特許 5674716 車両検出装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】5674716

(24)【登録日】2015年1月9日

(45)【発行日】2015年2月25日

(54)【発明の名称】車両検出装置

(51)【国際特許分類】

   G08G 1/04 20060101AFI20150205BHJP

   G06T 1/00 20060101ALI20150205BHJP

【ＦＩ】

   G08G1/04 C

   G06T1/00 330B

【請求項の数】6

【全頁数】17

(21)【出願番号】特願2012-133284(P2012-133284)

(22)【出願日】2012年6月12日

(65)【公開番号】特開2013-257720(P2013-257720A)

(43)【公開日】2013年12月26日

【審査請求日】2013年6月17日

(73)【特許権者】

【識別番号】000001292

【氏名又は名称】株式会社京三製作所

(74)【代理人】

【識別番号】100085198

【弁理士】

【氏名又は名称】小林 久夫

(74)【代理人】

【識別番号】100125494

【弁理士】

【氏名又は名称】山東 元希

(74)【代理人】

【識別番号】100166084

【弁理士】

【氏名又は名称】横井 堅太郎

(72)【発明者】

【氏名】本田 和浩

【審査官】 岩田 玲彦

(56)【参考文献】

【文献】 特開平１１−０８６１８５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０５−１５１４９５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００６−０４００９２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００２−１９７５８８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００７−１３４９６１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００８−０５２５３９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００１−２８３３７４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００６−１９０２４７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平１０−２６１１９０（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｇ０８Ｇ １／０４

Ｇ０６Ｔ １／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

車両の側方から該車両の車輪のタイヤホイールを撮像するカメラ部と、
該カメラ部によって撮像された画像処理映像から前記車両の車輪のタイヤホイールを検出する制御部と、
を備え、
前記画像処理映像内には前記タイヤホイールを検出するための第１検出エリア及び第２検出エリアが構成され、
前記制御部は、前記画像処理映像から前記第１検出エリアにおいて前記車両の前輪のタイヤホイールが検出した後に、前記第２検出エリアにおいて前記車両の前輪のタイヤホイールが検出された場合、前記車両の存在を有りと判定する
ことを特徴とする車両検出装置。

【請求項2】

車両の側方から該車両の車輪のタイヤホイールを撮像するカメラ部と、
該カメラ部によって撮像された画像処理映像から前記車両の車輪のタイヤホイールを検出する制御部と、
前記車両のホイールベースと車種との関連付けデータを記憶している記憶部と
を備え、
前記制御部は、
前記画像処理映像から前記車両の前輪及び後輪のタイヤホイールが検出された場合、前記車両の存在を有りと判定するものであって、
時間を計測する第１タイマー及び第２タイマーを有し、
前記画像処理映像内には前記タイヤホイールを検出するための第１検出エリア及び第２検出エリアを構成し、
該第１検出エリア及び該第２検出エリアは、前記画像処理映像内において、略水平に配置され、かつ、該第１検出エリアは、該第２検出エリアより前記車両の進行方向の手前側に配置され、
前記第１タイマーは、前記第１検出エリアにおいて、前記車両の前輪のタイヤホイールが検出された時点から、前記第１検出エリアにおいて、前記車両の後輪のタイヤホイールが検出された時点までのホイールベース通過時間を計測し、
前記第２タイマーは、前記第１検出エリアにおいて、前記車両の前輪のタイヤホイールが検出された時点から、前記第２検出エリアにおいて、前記車両の前輪のタイヤホイールが検出された時点までの前輪通過時間を計測し、該前輪通過時間、及び、前記第１検出エリアと前記第２検出エリアとの距離である検出間距離から前記車両の速度を算出し、
該速度及び前記ホイールベース通過時間からホイールベースを算出し、
該ホイールベース、及び、前記記憶部に記憶された前記車両のホイールベースと車種との関連付けデータに基づいて、前記車両の車種を判定する
ことを特徴とする車両検出装置。

【請求項3】

前記制御部と外部との通信を行うためのインターフェース部を備え、
前記第１検出エリアと前記第２検出エリアとの距離である検出間距離、及び／又は前記車両のホイールベースと車種との関連付けデータは、前記インターフェース部を介して、外部機器であるコンソールから更新可能とする
ことを特徴とする請求項２記載の車両検出装置。

【請求項4】

前記制御部は、
前記画像処理映像内における前記車両の進行方向手前側の端部に、前記車両が照射するヘッドライト光を検出するための第３検出エリアを構成し、
前記画像処理映像の全体の輝度平均値を算出し、該輝度平均値が第１所定値未満である場合、夜間であると判定して、昼間における画像処理負荷よりも下げた状態であるスリープ状態とし、
前記車両が前記カメラ部に近づくことによって、前記車両が照射するヘッドライト光による前記第３検出エリアにおける輝度平均値が、第２所定値に達した時点で、前記車両が前記画像処理映像内に進入する前兆であると判定して、前記スリープ状態から前記画像処理負荷が元の状態であるアクティブ状態にする
ことを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれか一項に記載の車両検出装置。

【請求項5】

前記制御部は、
夜間であると判定している状態において、前記アクティブ状態の際に、前記車両の存在を検出する処理を実行した後から所定時間経過後、再び、前記スリープ状態にする
ことを特徴とする請求項４記載の車両検出装置。

【請求項6】

前記制御部に電力を供給する電源部と、
太陽光の光エネルギーを光起電力効果によって電力に変換する太陽電池と、
該太陽電池によって変換された電力を蓄電する蓄電部と、
を備え、
前記蓄電部は、前記電源部を介して、前記制御部に電力を供給する
ことを特徴とする請求項１〜請求項５のいずれか一項に記載の車両検出装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、道路交通分野で使用する車両検出装置に関するものであり、特に、カメラを用いて車両を検出する車両検出装置に関する。

【背景技術】

【0002】

車両を検出するための検出媒体として、従来から、超音波方式、画像方式及び赤外線方式のものを用いて、車両の存在有無を検出している。このような、検出媒体を用いた車両検出装置として、赤外線方式のセンサーとしてサーモパイルセンサーを、車道の各車線の上部に位置するように、柱から水平方向に延びたアームに取り付け、サーモパイルセンサーで検出される背景部分の電圧値（背景レベル）、及び、閾値を学習によって演算し、サーモパイルセンサーからの入力レベル値と背景レベルとの差を、前述の閾値と比較して判定して、車両の有無を判定するものがある（例えば、特許文献１参照）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２００７−１０２４５３号公報（第６、９、１０頁、図１）

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

しかしながら、前述の超音波方式、画像方式又は赤外線方式のものを用いた車両検出装置は、何れも気象条件又は車両の走行状態によって誤差要因が発生するという問題点があった。この誤差は、期待されたアナログ値が得られないことによるものである。誤差が生じる要因としては、例えば、画像方式においては、背景と車両との差分が得られない場合、そして、赤外線方式においては、路面と車両の色又は温度との差分が得られない場合等である。

【0005】

また、特許文献１に記載された車両検出装置は、センサーを柱から水平に延びたアームに取り付けるものであり、その工事における材料及び工事費が増大し、さらに、美観を損なうという問題点もあった。

【0006】

本発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、第１の目的は、検出媒体としてカメラを用い、各種気象条件下においても、背景（路面）と車両との分離を確実に行って車両の存在を検出することができる車両検出装置を得ることである。
そして、第２の目的は、車両検出装置の設置工事における材料及び工事費を削減することができる車両検出装置を得ることである。

【課題を解決するための手段】

【0007】

本発明に係る車両検出装置は、車両の側方から該車両の車輪のタイヤホイールを撮像するカメラ部と、該カメラ部によって撮像された画像処理映像から前記車両の車輪のタイヤホイールを検出する制御部と、を備え、前記画像処理映像内には前記タイヤホイールを検出するための第１検出エリア及び第２検出エリアが構成され、前記制御部は、前記画像処理映像から前記第１検出エリアにおいて前記車両の前輪のタイヤホイールが検出した後に、前記第２検出エリアにおいて前記車両の前輪のタイヤホイールが検出された場合、前記車両の存在を有りと判定することを特徴とする。

【0008】

本発明に係る車両検出装置は、車両の側方から該車両の車輪のタイヤホイールを撮像するカメラ部と、該カメラ部によって撮像された画像処理映像から前記車両の車輪のタイヤホイールを検出する制御部と、前記車両のホイールベースと車種との関連付けデータを記憶している記憶部とを備え、前記制御部は、前記画像処理映像から前記車両の前輪及び後輪のタイヤホイールが検出された場合、前記車両の存在を有りと判定するものであって、時間を計測する第１タイマー及び第２タイマーを有し、前記画像処理映像内には前記タイヤホイールを検出するための第１検出エリア及び第２検出エリアを構成し、該第１検出エリア及び該第２検出エリアは、前記画像処理映像内において、略水平に配置され、かつ、該第１検出エリアは、該第２検出エリアより前記車両の進行方向の手前側に配置され、前記第１タイマーは、前記第１検出エリアにおいて、前記車両の前輪のタイヤホイールが検出された時点から、前記第１検出エリアにおいて、前記車両の後輪のタイヤホイールが検出された時点までのホイールベース通過時間を計測し、前記第２タイマーは、前記第１検出エリアにおいて、前記車両の前輪のタイヤホイールが検出された時点から、前記第２検出エリアにおいて、前記車両の前輪のタイヤホイールが検出された時点までの前輪通過時間を計測し、該前輪通過時間、及び、前記第１検出エリアと前記第２検出エリアとの距離である検出間距離から前記車両の速度を算出し、該速度及び前記ホイールベース通過時間からホイールベースを算出し、該ホイールベース、及び、前記記憶部に記憶された前記車両のホイールベースと車種との関連付けデータに基づいて、前記車両の車種を判定することを特徴とする。

【0009】

前記制御部と外部との通信を行うためのインターフェース部を備え、前記第１検出エリアと前記第２検出エリアとの距離である検出間距離、及び／又は前記車両のホイールベースと車種との関連付けデータは、前記インターフェース部を介して、外部機器であるコンソールから更新可能とすることを特徴とする。

【0010】

前記制御部は、前記画像処理映像内における前記車両の進行方向手前側の端部に、前記車両が照射するヘッドライト光を検出するための第３検出エリアを構成し、前記画像処理映像の全体の輝度平均値を算出し、該輝度平均値が第１所定値未満である場合、夜間であると判定して、昼間における画像処理負荷よりも下げた状態であるスリープ状態とし、前記車両が前記カメラ部に近づくことによって、前記車両が照射するヘッドライト光による前記第３検出エリアにおける輝度平均値が、第２所定値に達した時点で、前記車両が前記画像処理映像内に進入する前兆であると判定して、前記スリープ状態から前記画像処理負荷が元の状態であるアクティブ状態にすることを特徴とする。

【0011】

前記制御部は、夜間であると判定している状態において、前記アクティブ状態の際に、前記車両の存在を検出する処理を実行した後から所定時間経過後、再び、前記スリープ状態にすることを特徴とする。

【0012】

前記制御部に電力を供給する電源部と、太陽光の光エネルギーを光起電力効果によって電力に変換する太陽電池と、該太陽電池によって変換された電力を蓄電する蓄電部と、を備え、前記蓄電部は、前記電源部を介して、前記制御部に電力を供給することを特徴とする。

【発明の効果】

【0013】

本発明によれば、カメラ部の検出対象として、どのような車両においても同様の形状であるタイヤホイールに着眼したことによって、どのような車両においても高い確実性をもって、車両の存在の検出が可能であることが期待できる。また、カメラ部による側射方式を採用したことにより、設置位置が車線直上である直上形感知器のように、柱からアームを張り出して設置する必要がないため、工事における材料及び工事費の増大を抑制し、かつ、美観を損なうことがないという利点がある。

【0014】

また、画像処理映像内にはタイヤホイールを検出するための第１検出エリア及び第２検出エリアが構成され、その第１検出エリア及び第２検出エリアは、画像処理映像内において、略水平に配置され、かつ、その第１検出エリアは、画像処理映像内において、第２検出エリアより前記車両の進行方向の手前側に配置され、各検出エリアにおいてタイヤホイールを検出することによって、車両の車種の判定、及び速度の算出が可能となり、これらのデータを外部に送信することによって活用することが可能となる。

【0015】

また、第１検出エリアと第２検出エリアとの距離である検出間距離、及び／又は車両のホイールベースと車種との関連付けデータを、インターフェース部を介して、外部機器であるコンソールから更新可能とすることによって、画像処理映像の縮尺から算出した検出間距離が実際の距離と同じ値となるように調整することにより、車両の車種の判定、及び速度の算出の精度を高めることができ、また、車両のホイールベースと車種との関連付けデータを更新可能とすることによって、小型車か大型車かの２種類の車種判定のみならず、ホイールベースによって、３種類以上の車種に細分化して車種を判定することも可能にすることができる。

【0016】

また、画像処理映像内にヘッドライト光を検出するための第３検出エリアを構成し、夜間においては、制御部の昼間における画像処理負荷よりも下げた状態であるスリープ状態とし、第３検出エリアによって、ヘッドライト光が検出された場合に、スリープ状態からアクティブ状態にすることによって、夜間中、かつ、車両が走行していない状態においては、スリープ状態となるので、消費電力を低減することができる。

【0017】

また、第３検出エリアによるヘッドライト光の検出によってアクティブ状態となり、制御部による車両の存在を検出する処理を実行した後から所定時間後に、再び、スリープ状態とすることによって、さらなる消費電力の低減を図ることが可能となる。

【0018】

また、太陽光の光エネルギーを光起電力効果によって電力に変換する太陽電池と、その太陽電池によって変換された電力を蓄電する蓄電部と、を備え、その蓄電部によって制御部への電力の供給を少なくとも補助的に実施でき、省電力化に寄与することができる。

【図面の簡単な説明】

【0019】

【図1】本発明の実施の形態１に係る車両検出装置１の機能ブロック図である。

【図2】本発明の実施の形態１に係る車両検出装置１の車道近傍における設置例を示す図である。

【図3】本発明の実施の形態１に係る車両検出装置１におけるカメラ部４が撮像する画像処理映像３１を示す図である。

【図4】本発明の実施の形態１に係る車両検出装置１におけるカメラ部４の画像処理映像３１において車両の車輪のタイヤホイールを検出する状態を示す図である。

【図5】本発明の実施の形態１に係る車両検出装置１による車両検出の処理を示すフローチャートである。

【図6】本発明の実施の形態２に係る車両検出装置１においてカメラ部４の画像処理映像３１における検出エリアＤｔ３が車両のヘッドライト光を検出する状態を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0020】

実施の形態１．
（車両検出装置１の構成）
図１は、本発明の実施の形態１に係る車両検出装置１の機能ブロック図である。
図１で示されるように、本実施の形態に係る車両検出装置１は、電源部３、カメラ部４、制御部５、記憶部６、インターフェース部７、無線部８、太陽電池９及び蓄電部１０を備えている。このうち、電源部３、カメラ部４、制御部５、記憶部６、インターフェース部７及び蓄電部１０は、同一の筐体内に収納され、車両検出部２として構成されている。

【0021】

電源部３は、商用電源（例えば、ＡＣ１００［Ｖ］等）等の交流電源から電源供給を受け、その交流電圧を直流電圧に変換し、カメラ部４、制御部５、記憶部６、インターフェース部７、無線部８に電力を供給するものである。
なお、図１において、電源部３と各構成部とを接続する点線は電力供給を示している。なお、電源部３から直接もしくは制御部５を介して電力を各構成部に供給するようにしても良い。例えば、図１で示されるように、電源部３は制御部５を介してインターフェース部５に電力を供給し、インターフェース部５を介して無線部８に電力を供給する構成としてもよい。

【0022】

カメラ部４は、ＣＭＯＳ（Ｃｏｍｐｌｅｍｅｎｔａｒｙ Ｍｅｔａｌ Ｏｘｉｄｅ Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）カメラ又はＣＣＤ（Ｃｈａｒｇｅ Ｃｏｕｐｌｅｄ Ｄｅｖｉｃｅ）カメラ等を用いて、車両の前輪及び後輪を撮像するものである。すなわち、カメラ部４は、車両の大きな特徴である前輪及び後輪のタイヤホイールに着眼し、側射方式によってそのタイヤホイールを撮像するものであり、そのタイヤホイールの形状の画像認識に特化して用いられる。このように、検出対象として、どのような車両においても同様の形状であるタイヤホイールに着眼したことによって、どのような車両においても車両の存在等の検出が可能であることが期待できる。また、カメラ部４は、図２において後述するように、側射方式であり、遠方を撮像する必要がないので、撮像した画像の画素数として大きなものが求められるものではなく、例えば、２０万画素程度の画素数であればよい。このカメラ部４によって、車両の前輪及び後輪を一画面に撮像する場合、例えば、使用するレンズを概ね１００［°］以上の広角度タイプを採用するものとすればよい。ただし、カメラ部４のレンズの視野角は、車両と、カメラ部４を含む車両検出部２の設置位置との相関によって決定されるものである。

【0023】

制御部５は、例えば、画像処理に特化したＳｏＣ（システムオンチップ）を採用したＣＰＵを有するものであり、カメラ部４で所定のフレームレートで撮像された撮像データに基づいて、その撮像データに含まれる車両の車輪のタイヤホイールの楕円形状を検出し、その楕円形状を真円に補正してその中心を求め、あるいは、楕円形状の重心を求める。そして、制御部５は、その前輪と後輪のタイヤホイールの中心間又は重心間の距離をホイールベースＨｂとして算出する等の処理を実行し、車両の存在、車種及び速度の検出を実施し、それらの各検出データを後述するインターフェース部７を介して、外部（例えば、交通信号制御機又は交通管制センター等）に出力する。

【0024】

記憶部６は、制御部５によってデータの読み出し、書き込み（更新）又は削除がなされるメモリー等の記憶媒体である。この記憶部６は、例えば、カメラ部４によって撮像された撮像データを制御部５を介して一時的に記憶したり、制御部５によって演算された一時的なデータを記憶したり、後述するようにコンソール１１によって入力された車両検出装置１用のパラメーターをインターフェース部７及び制御部５を介して記憶する。
なお、記憶部６は、図１で示されるように、１つの記憶媒体として記載されているが、例えば、コンソール１１によって入力されるパラメーター等、車両検出装置１の電源がＯＦＦになってもデータを記憶させておく必要がある場合には、不揮発性のＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）によって構成されるものとすればよい。また、制御部５によって演算された一時的に記憶されたデータ等、車両検出装置１の電源がＯＦＦになった場合に記憶させておく必要のない場合には、揮発性のＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）によって構成すればよい。また、これらのＲＡＭ及びＲＯＭの双方によって構成させてもよいのは言うまでもない。

【0025】

インターフェース部７は、制御部５によって処理されたデータを外部に出力する場合、そして、外部からデータを入力して制御部５に送信する場合に、各データをインターフェース変換するものである。このインターフェース部７は、例えば、前述のように、制御部５によって処理が実行された検出データをインターフェース変換（例えば、検出データが「車両の存在」データであれば、フォトカプラーによってＯＮ／ＯＦＦ信号に変換し、「速度」データであれば、シリアルデータに変換する）して、外部（交通信号制御機又は交通管制センター等）に送信する。また、インターフェース部７から有線によって外部にデータを送信できない場合は、インターフェース部７は、後述するように、無線部８にデータを出力し、無線部８による無線方式によってデータを外部に送信する。さらに、インターフェース部７は、外部機器であるコンソール１１を接続するためのコネクタを有し、コンソール１１によって入力されるパラメーターを制御部５が入力できるようにインターフェース変換する。

【0026】

無線部８は、制御部５によって処理されたデータをインターフェース部７から有線によって外部に送信できない場合等に、そのデータをインターフェース部７から入力し、無線方式によって外部に送信するものである。また、逆に、無線部８は、外部からのデータを有線によってインターフェース部７が受信できない場合等に、外部からのデータを無線方式によって受信し、受信したデータをインターフェース部７を介して制御部５に出力する。この無線部８は、設置位置が通常の直上形感知器（例えば、超音波感知器は、車線直上５．５［ｍ］に設置される）と異なり、それよりも低い位置に取り付けられることを想定し、周波数帯域の低いモデム（例えば、４２９［ＭＨｚ］帯）を採用するものとすればよい。これによって、障害物等があった場合においても、電波の回り込み現象によって適切に電波（無線）による送信が期待できる。
なお、図１で示されるように、無線部８がインターフェース部７に接続されている構成としているが、これに限定されるものではなく、無線方式によるデータの送受信が必要ない場合は、特に無線部８を設ける必要はない。

【0027】

太陽電池９は、ソーラーパネルによって構成され、太陽光の光エネルギーを光起電力効果によって電力に変換するものである。この太陽電池９によって光エネルギーから変換された電力は、車両検出部２内に収納されたリチウム電池等の蓄電部１０に蓄電される。この蓄電部１０に蓄電された電力は、電源部３に供給され、商用電源等による電力供給を補助する。
なお、図１で示されるように、電源部３は、商用電源等の交流電源からの電力供給、及び、太陽電池９及び蓄電部１０からの電力供給を受けているが、カメラ部４及び制御部５が低電力によって駆動可能な場合は、太陽電池９及び蓄電部１０からの電力供給のみで駆動させることも可能である。

【0028】

コンソール１１は、外部から車両検出部２のインターフェース部７に構成されたコネクタに接続して、車両検出装置１用のパラメーターを入力するものであり、例えば、専用の操作機器、又は、パソコン等によって構成されるものである。このコンソール１１によって入力されたパラメーターは、インターフェース部７及び制御部５を介して、記憶部６に記憶される。コンソール１１によって入力されるパラメーターとしては、後述するように、カメラ部４で撮像された撮像データに基づく画像処理映像３１（図３において後述）内の車両のタイヤホイールを検出するエリアである検出エリアＤｔ１と検出エリアＤｔ２との距離である検出間距離Ｌ０［ｍ］、制御部５によって算出されたホイールベースＨｂと車種（小型車又は大型車等）との関連付けデータ、又は、保持時間Ｔｈｏ（図５において後述）を算出するためのホイールベースＨｂと車両の平均車長との関連付けデータ等がある。ここで、関連付けデータとは、例えばデータベースにおいて構成されたテーブルデータ等である。

【0029】

（車両検出装置１の設置構成）
図２は、本発明の実施の形態１に係る車両検出装置１の車道近傍における設置例を示す図である。
図２で示されるように、車道２１には車両２３が走行しており、車道２１の路肩に電柱等の柱２２が立設されており、この柱２２に車両検出装置１が設置されている。具体的には、車両検出装置１のうち、カメラ部４を有する車両検出部２が、柱２２において、地面から略３．５［ｍ］程度の位置に、かつ、カメラ部４の撮影方向が車両２３の車輪に向くように設置されている。前述のように、本実施の形態に係る車両検出装置１は、カメラ部４によって側射方式によって、車両２３のタイヤホイールを撮像するものであるので、本来的には、車両２３のタイヤホイールを略真円として撮像できる低位置に設置するのが好適であるが、雨天時における水しぶき又は積雪時の影響を鑑みて、上記のような高さに設置している。したがって、車両２３のタイヤホイールの高さ位置と比較して、上方からのカメラ部４による撮像となるので、撮像されたタイヤホイールは真円形状ではなく、楕円形状となる。

【0030】

また、柱２２の上部には、車両検出装置１のうち、無線部８及び太陽電池９が設置されている。このうち、無線部８は、有線によって車両検出部２のインターフェース部７に接続されており、太陽電池９は、有線によって車両検出部２に収納された蓄電部１０に接続されている。このように、無線部８及び太陽電池９を柱２２の上部に設置するのは、無線部８については、データの送受信をしやすくするためであり、太陽電池９については、太陽光を受けやすくするためである。

【0031】

以上のように、本実施の形態に係る車両検出装置１は側射方式であるため、設置位置が車線直上である直上形感知器のように、柱からアームを張り出して設置する必要がないため、工事における材料及び工事費の増大を抑制し、かつ、美観を損なうことがないという利点がある。

【0032】

なお、車両検出部２の設置位置を、柱２２において地面から略３．５［ｍ］としているが、この高さに限定されるものではなく、例えば、水しぶき又は積雪等の影響が全くない環境（例えば、トンネルの中等）においては、車両２３のタイヤホイールの高さと略同一の高さの位置に設置するものとしてよい。

【0033】

（車両検出装置１による車両検出処理）
図３は、本発明の実施の形態１に係る車両検出装置１におけるカメラ部４が撮像する画像処理映像３１を示す図であり、図４は、同車両検出装置１におけるカメラ部４の画像処理映像３１において車両の車輪のタイヤホイールを検出する状態を示す図であり、そして、図５は、同車両検出装置１による車両検出の処理を示すフローチャートである。ここで、「車両検出処理」とは、車両の存在の検出、車両の車種の検出、及び車両の速度の検出を示すものとする。

【0034】

図３で示される画像処理映像３１は、カメラ部４によって撮像される映像画面を示している。この画像処理映像３１の下部には、車両の車輪のタイヤホイールを検出するためのエリアである検出エリアＤｔ１、Ｄｔ２が構成されている。車道を走行する車両の前輪及び後輪の中心を結ぶ線は、地面に対して略水平であるので、この２つの検出エリアＤｔ１、Ｄｔ２も画像処理映像３１内において略水平となるように設定され、かつ、この検出エリアＤｔ１と検出エリアＤｔ２との間は、画像処理映像の縮尺から実際の距離を算出し、検出間距離Ｌ０［ｍ］だけ離れるように設定されている。また、検出エリアＤｔ１は、画像処理映像３１内において、検出エリアＤｔ２より車両３２の進行方向の手前側に設定されている。例えば、車両２３の進行方向として画像処理映像３１の右側から左側を想定する場合には、画像処理映像３１内において、検出エリアＤｔ１が検出エリアＤｔ２の右側に設定されている。このような、検出エリアＤｔ１、Ｄｔ２の設定、及び、検出間距離Ｌ０の設定は、コンソール１１によって実施するものとすればよい。

【0035】

なお、検出エリアＤｔ１、Ｄｔ２は、それぞれ本発明の「第１検出エリア」及び「第２検出エリア」に相当する。

【0036】

以下、図４及び図５を参照しながら、車両検出装置１による車両検出処理について説明する。なお、図４においては、便宜上、車両２３の車輪の高さからカメラ部４によって撮像される場合、すなわち、車両２３のタイヤホイールが略真円形状として撮像できる位置によって撮像される場合を示している。

【0037】

（Ｓ１）
制御部５は、画像処理映像３１の検出エリアＤｔ１において、車両２３の前輪２３ａのタイヤホイールが検出されたか否かを判定する。その判定の結果、前輪２３ａのタイヤホイールが検出された場合、ステップＳ２へ進み、検出されない場合、前輪２３ａのタイヤホイールが検出されたか否かの判定を継続する。このように検出エリアＤｔ１において、車両２３の前輪２３ａが検出された状態を示すのが、図４（ａ）で示される画像処理映像３１である。

【0038】

（Ｓ２）
制御部５は、画像処理映像３１の検出エリアＤｔ１において、車両２３の前輪２３ａのタイヤホイールが検出された時点で、タイマーＴ１及びタイマーＴ２によるタイムカウントを開始する。そして、ステップＳ３へ進む。

【0039】

（Ｓ３）
制御部５は、画像処理映像３１の検出エリアＤｔ１において、車両２３の後輪２３ｂのタイヤホイールが検出されたか否かを判定する。その判定の結果、後輪２３ｂのタイヤホイールが検出された場合、ステップＳ４へ進み、検出されない場合、後輪２３ｂのタイヤホイールが検出されたか否かの判定を継続する。このように検出エリアＤｔ１において、車両２３の前輪２３ａが検出された状態を示すのが、図４（ｂ）で示される画像処理映像３１である。

【0040】

（Ｓ４）
制御部５は、タイマーＴ１のタイムカウントを停止し、タイマーＴ１のタイムカウント値、すなわち、検出エリアＤｔ１において車両２３の前輪２３ａのタイヤホイールが検出されてから後輪２３ｂのタイヤホイールが検出されるまでの時間を、記憶部６に一時記憶させる。そして、ステップＳ５へ進む。

【0041】

（Ｓ５）
制御部５は、記憶部６に記憶したタイマーＴ１のタイムカウント値を、ホイールベースＨｂ通過時間Ｔｈｂとして決定する。そして、後述するステップＳ１０の処理終了を確認後、ステップＳ１１へ進む。

【0042】

（Ｓ６）
制御部５は、画像処理映像３１の検出エリアＤｔ２において、車両２３の前輪２３ａのタイヤホイールが検出されたか否かを判定する。その判定の結果、前輪２３ａのタイヤホイールが検出された場合、ステップＳ７へ進み、検出されない場合、前輪２３ａのタイヤホイールが検出されたか否かの判定を継続する。このように検出エリアＤｔ２において、車両２３の前輪２３ａが検出された状態を示すのが、図４（ｂ）で示される画像処理映像３１である。

【0043】

（Ｓ７）
制御部５は、画像処理映像３１の検出エリアＤｔ２において、車両２３の前輪２３ａのタイヤホイールが検出された場合、「車両の存在」有りとして、フラグＦｌｇをＯＮとし、このフラグＦｌｇのＯＮデータを記憶部６に一時記憶する。そして、ステップＳ８へ進む。
なお、このフラグＦｌｇのＯＮ／ＯＦＦの切り替えタイミングは高速であると考えられることから、記憶部６ではなく、制御部５のＣＰＵに内蔵され、高速に読み書きが可能なバッファ又はレジスタに一時記憶されるものとしてもよい。

【0044】

（Ｓ８）
制御部５は、ステップＳ２においてタイムカウントが開始されたタイマーＴ２のタイムカウントを停止し、タイマーＴ２のタイムカウント値、すなわち、検出エリアＤｔ１において車両２３の前輪２３ａのタイヤホイールが検出されてから、検出エリアＤｔ２において前輪２３ａのタイヤホイールが検出されるまでの時間を、記憶部６に一時記憶させる。そして、ステップＳ９へ進む。

【0045】

（Ｓ９）
制御部５は、記憶部６に記憶したタイマーＴ２のタイムカウント値を、前輪通過時間Ｔｆｒｏｎｔとして決定する。そして、ステップＳ１０へ進む。

【0046】

（Ｓ１０）
制御部５は、記憶部６に記憶された検出間距離Ｌ０及び前輪通過時間Ｔｆｒｏｎｔから、下記の式（１）によって、車両２３の速度Ｖを算出する。

【0047】

Ｖ＝Ｌ０／Ｔｆｒｏｎｔ （１）

【0048】

そして、前述のステップＳ５の処理終了を確認後、ステップＳ１１へ進む。

【0049】

（Ｓ１１）
制御部５は、ステップＳ１０において算出した速度Ｖ、及び、ステップＳ５において求めたホイールベースＨｂ通過時間Ｔｈｂから、下記の式（２）によって、車両２３の前輪と後輪との距離であるホイールベースＨｂを算出する。

【0050】

Ｈｂ＝Ｖ×Ｔｈｂ （２）

【0051】

そして、ステップＳ１２へ進む。

【0052】

（Ｓ１２）
制御部５は、ステップＳ１１において算出したホイールベースＨｂ、及び、記憶部６に記憶されたホイールベースＨｂと車種（小型車又は大型車等）との関連付けデータに基づいて、ホイールベースＨｂを算出した車両２３の車種を判定する。そして、ステップＳ１３へ進む。
なお、上記のように車種としては小型車か大型車かの判定をする場合を例示しているが、ホイールベースＨｂによって、３種類以上の車種に細分化して車種を判定するものとしてもよい。

【0053】

（Ｓ１３）
制御部５は、画像処理映像３１の検出エリアＤｔ２において、車両２３の後輪２３ｂのタイヤホイールが検出され、さらに、通過したか否かを判定する。その判定の結果、後輪２３ｂのタイヤホイールが通過した場合、ステップＳ１４へ進み、通過していない場合、後輪２３ｂのタイヤホイールが通過されたか否かの判定を継続する。

【0054】

（Ｓ１４）
制御部５は、ステップＳ１１において算出したホイールベースＨｂ、及び、記憶部６に記憶されたホイールベースＨｂと車両の平均車長との関連付けデータに基づいて、車長からホイールベースＨｂ部分を除いた未計測部分（バンパー又はトランク部分等）を加味した保持時間Ｔｈｏを求め、この保持時間Ｔｈｏが経過したか否かを判定する。この判定の結果、保持時間Ｔｈｏが経過した場合、ステップＳ１５へ進み、経過していない場合は、引き続き保持時間Ｔｈｏが経過したか否かの判定を継続する。

【0055】

（Ｓ１５）
制御部５は、保持時間Ｔｈｏが経過した時点で、「車両の存在」無しとして、フラグＦｌｇをＯＦＦとし、このフラグＦｌｇのＯＦＦデータを記憶部６に一時記憶する。そして、ステップＳ１及びステップＳ６へ戻り、再び、車両検出処理を繰り返す。この時点で、制御部５は、インターフェース部７を介して、又は、無線部８を介して、「車両の存在」データ（例えば、インターフェース部７のフォトカプラーによるＯＮ信号）、「車種」データ、及び、「速度」データの各検出データを外部（交通信号制御機又は交通管制センター等）に送信する。
なお、上記の各検出データをステップＳ１５の処理時に送信するものとしたが、これに限定されるものではない。すなわち、例えば、「車両の存在」データについては、ステップＳ７における検出エリアＤｔ２において、車両２３の前輪２３ａのタイヤホイールが検出された場合、すなわち、「車両の存在」有りとしてフラグＦｌｇをＯＮとしたタイミングで送信するものとしてもよい。また、「車種」データについては、ステップＳ１２における車両２３の車種の判定時のタイミングで送信するものとしてもよい。そして、「速度」データについては、ステップＳ１０における車両２３の速度Ｖの算出時のタイミングで送信するものとしてもよい。
また、少なくとも「車両の存在」データを外部に送信するものとし、必ずしも「車種」データ及び「速度」データを外部に送信する必要はなく、外部からの必要性に応じて送信するものとすればよい。

【0056】

以上のような、動作のように、車両の大きな特徴である前輪及び後輪のタイヤホイールに着眼し、車両検出処理を実施するので、確実性の高い「車両の存在」の検出が可能となる。
また、画像処理映像３１に車両の車輪のタイヤホイールを検出するエリアとして２つの検出エリアＤｔ１、Ｄｔ２を設定しているので、車両の車種及び速度の検出が可能となる。

【0057】

なお、図４（ｃ）で示されるように、大型トラック等の大型車の場合、車両２４のように後輪として２つ（両輪を考えた場合４つ）備える場合がある。このとき、車両２４の前輪２４ａに近い方の後輪を第１後輪２４ｂとし、後方側の後輪を第２後輪２４ｃとする。この場合のステップＳ１３においての検出エリアＤｔ２における、車両２４の後輪のタイヤホイールの検出方法としては以下のように実施すればよい。すなわち、まず、検出エリアＤｔ２には、第１後輪２４ｂが進入するので、第１後輪２４ｂのタイヤホイールが検出されることになる。さらに、制御部５は、通常では、この検出エリアＤｔ２から第１後輪２４ｂが通過したことを判定するが、第１後輪２４ｂが通過したことを検出される前、又は、第１後輪２４ｂが通過したことを検出された後の保持時間Ｔｈｏ経過中に、検出エリアＤｔ２において、第２後輪２４ｃのタイヤホイールが検出されることになる。したがって、制御部５は、検出エリアＤｔ２において、この第２後輪２４ｃのタイヤホイールが検出されることをもって、「車両の後輪のタイヤホイールが検出」されたものとして扱うものとすればよい。この検出方法は、ステップＳ３においての検出エリアＤｔ１における車両の後輪のタイヤホイールの検出方法にも適用すればよい。

【0058】

（実施の形態１の効果）
以上の構成及び動作のように、カメラ部４の検出対象として、どのような車両においても同様の形状であるタイヤホイールに着眼したことによって、どのような車両においても高い確実性をもって、車両の存在等の検出が可能であることが期待できる。

【0059】

また、画像処理映像３１に車両の車輪のタイヤホイールを検出するエリアとして２つの検出エリアＤｔ１、Ｄｔ２を設定しているので、車両の車種及び速度の検出が可能となる。

【0060】

また、カメラ部４による側射方式を採用したことにより、設置位置が車線直上である直上形感知器のように、柱からアームを張り出して設置する必要がないため、工事における材料及び工事費の増大を抑制し、かつ、美観を損なうことがないという利点がある。

【0061】

なお、夕方又は夜間等において、カメラ部４による撮像のための十分な照度が得られない場合、赤外線照明をオプションとして設置し、その赤外線照明による赤外線を、車両の車輪のタイヤホイールに向けて照射し、反射される赤外線をカメラ部４が画像として検出するものとしてもよい。この場合、カメラ部４は、赤外線を検出できる赤外線カメラとしての機能を有する必要がある。

【0062】

実施の形態２．
本実施の形態に係る車両検出装置１について、実施の形態１に係る車両検出装置１と相違する点を中心に説明する。

【0063】

（車両検出装置１の省電力機能について）
図６は、本発明の実施の形態２に係る車両検出装置１においてカメラ部４の画像処理映像３１における検出エリアＤｔ３が車両のヘッドライト光を検出する状態を示す図である。
交通量の少ない夜間において、交通量の多い昼間と同等に、制御部５のＣＰＵに対して負荷をかけるものとすると、余分な電力を消費することになる。そこで、本実施の形態に係る車両検出装置１は、交通量の少ない夜間においては、制御部５のＣＰＵの負荷を低減させて、消費電力を低減する省電力機能を備える。

【0064】

まず、車両検出装置１の制御部５は、カメラ部４によって撮像される画像処理映像３１の全体の輝度平均値を算出し、その輝度平均値が所定の閾値未満である場合、夜間であると判定する。なお、この場合の所定の閾値は、本発明の「第１所定値」に相当する。夜間であると判定した場合、制御部５は、画像処理負荷を下げるため、カメラ部４のフレームレートを下げ、ＣＰＵのクロック周波数を下げて、省電力状態（スリープ状態）とする。

【0065】

この画像処理映像３１の右端部には、車両２３が照射するヘッドライト光４１を検出するためのエリアである検出エリアＤｔ３が構成されている。このような、検出エリアＤｔ３の設定は、コンソール１１によって実施するものとすればよい。なお、図６の例では、画像処理映像３１の右端部に検出エリアＤｔ３を設定した場合を示すが、本発明はこれに限られるものではない。画像処理映像３１内における車両２３の進行方向手前側の端部に、検出エリアＤｔ３を設定するものであれば良い。例えば、車両２３の進行方向として画像処理映像３１の左側から右側を想定する場合には、画像処理映像３１の左端部に検出エリアＤｔ３を設定するようにしても良い。
制御部５は、車両２３が車両検出装置１が設置された箇所に近づくことにより、車両２３のヘッドライト光４１によって、画像処理映像３１の検出エリアＤｔ３における輝度平均値がだんだん高くなり、検出エリアＤｔ３における輝度平均値が所定の閾値に達した時点（この時点で、画像処理映像３１内には車両２３は進入していないものとする）で、車両２３が進入する前兆であると判定する。なお、この場合の所定の閾値は、本発明の「第２所定値」に相当する。制御部５は、車両２３の進入の前兆を判定した場合、画像処理負荷を元に戻すため、カメラ部４のフレームレート及びＣＰＵのクロック周波数を元に戻し、アクティブ状態にする。そして、制御部５は、実施の形態１で説明したように、車両検出処理を実行する。

【0066】

また、制御部５は、車両２３について車両検出処理の実施後、所定時間経過後に、再びスリープ状態にする。この所定時間としては、例えば、通過した車両２３の速度から通常取られるであろう車間距離を同速度で通過する時間等が考えられる。

【0067】

なお、検出エリアＤｔ３は、本発明の「第３検出エリア」に相当する。

【0068】

（実施の形態２の効果）
以上のように、省電力機能を有する車両検出装置１は、夜間中、かつ、車両が走行していない状態においては、スリープ状態にすることによって、消費電力を低減することができる。

【0069】

また、検出エリアＤｔ３によるヘッドライト光４１の検出によってアクティブ状態となり、制御部５による車両検出処理の実行後から所定時間後に、再び、スリープ状態とすることによって、さらなる消費電力の低減を図ることが可能となる。

【符号の説明】

【0070】

１ 車両検出装置、２ 車両検出部、３ 電源部、４ カメラ部、５ 制御部、６ 記憶部、７ インターフェース部、８ 無線部、９ 太陽電池、１０ 蓄電部、１１ コンソール、２１ 車道、２２ 柱、２３ 車両、２３ａ 前輪、２３ｂ 後輪、２４ 車両、２４ａ 前輪、２４ｂ 第１後輪、２４ｃ 第２後輪、３１ 画像処理映像、４１ ヘッドライト光、Ｄｔ１〜Ｄｔ３ 検出エリア。

【図1】

【図3】

【図5】

【図2】

【図4】

【図6】