２つのレーザセンサ１１０を区別するため、アルファベット小文字を添えて、レーザセンサ１１０ａ、レーザセンサ１１０ｂと呼ぶ場合がある。複数ある他の要素についても同様である。赤外線撮像装置１８０は、赤外線を用いて、通行する車両８５０を連続的に撮影する。
【００１１】
車種判別システム８００は、車両８５０が通行する道路８２０を挟んだ２つの島８１０の上に設置されている。レーザセンサ１１０ａは、車両８５０から見て左側に位置する島８１０ａの上に設置されている。レーザセンサ１１０ｂは、車両８５０から見て右側に位置する島８１０ｂの上に設置されている。赤外線撮像装置１８０及び制御装置２００は、左側の島８１０ａの上に設置されていてもよいし、右側の島８１０ｂの上に設置されていてもよい。赤外線撮像装置１８０は、その撮像範囲７０１内に、道路８２０を通行する車両８５０のナンバープレートが入る位置に設置されている。
【００１２】
図２は、この実施の形態における車種判別システム８００の一例を示す平面図である。
レーザセンサ１１０は、反射型である。レーザセンサ１１０は、レーザ光（放射光）を放射して、車両８５０に当たって反射した反射光を受光することにより、反射位置までの距離を計測する。レーザセンサ１１０は、レーザ光を放射する方向を上下に変えて走査（スキャニング）することにより、車両８５０の形状を計測する。
レーザセンサ１１０ａがレーザ光を放射する放射範囲７０３ａは、車両進行方向７０２に対してほぼ垂直である。レーザセンサ１１０ａは、車両８５０に対して左横からレーザ光を放射する。レーザセンサ１１０ａは、車両８５０の左側面の形状を主に計測する。
レーザセンサ１１０ｂがレーザ光を放射する放射範囲７０３ｂも同様に、車両進行方向７０２に対してほぼ垂直である。レーザセンサ１１０ｂは、車両８５０に対して右横からレーザ光を放射する。レーザセンサ１１０ｂは、車両８５０の右側面の形状を主に計測する。
車両進行方向７０２において、レーザセンサ１１０ｂは、レーザセンサ１１０ａよりも前方（奥）にずれた位置に設置する。これには、２つの意味がある。１つは、レーザセンサ１１０が放射したレーザ光を直接、あるいは、車両８５０や道路８２０に反射した反射光を、他のレーザセンサ１１０が受光しないようにするためである。もう一つは、２つのレーザセンサ１１０の放射範囲７０３ａを車両８５０が通過する時刻の差から、車両８５０の進行方向や車両８５０の速度を算出できるようにするためである。なお、レーザセンサ１１０ｂは、レーザセンサ１１０ａよりも後方（手前）にずれた位置に設置してもよい。
【００１３】
図３は、この実施の形態における放射範囲７０３の一例を示す正面図である。
レーザセンサ１１０ａが放射するレーザ光の放射範囲７０３ａは、車両８５０の上から下までをすべてカバーできるように設定する。レーザセンサ１１０ｂが放射するレーザ光の放射範囲７０３ｂも同様に、車両８５０の上から下までをすべてカバーできるように設定する。例えば、レーザセンサ１１０ａ，１１０ｂは、道路８２０から１．５メートル［ｍ］の高さに設置し、放射範囲７０３ａ，７０３ｂは、上４５度から下４５度までの９０度の範囲に設定する。
【００１４】
図４は、この実施の形態における窓検出の原理を説明する図である。
この図は、レーザセンサ１１０が放射した放射光７５１が、車両８５０の窓ではない部分の車体８５１に当たった場合を表わす。車体８５１から反射した光は、正反射した正反射光７５２と、拡散反射した拡散反射光７５３とに分かれる。正反射光７５２の反射角は放射光７５１の入射角と等しいから、放射光７５１が車体８５１に対して垂直に当たったのでない限り、正反射光７５２は、レーザセンサ１１０の方向とは異なる方向へ向かう。これに対し、拡散反射光７５３は様々な方向に向かい、そのなかには、レーザセンサ１１０の方向に戻る反射光７５４も含まれる。レーザセンサ１１０は、反射光７５４を検出することにより、反射位置までの距離を計測する。
【００１５】
図５は、この実施の形態における窓検出の原理を説明する図である。
この図は、レーザセンサ１１０が放射した放射光７５１が、車両８５０の窓の部分であるガラス８５２に当たった場合を表わす。放射光７５１は、ガラス８５２内に進入する透過光と、ガラス８５２表面で反射する反射光とに分かれる。反射光は、正反射した正反射光７５２と、拡散反射した拡散反射光とに分かれる。透過光は、スネルの法則にしたがって屈折した正透過光７５５と、拡散して透過した拡散透過光とに分かれる。ガラス８５２の表面は比較的滑らかであるから、正反射光７５２や正透過光７５５が強く、拡散反射光や拡散透過光は弱い。このため、レーザセンサ１１０の方向に反射する反射光は弱く、レーザセンサ１１０は、反射光を検出しない。
【００１６】
図６は、この実施の形態における点群７１０の一例を示す図である。
レーザセンサ１１０がレーザ光を放射した放射方向の角度と、レーザセンサ１１０がレーザ光を放射してから反射光を受光するまでの遅延時間とがわかれば、以下の式により、反射位置が求められる。
【数１１】
ただし、ｘは、レーザセンサ１１０と反射位置との間の水平距離を表わす。ｙは、レーザセンサ１１０と反射位置との間の高さの差を表わす。ｃは、空気中における光速を表わす。φは、レーザセンサ１１０がレーザ光を放射した放射方向と水平方向とがなす角を表わす。ｔは、レーザセンサ１１０がレーザ光を放射してから反射光を受光するまでの遅延時間を表わす。
【００１７】
点群７１０ａは、レーザセンサ１１０ａの観測結果に基づいて算出した反射位置をプロットしたものである。点群７１０ｂは、レーザセンサ１１０ｂの観測結果に基づいて算出した反射位置をプロットしたものである。
上述したように、車両８５０の窓８５４からの反射光は弱いので、その方向には反射物体が観測されず、データが抜け落ちる。このため、点群７１０ａは、車両８５０の屋根８５３に相当するグループと、車両８５０の本体８５５などに相当するグループとに分かれる。したがって、点群７１０ａを分析することにより、窓上端高さ７１１ａ、窓下端高さ７１２ａ、センサ車体間距離７１３ａなどがわかる。窓上端高さ７１１ａは、窓８５４ａの上の端に当たる部分の高さと、道路８２０の高さとの差である。窓下端高さ７１２ａは、窓８５４ａの下の端に当たる部分の高さと、道路８２０の高さとの差である。センサ車体間距離７１３ａは、レーザセンサ１１０ａから車両８５０の本体８５５までの距離である。点群７１０ｂも同様に、車両８５０の屋根８５３に相当するグループと、車両８５０の本体８５５などに相当するグループとに分かれる。したがって、点群７１０ｂを分析することにより、窓上端高さ７１１ｂ、窓下端高さ７１２ｂ、センサ車体間距離７１３ｂなどがわかる。レーザセンサ１１０ａとレーザセンサ１１０ｂとの間の水平距離のうち車両進行方向７０２に対して垂直な方向（道路８２０を横断する方向）の成分（以下「センサ間隔７２１」と呼ぶ。）があらかじめわかっていれば、次の式を用いて車幅７２２を求めることができる。
【数１２】
ただし、Ｗは、車幅を表わす。Ｒは、センサ間隔７２１を表わす。ｒａは、レーザセンサ１１０ａと車両８５０との間の水平距離を表わす。ｒｂは、レーザセンサ１１０ｂと車両８５０との間の水平距離を表わす。
【００１８】
図７は、この実施の形態における制御装置２００のハードウェア構成の一例を示すブロック構成図である。
制御装置２００は、例えば記憶装置９２０、処理装置９１１、入力装置９０２、出力装置９０１などを有する。
記憶装置９２０は、処理装置９１１が実行するプログラムや、処理装置９１１が処理するデータなどを記憶する。記憶装置９２０には、例えば不揮発性の記憶装置（以下「ＲＯＭ」と呼ぶ。）や、揮発性の記憶装置（以下「ＲＡＭ」と呼ぶ。）などがある。ＲＯＭは、例えば処理装置９１１が実行するプログラムなどを記憶する。ＲＡＭは、例えば処理装置９１１が処理している途中のデータなどを一時的に記憶する。
処理装置９１１は、記憶装置９２０が記憶したプログラムを実行することにより、データを処理するとともに、処理装置９１１自身や、記憶装置９２０、入力装置９０２、出力装置９０１など制御装置２００全体を制御する。
入力装置９０２は、処理装置９１１が処理するデータや信号を制御装置２００の外部から入力する。入力装置９０２は、入力したデータや信号を、処理装置９１１が処理できるデータの形式に変換する。入力装置９０２が変換したデータは、処理装置９１１が直接処理してもよいし、記憶装置９２０が一時的に記憶してもよい。入力装置９０２には、例えば、アナログ信号をデジタルデータに変換するアナログデジタル変換器（以下「ＡＤＣ」と呼ぶ。）、デジタル信号を保持するラッチ回路、他の装置が送信したデータを受信する受信装置、操作者の操作を入力するボタンやキーボートなどの操作入力装置などがある。
出力装置９０１は、処理装置９１１が処理したデータや記憶装置９２０が記憶したデータなどを変換して制御装置２００の外部へ出力する。出力装置９０１には、例えば、デジタルデータをアナログ信号に変換するデジタルアナログ変換器（以下「ＤＡＣ」と呼ぶ。）、デジタル信号を保持するラッチ回路、他の装置に対してデータを送信する送信装置、発光ダイオードや液晶表示装置など操作者の目に見える形でデータを表示する表示装置などがある。
【００１９】
以下に説明する制御装置２００の機能ブロックは、記憶装置９２０が記憶したプログラムを処理装置９１１が実行することにより実現される。しかし、これは一例であり、制御装置２００の機能ブロックは、プログラムに限らず、アナログ回路やデジタル回路などの電子回路により実現してもよいし、機械的構成など電子回路以外の構成により実現してもよい。
【００２０】
図８は、この実施の形態における車種判別システム８００の機能ブロックの構成の一例を示すブロック構成図である。
レーザセンサ１１０は、放射部１１１、受光部１１５を有する。
制御装置２００は、レーザセンサ制御部１２０、窓検出部１３０、進行方向判定部２１０、車軸検出部２２０、車幅算出部２３０、番号標認識部２８０、車種判別部２９０を有する。
このうち、レーザセンサ１１０、レーザセンサ制御部１２０、窓検出部１３０は、窓検出装置１００を構成する。窓検出装置１００は、車種判別システム８００のうち、車両８５０の窓を検出する部分である。
【００２１】
放射部１１１は、レーザセンサ制御部１２０による制御にしたがって、放射光７５１を放射する。放射部１１１は、レーザ発振部１１２、レーザ走査部１１３を有する。
レーザ発振部１１２は、レーザセンサ制御部１２０からの制御信号にしたがって、レーザ光を放射する。
レーザ走査部１１３は、レーザセンサ制御部１２０からの制御信号にしたがって、レーザ発振部１１２が放射したレーザ光の進行方向を曲げ、放射範囲７０３を走査する放射光７５１にする。
【００２２】
受光部１１５は、反射光７５４を受光し、受光した反射光７５４の強度を示す信号を生成する。受光部１１５は、レーザ受光部１１６、増幅部１１７を有する。
レーザ受光部１１６は、放射光７５１が車両８５０などに当たって反射した反射光７５４を受光して、電気信号に変換する。
増幅部１１７は、レーザ受光部１１６が変換した電気信号を増幅して、制御装置２００が入力できるレベルの信号にする。
【００２３】
レーザセンサ制御部１２０は、レーザセンサ１１０を制御して、反射位置を算出する。なお、１つのレーザセンサ制御部１２０が、２つのレーザセンサ１１０ａ，１１０ｂを制御する構成であってもよい。また、２つのレーザセンサ１１０ａ，１１０ｂに対応して、２つのレーザセンサ制御部１２０ａ，１２０ｂを設け、それぞれのレーザセンサ制御部１２０ａ，１２０ｂが、対応するレーザセンサ１１０ａ，１１０ｂを制御する構成であってもよい。レーザセンサ制御部１２０は、走査制御部１２１、反射位置算出部１２２を有する。
走査制御部１２１は、処理装置９１１がデータを処理することにより、レーザ発振部１１２やレーザ走査部１１３を制御する制御信号を生成する。走査制御部１２１は、例えば、レーザ発振部１１２が放射するレーザ光が所定の間隔のパルス状になるようレーザ発振部１１２を制御する制御信号を生成する。また、走査制御部１２１は、例えば、レーザ走査部１１３が曲げる放射光７５１の放射方向が所定の角速度で変化するようレーザ走査部１１３を制御する制御信号を生成する。
【００２４】
反射位置算出部１２２は、処理装置９１１が入力装置９０２を制御することにより、増幅部１１７が増幅した信号を入力する。反射位置算出部１２２は、処理装置９１１がデータを処理することにより、走査制御部１２１が生成した制御信号にしたがってレーザ発振部１１２が放射光７５１を放射してから、レーザ受光部１１６が反射光７５４を受光するまでにかかった時間ｔを算出する。反射位置算出部１２２は、処理装置９１１がデータを処理することにより、算出した時間ｔと、走査制御部１２１が生成した制御信号にしたがってレーザ走査部１１３が放射光７５１を放射した方向φとに基づいて、レーザセンサ１１０の位置に対する反射位置の相対座標（ｘ，ｙ）を算出する。なお、レーザセンサ制御部１２０は、反射位置の絶対座標を算出する構成であってもよい。例えば、所定の座標系におけるレーザセンサ１１０の座標を記憶装置９２０があらかじめ記憶しておく。レーザセンサ制御部１２０は、記憶装置９２０が記憶したレーザセンサ１１０の座標を用いて座標変換を行い、その座標系における反射位置の絶対座標を算出する。
【００２５】
窓検出部１３０（窓ガラス検出部）は、レーザセンサ制御部１２０が算出した反射位置に基づいて、車両８５０の窓を検出する。窓検出部１３０は、不連続位置算出部１３１、窓判定部１３２を有する。
不連続位置算出部１３１は、処理装置９１１がデータを処理することにより、反射位置算出部１２２が算出した一連の反射位置のなかから、反射位置が連続していない位置（以下「不連続位置」と呼ぶ。）を求める。
図６に示したように、放射光７５１が車両８５０の屋根８５３や本体８５５、あるいは、道路８２０に当たって反射した場合、レーザセンサ１１０が反射光７５４を検出し、反射位置算出部１２２が反射位置を算出する。これに対し、放射光７５１が車両８５０の窓８５４に当たった場合や、放射方向に何もない場合は、レーザセンサ１１０が反射光７５４を検出しないので、反射位置算出部１２２は反射位置を算出せず、欠測となる。このため、車両８５０に屋根８５３があれば、反射位置算出部１２２が算出した反射位置は、窓８５４に相当する部分を挟んで２つのグループに分かれる。
このように、ある方向の反射位置が欠測であり、それよりも上の方向にも下の方向にも、欠測でない反射位置が存在する場合に、不連続位置算出部１３１は、不連続位置を算出する。例えば、不連続位置算出部１３１は、欠測方向より上方向の反射位置のうち一番下に位置する反射位置を、上側の不連続位置として算出する。また、不連続位置算出部１３１は、欠測方向より下方向の反射位置のうち一番上に位置する反射位置を、下側の不連続位置として算出する。このように、不連続位置算出部１３１は、上側の不連続位置と下側の不連続位置とのペアを算出する。
【００２６】
窓判定部１３２は、処理装置９１１がデータを処理することにより、不連続位置算出部１３１が算出した不連続位置が窓に相当するものか否かを判定する。例えば、窓判定部１３２は、不連続位置算出部１３１が算出した上側の不連続位置の高さを所定の閾値と比較して、閾値より低い場合は、窓ではないと判定する。また、例えば、窓判定部１３２は、不連続位置算出部１３１が算出した不連続位置を、一つ前の走査時に不連続位置算出部１３１が算出した不連続位置と比較して、不連続位置の変動量を算出し、不連続位置の変動量が所定の閾値より大きい場合は、窓ではないと判定する。
このようにして、窓判定部１３２は、不連続位置算出部１３１が算出した不連続位置のペアのなかから、窓ではないと判定したペアを取り除く。窓判定部１３２は、残ったペアについて、上側の不連続位置を窓の上端の位置とし、下側の不連続位置を窓の下端の位置とする。
【００２７】
反射位置算出部１２２が算出した反射位置は、窓の検出以外にも、様々な用途に利用できる。
【００２８】
進行方向判定部２１０（進行方向判定処理部）は、処理装置９１１がデータを処理することにより、反射位置算出部１２２が算出した反射位置に基づいて、車両８５０の進行方向を判定する。例えば、進行方向判定部２１０は、反射位置算出部１２２が算出した反射位置から、レーザセンサ１１０の放射範囲７０３に車両８５０が存在するか否かを判定する。車両８５０が存在しなければ、一連の反射位置は、道路８２０の形状をなす。したがって、一連の反射位置が道路８２０の形状と異なる形状をなす場合、道路８２０以外の何らかの物体が、放射範囲７０３に存在することを意味する。そこで、進行方向判定部２１０は、一連の反射位置が道路８２０の形状をなすか否かを判定して、道路８２０の形状と異なる形状をなす場合に、車両８５０が存在すると判定する。なお、進行方向判定部２１０は、一連の反射位置がなす形状を更に詳しく分析して、車両８５０が存在するか否かを判定する構成であってもよい。すなわち、進行方向判定部２１０は、一連の反射位置がなす形状が車両８５０の形状であるか、車両８５０以外の物体（例えば料金所の係員などの人間）の形状であるかを判定して、車両８５０の形状であると判定した場合のみ、車両８５０が存在すると判定する。
進行方向判定部２１０は、判定結果に基づいて、２つのレーザセンサ１１０ａ，１１０ｂそれぞれについて、放射範囲７０３ａ，７０３ｂに車両８５０が存在し始めた時刻（以下「車両検出開始時刻」と呼ぶ。）や、存在し終わった時刻（以下「車両検出終了時刻」と呼ぶ。）を算出する。２つのレーザセンサ１１０ａ，１１０ｂは、車両進行方向７０２にずれた位置に設置されているので、車両８５０が車両進行方向７０２に進んでいれば、レーザセンサ１１０ａにおける車両検出開始時刻や車両検出終了時刻よりも、レーザセンサ１１０ｂにおける車両検出開始時刻や車両検出終了時刻のほうが後になる。逆に、車両８５０が車両進行方向７０２とは逆の方向に逆走した場合、レーザセンサ１１０ｂにおける車両検出開始時刻や車両検出終了時刻よりも、レーザセンサ１１０ａにおける車両検出開始時刻や車両検出終了時刻のほうが後になる。進行方向判定部２１０は、２つのレーザセンサ１１０ａ，１１０ｂにおける車両検出開始時刻同士あるいは車両検出終了時刻同士を比較して、車両８５０の進行方向を判定する。
【００２９】
車軸検出部２２０（車軸検知部）は、処理装置９１１がデータを処理することにより、車両８５０の車軸を検出する。車軸とは、車両８５０の横方向に並んだタイヤを１軸として数える単位である。例えば、通常の四輪車であれば、２つの前輪が１つの車軸、２つの後輪がもう１つの車軸であり、車軸の数は２である。これに対し、大型のトラックなどでは、３車軸、４車軸など、車軸数が多いものが存在する。
図６に示した例は、ちょうどレーザセンサ１１０の放射範囲７０３にタイヤ８５６が差し掛かっているところである。したがって、反射位置算出部１２２が算出した一連の反射位置がなす形状に、タイヤ８５６の形状が表われている。
車軸検出部２２０は、このように、一連の反射位置がなす形状にタイヤ８５６の形状が表われた場合に、車軸を検出したと判定する。また、車軸検出部２２０は、１つの車両８５０について車軸を検出した数を数えて、車軸数を算出する。なお、車軸検出部２２０は、進行方向判定部２１０の判定結果に基づいて、車両８５０が車両進行方向７０２へ進んでいるときに車軸を検出した場合は、車軸数に１を加える。逆に、車両８５０が逆走しているときに車軸を検出した場合は、車軸数から１を引く。これにより、車両８５０が前進後退を繰り返した場合でも、車軸数を誤カウントせずに正しく数えることができる。
【００３０】
車幅算出部２３０（車幅計測部）は、処理装置９１１がデータを処理することにより、車両８５０の車幅７２２を算出する。例えば、上述したように、車幅算出部２３０は、レーザセンサ１１０ａと車両８５０との間の水平距離（センサ車体間距離７１３ａ）を算出する。車幅算出部２３０は、レーザセンサ１１０ｂと車両８５０との間の水平距離（センサ車体間距離７１３ｂ）を算出する。車幅算出部２３０は、センサ車体間距離７１３ａとセンサ車体間距離７１３ｂとを合計した和を算出する。車幅算出部２３０は、算出した和を、センサ間隔７２１（道路水平方向の設置間距離）から差し引いた差を算出して、車幅７２２とする。
【００３１】
番号標認識部２８０（ナンバープレート認識部）は、処理装置９１１が入力装置９０２を制御することにより、赤外線撮像装置１８０が撮影した赤外線画像を入力する。番号標認識部２８０は、処理装置９１１がデータを処理することにより、入力した赤外線画像を画像処理し、車両８５０のナンバープレートが写っていれば、それを解析して、ナンバープレートの大きさや、ナバープレートに記載された車両８５０の登録番号を読み取る。
【００３２】
車種判別部２９０（窓ガラス車種判定部・車種判定部）は、処理装置９１１がデータを処理することにより、窓検出部１３０が検出した窓、車軸検出部２２０が検出した車軸、車幅算出部２３０が算出した車幅７２２、番号標認識部２８０が読み取った登録番号などの情報をもとにして、車両８５０の車種を判別する。車種判別部２９０は、処理装置９１１が出力装置９０１を制御することにより、判別した車種を出力する。
【００３３】
車種判別システム８００が判別した車種は、例えば、通行料金自動収受システム（以下「ＥＴＣ」と呼ぶ。）が利用する。ＥＴＣは、例えば、車種判別システム８００が判別した車種に基づいて、車両８５０の通行料金を計算する。あるいは、ＥＴＣは、ＥＴＣ車載器から受信した情報など他の方法で取得した車両８５０の車種に関する情報と、車種判別システム８００が判別した車種との間に矛盾がないかを判定することにより、不正車両を発見する。
【００３４】
図９は、この実施の形態における反射位置算出処理Ｓ５１０の流れの一例を示すフローチャート図である。
反射位置算出処理Ｓ５１０において、反射位置算出部１２２は、反射位置を算出する。反射位置算出処理Ｓ５１０は、走査方向取得工程Ｓ５１１、遅延時間算出工程Ｓ５１２、距離算出工程Ｓ５１３、座標変換工程Ｓ５１４を有する。
【００３５】
走査方向取得工程Ｓ５１１において、反射位置算出部１２２は、処理装置９１１がデータを処理することにより、走査制御部１２１がレーザ走査部１１３を制御して放射光７５１を放射させた放射方向の角度φを取得する。
遅延時間算出工程Ｓ５１２において、反射位置算出部１２２は、処理装置９１１がデータを処理することにより、レーザ発振部１１２が放射光７５１を放射した時刻と、受光部１１５が反射光７５４を受光した時刻との差を算出して、遅延時間ｔとする。
距離算出工程Ｓ５１３において、反射位置算出部１２２は、処理装置９１１がデータを処理することにより、遅延時間算出工程Ｓ５１２で算出した遅延時間ｔを反射位置までの距離に換算する。具体的には、例えば、反射位置算出部１２２は、遅延時間ｔを空気中における光速ｃで割った商を算出することにより、放射光７５１及び反射光７５４が通った往復の経路の長さを算出する。反射位置算出部１２２は、算出した経路の長さを２で割った商を算出することにより、片道の経路の長さ、すなわち、反射位置までの距離を算出する。
座標変換工程Ｓ５１４において、反射位置算出部１２２は、処理装置９１１がデータを処理することにより、走査方向取得工程Ｓ５１１で取得した角度φと、距離算出工程Ｓ５１３で算出した反射位置までの距離とに基づいて、反射位置の相対座標（ｘ，ｙ）あるいは反射位置の絶対座標を算出する。反射位置算出部１２２は、角度φと距離とによる極座標表示を、水平方向及び高さ方向を軸とする直交座標表示に座標変換する。
その後、反射位置算出部１２２は、走査方向取得工程Ｓ５１１に戻り、次の反射位置を算出する。
【００３６】
このようにして、反射位置算出部１２２は、一連の反射位置を算出する。
【００３７】
図１０は、この実施の形態における窓検出処理Ｓ５２０の流れの一例を示すフローチャート図である。
窓検出処理Ｓ５２０において、窓検出部１３０は、車両８５０の窓を検出する。窓検出処理Ｓ５２０は、走査方向選択工程Ｓ５２１、欠測判定工程Ｓ５２２、状態判定工程Ｓ５２３、状態遷移工程Ｓ５２４、状態判定工程Ｓ５２５、窓上端判定工程Ｓ５２６、状態遷移工程Ｓ５２７、窓下端判定工程Ｓ５２８、窓なし判定工程Ｓ５２９を有する。
【００３８】
走査方向選択工程Ｓ５２１において、不連続位置算出部１３１は、処理装置９１１がデータを処理することにより、レーザ走査部１１３が放射光７５１を放射した放射方向のなかから、放射方向を上から順に選択する。
不連続位置算出部１３１が放射方向を選択した場合、欠測判定工程Ｓ５２２へ進む。
一番下の放射方向まで処理が終わり、選択できる放射方向がない場合、不連続位置算出部１３１は、窓なし判定工程Ｓ５２９へ進む。
【００３９】
欠測判定工程Ｓ５２２において、不連続位置算出部１３１は、処理装置９１１がデータを処理することにより、走査方向選択工程Ｓ５２１で選択した放射方向について、反射位置算出部１２２が算出した反射位置があるか否かを判定する。
反射位置算出部１２２が算出した反射位置がある、すなわち欠測でない場合、不連続位置算出部１３１は、状態判定工程Ｓ５２３へ進む。
反射位置算出部１２２が算出した反射位置がない、すなわち欠測である場合、不連続位置算出部１３１は、状態判定工程Ｓ５２５へ進む。
【００４０】
状態判定工程Ｓ５２３において、不連続位置算出部１３１は、処理装置９１１がデータを処理することにより、検出状態を判定する。
【００４１】
検出状態とは、現在選択している放射方向が、車両８５０のどこに相当するかという状態のことである。この例では、放射方向を上から順に見ていくので、最初は、車両８５０が存在しない方向から始まる。これを「空（そら）」状態と呼ぶ。「空」状態の放射方向においては、反射位置算出部１２２が算出した反射位置が存在しない、すなわち欠測である。窓検出処理Ｓ５２０の開始前に、不連続位置算出部１３１は、あらかじめ「空」状態であることを記憶装置９２０に記憶しておく。
放射方向が下がってくると、まず車両８５０の屋根８５３が見えてくる。すなわち、欠測から、反射位置算出部１２２が算出した反射位置が存在する状態へと変化する。これを「屋根」状態と呼ぶ。
窓８５４があれば、次に窓８５４が見えてくる。すなわち、反射位置算出部１２２が算出した反射位置が存在する状態から、再び欠測に戻る。これを「窓」状態と呼ぶ。
窓８５４が終わると、次に本体８５５が見えてくる。すなわち、欠測から、反射位置算出部１２２が算出した反射位置が存在する状態に移る。その後、反射物体がタイヤ８５６や道路８２０などに変化しても、反射位置算出部１２２が算出した反射位置が存在する状態は変わらず、一番下の放射方向に到達する。
窓８５４がない場合は、「屋根」状態から「窓」状態に遷移することなく、一番下の放射方向に到達する。
【００４２】
検出状態が「空」状態である場合、欠測状態から、反射位置算出部１２２が算出した反射位置が存在する状態に変わったことを意味する。不連続位置算出部１３１は、状態遷移工程Ｓ５２４へ進む。
検出状態が「窓」状態である場合、同様に、欠測状態から、反射位置算出部１２２が算出した反射位置が存在する状態に変わったことを意味する。不連続位置算出部１３１は、窓下端判定工程Ｓ５２８へ進む。
検出状態が「空」及び「窓」以外である場合、反射位置算出部１２２が算出した反射位置が存在する状態が続いていることを意味する。不連続位置算出部１３１は、走査方向選択工程Ｓ５２１に戻り、次の放射方向を選択する。
【００４３】
状態遷移工程Ｓ５２４において、不連続位置算出部１３１は、処理装置９１１がデータを処理することにより、検出状態を「空」状態から「屋根」状態に遷移させる。現在の検出状態が「屋根」状態であることを記憶装置９２０が記憶する。
その後、不連続位置算出部１３１は、走査方向選択工程Ｓ５２１に戻り、次の放射方向を選択する。
【００４４】
窓下端判定工程Ｓ５２８において、窓判定部１３２は、処理装置９１１がデータを処理することにより、走査方向選択工程Ｓ５２１で選択した放射方向について反射位置算出部１２２が算出した反射位置が、窓の下端であるか否かを判定する。
窓の下端であると判定した場合、窓判定部１３２は、その反射位置を窓の下端の位置とし、窓検出処理Ｓ５２０を終了する。
窓判定部１３２が窓の下端でないと判定した場合、不連続位置算出部１３１は、走査方向選択工程Ｓ５２１に戻り、次の放射方向を選択する。
【００４５】
状態判定工程Ｓ５２５において、不連続位置算出部１３１は、処理装置９１１がデータを処理することにより、検出状態を判定する。
検出状態が「屋根」状態である場合、反射位置算出部１２２が算出した反射位置が存在する状態から欠測状態に変わったことを意味する。不連続位置算出部１３１は、窓上端判定工程Ｓ５２６へ進む。
検出状態が「屋根」状態以外である場合、欠測状態が続いていることを意味する。不連続位置算出部１３１は、走査方向選択工程Ｓ５２１に戻り、次の放射方向を選択する。
【００４６】
窓上端判定工程Ｓ５２６において、窓判定部１３２は、処理装置９１１がデータを処理することにより、走査方向選択工程Ｓ５２１で選択した放射方向より一つ上の放射方向について反射位置算出部１２２が算出した反射位置が、窓の上端であるか否かを判定する。
窓の上端であると判定した場合、窓判定部１３２は、その反射位置を窓の上端の位置とし、状態遷移工程Ｓ５２７へ進む。
窓の上端でないと判定した場合、窓判定部１３２は、走査方向選択工程Ｓ５２１に戻り、次の放射方向を選択する。
【００４７】
状態遷移工程Ｓ５２７において、窓判定部１３２は、処理装置９１１がデータを処理することにより、検出状態を「屋根状態」から「窓」状態へと遷移させる。現在の検出状態が「窓」状態であることを記憶装置９２０が記憶する。
その後、不連続位置算出部１３１は、走査方向選択工程Ｓ５２１に戻り、次の放射方向を選択する。
【００４８】
窓なし判定工程Ｓ５２９において、窓判定部１３２は、処理装置９１１がデータを処理することにより、窓が検出されなかったと判定し、窓検出処理Ｓ５２０を終了する。
【００４９】
図１１は、この実施の形態における車軸検出処理Ｓ５３０の流れの一例を示すフローチャート図である。
車軸検出処理Ｓ５３０において、車軸検出部２２０は、車両８５０の車軸を検出する。車軸検出処理Ｓ５３０は、走査方向選択工程Ｓ５３１、高さ判定工程Ｓ５３２、連続性判定工程Ｓ５３３、車軸あり判定工程Ｓ５３４、車軸なし判定工程Ｓ５３５、車両なし判定工程Ｓ５３６を有する。
【００５０】
走査方向選択工程Ｓ５３１において、車軸検出部２２０は、処理装置９１１がデータを処理することにより、レーザ走査部１１３が放射光７５１を放射した放射方向のなかから、放射方向を下から順に選択する。
車軸検出部２２０が放射方向を選択した場合、高さ判定工程Ｓ５３２へ進む。
一番上の放射方向まで処理が終わり、選択できる放射方向がない場合、車軸検出部２２０は、車両なし判定工程Ｓ５３６へ進む。
【００５１】
高さ判定工程Ｓ５３２において、車軸検出部２２０は、処理装置９１１がデータを処理することにより、走査方向選択工程Ｓ５３１で選択した放射方向について反射位置算出部１２２が算出した反射位置の高さが、道路８２０の高さより高いか否かを判定する。
反射位置の高さが道路８２０の高さより高い場合、車軸検出部２２０は、連続性判定工程Ｓ５３３へ進む。
反射位置の高さが道路８２０の高さである場合、車軸検出部２２０は、走査方向選択工程Ｓ５３１に戻り、次の放射方向を選択する。
【００５２】
連続性判定工程Ｓ５３３において、車軸検出部２２０は、処理装置９１１がデータを処理することにより、走査方向選択工程Ｓ５３１で選択した放射方向について反射位置算出部１２２が算出した反射位置と、一つ下の放射方向について反射位置算出部１２２が算出した反射位置との間の距離を算出する。車軸検出部２２０は、算出した距離が所定の閾値より大きいか小さいかを判定する。
算出した距離が閾値より小さい場合は、道路８２０に接触した部分を検出したことを意味する。車軸検出部２２０は、車軸あり判定工程Ｓ５３４へ進む。
算出した距離が閾値より大きい場合は、道路８２０から離れた部分を検出したことを意味する。車軸検出部２２０は、車軸なし判定工程Ｓ５３５へ進む。
【００５３】
車軸あり判定工程Ｓ５３４において、車軸検出部２２０は、車軸ありと判定し、車軸検出処理Ｓ５３０を終了する。
【００５４】
車軸なし判定工程Ｓ５３５において、車軸検出部２２０は、車軸なしと判定し、車軸検出処理Ｓ５３０を終了する。
【００５５】
図１２は、この実施の形態における点群７１０の一例を示す図である。
レーザセンサ１１０の放射範囲７０３内に車軸がない場合、この図に示すように、車両８５０が空中に浮いたような形で検出される。その場合、道路８２０より高い位置に検出される反射位置（タイヤ面の計測ポイント）と、道路８２０上に検出される反射位置（道路面の計測ポイント）との間の距離が遠くなり、計測距離が大きく減少する。
これに対し、レーザセンサ１１０の放射範囲７０３内に車軸がある場合は、図６に示したように、道路８２０に接触したタイヤ８５６が検出されるので、道路８２０より高い位置に検出される反射位置（車体の計測ポイント）と、道路８２０上に検出される反射位置（道路面の計測ポイント）との間の距離が近くなり、計測距離に大きな変化は生じない。
車軸検出部２２０は、この差を利用して、車軸の有無を検出する。
【００５６】
図１３は、この実施の形態における車幅算出工程Ｓ５４０の流れの一例を示すフローチャート図である。
車幅算出工程Ｓ５４０において、車幅算出部２３０は、車両８５０の車幅７２２を算出する。車幅算出工程Ｓ５４０は、センサ選択工程Ｓ５４１、最小距離初期化工程Ｓ５４２、走査方向選択工程Ｓ５４３、高さ判定工程Ｓ５４４、水平距離比較工程Ｓ５４５、最小距離更新工程Ｓ５４６、車幅算出工程Ｓ５４７を有する。
【００５７】
センサ選択工程Ｓ５４１において、車幅算出部２３０は、処理装置９１１がデータを処理することにより、２つのレーザセンサ１１０ａ，１１０ｂを１つずつ処理するため、いずれかのレーザセンサ１１０を選択する。例えば、車幅算出部２３０は、最初に、レーザセンサ１１０ａを選択する。レーザセンサ１１０ａについての処理が終わったら、車幅算出部２３０は、次に、レーザセンサ１１０ｂを選択する。
いずれかのレーザセンサ１１０を選択した場合、車幅算出部２３０は、最小距離初期化工程Ｓ５４２へ進む。
２つのレーザセンサ１１０ａ，１１０ｂについての処理が終わり、選択すべきレーザセンサ１１０がない場合、車幅算出部２３０は、車幅算出工程Ｓ５４７へ進む。
【００５８】
最小距離初期化工程Ｓ５４２において、車幅算出部２３０は、処理装置９１１がデータを処理することにより、センサ選択工程Ｓ５４１で選択したレーザセンサ１１０について、車両８５０との間の水平距離を十分大きな値（例えばセンサ間隔７２１）に初期化する。初期化された水平距離を記憶装置９２０が記憶する。
【００５９】
走査方向選択工程Ｓ５４３において、車幅算出部２３０は、処理装置９１１がデータを処理することにより、レーザ走査部１１３が放射光７５１を放射した放射方向のなかから、放射方向を選択する。この場合、選択の順序は、上からでもよいし、下からでもよい。
放射方向を選択した場合、車幅算出部２３０は、高さ判定工程Ｓ５４４へ進む。
すべての放射方向についての処理が終わり、選択すべき放射方向がない場合、車幅算出部２３０は、センサ選択工程Ｓ５４１に戻り、次のレーザセンサ１１０を選択する。
【００６０】
高さ判定工程Ｓ５４４において、車幅算出部２３０は、処理装置９１１がデータを処理することにより、走査方向選択工程Ｓ５４３で選択した放射方向について反射位置算出部１２２が算出した反射位置の高さが、道路８２０の高さより高いか否かを判定する。
反射位置の高さが、道路８２０の高さより高い場合、車幅算出部２３０は、水平距離比較工程Ｓ５４５へ進む。
反射位置の高さが、道路８２０の高さである場合、車幅算出部２３０は、走査方向選択工程Ｓ５４３に戻り、次の放射方向を選択する。
【００６１】
水平距離比較工程Ｓ５４５において、車幅算出部２３０は、処理装置９１１がデータを処理することにより、走査方向選択工程Ｓ５４３で選択した放射方向について反射位置算出部１２２が算出した反射位置とレーザセンサ１１０との間の水平距離と、記憶装置９２０が記憶した水平距離とを比較する。
反射位置算出部１２２が算出した水平距離のほうが小さい場合、車幅算出部２３０は、最小距離更新工程Ｓ５４６へ進む。
反射位置算出部１２２が算出した水平距離のほうが大きい場合、車幅算出部２３０は、走査方向選択工程Ｓ５４３に戻り、次の放射方向を選択する。
【００６２】
最小距離更新工程Ｓ５４６において、車幅算出部２３０は、処理装置９１１がデータを処理することにより、記憶装置９２０が記憶した水平距離を更新する。記憶装置９２０は、走査方向選択工程Ｓ５４３で選択した放射方向について反射位置算出部１２２が算出した反射位置とレーザセンサ１１０との間の距離を水平距離として記憶する。
その後、車幅算出部２３０は、走査方向選択工程Ｓ５４３に戻り、次の放射方向を選択する。
【００６３】
車幅算出工程Ｓ５４７において、車幅算出部２３０は、処理装置９１１がデータを処理することにより、２つのレーザセンサ１１０ａ，１１０ｂについて、記憶装置９２０が記憶した水平距離を合計する。車幅算出部２３０は、処理装置９１１がデータを処理することにより、センサ間隔７２１から水平距離の合計を減算して、車幅７２２を算出する。
【００６４】
図１４は、この実施の形態における番号標認識処理Ｓ５５０の流れの一例を示すフローチャート図である。
番号標認識処理Ｓ５５０において、番号標認識部２８０は、ナンバープレートを読み取る。番号標認識処理Ｓ５５０は、画像入力工程Ｓ５５１、縁抽出工程Ｓ５５２、ブロック検出工程Ｓ５５３、番号標切り出し工程Ｓ５５４、二値化工程Ｓ５５５、文字認識工程Ｓ５５６を有する。
【００６５】
画像入力工程Ｓ５５１において、番号標認識部２８０は、処理装置９１１が入力装置９０２を制御することにより、赤外線撮像装置１８０が撮影した画像を入力する。
【００６６】
縁抽出工程Ｓ５５２において、番号標認識部２８０は、処理装置９１１がデータを処理することにより、画像入力工程Ｓ５５１で入力した画像を画像処理し、輪郭線を検出する。例えば、番号標認識部２８０は、入力した画像を微分して、微分画像を生成する。
【００６７】
ブロック検出工程Ｓ５５３において、番号標認識部２８０は、処理装置９１１がデータを処理することにより、縁抽出工程Ｓ５５２で処理した画像を、短冊状のセクタに分割して、縦方向に細長い複数の画像を生成する。番号標認識部２８０は、処理装置９１１がデータを処理することにより、生成した複数の画像それぞれについて、ブロックを検出する。
【００６８】
番号標切り出し工程Ｓ５５４において、番号標認識部２８０は、処理装置９１１がデータを処理することにより、ブロック検出工程Ｓ５５３で検出したブロックに基づいて、画像入力工程Ｓ５５１で入力した画像のなかで、ナンバープレートが写っている位置を割り出す。番号標認識部２８０は、処理装置９１１がデータを処理することにより、割り出した位置に基づいて、画像入力工程Ｓ５５１で入力した画像のなかから、ナンバープレートが写っている部分の画像を切り出す。
番号標認識部２８０は、切り出した画像の大きさに基づいて、車両８５０のナンバープレートの大きさが大板であるか中板（普通板）であるかを判定する。
【００６９】
二値化工程Ｓ５５５において、番号標認識部２８０は、処理装置９１１がデータを処理することにより、番号標切り出し工程Ｓ５５４で切り出した画像を二値化する。
【００７０】
文字認識工程Ｓ５５６において、番号標認識部２８０は、処理装置９１１がデータを処理することにより、二値化工程Ｓ５５５で二値化した画像に写っている文字を認識する。
【００７１】
図１５は、この実施の形態における番号標認識処理Ｓ５５０の対象となる画像の一例を示す図である。
入力画像７３１は、赤外線撮像装置１８０が撮影し、番号標認識部２８０が入力する原画像である。入力画像７３１は、赤外線撮影のためモノクロ画像であるが、様々な中間階調を含み、一様ではない。
微分画像７３２は、番号標認識部２８０が縁抽出工程Ｓ５５２により輪郭線を抽出した画像である。
複数のセクタ画像７３３は、番号標認識部２８０がブロック検出工程Ｓ５５３で分割した画像である。
番号標認識部２８０は、それぞれのセクタ画像７３３を投影して、ヒストグラム７３４を生成する。番号標認識部２８０は、生成したヒストグラム７３４に所定の閾値を適用して二値化した検出波形７３５を生成する。番号標認識部２８０は、生成した検出波形７３５に基づいて、ランレングスを作成する。番号標認識部２８０は、作成したランレングスに基づいて、ブロックを検出し、ナンバープレートの位置を特定する。
このようにして特定されたナンバープレートの位置に基づいて、番号標認識部２８０は、切り出し範囲７３６を算出する。
番号標認識部２８０は、入力画像７３１のなかから、切り出し範囲７３６に相当する部分を切り出して、切り出し画像７３７を生成する。
番号標認識部２８０は、切り出した切り出し画像７３７に写っている文字（例えば「湘南」「５５」「あ」「４２」「４９」など）を認識する。ナンバープレートには様々な文字が記載されているが、車種の判別において重要なのは、分類番号（この例では「５５」）の部分である。
【００７２】
次に、窓検出に基づく車種判別の原理を説明する。
【００７３】
図１６は、この実施の形態における車種判別システム８００が車両８５０について検出する窓と車軸との位置関係の一例を示す図である。
横軸は、時刻を表わす。車両８５０が車両進行方向７０２へ向かってほぼ一定の速度で移動していれば、時刻は、車両８５０の進行方向における距離とみなすことができる。
この例のように、車両８５０が乗用車である場合、車両８５０の全長に対して、窓が検出される割合が高いことが特徴である。
【００７４】
図１７は、この実施の形態における車種判別システム８００が車両８５０について検出する窓と車軸との位置関係の別の例を示す図である。
この例のように、車両８５０がトラックである場合、車両８５０の全長に対して、窓が検出される割合が低いことが特徴である。
【００７５】
図１８は、この実施の形態における車種判別システム８００が車両８５０について検出する窓と車軸との位置関係の更に別の例を示す図である。
この例のように、車両８５０がバスである場合、乗用車の場合と同様、車両８５０の全長に対して、窓が検出される割合が高いことが特徴である。
【００７６】
この３つの例から明らかなように、トラックなどの貨物車と、乗用車やバスなどとの間では、窓の割合が大きく異なる。これは、乗員座席には一般的に窓が設けられるが、荷台には窓が設けられないためである。したがって、窓の割合に基づいて、乗用車やバスと、トラックとを区別することができる。
また、図１６に示した例の乗用車のようにボンネット型の車両８５０は、１軸目の車軸（前輪）より前には、窓が検出されない点も特徴である。したがって、車両８５０の全長に対する窓の割合を算出すると、乗用車の窓の割合が低くなり、トラックとの差が小さくなる可能性がある。そこで、１軸目の車軸（前輪）と、２軸目の車軸（後輪）との間における窓の割合を比較する。これにより、トラックと乗用車やバスとを正しく判別することができる。
【００７７】
図１９は、有料道路における料金区分の一例を示す図である。
この例において、「軽」「普通」「中型」「大型」「特大」の５つの料金区分が存在する。このうち、「軽」には、二輪車および軽自動車が含まれる。「普通」には、「軽」以外の小型自動車や、定員１０名以下の普通乗用自動車が含まれる。「中型」には、定員１１〜２９名・総重量８トン［ｔ］未満の普通乗用自動車（いわゆるマイクロバス）や、車軸数３軸以下・総重量８ｔ未満・最大積載量５ｔ未満の普通貨物自動車が含まれる。「大型」には、定員１１〜２９名・総重量８ｔ以上・車長９ｍ未満の普通乗用自動車や、車軸数が３〜４軸で総重量などが所定の範囲内の普通貨物自動車が含まれる。「特大」には、定員１１〜２９名・総重量８ｔ以上・車長９ｍ以上の普通乗用自動車や定員３０名以上の普通乗用自動車、車軸数が４軸以上で所定の範囲内の普通貨物自動車が含まれる。なお、路線バスは、上記区分で「特大」に該当する場合、「大型」として扱われる。
【００７８】
このような料金体系を有する有料道路の料金所に設置される車種判別システム８００は、上記料金区分と一致する５つの車種を正しく判別することが目標となる。
【００７９】
図２０は、この実施の形態における車種判別処理Ｓ５６０の全体の流れの一例を示すフローチャート図である。
車種判別処理Ｓ５６０において、車種判別部２９０は、車両８５０の車種を判別する。車種判別処理Ｓ５６０は、車軸数判定工程Ｓ５６１、多軸判定工程Ｓ５６２、車幅判定工程Ｓ５６３、番号標判定処理Ｓ５７０、窓判定処理Ｓ５８０、車幅判定工程Ｓ５６６を有する。
【００８０】
車軸数判定工程Ｓ５６１において、車種判別部２９０は、処理装置９１１がデータを処理することにより、車軸検出部２２０が検出した車軸に基づいて、車両８５０の車軸数が２軸であるか３軸以上であるかを判定する。
車軸数が３軸以上である場合、車種判別部２９０は、多軸判定工程Ｓ５６２へ進む。
車軸数が２軸である場合、車種判別部２９０は、車幅判定工程Ｓ５６３へ進む。
【００８１】
多軸判定工程Ｓ５６２において、車種判別部２９０は、処理装置９１１がデータを処理することにより、車両８５０の車種が「中型」であるか「大型」であるか「特大」であるかを判定する。判定には、既知の方式を用いるものとし、ここでは、詳細な説明を省略する。
その後、車種判別部２９０は、車種判別処理Ｓ５６０を終了する。
【００８２】
車幅判定工程Ｓ５６３において、車種判別部２９０は、処理装置９１１がデータを処理することにより、車幅算出部２３０が算出した車幅７２２に基づいて、車両８５０の車種が「軽」であるか「軽」以外であるかを判定する。具体的には、例えば、車種判別部２９０は、車幅７２２を所定の閾値Ｗ１（例えば１．４８ｍ）と比較し、車幅７２２が閾値Ｗ１以下であれば、「軽」であると判定する。
車両８５０の車種が「軽」であると判定した場合、車種判別部２９０は、車種判別処理Ｓ５６０を終了する。
車両８５０の車種が「軽」以外であると判定した場合、車種判別部２９０は、番号標判定処理Ｓ５７０へ進む。
【００８３】
番号標判定処理Ｓ５７０において、車種判別部２９０は、処理装置９１１がデータを処理することにより、番号標認識部２８０が読み取ったナンバープレートの大きさや分類番号に基づいて、車両８５０の車種が「普通」か「中型」か「大型」かを判別する。なお、ナンバープレートからの情報では、路線バスと観光バスとの区別がつかないので、その場合、車種判別部２９０は、車両８５０が「大型バス」であると判定する。したがって、「大型バス」には、「大型」の場合と「特大」の場合とが含まれる。また、ナンバープレートの汚れや曲がりなどにより文字が読み取れなかった場合や、渋滞などによりナンバープレートが前の車両の陰に隠れて撮影できなかった場合、車種判別部２９０は、「不明」と判定する。
「大型バス」あるいは「不明」と判定した場合、車種判別部２９０は、窓判定処理Ｓ５８０へ進む。
それ以外と判定した場合、車種判別部２９０は、車種判別処理Ｓ５６０を終了する。
【００８４】
窓判定処理Ｓ５８０において、車種判別部２９０は、処理装置９１１がデータを処理することにより、窓検出部１３０が検出した窓に基づいて、車両８５０が貨物自動車であるか乗用自動車であるかを判定する。乗用自動車であると判定した場合、車種判別部２９０は、車両８５０の車種が「普通」であるか「中型」であるか「大型」であるか「特大」であるかを判定する。
「貨物」であると判定した場合、車種判別部２９０は、車幅判定工程Ｓ５６６へ進む。
「貨物」以外と判定した場合、車種判別部２９０は、車種判別処理Ｓ５６０を終了する。
【００８５】
車幅判定工程Ｓ５６６において、車種判別部２９０は、処理装置９１１がデータを処理することにより、車幅算出部２３０が算出した車幅７２２に基づいて、車両８５０の車種が「普通」であるか「中型」であるか「大型」であるかを判定する。具体的には、例えば、車種判別部２９０は、車幅７２２を所定の閾値Ｗ２（例えば１．７ｍ）及びＷ３（例えば２．２ｍ）と比較し、車幅７２２が閾値Ｗ２以下であれば「普通」、閾値Ｗ２超Ｗ３以下であれば「中型」、閾値Ｗ３超であれば「大型」と判定する。
その後、車種判別部２９０は、車種判別処理Ｓ５６０を終了する。
【００８６】
図２１は、この実施の形態における番号標判定処理Ｓ５７０の流れの一例を示すフローチャート図である。
番号標判定処理Ｓ５７０は、分類番号判定工程Ｓ５７１、２つのサイズ判定工程Ｓ５７２，Ｓ５７３を有する。
【００８７】
分類番号判定工程Ｓ５７１において、車種判別部２９０は、処理装置９１１がデータを処理することにより、番号標認識部２８０が読み取った分類番号に基づいて、車両８５０が「１」ナンバーであるか「２」ナンバーであるか、「３」〜「７」ナンバーであるかを判定する。
分類番号が判読不能である場合、車種判別部２９０は、「不明」と判定し、番号標判定処理Ｓ５７０を終了する。
「３」〜「７」ナンバーである場合、車両８５０は、小型乗用自動車・小型貨物自動車・普通乗用自動車（定員１０名以下）のいずれかである。車種判別部２９０は、車両８５０の車種が「普通」であると判定し、番号標判定処理Ｓ５７０を終了する。
「１」ナンバーである場合、車両８５０は、普通貨物自動車である。車種判別部２９０は、サイズ判定工程Ｓ５７２へ進む。
「２」ナンバーである場合、車両８５０は、普通乗用自動車（定員１１名以上）である。車種判別部２９０は、サイズ判定工程Ｓ５７３へ進む。
【００８８】
サイズ判定工程Ｓ５７２において、車種判別部２９０は、処理装置９１１がデータを処理することにより、ナンバープレートの大きさが中板であるか大板であるかを判定する。
ナンバープレートの大きさが中板である場合、車種判別部２９０は、車両８５０の車種が「中型」であると判定し、番号標判定処理Ｓ５７０を終了する。
ナンバープレートの大きさが大板である場合、車種判別部２９０は、車両８５０の車種が「大型」であると判定し、番号標判定処理Ｓ５７０を終了する。
【００８９】
サイズ判定工程Ｓ５７３において、車種判別部２９０は、処理装置９１１がデータを処理することにより、ナンバープレートの大きさが中板であるか大板であるかを判定する。
ナンバープレートの大きさが中板である場合、車種判別部２９０は、車両８５０の車種が「中型」であると判定し、番号標判定処理Ｓ５７０を終了する。
ナンバープレートの大きさが大板である場合、車種判別部２９０は、「大型バス」と判定し、番号標判定処理Ｓ５７０を終了する。
【００９０】
図２２は、この実施の形態における窓判定処理Ｓ５８０の流れの一例を示すフローチャート図である。
窓判定処理Ｓ５８０は、有無判定工程Ｓ５８１、割合判定工程Ｓ５８２、上端判定工程Ｓ５８３、下端判定工程Ｓ５８４を有する。
【００９１】
有無判定工程Ｓ５８１において、車種判別部２９０は、処理装置９１１がデータを処理することにより、窓検出部１３０が検出した検出結果に基づいて、車両８５０のいずれかの位置に窓８５４が検出されたか否かを判定する。
窓８５４がまったく検出されなかった場合、車両８５０には屋根８５３がないと考えられる。オープンカーは乗用車であるから、車種判別部２９０は、車両８５０の種別が「普通」であると判定し、窓判定処理Ｓ５８０を終了する。
いずれかの位置に窓８５４が検出された場合、車種判別部２９０は、割合判定工程Ｓ５８２へ進む。
【００９２】
割合判定工程Ｓ５８２において、車種判別部２９０は、処理装置９１１がデータを処理することにより、窓検出部１３０が検出した検出結果と、車軸検出部２２０が検出した検出結果とに基づいて、１軸目の車軸と２軸目の車軸との間において窓が検出された割合を算出する。車種判別部２９０は、処理装置９１１がデータを処理することにより、算出した割合を所定の閾値ａと比較する。
窓の検出割合が閾値ａ以下である場合、車両８５０は貨物自動車であると考えられる。車種判別部２９０は、「貨物」であると判定し、窓判定処理Ｓ５８０を終了する。
窓の検出割合が閾値ａ超である場合、車両８５０は乗用自動車であると考えられる。車種判別部２９０は、上端判定工程Ｓ５８３へ進む。
【００９３】
上端判定工程Ｓ５８３において、車種判別部２９０は、処理装置９１１がデータを処理することにより、窓の上端の高さの平均を算出する。車種判別部２９０は、処理装置９１１がデータを処理することにより、算出した平均を所定の閾値ｈ１及びｈ２と比較する。
窓上端の平均高さが閾値ｈ１以下である場合、車両８５０はバスではないと考えられる。車種判別部２９０は、車両８５０の車種が「普通」であると判定し、窓判定処理Ｓ５８０を終了する。
窓上端の平均高さが閾値ｈ１超ｈ２以下である場合、車両８５０はマイクロバスであると考えられる。車種判別部２９０は、車両８５０の車種が「中型」であると判定し、窓判定処理Ｓ５８０を終了する。
窓上端の平均高さが閾値ｈ２超である場合、車両８５０は大型バスであると考えられる。車種判別部２９０は、下端判定工程Ｓ５８４へ進む。
【００９４】
下端判定工程Ｓ５８４において、車種判別部２９０は、処理装置９１１がデータを処理することにより、窓の下端の高さの平均を算出する。車種判別部２９０は、処理装置９１１がデータを処理することにより、算出した平均を所定の閾値ｈ３と比較する。
窓下端の平均高さが閾値ｈ３以下である場合、車両８５０は路線バスであると考えられる。車種判別部２９０は、車両８５０の車種が「大型」であると判定し、窓判定処理Ｓ５８０を終了する。
窓下端の平均高さが閾値ｈ３超である場合、車両８５０は観光バスであると考えられる。観光バスは、一般的に、乗客の荷物を搭載するスペースを車両下部に設けているため、路線バスに比べて窓の位置が高いからである。車種判別部２９０は、車両８５０の車種が「特大」であると判定し、窓判定処理Ｓ５８０を終了する。
【００９５】
このようにして、車種判別システム８００は、車両８５０の車種を判別する。
窓検出による判別は、ナンバープレートが読み取れなかった場合の補助としての位置づけではあるものの、ナンバープレートが前の車両に隠れるなどして読み取れない場合は少なくないので、有用である。
【００９６】
この実施の形態における窓検出装置１００は、放射部１１１と、受光部１１５と、反射位置算出部１２２と、窓検出部１３０とを有する。
上記放射部１１１は、車両８５０に対して放射光７５１を放射する。
上記受光部１１５は、上記放射光７５１が上記車両８５０に当たって反射した反射光７５４を受光する。
上記反射位置算出部１２２は、上記放射部１１１が放射光７５１を放射してから上記受光部１１５が反射光７５４を受光するまでの時間に基づいて、上記放射光７５１が上記車両８５０に当たって反射した反射位置を算出する。
上記窓検出部１３０は、上記反射位置算出部１２２が算出した反射位置に基づいて、上記車両８５０の窓８５４の位置を検出する。
車両８５０の窓８５４の位置がわかるので、車両８５０の車種が容易に判別できる。
【００９７】
上記放射部１１１は、上記放射光７５１を上下方向に走査する。
上記反射位置算出部１２２は、上記放射部１１１が放射光７５１を放射してから上記受光部１１５が反射光７５４を受光するまでの時間と、上記放射部１１１が放射光７５１を放射した放射方向とに基づいて、上記放射光７５１が上記車両８５０に反射した上下方向に連なる複数の反射位置を算出する。
上記窓検出部１３０は、上記反射位置算出部１２２が算出した上下方向に連なる複数の反射位置に基づいて、反射位置が不連続である位置を算出し、算出した位置が上記車両８５０の窓８５４の上端または下端であると判定する。
反射位置が不連続な位置を窓８５４の上端または下端と判定するので、窓８５４の位置が容易に検出できる。
【００９８】
なお、窓８５４が開放されている場合、放射光７５１が車内の人や物に当たった反射光７５４を受光部１１５が受光するので、窓８５４に相当する方向の反射位置が欠測にならない場合がある。その場合、放射光７５１が車内の人や物に当たった反射位置は、屋根８５３や本体８５５に当たった反射位置よりも遠くなる。そこで、窓検出部１３０は、反射位置が欠測した場合だけでなく、レーザセンサ１１０から反射位置までの距離が不連続（スポット的）に遠くなった場合にも、その方向が窓であると判定する構成としてもよい。そうすれば、窓８５４が開放されている場合も、窓８５４の位置を正しく検出することができる。
【００９９】
この実施の形態における車種判別装置（車種判別システム８００）は、窓検出装置１００と、車種判別装置（車種判別部２９０）とを有する。
上記車種判別装置は、上記窓検出装置１００が検出した窓８５４の位置に基づいて、上記車両８５０の車種を判別する。
窓８５４の位置に基づいて車両８５０の車種を判別するので、ナンバープレートが読み取れない場合であっても、車両８５０の車種を容易に正しく判別することができる。
【０１００】
上記車種判別装置は、上記窓検出装置１００が検出した窓の位置に基づいて、普通乗用車とバスとを判別し、上記窓８５４の上端の高さが所定の第一上端閾値ｈ１より低い場合に、上記車両８５０が普通乗用車であると判定する。
窓８５４の上端の高さに基づいて普通乗用車とバスとを判別するので、車両８５０の車種を容易に正しく判別することができる。
【０１０１】
上記車種判別装置は、上記窓検出装置１００が検出した窓８５４の位置に基づいて、マイクロバスと大型バスとを判別し、上記窓の上端の高さが所定の第二上端閾値ｈ２より高い場合に、上記車両が大型バスであると判定する。
窓８５４の上端の高さに基づいてマイクロバスと大型バスとを判別するので、車両８５０の車種を容易に正しく判別することができる。
【０１０２】
上記車種判別装置は、上記窓検出装置１００が検出した窓８５４の位置に基づいて、路線バスと観光バスとを判別し、上記窓８５４の下端の高さが所定の下端閾値ｈ３より高い場合に、上記車両８５０が観光バスであると判定する。
窓８５４の下端の高さに基づいて路線バスと観光バスとを判別するので、車両８５０の車種を容易に正しく判別することができる。
【０１０３】
上記車種判別装置は、更に、車軸検出装置（車軸検出部２２０）を有する。
上記車軸検出装置は、上記車両８５０の車軸の位置を検出する。
上記車種判別装置は、上記窓検出装置１００が検出した窓８５４の位置と、上記車軸検出装置が検出した車軸の位置とに基づいて、上記車両の車種を判別する。
窓８５４の位置と車軸の位置とを組み合わせることにより、車両８５０の車種を容易に正しく判別することができる。
【０１０４】
上記車種判別装置は、上記車軸検出装置が２つの車軸を検出した場合、２つの車軸の間に窓８５４が存在する割合を算出し、算出した割合が所定の割合閾値ａより小さい場合に、上記車両８５０が貨物自動車であると判定する。
２つの車軸の間に窓８５４が存在する割合に基づいて乗用自動車と貨物自動車とを判別するので、車両８５０の車種を容易に正しく判別することができる。
【０１０５】
上記車軸検出装置は、上記窓検出装置の反射位置算出部１２２が算出した反射位置に基づいて、上記車両８５０の車軸の位置を検出する。
反射位置算出部１２２が算出した反射位置に基づいて車軸を検出するので、車軸検出のために別途センサを設ける必要がない。車種判別システム８００の部品数が減るので、製造コストを削減することができる。
【０１０６】
以上説明した車種判別装置（車種判別システム８００）において、レーザセンサ制御部１２０は、有料道路（道路８２０）の左右に設置されたレーザセンサ１１０ａ，１１０ｂから車両８５０までの距離情報と角度情報を収集する。車幅計測部（車幅算出部２３０）は、レーザセンサ１１０ａ，１１０ｂからのデータにより車幅を計測する。窓ガラス検出部（窓検出部１３０）は、窓ガラス位置を検出する。車軸検知部（車軸検出部２２０）は、車軸位置を検知する。窓ガラス車種判定部（車種判別部２９０）は、車軸の位置と窓ガラスの位置から車種を判別する。車種判定部（車種判別部２９０）は、窓ガラス位置と車幅の計測結果から車種を判定する。
【０１０７】
窓ガラス車種判定部は、窓ガラス位置と車軸位置の位置関係から乗用車と普通貨物車を判別する。
【０１０８】
窓ガラス車種判定部は、窓ガラスの上縁位置と下縁位置から中型車のマイクロバスと大型車の路線バスと特大車の観光バスを車種判定する。
【０１０９】
車種判別装置は、レーザセンサにより通過車両の窓ガラス位置を検出する。車種判別装置は、レーザセンサによる通過車両のタイヤ位置の検出とレーザセンサによる窓ガラス位置の検出により、タイヤの位置と窓ガラスの位置関係を収集する。車種判別装置は、レーザセンサが計測した車幅の情報と合わせて、車種判別処理を行う。車両は、一般的に乗員の乗車位置にガラス窓が設けられるため、車両の後部まで窓ガラスが存在する乗用車と車両の後部は荷物用のため窓ガラスが存在しない貨物車の分類が可能となる。また、乗用車に対しては、窓位置の高さ判定により、バスの車種判別にも利用することが出来る。これにより、ナンバープレートが認識できず、車種判別が困難な車両に対しても車種の判定が可能となる。
【０１１０】
実施の形態２．
実施の形態２について、図２３を用いて説明する。
なお、実施の形態１と共通する部分については、同一の符号を付し、説明を省略する。
【０１１１】
実施の形態１では、車両８５０の窓８５４を検出するために設けられた１組のレーザセンサ１１０ａ，１１０ｂの検出結果を用いて、車軸を検出する構成について説明した。この実施の形態では、窓検出用のセンサとは別に、車軸検出用のセンサを設ける構成について説明する。
【０１１２】
図２３は、この実施の形態における車種判別システム８００の一例を示す正面図である。
車種判別システム８００は、４つのレーザセンサ１１０ａ，１１０ｂ，１１０ｃ，１１０ｄを有する。
レーザセンサ１１０ａ，１１０ｂは、実施の形態１よりも高い位置に設けられている。レーザセンサ１１０ａ，１１０ｂは、窓検出に特化している。レーザセンサ１１０ａの放射範囲７０３ａ及びレーザセンサ１１０ｂの放射範囲７０３ｂは、車両８５０の窓８５４が存在し得る範囲をカバーするが、必ずしも、車両８５０の下端まですべてをカバーしなくてもよい。
レーザセンサ１１０ｃ，１１０ｄは、車軸検出に特化している。レーザセンサ１１０ｃの放射範囲７０３ｃ及びレーザセンサ１１０ｄの放射範囲７０３ｄは、水平方向より下に限られる。
【０１１３】
このように、レーザセンサ１１０ａ，１１０ｂを窓検出に特化し、それとは別に、車軸検出用のレーザセンサ１１０ｃ，１１０ｄを設けることにより、放射光７５１の放射範囲７０３を狭く絞ることができるので、反射位置検出の解像度を高くすることができ、検出の精度が高くなる。
また、窓検出用のレーザセンサ１１０ａ，１１０ｂを窓８５４の高さに近い高さに設け、車軸検出用のレーザセンサ１１０ｃ，１１０ｄを車軸の高さに近い高さに設けることにより、車両８５０が道路８２０の端を走行している場合でも、窓８５４や車軸を正しく検出することができる。
【０１１４】
車幅算出部２３０は、４つのレーザセンサ１１０ａ〜１１０ｄが検出した検出結果に基づいて、車幅を算出する構成であってもよい。あるいは、車幅算出部２３０は、車軸検出用のレーザセンサ１１０ｃ，１１０ｄが検出した検出結果に基づいて、車幅を算出する構成であってもよい。その場合、窓検出は、２つのレーザセンサ１１０ａ，１１０ｂのいずれか一方で行うこととし、他方のレーザセンサ１１０ａ，１１０ｂはなくてもよい。
【０１１５】
また、車軸検出用のセンサは、レーザセンサ１１０ｃ，１１０ｄに限らず、例えば踏み板式の車軸センサなど他のセンサであってもよい。
【符号の説明】
【０１１６】
１００ 窓検出装置、１１０ レーザセンサ、１１１ 放射部、１１２ レーザ発振部、１１３ レーザ走査部、１１５ 受光部、１１６ レーザ受光部、１１７ 増幅部、１２０ レーザセンサ制御部、１２１ 走査制御部、１２２ 反射位置算出部、１３０ 窓検出部、１３１ 不連続位置算出部、１３２ 窓判定部、１８０ 赤外線撮像装置、２００ 制御装置、２１０ 進行方向判定部、２２０ 車軸検出部、２３０ 車幅算出部、２８０ 番号標認識部、２９０ 車種判別部、７０１ 撮像範囲、７０２ 車両進行方向、７０３ 放射範囲、７１０ 点群、７１１ 窓上端高さ、７１２ 窓下端高さ、７１３ センサ車体間距離、７２１ センサ間隔、７２２ 車幅、７５１ 放射光、７５２ 正反射光、７５３ 拡散反射光、７５４ 反射光、７５５ 正透過光、８００ 車種判別システム、８１０ 島、８２０ 道路、８５０ 車両、８５１ 車体、８５２ ガラス、８５３ 屋根、８５４ 窓、８５５ 本体、８５６ タイヤ、９０１ 出力装置、９０２ 入力装置、９１１ 処理装置、９２０ 記憶装置。
【技術分野】
【０００１】
この発明は、車両の窓の位置を検出する窓検出装置と、窓検出装置の検出結果を用いて車両の車種を判別する車種判別装置とに関する。
【背景技術】
【０００２】
車両の車種を判別する方式としては、例えば、ナンバープレートを撮影して、文字を読み取り、読み取った文字に基づいて、車種判別をする方式がある。
また、車両の断面形状を計測し、計測した断面形状に基づいて、車種判別をする方式がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０００−２０８７７号公報
【特許文献２】特開平１１−１９１１９６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ナンバープレートを読み取る方式は、ナンバープレートが汚れていたり、曲がっていたりして、文字が認識できない場合がある。また、渋滞などにより車両間隔が狭い場合、ナンバープレートが前後の車両の陰に隠れ、そもそもナンバープレートを撮影することができない。
車両の断面形状に基づいて車種判別する方式は、例えば大型トラックと大型バスなど、断面形状が類似している場合があり、誤判定をする可能性がある。
この発明は、例えば、上記のような課題を解決するためになされたものであり、車両の窓を検出し、その検出結果に基づいて、車両の車種を正しく判別することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
この発明にかかる窓検出装置は、放射部と、受光部と、反射位置算出部と、窓検出部とを有し、
上記放射部は、車両に対して放射光を放射し、
上記受光部は、上記放射光が上記車両に当たって反射した反射光を受光し、
上記反射位置算出部は、上記放射部が放射光を放射してから上記受光部が反射光を受光するまでの時間に基づいて、上記放射光が上記車両に当たって反射した反射位置を算出し、
上記窓検出部は、上記反射位置算出部が算出した反射位置に基づいて、上記車両の窓の位置を検出することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００６】
この発明にかかる窓検出装置によれば、車両の窓の位置がわかるので、車両の形状だけでは判別し難い車種を容易に判別することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】実施の形態１における車種判別システム８００の一例を示す斜視図。
【図２】実施の形態１における車種判別システム８００の一例を示す平面図。
【図３】実施の形態１における放射範囲７０３の一例を示す正面図。
【図４】実施の形態１における窓検出の原理を説明する図。
【図５】実施の形態１における窓検出の原理を説明する図。
【図６】実施の形態１における点群７１０の一例を示す図。
【図７】実施の形態１における制御装置２００のハードウェア構成の一例を示すブロック構成図。
【図８】実施の形態１における車種判別システム８００の機能ブロックの構成の一例を示すブロック構成図。
【図９】実施の形態１における反射位置算出処理Ｓ５１０の流れの一例を示すフローチャート図。
【図１０】実施の形態１における窓検出処理Ｓ５２０の流れの一例を示すフローチャート図。
【図１１】実施の形態１における車軸検出処理Ｓ５３０の流れの一例を示すフローチャート図。
【図１２】実施の形態１における点群７１０の一例を示す図。
【図１３】実施の形態１における車幅算出工程Ｓ５４０の流れの一例を示すフローチャート図。
【図１４】実施の形態１における番号標認識処理Ｓ５５０の流れの一例を示すフローチャート図。
【図１５】実施の形態１における番号標認識処理Ｓ５５０の対象となる画像の一例を示す図。
【図１６】実施の形態１における車種判別システム８００が車両８５０について検出する窓と車軸との位置関係の一例を示す図。
【図１７】実施の形態１における車種判別システム８００が車両８５０について検出する窓と車軸との位置関係の別の例を示す図。
【図１８】実施の形態１における車種判別システム８００が車両８５０について検出する窓と車軸との位置関係の更に別の例を示す図。
【図１９】有料道路における料金区分の一例を示す図。
【図２０】実施の形態１における車種判別処理Ｓ５６０の全体の流れの一例を示すフローチャート図。
【図２１】実施の形態１における番号標判定処理Ｓ５７０の流れの一例を示すフローチャート図。
【図２２】実施の形態１における窓判定処理Ｓ５８０の流れの一例を示すフローチャート図。
【図２３】実施の形態２における車種判別システム８００の一例を示す正面図。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
実施の形態１．
実施の形態１について、図１〜図２２を用いて説明する。
【０００９】
図１は、この実施の形態における車種判別システム８００の一例を示す斜視図である。
車種判別システム８００は、例えば有料道路の料金所などに設置される。車種判別システム８００は、通行する車両８５０の車種を判別する。車種とは、例えば乗用車・貨物車・大型車・軽自動車など、車両８５０の種類のことである。料金所などに設置される車種判別システム８００にあっては、その車両８５０がどの料金区分に該当するかを判別することが重要であるから、車種とは、特に、車両８５０が該当する料金区分のことである。車種判別システム８００は、窓の検出、車軸の検出、車幅の測定、ナンバープレートの読取りなど様々な方法で、車両８５０の車種を判別するための情報を収集する。車種判別システム８００は、収集した情報に基づいて、車両８５０の車種を判別する。
【００１０】
車種判別システム８００は、２つのレーザセンサ１１０、赤外線撮像装置１８０（ナンバープレート撮像部）、制御装置２００を有する。なお、２つのレーザセンサ１１０を区別するため、アルファベット小文字を添えて、レーザセンサ１１０ａ、レーザセンサ１１０ｂと呼ぶ場合がある。複数ある他の要素についても同様である。赤外線撮像装置１８０は、赤外線を用いて、通行する車両８５０を連続的に撮影する。
【００１１】
車種判別システム８００は、車両８５０が通行する道路８２０を挟んだ２つの島８１０の上に設置されている。レーザセンサ１１０ａは、車両８５０から見て左側に位置する島８１０ａの上に設置されている。レーザセンサ１１０ｂは、車両８５０から見て右側に位置する島８１０ｂの上に設置されている。赤外線撮像装置１８０及び制御装置２００は、左側の島８１０ａの上に設置されていてもよいし、右側の島８１０ｂの上に設置されていてもよい。赤外線撮像装置１８０は、その撮像範囲７０１内に、道路８２０を通行する車両８５０のナンバープレートが入る位置に設置されている。
【００１２】
図２は、この実施の形態における車種判別システム８００の一例を示す平面図である。
レーザセンサ１１０は、反射型である。レーザセンサ１１０は、レーザ光（放射光）を放射して、車両８５０に当たって反射した反射光を受光することにより、反射位置までの距離を計測する。レーザセンサ１１０は、レーザ光を放射する方向を上下に変えて走査（スキャニング）することにより、車両８５０の形状を計測する。
レーザセンサ１１０ａがレーザ光を放射する放射範囲７０３ａは、車両進行方向７０２に対してほぼ垂直である。レーザセンサ１１０ａは、車両８５０に対して左横からレーザ光を放射する。レーザセンサ１１０ａは、車両８５０の左側面の形状を主に計測する。
レーザセンサ１１０ｂがレーザ光を放射する放射範囲７０３ｂも同様に、車両進行方向７０２に対してほぼ垂直である。レーザセンサ１１０ｂは、車両８５０に対して右横からレーザ光を放射する。レーザセンサ１１０ｂは、車両８５０の右側面の形状を主に計測する。
車両進行方向７０２において、レーザセンサ１１０ｂは、レーザセンサ１１０ａよりも前方（奥）にずれた位置に設置する。これには、２つの意味がある。１つは、レーザセンサ１１０が放射したレーザ光を直接、あるいは、車両８５０や道路８２０に反射した反射光を、他のレーザセンサ１１０が受光しないようにするためである。もう一つは、２つのレーザセンサ１１０の放射範囲７０３ａを車両８５０が通過する時刻の差から、車両８５０の進行方向や車両８５０の速度を算出できるようにするためである。なお、レーザセンサ１１０ｂは、レーザセンサ１１０ａよりも後方（手前）にずれた位置に設置してもよい。
【００１３】
図３は、この実施の形態における放射範囲７０３の一例を示す正面図である。
レーザセンサ１１０ａが放射するレーザ光の放射範囲７０３ａは、車両８５０の上から下までをすべてカバーできるように設定する。レーザセンサ１１０ｂが放射するレーザ光の放射範囲７０３ｂも同様に、車両８５０の上から下までをすべてカバーできるように設定する。例えば、レーザセンサ１１０ａ，１１０ｂは、道路８２０から１．５メートル［ｍ］の高さに設置し、放射範囲７０３ａ，７０３ｂは、上４５度から下４５度までの９０度の範囲に設定する。
【００１４】
図４は、この実施の形態における窓検出の原理を説明する図である。
この図は、レーザセンサ１１０が放射した放射光７５１が、車両８５０の窓ではない部分の車体８５１に当たった場合を表わす。車体８５１から反射した光は、正反射した正反射光７５２と、拡散反射した拡散反射光７５３とに分かれる。正反射光７５２の反射角は放射光７５１の入射角と等しいから、放射光７５１が車体８５１に対して垂直に当たったのでない限り、正反射光７５２は、レーザセンサ１１０の方向とは異なる方向へ向かう。これに対し、拡散反射光７５３は様々な方向に向かい、そのなかには、レーザセンサ１１０の方向に戻る反射光７５４も含まれる。レーザセンサ１１０は、反射光７５４を検出することにより、反射位置までの距離を計測する。
【００１５】
図５は、この実施の形態における窓検出の原理を説明する図である。
この図は、レーザセンサ１１０が放射した放射光７５１が、車両８５０の窓の部分であるガラス８５２に当たった場合を表わす。放射光７５１は、ガラス８５２内に進入する透過光と、ガラス８５２表面で反射する反射光とに分かれる。反射光は、正反射した正反射光７５２と、拡散反射した拡散反射光とに分かれる。透過光は、スネルの法則にしたがって屈折した正透過光７５５と、拡散して透過した拡散透過光とに分かれる。ガラス８５２の表面は比較的滑らかであるから、正反射光７５２や正透過光７５５が強く、拡散反射光や拡散透過光は弱い。このため、レーザセンサ１１０の方向に反射する反射光は弱く、レーザセンサ１１０は、反射光を検出しない。
【００１６】
図６は、この実施の形態における点群７１０の一例を示す図である。
レーザセンサ１１０がレーザ光を放射した放射方向の角度と、レーザセンサ１１０がレーザ光を放射してから反射光を受光するまでの遅延時間とがわかれば、以下の式により、反射位置が求められる。
【数１１】
ただし、ｘは、レーザセンサ１１０と反射位置との間の水平距離を表わす。ｙは、レーザセンサ１１０と反射位置との間の高さの差を表わす。ｃは、空気中における光速を表わす。φは、レーザセンサ１１０がレーザ光を放射した放射方向と水平方向とがなす角を表わす。ｔは、レーザセンサ１１０がレーザ光を放射してから反射光を受光するまでの遅延時間を表わす。
【００１７】
点群７１０ａは、レーザセンサ１１０ａの観測結果に基づいて算出した反射位置をプロットしたものである。点群７１０ｂは、レーザセンサ１１０ｂの観測結果に基づいて算出した反射位置をプロットしたものである。
上述したように、車両８５０の窓８５４からの反射光は弱いので、その方向には反射物体が観測されず、データが抜け落ちる。このため、点群７１０ａは、車両８５０の屋根８５３に相当するグループと、車両８５０の本体８５５などに相当するグループとに分かれる。したがって、点群７１０ａを分析することにより、窓上端高さ７１１ａ、窓下端高さ７１２ａ、センサ車体間距離７１３ａなどがわかる。窓上端高さ７１１ａは、窓８５４ａの上の端に当たる部分の高さと、道路８２０の高さとの差である。窓下端高さ７１２ａは、窓８５４ａの下の端に当たる部分の高さと、道路８２０の高さとの差である。センサ車体間距離７１３ａは、レーザセンサ１１０ａから車両８５０の本体８５５までの距離である。点群７１０ｂも同様に、車両８５０の屋根８５３に相当するグループと、車両８５０の本体８５５などに相当するグループとに分かれる。したがって、点群７１０ｂを分析することにより、窓上端高さ７１１ｂ、窓下端高さ７１２ｂ、センサ車体間距離７１３ｂなどがわかる。レーザセンサ１１０ａとレーザセンサ１１０ｂとの間の水平距離のうち車両進行方向７０２に対して垂直な方向（道路８２０を横断する方向）の成分（以下「センサ間隔７２１」と呼ぶ。）があらかじめわかっていれば、次の式を用いて車幅７２２を求めることができる。
【数１２】
ただし、Ｗは、車幅を表わす。Ｒは、センサ間隔７２１を表わす。ｒａは、レーザセンサ１１０ａと車両８５０との間の水平距離を表わす。ｒｂは、レーザセンサ１１０ｂと車両８５０との間の水平距離を表わす。
【００１８】
図７は、この実施の形態における制御装置２００のハードウェア構成の一例を示すブロック構成図である。
制御装置２００は、例えば記憶装置９２０、処理装置９１１、入力装置９０２、出力装置９０１などを有する。
記憶装置９２０は、処理装置９１１が実行するプログラムや、処理装置９１１が処理するデータなどを記憶する。記憶装置９２０には、例えば不揮発性の記憶装置（以下「ＲＯＭ」と呼ぶ。）や、揮発性の記憶装置（以下「ＲＡＭ」と呼ぶ。）などがある。ＲＯＭは、例えば処理装置９１１が実行するプログラムなどを記憶する。ＲＡＭは、例えば処理装置９１１が処理している途中のデータなどを一時的に記憶する。
処理装置９１１は、記憶装置９２０が記憶したプログラムを実行することにより、データを処理するとともに、処理装置９１１自身や、記憶装置９２０、入力装置９０２、出力装置９０１など制御装置２００全体を制御する。
入力装置９０２は、処理装置９１１が処理するデータや信号を制御装置２００の外部から入力する。入力装置９０２は、入力したデータや信号を、処理装置９１１が処理できるデータの形式に変換する。入力装置９０２が変換したデータは、処理装置９１１が直接処理してもよいし、記憶装置９２０が一時的に記憶してもよい。入力装置９０２には、例えば、アナログ信号をデジタルデータに変換するアナログデジタル変換器（以下「ＡＤＣ」と呼ぶ。）、デジタル信号を保持するラッチ回路、他の装置が送信したデータを受信する受信装置、操作者の操作を入力するボタンやキーボートなどの操作入力装置などがある。
出力装置９０１は、処理装置９１１が処理したデータや記憶装置９２０が記憶したデータなどを変換して制御装置２００の外部へ出力する。出力装置９０１には、例えば、デジタルデータをアナログ信号に変換するデジタルアナログ変換器（以下「ＤＡＣ」と呼ぶ。）、デジタル信号を保持するラッチ回路、他の装置に対してデータを送信する送信装置、発光ダイオードや液晶表示装置など操作者の目に見える形でデータを表示する表示装置などがある。
【００１９】
以下に説明する制御装置２００の機能ブロックは、記憶装置９２０が記憶したプログラムを処理装置９１１が実行することにより実現される。しかし、これは一例であり、制御装置２００の機能ブロックは、プログラムに限らず、アナログ回路やデジタル回路などの電子回路により実現してもよいし、機械的構成など電子回路以外の構成により実現してもよい。
【００２０】
図８は、この実施の形態における車種判別システム８００の機能ブロックの構成の一例を示すブロック構成図である。
レーザセンサ１１０は、放射部１１１、受光部１１５を有する。
制御装置２００は、レーザセンサ制御部１２０、窓検出部１３０、進行方向判定部２１０、車軸検出部２２０、車幅算出部２３０、番号標認識部２８０、車種判別部２９０を有する。
このうち、レーザセンサ１１０、レーザセンサ制御部１２０、窓検出部１３０は、窓検出装置１００を構成する。窓検出装置１００は、車種判別システム８００のうち、車両８５０の窓を検出する部分である。
【００２１】
放射部１１１は、レーザセンサ制御部１２０による制御にしたがって、放射光７５１を放射する。放射部１１１は、レーザ発振部１１２、レーザ走査部１１３を有する。
レーザ発振部１１２は、レーザセンサ制御部１２０からの制御信号にしたがって、レーザ光を放射する。
レーザ走査部１１３は、レーザセンサ制御部１２０からの制御信号にしたがって、レーザ発振部１１２が放射したレーザ光の進行方向を曲げ、放射範囲７０３を走査する放射光７５１にする。
【００２２】
受光部１１５は、反射光７５４を受光し、受光した反射光７５４の強度を示す信号を生成する。受光部１１５は、レーザ受光部１１６、増幅部１１７を有する。
レーザ受光部１１６は、放射光７５１が車両８５０などに当たって反射した反射光７５４を受光して、電気信号に変換する。
増幅部１１７は、レーザ受光部１１６が変換した電気信号を増幅して、制御装置２００が入力できるレベルの信号にする。
【００２３】
レーザセンサ制御部１２０は、レーザセンサ１１０を制御して、反射位置を算出する。なお、１つのレーザセンサ制御部１２０が、２つのレーザセンサ１１０ａ，１１０ｂを制御する構成であってもよい。また、２つのレーザセンサ１１０ａ，１１０ｂに対応して、２つのレーザセンサ制御部１２０ａ，１２０ｂを設け、それぞれのレーザセンサ制御部１２０ａ，１２０ｂが、対応するレーザセンサ１１０ａ，１１０ｂを制御する構成であってもよい。レーザセンサ制御部１２０は、走査制御部１２１、反射位置算出部１２２を有する。
走査制御部１２１は、処理装置９１１がデータを処理することにより、レーザ発振部１１２やレーザ走査部１１３を制御する制御信号を生成する。走査制御部１２１は、例えば、レーザ発振部１１２が放射するレーザ光が所定の間隔のパルス状になるようレーザ発振部１１２を制御する制御信号を生成する。また、走査制御部１２１は、例えば、レーザ走査部１１３が曲げる放射光７５１の放射方向が所定の角速度で変化するようレーザ走査部１１３を制御する制御信号を生成する。
【００２４】
反射位置算出部１２２は、処理装置９１１が入力装置９０２を制御することにより、増幅部１１７が増幅した信号を入力する。反射位置算出部１２２は、処理装置９１１がデータを処理することにより、走査制御部１２１が生成した制御信号にしたがってレーザ発振部１１２が放射光７５１を放射してから、レーザ受光部１１６が反射光７５４を受光するまでにかかった時間ｔを算出する。反射位置算出部１２２は、処理装置９１１がデータを処理することにより、算出した時間ｔと、走査制御部１２１が生成した制御信号にしたがってレーザ走査部１１３が放射光７５１を放射した方向φとに基づいて、レーザセンサ１１０の位置に対する反射位置の相対座標（ｘ，ｙ）を算出する。なお、レーザセンサ制御部１２０は、反射位置の絶対座標を算出する構成であってもよい。例えば、所定の座標系におけるレーザセンサ１１０の座標を記憶装置９２０があらかじめ記憶しておく。レーザセンサ制御部１２０は、記憶装置９２０が記憶したレーザセンサ１１０の座標を用いて座標変換を行い、その座標系における反射位置の絶対座標を算出する。
【００２５】
窓検出部１３０（窓ガラス検出部）は、レーザセンサ制御部１２０が算出した反射位置に基づいて、車両８５０の窓を検出する。窓検出部１３０は、不連続位置算出部１３１、窓判定部１３２を有する。
不連続位置算出部１３１は、処理装置９１１がデータを処理することにより、反射位置算出部１２２が算出した一連の反射位置のなかから、反射位置が連続していない位置（以下「不連続位置」と呼ぶ。）を求める。
図６に示したように、放射光７５１が車両８５０の屋根８５３や本体８５５、あるいは、道路８２０に当たって反射した場合、レーザセンサ１１０が反射光７５４を検出し、反射位置算出部１２２が反射位置を算出する。これに対し、放射光７５１が車両８５０の窓８５４に当たった場合や、放射方向に何もない場合は、レーザセンサ１１０が反射光７５４を検出しないので、反射位置算出部１２２は反射位置を算出せず、欠測となる。このため、車両８５０に屋根８５３があれば、反射位置算出部１２２が算出した反射位置は、窓８５４に相当する部分を挟んで２つのグループに分かれる。
このように、ある方向の反射位置が欠測であり、それよりも上の方向にも下の方向にも、欠測でない反射位置が存在する場合に、不連続位置算出部１３１は、不連続位置を算出する。例えば、不連続位置算出部１３１は、欠測方向より上方向の反射位置のうち一番下に位置する反射位置を、上側の不連続位置として算出する。また、不連続位置算出部１３１は、欠測方向より下方向の反射位置のうち一番上に位置する反射位置を、下側の不連続位置として算出する。このように、不連続位置算出部１３１は、上側の不連続位置と下側の不連続位置とのペアを算出する。
【００２６】
窓判定部１３２は、処理装置９１１がデータを処理することにより、不連続位置算出部１３１が算出した不連続位置が窓に相当するものか否かを判定する。例えば、窓判定部１３２は、不連続位置算出部１３１が算出した上側の不連続位置の高さを所定の閾値と比較して、閾値より低い場合は、窓ではないと判定する。また、例えば、窓判定部１３２は、不連続位置算出部１３１が算出した不連続位置を、一つ前の走査時に不連続位置算出部１３１が算出した不連続位置と比較して、不連続位置の変動量を算出し、不連続位置の変動量が所定の閾値より大きい場合は、窓ではないと判定する。
このようにして、窓判定部１３２は、不連続位置算出部１３１が算出した不連続位置のペアのなかから、窓ではないと判定したペアを取り除く。窓判定部１３２は、残ったペアについて、上側の不連続位置を窓の上端の位置とし、下側の不連続位置を窓の下端の位置とする。
【００２７】
反射位置算出部１２２が算出した反射位置は、窓の検出以外にも、様々な用途に利用できる。
【００２８】
進行方向判定部２１０（進行方向判定処理部）は、処理装置９１１がデータを処理することにより、反射位置算出部１２２が算出した反射位置に基づいて、車両８５０の進行方向を判定する。例えば、進行方向判定部２１０は、反射位置算出部１２２が算出した反射位置から、レーザセンサ１１０の放射範囲７０３に車両８５０が存在するか否かを判定する。車両８５０が存在しなければ、一連の反射位置は、道路８２０の形状をなす。したがって、一連の反射位置が道路８２０の形状と異なる形状をなす場合、道路８２０以外の何らかの物体が、放射範囲７０３に存在することを意味する。そこで、進行方向判定部２１０は、一連の反射位置が道路８２０の形状をなすか否かを判定して、道路８２０の形状と異なる形状をなす場合に、車両８５０が存在すると判定する。なお、進行方向判定部２１０は、一連の反射位置がなす形状を更に詳しく分析して、車両８５０が存在するか否かを判定する構成であってもよい。すなわち、進行方向判定部２１０は、一連の反射位置がなす形状が車両８５０の形状であるか、車両８５０以外の物体（例えば料金所の係員などの人間）の形状であるかを判定して、車両８５０の形状であると判定した場合のみ、車両８５０が存在すると判定する。
進行方向判定部２１０は、判定結果に基づいて、２つのレーザセンサ１１０ａ，１１０ｂそれぞれについて、放射範囲７０３ａ，７０３ｂに車両８５０が存在し始めた時刻（以下「車両検出開始時刻」と呼ぶ。）や、存在し終わった時刻（以下「車両検出終了時刻」と呼ぶ。）を算出する。２つのレーザセンサ１１０ａ，１１０ｂは、車両進行方向７０２にずれた位置に設置されているので、車両８５０が車両進行方向７０２に進んでいれば、レーザセンサ１１０ａにおける車両検出開始時刻や車両検出終了時刻よりも、レーザセンサ１１０ｂにおける車両検出開始時刻や車両検出終了時刻のほうが後になる。逆に、車両８５０が車両進行方向７０２とは逆の方向に逆走した場合、レーザセンサ１１０ｂにおける車両検出開始時刻や車両検出終了時刻よりも、レーザセンサ１１０ａにおける車両検出開始時刻や車両検出終了時刻のほうが後になる。進行方向判定部２１０は、２つのレーザセンサ１１０ａ，１１０ｂにおける車両検出開始時刻同士あるいは車両検出終了時刻同士を比較して、車両８５０の進行方向を判定する。
【００２９】
車軸検出部２２０（車軸検知部）は、処理装置９１１がデータを処理することにより、車両８５０の車軸を検出する。車軸とは、車両８５０の横方向に並んだタイヤを１軸として数える単位である。例えば、通常の四輪車であれば、２つの前輪が１つの車軸、２つの後輪がもう１つの車軸であり、車軸の数は２である。これに対し、大型のトラックなどでは、３車軸、４車軸など、車軸数が多いものが存在する。
図６に示した例は、ちょうどレーザセンサ１１０の放射範囲７０３にタイヤ８５６が差し掛かっているところである。したがって、反射位置算出部１２２が算出した一連の反射位置がなす形状に、タイヤ８５６の形状が表われている。
車軸検出部２２０は、このように、一連の反射位置がなす形状にタイヤ８５６の形状が表われた場合に、車軸を検出したと判定する。また、車軸検出部２２０は、１つの車両８５０について車軸を検出した数を数えて、車軸数を算出する。なお、車軸検出部２２０は、進行方向判定部２１０の判定結果に基づいて、車両８５０が車両進行方向７０２へ進んでいるときに車軸を検出した場合は、車軸数に１を加える。逆に、車両８５０が逆走しているときに車軸を検出した場合は、車軸数から１を引く。これにより、車両８５０が前進後退を繰り返した場合でも、車軸数を誤カウントせずに正しく数えることができる。
【００３０】
車幅算出部２３０（車幅計測部）は、処理装置９１１がデータを処理することにより、車両８５０の車幅７２２を算出する。例えば、上述したように、車幅算出部２３０は、レーザセンサ１１０ａと車両８５０との間の水平距離（センサ車体間距離７１３ａ）を算出する。車幅算出部２３０は、レーザセンサ１１０ｂと車両８５０との間の水平距離（センサ車体間距離７１３ｂ）を算出する。車幅算出部２３０は、センサ車体間距離７１３ａとセンサ車体間距離７１３ｂとを合計した和を算出する。車幅算出部２３０は、算出した和を、センサ間隔７２１（道路水平方向の設置間距離）から差し引いた差を算出して、車幅７２２とする。
【００３１】
番号標認識部２８０（ナンバープレート認識部）は、処理装置９１１が入力装置９０２を制御することにより、赤外線撮像装置１８０が撮影した赤外線画像を入力する。番号標認識部２８０は、処理装置９１１がデータを処理することにより、入力した赤外線画像を画像処理し、車両８５０のナンバープレートが写っていれば、それを解析して、ナンバープレートの大きさや、ナバープレートに記載された車両８５０の登録番号を読み取る。
【００３２】
車種判別部２９０（窓ガラス車種判定部・車種判定部）は、処理装置９１１がデータを処理することにより、窓検出部１３０が検出した窓、車軸検出部２２０が検出した車軸、車幅算出部２３０が算出した車幅７２２、番号標認識部２８０が読み取った登録番号などの情報をもとにして、車両８５０の車種を判別する。車種判別部２９０は、処理装置９１１が出力装置９０１を制御することにより、判別した車種を出力する。
【００３３】
車種判別システム８００が判別した車種は、例えば、通行料金自動収受システム（以下「ＥＴＣ」と呼ぶ。）が利用する。ＥＴＣは、例えば、車種判別システム８００が判別した車種に基づいて、車両８５０の通行料金を計算する。あるいは、ＥＴＣは、ＥＴＣ車載器から受信した情報など他の方法で取得した車両８５０の車種に関する情報と、車種判別システム８００が判別した車種との間に矛盾がないかを判定することにより、不正車両を発見する。
【００３４】
図９は、この実施の形態における反射位置算出処理Ｓ５１０の流れの一例を示すフローチャート図である。
反射位置算出処理Ｓ５１０において、反射位置算出部１２２は、反射位置を算出する。反射位置算出処理Ｓ５１０は、走査方向取得工程Ｓ５１１、遅延時間算出工程Ｓ５１２、距離算出工程Ｓ５１３、座標変換工程Ｓ５１４を有する。
【００３５】
走査方向取得工程Ｓ５１１において、反射位置算出部１２２は、処理装置９１１がデータを処理することにより、走査制御部１２１がレーザ走査部１１３を制御して放射光７５１を放射させた放射方向の角度φを取得する。
遅延時間算出工程Ｓ５１２において、反射位置算出部１２２は、処理装置９１１がデータを処理することにより、レーザ発振部１１２が放射光７５１を放射した時刻と、受光部１１５が反射光７５４を受光した時刻との差を算出して、遅延時間ｔとする。
距離算出工程Ｓ５１３において、反射位置算出部１２２は、処理装置９１１がデータを処理することにより、遅延時間算出工程Ｓ５１２で算出した遅延時間ｔを反射位置までの距離に換算する。具体的には、例えば、反射位置算出部１２２は、遅延時間ｔを空気中における光速ｃで割った商を算出することにより、放射光７５１及び反射光７５４が通った往復の経路の長さを算出する。反射位置算出部１２２は、算出した経路の長さを２で割った商を算出することにより、片道の経路の長さ、すなわち、反射位置までの距離を算出する。
座標変換工程Ｓ５１４において、反射位置算出部１２２は、処理装置９１１がデータを処理することにより、走査方向取得工程Ｓ５１１で取得した角度φと、距離算出工程Ｓ５１３で算出した反射位置までの距離とに基づいて、反射位置の相対座標（ｘ，ｙ）あるいは反射位置の絶対座標を算出する。反射位置算出部１２２は、角度φと距離とによる極座標表示を、水平方向及び高さ方向を軸とする直交座標表示に座標変換する。
その後、反射位置算出部１２２は、走査方向取得工程Ｓ５１１に戻り、次の反射位置を算出する。
【００３６】
このようにして、反射位置算出部１２２は、一連の反射位置を算出する。
【００３７】
図１０は、この実施の形態における窓検出処理Ｓ５２０の流れの一例を示すフローチャート図である。
窓検出処理Ｓ５２０において、窓検出部１３０は、車両８５０の窓を検出する。窓検出処理Ｓ５２０は、走査方向選択工程Ｓ５２１、欠測判定工程Ｓ５２２、状態判定工程Ｓ５２３、状態遷移工程Ｓ５２４、状態判定工程Ｓ５２５、窓上端判定工程Ｓ５２６、状態遷移工程Ｓ５２７、窓下端判定工程Ｓ５２８、窓なし判定工程Ｓ５２９を有する。
【００３８】
走査方向選択工程Ｓ５２１において、不連続位置算出部１３１は、処理装置９１１がデータを処理することにより、レーザ走査部１１３が放射光７５１を放射した放射方向のなかから、放射方向を上から順に選択する。
不連続位置算出部１３１が放射方向を選択した場合、欠測判定工程Ｓ５２２へ進む。
一番下の放射方向まで処理が終わり、選択できる放射方向がない場合、不連続位置算出部１３１は、窓なし判定工程Ｓ５２９へ進む。
【００３９】
欠測判定工程Ｓ５２２において、不連続位置算出部１３１は、処理装置９１１がデータを処理することにより、走査方向選択工程Ｓ５２１で選択した放射方向について、反射位置算出部１２２が算出した反射位置があるか否かを判定する。
反射位置算出部１２２が算出した反射位置がある、すなわち欠測でない場合、不連続位置算出部１３１は、状態判定工程Ｓ５２３へ進む。
反射位置算出部１２２が算出した反射位置がない、すなわち欠測である場合、不連続位置算出部１３１は、状態判定工程Ｓ５２５へ進む。
【００４０】
状態判定工程Ｓ５２３において、不連続位置算出部１３１は、処理装置９１１がデータを処理することにより、検出状態を判定する。
【００４１】
検出状態とは、現在選択している放射方向が、車両８５０のどこに相当するかという状態のことである。この例では、放射方向を上から順に見ていくので、最初は、車両８５０が存在しない方向から始まる。これを「空（そら）」状態と呼ぶ。「空」状態の放射方向においては、反射位置算出部１２２が算出した反射位置が存在しない、すなわち欠測である。窓検出処理Ｓ５２０の開始前に、不連続位置算出部１３１は、あらかじめ「空」状態であることを記憶装置９２０に記憶しておく。
放射方向が下がってくると、まず車両８５０の屋根８５３が見えてくる。すなわち、欠測から、反射位置算出部１２２が算出した反射位置が存在する状態へと変化する。これを「屋根」状態と呼ぶ。
窓８５４があれば、次に窓８５４が見えてくる。すなわち、反射位置算出部１２２が算出した反射位置が存在する状態から、再び欠測に戻る。これを「窓」状態と呼ぶ。
窓８５４が終わると、次に本体８５５が見えてくる。すなわち、欠測から、反射位置算出部１２２が算出した反射位置が存在する状態に移る。その後、反射物体がタイヤ８５６や道路８２０などに変化しても、反射位置算出部１２２が算出した反射位置が存在する状態は変わらず、一番下の放射方向に到達する。
窓８５４がない場合は、「屋根」状態から「窓」状態に遷移することなく、一番下の放射方向に到達する。
【００４２】
検出状態が「空」状態である場合、欠測状態から、反射位置算出部１２２が算出した反射位置が存在する状態に変わったことを意味する。不連続位置算出部１３１は、状態遷移工程Ｓ５２４へ進む。
検出状態が「窓」状態である場合、同様に、欠測状態から、反射位置算出部１２２が算出した反射位置が存在する状態に変わったことを意味する。不連続位置算出部１３１は、窓下端判定工程Ｓ５２８へ進む。
検出状態が「空」及び「窓」以外である場合、反射位置算出部１２２が算出した反射位置が存在する状態が続いていることを意味する。不連続位置算出部１３１は、走査方向選択工程Ｓ５２１に戻り、次の放射方向を選択する。
【００４３】
状態遷移工程Ｓ５２４において、不連続位置算出部１３１は、処理装置９１１がデータを処理することにより、検出状態を「空」状態から「屋根」状態に遷移させる。現在の検出状態が「屋根」状態であることを記憶装置９２０が記憶する。
その後、不連続位置算出部１３１は、走査方向選択工程Ｓ５２１に戻り、次の放射方向を選択する。
【００４４】
窓下端判定工程Ｓ５２８において、窓判定部１３２は、処理装置９１１がデータを処理することにより、走査方向選択工程Ｓ５２１で選択した放射方向について反射位置算出部１２２が算出した反射位置が、窓の下端であるか否かを判定する。
窓の下端であると判定した場合、窓判定部１３２は、その反射位置を窓の下端の位置とし、窓検出処理Ｓ５２０を終了する。
窓判定部１３２が窓の下端でないと判定した場合、不連続位置算出部１３１は、走査方向選択工程Ｓ５２１に戻り、次の放射方向を選択する。
【００４５】
状態判定工程Ｓ５２５において、不連続位置算出部１３１は、処理装置９１１がデータを処理することにより、検出状態を判定する。
検出状態が「屋根」状態である場合、反射位置算出部１２２が算出した反射位置が存在する状態から欠測状態に変わったことを意味する。不連続位置算出部１３１は、窓上端判定工程Ｓ５２６へ進む。
検出状態が「屋根」状態以外である場合、欠測状態が続いていることを意味する。不連続位置算出部１３１は、走査方向選択工程Ｓ５２１に戻り、次の放射方向を選択する。
【００４６】
窓上端判定工程Ｓ５２６において、窓判定部１３２は、処理装置９１１がデータを処理することにより、走査方向選択工程Ｓ５２１で選択した放射方向より一つ上の放射方向について反射位置算出部１２２が算出した反射位置が、窓の上端であるか否かを判定する。
窓の上端であると判定した場合、窓判定部１３２は、その反射位置を窓の上端の位置とし、状態遷移工程Ｓ５２７へ進む。
窓の上端でないと判定した場合、窓判定部１３２は、走査方向選択工程Ｓ５２１に戻り、次の放射方向を選択する。
【００４７】
状態遷移工程Ｓ５２７において、窓判定部１３２は、処理装置９１１がデータを処理することにより、検出状態を「屋根状態」から「窓」状態へと遷移させる。現在の検出状態が「窓」状態であることを記憶装置９２０が記憶する。
その後、不連続位置算出部１３１は、走査方向選択工程Ｓ５２１に戻り、次の放射方向を選択する。
【００４８】
窓なし判定工程Ｓ５２９において、窓判定部１３２は、処理装置９１１がデータを処理することにより、窓が検出されなかったと判定し、窓検出処理Ｓ５２０を終了する。
【００４９】
図１１は、この実施の形態における車軸検出処理Ｓ５３０の流れの一例を示すフローチャート図である。
車軸検出処理Ｓ５３０において、車軸検出部２２０は、車両８５０の車軸を検出する。車軸検出処理Ｓ５３０は、走査方向選択工程Ｓ５３１、高さ判定工程Ｓ５３２、連続性判定工程Ｓ５３３、車軸あり判定工程Ｓ５３４、車軸なし判定工程Ｓ５３５、車両なし判定工程Ｓ５３６を有する。
【００５０】
走査方向選択工程Ｓ５３１において、車軸検出部２２０は、処理装置９１１がデータを処理することにより、レーザ走査部１１３が放射光７５１を放射した放射方向のなかから、放射方向を下から順に選択する。
車軸検出部２２０が放射方向を選択した場合、高さ判定工程Ｓ５３２へ進む。
一番上の放射方向まで処理が終わり、選択できる放射方向がない場合、車軸検出部２２０は、車両なし判定工程Ｓ５３６へ進む。
【００５１】
高さ判定工程Ｓ５３２において、車軸検出部２２０は、処理装置９１１がデータを処理することにより、走査方向選択工程Ｓ５３１で選択した放射方向について反射位置算出部１２２が算出した反射位置の高さが、道路８２０の高さより高いか否かを判定する。
反射位置の高さが道路８２０の高さより高い場合、車軸検出部２２０は、連続性判定工程Ｓ５３３へ進む。
反射位置の高さが道路８２０の高さである場合、車軸検出部２２０は、走査方向選択工程Ｓ５３１に戻り、次の放射方向を選択する。
【００５２】
連続性判定工程Ｓ５３３において、車軸検出部２２０は、処理装置９１１がデータを処理することにより、走査方向選択工程Ｓ５３１で選択した放射方向について反射位置算出部１２２が算出した反射位置と、一つ下の放射方向について反射位置算出部１２２が算出した反射位置との間の距離を算出する。車軸検出部２２０は、算出した距離が所定の閾値より大きいか小さいかを判定する。
算出した距離が閾値より小さい場合は、道路８２０に接触した部分を検出したことを意味する。車軸検出部２２０は、車軸あり判定工程Ｓ５３４へ進む。
算出した距離が閾値より大きい場合は、道路８２０から離れた部分を検出したことを意味する。車軸検出部２２０は、車軸なし判定工程Ｓ５３５へ進む。
【００５３】
車軸あり判定工程Ｓ５３４において、車軸検出部２２０は、車軸ありと判定し、車軸検出処理Ｓ５３０を終了する。
【００５４】
車軸なし判定工程Ｓ５３５において、車軸検出部２２０は、車軸なしと判定し、車軸検出処理Ｓ５３０を終了する。
【００５５】
図１２は、この実施の形態における点群７１０の一例を示す図である。
レーザセンサ１１０の放射範囲７０３内に車軸がない場合、この図に示すように、車両８５０が空中に浮いたような形で検出される。その場合、道路８２０より高い位置に検出される反射位置（タイヤ面の計測ポイント）と、道路８２０上に検出される反射位置（道路面の計測ポイント）との間の距離が遠くなり、計測距離が大きく減少する。
これに対し、レーザセンサ１１０の放射範囲７０３内に車軸がある場合は、図６に示したように、道路８２０に接触したタイヤ８５６が検出されるので、道路８２０より高い位置に検出される反射位置（車体の計測ポイント）と、道路８２０上に検出される反射位置（道路面の計測ポイント）との間の距離が近くなり、計測距離に大きな変化は生じない。
車軸検出部２２０は、この差を利用して、車軸の有無を検出する。
【００５６】
図１３は、この実施の形態における車幅算出工程Ｓ５４０の流れの一例を示すフローチャート図である。
車幅算出工程Ｓ５４０において、車幅算出部２３０は、車両８５０の車幅７２２を算出する。車幅算出工程Ｓ５４０は、センサ選択工程Ｓ５４１、最小距離初期化工程Ｓ５４２、走査方向選択工程Ｓ５４３、高さ判定工程Ｓ５４４、水平距離比較工程Ｓ５４５、最小距離更新工程Ｓ５４６、車幅算出工程Ｓ５４７を有する。
【００５７】
センサ選択工程Ｓ５４１において、車幅算出部２３０は、処理装置９１１がデータを処理することにより、２つのレーザセンサ１１０ａ，１１０ｂを１つずつ処理するため、いずれかのレーザセンサ１１０を選択する。例えば、車幅算出部２３０は、最初に、レーザセンサ１１０ａを選択する。レーザセンサ１１０ａについての処理が終わったら、車幅算出部２３０は、次に、レーザセンサ１１０ｂを選択する。
いずれかのレーザセンサ１１０を選択した場合、車幅算出部２３０は、最小距離初期化工程Ｓ５４２へ進む。
２つのレーザセンサ１１０ａ，１１０ｂについての処理が終わり、選択すべきレーザセンサ１１０がない場合、車幅算出部２３０は、車幅算出工程Ｓ５４７へ進む。
【００５８】
最小距離初期化工程Ｓ５４２において、車幅算出部２３０は、処理装置９１１がデータを処理することにより、センサ選択工程Ｓ５４１で選択したレーザセンサ１１０について、車両８５０との間の水平距離を十分大きな値（例えばセンサ間隔７２１）に初期化する。初期化された水平距離を記憶装置９２０が記憶する。
【００５９】
走査方向選択工程Ｓ５４３において、車幅算出部２３０は、処理装置９１１がデータを処理することにより、レーザ走査部１１３が放射光７５１を放射した放射方向のなかから、放射方向を選択する。この場合、選択の順序は、上からでもよいし、下からでもよい。
放射方向を選択した場合、車幅算出部２３０は、高さ判定工程Ｓ５４４へ進む。
すべての放射方向についての処理が終わり、選択すべき放射方向がない場合、車幅算出部２３０は、センサ選択工程Ｓ５４１に戻り、次のレーザセンサ１１０を選択する。
【００６０】
高さ判定工程Ｓ５４４において、車幅算出部２３０は、処理装置９１１がデータを処理することにより、走査方向選択工程Ｓ５４３で選択した放射方向について反射位置算出部１２２が算出した反射位置の高さが、道路８２０の高さより高いか否かを判定する。
反射位置の高さが、道路８２０の高さより高い場合、車幅算出部２３０は、水平距離比較工程Ｓ５４５へ進む。
反射位置の高さが、道路８２０の高さである場合、車幅算出部２３０は、走査方向選択工程Ｓ５４３に戻り、次の放射方向を選択する。
【００６１】
水平距離比較工程Ｓ５４５において、車幅算出部２３０は、処理装置９１１がデータを処理することにより、走査方向選択工程Ｓ５４３で選択した放射方向について反射位置算出部１２２が算出した反射位置とレーザセンサ１１０との間の水平距離と、記憶装置９２０が記憶した水平距離とを比較する。
反射位置算出部１２２が算出した水平距離のほうが小さい場合、車幅算出部２３０は、最小距離更新工程Ｓ５４６へ進む。
反射位置算出部１２２が算出した水平距離のほうが大きい場合、車幅算出部２３０は、走査方向選択工程Ｓ５４３に戻り、次の放射方向を選択する。
【００６２】
最小距離更新工程Ｓ５４６において、車幅算出部２３０は、処理装置９１１がデータを処理することにより、記憶装置９２０が記憶した水平距離を更新する。記憶装置９２０は、走査方向選択工程Ｓ５４３で選択した放射方向について反射位置算出部１２２が算出した反射位置とレーザセンサ１１０との間の距離を水平距離として記憶する。
その後、車幅算出部２３０は、走査方向選択工程Ｓ５４３に戻り、次の放射方向を選択する。
【００６３】
車幅算出工程Ｓ５４７において、車幅算出部２３０は、処理装置９１１がデータを処理することにより、２つのレーザセンサ１１０ａ，１１０ｂについて、記憶装置９２０が記憶した水平距離を合計する。車幅算出部２３０は、処理装置９１１がデータを処理することにより、センサ間隔７２１から水平距離の合計を減算して、車幅７２２を算出する。
【００６４】
図１４は、この実施の形態における番号標認識処理Ｓ５５０の流れの一例を示すフローチャート図である。
番号標認識処理Ｓ５５０において、番号標認識部２８０は、ナンバープレートを読み取る。番号標認識処理Ｓ５５０は、画像入力工程Ｓ５５１、縁抽出工程Ｓ５５２、ブロック検出工程Ｓ５５３、番号標切り出し工程Ｓ５５４、二値化工程Ｓ５５５、文字認識工程Ｓ５５６を有する。
【００６５】
画像入力工程Ｓ５５１において、番号標認識部２８０は、処理装置９１１が入力装置９０２を制御することにより、赤外線撮像装置１８０が撮影した画像を入力する。
【００６６】
縁抽出工程Ｓ５５２において、番号標認識部２８０は、処理装置９１１がデータを処理することにより、画像入力工程Ｓ５５１で入力した画像を画像処理し、輪郭線を検出する。例えば、番号標認識部２８０は、入力した画像を微分して、微分画像を生成する。
【００６７】
ブロック検出工程Ｓ５５３において、番号標認識部２８０は、処理装置９１１がデータを処理することにより、縁抽出工程Ｓ５５２で処理した画像を、短冊状のセクタに分割して、縦方向に細長い複数の画像を生成する。番号標認識部２８０は、処理装置９１１がデータを処理することにより、生成した複数の画像それぞれについて、ブロックを検出する。
【００６８】
番号標切り出し工程Ｓ５５４において、番号標認識部２８０は、処理装置９１１がデータを処理することにより、ブロック検出工程Ｓ５５３で検出したブロックに基づいて、画像入力工程Ｓ５５１で入力した画像のなかで、ナンバープレートが写っている位置を割り出す。番号標認識部２８０は、処理装置９１１がデータを処理することにより、割り出した位置に基づいて、画像入力工程Ｓ５５１で入力した画像のなかから、ナンバープレートが写っている部分の画像を切り出す。
番号標認識部２８０は、切り出した画像の大きさに基づいて、車両８５０のナンバープレートの大きさが大板であるか中板（普通板）であるかを判定する。
【００６９】
二値化工程Ｓ５５５において、番号標認識部２８０は、処理装置９１１がデータを処理することにより、番号標切り出し工程Ｓ５５４で切り出した画像を二値化する。
【００７０】
文字認識工程Ｓ５５６において、番号標認識部２８０は、処理装置９１１がデータを処理することにより、二値化工程Ｓ５５５で二値化した画像に写っている文字を認識する。
【００７１】
図１５は、この実施の形態における番号標認識処理Ｓ５５０の対象となる画像の一例を示す図である。
入力画像７３１は、赤外線撮像装置１８０が撮影し、番号標認識部２８０が入力する原画像である。入力画像７３１は、赤外線撮影のためモノクロ画像であるが、様々な中間階調を含み、一様ではない。
微分画像７３２は、番号標認識部２８０が縁抽出工程Ｓ５５２により輪郭線を抽出した画像である。
複数のセクタ画像７３３は、番号標認識部２８０がブロック検出工程Ｓ５５３で分割した画像である。
番号標認識部２８０は、それぞれのセクタ画像７３３を投影して、ヒストグラム７３４を生成する。番号標認識部２８０は、生成したヒストグラム７３４に所定の閾値を適用して二値化した検出波形７３５を生成する。番号標認識部２８０は、生成した検出波形７３５に基づいて、ランレングスを作成する。番号標認識部２８０は、作成したランレングスに基づいて、ブロックを検出し、ナンバープレートの位置を特定する。
このようにして特定されたナンバープレートの位置に基づいて、番号標認識部２８０は、切り出し範囲７３６を算出する。
番号標認識部２８０は、入力画像７３１のなかから、切り出し範囲７３６に相当する部分を切り出して、切り出し画像７３７を生成する。
番号標認識部２８０は、切り出した切り出し画像７３７に写っている文字（例えば「湘南」「５５」「あ」「４２」「４９」など）を認識する。ナンバープレートには様々な文字が記載されているが、車種の判別において重要なのは、分類番号（この例では「５５」）の部分である。
【００７２】
次に、窓検出に基づく車種判別の原理を説明する。
【００７３】
図１６は、この実施の形態における車種判別システム８００が車両８５０について検出する窓と車軸との位置関係の一例を示す図である。
横軸は、時刻を表わす。車両８５０が車両進行方向７０２へ向かってほぼ一定の速度で移動していれば、時刻は、車両８５０の進行方向における距離とみなすことができる。
この例のように、車両８５０が乗用車である場合、車両８５０の全長に対して、窓が検出される割合が高いことが特徴である。
【００７４】
図１７は、この実施の形態における車種判別システム８００が車両８５０について検出する窓と車軸との位置関係の別の例を示す図である。
この例のように、車両８５０がトラックである場合、車両８５０の全長に対して、窓が検出される割合が低いことが特徴である。
【００７５】
図１８は、この実施の形態における車種判別システム８００が車両８５０について検出する窓と車軸との位置関係の更に別の例を示す図である。
この例のように、車両８５０がバスである場合、乗用車の場合と同様、車両８５０の全長に対して、窓が検出される割合が高いことが特徴である。
【００７６】
この３つの例から明らかなように、トラックなどの貨物車と、乗用車やバスなどとの間では、窓の割合が大きく異なる。これは、乗員座席には一般的に窓が設けられるが、荷台には窓が設けられないためである。したがって、窓の割合に基づいて、乗用車やバスと、トラックとを区別することができる。
また、図１６に示した例の乗用車のようにボンネット型の車両８５０は、１軸目の車軸（前輪）より前には、窓が検出されない点も特徴である。したがって、車両８５０の全長に対する窓の割合を算出すると、乗用車の窓の割合が低くなり、トラックとの差が小さくなる可能性がある。そこで、１軸目の車軸（前輪）と、２軸目の車軸（後輪）との間における窓の割合を比較する。これにより、トラックと乗用車やバスとを正しく判別することができる。
【００７７】
図１９は、有料道路における料金区分の一例を示す図である。
この例において、「軽」「普通」「中型」「大型」「特大」の５つの料金区分が存在する。このうち、「軽」には、二輪車および軽自動車が含まれる。「普通」には、「軽」以外の小型自動車や、定員１０名以下の普通乗用自動車が含まれる。「中型」には、定員１１〜２９名・総重量８トン［ｔ］未満の普通乗用自動車（いわゆるマイクロバス）や、車軸数３軸以下・総重量８ｔ未満・最大積載量５ｔ未満の普通貨物自動車が含まれる。「大型」には、定員１１〜２９名・総重量８ｔ以上・車長９ｍ未満の普通乗用自動車や、車軸数が３〜４軸で総重量などが所定の範囲内の普通貨物自動車が含まれる。「特大」には、定員１１〜２９名・総重量８ｔ以上・車長９ｍ以上の普通乗用自動車や定員３０名以上の普通乗用自動車、車軸数が４軸以上で所定の範囲内の普通貨物自動車が含まれる。なお、路線バスは、上記区分で「特大」に該当する場合、「大型」として扱われる。
【００７８】
このような料金体系を有する有料道路の料金所に設置される車種判別システム８００は、上記料金区分と一致する５つの車種を正しく判別することが目標となる。
【００７９】
図２０は、この実施の形態における車種判別処理Ｓ５６０の全体の流れの一例を示すフローチャート図である。
車種判別処理Ｓ５６０において、車種判別部２９０は、車両８５０の車種を判別する。車種判別処理Ｓ５６０は、車軸数判定工程Ｓ５６１、多軸判定工程Ｓ５６２、車幅判定工程Ｓ５６３、番号標判定処理Ｓ５７０、窓判定処理Ｓ５８０、車幅判定工程Ｓ５６６を有する。
【００８０】
車軸数判定工程Ｓ５６１において、車種判別部２９０は、処理装置９１１がデータを処理することにより、車軸検出部２２０が検出した車軸に基づいて、車両８５０の車軸数が２軸であるか３軸以上であるかを判定する。
車軸数が３軸以上である場合、車種判別部２９０は、多軸判定工程Ｓ５６２へ進む。
車軸数が２軸である場合、車種判別部２９０は、車幅判定工程Ｓ５６３へ進む。
【００８１】
多軸判定工程Ｓ５６２において、車種判別部２９０は、処理装置９１１がデータを処理することにより、車両８５０の車種が「中型」であるか「大型」であるか「特大」であるかを判定する。判定には、既知の方式を用いるものとし、ここでは、詳細な説明を省略する。
その後、車種判別部２９０は、車種判別処理Ｓ５６０を終了する。
【００８２】
車幅判定工程Ｓ５６３において、車種判別部２９０は、処理装置９１１がデータを処理することにより、車幅算出部２３０が算出した車幅７２２に基づいて、車両８５０の車種が「軽」であるか「軽」以外であるかを判定する。具体的には、例えば、車種判別部２９０は、車幅７２２を所定の閾値Ｗ１（例えば１．４８ｍ）と比較し、車幅７２２が閾値Ｗ１以下であれば、「軽」であると判定する。
車両８５０の車種が「軽」であると判定した場合、車種判別部２９０は、車種判別処理Ｓ５６０を終了する。
車両８５０の車種が「軽」以外であると判定した場合、車種判別部２９０は、番号標判定処理Ｓ５７０へ進む。
【００８３】
番号標判定処理Ｓ５７０において、車種判別部２９０は、処理装置９１１がデータを処理することにより、番号標認識部２８０が読み取ったナンバープレートの大きさや分類番号に基づいて、車両８５０の車種が「普通」か「中型」か「大型」かを判別する。なお、ナンバープレートからの情報では、路線バスと観光バスとの区別がつかないので、その場合、車種判別部２９０は、車両８５０が「大型バス」であると判定する。したがって、「大型バス」には、「大型」の場合と「特大」の場合とが含まれる。また、ナンバープレートの汚れや曲がりなどにより文字が読み取れなかった場合や、渋滞などによりナンバープレートが前の車両の陰に隠れて撮影できなかった場合、車種判別部２９０は、「不明」と判定する。
「大型バス」あるいは「不明」と判定した場合、車種判別部２９０は、窓判定処理Ｓ５８０へ進む。
それ以外と判定した場合、車種判別部２９０は、車種判別処理Ｓ５６０を終了する。
【００８４】
窓判定処理Ｓ５８０において、車種判別部２９０は、処理装置９１１がデータを処理することにより、窓検出部１３０が検出した窓に基づいて、車両８５０が貨物自動車であるか乗用自動車であるかを判定する。乗用自動車であると判定した場合、車種判別部２９０は、車両８５０の車種が「普通」であるか「中型」であるか「大型」であるか「特大」であるかを判定する。
「貨物」であると判定した場合、車種判別部２９０は、車幅判定工程Ｓ５６６へ進む。
「貨物」以外と判定した場合、車種判別部２９０は、車種判別処理Ｓ５６０を終了する。
【００８５】
車幅判定工程Ｓ５６６において、車種判別部２９０は、処理装置９１１がデータを処理することにより、車幅算出部２３０が算出した車幅７２２に基づいて、車両８５０の車種が「普通」であるか「中型」であるか「大型」であるかを判定する。具体的には、例えば、車種判別部２９０は、車幅７２２を所定の閾値Ｗ２（例えば１．７ｍ）及びＷ３（例えば２．２ｍ）と比較し、車幅７２２が閾値Ｗ２以下であれば「普通」、閾値Ｗ２超Ｗ３以下であれば「中型」、閾値Ｗ３超であれば「大型」と判定する。
その後、車種判別部２９０は、車種判別処理Ｓ５６０を終了する。
【００８６】
図２１は、この実施の形態における番号標判定処理Ｓ５７０の流れの一例を示すフローチャート図である。
番号標判定処理Ｓ５７０は、分類番号判定工程Ｓ５７１、２つのサイズ判定工程Ｓ５７２，Ｓ５７３を有する。
【００８７】
分類番号判定工程Ｓ５７１において、車種判別部２９０は、処理装置９１１がデータを処理することにより、番号標認識部２８０が読み取った分類番号に基づいて、車両８５０が「１」ナンバーであるか「２」ナンバーであるか、「３」〜「７」ナンバーであるかを判定する。
分類番号が判読不能である場合、車種判別部２９０は、「不明」と判定し、番号標判定処理Ｓ５７０を終了する。
「３」〜「７」ナンバーである場合、車両８５０は、小型乗用自動車・小型貨物自動車・普通乗用自動車（定員１０名以下）のいずれかである。車種判別部２９０は、車両８５０の車種が「普通」であると判定し、番号標判定処理Ｓ５７０を終了する。
「１」ナンバーである場合、車両８５０は、普通貨物自動車である。車種判別部２９０は、サイズ判定工程Ｓ５７２へ進む。
「２」ナンバーである場合、車両８５０は、普通乗用自動車（定員１１名以上）である。車種判別部２９０は、サイズ判定工程Ｓ５７３へ進む。
【００８８】
サイズ判定工程Ｓ５７２において、車種判別部２９０は、処理装置９１１がデータを処理することにより、ナンバープレートの大きさが中板であるか大板であるかを判定する。
ナンバープレートの大きさが中板である場合、車種判別部２９０は、車両８５０の車種が「中型」であると判定し、番号標判定処理Ｓ５７０を終了する。
ナンバープレートの大きさが大板である場合、車種判別部２９０は、車両８５０の車種が「大型」であると判定し、番号標判定処理Ｓ５７０を終了する。
【００８９】
サイズ判定工程Ｓ５７３において、車種判別部２９０は、処理装置９１１がデータを処理することにより、ナンバープレートの大きさが中板であるか大板であるかを判定する。
ナンバープレートの大きさが中板である場合、車種判別部２９０は、車両８５０の車種が「中型」であると判定し、番号標判定処理Ｓ５７０を終了する。
ナンバープレートの大きさが大板である場合、車種判別部２９０は、「大型バス」と判定し、番号標判定処理Ｓ５７０を終了する。
【００９０】
図２２は、この実施の形態における窓判定処理Ｓ５８０の流れの一例を示すフローチャート図である。
窓判定処理Ｓ５８０は、有無判定工程Ｓ５８１、割合判定工程Ｓ５８２、上端判定工程Ｓ５８３、下端判定工程Ｓ５８４を有する。
【００９１】
有無判定工程Ｓ５８１において、車種判別部２９０は、処理装置９１１がデータを処理することにより、窓検出部１３０が検出した検出結果に基づいて、車両８５０のいずれかの位置に窓８５４が検出されたか否かを判定する。
窓８５４がまったく検出されなかった場合、車両８５０には屋根８５３がないと考えられる。オープンカーは乗用車であるから、車種判別部２９０は、車両８５０の種別が「普通」であると判定し、窓判定処理Ｓ５８０を終了する。
いずれかの位置に窓８５４が検出された場合、車種判別部２９０は、割合判定工程Ｓ５８２へ進む。
【００９２】
割合判定工程Ｓ５８２において、車種判別部２９０は、処理装置９１１がデータを処理することにより、窓検出部１３０が検出した検出結果と、車軸検出部２２０が検出した検出結果とに基づいて、１軸目の車軸と２軸目の車軸との間において窓が検出された割合を算出する。車種判別部２９０は、処理装置９１１がデータを処理することにより、算出した割合を所定の閾値ａと比較する。
窓の検出割合が閾値ａ以下である場合、車両８５０は貨物自動車であると考えられる。車種判別部２９０は、「貨物」であると判定し、窓判定処理Ｓ５８０を終了する。
窓の検出割合が閾値ａ超である場合、車両８５０は乗用自動車であると考えられる。車種判別部２９０は、上端判定工程Ｓ５８３へ進む。
【００９３】
上端判定工程Ｓ５８３において、車種判別部２９０は、処理装置９１１がデータを処理することにより、窓の上端の高さの平均を算出する。車種判別部２９０は、処理装置９１１がデータを処理することにより、算出した平均を所定の閾値ｈ１及びｈ２と比較する。
窓上端の平均高さが閾値ｈ１以下である場合、車両８５０はバスではないと考えられる。車種判別部２９０は、車両８５０の車種が「普通」であると判定し、窓判定処理Ｓ５８０を終了する。
窓上端の平均高さが閾値ｈ１超ｈ２以下である場合、車両８５０はマイクロバスであると考えられる。車種判別部２９０は、車両８５０の車種が「中型」であると判定し、窓判定処理Ｓ５８０を終了する。
窓上端の平均高さが閾値ｈ２超である場合、車両８５０は大型バスであると考えられる。車種判別部２９０は、下端判定工程Ｓ５８４へ進む。
【００９４】
下端判定工程Ｓ５８４において、車種判別部２９０は、処理装置９１１がデータを処理することにより、窓の下端の高さの平均を算出する。車種判別部２９０は、処理装置９１１がデータを処理することにより、算出した平均を所定の閾値ｈ３と比較する。
窓下端の平均高さが閾値ｈ３以下である場合、車両８５０は路線バスであると考えられる。車種判別部２９０は、車両８５０の車種が「大型」であると判定し、窓判定処理Ｓ５８０を終了する。
窓下端の平均高さが閾値ｈ３超である場合、車両８５０は観光バスであると考えられる。観光バスは、一般的に、乗客の荷物を搭載するスペースを車両下部に設けているため、路線バスに比べて窓の位置が高いからである。車種判別部２９０は、車両８５０の車種が「特大」であると判定し、窓判定処理Ｓ５８０を終了する。
【００９５】
このようにして、車種判別システム８００は、車両８５０の車種を判別する。
窓検出による判別は、ナンバープレートが読み取れなかった場合の補助としての位置づけではあるものの、ナンバープレートが前の車両に隠れるなどして読み取れない場合は少なくないので、有用である。
【００９６】
この実施の形態における窓検出装置１００は、放射部１１１と、受光部１１５と、反射位置算出部１２２と、窓検出部１３０とを有する。
上記放射部１１１は、車両８５０に対して放射光７５１を放射する。
上記受光部１１５は、上記放射光７５１が上記車両８５０に当たって反射した反射光７５４を受光する。
上記反射位置算出部１２２は、上記放射部１１１が放射光７５１を放射してから上記受光部１１５が反射光７５４を受光するまでの時間に基づいて、上記放射光７５１が上記車両８５０に当たって反射した反射位置を算出する。
上記窓検出部１３０は、上記反射位置算出部１２２が算出した反射位置に基づいて、上記車両８５０の窓８５４の位置を検出する。
車両８５０の窓８５４の位置がわかるので、車両８５０の車種が容易に判別できる。
【００９７】
上記放射部１１１は、上記放射光７５１を上下方向に走査する。
上記反射位置算出部１２２は、上記放射部１１１が放射光７５１を放射してから上記受光部１１５が反射光７５４を受光するまでの時間と、上記放射部１１１が放射光７５１を放射した放射方向とに基づいて、上記放射光７５１が上記車両８５０に反射した上下方向に連なる複数の反射位置を算出する。
上記窓検出部１３０は、上記反射位置算出部１２２が算出した上下方向に連なる複数の反射位置に基づいて、反射位置が不連続である位置を算出し、算出した位置が上記車両８５０の窓８５４の上端または下端であると判定する。
反射位置が不連続な位置を窓８５４の上端または下端と判定するので、窓８５４の位置が容易に検出できる。
【００９８】
なお、窓８５４が開放されている場合、放射光７５１が車内の人や物に当たった反射光７５４を受光部１１５が受光するので、窓８５４に相当する方向の反射位置が欠測にならない場合がある。その場合、放射光７５１が車内の人や物に当たった反射位置は、屋根８５３や本体８５５に当たった反射位置よりも遠くなる。そこで、窓検出部１３０は、反射位置が欠測した場合だけでなく、レーザセンサ１１０から反射位置までの距離が不連続（スポット的）に遠くなった場合にも、その方向が窓であると判定する構成としてもよい。そうすれば、窓８５４が開放されている場合も、窓８５４の位置を正しく検出することができる。
【００９９】
この実施の形態における車種判別装置（車種判別システム８００）は、窓検出装置１００と、車種判別装置（車種判別部２９０）とを有する。
上記車種判別装置は、上記窓検出装置１００が検出した窓８５４の位置に基づいて、上記車両８５０の車種を判別する。
窓８５４の位置に基づいて車両８５０の車種を判別するので、ナンバープレートが読み取れない場合であっても、車両８５０の車種を容易に正しく判別することができる。
【０１００】
上記車種判別装置は、上記窓検出装置１００が検出した窓の位置に基づいて、普通乗用車とバスとを判別し、上記窓８５４の上端の高さが所定の第一上端閾値ｈ１より低い場合に、上記車両８５０が普通乗用車であると判定する。
窓８５４の上端の高さに基づいて普通乗用車とバスとを判別するので、車両８５０の車種を容易に正しく判別することができる。
【０１０１】
上記車種判別装置は、上記窓検出装置１００が検出した窓８５４の位置に基づいて、マイクロバスと大型バスとを判別し、上記窓の上端の高さが所定の第二上端閾値ｈ２より高い場合に、上記車両が大型バスであると判定する。
窓８５４の上端の高さに基づいてマイクロバスと大型バスとを判別するので、車両８５０の車種を容易に正しく判別することができる。
【０１０２】
上記車種判別装置は、上記窓検出装置１００が検出した窓８５４の位置に基づいて、路線バスと観光バスとを判別し、上記窓８５４の下端の高さが所定の下端閾値ｈ３より高い場合に、上記車両８５０が観光バスであると判定する。
窓８５４の下端の高さに基づいて路線バスと観光バスとを判別するので、車両８５０の車種を容易に正しく判別することができる。
【０１０３】
上記車種判別装置は、更に、車軸検出装置（車軸検出部２２０）を有する。
上記車軸検出装置は、上記車両８５０の車軸の位置を検出する。
上記車種判別装置は、上記窓検出装置１００が検出した窓８５４の位置と、上記車軸検出装置が検出した車軸の位置とに基づいて、上記車両の車種を判別する。
窓８５４の位置と車軸の位置とを組み合わせることにより、車両８５０の車種を容易に正しく判別することができる。
【０１０４】
上記車種判別装置は、上記車軸検出装置が２つの車軸を検出した場合、２つの車軸の間に窓８５４が存在する割合を算出し、算出した割合が所定の割合閾値ａより小さい場合に、上記車両８５０が貨物自動車であると判定する。
２つの車軸の間に窓８５４が存在する割合に基づいて乗用自動車と貨物自動車とを判別するので、車両８５０の車種を容易に正しく判別することができる。
【０１０５】
上記車軸検出装置は、上記窓検出装置の反射位置算出部１２２が算出した反射位置に基づいて、上記車両８５０の車軸の位置を検出する。
反射位置算出部１２２が算出した反射位置に基づいて車軸を検出するので、車軸検出のために別途センサを設ける必要がない。車種判別システム８００の部品数が減るので、製造コストを削減することができる。
【０１０６】
以上説明した車種判別装置（車種判別システム８００）において、レーザセンサ制御部１２０は、有料道路（道路８２０）の左右に設置されたレーザセンサ１１０ａ，１１０ｂから車両８５０までの距離情報と角度情報を収集する。車幅計測部（車幅算出部２３０）は、レーザセンサ１１０ａ，１１０ｂからのデータにより車幅を計測する。窓ガラス検出部（窓検出部１３０）は、窓ガラス位置を検出する。車軸検知部（車軸検出部２２０）は、車軸位置を検知する。窓ガラス車種判定部（車種判別部２９０）は、車軸の位置と窓ガラスの位置から車種を判別する。車種判定部（車種判別部２９０）は、窓ガラス位置と車幅の計測結果から車種を判定する。
【０１０７】
窓ガラス車種判定部は、窓ガラス位置と車軸位置の位置関係から乗用車と普通貨物車を判別する。
【０１０８】
窓ガラス車種判定部は、窓ガラスの上縁位置と下縁位置から中型車のマイクロバスと大型車の路線バスと特大車の観光バスを車種判定する。
【０１０９】
車種判別装置は、レーザセンサにより通過車両の窓ガラス位置を検出する。車種判別装置は、レーザセンサによる通過車両のタイヤ位置の検出とレーザセンサによる窓ガラス位置の検出により、タイヤの位置と窓ガラスの位置関係を収集する。車種判別装置は、レーザセンサが計測した車幅の情報と合わせて、車種判別処理を行う。車両は、一般的に乗員の乗車位置にガラス窓が設けられるため、車両の後部まで窓ガラスが存在する乗用車と車両の後部は荷物用のため窓ガラスが存在しない貨物車の分類が可能となる。また、乗用車に対しては、窓位置の高さ判定により、バスの車種判別にも利用することが出来る。これにより、ナンバープレートが認識できず、車種判別が困難な車両に対しても車種の判定が可能となる。
【０１１０】
実施の形態２．
実施の形態２について、図２３を用いて説明する。
なお、実施の形態１と共通する部分については、同一の符号を付し、説明を省略する。
【０１１１】
実施の形態１では、車両８５０の窓８５４を検出するために設けられた１組のレーザセンサ１１０ａ，１１０ｂの検出結果を用いて、車軸を検出する構成について説明した。この実施の形態では、窓検出用のセンサとは別に、車軸検出用のセンサを設ける構成について説明する。
【０１１２】
図２３は、この実施の形態における車種判別システム８００の一例を示す正面図である。
車種判別システム８００は、４つのレーザセンサ１１０ａ，１１０ｂ，１１０ｃ，１１０ｄを有する。
レーザセンサ１１０ａ，１１０ｂは、実施の形態１よりも高い位置に設けられている。レーザセンサ１１０ａ，１１０ｂは、窓検出に特化している。レーザセンサ１１０ａの放射範囲７０３ａ及びレーザセンサ１１０ｂの放射範囲７０３ｂは、車両８５０の窓８５４が存在し得る範囲をカバーするが、必ずしも、車両８５０の下端まですべてをカバーしなくてもよい。
レーザセンサ１１０ｃ，１１０ｄは、車軸検出に特化している。レーザセンサ１１０ｃの放射範囲７０３ｃ及びレーザセンサ１１０ｄの放射範囲７０３ｄは、水平方向より下に限られる。
【０１１３】
このように、レーザセンサ１１０ａ，１１０ｂを窓検出に特化し、それとは別に、車軸検出用のレーザセンサ１１０ｃ，１１０ｄを設けることにより、放射光７５１の放射範囲７０３を狭く絞ることができるので、反射位置検出の解像度を高くすることができ、検出の精度が高くなる。
また、窓検出用のレーザセンサ１１０ａ，１１０ｂを窓８５４の高さに近い高さに設け、車軸検出用のレーザセンサ１１０ｃ，１１０ｄを車軸の高さに近い高さに設けることにより、車両８５０が道路８２０の端を走行している場合でも、窓８５４や車軸を正しく検出することができる。
【０１１４】
車幅算出部２３０は、４つのレーザセンサ１１０ａ〜１１０ｄが検出した検出結果に基づいて、車幅を算出する構成であってもよい。あるいは、車幅算出部２３０は、車軸検出用のレーザセンサ１１０ｃ，１１０ｄが検出した検出結果に基づいて、車幅を算出する構成であってもよい。その場合、窓検出は、２つのレーザセンサ１１０ａ，１１０ｂのいずれか一方で行うこととし、他方のレーザセンサ１１０ａ，１１０ｂはなくてもよい。
【０１１５】
また、車軸検出用のセンサは、レーザセンサ１１０ｃ，１１０ｄに限らず、例えば踏み板式の車軸センサなど他のセンサであってもよい。
【符号の説明】
【０１１６】
１００ 窓検出装置、１１０ レーザセンサ、１１１ 放射部、１１２ レーザ発振部、１１３ レーザ走査部、１１５ 受光部、１１６ レーザ受光部、１１７ 増幅部、１２０ レーザセンサ制御部、１２１ 走査制御部、１２２ 反射位置算出部、１３０ 窓検出部、１３１ 不連続位置算出部、１３２ 窓判定部、１８０ 赤外線撮像装置、２００ 制御装置、２１０ 進行方向判定部、２２０ 車軸検出部、２３０ 車幅算出部、２８０ 番号標認識部、２９０ 車種判別部、７０１ 撮像範囲、７０２ 車両進行方向、７０３ 放射範囲、７１０ 点群、７１１ 窓上端高さ、７１２ 窓下端高さ、７１３ センサ車体間距離、７２１ センサ間隔、７２２ 車幅、７５１ 放射光、７５２ 正反射光、７５３ 拡散反射光、７５４ 反射光、７５５ 正透過光、８００ 車種判別システム、８１０ 島、８２０ 道路、８５０ 車両、８５１ 車体、８５２ ガラス、８５３ 屋根、８５４ 窓、８５５ 本体、８５６ タイヤ、９０１ 出力装置、９０２ 入力装置、９１１ 処理装置、９２０ 記憶装置。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
放射部と、受光部と、反射位置算出部と、窓検出部とを有し、
上記放射部は、車両に対して放射光を放射し、
上記受光部は、上記放射光が上記車両に当たって反射した反射光を受光し、
上記反射位置算出部は、上記放射部が放射光を放射してから上記受光部が反射光を受光するまでの時間に基づいて、上記放射光が上記車両に当たって反射した反射位置を算出し、
上記窓検出部は、上記反射位置算出部が算出した反射位置に基づいて、上記車両の窓の位置を検出することを特徴とする窓検出装置。
【請求項２】
上記放射部は、上記放射光を上下方向に走査し、
上記反射位置算出部は、上記放射部が放射光を放射してから上記受光部が反射光を受光するまでの時間と、上記放射部が放射光を放射した放射方向とに基づいて、上記放射光が上記車両に反射した上下方向に連なる複数の反射位置を算出し、
上記窓検出部は、上記反射位置算出部が算出した上下方向に連なる複数の反射位置に基づいて、反射位置が不連続である位置を算出し、算出した位置が上記車両の窓の上端または下端であると判定することを特徴とする請求項１に記載の窓検出装置。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載の窓検出装置と、車種判別装置とを有し、
上記車種判別装置は、上記窓検出装置が検出した窓の位置に基づいて、上記車両の車種を判別することを特徴とする車種判別装置。
【請求項４】
上記車種判別装置は、上記窓検出装置が検出した窓の位置に基づいて、普通乗用車とバスとを判別し、上記窓の上端の高さが所定の第一上端閾値より低い場合に、上記車両が普通乗用車であると判定することを特徴とする請求項３に記載の車種判別装置。
【請求項５】
上記車種判別装置は、上記窓検出装置が検出した窓の位置に基づいて、マイクロバスと大型バスとを判別し、上記窓の上端の高さが所定の第二上端閾値より高い場合に、上記車両が大型バスであると判定することを特徴とする請求項３または請求項４に記載の車種判別装置。
【請求項６】
上記車種判別装置は、上記窓検出装置が検出した窓の位置に基づいて、路線バスと観光バスとを判別し、上記窓の下端の高さが所定の下端閾値より高い場合に、上記車両が観光バスであると判定することを特徴とする請求項３乃至請求項５のいずれかに記載の車種判別装置。
【請求項７】
上記車種判別装置は、更に、車軸検出装置を有し、
上記車軸検出装置は、上記車両の車軸の位置を検出し、
上記車種判別装置は、上記窓検出装置が検出した窓の位置と、上記車軸検出装置が検出した車軸の位置とに基づいて、上記車両の車種を判別することを特徴とする請求項３乃至請求項６のいずれかに記載の車種判別装置。
【請求項８】
上記車種判別装置は、上記車軸検出装置が２つの車軸を検出した場合、２つの車軸の間に窓が存在する割合を算出し、算出した割合が所定の割合閾値より小さい場合に、上記車両が貨物自動車であると判定することを特徴とする請求項３乃至請求項７のいずれかに記載の車種判別装置。
【請求項９】
上記車軸検出装置は、上記窓検出装置の反射位置算出部が算出した反射位置に基づいて、上記車両の車軸の位置を検出することを特徴とする請求項７または請求項８に記載の車種判別装置。
【請求項１０】
放射部と、受光部と、反射位置算出部と、窓検出部とを有する窓検出装置が、車両の窓を検出する窓検出方法において、
上記放射部は、車両に対して放射光を放射し、
上記受光部は、上記放射光が上記車両に当たって反射した反射光を受光し、
上記反射位置算出部は、上記放射部が放射光を放射してから上記受光部が反射光を受光するまでの時間に基づいて、上記放射光が上記車両に当たって反射した反射位置を算出し、
上記窓検出部は、上記反射位置算出部が算出した反射位置に基づいて、上記車両の窓の位置を検出することを特徴とする窓検出方法。
【請求項１１】
請求項１０に記載の窓検出方法によって検出された窓の位置に基づいて、上記車両の車種を判別することを特徴とする車種判別方法。
【請求項１】
放射部と、受光部と、反射位置算出部と、窓検出部とを有し、
上記放射部は、車両に対して放射光を放射し、
上記受光部は、上記放射光が上記車両に当たって反射した反射光を受光し、
上記反射位置算出部は、上記放射部が放射光を放射してから上記受光部が反射光を受光するまでの時間に基づいて、上記放射光が上記車両に当たって反射した反射位置を算出し、
上記窓検出部は、上記反射位置算出部が算出した反射位置に基づいて、上記車両の窓の位置を検出することを特徴とする窓検出装置。
【請求項２】
上記放射部は、上記放射光を上下方向に走査し、
上記反射位置算出部は、上記放射部が放射光を放射してから上記受光部が反射光を受光するまでの時間と、上記放射部が放射光を放射した放射方向とに基づいて、上記放射光が上記車両に反射した上下方向に連なる複数の反射位置を算出し、
上記窓検出部は、上記反射位置算出部が算出した上下方向に連なる複数の反射位置に基づいて、反射位置が不連続である位置を算出し、算出した位置が上記車両の窓の上端または下端であると判定することを特徴とする請求項１に記載の窓検出装置。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載の窓検出装置と、車種判別装置とを有し、
上記車種判別装置は、上記窓検出装置が検出した窓の位置に基づいて、上記車両の車種を判別することを特徴とする車種判別装置。
【請求項４】
上記車種判別装置は、上記窓検出装置が検出した窓の位置に基づいて、普通乗用車とバスとを判別し、上記窓の上端の高さが所定の第一上端閾値より低い場合に、上記車両が普通乗用車であると判定することを特徴とする請求項３に記載の車種判別装置。
【請求項５】
上記車種判別装置は、上記窓検出装置が検出した窓の位置に基づいて、マイクロバスと大型バスとを判別し、上記窓の上端の高さが所定の第二上端閾値より高い場合に、上記車両が大型バスであると判定することを特徴とする請求項３または請求項４に記載の車種判別装置。
【請求項６】
上記車種判別装置は、上記窓検出装置が検出した窓の位置に基づいて、路線バスと観光バスとを判別し、上記窓の下端の高さが所定の下端閾値より高い場合に、上記車両が観光バスであると判定することを特徴とする請求項３乃至請求項５のいずれかに記載の車種判別装置。
【請求項７】
上記車種判別装置は、更に、車軸検出装置を有し、
上記車軸検出装置は、上記車両の車軸の位置を検出し、
上記車種判別装置は、上記窓検出装置が検出した窓の位置と、上記車軸検出装置が検出した車軸の位置とに基づいて、上記車両の車種を判別することを特徴とする請求項３乃至請求項６のいずれかに記載の車種判別装置。
【請求項８】
上記車種判別装置は、上記車軸検出装置が２つの車軸を検出した場合、２つの車軸の間に窓が存在する割合を算出し、算出した割合が所定の割合閾値より小さい場合に、上記車両が貨物自動車であると判定することを特徴とする請求項３乃至請求項７のいずれかに記載の車種判別装置。
【請求項９】
上記車軸検出装置は、上記窓検出装置の反射位置算出部が算出した反射位置に基づいて、上記車両の車軸の位置を検出することを特徴とする請求項７または請求項８に記載の車種判別装置。
【請求項１０】
放射部と、受光部と、反射位置算出部と、窓検出部とを有する窓検出装置が、車両の窓を検出する窓検出方法において、
上記放射部は、車両に対して放射光を放射し、
上記受光部は、上記放射光が上記車両に当たって反射した反射光を受光し、
上記反射位置算出部は、上記放射部が放射光を放射してから上記受光部が反射光を受光するまでの時間に基づいて、上記放射光が上記車両に当たって反射した反射位置を算出し、
上記窓検出部は、上記反射位置算出部が算出した反射位置に基づいて、上記車両の窓の位置を検出することを特徴とする窓検出方法。
【請求項１１】
請求項１０に記載の窓検出方法によって検出された窓の位置に基づいて、上記車両の車種を判別することを特徴とする車種判別方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
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【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【公開番号】特開２０１１−１３３９８９（Ｐ２０１１−１３３９８９Ａ）
【公開日】平成２３年７月７日（２０１１．７．７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−２９１１３１（Ｐ２００９−２９１１３１）
【出願日】平成２１年１２月２２日（２００９．１２．２２）
【出願人】（０００００６０１３）三菱電機株式会社 (33,312)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年７月７日（２０１１．７．７）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年１２月２２日（２００９．１２．２２）
【出願人】（０００００６０１３）三菱電機株式会社 (33,312)
【Ｆターム（参考）】
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