車両用ナンバープレート撮像システム
【課題】 屋外駐車場などに設置し、晴天下や夜間などの様々な環境下でも、適切に認識可能なナンバープレート画像が撮像できるナンバープレート撮像システムを安価に提供する。
【解決手段】 通常の撮像モードとは異なるインターバル撮像モードを設け、さらにインターバル撮像モードでの撮像ターゲットマークＴＭを車両ナンバープレートＮＰの撮像位置の近傍で、且つ、カメラ２の撮像視野２Ｈ内に配置して、撮像ターゲット上のターゲットマークＴＭの明度が適切となる撮像条件を逐次記録して設定し、車両ＣＲの進入検出時にその撮像条件でナンバープレートＮＰを撮像する。
【解決手段】 通常の撮像モードとは異なるインターバル撮像モードを設け、さらにインターバル撮像モードでの撮像ターゲットマークＴＭを車両ナンバープレートＮＰの撮像位置の近傍で、且つ、カメラ２の撮像視野２Ｈ内に配置して、撮像ターゲット上のターゲットマークＴＭの明度が適切となる撮像条件を逐次記録して設定し、車両ＣＲの進入検出時にその撮像条件でナンバープレートＮＰを撮像する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、駐車場等への車両の入場及び出場に際して、車両ナンバー（ナンバープレート）を撮像して認識する車両用ナンバープレート撮像システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
車両のナンバープレートを撮像するシステムに関して、特許文献１には、様々な環境下で適切な文字領域の撮像を実現できる文字認識方法及びその装置が記載されている。また、特許文献２には、屋外などの明るさの変化の大きいところでもナンバープレートを十分なコントラストを確保して撮像する装置が記載されている。なお、特許文献３では、従来の光センサーを利用して周辺環境の光量を測定する手法が記載されている。
【特許文献１】特開２００３−２４２４４０号公報
【特許文献２】特許第２７０６３１４号公報
【特許文献３】特公平１−１４５８００号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
ところが上記特許文献１に記載の手法は、認識対象物体に対して複数の明るさの異なる画像を撮像し、その中から最も文字認識結果が良い条件の画像を抽出するといった方法であり、認識対象物体が比較的長い時間ずっと画像撮像エリアにいることが条件であり、認識対象物体が車両であれば完全に停止した状態を何回かに分けて撮像する必要がある。
【０００４】
これに対し、車両がレーンに進入してきたことを検知して、瞬間的に画像を撮像してナンバープレートの認識を行う必要がある駐車場や有料道路の出入口レーンなどでは、車両が移動中に撮像するため、一度に複数の条件で車両を撮像することは困難であり、したがって、この特許文献１の技術はこの様な駐車場や有料道路等での利用には適さないものであった。
【０００５】
また、車両が完全に停止した状態での撮像は、通常では車両の進行を規制するゲートバーが邪魔になり、車両の前部のナンバープレートを適切に撮像出来ない可能性があり、それ故に駐車場等での撮像位置はゲートバーよりも数ｍ手前で、まだ車両が動いているうちに撮像する必要もあり、これも特許文献１の技術が駐車場では利用出来ない理由でもあった。
【０００６】
さらに上記特許文献２に記載の手法は、車両進入路に進入する車両の前部を撮像し、撮像した画像を処理してナンバープレートを読み取ると共に、ナンバープレート画像の明るさを計測し、その計測結果に基づいて撮像装置に対して修正した絞り制御信号を出力して、次回の撮像の条件を設定するものであるが、車両が常に連続して進入していれば良いが、前回撮像後に車両の進入が途切れ、その間に周辺の環境条件が変化してしまい、適正な撮像条件としての絞り値が無意味になることが容易に考えられる。
【０００７】
なお、この特許文献２の技術は、自動絞り調整（オートアイリス）機構付きの高価なレンズを使用して絞りを適正に調整して撮像するそれ以前の手法においては、ナンバープレートだけでなく、車体の色の違いなどの周辺の画像を含めた明るさで調整されてしまい、結果的にナンバープレート部分の画像が明るすぎたり暗すぎたりして、ナンバープレートの文字の判読が適正に行えないといった問題点を解消する方法として発明されたものであった。
【０００８】
いずれにせよ、この特許文献２の発明は、駐車場や有料道路などでは理想的な態勢で車両が一定間隔で進入し続けることを前提としたものであり、したがって、特に駐車場での実現には難しい技術であった。
【０００９】
他の手段としては、特許文献３に記載の車両進入路付近に周辺環境の光量を計測する光量センサー（文献中は光センサーと記載されているが、他文献では車両撮像位置を検出する光センサーの記載もあり、混同を避けるため光量センサーとした）を設置して、その光量センサーの計測値を撮像条件に常に反映させる手法もあるが、これも高価な光量センサーが必要であり、光量センサーと撮像装置とを通信接続するなど、システム構成が複雑でコストがかかるという問題もあった。
【００１０】
また、光量センサーの設置位置は必ずしもナンバープレートの撮像位置の近くには出来ないため、光量センサーの計測した光量とナンバープレート部分での光量に差がある場合には、ナンバープレートが適正な明るさで撮像出来ないという問題もあった。
【００１１】
本発明は上述した各問題点を解消するために成されたものであって、その技術的課題は、屋外に設置された駐車場などで使用して好適であり、且つ、高価な光量センサーやオートアイリス機構付きレンズ等を採用せずに、ナンバープレート画像が安定した明るさとコントラストで撮像できるナンバープレート撮像システムを安価に提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
（１） 上記の技術的課題を解決するために、本発明の請求項１に係る車両用ナンバープレート撮像システムは、車両が撮像位置に進入して来ると、カメラが予め画像処理装置から受信した撮像設定条件に従って車両のナンバープレートを撮像し、且つ、撮像した画像をプレート画像処理部において文字認識して、ナンバー情報を読み取る車両用ナンバープレート撮像システムであって、車両が進入していない時に、カメラ撮像設定条件を確認するためのインターバル撮像モードを設けて、そのインターバル撮像モードにて上記カメラが撮像した画像から、次回以降のカメラ撮像設定条件を導き出すカメラ撮像設定条件更新手段と、更新されたカメラ撮像設定条件をカメラに送信して記憶する記憶手段と、を備えて成ることを特徴としている。
【００１３】
（２） また、本発明の請求項２に係る車両用ナンバープレート撮像システムは、前記カメラの撮像視野内に前記インターバル撮像モードで撮像設定条件を決定するターゲットを設置し、その設置位置を予め画像処理部で記憶し、前記インターバル撮像モードで撮像した画像の当該ターゲット設置位置の画像の明度から、カメラ撮像設定条件を導き出すことを特徴としている。
【００１４】
（３） また、本発明の請求項３に係る車両用ナンバープレート撮像システムは、前記インターバル撮像モードで撮像するターゲットが、レーンの両側若しくは一方のアイランドに設置したトリガーセンサーの外部筐体上の印刷マーク、若しくは、筐体外部形状で構成され、且つ、少なくとも明色部と暗色部を有することを特徴としている。
【００１５】
（４） また、本発明の請求項４に係る車両用ナンバープレート撮像システムは、前記インターバル撮像モード動作中に車両検知手段によりレーンへの車両進入を検知した場合は、割り込みにてすぐに通常モードに戻ることを特徴としている。
【００１６】
（５） また、本発明の請求項５に係る車両用ナンバープレート撮像システムは、前記インターバル撮像モードは、前回の通常撮像もしくは前回のインターバル撮像モードでの撮像後、予め設定した時間が経過した時間毎に起動することを特徴としている。
【００１７】
（６） また、本発明の請求項６に係る車両用ナンバープレート撮像システムは、前記インターバル撮像モードは、前回通常撮像時に車両が通過したことを検知した際にも行い、その後予め設定した時間が経過した時毎に起動することを特徴としている。
【００１８】
（７） また、本発明の請求項７に係る車両用ナンバープレート撮像システムは、前記インターバル撮像モードで撮像したターゲットマーク画像を計測した明度から設定されるカメラ撮像設定条件と、その条件で撮像したナンバープレート画像を計測した明度を比較し、ナンバープレート画像の明度の直近の複数データの平均が最適となる様に、ターゲットマーク画像の明度計測のパラメータを更新して変化させることを特徴としている。
【００１９】
（８） また、本発明の請求項８に係る車両用ナンバープレート撮像システムは、前記カメラ撮像設定条件において変化させる条件は、カメラ電子シャッタースピードのみか、若しくは、カメラ電子シャッタースピードおよびカメラゲインとし、最も遅い電子シャッタースピードで、且つ、カメラゲイン最大値の時の画像が暗い条件で、インターバル撮像モードで撮像したターゲットマークの明度が予め設定した明度より暗い時に、若しくは、ナンバープレート画像の明度が予め設定した明度より暗いときには、フラッシュ発光設定に移行し、フラッシュ発光設定状態における他のカメラ撮像設定条件は、一定の条件であることを特徴としている。
【００２０】
（９） 更に、本発明の請求項９に係る車両用ナンバープレート撮像システムは、前記フラッシュ発光設定に条件が移行した後のインターバル撮像モードにおいては、カメラゲイン最大値の条件での撮像を行い、その条件で画像の明度が適切な状態、即ち、予め設定した明度より暗い場合にはフラッシュ発光設定を維持し、適切な明度より明るい場合には、フラッシュ発光モードを終了して、フラッシュ発光しない最も遅い電子シャッタースピードでのインターバル撮像モードに移行することを特徴としている。
【００２１】
上記（１）で述べた手段によれば、インターバル撮像モードを設けたため、車両が通過して暫く時間が経過するうちに周辺の環境が変化した場合でも、インターバル撮像モードでの撮像によってレーンの明るさを計測し、それ以降の車両の進入に備えることができるため、毎回適切な条件での撮像ができ、屋外の駐車場でもナンバープレート認識率を高精度に維持することができる。
【００２２】
また、上記（２）で述べた手段によれば、インターバル撮像モードで撮像した画像から明度を判断する位置を固定しているために、毎回そのレーンの環境条件が安定して確認できるため、毎回適切な条件での撮像を可能にする。
【００２３】
また、上記（３）で述べた手段によれば、ターゲットをトリガーセンサーでおこなうため、新たに特別なターゲット用の部材を設ける必要がなく、ナンバープレート撮像位置を示すトリガーセンサーの外部筺体に、シールやプリント、或いは、銘板、彫刻等で造ったターゲットマークを設けることで、実際のナンバープレート位置に極めて近い位置の環境条件が計測でき、且つ、視野を特別に大きく拡大する必要もないため、従来装置の構成やレイアウトを踏襲しつつ、コストをアップさせずに安定した環境条件の計測と撮像が可能となる。
【００２４】
また、上記（４）で述べた手段によれば、インターバル撮像モードでの撮像や計測処理中に次の車両が進入して来た場合には、トリガーセンサーよりも先にループコイルか、特別に設けた進入センサーがそれを検知出来て、割り込みにてすぐにも元の通常モードの状態に戻って、適切に車両のナンバープレートの撮像ができるため、インターバル撮像モード中に車両が来たことによりその処理が終わるまで車両の撮像が出来ない、といった問題が生じない。
【００２５】
また、上記（５）で述べた手段によれば、インターバル撮像モードの設定時間（Ｎ分間）を短く設定すれば、急な環境の変化にもすぐ応答できる。
【００２６】
また、上記（６）で述べた手段によれば、毎回、車両が通過した時には一回ターゲットの撮像をおこなって確認するため、さらに細かく環境の変化に追従できる。
【００２７】
さらにまた、上記（７）で述べた手段によれば、ターゲットマークの周辺の汚れを学習することになり、経年変化で徐々に汚れてきたマークでも適切に明度の計測ができ、頻繁な清掃やメンテナンスが必要なく、結果的に低ランニングコストでの運用が可能となる。
【００２８】
加えて、上記（８）で述べた手段によれば、カメラ撮像設定条件にアイリス（絞り）を含めないため、カメラの設定が瞬時に反映され、細かい周期での設定条件の変更が確実に反映でき、さらにアイリス駆動機構などが不要で、コストダウンとなる。即ち、アイリスは駆動モータで機械的に開閉するために、動作に時間遅れが生じる。インターバル撮像モード後にすぐに車両が進入した場合など、アイリスでは追従出来ない可能性もある。また、フラッシュ発光モードでのカメラ撮像条件は固定であるため、暗いときはフラッシュ発光、明るい時は電子シャッターとゲインで調整という、簡素なアルゴリズムで動作が可能となる。
【００２９】
さらに加えて、上記（９）で述べた手段によれば、車両がレーンに進入していない状態でのフラッシュ発光は、機器の故障と誤解されかねないこともあり、インターバル撮像モードでのフラッシュ発光をおこなわないため、利用者や駐車場管理者にその様な誤解を与えず、さらにフラッシュの電球や発光電力の蓄電用バッテリーの寿命を気にせずに細かい周期でインターバル撮像モードが実施できるため、全体的にコストを抑えてナンバー認識精度のよいシステムを低ランニングコストにて実現することができる。
【発明の効果】
【００３０】
以上述べた次第で、本発明に係る車両用ナンバープレート撮像システムによれば、屋外駐車場などに設置し、晴天下や夜間などの様々な環境下でも、適切に認識可能なナンバープレート画像が撮像できる利点を発揮することができると共に、装置のコストを低く抑え、さらに低ランニングコストで実現できる経済性を発揮することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３１】
以下に、本発明に係る車両用ナンバープレート撮像システムを駐車場管理装置に用いた場合の実施例を図面と共に詳細に説明するが、ここで説明する実施形態は本発明の好適な具体例であり、技術的に好ましい種々の限定を付している場合もあるが、本発明の技術範囲は、特に本発明を限定する記載がない限りこれらの態様に限定されるものではない。
【００３２】
図１は本発明に係る車両用ナンバープレート撮像システムの構成を示すブロック図であり、例として駐車場の１つの出口レーンに設置されたカメラユニット１と、トリガーセンサー２０と精算機３０と、出口レーンとは異なる場所に設置された画像処理装置１０との接続状態を示しており、図示しないが、同様なカメラユニットとトリガーセンサーと発券機が別の入口レーンに設置され、さらに同様な入口出口レーンの構成が他にも１、２個所設置され、１台の画像処理装置１０は複数のレーンの状態を管理している。
【００３３】
また、画像処理装置１０を構成するプレート画像処理部１１には、ナンバープレートの文字フォントなどが登録された文字辞書サーバーと、車両の入場時に在車として登録して出場時にデータを削除する（若しくは出場済みとして履歴サーバーに移動させる）入出庫サーバーと、入場車両や定期登録車両の撮像画像を保管する画像サーバー等が接続されている。
【００３４】
更に詳しく図１に示した構成を説明すると、２はカメラユニット１を構成するカメラ、３と３Ｅはフラッシュ制御部とフラッシュ、３１と３２は精算機３０に接続したループコイルとゲート開閉機を示す。また、プレート画像処理部１１は、プレート切り出し部１４と、文字認識部１５と、ナンバーマッチング部１６と、マッチング判定部１７、及び、カメラ撮像設定部１８によって構成され、カメラ撮像設定部１８はカメラ制御部１２を介して上記のカメラ２に接続され、マッチング判定部１７は外部通信部１３を介して前述した精算機３０と、各端末に接続され、更に、精算機３０は上述したトリガーセンサー２０とカメラユニット１のカメラ２にも接続されている。
【００３５】
図２の（１）と（２）は、本発明に係るナンバープレート撮像システムの実施例を示す出口レーンＯＴの構成を説明した平面図と側面図であり、車両ＣＲが発光と受光のトリガーセンサー２０Ａ，２０Ｂの検知ラインＴＬ（トリガーライン）上に位置した状態を示している。図中、ＡＬとＡＲは出口レーンＯＴを構成する左右のアイランド、ＮＰは車両ＣＲのナンバープレート、３２はゲートバー３２Ｔを開閉するゲート開閉機である。
【００３６】
基本的な動作としては、図１のプレート画像処理部１１に示した各処理部１４〜１８の順番通りの流れで動作するが、まず、図２の様にトリガーラインＴＬに車両ＣＲが達する直前に、第１のループコイル３１Ａ上に車両ＣＲが来た時に（図４の状態と同じ）、精算機３０で第１のループコイル３１ＡのＯＮを検知し、画像処理装置１０と同時に支柱１Ｋに取付けたカメラユニット１にもループコイルＯＮの信号を出力する。その際カメラユニット１は後述するインターバル撮像モードを行っている場合は、すぐに中止する。
【００３７】
その後図２の位置に車両ＣＲが達して、トリガーセンサー発光側２０Ａからの赤外線（複数のビームでトリガーライン上に壁の様なラインを形成）を遮蔽したことが、トリガーセンサー受光側２０Ｂで検知されると、トリガーＯＮ信号が精算機３０に伝わり、さらにカメラユニット１のカメラ２にもトリガーＯＮが送信され、カメラ２はその時点でフラッシュ３Ｆ発光の必要の有無や、電子シャッタースピードやカメラゲインなどの撮像設定条件が予め内部のメモリー（図示省略）に記憶されており、その最新の撮像設定条件でレーンＯＴの状態を撮像する。
【００３８】
図３は本発明に係るナンバープレート撮像システムの実施例を示す出口レーンＯＴの状態図であり、前記のトリガーＯＮの際の撮像視野、即ち、カメラ視野２Ｈをカメラ２側から見た状態で２点鎖線で示している。このとき、トリガーセンサーの発光側２０Ａと受光側２０Ｂとも、カメラ視野２Ｈのなかに収まる様に、カメラ２の設置時点で視野やフォーカスが調整されている。
【００３９】
図６は本発明の実施例における画像処理装置１０の動作フローであり、これを図１とともに説明すると、ステップＳ１でトリガーＯＮを受けたカメラ２が撮像した画像は、ステップＳ２で画像処理装置１０のカメラ制御部１２に受信され、次いで、ステップＳ３でプレート画像処理部１１のプレート切り出し部１４にすぐさま転送され、カメラ視野２Ｈの画像の中からナンバープレートＮＰの部分を切り出しし、さらにステップＳ４に進んでその切り出した画像から文字認識部１５が文字抽出をして文字辞書サーバーのデータと比較して個々の文字を認識し、ステップＳ５でその認識された文字データに該当する車両ＣＲが入出庫サーバーに存在するか（在車しているか）を検索し、ナンバーマッチング部１６でその検索候補から特定のナンバーの車両データを詳細に比較してベストマッチングを絞り込み、次いで、ステップＳ６に進んでマッチング判定部１７でそのマッチング判定結果によって車両ＣＲのデータ番号や入場時間などを決定し、ステップＳ７で外部通信部１３を介して精算機３０にその情報を送信する。
【００４０】
精算機３０では、マッチング判定データに含まれる進入車両ＣＲの入場時刻などから駐車料金を計算し、料金精算が済むとゲート開閉機３２に対してゲート開信号を発信し、その後車両が出場して第２のループコイル３１Ｂを通過しきると、ゲート閉信号を発信して、ステップＳ８で再度画像処理装置１０に車両ＣＲの出場を通知する。入出庫サーバーでは車両ＣＲの出場によって在車データを削除するか、別の出場履歴サーバーに移動させるか等の処理を行い、全体の処理を終了する。以上が通常の車両の出場時の動作の例である。
【００４１】
この様なレーンＯＴが屋外に設置されている場合、天気の変化や昼夜の違いや周辺の建物による影の影響等で、レーンＯＴの最適な撮像条件は刻々と変化している。従来はそれに追従するためにオートアイリス機構を備えたレンズを採用してカメラ視野２Ｈ全体の光量を一定に制御したり、レーンＯＴの一部に光量センサーを別途設け、その光量センサーでの検出値を常にカメラ２に送信して、カメラ２の撮像条件を変化させたりしていたが、これらの装置は微妙に光量を検出する素子を含んだ高価なものであり、システム全体のコストアップに繋がっていた。
【００４２】
また、これらの手法においてはナンバープレートＮＰの画像を別の部分や、全体画像から調整しているに過ぎないため、結果的にはナンバープレートＮＰの画像が適切な明度で撮像されず、明るすぎたり暗すぎたりして、そのために適正にナンバープレートＮＰの画像そのものが切り出しできなかったり、文字の一部が認識出来なかったりといった不具合が避けられないものであった。
【００４３】
そこで本発明においては、撮像した画像のナンバープレートＮＰの部分の画像の明度を適正に維持するために、図６のフローのステップＳ１３とステップＳ１の成す判断フローにおいて、トリガー入力がＮ分間経過するうちに入力？ＹＥＳに移行しない場合、丸Ａで示したインターバル撮像モードの撮像フローに移行することにしている。次に、図７において本発明の実施例におけるインターバル撮像モードの撮像設定処理フローを示す。
【００４４】
図７において、始めのステップＳ１４では、画像処理装置１０のカメラ制御部１２は、カメラユニット１に対してカラ撃ち（トリガー入力なしでカメラ撮像する）の指示を送信する。カメラユニット１のメモリー（カメラ２のメモリー）はその時点での撮像条件を記憶しており、その条件でのカラ撃ち撮像をおこない、画像を画像処理装置１０へ送信する。次のステップＳ１５で画像処理装置１０のカメラ制御部１２がその画像を受信すると、ステップＳ１６に進んでプレート画像処理部１１において通常のナンバー切り出しではなく、予め設定した位置のターゲットマークＴＭを切り出す。
【００４５】
図５に本発明で使用するターゲットマークＴＭの実施例を示す出口レーンＯＴの状態図を示し、この例では白と黒または濃緑色のターゲットマークＴＭを、シールとしてトリガーセンサー２０Ａ，２０Ｂの外装体のカメラ側を向いている面に貼っている。
【００４６】
図７のフローに戻り、上記のステップＳ１６でターゲットマークＴＭの画像を切り出すと（例では２個所とも）、ステップＳ１７に進んで個々のターゲットマークＴＭについての明度を計測する。図８は本発明の実施例におけるターゲットマークＴＭの明度判定方法の説明図を示し、実施例の様なターゲットマークＴＭの画像から、その濃淡の状態を明度として抽出し、その横方向の長さも測定してそれぞれｗ、ｂ、ｃ、ｄ、ｅといった部分の量を計測する。即ち、濃淡のレベルを示す波形のデューティとそのレベルの最大値、最小値、最大最小の差等を計測し、適正な明度となっているかどうかを判定する。
【００４７】
ステップＳ１８における判定によって＜マーク画像の明度ＯＫ？＞がＮＯ（明るすぎか暗すぎ）の場合には、ステップＳ１９でカメラ撮像設定を変更して、ステップＳ２０でカメラ２にその変更した撮像設定を送信すると、カメラ２は受信した撮像設定に自身のメモリーを書換える。画像処理装置１０は再度カラ撃ち指示を送信して前述のフローを繰り返し、ステップＳ１８で＜マーク画像の明度ＯＫ？＞に対してＹＥＳ（適正な画像）が得られれば、ステップＳ２１に進んでカメラ撮像設定を画像処理装置１０側にも保存して、インターバル撮像モードの撮像を終了する。
【００４８】
なお、このインターバル撮像モードの処理中に、前記図４の様に車両ＣＲが第１のループ３１Ａに進入した場合は、ステップＳ２２ですぐさまこのインターバル撮像モードのフローが終了にジャンプする様になっており、つまり第１のループコイル３１Ａの状態によりインターバル撮像モードの強制終了が割り込み処理で成される様にプログラムされている。（請求項４のポイント）
【００４９】
この様にしてインターバル撮像モードに移行して、カメラ２でカラ撃ちした時の最後のベストな撮像設定条件がカメラ２のメモリーに保存されているため、次の撮像時に適正な明るさでナンバープレートＮＰを撮像することが出来る（請求項１のポイント）。また、その明度を計測するためのターゲットマークＴＭをカメラ視野２Ｈ内に設定したことで、通常の撮像と同様な流れでカラ撃ちのシステムが出来る（請求項２のポイント）。さらに、カラ撃ち時のターゲットマークＴＭをトリガーセンサー２０Ａ．２０Ｂのケースの外装に貼ったシールで行うため、明度の計測と判定が適切におこなえる（請求項３のポイント）。加えて、インターバル撮像モードでのカラ撃ちの頻度を予めＮ分と決めておき、Ｎ分は環境の変化の度合いによってはかなり頻繁な設定でも良く、急な環境の変化への対応が可能となる（請求項５のポイント）。
【００５０】
なお、図６に示したフローの後半のステップＳ９において、画像処理装置１０がレーンＯＴでの出場完了を受信して入出場データを更新した後で、ステップＳ１０でこの際の画像処理に使用したナンバープレートＮＰの画像の明度を図８で示したのと同様な方法で計測しておき、その計測結果が最適ではない場合は、ステップＳ１１でナンバープレートＮＰを画像の明度が最適となる様に設定して、ステップＳ１２でカメラ撮像設定をカメラ制御部から送信するフローとしたが、これはその時の一度のプレート画像明度測定の結果だけでなく、複数回連続で同傾向に（明るい傾向か暗い傾向）ずれた状態が続いたときだけ、プレート画像からカメラ撮像設定を決定して送信する方式でもよい。
【００５１】
次に、図９で本発明の実施例におけるレーンＯＴの周辺環境の照度と電子シャッタースピードの関係を表す。この例では、電子シャッタースピードは複数のステップで設定可能なカメラ２を想定しており、同時にカメラゲインとして、例えばＣＣＤ素子への撮像時の入力光を増幅するアンプゲインも変化させ、画像の適正な明度を得ることが出来るが、説明の簡略化のため、電子シャッタースピードのみで画像の明度を調整する場合を説明し、カメラゲインや絞り（アイリス）は固定とする。
【００５２】
図９の様に、ある一定の照度ｆ以上であれば、図１のフラッシュ３Ｆは発光させずに電子シャッタースピードの変化で画像の明度を調整する様に設定しているが、ｆの値に関してはレーンＯＴへの車両ＣＲの進入速度から画像がブレない程度の電子シャッタースピードまでは遅くすることが可能である。それよりも照度が暗くなった場合には、電子シャッタースピードは固定にしてフラッシュ３Ｆを電子シャッターと同期させながら発光させる様に制御することとしている。
【００５３】
ここで、フラッシュ３Ｆの発光状態で、且つ、電子シャッタースピードを変化させる方法もあるが、ある程度フラッシュ３Ｆの光量が強く、ナンバープレートＮＰの位置が通常はカメラ視野２Ｈのほぼ中央に集まると予想されることから、フラッシュ光が常にナンバープレートＮＰを照らしている状態であれば、周辺の環境の暗さが薄暮状態であっても、月の出ていない真っ暗な状態であっても、ナンバープレートＮＰは適正に撮像することが可能である。
【００５４】
したがって、本発明の実施例においては、ある程度暗い環境から真っ暗な状態まで、フラッシュ３Ｆの発光時には電子シャッタースピードは固定値とした同条件で撮像することとしている。これにより、前述のインターバル撮像モードのカラ撃ち撮像は、ある程度暗い環境においてもフラッシュ３Ｆを発光せず、その結果が図８で示す暗すぎの状態であれば、カメラ撮像設定条件はフラッシュ発光の条件に固定すればよく、それ故、インターバル撮像モードのカラ撃ち撮像においてフラッシュ３Ｆを焚くこともないために、フラッシュ３Ｆの寿命を減らすこともなく、インターバル撮像モードのカラ撃ち撮像の周期（Ｎ分間隔）を頻繁にすることが可能で、周辺の環境変化への追従性が確保出来る。（請求項８，９のポイント）なお、図８において横軸を照度（Ｌｕｘ）で示したが、これは本発明の実施例では予めナンバープレートの明度（Ｂｒｉｇｈｔｎｅｓｓ）と周囲の照度の相関関係を調べており、明度は照度と比例して変化するため、この表では照度で説明した。さらに電子シャッタースピードはすなわち露光時間のことであり、露光時間で示せば図８の表の縦軸は上に行くほど露光時間が短く、下に行くほど露光時間が長い状態を示す。
【００５５】
図１０は本発明の第２の実施例における画像処理装置の動作フローを示す。図１０においては、前半のステップＳ３１〜Ｓ４２は前述の図６に示したステップＳ１〜Ｓ１２と同じであるが、ステップＳ４２のカメラ制御部１２によるカメラ撮像設定送信のあとで、図７の丸Ａで示したインターバル撮像モードのカラ撃ち撮像に移行して、すぐさまターゲットマークＴＭの撮像を行い、その時点でのターゲットマーク画像のベストな明度を計測し、次いで、ステップＳ４４でその前に出場した実際の車両ＣＲのナンバープレートＮＰの画像の明度や、それまでの複数回のインターバル撮像モードの撮像でのターゲットマーク画像のベストな明度の統計や推移から、ターゲットマークＴＭの画像が経年変化で汚れたりかすれたりしたことを検知し、ステップＳ４５で明度計測時の判定パラメータの条件を更新することが可能となる。
【００５６】
即ち、図８のｗ、ｂとの比の最適条件は当初ｗ＝ｂであったが、だんだん白部が汚れてきたためにｗが小さく計測される様になってきて、結果的にナンバープレートＮＰの画像の明度が明るめに撮像される頻度が多くなってきた場合には、例えばｗ×１．１＝ｂを最適条件に更新することが可能である。同様に、最適なコントラストの時の最大最小の差ｃや白部の最大値ｅの絶対値を小さく更新することなども有効である。（請求項７のポイント）
【００５７】
なお、今回の実施例ではインターバルモードの撮像のためのターゲットをレーンＯＴの両サイドのトリガーセンサー２０Ａ，２０Ｂの外装体に設けたターゲットマークＴＭでおこなったが、これら２個所のターゲットマークＴＭ，ＴＭを個々に計測して、その最適条件同士が食い違う場合には、それらの平均値をとっても良いし、どちらかのターゲットマークＴＭのデータを基本的には採用することとしても良く、周辺の環境の状態によって適切に設定すれば良い。
【００５８】
また、実施例においては車両ＣＲの前部のナンバープレートＴＭを撮像するレイアウトを示したが、車両ＣＲの後部のナンバープレートを撮像するレイアウトの場合であっても、トリガーセンサー２０Ａ，２０Ｂの遮蔽状態が解除したタイミングで車両ＣＲの後部から撮像するシステムでは、本発明の技術がそのまま利用できる。
【図面の簡単な説明】
【００５９】
【図１】本発明に係るナンバープレート撮像システム全体の構成を示したブロック図。
【図２】（１）は本発明に係るナンバープレート撮像システムの実施例を示す出口レーンの構成を示した平面図で、（２）はその側面図。
【図３】本発明に係るナンバープレート撮像システムの実施例を示す出口レーンの状態図。
【図４】（１）は本発明における割り込み動作の実施例を示す出口レーンの構成を示した平面図で、（２）はその側面図。
【図５】本発明のターゲットマークの実施例を示す出口レーン部分の斜視図。
【図６】本発明の実施例における画像処理装置の動作フロー図。
【図７】本発明の実施例における撮像設定処理のフロー図。
【図８】本発明の実施例におけるターゲットマークの明度判定方法の説明図。
【図９】本発明の実施例における照度と電子シャッタースピードの関係を表す図。
【図１０】本発明の第２の実施例における画像処理装置の動作フロー図。
【符号の説明】
【００６０】
１ カメラユニット
２ カメラ
２Ｈ カメラ視野
３Ｆ フラッシュ
１０ 画像処理部
１１ プレート画像処理部
１２ カメラ制御部
１４ プレート切り出し部
１５ 文字認識部
１６ ナンバーマッチング部
１７ マッチング判定部
１８ カメラ撮像設定部
２０Ａ，２０Ｂ トリガーセンサー
３０ 精算機
３１Ａ，３１Ｂ ループコイル
ＣＲ 車両
ＮＰ ナンバープレート
ＡＬ，ＡＲ アイランド
ＯＴ 出口レーン
ＴＭ ターゲットマーク
【技術分野】
【０００１】
本発明は、駐車場等への車両の入場及び出場に際して、車両ナンバー（ナンバープレート）を撮像して認識する車両用ナンバープレート撮像システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
車両のナンバープレートを撮像するシステムに関して、特許文献１には、様々な環境下で適切な文字領域の撮像を実現できる文字認識方法及びその装置が記載されている。また、特許文献２には、屋外などの明るさの変化の大きいところでもナンバープレートを十分なコントラストを確保して撮像する装置が記載されている。なお、特許文献３では、従来の光センサーを利用して周辺環境の光量を測定する手法が記載されている。
【特許文献１】特開２００３−２４２４４０号公報
【特許文献２】特許第２７０６３１４号公報
【特許文献３】特公平１−１４５８００号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
ところが上記特許文献１に記載の手法は、認識対象物体に対して複数の明るさの異なる画像を撮像し、その中から最も文字認識結果が良い条件の画像を抽出するといった方法であり、認識対象物体が比較的長い時間ずっと画像撮像エリアにいることが条件であり、認識対象物体が車両であれば完全に停止した状態を何回かに分けて撮像する必要がある。
【０００４】
これに対し、車両がレーンに進入してきたことを検知して、瞬間的に画像を撮像してナンバープレートの認識を行う必要がある駐車場や有料道路の出入口レーンなどでは、車両が移動中に撮像するため、一度に複数の条件で車両を撮像することは困難であり、したがって、この特許文献１の技術はこの様な駐車場や有料道路等での利用には適さないものであった。
【０００５】
また、車両が完全に停止した状態での撮像は、通常では車両の進行を規制するゲートバーが邪魔になり、車両の前部のナンバープレートを適切に撮像出来ない可能性があり、それ故に駐車場等での撮像位置はゲートバーよりも数ｍ手前で、まだ車両が動いているうちに撮像する必要もあり、これも特許文献１の技術が駐車場では利用出来ない理由でもあった。
【０００６】
さらに上記特許文献２に記載の手法は、車両進入路に進入する車両の前部を撮像し、撮像した画像を処理してナンバープレートを読み取ると共に、ナンバープレート画像の明るさを計測し、その計測結果に基づいて撮像装置に対して修正した絞り制御信号を出力して、次回の撮像の条件を設定するものであるが、車両が常に連続して進入していれば良いが、前回撮像後に車両の進入が途切れ、その間に周辺の環境条件が変化してしまい、適正な撮像条件としての絞り値が無意味になることが容易に考えられる。
【０００７】
なお、この特許文献２の技術は、自動絞り調整（オートアイリス）機構付きの高価なレンズを使用して絞りを適正に調整して撮像するそれ以前の手法においては、ナンバープレートだけでなく、車体の色の違いなどの周辺の画像を含めた明るさで調整されてしまい、結果的にナンバープレート部分の画像が明るすぎたり暗すぎたりして、ナンバープレートの文字の判読が適正に行えないといった問題点を解消する方法として発明されたものであった。
【０００８】
いずれにせよ、この特許文献２の発明は、駐車場や有料道路などでは理想的な態勢で車両が一定間隔で進入し続けることを前提としたものであり、したがって、特に駐車場での実現には難しい技術であった。
【０００９】
他の手段としては、特許文献３に記載の車両進入路付近に周辺環境の光量を計測する光量センサー（文献中は光センサーと記載されているが、他文献では車両撮像位置を検出する光センサーの記載もあり、混同を避けるため光量センサーとした）を設置して、その光量センサーの計測値を撮像条件に常に反映させる手法もあるが、これも高価な光量センサーが必要であり、光量センサーと撮像装置とを通信接続するなど、システム構成が複雑でコストがかかるという問題もあった。
【００１０】
また、光量センサーの設置位置は必ずしもナンバープレートの撮像位置の近くには出来ないため、光量センサーの計測した光量とナンバープレート部分での光量に差がある場合には、ナンバープレートが適正な明るさで撮像出来ないという問題もあった。
【００１１】
本発明は上述した各問題点を解消するために成されたものであって、その技術的課題は、屋外に設置された駐車場などで使用して好適であり、且つ、高価な光量センサーやオートアイリス機構付きレンズ等を採用せずに、ナンバープレート画像が安定した明るさとコントラストで撮像できるナンバープレート撮像システムを安価に提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
（１） 上記の技術的課題を解決するために、本発明の請求項１に係る車両用ナンバープレート撮像システムは、車両が撮像位置に進入して来ると、カメラが予め画像処理装置から受信した撮像設定条件に従って車両のナンバープレートを撮像し、且つ、撮像した画像をプレート画像処理部において文字認識して、ナンバー情報を読み取る車両用ナンバープレート撮像システムであって、車両が進入していない時に、カメラ撮像設定条件を確認するためのインターバル撮像モードを設けて、そのインターバル撮像モードにて上記カメラが撮像した画像から、次回以降のカメラ撮像設定条件を導き出すカメラ撮像設定条件更新手段と、更新されたカメラ撮像設定条件をカメラに送信して記憶する記憶手段と、を備えて成ることを特徴としている。
【００１３】
（２） また、本発明の請求項２に係る車両用ナンバープレート撮像システムは、前記カメラの撮像視野内に前記インターバル撮像モードで撮像設定条件を決定するターゲットを設置し、その設置位置を予め画像処理部で記憶し、前記インターバル撮像モードで撮像した画像の当該ターゲット設置位置の画像の明度から、カメラ撮像設定条件を導き出すことを特徴としている。
【００１４】
（３） また、本発明の請求項３に係る車両用ナンバープレート撮像システムは、前記インターバル撮像モードで撮像するターゲットが、レーンの両側若しくは一方のアイランドに設置したトリガーセンサーの外部筐体上の印刷マーク、若しくは、筐体外部形状で構成され、且つ、少なくとも明色部と暗色部を有することを特徴としている。
【００１５】
（４） また、本発明の請求項４に係る車両用ナンバープレート撮像システムは、前記インターバル撮像モード動作中に車両検知手段によりレーンへの車両進入を検知した場合は、割り込みにてすぐに通常モードに戻ることを特徴としている。
【００１６】
（５） また、本発明の請求項５に係る車両用ナンバープレート撮像システムは、前記インターバル撮像モードは、前回の通常撮像もしくは前回のインターバル撮像モードでの撮像後、予め設定した時間が経過した時間毎に起動することを特徴としている。
【００１７】
（６） また、本発明の請求項６に係る車両用ナンバープレート撮像システムは、前記インターバル撮像モードは、前回通常撮像時に車両が通過したことを検知した際にも行い、その後予め設定した時間が経過した時毎に起動することを特徴としている。
【００１８】
（７） また、本発明の請求項７に係る車両用ナンバープレート撮像システムは、前記インターバル撮像モードで撮像したターゲットマーク画像を計測した明度から設定されるカメラ撮像設定条件と、その条件で撮像したナンバープレート画像を計測した明度を比較し、ナンバープレート画像の明度の直近の複数データの平均が最適となる様に、ターゲットマーク画像の明度計測のパラメータを更新して変化させることを特徴としている。
【００１９】
（８） また、本発明の請求項８に係る車両用ナンバープレート撮像システムは、前記カメラ撮像設定条件において変化させる条件は、カメラ電子シャッタースピードのみか、若しくは、カメラ電子シャッタースピードおよびカメラゲインとし、最も遅い電子シャッタースピードで、且つ、カメラゲイン最大値の時の画像が暗い条件で、インターバル撮像モードで撮像したターゲットマークの明度が予め設定した明度より暗い時に、若しくは、ナンバープレート画像の明度が予め設定した明度より暗いときには、フラッシュ発光設定に移行し、フラッシュ発光設定状態における他のカメラ撮像設定条件は、一定の条件であることを特徴としている。
【００２０】
（９） 更に、本発明の請求項９に係る車両用ナンバープレート撮像システムは、前記フラッシュ発光設定に条件が移行した後のインターバル撮像モードにおいては、カメラゲイン最大値の条件での撮像を行い、その条件で画像の明度が適切な状態、即ち、予め設定した明度より暗い場合にはフラッシュ発光設定を維持し、適切な明度より明るい場合には、フラッシュ発光モードを終了して、フラッシュ発光しない最も遅い電子シャッタースピードでのインターバル撮像モードに移行することを特徴としている。
【００２１】
上記（１）で述べた手段によれば、インターバル撮像モードを設けたため、車両が通過して暫く時間が経過するうちに周辺の環境が変化した場合でも、インターバル撮像モードでの撮像によってレーンの明るさを計測し、それ以降の車両の進入に備えることができるため、毎回適切な条件での撮像ができ、屋外の駐車場でもナンバープレート認識率を高精度に維持することができる。
【００２２】
また、上記（２）で述べた手段によれば、インターバル撮像モードで撮像した画像から明度を判断する位置を固定しているために、毎回そのレーンの環境条件が安定して確認できるため、毎回適切な条件での撮像を可能にする。
【００２３】
また、上記（３）で述べた手段によれば、ターゲットをトリガーセンサーでおこなうため、新たに特別なターゲット用の部材を設ける必要がなく、ナンバープレート撮像位置を示すトリガーセンサーの外部筺体に、シールやプリント、或いは、銘板、彫刻等で造ったターゲットマークを設けることで、実際のナンバープレート位置に極めて近い位置の環境条件が計測でき、且つ、視野を特別に大きく拡大する必要もないため、従来装置の構成やレイアウトを踏襲しつつ、コストをアップさせずに安定した環境条件の計測と撮像が可能となる。
【００２４】
また、上記（４）で述べた手段によれば、インターバル撮像モードでの撮像や計測処理中に次の車両が進入して来た場合には、トリガーセンサーよりも先にループコイルか、特別に設けた進入センサーがそれを検知出来て、割り込みにてすぐにも元の通常モードの状態に戻って、適切に車両のナンバープレートの撮像ができるため、インターバル撮像モード中に車両が来たことによりその処理が終わるまで車両の撮像が出来ない、といった問題が生じない。
【００２５】
また、上記（５）で述べた手段によれば、インターバル撮像モードの設定時間（Ｎ分間）を短く設定すれば、急な環境の変化にもすぐ応答できる。
【００２６】
また、上記（６）で述べた手段によれば、毎回、車両が通過した時には一回ターゲットの撮像をおこなって確認するため、さらに細かく環境の変化に追従できる。
【００２７】
さらにまた、上記（７）で述べた手段によれば、ターゲットマークの周辺の汚れを学習することになり、経年変化で徐々に汚れてきたマークでも適切に明度の計測ができ、頻繁な清掃やメンテナンスが必要なく、結果的に低ランニングコストでの運用が可能となる。
【００２８】
加えて、上記（８）で述べた手段によれば、カメラ撮像設定条件にアイリス（絞り）を含めないため、カメラの設定が瞬時に反映され、細かい周期での設定条件の変更が確実に反映でき、さらにアイリス駆動機構などが不要で、コストダウンとなる。即ち、アイリスは駆動モータで機械的に開閉するために、動作に時間遅れが生じる。インターバル撮像モード後にすぐに車両が進入した場合など、アイリスでは追従出来ない可能性もある。また、フラッシュ発光モードでのカメラ撮像条件は固定であるため、暗いときはフラッシュ発光、明るい時は電子シャッターとゲインで調整という、簡素なアルゴリズムで動作が可能となる。
【００２９】
さらに加えて、上記（９）で述べた手段によれば、車両がレーンに進入していない状態でのフラッシュ発光は、機器の故障と誤解されかねないこともあり、インターバル撮像モードでのフラッシュ発光をおこなわないため、利用者や駐車場管理者にその様な誤解を与えず、さらにフラッシュの電球や発光電力の蓄電用バッテリーの寿命を気にせずに細かい周期でインターバル撮像モードが実施できるため、全体的にコストを抑えてナンバー認識精度のよいシステムを低ランニングコストにて実現することができる。
【発明の効果】
【００３０】
以上述べた次第で、本発明に係る車両用ナンバープレート撮像システムによれば、屋外駐車場などに設置し、晴天下や夜間などの様々な環境下でも、適切に認識可能なナンバープレート画像が撮像できる利点を発揮することができると共に、装置のコストを低く抑え、さらに低ランニングコストで実現できる経済性を発揮することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３１】
以下に、本発明に係る車両用ナンバープレート撮像システムを駐車場管理装置に用いた場合の実施例を図面と共に詳細に説明するが、ここで説明する実施形態は本発明の好適な具体例であり、技術的に好ましい種々の限定を付している場合もあるが、本発明の技術範囲は、特に本発明を限定する記載がない限りこれらの態様に限定されるものではない。
【００３２】
図１は本発明に係る車両用ナンバープレート撮像システムの構成を示すブロック図であり、例として駐車場の１つの出口レーンに設置されたカメラユニット１と、トリガーセンサー２０と精算機３０と、出口レーンとは異なる場所に設置された画像処理装置１０との接続状態を示しており、図示しないが、同様なカメラユニットとトリガーセンサーと発券機が別の入口レーンに設置され、さらに同様な入口出口レーンの構成が他にも１、２個所設置され、１台の画像処理装置１０は複数のレーンの状態を管理している。
【００３３】
また、画像処理装置１０を構成するプレート画像処理部１１には、ナンバープレートの文字フォントなどが登録された文字辞書サーバーと、車両の入場時に在車として登録して出場時にデータを削除する（若しくは出場済みとして履歴サーバーに移動させる）入出庫サーバーと、入場車両や定期登録車両の撮像画像を保管する画像サーバー等が接続されている。
【００３４】
更に詳しく図１に示した構成を説明すると、２はカメラユニット１を構成するカメラ、３と３Ｅはフラッシュ制御部とフラッシュ、３１と３２は精算機３０に接続したループコイルとゲート開閉機を示す。また、プレート画像処理部１１は、プレート切り出し部１４と、文字認識部１５と、ナンバーマッチング部１６と、マッチング判定部１７、及び、カメラ撮像設定部１８によって構成され、カメラ撮像設定部１８はカメラ制御部１２を介して上記のカメラ２に接続され、マッチング判定部１７は外部通信部１３を介して前述した精算機３０と、各端末に接続され、更に、精算機３０は上述したトリガーセンサー２０とカメラユニット１のカメラ２にも接続されている。
【００３５】
図２の（１）と（２）は、本発明に係るナンバープレート撮像システムの実施例を示す出口レーンＯＴの構成を説明した平面図と側面図であり、車両ＣＲが発光と受光のトリガーセンサー２０Ａ，２０Ｂの検知ラインＴＬ（トリガーライン）上に位置した状態を示している。図中、ＡＬとＡＲは出口レーンＯＴを構成する左右のアイランド、ＮＰは車両ＣＲのナンバープレート、３２はゲートバー３２Ｔを開閉するゲート開閉機である。
【００３６】
基本的な動作としては、図１のプレート画像処理部１１に示した各処理部１４〜１８の順番通りの流れで動作するが、まず、図２の様にトリガーラインＴＬに車両ＣＲが達する直前に、第１のループコイル３１Ａ上に車両ＣＲが来た時に（図４の状態と同じ）、精算機３０で第１のループコイル３１ＡのＯＮを検知し、画像処理装置１０と同時に支柱１Ｋに取付けたカメラユニット１にもループコイルＯＮの信号を出力する。その際カメラユニット１は後述するインターバル撮像モードを行っている場合は、すぐに中止する。
【００３７】
その後図２の位置に車両ＣＲが達して、トリガーセンサー発光側２０Ａからの赤外線（複数のビームでトリガーライン上に壁の様なラインを形成）を遮蔽したことが、トリガーセンサー受光側２０Ｂで検知されると、トリガーＯＮ信号が精算機３０に伝わり、さらにカメラユニット１のカメラ２にもトリガーＯＮが送信され、カメラ２はその時点でフラッシュ３Ｆ発光の必要の有無や、電子シャッタースピードやカメラゲインなどの撮像設定条件が予め内部のメモリー（図示省略）に記憶されており、その最新の撮像設定条件でレーンＯＴの状態を撮像する。
【００３８】
図３は本発明に係るナンバープレート撮像システムの実施例を示す出口レーンＯＴの状態図であり、前記のトリガーＯＮの際の撮像視野、即ち、カメラ視野２Ｈをカメラ２側から見た状態で２点鎖線で示している。このとき、トリガーセンサーの発光側２０Ａと受光側２０Ｂとも、カメラ視野２Ｈのなかに収まる様に、カメラ２の設置時点で視野やフォーカスが調整されている。
【００３９】
図６は本発明の実施例における画像処理装置１０の動作フローであり、これを図１とともに説明すると、ステップＳ１でトリガーＯＮを受けたカメラ２が撮像した画像は、ステップＳ２で画像処理装置１０のカメラ制御部１２に受信され、次いで、ステップＳ３でプレート画像処理部１１のプレート切り出し部１４にすぐさま転送され、カメラ視野２Ｈの画像の中からナンバープレートＮＰの部分を切り出しし、さらにステップＳ４に進んでその切り出した画像から文字認識部１５が文字抽出をして文字辞書サーバーのデータと比較して個々の文字を認識し、ステップＳ５でその認識された文字データに該当する車両ＣＲが入出庫サーバーに存在するか（在車しているか）を検索し、ナンバーマッチング部１６でその検索候補から特定のナンバーの車両データを詳細に比較してベストマッチングを絞り込み、次いで、ステップＳ６に進んでマッチング判定部１７でそのマッチング判定結果によって車両ＣＲのデータ番号や入場時間などを決定し、ステップＳ７で外部通信部１３を介して精算機３０にその情報を送信する。
【００４０】
精算機３０では、マッチング判定データに含まれる進入車両ＣＲの入場時刻などから駐車料金を計算し、料金精算が済むとゲート開閉機３２に対してゲート開信号を発信し、その後車両が出場して第２のループコイル３１Ｂを通過しきると、ゲート閉信号を発信して、ステップＳ８で再度画像処理装置１０に車両ＣＲの出場を通知する。入出庫サーバーでは車両ＣＲの出場によって在車データを削除するか、別の出場履歴サーバーに移動させるか等の処理を行い、全体の処理を終了する。以上が通常の車両の出場時の動作の例である。
【００４１】
この様なレーンＯＴが屋外に設置されている場合、天気の変化や昼夜の違いや周辺の建物による影の影響等で、レーンＯＴの最適な撮像条件は刻々と変化している。従来はそれに追従するためにオートアイリス機構を備えたレンズを採用してカメラ視野２Ｈ全体の光量を一定に制御したり、レーンＯＴの一部に光量センサーを別途設け、その光量センサーでの検出値を常にカメラ２に送信して、カメラ２の撮像条件を変化させたりしていたが、これらの装置は微妙に光量を検出する素子を含んだ高価なものであり、システム全体のコストアップに繋がっていた。
【００４２】
また、これらの手法においてはナンバープレートＮＰの画像を別の部分や、全体画像から調整しているに過ぎないため、結果的にはナンバープレートＮＰの画像が適切な明度で撮像されず、明るすぎたり暗すぎたりして、そのために適正にナンバープレートＮＰの画像そのものが切り出しできなかったり、文字の一部が認識出来なかったりといった不具合が避けられないものであった。
【００４３】
そこで本発明においては、撮像した画像のナンバープレートＮＰの部分の画像の明度を適正に維持するために、図６のフローのステップＳ１３とステップＳ１の成す判断フローにおいて、トリガー入力がＮ分間経過するうちに入力？ＹＥＳに移行しない場合、丸Ａで示したインターバル撮像モードの撮像フローに移行することにしている。次に、図７において本発明の実施例におけるインターバル撮像モードの撮像設定処理フローを示す。
【００４４】
図７において、始めのステップＳ１４では、画像処理装置１０のカメラ制御部１２は、カメラユニット１に対してカラ撃ち（トリガー入力なしでカメラ撮像する）の指示を送信する。カメラユニット１のメモリー（カメラ２のメモリー）はその時点での撮像条件を記憶しており、その条件でのカラ撃ち撮像をおこない、画像を画像処理装置１０へ送信する。次のステップＳ１５で画像処理装置１０のカメラ制御部１２がその画像を受信すると、ステップＳ１６に進んでプレート画像処理部１１において通常のナンバー切り出しではなく、予め設定した位置のターゲットマークＴＭを切り出す。
【００４５】
図５に本発明で使用するターゲットマークＴＭの実施例を示す出口レーンＯＴの状態図を示し、この例では白と黒または濃緑色のターゲットマークＴＭを、シールとしてトリガーセンサー２０Ａ，２０Ｂの外装体のカメラ側を向いている面に貼っている。
【００４６】
図７のフローに戻り、上記のステップＳ１６でターゲットマークＴＭの画像を切り出すと（例では２個所とも）、ステップＳ１７に進んで個々のターゲットマークＴＭについての明度を計測する。図８は本発明の実施例におけるターゲットマークＴＭの明度判定方法の説明図を示し、実施例の様なターゲットマークＴＭの画像から、その濃淡の状態を明度として抽出し、その横方向の長さも測定してそれぞれｗ、ｂ、ｃ、ｄ、ｅといった部分の量を計測する。即ち、濃淡のレベルを示す波形のデューティとそのレベルの最大値、最小値、最大最小の差等を計測し、適正な明度となっているかどうかを判定する。
【００４７】
ステップＳ１８における判定によって＜マーク画像の明度ＯＫ？＞がＮＯ（明るすぎか暗すぎ）の場合には、ステップＳ１９でカメラ撮像設定を変更して、ステップＳ２０でカメラ２にその変更した撮像設定を送信すると、カメラ２は受信した撮像設定に自身のメモリーを書換える。画像処理装置１０は再度カラ撃ち指示を送信して前述のフローを繰り返し、ステップＳ１８で＜マーク画像の明度ＯＫ？＞に対してＹＥＳ（適正な画像）が得られれば、ステップＳ２１に進んでカメラ撮像設定を画像処理装置１０側にも保存して、インターバル撮像モードの撮像を終了する。
【００４８】
なお、このインターバル撮像モードの処理中に、前記図４の様に車両ＣＲが第１のループ３１Ａに進入した場合は、ステップＳ２２ですぐさまこのインターバル撮像モードのフローが終了にジャンプする様になっており、つまり第１のループコイル３１Ａの状態によりインターバル撮像モードの強制終了が割り込み処理で成される様にプログラムされている。（請求項４のポイント）
【００４９】
この様にしてインターバル撮像モードに移行して、カメラ２でカラ撃ちした時の最後のベストな撮像設定条件がカメラ２のメモリーに保存されているため、次の撮像時に適正な明るさでナンバープレートＮＰを撮像することが出来る（請求項１のポイント）。また、その明度を計測するためのターゲットマークＴＭをカメラ視野２Ｈ内に設定したことで、通常の撮像と同様な流れでカラ撃ちのシステムが出来る（請求項２のポイント）。さらに、カラ撃ち時のターゲットマークＴＭをトリガーセンサー２０Ａ．２０Ｂのケースの外装に貼ったシールで行うため、明度の計測と判定が適切におこなえる（請求項３のポイント）。加えて、インターバル撮像モードでのカラ撃ちの頻度を予めＮ分と決めておき、Ｎ分は環境の変化の度合いによってはかなり頻繁な設定でも良く、急な環境の変化への対応が可能となる（請求項５のポイント）。
【００５０】
なお、図６に示したフローの後半のステップＳ９において、画像処理装置１０がレーンＯＴでの出場完了を受信して入出場データを更新した後で、ステップＳ１０でこの際の画像処理に使用したナンバープレートＮＰの画像の明度を図８で示したのと同様な方法で計測しておき、その計測結果が最適ではない場合は、ステップＳ１１でナンバープレートＮＰを画像の明度が最適となる様に設定して、ステップＳ１２でカメラ撮像設定をカメラ制御部から送信するフローとしたが、これはその時の一度のプレート画像明度測定の結果だけでなく、複数回連続で同傾向に（明るい傾向か暗い傾向）ずれた状態が続いたときだけ、プレート画像からカメラ撮像設定を決定して送信する方式でもよい。
【００５１】
次に、図９で本発明の実施例におけるレーンＯＴの周辺環境の照度と電子シャッタースピードの関係を表す。この例では、電子シャッタースピードは複数のステップで設定可能なカメラ２を想定しており、同時にカメラゲインとして、例えばＣＣＤ素子への撮像時の入力光を増幅するアンプゲインも変化させ、画像の適正な明度を得ることが出来るが、説明の簡略化のため、電子シャッタースピードのみで画像の明度を調整する場合を説明し、カメラゲインや絞り（アイリス）は固定とする。
【００５２】
図９の様に、ある一定の照度ｆ以上であれば、図１のフラッシュ３Ｆは発光させずに電子シャッタースピードの変化で画像の明度を調整する様に設定しているが、ｆの値に関してはレーンＯＴへの車両ＣＲの進入速度から画像がブレない程度の電子シャッタースピードまでは遅くすることが可能である。それよりも照度が暗くなった場合には、電子シャッタースピードは固定にしてフラッシュ３Ｆを電子シャッターと同期させながら発光させる様に制御することとしている。
【００５３】
ここで、フラッシュ３Ｆの発光状態で、且つ、電子シャッタースピードを変化させる方法もあるが、ある程度フラッシュ３Ｆの光量が強く、ナンバープレートＮＰの位置が通常はカメラ視野２Ｈのほぼ中央に集まると予想されることから、フラッシュ光が常にナンバープレートＮＰを照らしている状態であれば、周辺の環境の暗さが薄暮状態であっても、月の出ていない真っ暗な状態であっても、ナンバープレートＮＰは適正に撮像することが可能である。
【００５４】
したがって、本発明の実施例においては、ある程度暗い環境から真っ暗な状態まで、フラッシュ３Ｆの発光時には電子シャッタースピードは固定値とした同条件で撮像することとしている。これにより、前述のインターバル撮像モードのカラ撃ち撮像は、ある程度暗い環境においてもフラッシュ３Ｆを発光せず、その結果が図８で示す暗すぎの状態であれば、カメラ撮像設定条件はフラッシュ発光の条件に固定すればよく、それ故、インターバル撮像モードのカラ撃ち撮像においてフラッシュ３Ｆを焚くこともないために、フラッシュ３Ｆの寿命を減らすこともなく、インターバル撮像モードのカラ撃ち撮像の周期（Ｎ分間隔）を頻繁にすることが可能で、周辺の環境変化への追従性が確保出来る。（請求項８，９のポイント）なお、図８において横軸を照度（Ｌｕｘ）で示したが、これは本発明の実施例では予めナンバープレートの明度（Ｂｒｉｇｈｔｎｅｓｓ）と周囲の照度の相関関係を調べており、明度は照度と比例して変化するため、この表では照度で説明した。さらに電子シャッタースピードはすなわち露光時間のことであり、露光時間で示せば図８の表の縦軸は上に行くほど露光時間が短く、下に行くほど露光時間が長い状態を示す。
【００５５】
図１０は本発明の第２の実施例における画像処理装置の動作フローを示す。図１０においては、前半のステップＳ３１〜Ｓ４２は前述の図６に示したステップＳ１〜Ｓ１２と同じであるが、ステップＳ４２のカメラ制御部１２によるカメラ撮像設定送信のあとで、図７の丸Ａで示したインターバル撮像モードのカラ撃ち撮像に移行して、すぐさまターゲットマークＴＭの撮像を行い、その時点でのターゲットマーク画像のベストな明度を計測し、次いで、ステップＳ４４でその前に出場した実際の車両ＣＲのナンバープレートＮＰの画像の明度や、それまでの複数回のインターバル撮像モードの撮像でのターゲットマーク画像のベストな明度の統計や推移から、ターゲットマークＴＭの画像が経年変化で汚れたりかすれたりしたことを検知し、ステップＳ４５で明度計測時の判定パラメータの条件を更新することが可能となる。
【００５６】
即ち、図８のｗ、ｂとの比の最適条件は当初ｗ＝ｂであったが、だんだん白部が汚れてきたためにｗが小さく計測される様になってきて、結果的にナンバープレートＮＰの画像の明度が明るめに撮像される頻度が多くなってきた場合には、例えばｗ×１．１＝ｂを最適条件に更新することが可能である。同様に、最適なコントラストの時の最大最小の差ｃや白部の最大値ｅの絶対値を小さく更新することなども有効である。（請求項７のポイント）
【００５７】
なお、今回の実施例ではインターバルモードの撮像のためのターゲットをレーンＯＴの両サイドのトリガーセンサー２０Ａ，２０Ｂの外装体に設けたターゲットマークＴＭでおこなったが、これら２個所のターゲットマークＴＭ，ＴＭを個々に計測して、その最適条件同士が食い違う場合には、それらの平均値をとっても良いし、どちらかのターゲットマークＴＭのデータを基本的には採用することとしても良く、周辺の環境の状態によって適切に設定すれば良い。
【００５８】
また、実施例においては車両ＣＲの前部のナンバープレートＴＭを撮像するレイアウトを示したが、車両ＣＲの後部のナンバープレートを撮像するレイアウトの場合であっても、トリガーセンサー２０Ａ，２０Ｂの遮蔽状態が解除したタイミングで車両ＣＲの後部から撮像するシステムでは、本発明の技術がそのまま利用できる。
【図面の簡単な説明】
【００５９】
【図１】本発明に係るナンバープレート撮像システム全体の構成を示したブロック図。
【図２】（１）は本発明に係るナンバープレート撮像システムの実施例を示す出口レーンの構成を示した平面図で、（２）はその側面図。
【図３】本発明に係るナンバープレート撮像システムの実施例を示す出口レーンの状態図。
【図４】（１）は本発明における割り込み動作の実施例を示す出口レーンの構成を示した平面図で、（２）はその側面図。
【図５】本発明のターゲットマークの実施例を示す出口レーン部分の斜視図。
【図６】本発明の実施例における画像処理装置の動作フロー図。
【図７】本発明の実施例における撮像設定処理のフロー図。
【図８】本発明の実施例におけるターゲットマークの明度判定方法の説明図。
【図９】本発明の実施例における照度と電子シャッタースピードの関係を表す図。
【図１０】本発明の第２の実施例における画像処理装置の動作フロー図。
【符号の説明】
【００６０】
１ カメラユニット
２ カメラ
２Ｈ カメラ視野
３Ｆ フラッシュ
１０ 画像処理部
１１ プレート画像処理部
１２ カメラ制御部
１４ プレート切り出し部
１５ 文字認識部
１６ ナンバーマッチング部
１７ マッチング判定部
１８ カメラ撮像設定部
２０Ａ，２０Ｂ トリガーセンサー
３０ 精算機
３１Ａ，３１Ｂ ループコイル
ＣＲ 車両
ＮＰ ナンバープレート
ＡＬ，ＡＲ アイランド
ＯＴ 出口レーン
ＴＭ ターゲットマーク
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両が撮像位置に進入して来ると、カメラが予め画像処理装置から受信した撮像設定条件に従って車両のナンバープレートを撮像し、且つ、撮像した画像をプレート画像処理部において文字認識して、ナンバー情報を読み取る車両用ナンバープレート撮像システムであって、
車両が進入していない時に、カメラ撮像設定条件を確認するためのインターバル撮像モードを設けて、そのインターバル撮像モードにて上記カメラが撮像した画像から、次回以降のカメラ撮像設定条件を導き出すカメラ撮像設定条件更新手段と、更新されたカメラ撮像設定条件をカメラに送信して記憶する記憶手段と、を備えて成ることを特徴とする車両用ナンバープレート撮像システム。
【請求項２】
前記カメラの撮像視野内に前記インターバル撮像モードで撮像設定条件を決定するターゲットを設置し、その設置位置を予め画像処理部で記憶し、前記インターバル撮像モードで撮像した画像の当該ターゲット設置位置の画像の明度から、カメラ撮像設定条件を導き出すことを特徴とする請求項１に記載の車両用ナンバープレート撮像システム。
【請求項３】
前記インターバル撮像モードで撮像するターゲットが、レーンの両側若しくは一方のアイランドに設置したトリガーセンサーの外部筐体上の印刷マーク、若しくは、筐体外部形状で構成され、且つ、少なくとも明色部と暗色部を有することを特徴とする請求項２記載の車両用ナンバープレート撮像システム。
【請求項４】
前記インターバル撮像モード動作中に車両検知手段によりレーンへの車両進入を検知した場合は、割り込みにてすぐに通常モードに戻ることを特徴とする請求項１、２又は３に記載の車両用ナンバープレート撮像システム。
【請求項５】
前記インターバル撮像モードは、前回の通常撮像もしくは前回のインターバル撮像モードでの撮像後、予め設定した時間が経過した時間毎に起動することを特徴とする請求項１、２、３又は４に記載の車両用ナンバープレート撮像システム。
【請求項６】
前記インターバル撮像モードは、前回通常撮像時に車両が通過したことを検知した際にも行い、その後予め設定した時間が経過した時毎に起動することを特徴とする請求項１、２、３、４又は５に記載の車両用ナンバープレート撮像システム。
【請求項７】
前記インターバル撮像モードで撮像したターゲットマーク画像を計測した明度から設定されるカメラ撮像設定条件と、その条件で撮像したナンバープレート画像を計測した明度を比較し、ナンバープレート画像の明度の直近の複数データの平均が最適となる様に、ターゲットマーク画像の明度計測のパラメータを更新して変化させることを特徴とする請求項１、２、３、４、５又は６に記載の車両用ナンバープレート撮像システム。
【請求項８】
前記カメラ撮像設定条件において変化させる条件は、カメラ電子シャッタースピードのみか、若しくは、カメラ電子シャッタースピードおよびカメラゲインとし、最も遅い電子シャッタースピードで、且つ、カメラゲイン最大値の時の画像が暗い条件で、インターバル撮像モードで撮像したターゲットマークの明度が予め設定した明度より暗い時に、若しくは、ナンバープレート画像の明度が予め設定した明度より暗いときには、フラッシュ発光設定に移行し、フラッシュ発光設定状態における他のカメラ撮像設定条件は、一定の条件であることを特徴とする請求項１、２、３、４、５、６又は７に記載の車両用ナンバープレート撮像システム。
【請求項９】
前記フラッシュ発光設定に条件が移行した後のインターバル撮像モードにおいては、カメラゲイン最大値の条件での撮像を行い、その条件で画像の明度が適切な状態、即ち、予め設定した明度より暗い場合には、フラッシュ発光設定を維持し、適切な明度より明るい場合には、フラッシュ発光モードを終了して、フラッシュ発光しない最も遅い電子シャッタースピードでのインターバル撮像モードに移行することを特徴とする請求項８に記載の車両用ナンバープレート撮像システム。
【請求項１】
車両が撮像位置に進入して来ると、カメラが予め画像処理装置から受信した撮像設定条件に従って車両のナンバープレートを撮像し、且つ、撮像した画像をプレート画像処理部において文字認識して、ナンバー情報を読み取る車両用ナンバープレート撮像システムであって、
車両が進入していない時に、カメラ撮像設定条件を確認するためのインターバル撮像モードを設けて、そのインターバル撮像モードにて上記カメラが撮像した画像から、次回以降のカメラ撮像設定条件を導き出すカメラ撮像設定条件更新手段と、更新されたカメラ撮像設定条件をカメラに送信して記憶する記憶手段と、を備えて成ることを特徴とする車両用ナンバープレート撮像システム。
【請求項２】
前記カメラの撮像視野内に前記インターバル撮像モードで撮像設定条件を決定するターゲットを設置し、その設置位置を予め画像処理部で記憶し、前記インターバル撮像モードで撮像した画像の当該ターゲット設置位置の画像の明度から、カメラ撮像設定条件を導き出すことを特徴とする請求項１に記載の車両用ナンバープレート撮像システム。
【請求項３】
前記インターバル撮像モードで撮像するターゲットが、レーンの両側若しくは一方のアイランドに設置したトリガーセンサーの外部筐体上の印刷マーク、若しくは、筐体外部形状で構成され、且つ、少なくとも明色部と暗色部を有することを特徴とする請求項２記載の車両用ナンバープレート撮像システム。
【請求項４】
前記インターバル撮像モード動作中に車両検知手段によりレーンへの車両進入を検知した場合は、割り込みにてすぐに通常モードに戻ることを特徴とする請求項１、２又は３に記載の車両用ナンバープレート撮像システム。
【請求項５】
前記インターバル撮像モードは、前回の通常撮像もしくは前回のインターバル撮像モードでの撮像後、予め設定した時間が経過した時間毎に起動することを特徴とする請求項１、２、３又は４に記載の車両用ナンバープレート撮像システム。
【請求項６】
前記インターバル撮像モードは、前回通常撮像時に車両が通過したことを検知した際にも行い、その後予め設定した時間が経過した時毎に起動することを特徴とする請求項１、２、３、４又は５に記載の車両用ナンバープレート撮像システム。
【請求項７】
前記インターバル撮像モードで撮像したターゲットマーク画像を計測した明度から設定されるカメラ撮像設定条件と、その条件で撮像したナンバープレート画像を計測した明度を比較し、ナンバープレート画像の明度の直近の複数データの平均が最適となる様に、ターゲットマーク画像の明度計測のパラメータを更新して変化させることを特徴とする請求項１、２、３、４、５又は６に記載の車両用ナンバープレート撮像システム。
【請求項８】
前記カメラ撮像設定条件において変化させる条件は、カメラ電子シャッタースピードのみか、若しくは、カメラ電子シャッタースピードおよびカメラゲインとし、最も遅い電子シャッタースピードで、且つ、カメラゲイン最大値の時の画像が暗い条件で、インターバル撮像モードで撮像したターゲットマークの明度が予め設定した明度より暗い時に、若しくは、ナンバープレート画像の明度が予め設定した明度より暗いときには、フラッシュ発光設定に移行し、フラッシュ発光設定状態における他のカメラ撮像設定条件は、一定の条件であることを特徴とする請求項１、２、３、４、５、６又は７に記載の車両用ナンバープレート撮像システム。
【請求項９】
前記フラッシュ発光設定に条件が移行した後のインターバル撮像モードにおいては、カメラゲイン最大値の条件での撮像を行い、その条件で画像の明度が適切な状態、即ち、予め設定した明度より暗い場合には、フラッシュ発光設定を維持し、適切な明度より明るい場合には、フラッシュ発光モードを終了して、フラッシュ発光しない最も遅い電子シャッタースピードでのインターバル撮像モードに移行することを特徴とする請求項８に記載の車両用ナンバープレート撮像システム。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【公開番号】特開２００９−５９１８５（Ｐ２００９−５９１８５Ａ）
【公開日】平成２１年３月１９日（２００９．３．１９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−２２６１６８（Ｐ２００７−２２６１６８）
【出願日】平成１９年８月３１日（２００７．８．３１）
【出願人】（０００１０１６１７）アマノ株式会社 (174)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年３月１９日（２００９．３．１９）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年８月３１日（２００７．８．３１）
【出願人】（０００１０１６１７）アマノ株式会社 (174)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]