車両通行管理システム
【課題】外部から撮像した運転者の赤外線画像からエチルアルコールを検出して酒気帯び運転を防止可能とする。
【解決手段】酒気帯び検出部４８はゲート装置に接近した車両の運転者から放射または反射される赤外線の被写体画像に基づいて、運転者の血液中に溶け込んでいるエチルアルコール濃度を測定して酒気帯び状態を検出する。ゲート制御部５２は酒気帯び検出部４８により酒気帯び状態を検出しない場合は、所定の通行処理に対しゲート装置を開放動作させて車両を通行可能とし、酒気帯び検出部４８により酒気帯び状態を検出した場合には、通行処理に対しゲート装置の開放動作を禁止して車両の通行を阻止する。
【解決手段】酒気帯び検出部４８はゲート装置に接近した車両の運転者から放射または反射される赤外線の被写体画像に基づいて、運転者の血液中に溶け込んでいるエチルアルコール濃度を測定して酒気帯び状態を検出する。ゲート制御部５２は酒気帯び検出部４８により酒気帯び状態を検出しない場合は、所定の通行処理に対しゲート装置を開放動作させて車両を通行可能とし、酒気帯び検出部４８により酒気帯び状態を検出した場合には、通行処理に対しゲート装置の開放動作を禁止して車両の通行を阻止する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、運転者の赤外線画像から酒気帯び状態を検出して駐車場ゲートからの退出やＥＴＣゲートからの高速道路への侵入を阻止するように車両の通行を管理する車両通行管理システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、酒気帯び運転を防止するための装置にあっては、運転者の呼気に含まれるエチルアルコールをガスセンサにより検知し、自動車を始動させないように構成している（特許文献１）。
【０００３】
一般に、呼気中に含まれるアルコールの濃度は血液中のアルコール濃度と比例関係にある。法規上定められた酒気帯び運転の基準は、呼気中のアルコール濃度０．１５ｍｇ／Ｌであり、これは血中アルコール濃度で０．０３％に相当する。このため呼気中のアルコール濃度を測定することで、酒気帯び状態を検知して運転を防止することができる。
【０００４】
また近年にあっては自動車メーカーから飲酒運転防止コンセプトカーの開発が公表されており、次の装置が提案されている。
【０００５】
シフトレバーに組み込んだアルコール臭気センサーにより、シフトレバーに触れた掌の汗に含まれるアルコールを検知し、音声とカーナビ画面への表示によってドライバーへ警告し、同時にシフトロックする。
【０００６】
シート周辺に配置したアルコール臭気センサーにより、シフトレバーに触れた掌の汗に含まれるアルコールを検知し、音声とカーナビ画面への表示によってドライバーへ警告する。
【０００７】
メータ内に装備したカメラによって、ドライバーの顔をモニターし、覚醒度を推定し、酒気帯び運転の可能性があると判断した場合、音声とカーナビ画面への表示によってドライバーへ警告し、同時にシートベルトを巻き上げる等して、より強く警報を行う。
【０００８】
車両の運転挙動を検出し、ドライバーの運転状態を評価し、飲酒運転の可能性があると判断した場合、音声とカーナビ画面への表示によってドライバーへ警告し、同時にシートベルトを巻き上げる等して、より強く警報を行う。
【特許文献１】特開平８−１５０８５３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、このような従来の酒気帯び防止装置にあっては、酒気帯び防止装置を搭載した車両については充分な酒気帯び運転の防止効果を期待することができるが、コスト面から多くの車両に普及するには時間がかかることが予想される。
【００１０】
一方、近年にあっては、有料駐車場の管理には無人化された駐車場ゲート装置が設置されて２４時間いつでも利用可能であり、また高速道路のランプや料金所についても、ＥＴＣ（Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ Ｔｏｌｌ Ｃｏｌｌｅｃｔｉｏｎ Ｓｙｓｔｅｍ）ゲートの設置による無人化が進み、ＥＴＣ装置搭載車両の増加に伴い円滑な通行管理が可能となっている。
【００１１】
そこで、このような無人化されたゲート装置に酒気帯び防止装置を組み合わせることができれば、酒気帯び状態を自動的に検知し、検知した車両についてはゲートを開かないように制御することで、酒気帯び状態の車両が駐車場から一般道路に出たり、また、酒気帯び状態でＥＴＣゲートを通過して高速道路に侵入し、大きな事故を起こしてしまうことを未然に防止できる。
【００１２】
しかしながら、従来の車両に搭載する酒気帯び防止装置にあっては、車両の運転者の酒気帯び状態を外部から検出してゲート装置を制御するような使い方はできず、ゲート装置を利用して酒気帯び運転を防止するような装置の構築が解決すべき課題として残されている。
【００１３】
本発明は、外部から運転者の赤外線画像を撮像することで、運転者の血中のエチルアルコールによる酒気帯び状態を検出してゲートを制御することにより酒気帯び運転を防止可能とする車両通行管理システムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
本発明は、車両通行管理システムであって、
遮断機の開閉動作により車両の通行を制御するゲート装置と、
ゲート装置に接近した車両の運転者から放射または反射される赤外線の被写体画像に基づいて、運転者の血液中に溶け込んでいるエチルアルコール濃度を測定して酒気帯び状態を検出する酒気帯び検出部と、
酒気帯び検出部により酒気帯び状態を検出しない場合は、所定の通行処理に対しゲート装置を開放動作させて車両を通行可能とし、酒気帯び検出部により酒気帯び状態を検出した場合には、通行処理に対しゲート装置の開放動作を禁止して車両の通行を阻止するゲート制御部と、
を備えたことを特徴とする。
【００１５】
ここで、酒気帯び検出部は、
赤外線波長帯域に感度を有する撮像素子と、
被写体像を撮像素子に結像させる光学系と、
被写体からのエチルアルコールの吸収波長を含む第１波長帯域の赤外光を選択的に透過させる第１フィルタと、
被写体からの前記第１波長帯域の近傍となるエチルアルコールによる吸収率の小さな波長を含む第２波長帯域の赤外光を選択的に透過させる第２フィルタと、
被写体からの前記エチルアルコールと同じ第１波長体域に吸収波長を持つ外乱物質の他の吸収波長を含む第３波長帯域の赤外光を選択的に透過させる第３フィルタと、
第１のフィルタを透過して結像された第１被写体画像、第２フィルタを透過して結像された第２被写体画像、及び前記第３フィルタを透過して結像された第３被写体画像を、撮像素子により撮像してメモリに格納する撮像制御部と、
メモリに格納された第１被写体画像と第２被写体画像に基づいてエチルアルコール濃度に対応したエチルアルコール含有度を算出するエチルアルコール検出部と、
メモリに格納された第２被写体画像と第３被写体画像に基づいて前記外乱物質の濃度に対応した外乱度を算出する外乱物質検出部と、
エチルアルコール含有度が所定の閾値以上で外乱度が所定の閾値未満の場合に酒気帯び状態と判定し、エチルアルコール含有度が所定の閾値以上で外乱度も所定の閾値以上の場合に正常状態と判定する判定部と、
を備える。
【００１６】
酒気帯び検出部は、
１又は複数の赤外線受光素子を備えた赤外線センサと、
被写体像を赤外線受光センサに結像させる光学系と、
被写体からのエチルアルコールの吸収波長を含む第１波長帯域の赤外光を選択的に透過させる第１フィルタと、
被写体からの第１波長体域の近傍となる前記エチルアルコールによる吸収率の小さな波長を含む第２波長帯域の赤外光を選択的に透過させる第２フィルタと、
被写体からの前記エチルアルコールと同じ第１波長体域に吸収波長を持つ外乱物質の他の吸収波長を含む第３波長帯域の赤外光を選択的に透過させる第３フィルタと、
赤外線センサにより、第１フィルタを透過して受光された被写体の第１受光信号、第２フィルタを透過して受光された被写体の第２受光信号、及び前記第３フィルタを透過して受光された被写体の第３受光信号を検出してメモリに格納する受光制御部と、
メモリに格納された第１受光信号と第２受光信号に基づいてエチルアルコール濃度に対応したエチルアルコール含有度を算出するエチルアルコール検出部と、
メモリに格納された第２受光信号と第３受光信号に基づいて外乱物質の濃度に対応した外乱度を算出する外乱物質検出部と、
エチルアルコール含有度が所定の閾値以上で外乱度が所定の閾値未満の場合に酒気帯び状態と判定し、エチルアルコール含有度が所定の閾値以上で外乱度も所定の閾値以上の場合に正常状態と判定する判定部と、
を備える。
【００１７】
第１フィルタは第１波長帯域として２．７７μｍ又は３．３７μｍを含む波長帯域の赤外光を選択的に透過させ、
第２フィルタは前記第1波長帯域を含まない第２波長帯域の赤外光を選択的に透過させ、
第３フィルタは、外乱物質がメントールの場合、第３波長帯域として３．２８μｍを含む波長帯域の赤外光を選択的に透過させ、外乱物質がステアリン酸の場合、第３波長帯域として５．８８μｍを含む波長帯域の赤外光を選択的に透過させる。
【００１８】
酒気帯び検出部は、更に、撮像素子の撮像時又は赤外線センサの受光検出時に、運転者に赤外線を照射して反射させる赤外線光源を設ける。
【００１９】
光学系は、車両のフロントガラスによる外部からの赤外線の反射光を減衰除去する偏光フィルタを備える。
【００２０】
ゲート装置は、有料駐車場に設置された駐車場ゲート装置であり、
駐車場ゲート装置は、
駐車場出口に設置された開閉駆動される遮断機と、
遮断機の手前側に設置され、所定の料金支払い操作に対し遮断機を開放する精算機と、
を備え、
ゲート制御部は、精算機の料金支払い操作に対し酒気帯び検出部により酒気帯び状態を検出した場合には、遮断機の開放動作を禁止して駐車場から道路への車両の通行を阻止し、必要に応じて係員に通報する。
【００２１】
ゲート装置は、有料駐車場に設置された駐車場ゲート装置であり、
駐車場ゲート装置は、
駐車場所に設置され、駐車開始時から所定時間後に車輪の通過を許容するアンロック位置から車輪の通過を阻止するロック位置に動作する車輪ロック装置と、
駐車場の出入口などの所望位置に設置され、所定の料金支払い操作に対し車輪ロック装置をアンロック位置に動作する精算機と、
を備え、
ゲート制御部は、精算機の料金支払い操作に対し酒気帯び検出部により酒気帯び状態を検出した場合には、車輪ロック装置のアンロック位置への動作を禁止して駐車場から道路への車両の通行を阻止し、必要に応じて係員に通報する。
【００２２】
ゲート装置は、高速道路の入口または出口に設置されたＥＴＣゲート装置であり、
ゲート制御部は、所定の料金支払い操作に対し酒気帯び検出部により酒気帯態を検出した場合には、ＥＴＣゲート装置の開放動作を禁止して高速道路への車両の侵入または高速道路から一般道路への車両の退出を阻止すると共に係員に通報する。
【００２３】
ゲート装置は、高速道路の入口または出口に設置されたＥＴＣゲート装置であり、ＥＴＣゲート装置は車両侵入側と車両退出側の２箇所に遮断機を配置し、
ゲート制御部は、所定の料金支払い操作に対し酒気帯び検出部により酒気帯び状態を検出した場合には、ＥＴＣゲート装置の侵入側及び退出側の２箇所の遮断機を閉鎖位置に制御して車両をゲート内に封じ込めると共に係員に通報する。
【００２４】
ゲート制御部は、酒気帯び状態の検出に基づいてゲート装置の開放動作を禁止した状態での車両の強行突破を判定した場合、酒気帯び検出部で取得した運転者の被写体画像を記録すると共に、外部機関に自動通報して対処を要請する。
【発明の効果】
【００２５】
本発明によれば、駐車場ゲートやＥＴＣゲート等において運転者の赤外線画像を外部から撮像することによって酒気帯び状態を検出することができ、酒気帯び状態を検出した場合にはゲートの遮断機の開放を禁止することで、酒気帯び状態のまま駐車場から一般道路に出たり、或いは一般道路から高速道路に侵入し、重大な交通事故を招きかねない事態を未然に防止することができる。
【００２６】
また酒気帯び状態の検出は、運転者の体温による人体からの赤外線放射光または赤外線反射光、特に、皮膚が露出している顔からの赤外線放射光または赤外線反射光から毛細血管中のエチルアルコールによる特徴的な吸収スペクトルを検知して、血中アルコール濃度に対応したエチルアルコール含有度を得ることができ、このエチルアルコール含有度から運転者の酒気帯び状態を正確に判定してゲート通過を禁止することができる。
【００２７】
また化粧品に含まれるメントールは、エチルアルコールと同じ波長にも吸収スペクトルをもつことで外乱要因となるが、エチルアルコールにはないメントール固有波長の吸収スペクトルを外乱度として検知することで、化粧品などによるエチルアルコールの誤検出を確実に防止することができる。
【００２８】
またエチルアルコール含有度を、エチルアルコール固有波長の吸収スペクトルの受光量と吸収スペクトルのない別波長の受光量との比率、差分などの値として検出しているため、赤外線放射量または反射量の強弱の影響を受けることなく、高いＳ／Ｎ比により毛細血管中のエチルアルコールを正確に検知することができる。
【００２９】
更に、被写体からの赤外光におけるエチルアルコール吸収スペクトルからエチルアルコール含有度を検知しているため、従来のガスセンサによるアルコール検知のような感度調整や清掃点検などのメンテナンスが不要であり、長期間に亘り安定した高い精度で人体のエチルアルコール含有度を検知し、酒気帯び運転を正確に判定することができる。
【００３０】
また、駐車場ゲートやＥＴＣゲートで酒気帯び状態が検出された場合、ゲート通過を禁止すると共に係員に通報することで、ゲート通過を阻止された車両を近くの駐車スペースに誘導して酔いがさめるまで休息させるなどの適切な対応ができる。
【００３１】
また、酒気帯び状態の検出によるゲート閉鎖状態で、閉鎖ゲートを車両が強行突破した場合には、これを判定して撮像している運転者の被写体画像を記録して保存し、同時に警察や道路管理機関に自動的に通報し、酒気帯び運転車両に対し適切に対応できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３２】
図１は駐車場管理を対象とした本発明による車両通行管理システムの第１実施形態を示したブロック図である。図１において、駐車場を対象とした車両通行管理システムは、駐車場の出口側に設置される精算機１０、精算機１０の近くに精算のために停止した車両の運転者の赤外線画像を撮像する撮像装置１２、車両のウィンドウガラスによる赤外線透過率の低下を補うために外部から赤外線を運転者に照射する赤外線光源１６、更に精算機１０を設置している駐車場の出口側に設けられる遮断機１４で構成される。
【００３３】
図２は図１の第１実施形態が適用された駐車場を平面で示した説明図である。図２において、駐車場２０の出口通路には精算機１０が設置され、精算機１０の前方に遮断機１４が設置されている。
【００３４】
撮像装置１２は、精算機１０に精算処理のために停止した車両１８の運転者を撮像できる前方位置に配置される。またウィンドウガラスによる赤外線透過率を補うための補助赤外線を照射させる赤外線光源１６も同じく精算機１０に停止した車両１８の運転者を照射可能な位置に設置されている。
【００３５】
再び図１を参照するに、精算機１０にはコンピュータのハードウェア環境を代表して示すＣＰＵ３２が設けられ、ＣＰＵ３２に対しては撮像装置１２が設けられている。撮像装置１２は赤外線カメラ２２、波長可変フィルタ２４、偏光フィルタ２６、カメラ制御部２８及びフィルタ駆動部３０を備え、更にカメラ制御部２８に対しては外部に設けた赤外線光源１６を接続している。
【００３６】
図３は図１の第１実施形態で使用する波長可変フィルタを用いた赤外線カメラを示した説明図である。図３において、赤外線カメラ２２の対物レンズ６６と結像レンズ６８を備えた光学系の間には波長可変フィルタ２４が設けられ、波長可変フィルタ２４の透過波長はフィルタ駆動部３０により制御される。
【００３７】
赤外線カメラ２２内には赤外線波長帯域に感度を持つＣＣＤ撮像素子６４が配置され、結像レンズ６８により結像された波長可変フィルタ２４を透過した波長帯域の赤外線画像を撮像する。
【００３８】
波長可変フィルタ２４はファブリペロー型干渉フィルタとして知られており、例えば２００〜３００オングストローム程度の厚みを有するＡｕなどの反射膜となる透過性の金属膜を対向する面に蒸着した一対のガラス基板を有し、一対のガラス基板を間に圧電素子を介して対向配置し、その間に微小間隔を設定している。ガラス基板の間の圧電素子は、フィルタ駆動部３０による直流電圧の印加を受けて基板間隔を変化させることができる。
【００３９】
波長可変フィルタ２４は、一方のガラス基板側からの入射光に対し、透過性を持つ金属膜の間で多重反射によって生ずる干渉作用に起因して複数の透過スペクトルが分布して光を透過する。このような波長可変フィルタ２４としては、例えば特開平８−２８５６８８号のものが使用できる。
【００４０】
赤外線カメラ２２における対物レンズ６６の入射側には偏光フィルタ２６が配置されている。偏光フィルタ２６は太陽光や補助的に照射する赤外線光源からの照明光の車両のウィンドウガラスによる反射光を減衰除去し、その影響を防ぐようにしている。
【００４１】
図４は赤外線カメラ２２に設けた偏光フィルタ２６による赤外線反射光の減衰除去を示した説明図である。本実施形態にあっては、赤外線カメラ２２により車両１８のウィンドウガラスを通して運転者７０から放出される赤外線の被写体画像を撮像している。
【００４２】
赤外線カメラ２２のＣＣＤ撮像素子には、太陽光や補助的に赤外線を照射する赤外線光源からの照明光がウィンドウガラスにより反射して入射する。このウィンドウガラスによる赤外線反射光を偏光フィルタ２６により減衰除去する。
【００４３】
この場合、赤外線カメラ２２の前面に設けた偏光フィルタ２６による偏光面が、監視対象とする車両１８のウィンドウガラスに対し垂直となるように、偏光フィルタ２６を配置する。
【００４４】
即ち、想定される太陽などの外乱光源からの光は、車両１８のウィンドウガラスにより反射した際、入射光７４と反射光７２の各光軸の作る平面に対し垂直であり、且つウィンドウガラス上に乗る面を偏光面とする平面偏光７６が支配的となる。
【００４５】
そこで、ウィンドウガラス７０からの反射光７２による平面偏光７６を除去するように、偏光フィルタ２６の偏光面をウィンドウガラスに対し垂直となるように配置することで、太陽光や照明用の赤外線のウィンドウガラスによる反射光を減衰除去して、赤外線カメラ２２の被写体画像から減衰除去することができる。
【００４６】
再び図１を参照するに、精算機１０に設けたＣＰＵ３２に対しては、メモリ３４、画像記録部３６、表示部３８、音声出力部４０、金銭処理部４２、外部通報部４４及び遮断機駆動部４６が設けられている。
【００４７】
ＣＰＵ３２にはプログラムの実行により実現される機能として、酒気帯び検出部４８、精算処理部５０及びゲート制御部５２が設けられている。
【００４８】
精算処理部５０は精算機１０が持つ本来の処理機能であり、図２に示したように、車両１８が駐車場２０を出る際に精算機１０の位置に停止し、駐車場２０に入る際に図示しない発券機から取り出した駐車券を精算機１０に入れることで、駐車時間に基づく料金計算が行われ、駐車料金の表示出力に対し運転者が料金支払い処理を行うと、遮断機１４を開いて、車両１８が駐車場２０から出ることができる。
【００４９】
この精算処理部５０の処理機能に対応して、表示部３８、音声出力部４０、金銭処理部４２及び遮断機駆動部４６が動作することになる。
【００５０】
このような精算機としての本来の処理機能に加え、本実施形態にあっては、新たに酒気帯び検出部４８とゲート制御部５２の機能が設けられている。酒気帯び検出部４８は、図２のように、精算機１０に精算のために停止した車両の運転者から放出または反射される赤外線の被写体画像を撮像装置１２により撮像し、この赤外線被写体画像に基づいて、運転者の血液中に溶け込んでいるエチルアルコール濃度を測定して酒気帯び状態を検出する。
【００５１】
ゲート制御部５２は、酒気帯び状態検出部４８で酒気帯び状態を検出しない場合は、精算処理部５０による精算処理に基づいて遮断機１４を開いて車両を通行可能とするが、酒気帯び検出部４８により酒気帯び状態を検出した場合には、精算処理が行われたとしても遮断機１４の開放動作を禁止して、車両が駐車場から出ることを阻止し、これによって酒気帯び運転を未然に防止する。
【００５２】
酒気帯び検出部４８の機能は、詳細には、撮像制御部５４、エチルアルコール検出部５６、外乱物質検出部５８及び判定部６０で構成される。
【００５３】
本実施形態の酒気帯び検出部４８は、運転者の酒気帯び状態を顔面などの皮膚直下の毛細血管に表れる含有エチルアルコールにより検出する。毛細血管中の含有エチルアルコールの検出は、運転者の体温による人体からの赤外線放射光または赤外線反射光におけるエチルアルコールによる特定波長の吸収スペクトルによる減衰を検知することを基本としている。
【００５４】
図５は本実施形態で検知するエチルアルコールの波長スペクトル分布を示した説明図である。エチルアルコールＣ2Ｈ5ＯＨは、その分子構造に由来する吸収スペクトルを２．７７μｍ、３．３７μｍ及び９．５μｍなどの特定波長に持っている。例えば波長２．７７μｍの吸収スペクトルは、エチルアルコール中の−ＣＨ3の結合伸縮に伴い、エチルアルコール分子が吸光する波長帯である。
【００５５】
そこで運転者からの赤外光のうち、エチルアルコールの吸収波長λ１として、λ１＝２．７７μｍを含む第１波長帯域を選択的に透過させる第１フィルタとしてλ１フィルタに波長可変フィルタ２４を制御して赤外光を監視すると、エチルアルコールが毛細血管中に含まれている状態即ち酒気帯び状態では、λ１＝２．７７μｍを含む第１波長帯域の赤外光は毛細血管中のエチルアルコール濃度に応じた吸光度を示し、このときの撮像素子で撮像されたλ１画像における各画素から求められた受光量Ｉ１は小さくなる。
【００５６】
次に本実施形態にあっては、エチルアルコールの吸収スペクトルを与える波長λ１＝２．７７μｍの近傍にエチルアルコールによる吸収率の小さな波長λ２として、例えばλ２＝３．０μｍを含む第２波長帯域を選択的に透過させる第２フィルタとしてλ２フィルタに波長可変フィルタ２４を制御して運転者からの赤外光を監視する。
【００５７】
λ２フィルタを透過して得られる運転者からの赤外光の撮像画像であるλ２画像の画素から求められた受光量Ｉ２は、エチルアルコールの有無に関係なく、人体よりの赤外線放射量に相当する受光量が得られる。
【００５８】
ここで正常状態での人体よりの赤外線放射量をＩ0とすると、エチルアルコール吸収スペクトルとなる波長λ１＝２．７７μｍを含む第１波長帯域における吸光度ａは
ａ＝ｌｎ（Ｉ1／Ｉ0）
となる。またエチルアルコールによる吸収率の小さな波長λ２＝３．００μｍを含む第２波長帯域における吸光度ｂは
ｂ＝ｌｎ（Ｉ2／Ｉ0）
となる。
【００５９】
そして、第１波長帯域の吸光度ａと第２波長帯域の吸光度ｂとの間には
ａ＜ｂ＜０
ｌｎ（Ｉ1／Ｉ0）＜ｌｎ（Ｉ2／Ｉ0）＜０
の関係が成り立つ。
【００６０】
ここでエチルアルコール含有度Ａ１を
Ａ１＝ｂ−ａ＝ｌｎ（Ｉ2／Ｉ0）−ｌｎ（Ｉ1／Ｉ0）
と表わし、これを変形すると、
Ａ１＝ｌｎ（Ｉ2／Ｉ0）−ｌｎ（Ｉ1／Ｉ0）
＝ｌｎ｛ｌｎ（Ｉ2／Ｉ0）／ｌｎ（Ｉ1／Ｉ0）｝＝ｌｎ（Ｉ2／Ｉ1）
となる。
【００６１】
このため、特性値として（Ｉ2／Ｉ1）を求めることで、エチルアルコール含有度Ａを表わすことができる。即ち本実施形態にあっては、エチルアルコール含有度Ａを
Ａ＝Ｉ2／Ｉ1 （１）
として算出する。この（１）式で与えられるエチルアルコール含有度Ａが、予め定めた所定の閾値以上であれば、酒気帯びの度合が大きいと判断することができる。このような本実施形態におけるエチルアルコール含有度Ａの算出は、図１のＣＰＵ３２に設けた撮像制御部５４及びエチルアルコール検出部５６により行われる。
【００６２】
撮像制御部５４は、精算機１０に対し運転者が駐車券を入れて精算処理部５０で精算処理が開始された時に動作し、撮像装置１２におけるフィルタ駆動部３０による波長可変フィルタ２４の切替動作で、λ１フィルタ、λ２フィルタ、更に後の説明で明らかにするλ３フィルタとしての波長帯域に切り替えながら、運転者の顔の画像を赤外線カメラ２２により撮像し、λ１フィルタを透過して結像された第１被写体画像であるλ１画像６２−１、λ２フィルタを透過して結像された第２被写体画像であるλ２画像６２−２、更にλ３フィルタを透過して結像された第３被写体画像であるλ３画像６２−３のそれぞれをメモリ３４に格納する。
【００６３】
ここで、赤外線カメラ２２による撮像時にカメラ制御部２８は赤外線光源１６を動作して赤外線照明光を車両のウィンドウガラスを通して運転者に照射する。本実施形態にあっては図４に示したように、赤外線カメラ２２により車外からウィンドウガラスを通して運転者を撮像する必要があり、通常のガラスは光の波長が２．５μｍを越えると透過率が低下する。そこで、エチルアルコールの特徴スペクトルである波長２．７７μｍの光がウィンドウガラスを通る際の透過率が低下を補うため、赤外線光源１６から補助的に赤外線照明光を運転者に照射している。
【００６４】
また、本実施形態にあっては、人体から体温により発せられる赤外線の、血液中エチルアルコールによる吸収スペクトル特性を検知することで、血中アルコール濃度に対応したエチルアルコール含有度を得ているが、ＣＣＤ撮像素子の信号量が不足する場合には、補助光源として赤外線光源１６を用いることができる。
【００６５】
ＣＣＤ撮像素子の信号量が不足する理由としては、赤外線カメラ２２と人体との距離が長い、赤外線カメラ２２のレンズ径が十分大きくできない等の、カメラ配置上の制限条件が挙げられる。赤外線光源１６を用いた場合、酒気帯び検出部４８は人体で反射される赤外線の、血液中エチルアルコールによる反射スペクトル特性を検知することにより、血中アルコール濃度に対応したエチルアルコール含有度Ａを得ることができる。
【００６６】
エチルアルコール検出部５６は、メモリ３４に格納されたλ１画像６２−１とλ２画像６２−２に基づいて、エチルアルコール濃度に対応した前記（１）式で与えられるエチルアルコール含有度Ａを算出する。
【００６７】
図６は図１のエチルアルコール検出部５６でエチルアルコール含有度Ａを計算する際に用いられる運転者の特徴領域の画像７８を示している。運転者８０の毛細血管中のエチルアルコールの濃度を赤外線受光量から検出するためには、運転者の顔の毛細血管が皮膚表面に表われていてエチルアルコールによる吸収スペクトルの減衰が十分に得られる場所を特定して、エチルアルコール含有度Ａを算出する必要がある。
【００６８】
図６の場合にあっては、エチルアルコールの有無に関係ない人体よりの赤外線放射量に相当する受光量が得られるλ２フィルタを透過して得られたλ２画像６２−２を対象に、毛細血管からの体温による赤外線放射が出易い例えば唇などの皮膚の薄い特徴抽出領域８２−１や、両目の周囲に設定した特徴抽出領域８２−２，８２−３を使用して、エチルアルコール含有度Ａを算出する。
【００６９】
前記（１）式におけるエチルアルコール含有度Ａを算出するためのλ１画像６２−１の受光量Ｉ１及びλ２画像６２−２の受光量Ｉ２の計算は、特徴抽出領域に含まれる画素値の総和または平均値を求め、これをＩ１，Ｉ２として前記（１）式からエチルアルコール含有度Ａを算出する。
【００７０】
前記（１）式にあっては、λ１画像６２−１の受光量Ｉ１とλ２画像６２−２の受光量Ｉ２の除算値（Ｉ2／Ｉ1）を計算しているが、この代わりに減算値（Ｉ2−Ｉ1）を計算しても良いし、二乗除算値（Ｉ2／Ｉ1）2や二乗誤差（Ｉ2−Ｉ1）2を計算しても良い。
【００７１】
また、ログアンプなどを使用することにより直接的に吸光度
ｌｎ（Ｉ2／Ｉ1）＝ｌｎ（Ｉ2）−ｌｎ（Ｉ1）
を計算してもよい。
【００７２】
更に本実施形態にあっては、波長可変フィルタ２４を更にλ３フィルタとしての波長帯域に切替えて撮像したλ３画像６２−３から、外乱物質検出部５８により外乱度Ｂを算出し、エチルアルコール検出部５６で算出されたエチルアルコール含有度Ａの適否を判定部６０で判定するようにしている。
【００７３】
これは被写体となる運転者８０が例えば女性であった場合には、撮影対象とする顔には化粧が施されており、この化粧品に含まれる物質として例えばメントールＣ10Ｈ20Ｏが存在した場合には、エチルアルコールが存在しないにも関わらず、メントールについてλ１画像６２−１にλ１＝２．７７μｍの吸収スペクトルが存在し、エチルアルコール含有度Ａを誤検出する場合がある。
【００７４】
即ち、化粧品などに含まれるメントールＣ10Ｈ20Ｏはエチルアルコールと同様、２．７７μｍと３．３７μｍに吸収スペクトルを持っている。これに加え、メントールのベンゼン殻に由来する波長λ３＝３．２８μｍにも固有の吸収スペクトルを持っている。
【００７５】
そこで本実施形態にあっては、化粧品などに含まれるメントールをエチルアルコール検出に対する外乱物質と見なし、エチルアルコールと同じ吸収波長λ１＝２．７７μｍ及び３．３７μｍ以外の固有の吸収波長λ３＝３．２８μｍを選択的に透過させる第３フィルタとしてのλ３フィルタの波長帯域に波長可変フィルタ２４を切替え、λ３フィルタを透過した赤外線放射光の撮像画像、即ちλ３画像６２−３から受光量Ｉ３を測定し、人体よりの赤外線放射量に相当する受光量が得られるλ２画像６２−２から得られた受光量Ｉ２を使用してメントールを判定するための外乱度Ｂとして
Ｂ＝Ｉ2／Ｉ3 ・・・（２）
を設定する。
【００７６】
この（２）式で与えられる外乱度Ｂが予め定めた所定値以上であれば、それはメントールであり、エチルアルコールではないと判断することができる。
【００７７】
即ち、図１のＣＰＵ３２に設けた外乱物質検出部６０は、メモリ３４に格納されたλ２フィルタを透過して得られたλ２画像６２−２の受光量Ｉ２と、λ３フィルタを透過して得られたλ３画像６２−３から得られた受光量Ｉ３に基づき、前記（２）式に従って外乱度Ｂを算出する。
【００７８】
判定部６０は、エチルアルコール検出部５６で検出されたエチルアルコール含有度Ａと、外乱物質検出部５８で検出された外乱度Ｂに基づいて、エチルアルコール検出による酒気帯び状態と、メチルアルコール非検出による正常状態を判定する。
【００７９】
具体的には、判定部６０はエチルアルコール含有度Ａが所定の閾値以上で外乱度Ｂが所定値以上の場合にエチルアルコール検出ありと判定し、酒気帯び状態を判定する。一方、エチルアルコール含有度Ａが所定の閾値以上で外乱度Ｂも所定の閾値以上の場合には、エチルアルコールではなく、外乱物質である例えば化粧品などに含まれるメントールであることからエチルアルコールの非検出と判定し、正常状態を判定する。
【００８０】
本実施形態における外乱物質は、メントール以外に、同じく化粧品などに多く使用されているステアリン酸Ｃ17Ｈ35ＣＯＯＨが対象となる。ステアリン酸はエチルアルコールと同じ波長２．７７μｍと３．３７μｍに吸収スペクトルを持つが、エチルアルコールにはない−Ｃ００Ｈに起因した波長５．８８μｍに吸収スペクトルが表れる。
【００８１】
したがって、ステアリン酸については更に波長λ４＝５．８８μｍを選択的に透過するように波長可変フィルタ２４を切替えて第３フィルタとしてのλ４フィルタを準備し、この状態で赤外線カメラ１２で撮像したλ４画像をメモリ３４に格納する。
【００８２】
このステアリン酸の吸収スペクトルに対応したλ４画像についての外乱物質検出部５８の処理は、λ４画像から受光量Ｉ４を算出し、λ３画像の場合と同様、前記（２）式からステアリン酸についての外乱度Ｂを算出し、判定部６０で外乱度Ｂが所定値以下であればステアリン酸であり、エチルアルコールではないと判断できる。
【００８３】
更に、エチルアルコールに対する外乱物質としてグリセリンＣ3Ｈ5（ＯＨ）3の場合には−ＣＨ3に由来する吸収スペクトルの波長２．７７μｍが表れないため、グリセリンについてはλ１フィルタのλ１画像６２−１につき、その受光量Ｉ１に減衰が起きず、前記（１）式で算出されるアルコール含有度Ａが所定の閾値以上となることでエチルアルコールでないことが確認でき、したがってグリセリンについては外乱物質として考慮する必要はない。
【００８４】
本実施形態は外乱物質として化粧品などに多く含まれるメントールとステアリン酸を例に取っているが、これ以外のエチルアルコールと同じ波長にスペクトル吸収を持つ物質が存在する場合には、それぞれの物質につきエチルアルコールの吸収波長以外の固有の波長につき、その波長固有のフィルタによる画像を取得して外乱度を求めることで、外乱物質によるエチルアルコールの誤検出を確実に回避することができる。
【００８５】
なお、-ＣＨ３と−ＯＨをもつ物質は無数にあり、その内、積極的に顔に付着させる可能性がある物質として、化粧品に含まれるメントールとステアリン酸を例示している。他にも、糖尿病患者の体内で生成されるアセト酢酸も、−ＣＨ３と−ＯＨを持ち、エタノールと同じスペクトル吸収帯を持つが、エタノールにはない５.８３μmの吸収帯を第３波長帯域として測定することにより、外乱物質であることを認識できる。
【００８６】
図７は図１の第１実施形態による駐車場ゲート管理処理を示したフローチャートである。図７において、まずステップＳ１で精算機１０のＣＰＵ３２は利用者による精算に対する待受け処理を行い、ステップＳ２で駐車券挿入を検知するか否か判別している。
【００８７】
ステップＳ２で駐車券挿入が検知されると、ステップＳ３に進み、駐車料金精算処理が行われる。この駐車料金精算処理は、挿入された駐車券の入場時刻と現在時刻から駐車時間を求め、駐車時間に時間単価を乗じて駐車料金を求め、表示部３８に駐車料金を表示し、音声出力部４０により駐車料金の支払いをガイダンスする。
【００８８】
続いてステップＳ４で、撮像装置１２を使用して、ＣＰＵ３２に設けた酒気帯び検出部４８の撮像制御部５４が、精算機１０に停車している車両の運転者を、図２に示すように赤外線光源１６による照明をしながら撮像装置１２の赤外線カメラ２２で撮像し、運転者画像を取得する。
【００８９】
続いてステップＳ５で、撮像した運転者画像に基づき、エチルアルコール検出部５６でエチルアルコール検出処理を実行する。続いてステップＳ６で、エチルアルコール検出処理の処理結果から酒気帯び状態の有無が判定され、酒気帯び状態でなかった場合には、ステップＳ７で駐車料金の表示と音声ガイダンスを行い、駐車料金の支払いが行われると遮断機１４を開くゲート開制御を行って一連の処理を終了し、再びステップＳ１の待受け処理に戻る。
【００９０】
一方、ステップＳ６で酒気帯び状態が判別された場合には、ステップＳ９に進み、運転者に警告を発信する。例えば音声出力部４０により「酒気帯び運転が検知されました。ゲートは開きません」といった音声メッセージを出力する。続いてステップＳ１０で駐車料金の支払いが行われたとしても遮断機１４を開くゲート開制御は行わず、ステップＳ１１で運転者に対し対応方法を音声ガイダンスする。
【００９１】
この対応方法の音声ガイダンスは「元の駐車場所に車両を戻し、十分な休憩を取って下さい」といった音声ガイダンスや、「代行運転をご希望される場合には係員に連絡をして下さい」といった音声ガイダンスを行う。
【００９２】
このような酒気帯びの検出に基づくゲート閉制御の状態で、ステップＳ１２で万一、ゲート強行突破が判別された場合には、ステップＳ１３に進み、メモリ３４に記憶している酒気帯び状態が検出された運転者の画像を画像記録部３６に記録した後、ステップＳ１４で外部通報部４４により警察あるいは駐車場の管理機関などに対処要請を自動通報する。
【００９３】
ゲート閉制御状態での酒気帯び運転車両の強行突破の検知は、精算機１０に設けている車両の接近を検出する接近センサの検出信号、あるいは遮断機１４に設けている衝撃センサなどの検出信号から判定すればよい。
【００９４】
また、撮像装置１２で精算機１０に停車した車両の運転者を撮像する際に、車両のナンバーを同時に撮像しておき、ゲート強行突破の運転者画像の記録に車両ナンバーが残るようにすることが望ましい。
【００９５】
またステップＳ９で酒気帯び状態が検出された際に、運転者に警告を発信すると同時に、駐車場の係員に対し外部通報部４４を使用して酒気帯び運転が検出されたことを通知し、必要な対応を係員に取らせるようにしてもよい。
【００９６】
図８は図５のステップＳ４及びＳ５８におけるエルエチルアルコール検出処理の詳細を示したフローチャートである。図８において、エチルアルコール検知処理は、まずステップＳ１５で波長可変フィルタ２４をλ１フィルタとしての帯域にセットし、ステップＳ１６で赤外線光源１６を点灯して赤外線カメラ２２の撮像動作を行い、λ１画像６２−１を取得してメモリ３４に保存する。
【００９７】
次にステップＳ１７で波長可変フィルタ２４をλ２フィルタとしての帯域にセットし、ステップＳ１８で赤外線カメラ２２によりλ２画像６２−２を取得してメモリ３４に保存する。更にステップＳ１９で波長可変フィルタ２４をλ３フィルタとしての帯域にセットし、ステップＳ２０で撮像動作によりλ３画像６２−３をメモリ３４に保存する。
【００９８】
このステップＳ１６〜Ｓ２０におけるλ１画像、λ２画像、λ３画像の撮像によるメモリ保存は、１回であってもよいし、必要に応じてｎ回連続的に撮像保存するようにしてもよい。
【００９９】
続いてステップＳ２１で、図６に示したように、エチルアルコールの有無に関係なく、人体よりの赤外線放射量に相当する受光量が得られるλ２画像６２−２を対象に、唇及び目などの毛細血管からの熱が表れ易い場所につき特徴抽出領域８２−１〜８２−３を設定し、この領域の画素につき受光量の算出を行う。
【０１００】
まずステップＳ２２でλ１画像から受光量Ｉ１を計算し、次にステップＳ２３でλ２画像から受光量Ｉ２を計算し、更にステップＳ２４でλ３画像から受光量Ｉ３を計算する。
【０１０１】
次にステップＳ２５で、前記（１）式によりアルコール含有度Ａを計算する。続いてステップＳ２６で、算出したアルコール含有度Ａは予め定めた所定値以上か否か判断する。この場合の所定値は製造時に設計上定めた値であってもよいし、運転者の正常状態で取得したアルコール含有度Ａの初期値を予め登録して使用してもよい。
【０１０２】
ステップＳ２６でアルコール含有度Ａが所定値以上であった場合には毛細血管中にエチルアルコールが含有していると判断されてステップＳ２７に進み、一方、エチルアルコール含有度Ａが所定値未満の場合にはエチルアルコールによるスペクトル吸収はないことから、ステップＳ３０に進んでエチルアルコール非検出から正常状態を判定し、図７のメインルーチンに戻る。
【０１０３】
アルコール含有度Ａが所定値以上であった場合に進むステップＳ２７にあっては、外乱度Ｂを前記（２）式から算出し、算出した外乱度Ｂが所定値未満であることをステップＳ２８で判定した場合には、これはエチルアルコール以外の外乱物質によるエチルアルコール含有度Ａの誤検知と判断し、ステップＳ３０に進んでエチルアルコール非検出から正常状態を判定し、図７のメインルーチンに戻る。
【０１０４】
一方、ステップＳ２８で外乱度Ｂが所定値以上の場合には、外乱物質によるエチルアルコールの誤検出はないもとのと判定し、ステップＳ２９に進み、酒気帯び状態と判定し、図７のメインルーチンに戻る。
【０１０５】
図９は図１の波長可変フィルタに代えて使用する回転円板を用いたフィルタ切替えの赤外線カメラを示した説明図である。赤外線カメラ２２には図３と同様に光学系と赤外線波長帯域に感度を持つＣＣＤ撮像素子が設けられている。
【０１０６】
赤外線カメラ２２の前には図１の波長可変フィルタ２４に代えてフィルタ切替ユニット８４が配置され、回転円盤の例えば３箇所に帯域の異なるフィルタとして、本実施形態にあってはλ１フィルタ８６−１、λ２フィルタ８６−２及びλ３フィルタ８６−３を装着し、これらのフィルタをモータを備えた駆動部により順次切り替えながら、運転者の顏の赤外線放射光または赤外線反射光による画像を撮像する。
【０１０７】
図１０は駐車場管理を対象とした本発明による車両通行管理システムの第２実施形態を示したブロック図であり、この第２実施形態にあっては、図１の第１実施形態が駐車場出口の遮断機を開閉制御しているのに対し、駐車場における車両駐車スペースのそれぞれに設置している車輪ロック装置を制御するようにしたことを特徴とする。
【０１０８】
図１０の車両通行システムの第２実施形態にあっては、精算機１０に対し、図１の実施形態と同様、撮像装置１２及び赤外線光源１６を設けているが、遮断機に代えて車輪ロック装置８８を設けている。
【０１０９】
このため、精算機１０には車輪ロック駆動部９０が設けられることになる。それ以外の撮像装置１２及び精算機１０の構成は図１の実施形態と同じであることから、同じ符号を付けている。
【０１１０】
図１１は図１０の第２実施形態が適用された駐車場を平面で示した説明図である。図１１の駐車場２０にあっては、白線などで仕切られた駐車スペースのそれぞれに車輪ロック装置８８が設置されている。また駐車場２０の出入口近傍には精算機１０が設置されており、精算機１０に撮像装置１２及び赤外線光源１６が設けられている。
【０１１１】
図１２は図１１の駐車場に設置された車輪ロック装置の動作を示した説明図である。図１２において、駐車場に車両１８を止める際には、駐車スペースに設置している車輪ロック装置８８を例えば前輪９２が乗り越えるようにして車両を駐車する。車輪ロック装置８８を乗り越えて車両１８を駐車すると、車輪ロック装置８８に設けているセンサが車両１８の駐車を検出し、この車両駐車信号を精算機１０に送り、精算機１０側で駐車から一定時間例えば５分後に車輪ロック装置８８を動作し、ロックプレート９４を図示のように起立させて、前輪９２の後退を止める。
【０１１２】
車両１８を止めた利用者は精算機１０に出向き、自分の車両１８を止めた駐車スペースに示されている２桁の番号を精算機１０に入力することで、駐車券の発行を受けることができる。
【０１１３】
駐車場を出る際には、まず精算機１０に出向き、自分の駐車スペースの番号をボタン操作で入力し、精算ボタンを押すと駐車料金が計算されて表示され、駐車料金を支払うと、図１２のように立ち上がって車両の移動を阻止していたロックプレート９４が閉じ、車両の通過を可能とする。
【０１１４】
この駐車場を出る際の精算機１０で運転者７０が駐車料金を精算する際、本実施形態にあっては撮像装置１２により運転者７０の赤外線画像の撮像が行われ、この赤外線画像に基づいて酒気帯び状態が検出され、もし酒気帯び状態を判定した場合には、駐車料金の支払いが行われても車輪ロック装置８８のロックプレート９４を戻すゲート閉動作は行われず、酒気帯び状態が判別された運転者７０による車両１８の運転を阻止することになる。
【０１１５】
具体的な処理としては、図１の第１実施形態の駐車場ゲート管理処理を示した図７のフローチャートの処理と基本的に同じであり、ゲート開制御及びゲート閉制御が車輪ロック装置８８を対象として行われる点が相違するだけである。
【０１１６】
図１３は駐車場を管理対象とした本発明による車両通行管理システムの第３実施形態を示したブロック図であり、この実施形態にあっては、赤外線カメラに代えて赤外線センサを使用するようにしたことを特徴とする。
【０１１７】
図１３において、精算機１０に対しては受光装置９６、可視カメラ１０１、赤外線光源１６及び遮断機１４が設けられる。即ち、図１の第１実施形態の撮像装置１２に代えて受光装置９６と可視カメラ１０１を設けており、それ以外の点は基本的に同じである。
【０１１８】
受光装置９６は、マルチ赤外線センサ９８、信号制御部１００、偏光フィルタ２６を備え、信号制御部１００に対しては赤外線光源１６を外部接続している。
【０１１９】
図１４は図１３のマルチ赤外線センサ９８を示している。マルチ赤外線センサ９８は、受光側にウィンドウ１０６を備えたケース１０４内に、例えば４つの赤外線受光素子１０８−１〜１０８−４を配置し、その前方にλ１フィルタ１１２−１、λ２フィルタ１２−２、λ３フィルタ１１２−３及びλ４フィルタ１１２−４を配置している。赤外線検出素子１０８−１〜１０８−４からは外部にリード１１０が取り出されている。
【０１２０】
赤外線検出素子１０８−１〜１０８−４としては、焦電素子、サーモパイル、サーミスタ、ボロメータなどの非冷却型素子を使用できる。またＭＣＴ、Ｉｎｓｂなどの冷却型素子を用いてもよい。
【０１２１】
λ１フィルタ１１２−１は、エチルアルコールのスペクトル吸収波長λ１＝２．７７μｍを透過するフィルタである。λ２フィルタ１１２−２は、エチルアルコールのスペクトル吸収波長の近傍のエチルアルコールの有無の影響を受けない波長λ２＝３．００μｍを透過するフィルタである。
【０１２２】
λ３フィルタ１１２−３は、外乱物質であるメントールに固有な波長λ３＝３．２８μｍを透過するフィルタである。更にλ４フィルタ１１２−４は、外乱物質であるステアリン酸に固有な波長λ４＝５．８８μｍを透過するフィルタである。
【０１２３】
このようにフィルタと受光素子を１対１に対応して組み合わせたマルチ赤外線センサ９８によれば、マルチ赤外線センサ９８自体で固定的に波長λ１，λ２，λ３，λ４に対応した受光量を直接検出できるため、図１の第１実施形態に示した波長可変フィルタ２４とフィルタ駆動部３０が不要となり、装置構成が簡単に出来ると共に、ＣＰＵ３２による処理も簡略化されて処理負荷が低減できる。
【０１２４】
一方、ＣＰＵ３２の酒気帯び検出部４８には、マルチ赤外線センサ９８に対応して受光制御部１０５の機能が設けられている。受光制御部１０５は、マルチ赤外線センサ９８によりλ１フィルタ１１２−１を透過して受光された被写体の第１受光信号であるλ１受光量１０２−１をメモリ３４に記憶し、またλ２フィルタ１１２−２を透過して受光された被写体の第２受光信号であるλ２受光量１０２−２をメモリ３４に記憶し、またλ３フィルタ１１２−３を透過して受光された被写体の第３受光信号であるλ３受光量１０２−３をメモリ３４に記憶し、更にλ４フィルタ１１２−４を透過して受光された被写体の第４受光信号であるλ４受光量１０２−４をメモリ３４に格納している。
【０１２５】
即ちマルチ赤外線センサ９８を使用した場合には、受光制御部１０５による受光制御でメモリ３４に直接、λ１受光量１０２−１としてＩ１、λ２受光量１０２−２としてＩ２、λ３受光量１０２−３としてＩ３、更に、λ４受光量１０２−４としてＩ４のそれぞれが得られる。
【０１２６】
このためエチルアルコール検出部５６にあっては、メモリ３４に格納されているλ１受光量Ｉ１とλ２受光量Ｉ２から前記（１）式によりエチルアルコール含有度Ａを算出する。また外乱物質検出部５８はメモリ３４に格納されているλ２受光量Ｉ２とλ３受光量Ｉ３から前記（２）式により外乱度Ｂ１を算出し、また、λ２受光量Ｉ２とλ４受光量Ｉ４から前記（２）式により外乱度Ｂ２を算出し、最終的に判定部６０でエチルアルコールの検出、非検出を判定する。
【０１２７】
図１３の第３実施形態による駐車場ゲート処理は、図７に示した図１の第１実施形態と基本的に同じであるが、ステップＳ４，Ｓ５の処理がマルチ赤外線センサ９８に対応した固有の処理となる。
【０１２８】
図１５は図１３の第３実施形態に固有なエチルアルコール検出処理を示したフローチャートである。図１５において、ステップＳ３１〜Ｓ３４ではマルチ赤外線センサ９８の赤外線検出素子１１２−１〜１１２−４によりλ１受光量Ｉ１、λ２受光量Ｉ２、λ３受光量Ｉ３及びλ４受光量Ｉ４を順次検出して、メモリ３４に保存する。
【０１２９】
続いてステップＳ３５でアルコール含有度Ａを計算し、ステップＳ３６でアルコール含有度Ａが所定値未満であれば、エチルアルコールの非検出と判断し、ステップＳ４２に進んで正常状態を判定して図１と同じメインルーチンにリターンする。
【０１３０】
ステップＳ３６でアルコール含有度Ａが所定値以上であれば、エチルアルコールの検出と判断し、ステップＳ３７で外乱度Ｂ１を計算する。外乱度Ｂ１はメントールの固有吸収スペクトルλ３＝３．２８μｍから求めた外乱度である。
【０１３１】
ステップＳ３８で外乱度Ｂ１が所定値以上の場合には、外乱物質であるメントールによるエチルアルコール含有度Ａではなく、正しいエチルアルコール含有度Ａであると判断し、ステップＳ４２に進み、外乱度Ｂ２を計算する。
【０１３２】
外乱度Ｂ２は外乱物質としてλ４＝５．８８μｍに吸収スペクトルを持つステアリン酸についての計算である。ステップＳ４０で外乱度Ｂ２が所定値以上の場合には、外乱物質であるステアリン酸によるエチルアルコールの含有度Ａではなく、正しいエチルアルコール検出度Ａであると判断し、ステップＳ４１に進んで酒気帯び運転と判定して、図７と同じメインルーチンにリターンする。
【０１３３】
図１６はＥＴＣゲートを対象とした本発明による車両通行管理システムの第４実施形態を示したブロック図である。図１６において、ＥＴＣゲートを対象とした第４実施形態にあっては、ＥＴＣゲート装置１１４、撮像装置１２、赤外線光源１６、遮断機１４−１，１４−２を備えている。
【０１３４】
撮像装置１２は図１の駐車場を対象とした第１実施形態と同じであり、赤外線カメラ２２、波長可変フィルタ２４、偏光フィルタ２６、カメラ制御部２８及びフィルタ駆動部３０を備えており、カメラ制御部２８に対しては赤外線光源１６が外部接続されている。
【０１３５】
ＥＴＣゲート装置１１４には、図１の第１実施形態における精算機１０と同様、ＣＰＵ３２が設けられ、ＣＰＵ３２に対してはメモリ３４及び画像記録部３６が設けられている。
【０１３６】
ＣＰＵ３２には、プログラムにより実現される機能として、酒気帯び検出部４８、ゲート制御部５２に加え、ＥＴＣゲート管理に固有なＥＴＣ処理部１１８を設けている。またＣＰＵ３２に対しては、ＥＴＣ処理部１１８の機能に対応して、アンテナ１２２を備えたＥＴＣ通信部１２０、表示部１２４、接近検出部１２６が設けられ、更に図１の第１実施形態と同様、外部通報部４４と遮断機駆動部４６が設けられている。
【０１３７】
ＣＰＵ３２に設けた酒気帯び検出部４８は、図１の第１実施形態と同様、撮像制御部５４、エチルアルコール検出部５６、外乱物質検出部５８及び判定部６０の機能を備えている。
【０１３８】
図１７は図１６の第４実施形態が適用された高速道路入口料金所を平面で示した説明図である。図１７において、高速道路入口料金所は一般道路から高速道路に進入する進入路に設置されており、例えば係員詰所１１６を境に二股に分かれて合流する通行路を備えている。
【０１３９】
係員詰所１１６には図１６に示したＥＴＣゲート装置１１４が設置されている。また係員詰所１１６を挟んだ通行路１１５−１，１１５−２のそれぞれには、遮断機１４−１１，１４−１２及び遮断機１４−２１，１２−２２が設置されている。
【０１４０】
更に通行路１１５−１，１１５−２の入口側の二股に分かれた分岐部分に対しては、それぞれ撮像装置１２と赤外線光源１６が設置され、通行路１１５−１または１１５−２に進入する車両の運転者を、赤外線光源１６から補助的な照明を行いながら、撮像装置１２で運転者の赤外線被写体画像を撮像できるようにしている。
【０１４１】
図１７の状態にあっては、通行路１１５−２に対し車両１８−１が進入しようとしている状態であり、撮像装置１２側に設置されている接近センサ（図示せず）により車両１８−１の接近を検出して、ＥＴＣゲート装置１１４が赤外線光源１６を動作して、補助的な赤外線光により照明すると同時に撮像装置１２を動作して、車両１８−１の運転者から放出される赤外線による被写体画像を撮像し、撮像した被写体画像に基づき、ＥＴＣゲート装置１１４でエチルアルコール検出処理に基づき酒気帯び状態の有無を判定する。
【０１４２】
また車両１８−１が通行路１１５−２に進入すると、車両１８−１に搭載しているＥＴＣカードをセットしたＥＴＣ装置と、係員詰所１１６に設置しているＥＴＣゲート装置１１４との間で、図１６に示したＥＴＣ通信部１２０のアンテナ１２２による無線通信回線を通じてＥＴＣ計算処理が行われ、ＥＴＣ処理の正常終了で、通常であれば出口側の遮断機１４−１２を開いて車両を通過させる。
【０１４３】
図１８は、通行路１１５−２に進入した車両１８−１について撮像装置１２で撮像した運転者の赤外線による被写体画像から酒気帯び状態が検出された場合であり、酒気帯び状態が検出された場合には、ＥＴＣゲート装置１１４は車両１８−１のＥＴＣ装置との間で正常なＥＴＣ計算処理が完了したとしても、出口側の遮断機１４−１２を開かずに閉鎖状態とし、ＥＴＣゲート装置１１４により車両１８−１の運転者に対し酒気帯び状態が検知されたことの警告を行い、高速道路への酒気帯び運転による進入を阻止する。
【０１４４】
更に本実施形態にあっては、車両１８−１に対し酒気帯び運転を警告したときに、車両１８−１が一般道路に逆送して戻るような事態を回避するため、図１９に示すように、ＥＴＣゲート装置１１４側で車両１８−１の酒気帯び運転を判別した際には遮断機１４−１１を閉鎖し、酒気帯び運転が判別された車両１８−１を高速道路側にも一般道路側にも移動できないように封じ込めるゲート制御を行う。
【０１４５】
しかしながら、酒気帯び状態を検出して警告を行い、更に入口側、出口側の遮断機１４−１１，１４−１２を閉鎖状態にしたとしても、悪質な運転者にあっては閉鎖状態としている遮断機１４−１２を突っ切って高速道路に侵入する強行突破を行う場合がある。
【０１４６】
このように酒気帯び運転車両１８−１の強行突破を判別した際には、ＥＴＣゲート装置１１４から警察や高速道路の管理機関に酒気帯び運転が検知された車両１８−１が高速道路に進入したことを自動通報し、その取締りを可能とする。
【０１４７】
特にＥＴＣゲートで使用している遮断機１４−１１，１４−１２は、遮断機故障などにより遮断機が開かずに車両が衝突する可能性があり、その場合の車両破損を防止するために、車両が衝突した際に遮断機、具体的には遮断ポールが変形して車両の通過を許容できるようにしている。したがって酒気帯び運転で車両１８−１を封じ込めても遮断機１４−１２を押し退けて強行突破する可能性が高く、この場合には警察や高速道路の管理機関に自動通報して取締りを可能としている。
【０１４８】
図２１は図１６の第４実施形態によるＥＴＣゲート管理処理を示したフローチャートであり、図１６を対象に説明すると次のようになる。
【０１４９】
ＥＴＣゲート管理処理は、まずステップＳ４３で待ち受け処理を行っており、ステップＳ４４で接近検出部１２６によりＥＴＣゲートに対する車両の接近を検出すると、ステップＳ４５に進み、ＥＴＣ処理部１１８によりＥＴＣ計算処理を、ＥＴＣ通信部１２０による車両搭載のＥＴＣ装置のとの間のやり取りを通じて実行する。
【０１５０】
続いてステップＳ４６で、例えば図２２に示すように、ＥＴＣゲートに接近する車両１８−１に対応して設けられている赤外線光源１６を動作して照明すると同時に、撮像装置１２に設けている赤外線カメラ２２により波長可変フィルタ２４で透過波長を変化させながら、λ１画像６２−１、λ２画像６２−２、λ３画像６２−３をそれぞれ撮像してメモリ３４に記憶することで、運転者画像を取得する。このステップＳ４６の運転者画像取得処理は、図１６の酒気帯び検出部４８に設けた撮像制御部５４が行う。
【０１５１】
続いてステップＳ４７で、エチルアルコール検出部５６により運転者について撮像したλ１画像６２−１、λ２画像６２−２、λ３画像６２−３に基づき、エチルアルコール検出処理を実行する。
【０１５２】
ここでステップＳ４６の運転者画像取得処理及びステップＳ４７のエチルアルコール検出処理の詳細は、図８のフローチャートに示した図１の第１実施形態によるエチルアルコール検出処理と同じ処理である。
【０１５３】
次にステップＳ４８で酒気帯び状態の有無が判別され、酒気帯び状態でない場合には、ステップＳ４９でＥＴＣ料金信号を発信し、ステップＳ５０で遮断機１４−１２を開くゲート開制御を行い、進入車両を高速道路に通行可能とする。
【０１５４】
一方、ステップＳ４８で酒気帯び状態が判別された場合には、ステップＳ５１に進み、運転者に警告発信を行う。この警告発信は、図１６のＥＴＣ通信部１２０を使用して、車両に搭載したＥＴＣ装置に警告のための音声メッセージデータを送信し、車両に搭載したＥＴＣ装置から例えば「酒気帯び運転が検知されました。停車して下さい」といった警告を出力させる。またＥＴＣゲートを設置している料金所の詰所に設置している外部用のスピーカなどから同様な警告を発信し、同様に外部に設置している表示部１２４に「ゲート封鎖」などを表示する。
【０１５５】
続いてステップＳ５２で、例えば図１９に示したように、出口側の遮断機１４−１２を閉鎖状態に維持すると同時に、入口側の遮断機１４−１１を閉鎖し、酒気帯び状態と判定された車両１８−１をＥＴＣゲート内に封じ込める。
【０１５６】
続いてステップＳ５３で係員に酒気帯び運転の車両が検知されたことを通報し、同時に車両搭載のＥＴＣ装置を通じて運転者に対応方法を音声ガイダンスにより出力する。この運転者に対する音声ガイダンスとしては、例えば「酒気帯び状態のまま運転することはできませんので係員の指示に従って下さい」といった音声ガイダンスを行う。
【０１５７】
続いてステップＳ５４で酒気帯び運転が検出された車両のゲート強行突破を万一判別した場合には、ステップＳ５５に進み、ステップＳ４６で取得している運転者画像を画像記録部３６に記録すると同時に、ステップＳ５６で、外部通報部４４により警察及び高速道路の管理機関などに対し、酒気帯び運転車両が高速道路に進入したことに対する対処要請を自動的に行う。
【０１５８】
図２２〜図２４は、図１６の第４実施形態が適用される駐車スペースを備えた高速道路入口料金所を平面で示した説明図である。
【０１５９】
図２２の高速道路入口料金所にあっては、ＥＴＣゲートの設置場所を過ぎた高速道路側に駐車スペース１３０が確保されている。このように駐車スペース１３０がＥＴＣゲートの近くにある場合には、ＥＴＣゲートに進入した車両１８−１につき、撮像装置１２による運転者画像からＥＴＣゲート装置１１４で酒気帯び運転が判別された場合には、図２３のように、入口側と出口側の遮断機１４−１１，１４−１２を閉鎖状態として車両１８−１を封じ込めた後、係員の誘導などにより、図２４に示すように入口側の遮断機１４−１２を開いて、酒気帯び状態が判別された車両１８−１を駐車スペース１３０に誘導して停止させ、酒気帯び状態にある運転者に休息を取らせて、酒気帯び運転を未然に防止する。
【０１６０】
もちろん、駐車スペース１３０に駐車した後、運転者が希望するようにあれば代行運転サービスなどに通報し、代行運転による酒気帯び運転の防止で対処することも可能である。
【０１６１】
図２５はＥＴＣゲートを管理する本発明による車両通行管理システムの第５実施形態を示したブロック図であり、この第５実施形態にあっては、図１６の第４実施形態に設けている撮像装置１２に代えて受光装置９６と可視カメラ１０１を設けたことを特徴とする。
【０１６２】
受光装置９６は、マルチ赤外線センサ９８、信号制御部１００及び偏光フィルタ２６を備え、信号処理部１００に対し赤外線光源１６を外部接続している。
【０１６３】
またＥＴＣゲート装置１１４は図１６の第１実施形態と基本的に同じであるが、ＣＰＵ３２に設けている酒気帯び検出部４８に、マルチ赤外線センサ９８に対応して受光制御部１０５が設けられる。
【０１６４】
この第５実施形態における受光装置９６及び受光制御部１０５を備えた酒気帯び検出部４８の構成は、図１３に示した駐車場を対象とした第３実施形態と同じであり、マルチ赤外線センサ９８としては、同様に図１４のものが使用される。
【０１６５】
ＥＴＣゲート装置１１４は図１６の第４実施形態と基本的に同じであるが、酒気帯び検出部４８による検出処理がマルチ赤外線センサ９８により検出されて、メモリ３４に記憶されているλ１受光量群１０２−１、λ２受光量群１０２−２、λ３受光量群１０２−３及びλ４受光量群１０２−４に基づいて処理される点で相違している。
【０１６６】
この第５実施形態における酒気帯び検出部４８によるエチルアルコール検出処理の詳細は、図１５に示した第３実施形態におけるエチルアルコール検出処理と同じ処理内容である。
【０１６７】
なお上記の実施形態にあっては、波長可変フィルタによるフィルタ切替えやフィルタ切替ユニットによる機械的なフィルタ切替えを例に取るものであったが、回折格子などを用いた分光器により、目的とするスペクトル帯域の画像もしくは受光量を測定するようにしてもよい。
【０１６８】
また図１３の第３実施形態及び図２５の第５実施形態にあっては、図１４に示したマルチ赤外線センサを使用した場合を例に取っているが、センサ自体にλ１、λ２、λ３、λ４フィルタを持たない１または複数の赤外線検出素子を備えた赤外線センサを使用し、この場合には、図１の第１実施形態に示したように波長可変フィルタ２４を使用するかあるいは図９のフィルタ切替ユニット６４を使用することで、同様に目的とするスペクトル帯域の受光量を測定することができる。
【０１６９】
また図１６〜図２５に示したＥＴＣゲートを管理する車両通行管理システムの第４実施形態及び図５実施形態については、高速道路入口料金所を例に取るものであったが、同様に高速道路出口料金所についても、まったく同様に第４実施形態及び第５実施形態を適用することができる。
【０１７０】
更に高速道路入口料金所または出口料金所以外に高速道路の途中に設置されている料金所のＥＴＣゲートについても、第４実施形態及び第５実施形態の本発明による車両通行管理システムを適用することができる。
【０１７１】
また上記の実施形態は駐車場ゲート及びＥＴＣゲートを例に取るものであったが、本発明はこれに限定されず、車両の通行を管理するゲート装置であれば適宜のゲート装置につき本発明をそのまま適用することができる。
【０１７２】
また本発明は、その目的と利点を損なうことのない適宜の変形を含み、更に上記の実施形態に示した数値による限定は受けない。
【図面の簡単な説明】
【０１７３】
【図１】駐車場を管理する車両通行管理システムの第１実施形態を示したブロック図
【図２】第１実施形態が適用された駐車場を平面で示した説明図
【図３】第１実施形態で使用する波長可変フィルタを用いた赤外線カメラを示した説明図
【図４】第１実施形態の赤外線カメラに設けた偏光フィルタによる赤外線反射光の減衰除去を示した説明図
【図５】エチルアルコールの波長スペクトラム分布を示した説明図
【図６】第１実施形態における被写体画像の特徴領域の抽出を示した説明図
【図７】第１実施形態による駐車場ゲート管理処理を示したフローチャート
【図８】図７のステップＳ４及びＳ５におけるエチルアルコール検出処理の詳細を示したフローチャート
【図９】波長可変フィルタに代えて使用するフィルタ切替えの赤外線カメラを示した説明図
【図１０】駐車場を管理する車両通行管理システムの第２実施形態を示したブロック図
【図１１】第２実施形態が適用された駐車場を平面で示した説明図
【図１２】図１１の駐車場に設置された車輪ロック装置を示した説明図
【図１３】駐車場を管理する車両通行管理システムの第３実施形態を示したブロック図
【図１４】図１３の第３実施形態で使用するマルチ赤外線センサを示した説明図
【図１５】図１３の第３実施形態におけるエチルアルコール検出処理を示したフローチャート
【図１６】ＥＣＴゲートを管理する車両通行管理システムの第４実施形態を示したブロック図
【図１７】第４実施形態が適用された高速道路入口料金所を平面で示した説明図
【図１８】高速道路入口料金所で酒気帯び運転が検出された状態を示した説明図
【図１９】酒気帯び運転の検出により前後の遮断機を閉鎖位置に動作して車両を封じ込めるゲート制御を示した説明図
【図２０】酒気帯び運転の検出により閉鎖した遮断機の強行突破を示した説明図
【図２１】第４実施形態によるＥＴＣゲート管理処理を示したフローチャート
【図２２】第４実施形態が適用される駐車スペースを備えた高速道路入口料金所を平面で示した説明図
【図２３】酒気帯び運転の検出により前後の遮断機を閉鎖位置に動作して車両を封じ込めるゲート制御を示した説明図
【図２４】酒気帯び運転の検出後に係員の指示により駐車スペースに誘導する状態を示した説明図
【図２５】ＥＣＴゲートを管理する車両通行管理システムの第５実施形態を示したブロック図
【符号の説明】
【０１７４】
１０：精算機
１２：撮像装置
１４，１４−１，１４−２：遮断機
１６：赤外線光源
１８，１８−１〜１８−３：車両
２０：駐車場
２２：赤外線カメラ
２４：波長可変フィルタ
２６：偏光フィルタ
２８：カメラ制御部
３０：フィルタ駆動部
３２：ＣＰＵ
３４：メモリ
３６：画像記録部
３８：表示部
４０：音声出力部
４２：金銭処理部
４４：外部通報部
４６：遮断機駆動部
４８：酒気帯び検出部
５０：精算処理部
５２：ゲート制御部
５４：撮像制御部
５６：エチルアルコール検出部
５８：外乱物質検出部
６０：判定部
６２−１：λ１画像
６２−２：λ２画像
６２−３：λ３画像
６４：ＣＣＤ撮像素子
６６：対物レンズ
６８：結像レンズ
７０：運転者
７２，７４：光軸
７６：水平偏光反射成分
７８：画像
８０：運転者画像
８２−１〜８２−３：特徴領域
８４：フィルタ切替ユニット
８６−１：λ１フィルタ
８６−２：λ２フィルタ
８６−３：λ３フィルタ
８８：車輪ロック装置
９０：車輪ロック駆動部
９２：車輪
９４：ロックプレート
９６：受光装置
９８：マルチ赤外線センサ
１００：信号制御部
１０１：可視カメラ
１０２−１，１１２−１：λ１フィルタ
１０２−２，１１２−２：λ２フィルタ
１０２−３，１１２−３：λ３フィルタ
１０４：ケース
１０６：ウィンドウ
１０８−１〜１０８−４：受光素子
１１０：リード
１１２−４：λ４フィルタ
１１４：ＥＴＣゲート装置
１１６：係員詰所
１１８：ＥＴＣ処理部
１２０：ＥＴＣ通信部
１２２：アンテナ
１２４：表示部
１２６：接近検出部
１３０：駐車スペース
【技術分野】
【０００１】
本発明は、運転者の赤外線画像から酒気帯び状態を検出して駐車場ゲートからの退出やＥＴＣゲートからの高速道路への侵入を阻止するように車両の通行を管理する車両通行管理システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、酒気帯び運転を防止するための装置にあっては、運転者の呼気に含まれるエチルアルコールをガスセンサにより検知し、自動車を始動させないように構成している（特許文献１）。
【０００３】
一般に、呼気中に含まれるアルコールの濃度は血液中のアルコール濃度と比例関係にある。法規上定められた酒気帯び運転の基準は、呼気中のアルコール濃度０．１５ｍｇ／Ｌであり、これは血中アルコール濃度で０．０３％に相当する。このため呼気中のアルコール濃度を測定することで、酒気帯び状態を検知して運転を防止することができる。
【０００４】
また近年にあっては自動車メーカーから飲酒運転防止コンセプトカーの開発が公表されており、次の装置が提案されている。
【０００５】
シフトレバーに組み込んだアルコール臭気センサーにより、シフトレバーに触れた掌の汗に含まれるアルコールを検知し、音声とカーナビ画面への表示によってドライバーへ警告し、同時にシフトロックする。
【０００６】
シート周辺に配置したアルコール臭気センサーにより、シフトレバーに触れた掌の汗に含まれるアルコールを検知し、音声とカーナビ画面への表示によってドライバーへ警告する。
【０００７】
メータ内に装備したカメラによって、ドライバーの顔をモニターし、覚醒度を推定し、酒気帯び運転の可能性があると判断した場合、音声とカーナビ画面への表示によってドライバーへ警告し、同時にシートベルトを巻き上げる等して、より強く警報を行う。
【０００８】
車両の運転挙動を検出し、ドライバーの運転状態を評価し、飲酒運転の可能性があると判断した場合、音声とカーナビ画面への表示によってドライバーへ警告し、同時にシートベルトを巻き上げる等して、より強く警報を行う。
【特許文献１】特開平８−１５０８５３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、このような従来の酒気帯び防止装置にあっては、酒気帯び防止装置を搭載した車両については充分な酒気帯び運転の防止効果を期待することができるが、コスト面から多くの車両に普及するには時間がかかることが予想される。
【００１０】
一方、近年にあっては、有料駐車場の管理には無人化された駐車場ゲート装置が設置されて２４時間いつでも利用可能であり、また高速道路のランプや料金所についても、ＥＴＣ（Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ Ｔｏｌｌ Ｃｏｌｌｅｃｔｉｏｎ Ｓｙｓｔｅｍ）ゲートの設置による無人化が進み、ＥＴＣ装置搭載車両の増加に伴い円滑な通行管理が可能となっている。
【００１１】
そこで、このような無人化されたゲート装置に酒気帯び防止装置を組み合わせることができれば、酒気帯び状態を自動的に検知し、検知した車両についてはゲートを開かないように制御することで、酒気帯び状態の車両が駐車場から一般道路に出たり、また、酒気帯び状態でＥＴＣゲートを通過して高速道路に侵入し、大きな事故を起こしてしまうことを未然に防止できる。
【００１２】
しかしながら、従来の車両に搭載する酒気帯び防止装置にあっては、車両の運転者の酒気帯び状態を外部から検出してゲート装置を制御するような使い方はできず、ゲート装置を利用して酒気帯び運転を防止するような装置の構築が解決すべき課題として残されている。
【００１３】
本発明は、外部から運転者の赤外線画像を撮像することで、運転者の血中のエチルアルコールによる酒気帯び状態を検出してゲートを制御することにより酒気帯び運転を防止可能とする車両通行管理システムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
本発明は、車両通行管理システムであって、
遮断機の開閉動作により車両の通行を制御するゲート装置と、
ゲート装置に接近した車両の運転者から放射または反射される赤外線の被写体画像に基づいて、運転者の血液中に溶け込んでいるエチルアルコール濃度を測定して酒気帯び状態を検出する酒気帯び検出部と、
酒気帯び検出部により酒気帯び状態を検出しない場合は、所定の通行処理に対しゲート装置を開放動作させて車両を通行可能とし、酒気帯び検出部により酒気帯び状態を検出した場合には、通行処理に対しゲート装置の開放動作を禁止して車両の通行を阻止するゲート制御部と、
を備えたことを特徴とする。
【００１５】
ここで、酒気帯び検出部は、
赤外線波長帯域に感度を有する撮像素子と、
被写体像を撮像素子に結像させる光学系と、
被写体からのエチルアルコールの吸収波長を含む第１波長帯域の赤外光を選択的に透過させる第１フィルタと、
被写体からの前記第１波長帯域の近傍となるエチルアルコールによる吸収率の小さな波長を含む第２波長帯域の赤外光を選択的に透過させる第２フィルタと、
被写体からの前記エチルアルコールと同じ第１波長体域に吸収波長を持つ外乱物質の他の吸収波長を含む第３波長帯域の赤外光を選択的に透過させる第３フィルタと、
第１のフィルタを透過して結像された第１被写体画像、第２フィルタを透過して結像された第２被写体画像、及び前記第３フィルタを透過して結像された第３被写体画像を、撮像素子により撮像してメモリに格納する撮像制御部と、
メモリに格納された第１被写体画像と第２被写体画像に基づいてエチルアルコール濃度に対応したエチルアルコール含有度を算出するエチルアルコール検出部と、
メモリに格納された第２被写体画像と第３被写体画像に基づいて前記外乱物質の濃度に対応した外乱度を算出する外乱物質検出部と、
エチルアルコール含有度が所定の閾値以上で外乱度が所定の閾値未満の場合に酒気帯び状態と判定し、エチルアルコール含有度が所定の閾値以上で外乱度も所定の閾値以上の場合に正常状態と判定する判定部と、
を備える。
【００１６】
酒気帯び検出部は、
１又は複数の赤外線受光素子を備えた赤外線センサと、
被写体像を赤外線受光センサに結像させる光学系と、
被写体からのエチルアルコールの吸収波長を含む第１波長帯域の赤外光を選択的に透過させる第１フィルタと、
被写体からの第１波長体域の近傍となる前記エチルアルコールによる吸収率の小さな波長を含む第２波長帯域の赤外光を選択的に透過させる第２フィルタと、
被写体からの前記エチルアルコールと同じ第１波長体域に吸収波長を持つ外乱物質の他の吸収波長を含む第３波長帯域の赤外光を選択的に透過させる第３フィルタと、
赤外線センサにより、第１フィルタを透過して受光された被写体の第１受光信号、第２フィルタを透過して受光された被写体の第２受光信号、及び前記第３フィルタを透過して受光された被写体の第３受光信号を検出してメモリに格納する受光制御部と、
メモリに格納された第１受光信号と第２受光信号に基づいてエチルアルコール濃度に対応したエチルアルコール含有度を算出するエチルアルコール検出部と、
メモリに格納された第２受光信号と第３受光信号に基づいて外乱物質の濃度に対応した外乱度を算出する外乱物質検出部と、
エチルアルコール含有度が所定の閾値以上で外乱度が所定の閾値未満の場合に酒気帯び状態と判定し、エチルアルコール含有度が所定の閾値以上で外乱度も所定の閾値以上の場合に正常状態と判定する判定部と、
を備える。
【００１７】
第１フィルタは第１波長帯域として２．７７μｍ又は３．３７μｍを含む波長帯域の赤外光を選択的に透過させ、
第２フィルタは前記第1波長帯域を含まない第２波長帯域の赤外光を選択的に透過させ、
第３フィルタは、外乱物質がメントールの場合、第３波長帯域として３．２８μｍを含む波長帯域の赤外光を選択的に透過させ、外乱物質がステアリン酸の場合、第３波長帯域として５．８８μｍを含む波長帯域の赤外光を選択的に透過させる。
【００１８】
酒気帯び検出部は、更に、撮像素子の撮像時又は赤外線センサの受光検出時に、運転者に赤外線を照射して反射させる赤外線光源を設ける。
【００１９】
光学系は、車両のフロントガラスによる外部からの赤外線の反射光を減衰除去する偏光フィルタを備える。
【００２０】
ゲート装置は、有料駐車場に設置された駐車場ゲート装置であり、
駐車場ゲート装置は、
駐車場出口に設置された開閉駆動される遮断機と、
遮断機の手前側に設置され、所定の料金支払い操作に対し遮断機を開放する精算機と、
を備え、
ゲート制御部は、精算機の料金支払い操作に対し酒気帯び検出部により酒気帯び状態を検出した場合には、遮断機の開放動作を禁止して駐車場から道路への車両の通行を阻止し、必要に応じて係員に通報する。
【００２１】
ゲート装置は、有料駐車場に設置された駐車場ゲート装置であり、
駐車場ゲート装置は、
駐車場所に設置され、駐車開始時から所定時間後に車輪の通過を許容するアンロック位置から車輪の通過を阻止するロック位置に動作する車輪ロック装置と、
駐車場の出入口などの所望位置に設置され、所定の料金支払い操作に対し車輪ロック装置をアンロック位置に動作する精算機と、
を備え、
ゲート制御部は、精算機の料金支払い操作に対し酒気帯び検出部により酒気帯び状態を検出した場合には、車輪ロック装置のアンロック位置への動作を禁止して駐車場から道路への車両の通行を阻止し、必要に応じて係員に通報する。
【００２２】
ゲート装置は、高速道路の入口または出口に設置されたＥＴＣゲート装置であり、
ゲート制御部は、所定の料金支払い操作に対し酒気帯び検出部により酒気帯態を検出した場合には、ＥＴＣゲート装置の開放動作を禁止して高速道路への車両の侵入または高速道路から一般道路への車両の退出を阻止すると共に係員に通報する。
【００２３】
ゲート装置は、高速道路の入口または出口に設置されたＥＴＣゲート装置であり、ＥＴＣゲート装置は車両侵入側と車両退出側の２箇所に遮断機を配置し、
ゲート制御部は、所定の料金支払い操作に対し酒気帯び検出部により酒気帯び状態を検出した場合には、ＥＴＣゲート装置の侵入側及び退出側の２箇所の遮断機を閉鎖位置に制御して車両をゲート内に封じ込めると共に係員に通報する。
【００２４】
ゲート制御部は、酒気帯び状態の検出に基づいてゲート装置の開放動作を禁止した状態での車両の強行突破を判定した場合、酒気帯び検出部で取得した運転者の被写体画像を記録すると共に、外部機関に自動通報して対処を要請する。
【発明の効果】
【００２５】
本発明によれば、駐車場ゲートやＥＴＣゲート等において運転者の赤外線画像を外部から撮像することによって酒気帯び状態を検出することができ、酒気帯び状態を検出した場合にはゲートの遮断機の開放を禁止することで、酒気帯び状態のまま駐車場から一般道路に出たり、或いは一般道路から高速道路に侵入し、重大な交通事故を招きかねない事態を未然に防止することができる。
【００２６】
また酒気帯び状態の検出は、運転者の体温による人体からの赤外線放射光または赤外線反射光、特に、皮膚が露出している顔からの赤外線放射光または赤外線反射光から毛細血管中のエチルアルコールによる特徴的な吸収スペクトルを検知して、血中アルコール濃度に対応したエチルアルコール含有度を得ることができ、このエチルアルコール含有度から運転者の酒気帯び状態を正確に判定してゲート通過を禁止することができる。
【００２７】
また化粧品に含まれるメントールは、エチルアルコールと同じ波長にも吸収スペクトルをもつことで外乱要因となるが、エチルアルコールにはないメントール固有波長の吸収スペクトルを外乱度として検知することで、化粧品などによるエチルアルコールの誤検出を確実に防止することができる。
【００２８】
またエチルアルコール含有度を、エチルアルコール固有波長の吸収スペクトルの受光量と吸収スペクトルのない別波長の受光量との比率、差分などの値として検出しているため、赤外線放射量または反射量の強弱の影響を受けることなく、高いＳ／Ｎ比により毛細血管中のエチルアルコールを正確に検知することができる。
【００２９】
更に、被写体からの赤外光におけるエチルアルコール吸収スペクトルからエチルアルコール含有度を検知しているため、従来のガスセンサによるアルコール検知のような感度調整や清掃点検などのメンテナンスが不要であり、長期間に亘り安定した高い精度で人体のエチルアルコール含有度を検知し、酒気帯び運転を正確に判定することができる。
【００３０】
また、駐車場ゲートやＥＴＣゲートで酒気帯び状態が検出された場合、ゲート通過を禁止すると共に係員に通報することで、ゲート通過を阻止された車両を近くの駐車スペースに誘導して酔いがさめるまで休息させるなどの適切な対応ができる。
【００３１】
また、酒気帯び状態の検出によるゲート閉鎖状態で、閉鎖ゲートを車両が強行突破した場合には、これを判定して撮像している運転者の被写体画像を記録して保存し、同時に警察や道路管理機関に自動的に通報し、酒気帯び運転車両に対し適切に対応できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３２】
図１は駐車場管理を対象とした本発明による車両通行管理システムの第１実施形態を示したブロック図である。図１において、駐車場を対象とした車両通行管理システムは、駐車場の出口側に設置される精算機１０、精算機１０の近くに精算のために停止した車両の運転者の赤外線画像を撮像する撮像装置１２、車両のウィンドウガラスによる赤外線透過率の低下を補うために外部から赤外線を運転者に照射する赤外線光源１６、更に精算機１０を設置している駐車場の出口側に設けられる遮断機１４で構成される。
【００３３】
図２は図１の第１実施形態が適用された駐車場を平面で示した説明図である。図２において、駐車場２０の出口通路には精算機１０が設置され、精算機１０の前方に遮断機１４が設置されている。
【００３４】
撮像装置１２は、精算機１０に精算処理のために停止した車両１８の運転者を撮像できる前方位置に配置される。またウィンドウガラスによる赤外線透過率を補うための補助赤外線を照射させる赤外線光源１６も同じく精算機１０に停止した車両１８の運転者を照射可能な位置に設置されている。
【００３５】
再び図１を参照するに、精算機１０にはコンピュータのハードウェア環境を代表して示すＣＰＵ３２が設けられ、ＣＰＵ３２に対しては撮像装置１２が設けられている。撮像装置１２は赤外線カメラ２２、波長可変フィルタ２４、偏光フィルタ２６、カメラ制御部２８及びフィルタ駆動部３０を備え、更にカメラ制御部２８に対しては外部に設けた赤外線光源１６を接続している。
【００３６】
図３は図１の第１実施形態で使用する波長可変フィルタを用いた赤外線カメラを示した説明図である。図３において、赤外線カメラ２２の対物レンズ６６と結像レンズ６８を備えた光学系の間には波長可変フィルタ２４が設けられ、波長可変フィルタ２４の透過波長はフィルタ駆動部３０により制御される。
【００３７】
赤外線カメラ２２内には赤外線波長帯域に感度を持つＣＣＤ撮像素子６４が配置され、結像レンズ６８により結像された波長可変フィルタ２４を透過した波長帯域の赤外線画像を撮像する。
【００３８】
波長可変フィルタ２４はファブリペロー型干渉フィルタとして知られており、例えば２００〜３００オングストローム程度の厚みを有するＡｕなどの反射膜となる透過性の金属膜を対向する面に蒸着した一対のガラス基板を有し、一対のガラス基板を間に圧電素子を介して対向配置し、その間に微小間隔を設定している。ガラス基板の間の圧電素子は、フィルタ駆動部３０による直流電圧の印加を受けて基板間隔を変化させることができる。
【００３９】
波長可変フィルタ２４は、一方のガラス基板側からの入射光に対し、透過性を持つ金属膜の間で多重反射によって生ずる干渉作用に起因して複数の透過スペクトルが分布して光を透過する。このような波長可変フィルタ２４としては、例えば特開平８−２８５６８８号のものが使用できる。
【００４０】
赤外線カメラ２２における対物レンズ６６の入射側には偏光フィルタ２６が配置されている。偏光フィルタ２６は太陽光や補助的に照射する赤外線光源からの照明光の車両のウィンドウガラスによる反射光を減衰除去し、その影響を防ぐようにしている。
【００４１】
図４は赤外線カメラ２２に設けた偏光フィルタ２６による赤外線反射光の減衰除去を示した説明図である。本実施形態にあっては、赤外線カメラ２２により車両１８のウィンドウガラスを通して運転者７０から放出される赤外線の被写体画像を撮像している。
【００４２】
赤外線カメラ２２のＣＣＤ撮像素子には、太陽光や補助的に赤外線を照射する赤外線光源からの照明光がウィンドウガラスにより反射して入射する。このウィンドウガラスによる赤外線反射光を偏光フィルタ２６により減衰除去する。
【００４３】
この場合、赤外線カメラ２２の前面に設けた偏光フィルタ２６による偏光面が、監視対象とする車両１８のウィンドウガラスに対し垂直となるように、偏光フィルタ２６を配置する。
【００４４】
即ち、想定される太陽などの外乱光源からの光は、車両１８のウィンドウガラスにより反射した際、入射光７４と反射光７２の各光軸の作る平面に対し垂直であり、且つウィンドウガラス上に乗る面を偏光面とする平面偏光７６が支配的となる。
【００４５】
そこで、ウィンドウガラス７０からの反射光７２による平面偏光７６を除去するように、偏光フィルタ２６の偏光面をウィンドウガラスに対し垂直となるように配置することで、太陽光や照明用の赤外線のウィンドウガラスによる反射光を減衰除去して、赤外線カメラ２２の被写体画像から減衰除去することができる。
【００４６】
再び図１を参照するに、精算機１０に設けたＣＰＵ３２に対しては、メモリ３４、画像記録部３６、表示部３８、音声出力部４０、金銭処理部４２、外部通報部４４及び遮断機駆動部４６が設けられている。
【００４７】
ＣＰＵ３２にはプログラムの実行により実現される機能として、酒気帯び検出部４８、精算処理部５０及びゲート制御部５２が設けられている。
【００４８】
精算処理部５０は精算機１０が持つ本来の処理機能であり、図２に示したように、車両１８が駐車場２０を出る際に精算機１０の位置に停止し、駐車場２０に入る際に図示しない発券機から取り出した駐車券を精算機１０に入れることで、駐車時間に基づく料金計算が行われ、駐車料金の表示出力に対し運転者が料金支払い処理を行うと、遮断機１４を開いて、車両１８が駐車場２０から出ることができる。
【００４９】
この精算処理部５０の処理機能に対応して、表示部３８、音声出力部４０、金銭処理部４２及び遮断機駆動部４６が動作することになる。
【００５０】
このような精算機としての本来の処理機能に加え、本実施形態にあっては、新たに酒気帯び検出部４８とゲート制御部５２の機能が設けられている。酒気帯び検出部４８は、図２のように、精算機１０に精算のために停止した車両の運転者から放出または反射される赤外線の被写体画像を撮像装置１２により撮像し、この赤外線被写体画像に基づいて、運転者の血液中に溶け込んでいるエチルアルコール濃度を測定して酒気帯び状態を検出する。
【００５１】
ゲート制御部５２は、酒気帯び状態検出部４８で酒気帯び状態を検出しない場合は、精算処理部５０による精算処理に基づいて遮断機１４を開いて車両を通行可能とするが、酒気帯び検出部４８により酒気帯び状態を検出した場合には、精算処理が行われたとしても遮断機１４の開放動作を禁止して、車両が駐車場から出ることを阻止し、これによって酒気帯び運転を未然に防止する。
【００５２】
酒気帯び検出部４８の機能は、詳細には、撮像制御部５４、エチルアルコール検出部５６、外乱物質検出部５８及び判定部６０で構成される。
【００５３】
本実施形態の酒気帯び検出部４８は、運転者の酒気帯び状態を顔面などの皮膚直下の毛細血管に表れる含有エチルアルコールにより検出する。毛細血管中の含有エチルアルコールの検出は、運転者の体温による人体からの赤外線放射光または赤外線反射光におけるエチルアルコールによる特定波長の吸収スペクトルによる減衰を検知することを基本としている。
【００５４】
図５は本実施形態で検知するエチルアルコールの波長スペクトル分布を示した説明図である。エチルアルコールＣ2Ｈ5ＯＨは、その分子構造に由来する吸収スペクトルを２．７７μｍ、３．３７μｍ及び９．５μｍなどの特定波長に持っている。例えば波長２．７７μｍの吸収スペクトルは、エチルアルコール中の−ＣＨ3の結合伸縮に伴い、エチルアルコール分子が吸光する波長帯である。
【００５５】
そこで運転者からの赤外光のうち、エチルアルコールの吸収波長λ１として、λ１＝２．７７μｍを含む第１波長帯域を選択的に透過させる第１フィルタとしてλ１フィルタに波長可変フィルタ２４を制御して赤外光を監視すると、エチルアルコールが毛細血管中に含まれている状態即ち酒気帯び状態では、λ１＝２．７７μｍを含む第１波長帯域の赤外光は毛細血管中のエチルアルコール濃度に応じた吸光度を示し、このときの撮像素子で撮像されたλ１画像における各画素から求められた受光量Ｉ１は小さくなる。
【００５６】
次に本実施形態にあっては、エチルアルコールの吸収スペクトルを与える波長λ１＝２．７７μｍの近傍にエチルアルコールによる吸収率の小さな波長λ２として、例えばλ２＝３．０μｍを含む第２波長帯域を選択的に透過させる第２フィルタとしてλ２フィルタに波長可変フィルタ２４を制御して運転者からの赤外光を監視する。
【００５７】
λ２フィルタを透過して得られる運転者からの赤外光の撮像画像であるλ２画像の画素から求められた受光量Ｉ２は、エチルアルコールの有無に関係なく、人体よりの赤外線放射量に相当する受光量が得られる。
【００５８】
ここで正常状態での人体よりの赤外線放射量をＩ0とすると、エチルアルコール吸収スペクトルとなる波長λ１＝２．７７μｍを含む第１波長帯域における吸光度ａは
ａ＝ｌｎ（Ｉ1／Ｉ0）
となる。またエチルアルコールによる吸収率の小さな波長λ２＝３．００μｍを含む第２波長帯域における吸光度ｂは
ｂ＝ｌｎ（Ｉ2／Ｉ0）
となる。
【００５９】
そして、第１波長帯域の吸光度ａと第２波長帯域の吸光度ｂとの間には
ａ＜ｂ＜０
ｌｎ（Ｉ1／Ｉ0）＜ｌｎ（Ｉ2／Ｉ0）＜０
の関係が成り立つ。
【００６０】
ここでエチルアルコール含有度Ａ１を
Ａ１＝ｂ−ａ＝ｌｎ（Ｉ2／Ｉ0）−ｌｎ（Ｉ1／Ｉ0）
と表わし、これを変形すると、
Ａ１＝ｌｎ（Ｉ2／Ｉ0）−ｌｎ（Ｉ1／Ｉ0）
＝ｌｎ｛ｌｎ（Ｉ2／Ｉ0）／ｌｎ（Ｉ1／Ｉ0）｝＝ｌｎ（Ｉ2／Ｉ1）
となる。
【００６１】
このため、特性値として（Ｉ2／Ｉ1）を求めることで、エチルアルコール含有度Ａを表わすことができる。即ち本実施形態にあっては、エチルアルコール含有度Ａを
Ａ＝Ｉ2／Ｉ1 （１）
として算出する。この（１）式で与えられるエチルアルコール含有度Ａが、予め定めた所定の閾値以上であれば、酒気帯びの度合が大きいと判断することができる。このような本実施形態におけるエチルアルコール含有度Ａの算出は、図１のＣＰＵ３２に設けた撮像制御部５４及びエチルアルコール検出部５６により行われる。
【００６２】
撮像制御部５４は、精算機１０に対し運転者が駐車券を入れて精算処理部５０で精算処理が開始された時に動作し、撮像装置１２におけるフィルタ駆動部３０による波長可変フィルタ２４の切替動作で、λ１フィルタ、λ２フィルタ、更に後の説明で明らかにするλ３フィルタとしての波長帯域に切り替えながら、運転者の顔の画像を赤外線カメラ２２により撮像し、λ１フィルタを透過して結像された第１被写体画像であるλ１画像６２−１、λ２フィルタを透過して結像された第２被写体画像であるλ２画像６２−２、更にλ３フィルタを透過して結像された第３被写体画像であるλ３画像６２−３のそれぞれをメモリ３４に格納する。
【００６３】
ここで、赤外線カメラ２２による撮像時にカメラ制御部２８は赤外線光源１６を動作して赤外線照明光を車両のウィンドウガラスを通して運転者に照射する。本実施形態にあっては図４に示したように、赤外線カメラ２２により車外からウィンドウガラスを通して運転者を撮像する必要があり、通常のガラスは光の波長が２．５μｍを越えると透過率が低下する。そこで、エチルアルコールの特徴スペクトルである波長２．７７μｍの光がウィンドウガラスを通る際の透過率が低下を補うため、赤外線光源１６から補助的に赤外線照明光を運転者に照射している。
【００６４】
また、本実施形態にあっては、人体から体温により発せられる赤外線の、血液中エチルアルコールによる吸収スペクトル特性を検知することで、血中アルコール濃度に対応したエチルアルコール含有度を得ているが、ＣＣＤ撮像素子の信号量が不足する場合には、補助光源として赤外線光源１６を用いることができる。
【００６５】
ＣＣＤ撮像素子の信号量が不足する理由としては、赤外線カメラ２２と人体との距離が長い、赤外線カメラ２２のレンズ径が十分大きくできない等の、カメラ配置上の制限条件が挙げられる。赤外線光源１６を用いた場合、酒気帯び検出部４８は人体で反射される赤外線の、血液中エチルアルコールによる反射スペクトル特性を検知することにより、血中アルコール濃度に対応したエチルアルコール含有度Ａを得ることができる。
【００６６】
エチルアルコール検出部５６は、メモリ３４に格納されたλ１画像６２−１とλ２画像６２−２に基づいて、エチルアルコール濃度に対応した前記（１）式で与えられるエチルアルコール含有度Ａを算出する。
【００６７】
図６は図１のエチルアルコール検出部５６でエチルアルコール含有度Ａを計算する際に用いられる運転者の特徴領域の画像７８を示している。運転者８０の毛細血管中のエチルアルコールの濃度を赤外線受光量から検出するためには、運転者の顔の毛細血管が皮膚表面に表われていてエチルアルコールによる吸収スペクトルの減衰が十分に得られる場所を特定して、エチルアルコール含有度Ａを算出する必要がある。
【００６８】
図６の場合にあっては、エチルアルコールの有無に関係ない人体よりの赤外線放射量に相当する受光量が得られるλ２フィルタを透過して得られたλ２画像６２−２を対象に、毛細血管からの体温による赤外線放射が出易い例えば唇などの皮膚の薄い特徴抽出領域８２−１や、両目の周囲に設定した特徴抽出領域８２−２，８２−３を使用して、エチルアルコール含有度Ａを算出する。
【００６９】
前記（１）式におけるエチルアルコール含有度Ａを算出するためのλ１画像６２−１の受光量Ｉ１及びλ２画像６２−２の受光量Ｉ２の計算は、特徴抽出領域に含まれる画素値の総和または平均値を求め、これをＩ１，Ｉ２として前記（１）式からエチルアルコール含有度Ａを算出する。
【００７０】
前記（１）式にあっては、λ１画像６２−１の受光量Ｉ１とλ２画像６２−２の受光量Ｉ２の除算値（Ｉ2／Ｉ1）を計算しているが、この代わりに減算値（Ｉ2−Ｉ1）を計算しても良いし、二乗除算値（Ｉ2／Ｉ1）2や二乗誤差（Ｉ2−Ｉ1）2を計算しても良い。
【００７１】
また、ログアンプなどを使用することにより直接的に吸光度
ｌｎ（Ｉ2／Ｉ1）＝ｌｎ（Ｉ2）−ｌｎ（Ｉ1）
を計算してもよい。
【００７２】
更に本実施形態にあっては、波長可変フィルタ２４を更にλ３フィルタとしての波長帯域に切替えて撮像したλ３画像６２−３から、外乱物質検出部５８により外乱度Ｂを算出し、エチルアルコール検出部５６で算出されたエチルアルコール含有度Ａの適否を判定部６０で判定するようにしている。
【００７３】
これは被写体となる運転者８０が例えば女性であった場合には、撮影対象とする顔には化粧が施されており、この化粧品に含まれる物質として例えばメントールＣ10Ｈ20Ｏが存在した場合には、エチルアルコールが存在しないにも関わらず、メントールについてλ１画像６２−１にλ１＝２．７７μｍの吸収スペクトルが存在し、エチルアルコール含有度Ａを誤検出する場合がある。
【００７４】
即ち、化粧品などに含まれるメントールＣ10Ｈ20Ｏはエチルアルコールと同様、２．７７μｍと３．３７μｍに吸収スペクトルを持っている。これに加え、メントールのベンゼン殻に由来する波長λ３＝３．２８μｍにも固有の吸収スペクトルを持っている。
【００７５】
そこで本実施形態にあっては、化粧品などに含まれるメントールをエチルアルコール検出に対する外乱物質と見なし、エチルアルコールと同じ吸収波長λ１＝２．７７μｍ及び３．３７μｍ以外の固有の吸収波長λ３＝３．２８μｍを選択的に透過させる第３フィルタとしてのλ３フィルタの波長帯域に波長可変フィルタ２４を切替え、λ３フィルタを透過した赤外線放射光の撮像画像、即ちλ３画像６２−３から受光量Ｉ３を測定し、人体よりの赤外線放射量に相当する受光量が得られるλ２画像６２−２から得られた受光量Ｉ２を使用してメントールを判定するための外乱度Ｂとして
Ｂ＝Ｉ2／Ｉ3 ・・・（２）
を設定する。
【００７６】
この（２）式で与えられる外乱度Ｂが予め定めた所定値以上であれば、それはメントールであり、エチルアルコールではないと判断することができる。
【００７７】
即ち、図１のＣＰＵ３２に設けた外乱物質検出部６０は、メモリ３４に格納されたλ２フィルタを透過して得られたλ２画像６２−２の受光量Ｉ２と、λ３フィルタを透過して得られたλ３画像６２−３から得られた受光量Ｉ３に基づき、前記（２）式に従って外乱度Ｂを算出する。
【００７８】
判定部６０は、エチルアルコール検出部５６で検出されたエチルアルコール含有度Ａと、外乱物質検出部５８で検出された外乱度Ｂに基づいて、エチルアルコール検出による酒気帯び状態と、メチルアルコール非検出による正常状態を判定する。
【００７９】
具体的には、判定部６０はエチルアルコール含有度Ａが所定の閾値以上で外乱度Ｂが所定値以上の場合にエチルアルコール検出ありと判定し、酒気帯び状態を判定する。一方、エチルアルコール含有度Ａが所定の閾値以上で外乱度Ｂも所定の閾値以上の場合には、エチルアルコールではなく、外乱物質である例えば化粧品などに含まれるメントールであることからエチルアルコールの非検出と判定し、正常状態を判定する。
【００８０】
本実施形態における外乱物質は、メントール以外に、同じく化粧品などに多く使用されているステアリン酸Ｃ17Ｈ35ＣＯＯＨが対象となる。ステアリン酸はエチルアルコールと同じ波長２．７７μｍと３．３７μｍに吸収スペクトルを持つが、エチルアルコールにはない−Ｃ００Ｈに起因した波長５．８８μｍに吸収スペクトルが表れる。
【００８１】
したがって、ステアリン酸については更に波長λ４＝５．８８μｍを選択的に透過するように波長可変フィルタ２４を切替えて第３フィルタとしてのλ４フィルタを準備し、この状態で赤外線カメラ１２で撮像したλ４画像をメモリ３４に格納する。
【００８２】
このステアリン酸の吸収スペクトルに対応したλ４画像についての外乱物質検出部５８の処理は、λ４画像から受光量Ｉ４を算出し、λ３画像の場合と同様、前記（２）式からステアリン酸についての外乱度Ｂを算出し、判定部６０で外乱度Ｂが所定値以下であればステアリン酸であり、エチルアルコールではないと判断できる。
【００８３】
更に、エチルアルコールに対する外乱物質としてグリセリンＣ3Ｈ5（ＯＨ）3の場合には−ＣＨ3に由来する吸収スペクトルの波長２．７７μｍが表れないため、グリセリンについてはλ１フィルタのλ１画像６２−１につき、その受光量Ｉ１に減衰が起きず、前記（１）式で算出されるアルコール含有度Ａが所定の閾値以上となることでエチルアルコールでないことが確認でき、したがってグリセリンについては外乱物質として考慮する必要はない。
【００８４】
本実施形態は外乱物質として化粧品などに多く含まれるメントールとステアリン酸を例に取っているが、これ以外のエチルアルコールと同じ波長にスペクトル吸収を持つ物質が存在する場合には、それぞれの物質につきエチルアルコールの吸収波長以外の固有の波長につき、その波長固有のフィルタによる画像を取得して外乱度を求めることで、外乱物質によるエチルアルコールの誤検出を確実に回避することができる。
【００８５】
なお、-ＣＨ３と−ＯＨをもつ物質は無数にあり、その内、積極的に顔に付着させる可能性がある物質として、化粧品に含まれるメントールとステアリン酸を例示している。他にも、糖尿病患者の体内で生成されるアセト酢酸も、−ＣＨ３と−ＯＨを持ち、エタノールと同じスペクトル吸収帯を持つが、エタノールにはない５.８３μmの吸収帯を第３波長帯域として測定することにより、外乱物質であることを認識できる。
【００８６】
図７は図１の第１実施形態による駐車場ゲート管理処理を示したフローチャートである。図７において、まずステップＳ１で精算機１０のＣＰＵ３２は利用者による精算に対する待受け処理を行い、ステップＳ２で駐車券挿入を検知するか否か判別している。
【００８７】
ステップＳ２で駐車券挿入が検知されると、ステップＳ３に進み、駐車料金精算処理が行われる。この駐車料金精算処理は、挿入された駐車券の入場時刻と現在時刻から駐車時間を求め、駐車時間に時間単価を乗じて駐車料金を求め、表示部３８に駐車料金を表示し、音声出力部４０により駐車料金の支払いをガイダンスする。
【００８８】
続いてステップＳ４で、撮像装置１２を使用して、ＣＰＵ３２に設けた酒気帯び検出部４８の撮像制御部５４が、精算機１０に停車している車両の運転者を、図２に示すように赤外線光源１６による照明をしながら撮像装置１２の赤外線カメラ２２で撮像し、運転者画像を取得する。
【００８９】
続いてステップＳ５で、撮像した運転者画像に基づき、エチルアルコール検出部５６でエチルアルコール検出処理を実行する。続いてステップＳ６で、エチルアルコール検出処理の処理結果から酒気帯び状態の有無が判定され、酒気帯び状態でなかった場合には、ステップＳ７で駐車料金の表示と音声ガイダンスを行い、駐車料金の支払いが行われると遮断機１４を開くゲート開制御を行って一連の処理を終了し、再びステップＳ１の待受け処理に戻る。
【００９０】
一方、ステップＳ６で酒気帯び状態が判別された場合には、ステップＳ９に進み、運転者に警告を発信する。例えば音声出力部４０により「酒気帯び運転が検知されました。ゲートは開きません」といった音声メッセージを出力する。続いてステップＳ１０で駐車料金の支払いが行われたとしても遮断機１４を開くゲート開制御は行わず、ステップＳ１１で運転者に対し対応方法を音声ガイダンスする。
【００９１】
この対応方法の音声ガイダンスは「元の駐車場所に車両を戻し、十分な休憩を取って下さい」といった音声ガイダンスや、「代行運転をご希望される場合には係員に連絡をして下さい」といった音声ガイダンスを行う。
【００９２】
このような酒気帯びの検出に基づくゲート閉制御の状態で、ステップＳ１２で万一、ゲート強行突破が判別された場合には、ステップＳ１３に進み、メモリ３４に記憶している酒気帯び状態が検出された運転者の画像を画像記録部３６に記録した後、ステップＳ１４で外部通報部４４により警察あるいは駐車場の管理機関などに対処要請を自動通報する。
【００９３】
ゲート閉制御状態での酒気帯び運転車両の強行突破の検知は、精算機１０に設けている車両の接近を検出する接近センサの検出信号、あるいは遮断機１４に設けている衝撃センサなどの検出信号から判定すればよい。
【００９４】
また、撮像装置１２で精算機１０に停車した車両の運転者を撮像する際に、車両のナンバーを同時に撮像しておき、ゲート強行突破の運転者画像の記録に車両ナンバーが残るようにすることが望ましい。
【００９５】
またステップＳ９で酒気帯び状態が検出された際に、運転者に警告を発信すると同時に、駐車場の係員に対し外部通報部４４を使用して酒気帯び運転が検出されたことを通知し、必要な対応を係員に取らせるようにしてもよい。
【００９６】
図８は図５のステップＳ４及びＳ５８におけるエルエチルアルコール検出処理の詳細を示したフローチャートである。図８において、エチルアルコール検知処理は、まずステップＳ１５で波長可変フィルタ２４をλ１フィルタとしての帯域にセットし、ステップＳ１６で赤外線光源１６を点灯して赤外線カメラ２２の撮像動作を行い、λ１画像６２−１を取得してメモリ３４に保存する。
【００９７】
次にステップＳ１７で波長可変フィルタ２４をλ２フィルタとしての帯域にセットし、ステップＳ１８で赤外線カメラ２２によりλ２画像６２−２を取得してメモリ３４に保存する。更にステップＳ１９で波長可変フィルタ２４をλ３フィルタとしての帯域にセットし、ステップＳ２０で撮像動作によりλ３画像６２−３をメモリ３４に保存する。
【００９８】
このステップＳ１６〜Ｓ２０におけるλ１画像、λ２画像、λ３画像の撮像によるメモリ保存は、１回であってもよいし、必要に応じてｎ回連続的に撮像保存するようにしてもよい。
【００９９】
続いてステップＳ２１で、図６に示したように、エチルアルコールの有無に関係なく、人体よりの赤外線放射量に相当する受光量が得られるλ２画像６２−２を対象に、唇及び目などの毛細血管からの熱が表れ易い場所につき特徴抽出領域８２−１〜８２−３を設定し、この領域の画素につき受光量の算出を行う。
【０１００】
まずステップＳ２２でλ１画像から受光量Ｉ１を計算し、次にステップＳ２３でλ２画像から受光量Ｉ２を計算し、更にステップＳ２４でλ３画像から受光量Ｉ３を計算する。
【０１０１】
次にステップＳ２５で、前記（１）式によりアルコール含有度Ａを計算する。続いてステップＳ２６で、算出したアルコール含有度Ａは予め定めた所定値以上か否か判断する。この場合の所定値は製造時に設計上定めた値であってもよいし、運転者の正常状態で取得したアルコール含有度Ａの初期値を予め登録して使用してもよい。
【０１０２】
ステップＳ２６でアルコール含有度Ａが所定値以上であった場合には毛細血管中にエチルアルコールが含有していると判断されてステップＳ２７に進み、一方、エチルアルコール含有度Ａが所定値未満の場合にはエチルアルコールによるスペクトル吸収はないことから、ステップＳ３０に進んでエチルアルコール非検出から正常状態を判定し、図７のメインルーチンに戻る。
【０１０３】
アルコール含有度Ａが所定値以上であった場合に進むステップＳ２７にあっては、外乱度Ｂを前記（２）式から算出し、算出した外乱度Ｂが所定値未満であることをステップＳ２８で判定した場合には、これはエチルアルコール以外の外乱物質によるエチルアルコール含有度Ａの誤検知と判断し、ステップＳ３０に進んでエチルアルコール非検出から正常状態を判定し、図７のメインルーチンに戻る。
【０１０４】
一方、ステップＳ２８で外乱度Ｂが所定値以上の場合には、外乱物質によるエチルアルコールの誤検出はないもとのと判定し、ステップＳ２９に進み、酒気帯び状態と判定し、図７のメインルーチンに戻る。
【０１０５】
図９は図１の波長可変フィルタに代えて使用する回転円板を用いたフィルタ切替えの赤外線カメラを示した説明図である。赤外線カメラ２２には図３と同様に光学系と赤外線波長帯域に感度を持つＣＣＤ撮像素子が設けられている。
【０１０６】
赤外線カメラ２２の前には図１の波長可変フィルタ２４に代えてフィルタ切替ユニット８４が配置され、回転円盤の例えば３箇所に帯域の異なるフィルタとして、本実施形態にあってはλ１フィルタ８６−１、λ２フィルタ８６−２及びλ３フィルタ８６−３を装着し、これらのフィルタをモータを備えた駆動部により順次切り替えながら、運転者の顏の赤外線放射光または赤外線反射光による画像を撮像する。
【０１０７】
図１０は駐車場管理を対象とした本発明による車両通行管理システムの第２実施形態を示したブロック図であり、この第２実施形態にあっては、図１の第１実施形態が駐車場出口の遮断機を開閉制御しているのに対し、駐車場における車両駐車スペースのそれぞれに設置している車輪ロック装置を制御するようにしたことを特徴とする。
【０１０８】
図１０の車両通行システムの第２実施形態にあっては、精算機１０に対し、図１の実施形態と同様、撮像装置１２及び赤外線光源１６を設けているが、遮断機に代えて車輪ロック装置８８を設けている。
【０１０９】
このため、精算機１０には車輪ロック駆動部９０が設けられることになる。それ以外の撮像装置１２及び精算機１０の構成は図１の実施形態と同じであることから、同じ符号を付けている。
【０１１０】
図１１は図１０の第２実施形態が適用された駐車場を平面で示した説明図である。図１１の駐車場２０にあっては、白線などで仕切られた駐車スペースのそれぞれに車輪ロック装置８８が設置されている。また駐車場２０の出入口近傍には精算機１０が設置されており、精算機１０に撮像装置１２及び赤外線光源１６が設けられている。
【０１１１】
図１２は図１１の駐車場に設置された車輪ロック装置の動作を示した説明図である。図１２において、駐車場に車両１８を止める際には、駐車スペースに設置している車輪ロック装置８８を例えば前輪９２が乗り越えるようにして車両を駐車する。車輪ロック装置８８を乗り越えて車両１８を駐車すると、車輪ロック装置８８に設けているセンサが車両１８の駐車を検出し、この車両駐車信号を精算機１０に送り、精算機１０側で駐車から一定時間例えば５分後に車輪ロック装置８８を動作し、ロックプレート９４を図示のように起立させて、前輪９２の後退を止める。
【０１１２】
車両１８を止めた利用者は精算機１０に出向き、自分の車両１８を止めた駐車スペースに示されている２桁の番号を精算機１０に入力することで、駐車券の発行を受けることができる。
【０１１３】
駐車場を出る際には、まず精算機１０に出向き、自分の駐車スペースの番号をボタン操作で入力し、精算ボタンを押すと駐車料金が計算されて表示され、駐車料金を支払うと、図１２のように立ち上がって車両の移動を阻止していたロックプレート９４が閉じ、車両の通過を可能とする。
【０１１４】
この駐車場を出る際の精算機１０で運転者７０が駐車料金を精算する際、本実施形態にあっては撮像装置１２により運転者７０の赤外線画像の撮像が行われ、この赤外線画像に基づいて酒気帯び状態が検出され、もし酒気帯び状態を判定した場合には、駐車料金の支払いが行われても車輪ロック装置８８のロックプレート９４を戻すゲート閉動作は行われず、酒気帯び状態が判別された運転者７０による車両１８の運転を阻止することになる。
【０１１５】
具体的な処理としては、図１の第１実施形態の駐車場ゲート管理処理を示した図７のフローチャートの処理と基本的に同じであり、ゲート開制御及びゲート閉制御が車輪ロック装置８８を対象として行われる点が相違するだけである。
【０１１６】
図１３は駐車場を管理対象とした本発明による車両通行管理システムの第３実施形態を示したブロック図であり、この実施形態にあっては、赤外線カメラに代えて赤外線センサを使用するようにしたことを特徴とする。
【０１１７】
図１３において、精算機１０に対しては受光装置９６、可視カメラ１０１、赤外線光源１６及び遮断機１４が設けられる。即ち、図１の第１実施形態の撮像装置１２に代えて受光装置９６と可視カメラ１０１を設けており、それ以外の点は基本的に同じである。
【０１１８】
受光装置９６は、マルチ赤外線センサ９８、信号制御部１００、偏光フィルタ２６を備え、信号制御部１００に対しては赤外線光源１６を外部接続している。
【０１１９】
図１４は図１３のマルチ赤外線センサ９８を示している。マルチ赤外線センサ９８は、受光側にウィンドウ１０６を備えたケース１０４内に、例えば４つの赤外線受光素子１０８−１〜１０８−４を配置し、その前方にλ１フィルタ１１２−１、λ２フィルタ１２−２、λ３フィルタ１１２−３及びλ４フィルタ１１２−４を配置している。赤外線検出素子１０８−１〜１０８−４からは外部にリード１１０が取り出されている。
【０１２０】
赤外線検出素子１０８−１〜１０８−４としては、焦電素子、サーモパイル、サーミスタ、ボロメータなどの非冷却型素子を使用できる。またＭＣＴ、Ｉｎｓｂなどの冷却型素子を用いてもよい。
【０１２１】
λ１フィルタ１１２−１は、エチルアルコールのスペクトル吸収波長λ１＝２．７７μｍを透過するフィルタである。λ２フィルタ１１２−２は、エチルアルコールのスペクトル吸収波長の近傍のエチルアルコールの有無の影響を受けない波長λ２＝３．００μｍを透過するフィルタである。
【０１２２】
λ３フィルタ１１２−３は、外乱物質であるメントールに固有な波長λ３＝３．２８μｍを透過するフィルタである。更にλ４フィルタ１１２−４は、外乱物質であるステアリン酸に固有な波長λ４＝５．８８μｍを透過するフィルタである。
【０１２３】
このようにフィルタと受光素子を１対１に対応して組み合わせたマルチ赤外線センサ９８によれば、マルチ赤外線センサ９８自体で固定的に波長λ１，λ２，λ３，λ４に対応した受光量を直接検出できるため、図１の第１実施形態に示した波長可変フィルタ２４とフィルタ駆動部３０が不要となり、装置構成が簡単に出来ると共に、ＣＰＵ３２による処理も簡略化されて処理負荷が低減できる。
【０１２４】
一方、ＣＰＵ３２の酒気帯び検出部４８には、マルチ赤外線センサ９８に対応して受光制御部１０５の機能が設けられている。受光制御部１０５は、マルチ赤外線センサ９８によりλ１フィルタ１１２−１を透過して受光された被写体の第１受光信号であるλ１受光量１０２−１をメモリ３４に記憶し、またλ２フィルタ１１２−２を透過して受光された被写体の第２受光信号であるλ２受光量１０２−２をメモリ３４に記憶し、またλ３フィルタ１１２−３を透過して受光された被写体の第３受光信号であるλ３受光量１０２−３をメモリ３４に記憶し、更にλ４フィルタ１１２−４を透過して受光された被写体の第４受光信号であるλ４受光量１０２−４をメモリ３４に格納している。
【０１２５】
即ちマルチ赤外線センサ９８を使用した場合には、受光制御部１０５による受光制御でメモリ３４に直接、λ１受光量１０２−１としてＩ１、λ２受光量１０２−２としてＩ２、λ３受光量１０２−３としてＩ３、更に、λ４受光量１０２−４としてＩ４のそれぞれが得られる。
【０１２６】
このためエチルアルコール検出部５６にあっては、メモリ３４に格納されているλ１受光量Ｉ１とλ２受光量Ｉ２から前記（１）式によりエチルアルコール含有度Ａを算出する。また外乱物質検出部５８はメモリ３４に格納されているλ２受光量Ｉ２とλ３受光量Ｉ３から前記（２）式により外乱度Ｂ１を算出し、また、λ２受光量Ｉ２とλ４受光量Ｉ４から前記（２）式により外乱度Ｂ２を算出し、最終的に判定部６０でエチルアルコールの検出、非検出を判定する。
【０１２７】
図１３の第３実施形態による駐車場ゲート処理は、図７に示した図１の第１実施形態と基本的に同じであるが、ステップＳ４，Ｓ５の処理がマルチ赤外線センサ９８に対応した固有の処理となる。
【０１２８】
図１５は図１３の第３実施形態に固有なエチルアルコール検出処理を示したフローチャートである。図１５において、ステップＳ３１〜Ｓ３４ではマルチ赤外線センサ９８の赤外線検出素子１１２−１〜１１２−４によりλ１受光量Ｉ１、λ２受光量Ｉ２、λ３受光量Ｉ３及びλ４受光量Ｉ４を順次検出して、メモリ３４に保存する。
【０１２９】
続いてステップＳ３５でアルコール含有度Ａを計算し、ステップＳ３６でアルコール含有度Ａが所定値未満であれば、エチルアルコールの非検出と判断し、ステップＳ４２に進んで正常状態を判定して図１と同じメインルーチンにリターンする。
【０１３０】
ステップＳ３６でアルコール含有度Ａが所定値以上であれば、エチルアルコールの検出と判断し、ステップＳ３７で外乱度Ｂ１を計算する。外乱度Ｂ１はメントールの固有吸収スペクトルλ３＝３．２８μｍから求めた外乱度である。
【０１３１】
ステップＳ３８で外乱度Ｂ１が所定値以上の場合には、外乱物質であるメントールによるエチルアルコール含有度Ａではなく、正しいエチルアルコール含有度Ａであると判断し、ステップＳ４２に進み、外乱度Ｂ２を計算する。
【０１３２】
外乱度Ｂ２は外乱物質としてλ４＝５．８８μｍに吸収スペクトルを持つステアリン酸についての計算である。ステップＳ４０で外乱度Ｂ２が所定値以上の場合には、外乱物質であるステアリン酸によるエチルアルコールの含有度Ａではなく、正しいエチルアルコール検出度Ａであると判断し、ステップＳ４１に進んで酒気帯び運転と判定して、図７と同じメインルーチンにリターンする。
【０１３３】
図１６はＥＴＣゲートを対象とした本発明による車両通行管理システムの第４実施形態を示したブロック図である。図１６において、ＥＴＣゲートを対象とした第４実施形態にあっては、ＥＴＣゲート装置１１４、撮像装置１２、赤外線光源１６、遮断機１４−１，１４−２を備えている。
【０１３４】
撮像装置１２は図１の駐車場を対象とした第１実施形態と同じであり、赤外線カメラ２２、波長可変フィルタ２４、偏光フィルタ２６、カメラ制御部２８及びフィルタ駆動部３０を備えており、カメラ制御部２８に対しては赤外線光源１６が外部接続されている。
【０１３５】
ＥＴＣゲート装置１１４には、図１の第１実施形態における精算機１０と同様、ＣＰＵ３２が設けられ、ＣＰＵ３２に対してはメモリ３４及び画像記録部３６が設けられている。
【０１３６】
ＣＰＵ３２には、プログラムにより実現される機能として、酒気帯び検出部４８、ゲート制御部５２に加え、ＥＴＣゲート管理に固有なＥＴＣ処理部１１８を設けている。またＣＰＵ３２に対しては、ＥＴＣ処理部１１８の機能に対応して、アンテナ１２２を備えたＥＴＣ通信部１２０、表示部１２４、接近検出部１２６が設けられ、更に図１の第１実施形態と同様、外部通報部４４と遮断機駆動部４６が設けられている。
【０１３７】
ＣＰＵ３２に設けた酒気帯び検出部４８は、図１の第１実施形態と同様、撮像制御部５４、エチルアルコール検出部５６、外乱物質検出部５８及び判定部６０の機能を備えている。
【０１３８】
図１７は図１６の第４実施形態が適用された高速道路入口料金所を平面で示した説明図である。図１７において、高速道路入口料金所は一般道路から高速道路に進入する進入路に設置されており、例えば係員詰所１１６を境に二股に分かれて合流する通行路を備えている。
【０１３９】
係員詰所１１６には図１６に示したＥＴＣゲート装置１１４が設置されている。また係員詰所１１６を挟んだ通行路１１５−１，１１５−２のそれぞれには、遮断機１４−１１，１４−１２及び遮断機１４−２１，１２−２２が設置されている。
【０１４０】
更に通行路１１５−１，１１５−２の入口側の二股に分かれた分岐部分に対しては、それぞれ撮像装置１２と赤外線光源１６が設置され、通行路１１５−１または１１５−２に進入する車両の運転者を、赤外線光源１６から補助的な照明を行いながら、撮像装置１２で運転者の赤外線被写体画像を撮像できるようにしている。
【０１４１】
図１７の状態にあっては、通行路１１５−２に対し車両１８−１が進入しようとしている状態であり、撮像装置１２側に設置されている接近センサ（図示せず）により車両１８−１の接近を検出して、ＥＴＣゲート装置１１４が赤外線光源１６を動作して、補助的な赤外線光により照明すると同時に撮像装置１２を動作して、車両１８−１の運転者から放出される赤外線による被写体画像を撮像し、撮像した被写体画像に基づき、ＥＴＣゲート装置１１４でエチルアルコール検出処理に基づき酒気帯び状態の有無を判定する。
【０１４２】
また車両１８−１が通行路１１５−２に進入すると、車両１８−１に搭載しているＥＴＣカードをセットしたＥＴＣ装置と、係員詰所１１６に設置しているＥＴＣゲート装置１１４との間で、図１６に示したＥＴＣ通信部１２０のアンテナ１２２による無線通信回線を通じてＥＴＣ計算処理が行われ、ＥＴＣ処理の正常終了で、通常であれば出口側の遮断機１４−１２を開いて車両を通過させる。
【０１４３】
図１８は、通行路１１５−２に進入した車両１８−１について撮像装置１２で撮像した運転者の赤外線による被写体画像から酒気帯び状態が検出された場合であり、酒気帯び状態が検出された場合には、ＥＴＣゲート装置１１４は車両１８−１のＥＴＣ装置との間で正常なＥＴＣ計算処理が完了したとしても、出口側の遮断機１４−１２を開かずに閉鎖状態とし、ＥＴＣゲート装置１１４により車両１８−１の運転者に対し酒気帯び状態が検知されたことの警告を行い、高速道路への酒気帯び運転による進入を阻止する。
【０１４４】
更に本実施形態にあっては、車両１８−１に対し酒気帯び運転を警告したときに、車両１８−１が一般道路に逆送して戻るような事態を回避するため、図１９に示すように、ＥＴＣゲート装置１１４側で車両１８−１の酒気帯び運転を判別した際には遮断機１４−１１を閉鎖し、酒気帯び運転が判別された車両１８−１を高速道路側にも一般道路側にも移動できないように封じ込めるゲート制御を行う。
【０１４５】
しかしながら、酒気帯び状態を検出して警告を行い、更に入口側、出口側の遮断機１４−１１，１４−１２を閉鎖状態にしたとしても、悪質な運転者にあっては閉鎖状態としている遮断機１４−１２を突っ切って高速道路に侵入する強行突破を行う場合がある。
【０１４６】
このように酒気帯び運転車両１８−１の強行突破を判別した際には、ＥＴＣゲート装置１１４から警察や高速道路の管理機関に酒気帯び運転が検知された車両１８−１が高速道路に進入したことを自動通報し、その取締りを可能とする。
【０１４７】
特にＥＴＣゲートで使用している遮断機１４−１１，１４−１２は、遮断機故障などにより遮断機が開かずに車両が衝突する可能性があり、その場合の車両破損を防止するために、車両が衝突した際に遮断機、具体的には遮断ポールが変形して車両の通過を許容できるようにしている。したがって酒気帯び運転で車両１８−１を封じ込めても遮断機１４−１２を押し退けて強行突破する可能性が高く、この場合には警察や高速道路の管理機関に自動通報して取締りを可能としている。
【０１４８】
図２１は図１６の第４実施形態によるＥＴＣゲート管理処理を示したフローチャートであり、図１６を対象に説明すると次のようになる。
【０１４９】
ＥＴＣゲート管理処理は、まずステップＳ４３で待ち受け処理を行っており、ステップＳ４４で接近検出部１２６によりＥＴＣゲートに対する車両の接近を検出すると、ステップＳ４５に進み、ＥＴＣ処理部１１８によりＥＴＣ計算処理を、ＥＴＣ通信部１２０による車両搭載のＥＴＣ装置のとの間のやり取りを通じて実行する。
【０１５０】
続いてステップＳ４６で、例えば図２２に示すように、ＥＴＣゲートに接近する車両１８−１に対応して設けられている赤外線光源１６を動作して照明すると同時に、撮像装置１２に設けている赤外線カメラ２２により波長可変フィルタ２４で透過波長を変化させながら、λ１画像６２−１、λ２画像６２−２、λ３画像６２−３をそれぞれ撮像してメモリ３４に記憶することで、運転者画像を取得する。このステップＳ４６の運転者画像取得処理は、図１６の酒気帯び検出部４８に設けた撮像制御部５４が行う。
【０１５１】
続いてステップＳ４７で、エチルアルコール検出部５６により運転者について撮像したλ１画像６２−１、λ２画像６２−２、λ３画像６２−３に基づき、エチルアルコール検出処理を実行する。
【０１５２】
ここでステップＳ４６の運転者画像取得処理及びステップＳ４７のエチルアルコール検出処理の詳細は、図８のフローチャートに示した図１の第１実施形態によるエチルアルコール検出処理と同じ処理である。
【０１５３】
次にステップＳ４８で酒気帯び状態の有無が判別され、酒気帯び状態でない場合には、ステップＳ４９でＥＴＣ料金信号を発信し、ステップＳ５０で遮断機１４−１２を開くゲート開制御を行い、進入車両を高速道路に通行可能とする。
【０１５４】
一方、ステップＳ４８で酒気帯び状態が判別された場合には、ステップＳ５１に進み、運転者に警告発信を行う。この警告発信は、図１６のＥＴＣ通信部１２０を使用して、車両に搭載したＥＴＣ装置に警告のための音声メッセージデータを送信し、車両に搭載したＥＴＣ装置から例えば「酒気帯び運転が検知されました。停車して下さい」といった警告を出力させる。またＥＴＣゲートを設置している料金所の詰所に設置している外部用のスピーカなどから同様な警告を発信し、同様に外部に設置している表示部１２４に「ゲート封鎖」などを表示する。
【０１５５】
続いてステップＳ５２で、例えば図１９に示したように、出口側の遮断機１４−１２を閉鎖状態に維持すると同時に、入口側の遮断機１４−１１を閉鎖し、酒気帯び状態と判定された車両１８−１をＥＴＣゲート内に封じ込める。
【０１５６】
続いてステップＳ５３で係員に酒気帯び運転の車両が検知されたことを通報し、同時に車両搭載のＥＴＣ装置を通じて運転者に対応方法を音声ガイダンスにより出力する。この運転者に対する音声ガイダンスとしては、例えば「酒気帯び状態のまま運転することはできませんので係員の指示に従って下さい」といった音声ガイダンスを行う。
【０１５７】
続いてステップＳ５４で酒気帯び運転が検出された車両のゲート強行突破を万一判別した場合には、ステップＳ５５に進み、ステップＳ４６で取得している運転者画像を画像記録部３６に記録すると同時に、ステップＳ５６で、外部通報部４４により警察及び高速道路の管理機関などに対し、酒気帯び運転車両が高速道路に進入したことに対する対処要請を自動的に行う。
【０１５８】
図２２〜図２４は、図１６の第４実施形態が適用される駐車スペースを備えた高速道路入口料金所を平面で示した説明図である。
【０１５９】
図２２の高速道路入口料金所にあっては、ＥＴＣゲートの設置場所を過ぎた高速道路側に駐車スペース１３０が確保されている。このように駐車スペース１３０がＥＴＣゲートの近くにある場合には、ＥＴＣゲートに進入した車両１８−１につき、撮像装置１２による運転者画像からＥＴＣゲート装置１１４で酒気帯び運転が判別された場合には、図２３のように、入口側と出口側の遮断機１４−１１，１４−１２を閉鎖状態として車両１８−１を封じ込めた後、係員の誘導などにより、図２４に示すように入口側の遮断機１４−１２を開いて、酒気帯び状態が判別された車両１８−１を駐車スペース１３０に誘導して停止させ、酒気帯び状態にある運転者に休息を取らせて、酒気帯び運転を未然に防止する。
【０１６０】
もちろん、駐車スペース１３０に駐車した後、運転者が希望するようにあれば代行運転サービスなどに通報し、代行運転による酒気帯び運転の防止で対処することも可能である。
【０１６１】
図２５はＥＴＣゲートを管理する本発明による車両通行管理システムの第５実施形態を示したブロック図であり、この第５実施形態にあっては、図１６の第４実施形態に設けている撮像装置１２に代えて受光装置９６と可視カメラ１０１を設けたことを特徴とする。
【０１６２】
受光装置９６は、マルチ赤外線センサ９８、信号制御部１００及び偏光フィルタ２６を備え、信号処理部１００に対し赤外線光源１６を外部接続している。
【０１６３】
またＥＴＣゲート装置１１４は図１６の第１実施形態と基本的に同じであるが、ＣＰＵ３２に設けている酒気帯び検出部４８に、マルチ赤外線センサ９８に対応して受光制御部１０５が設けられる。
【０１６４】
この第５実施形態における受光装置９６及び受光制御部１０５を備えた酒気帯び検出部４８の構成は、図１３に示した駐車場を対象とした第３実施形態と同じであり、マルチ赤外線センサ９８としては、同様に図１４のものが使用される。
【０１６５】
ＥＴＣゲート装置１１４は図１６の第４実施形態と基本的に同じであるが、酒気帯び検出部４８による検出処理がマルチ赤外線センサ９８により検出されて、メモリ３４に記憶されているλ１受光量群１０２−１、λ２受光量群１０２−２、λ３受光量群１０２−３及びλ４受光量群１０２−４に基づいて処理される点で相違している。
【０１６６】
この第５実施形態における酒気帯び検出部４８によるエチルアルコール検出処理の詳細は、図１５に示した第３実施形態におけるエチルアルコール検出処理と同じ処理内容である。
【０１６７】
なお上記の実施形態にあっては、波長可変フィルタによるフィルタ切替えやフィルタ切替ユニットによる機械的なフィルタ切替えを例に取るものであったが、回折格子などを用いた分光器により、目的とするスペクトル帯域の画像もしくは受光量を測定するようにしてもよい。
【０１６８】
また図１３の第３実施形態及び図２５の第５実施形態にあっては、図１４に示したマルチ赤外線センサを使用した場合を例に取っているが、センサ自体にλ１、λ２、λ３、λ４フィルタを持たない１または複数の赤外線検出素子を備えた赤外線センサを使用し、この場合には、図１の第１実施形態に示したように波長可変フィルタ２４を使用するかあるいは図９のフィルタ切替ユニット６４を使用することで、同様に目的とするスペクトル帯域の受光量を測定することができる。
【０１６９】
また図１６〜図２５に示したＥＴＣゲートを管理する車両通行管理システムの第４実施形態及び図５実施形態については、高速道路入口料金所を例に取るものであったが、同様に高速道路出口料金所についても、まったく同様に第４実施形態及び第５実施形態を適用することができる。
【０１７０】
更に高速道路入口料金所または出口料金所以外に高速道路の途中に設置されている料金所のＥＴＣゲートについても、第４実施形態及び第５実施形態の本発明による車両通行管理システムを適用することができる。
【０１７１】
また上記の実施形態は駐車場ゲート及びＥＴＣゲートを例に取るものであったが、本発明はこれに限定されず、車両の通行を管理するゲート装置であれば適宜のゲート装置につき本発明をそのまま適用することができる。
【０１７２】
また本発明は、その目的と利点を損なうことのない適宜の変形を含み、更に上記の実施形態に示した数値による限定は受けない。
【図面の簡単な説明】
【０１７３】
【図１】駐車場を管理する車両通行管理システムの第１実施形態を示したブロック図
【図２】第１実施形態が適用された駐車場を平面で示した説明図
【図３】第１実施形態で使用する波長可変フィルタを用いた赤外線カメラを示した説明図
【図４】第１実施形態の赤外線カメラに設けた偏光フィルタによる赤外線反射光の減衰除去を示した説明図
【図５】エチルアルコールの波長スペクトラム分布を示した説明図
【図６】第１実施形態における被写体画像の特徴領域の抽出を示した説明図
【図７】第１実施形態による駐車場ゲート管理処理を示したフローチャート
【図８】図７のステップＳ４及びＳ５におけるエチルアルコール検出処理の詳細を示したフローチャート
【図９】波長可変フィルタに代えて使用するフィルタ切替えの赤外線カメラを示した説明図
【図１０】駐車場を管理する車両通行管理システムの第２実施形態を示したブロック図
【図１１】第２実施形態が適用された駐車場を平面で示した説明図
【図１２】図１１の駐車場に設置された車輪ロック装置を示した説明図
【図１３】駐車場を管理する車両通行管理システムの第３実施形態を示したブロック図
【図１４】図１３の第３実施形態で使用するマルチ赤外線センサを示した説明図
【図１５】図１３の第３実施形態におけるエチルアルコール検出処理を示したフローチャート
【図１６】ＥＣＴゲートを管理する車両通行管理システムの第４実施形態を示したブロック図
【図１７】第４実施形態が適用された高速道路入口料金所を平面で示した説明図
【図１８】高速道路入口料金所で酒気帯び運転が検出された状態を示した説明図
【図１９】酒気帯び運転の検出により前後の遮断機を閉鎖位置に動作して車両を封じ込めるゲート制御を示した説明図
【図２０】酒気帯び運転の検出により閉鎖した遮断機の強行突破を示した説明図
【図２１】第４実施形態によるＥＴＣゲート管理処理を示したフローチャート
【図２２】第４実施形態が適用される駐車スペースを備えた高速道路入口料金所を平面で示した説明図
【図２３】酒気帯び運転の検出により前後の遮断機を閉鎖位置に動作して車両を封じ込めるゲート制御を示した説明図
【図２４】酒気帯び運転の検出後に係員の指示により駐車スペースに誘導する状態を示した説明図
【図２５】ＥＣＴゲートを管理する車両通行管理システムの第５実施形態を示したブロック図
【符号の説明】
【０１７４】
１０：精算機
１２：撮像装置
１４，１４−１，１４−２：遮断機
１６：赤外線光源
１８，１８−１〜１８−３：車両
２０：駐車場
２２：赤外線カメラ
２４：波長可変フィルタ
２６：偏光フィルタ
２８：カメラ制御部
３０：フィルタ駆動部
３２：ＣＰＵ
３４：メモリ
３６：画像記録部
３８：表示部
４０：音声出力部
４２：金銭処理部
４４：外部通報部
４６：遮断機駆動部
４８：酒気帯び検出部
５０：精算処理部
５２：ゲート制御部
５４：撮像制御部
５６：エチルアルコール検出部
５８：外乱物質検出部
６０：判定部
６２−１：λ１画像
６２−２：λ２画像
６２−３：λ３画像
６４：ＣＣＤ撮像素子
６６：対物レンズ
６８：結像レンズ
７０：運転者
７２，７４：光軸
７６：水平偏光反射成分
７８：画像
８０：運転者画像
８２−１〜８２−３：特徴領域
８４：フィルタ切替ユニット
８６−１：λ１フィルタ
８６−２：λ２フィルタ
８６−３：λ３フィルタ
８８：車輪ロック装置
９０：車輪ロック駆動部
９２：車輪
９４：ロックプレート
９６：受光装置
９８：マルチ赤外線センサ
１００：信号制御部
１０１：可視カメラ
１０２−１，１１２−１：λ１フィルタ
１０２−２，１１２−２：λ２フィルタ
１０２−３，１１２−３：λ３フィルタ
１０４：ケース
１０６：ウィンドウ
１０８−１〜１０８−４：受光素子
１１０：リード
１１２−４：λ４フィルタ
１１４：ＥＴＣゲート装置
１１６：係員詰所
１１８：ＥＴＣ処理部
１２０：ＥＴＣ通信部
１２２：アンテナ
１２４：表示部
１２６：接近検出部
１３０：駐車スペース
【特許請求の範囲】
【請求項１】
遮断機の開閉動作により車両の通行を制御するゲート装置と、
前記ゲート装置に接近した車両の運転者から放射または反射される赤外線の被写体画像に基づいて、前記運転者の血液中に溶け込んでいるエチルアルコール濃度を測定して酒気帯び状態を検出する酒気帯び検出部と、
前記酒気帯び検出部により酒気帯び状態を検出しない場合は、前記ゲート装置を開放動作させて車両を通行可能とし、前記酒気帯び検出部により酒気帯び状態を検出した場合には、前記ゲート装置の開放動作を禁止して車両の通行を阻止するゲート制御部と、
を備えたことを特徴とする車両通行管理システム。
【請求項２】
請求項１記載の車両通行管理システムに於いて、前記酒気帯び検出部は、
赤外線波長帯域に感度を有する撮像素子と、
被写体像を前記撮像素子に結像させる光学系と、
前記被写体からのエチルアルコールの吸収波長を含む第１波長帯域の赤外光を選択的に透過させる第１フィルタと、
前記被写体からの前記第１波長帯域の近傍となる前記エチルアルコールによる吸収率の小さな波長を含む第２波長帯域の赤外光を選択的に透過させる第２フィルタと、
前記被写体からの前記エチルアルコールと同じ前記第１波長体域に吸収波長を持つ外乱物質の他の吸収波長を含む第３波長帯域の赤外光を選択的に透過させる第３フィルタと、
前記第１のフィルタを透過して結像された第１被写体画像、前記第２フィルタを透過して結像された第２被写体画像、及び前記第３フィルタを透過して結像された第３被写体画像を、前記撮像素子により撮像してメモリに格納する撮像制御部と、
前記メモリに格納された第１被写体画像と第２被写体画像に基づいて前記エチルアルコール濃度に対応したエチルアルコール含有度を算出するエチルアルコール検出部と、
前記メモリに格納された第２被写体画像と第３被写体画像に基づいて前記外乱物質の濃度に対応した外乱度を算出する外乱物質検出部と、
前記エチルアルコール含有度が所定の閾値未満で前記外乱度が所定の閾値以上の場合に酒気帯び状態と判定し、前記エチルアルコール含有度が所定の閾値以上で前記外乱度も所定の閾値以上の場合に正常状態と判定する判定部と、
を備えたことを特徴とする車両通行管理システム。
【請求項３】
請求項１記載の車両通行管理システムに於いて、前記酒気帯び検出部は、
１又は複数の赤外線受光素子を備えた赤外線センサと、
被写体像を前記赤外線受光センサに結像させる光学系と、
前記被写体からのエチルアルコールの吸収波長を含む第１波長帯域の赤外光を選択的に透過させる第１フィルタと、
前記被写体からの前記第１波長体域の近傍となる前記エチルアルコールによる吸収率の小さな波長を含む第２波長帯域の赤外光を選択的に透過させる第２フィルタと、
前記被写体からの前記エチルアルコールと同じ前記第１波長体域に吸収波長を持つ外乱物質の他の吸収波長を含む第３波長帯域の赤外光を選択的に透過させる第３フィルタと、
前記赤外線センサにより、前記第１フィルタを透過して受光された被写体の第１受光信号、前記第２フィルタを透過して受光された被写体の第２受光信号、及び前記第３フィルタを透過して受光された被写体の第３受光信号を検出してメモリに格納する受光制御部と、
前記メモリに格納された第１受光信号と第２受光信号に基づいて前記エチルアルコール濃度に対応したエチルアルコール含有度を算出するエチルアルコール検出部と、
前記メモリに格納された第２受光信号と第３受光信号に基づいて前記外乱物質の濃度に対応した外乱度を算出する外乱物質検出部と、
前記エチルアルコール含有度が所定の閾値以上で前記外乱度が所定の閾値未満の場合に酒気帯び状態と判定し、前記エチルアルコール含有度が所定の閾値以上で前記外乱度も所定の閾値以上の場合に正常状態と判定する判定部と、
を備えたことを特徴とする車両通行管理システム。
【請求項４】
請求項２又は３記載の車両通行管理システムに於いて、
前記第１フィルタは第１波長帯域として２．７７μｍ又は３．３７μｍを含む波長帯域の赤外光を選択的に透過させ、
前記第２フィルタは前記第1波長帯域を含まない第２波長帯域の赤外光を選択的に透過させ、
前記第３フィルタは、前記外乱物質がメントールの場合、前記第３波長帯域として３．２８μｍを含む波長帯域の赤外光を選択的に透過させ、前記外乱物質がステアリン酸の場合、前記第３波長帯域として５．８８μｍを含む波長帯域の赤外光を選択的に透過させることを特徴とする車両通行管理システム。
【請求項５】
請求項２又は３記載の車両通行管理システムに於いて、前記酒気帯び検出部は、更に、前記撮像素子の撮像時又は前記赤外線センサの受光検出時に、前記運転者に赤外線を照射して反射させる赤外線光源を設けたことを特徴とする酒気帯び運転防止装置。
車両通行管理システム。
【請求項６】
請求項２又は３記載の車両通行管理システムに於いて、更に、前記光学系は、車両のフロントガラスによる外部からの赤外線の反射光を減衰除去する偏光フィルタを備えたことを特徴とする車両通行管理システム。
【請求項７】
請求項１記載の車両通行管理システムに於いて、前記ゲート装置は、有料駐車場に設置された駐車場ゲート装置であり、
前記駐車場ゲート装置は、
駐車場出口に設置された開閉駆動される遮断機と、
前記遮断機の手前側に設置され、所定の料金支払い操作に対し前記遮断機を開放する精算機と、
を備え、
前記ゲート制御部は、前記精算機の料金支払い操作に対し前記酒気帯び検出部により酒気帯び状態を検出した場合には、前記遮断機の開放動作を禁止して駐車場から道路への車両の通行を阻止することを特徴とする車両通行管理システム。
【請求項８】
請求項１記載の車両通行管理システムに於いて、前記ゲート装置は、有料駐車場に設置された駐車場ゲート装置であり、
前記駐車場ゲート装置は、
駐車場所に設置され、駐車開始時から所定時間後に車輪の通過を許容するアンロック位置から車輪の通過を阻止するロック位置に動作する車輪ロック装置と、
駐車場の出入口などの所望位置に設置され、所定の料金支払い操作に対し前記車輪ロック装置をアンロック位置に動作する精算機と、
を備え、
前記ゲート制御部は、前記精算機の料金支払い操作に対し前記酒気帯び検出部により酒気帯び状態を検出した場合には、前記車輪ロック装置のアンロック位置への動作を禁止して駐車場から道路への車両の通行を阻止することを特徴とする車両通行管理システム。
【請求項９】
請求項１記載の車両通行管理システムに於いて、
前記ゲート装置は、高速道路の入口または出口に設置されたＥＴＣゲート装置であり 、
前記ゲート制御部は、所定の料金支払い操作に対し前記酒気帯び検出部により酒気帯態を検出した場合には、前記ＥＴＣゲート装置の開放動作を禁止して高速道路への車両の侵入または高速道路から一般道路への車両の退出を阻止すると共に係員に通報することを特徴とする車両通行管理システム。
【請求項１０】
請求項１記載の車両通行管理システムに於いて、
前記ゲート装置は、高速道路の入口または出口に設置されたＥＴＣゲート装置であり、前記ＥＴＣゲート装置は車両侵入側と車両退出側の２箇所に遮断機を配置し、
前記ゲート制御部は、所定の料金支払い操作に対し前記酒気帯び検出部により酒気帯び状態を検出した場合には、前記ＥＴＣゲート装置の侵入側及び退出側の２箇所の遮断機を閉鎖位置に制御して車両をゲート内に封じ込めると共に係員に通報することを特徴とする車両通行管理システム。
【請求項１１】
請求項１記載の車両通行管理システムに於いて、前記ゲート制御部は、酒気帯び状態の検出に基づいて前記ゲート装置の開放動作を禁止した状態での車両の強行突破を判定した場合、前記酒気帯び検出部で取得した運転者の被写体画像を記録すると共に、外部機関に自動通報して対処を要請することを特徴とする車両通行管理システム。
【請求項１】
遮断機の開閉動作により車両の通行を制御するゲート装置と、
前記ゲート装置に接近した車両の運転者から放射または反射される赤外線の被写体画像に基づいて、前記運転者の血液中に溶け込んでいるエチルアルコール濃度を測定して酒気帯び状態を検出する酒気帯び検出部と、
前記酒気帯び検出部により酒気帯び状態を検出しない場合は、前記ゲート装置を開放動作させて車両を通行可能とし、前記酒気帯び検出部により酒気帯び状態を検出した場合には、前記ゲート装置の開放動作を禁止して車両の通行を阻止するゲート制御部と、
を備えたことを特徴とする車両通行管理システム。
【請求項２】
請求項１記載の車両通行管理システムに於いて、前記酒気帯び検出部は、
赤外線波長帯域に感度を有する撮像素子と、
被写体像を前記撮像素子に結像させる光学系と、
前記被写体からのエチルアルコールの吸収波長を含む第１波長帯域の赤外光を選択的に透過させる第１フィルタと、
前記被写体からの前記第１波長帯域の近傍となる前記エチルアルコールによる吸収率の小さな波長を含む第２波長帯域の赤外光を選択的に透過させる第２フィルタと、
前記被写体からの前記エチルアルコールと同じ前記第１波長体域に吸収波長を持つ外乱物質の他の吸収波長を含む第３波長帯域の赤外光を選択的に透過させる第３フィルタと、
前記第１のフィルタを透過して結像された第１被写体画像、前記第２フィルタを透過して結像された第２被写体画像、及び前記第３フィルタを透過して結像された第３被写体画像を、前記撮像素子により撮像してメモリに格納する撮像制御部と、
前記メモリに格納された第１被写体画像と第２被写体画像に基づいて前記エチルアルコール濃度に対応したエチルアルコール含有度を算出するエチルアルコール検出部と、
前記メモリに格納された第２被写体画像と第３被写体画像に基づいて前記外乱物質の濃度に対応した外乱度を算出する外乱物質検出部と、
前記エチルアルコール含有度が所定の閾値未満で前記外乱度が所定の閾値以上の場合に酒気帯び状態と判定し、前記エチルアルコール含有度が所定の閾値以上で前記外乱度も所定の閾値以上の場合に正常状態と判定する判定部と、
を備えたことを特徴とする車両通行管理システム。
【請求項３】
請求項１記載の車両通行管理システムに於いて、前記酒気帯び検出部は、
１又は複数の赤外線受光素子を備えた赤外線センサと、
被写体像を前記赤外線受光センサに結像させる光学系と、
前記被写体からのエチルアルコールの吸収波長を含む第１波長帯域の赤外光を選択的に透過させる第１フィルタと、
前記被写体からの前記第１波長体域の近傍となる前記エチルアルコールによる吸収率の小さな波長を含む第２波長帯域の赤外光を選択的に透過させる第２フィルタと、
前記被写体からの前記エチルアルコールと同じ前記第１波長体域に吸収波長を持つ外乱物質の他の吸収波長を含む第３波長帯域の赤外光を選択的に透過させる第３フィルタと、
前記赤外線センサにより、前記第１フィルタを透過して受光された被写体の第１受光信号、前記第２フィルタを透過して受光された被写体の第２受光信号、及び前記第３フィルタを透過して受光された被写体の第３受光信号を検出してメモリに格納する受光制御部と、
前記メモリに格納された第１受光信号と第２受光信号に基づいて前記エチルアルコール濃度に対応したエチルアルコール含有度を算出するエチルアルコール検出部と、
前記メモリに格納された第２受光信号と第３受光信号に基づいて前記外乱物質の濃度に対応した外乱度を算出する外乱物質検出部と、
前記エチルアルコール含有度が所定の閾値以上で前記外乱度が所定の閾値未満の場合に酒気帯び状態と判定し、前記エチルアルコール含有度が所定の閾値以上で前記外乱度も所定の閾値以上の場合に正常状態と判定する判定部と、
を備えたことを特徴とする車両通行管理システム。
【請求項４】
請求項２又は３記載の車両通行管理システムに於いて、
前記第１フィルタは第１波長帯域として２．７７μｍ又は３．３７μｍを含む波長帯域の赤外光を選択的に透過させ、
前記第２フィルタは前記第1波長帯域を含まない第２波長帯域の赤外光を選択的に透過させ、
前記第３フィルタは、前記外乱物質がメントールの場合、前記第３波長帯域として３．２８μｍを含む波長帯域の赤外光を選択的に透過させ、前記外乱物質がステアリン酸の場合、前記第３波長帯域として５．８８μｍを含む波長帯域の赤外光を選択的に透過させることを特徴とする車両通行管理システム。
【請求項５】
請求項２又は３記載の車両通行管理システムに於いて、前記酒気帯び検出部は、更に、前記撮像素子の撮像時又は前記赤外線センサの受光検出時に、前記運転者に赤外線を照射して反射させる赤外線光源を設けたことを特徴とする酒気帯び運転防止装置。
車両通行管理システム。
【請求項６】
請求項２又は３記載の車両通行管理システムに於いて、更に、前記光学系は、車両のフロントガラスによる外部からの赤外線の反射光を減衰除去する偏光フィルタを備えたことを特徴とする車両通行管理システム。
【請求項７】
請求項１記載の車両通行管理システムに於いて、前記ゲート装置は、有料駐車場に設置された駐車場ゲート装置であり、
前記駐車場ゲート装置は、
駐車場出口に設置された開閉駆動される遮断機と、
前記遮断機の手前側に設置され、所定の料金支払い操作に対し前記遮断機を開放する精算機と、
を備え、
前記ゲート制御部は、前記精算機の料金支払い操作に対し前記酒気帯び検出部により酒気帯び状態を検出した場合には、前記遮断機の開放動作を禁止して駐車場から道路への車両の通行を阻止することを特徴とする車両通行管理システム。
【請求項８】
請求項１記載の車両通行管理システムに於いて、前記ゲート装置は、有料駐車場に設置された駐車場ゲート装置であり、
前記駐車場ゲート装置は、
駐車場所に設置され、駐車開始時から所定時間後に車輪の通過を許容するアンロック位置から車輪の通過を阻止するロック位置に動作する車輪ロック装置と、
駐車場の出入口などの所望位置に設置され、所定の料金支払い操作に対し前記車輪ロック装置をアンロック位置に動作する精算機と、
を備え、
前記ゲート制御部は、前記精算機の料金支払い操作に対し前記酒気帯び検出部により酒気帯び状態を検出した場合には、前記車輪ロック装置のアンロック位置への動作を禁止して駐車場から道路への車両の通行を阻止することを特徴とする車両通行管理システム。
【請求項９】
請求項１記載の車両通行管理システムに於いて、
前記ゲート装置は、高速道路の入口または出口に設置されたＥＴＣゲート装置であり 、
前記ゲート制御部は、所定の料金支払い操作に対し前記酒気帯び検出部により酒気帯態を検出した場合には、前記ＥＴＣゲート装置の開放動作を禁止して高速道路への車両の侵入または高速道路から一般道路への車両の退出を阻止すると共に係員に通報することを特徴とする車両通行管理システム。
【請求項１０】
請求項１記載の車両通行管理システムに於いて、
前記ゲート装置は、高速道路の入口または出口に設置されたＥＴＣゲート装置であり、前記ＥＴＣゲート装置は車両侵入側と車両退出側の２箇所に遮断機を配置し、
前記ゲート制御部は、所定の料金支払い操作に対し前記酒気帯び検出部により酒気帯び状態を検出した場合には、前記ＥＴＣゲート装置の侵入側及び退出側の２箇所の遮断機を閉鎖位置に制御して車両をゲート内に封じ込めると共に係員に通報することを特徴とする車両通行管理システム。
【請求項１１】
請求項１記載の車両通行管理システムに於いて、前記ゲート制御部は、酒気帯び状態の検出に基づいて前記ゲート装置の開放動作を禁止した状態での車両の強行突破を判定した場合、前記酒気帯び検出部で取得した運転者の被写体画像を記録すると共に、外部機関に自動通報して対処を要請することを特徴とする車両通行管理システム。
【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２４】
【図２５】
【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２４】
【図２５】
【公開番号】特開２００９−１８７３５９（Ｐ２００９−１８７３５９Ａ）
【公開日】平成２１年８月２０日（２００９．８．２０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−２７６０４（Ｐ２００８−２７６０４）
【出願日】平成２０年２月７日（２００８．２．７）
【出願人】（０００００３４０３）ホーチキ株式会社 (792)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年８月２０日（２００９．８．２０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年２月７日（２００８．２．７）
【出願人】（０００００３４０３）ホーチキ株式会社 (792)
【Ｆターム（参考）】
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