专利名称：用于检测轴重超限车辆的系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种用于检测违反有关重量方面的限制的车辆的技术。
背景技术：
在公路等上，规定了其上的车辆重量。为了检验车辆是否遵守了规定，
在道路上安装用于测量车辆的每个轮轴的重量的轴重检测设备(axle weight detecting apparatus ，也叫估文承载才反)。期望识别和记录没有遵守有关轴重的规 定的轴重超限车辆(over axle weight vehicle)。
下面将参考图1介绍用于识別和记录轴重超限车辆的系统的一个例子。 该系统被提供有轴重检测设备2，安装在公路收费关卡的通道1上；传感 器S,用于检测在轴重检测设备2的下游侧的预定位置的车辆；以及摄像机 单元4,安装在传感器S的下游侧。
轴重;f佥测设备2检测轴重，并且在轴重超过预定的最大重量时，产生轴 重超限信号，并发送给安装在轴重检测设备2的车流下游侧的路边的摄像机 单元4。
传感器S是车辆检测设备，其例如包括一对光发射机和光接收机。传感 器S检测在由被确定为与通道1的车流方向垂直相交的直线所定义的检测位 置上车辆的存在与否。当光接收机检测到光发射机发射的光束时，传感器S 产生表示在检测位置上不存在车辆的车辆标记F^的信号，并把信号发送给
传感器S产生表示在检测位置上存在车辆的车辆标记F-1的信号，并把信号 发送给摄像机单元4。
摄像机单元4被安装在下游侧，其与传感器S的检测位置隔开预定的距 离。摄像机单元4中的摄像机视野对着通道的上游侧，当与车辆头部与检测 位置相交的时刻同步地执行图像拍摄时，摄像机单元4拍摄了车辆前部的图 像。
当从轴重检测设备2接收到轴重超限信号时，摄像机单元4被设置为轴
重超限车辆图像存储模式。摄像机单元4从传感器S获得车辆标记F,在轴
重超限车辆图像存储模式下，当收到的车辆标记F4时，摄像机单元4自动
执行图像拍摄，然后将图像作为轴重超限车辆图像存储。利用该操作，在违
反轴重规定的事件发生后，将首先到达传感器S的检测位置的车辆的图像或 者当违反轴重规定的事件发生时处在检测位置的车辆的图像存储作为轴重超 限车辆图像。
发明内容
然而，存在如下情形上述类型的系统不能拍摄到轴重超限车辆的前部 的图像。图2示出逸种情形下的一个示例。我们假设车辆Cl的超重轴5超过 了规定确定的最大轴重，当轴重检测设备2检测到超重轴5并将轴重超限信 号发送给摄像机单元4时，摄像机单元4被设置为轴重超限车辆图像存储模 式。这时，存在如下情形在车辆Cl和传感器S之间的区域中可能存在其 他车辆。在图2的例子中，有两辆车C2、 C3。在这种情形下，摄像机单元4 获得车辆标记F二l,并且执行图像拍摄。然后，车辆C2的图像，而不是轴重 超限车辆Cl的图像被拍摄到并作为轴重超限车辆图像存储。这种情况下，存 在如下情形把没有可能违反轴重规定的标准尺寸的车辆记录为轴重超限车 辆，而被怀疑是违反轴重规定的大型车辆的前部在标准尺寸的车辆的后面， 或者大型车辆的头部不在摄像机4的视野内，所以轴重超限车辆的图像没有 被存储。
曰本公开专利申请(JP-A-Heisei, 9-243440 )公开了 一种图像设备，其 防止标准尺寸的车辆被当作轴重超限车辆成像。该图像设备通过使用与通道 相交的检测光束来检测轴重超限车辆，以便同 一 高度保持在小型车辆不能阻 挡的较高位置，其观点是大多数轴重超限车辆是大型车辆，而不是小型车辆。 利用该技术，可以拍摄轴重超限车辆的图像，而不会错误地拍摄高度低并且 不是大型车辆的车辆的图像。然而，如图2中的车辆C3所示，存在如下情形 例如，因为装载了阻挡在较高位置的检测光束的行李，所以拍摄到违反轴重 规定的可能性较低的标准尺寸车辆的图像。
图3示出另一例子不能拍摄到轴重超限车辆的前部图像。当轴重检测 设备2和传感器S之间的距离短时，如果具有较大长度的车辆Cl的后轴是 过重轴5，则当轴重检测设备2检测到过重轴5时，有可能车辆C1的头部已
经在传感器S的检测位置之前。在这种情形下，摄像机单元4拍摄到车辆侧 面的图像。为了确定轴重超限车辆，希望拍摄车辆前部的图像，而不是车辆 侧面的图像。
轴重检测设备2与摄像机单元4的相对位置依据安装系统的收费关卡的 几何的和民用工程环境而不同。因而，其中发生如图2、 3所示情形的模式在 每个收费关卡是不同的。因此，难于在不考虑收费关卡的环境的情况下以高 概率记录轴重超限车辆的前部图像。
希望一种使得可以以较高概率记录轴重超限车辆的前侧图像的技术。 依据本发明的一个方面，轴重超限车辆检测系统包括轴重检测部分， 被配置成在通道的第一位置^^测车辆的轴重；传感器，被配置成在设置于为 第一位置的下游侧8米以内的第二位置检测车辆，并产生检测信号；摄像机 单元，被配置成响应于检测信号而拍摄车辆的图像；以及轴重超限车辆备选 者提取部分，被配置成当轴重超过预定值时，选择由传感器在第一位置检测 到的车辆和由传感器在第二位置检测到的车辆作为违反轴重规定的轴重超限 车辆的备选者。
依据本发明，提供了一种技术，所述技术使得可以以较高概率记录轴重 超限车辆的前侧图像。
图1示出用于识别轴重超限车辆的相关技术的例子；
图2示出用于识别轴重超限车辆的相关技术的例子；
图3示出用于识别轴重超限车辆的相关技术的例子；
图4是说明在轴重检测设备和传感器之间可以存在的车辆数目的图;
图5示出用于检测轴重超限车辆的系统的配置；
图6示出存储在图像存储部分12中的信息的数据配置；
图7是用于检测轴重超限车辆的系统的操作的时序图8是用于检测轴重超限车辆的系统的操作的时序图9示出在车辆、轴重检测设备和传感器之间的位置关系；
图IO示出在车辆、轴重检测设备和传感器之间的位置关系；
图ll示出在车辆、轴重检测设备和传感器之间的位置关系；
图12示出在车辆、轴重检测设备和传感器之间的位置关系；
图13示出在车辆、轴重检测设备和传感器之间的位置关系； 图14示出在车辆、轴重检测设备和传感器之间的位置关系； 图15示出在车辆、轴重检测设备和传感器之间的位置关系； 图16示出在车辆、轴重检测设备和传感器之间的位置关系；和 图17是示出用于指定超过轴重规定的车辆的逻辑的表。
具体实施例方式
下面将参考附图详细描述本发明的实施例。
本发明的发明人发现位于轴重检测设备2和传感器S之间的车辆数目能 根据收费关卡和车辆的实际属性来确定，将在下面参考图4进行描述所述确 定的基础。
(A)甚至于在有可能违反轴重规定的大型车辆的情况下，前轴(距离 车辆头部最近的轴)并不违反轴重规定。在法律中，公路允许的轴重值为10 吨。然而，如果前轴重超过这个值，则由于车辆的动态特征，驾驶操作变得 困难。如此，为了非法目的而超过该值实际上是不可能的。因此，超重轴被 认为是从头部开始第二个轴和在第二个轴以后的车轴。
(B )从头部开始第二个轴和在第二个轴之后的轴的悬伸距离(overhang) (在轴与车辆头部之间的距离) 一般为3米或更长。
(C) 车辆间的距离被认为大约l米。
(D) 车辆的长度最小大约4米(小型车辆的情形下)。
(E) 通常，在轴重检测设备2和传感器S之间的距离最大为8米。 在条款(A)到(E)下，典型地，当检测到违反轴重规定时，在轴重超
限车辆Cl前面两辆车的车辆C2被认为处在轴重检测设备的下游侧9米或更 远的位置。因此，两辆车前的车辆C2被认为已经处在传感器S的车流下游。
从前面的解释中，当检测到超过轴重时，轴重超限车辆与传感器S的检 测位置交迭，或者被传感器S下一个检测到，或者^L下下一个检测到。
发明人已经开发了一种系统，该系统用于根据上述认识，以高概率检测 到轴重超限车辆。下面将描述用于检测轴重超限车辆的系统。
第一实施例
图5示出第一实施例中用于检测轴重超限车辆的系统的配置。用于检测
轴重超限车辆的系统包括轴重检测设备2、传感器S、摄像机单元4和轴重超 限车辆检测设备10。安装传感器S以在比标准尺寸的车辆的高度高的位置(例
如，2米的高度)上检测车辆的存在。
轴重超限车辆检测设备IO可通过计算机来实现，该计算机连接到摄像机 单元4,以便可以在它们之间传送信息。轴重超限车辆检测设备10包括摄像 机控制部分11、图像存储部分12、轴重超限车辆备选者提取部分13、车辆 牌照读取部分14、车辆牌照选4奪部分15、车辆高度选择部分16和轴重超限 车辆备选者图像存储部分17。所述部分的每一个都是由轴重超限车辆检测设 备10的计算机实现的功能块，该轴重超限车辆检测设备读取存储在存储设备 中的计算机程序，并根据程序中描述的过程执行处理。
图6示出存储在图像存储部分12中的信息的数据配置。图像存储部分 12存储图像编号18、时间和日期19、车辆牌照20、图像21和轴重超限备选 者标记22，同时数据之间彼此对应。
参考图7至12，下面将利用通过车辆排列对情形分类来描述具有这样配 置的、用于检测轴重超限车辆的系统的操作。图7是说明在车辆排列的第一 和第二模式的情形下的操作的时序图。图8是说明在车辆排列的第三和第四
模式的情形下的操作的时序图。图9到12分别示出车辆排列中的第一到第四 模式。
参考图7，在时刻sl和s2之间，超过法律规定的最大轴重的轴通过轴重 检测设备2。轴重检测设备2在时刻s2产生轴重超限信号，并把信号发送给 摄像机单元4。摄像机单元4被设置为轴重超限车辆图像存储模式，并从传 感器S获得检测信号。在时刻s2,检测信号表示车辆标记F-O,也就是表示 在;f企测位置不存在车辆。在这种情形下，根据参照图4说明的事实，下一到 达才全测位置的车辆(如图9所示的第一情形中的车辆C1)和随后到达检测位 置的车辆(如图10所示的第二情形中的车辆Cl)中的任意一车辆被认为是 轴重超限车辆。
当传感器S产生车辆标记F=l时，摄像机控制部分11与该定时同步地 拍摄图像，并存储在图像存储部分12中，这时，产生单独指定图像的图像编 号18,并同当前时间和日期19 一起存储到图像存储部分12。而且，写入O 作为相应的轴重超限备选者标记。
轴重超限车辆备选者提取部分13提取下一个到达检测位置的车辆和下
下一个到达检测位置的车辆。特别地，对轴重超限备选者标记22,写入数值
1对应于在时刻s2后在传感器S第一次产生车辆标记F=l的时刻tl拍摄的 第一图像21、和在时间s2后在传感器S第二次产生车辆标记F二1的时刻t3 拍摄的第二图像21。
这时，传感器S的垂直方向上的检测位置被设置在比标准尺寸车辆的车 辆高度高的位置。如此，在高度上较低的车辆(诸如典型的标准尺寸车辆) 就被从轴重超限车辆备选者中排除掉。在时刻t3或时刻t3之后，在传感器S 产生车辆标记F=0的时刻t4,摄像机单元4的轴重超限车辆图像存储模式被 取消。
车辆牌照读取部分14对第一图像21和第二图像21执行图像识别，读取 在检测位置的车辆的牌照信息(包括车辆牌照的尺寸种类和车辆牌照上的符 号和字符的信息)，并与每一图像21相关联，然后作为车辆牌照20存储在图 像存储部分12中。
车辆牌照选择部分15从轴重超限车辆备选者中排除依照预先存储在存 储单元中的规则、基于车辆牌照20而判断为不是轴重超限车辆的车辆。该规 则例如如下确定。在日本的车辆牌照规则中，附于有可能违反轴重超限规定 的车辆的车辆牌照的种类是确定的。表示车辆是法定的大型车辆的大尺寸车 辆牌照、或者其头一个数字字符是1的"1号(l-number)"车辆牌照和其头一 个数字字符是8、表示车辆是标准尺寸卡车的"8号(8-number)"车辆牌照附 于这样的车辆上，从而，具有小于大尺寸车辆牌照的中等尺寸车辆牌照的车 辆从轴重超限车辆备选者中排除，在所述中等尺寸车辆牌照中，使用领域代 码中的头字符是除1和8(即"1号"和"8号")以外的数字。
依据由车辆高度传感器(图中没有示出)测得的车辆高度，车辆高度选
择部分16从轴重超限车辆备选者中排除其车辆高度低于在存储单元中存储 的预定值的车辆。在该实施例中，传感器S的垂直方向上的检测位置被设置 在检测不到标准尺寸车辆的高位置上。因此，车辆高度选择部分16的一部分 功能被检测位置的设置所取代。
轴重超限车辆备选者图像存储部分17将从存储在图像存储部分12中的 记录中提取的记录存储到轴重超限车辆备选者图像存储部分17中。通过把由 车辆牌照选择部分15或者车辆高度选择部分16从轴重超限车辆备选者中排 除的图像，从存储在图像存储部分12中的第一和第二图像21中排除来执行
所述提取。
在如图9所示的第一种情形下，轴重超限车辆备选者图像存储部分17
存储车辆C1的图像。在如图IO所示的第二种情形下，根据车辆牌照的图像 识别或测得的车辆高度，车辆C2的图像被排除掉，而车辆Cl的图像被存储。
图8是示出在如图11或12所示的车辆排列的情形下的操作的时序图。 在时序图的起点，摄像机单元4被设置为通常模式，其不是轴重超限车辆图 像存储模式。
在时刻tl时，传感器S检测到车辆，产生车辆标记F-l,并把标记数据 发送给摄像机单元4。摄像机控制部分11与时刻tl同步地拍摄图像，并将图 像21存储到图像存储部分12中。这时，产生图像编号18，并且其和成像的 时间和日期19 一起存储在图像存储部分12中。而且，写入0作为相应的轴 重超限车辆标记。
在传感器S,从没有检测到车辆时起，从时刻tl到时刻t2维持车辆标记 F=l ，在包括在时刻tl和t2之间的范围内的时刻sl和s2之间的范围内，其 重量超过轴重规定值的超重轴5通过轴重检测设备2。轴重检测设备2在时 刻s2产生轴重超限信号，并发送给摄像机单元4。摄像机单元4变为轴重超 限车辆图像存储模式，并且从传感器S获得检测信号。在时刻s2,检测信号 表示车辆标记F=l,即表示在检测位置存在车辆。在这种情形下，当前存在 于检测位置上的车辆(如图11所示的第三种情形中的车辆Cl)和下一个到 达检测位置的车辆(如图12所示的第四种情形中的车辆Cl )中的任意一辆 被认为是可能的轴重超限车辆。
轴重超限车辆备选者提取部分13在时刻s2提取存在于检测位置的车辆 和下一个到达检测位置的车辆。具体而言，写入数"1"作为轴重超限备选者
标记22,其对应于在时刻s2之后，在时刻tl拍摄的第三图像21和在车辆 标记首次从F二0变为F=l的时刻t3拍摄的第四图像21。
在时刻t3以后，在传感器S产生车辆标记F=0的时刻t4,摄像机单元4 的轴重超限车辆图像存储模式被取消。
此后，用于将根据车辆高度和车辆牌照20、从存储在图像存储部分12 中并且其轴重超限车辆标记为1的图像中选择出来的轴重超限车辆备选者的 数据写入到轴重超限车辆备选者图像存储部分17中的操作类似于参考图7所 说明的情形。
利用前述处理，可以以高概率记录从轴重超限车辆的前部拍摄的图像。 第二实施例
图13, 14, 15和16示出本发明的第二实施例的、用于检测轴重超限车 辆的系统。在该实施例中，使用两个传感器。因而，规定了基于在轴重检测 设备和传感器(其依赖于收费关卡的结构可以不同)之间的距离判断轴重超 限车辆的逻辑，以便准确地判断轴重超限车辆。
在该实施例中，第一传感器Sl和第二传感器S2安装在第一实施例中对 应于传感器S的位置。第一传感器Sl检测在车流方向的第一位置上的车辆的 存在与否。第二传感器S2检测在位于稍微离开第一位置的车流下游方向的第 二位置上的车辆存在与否。
图13 (a)到(c)示出如下情形当轴重检测设备2检测到其重量超过 规定值的车轴时，第一传感器S1和第二传感器S2都检测到车辆的存在。这 种情形用符号S一ll标记。在S一后的两个阿拉伯数字中的前一个表示第一传 感器S1的状态，后一个表示第二传感器S2的状态，其中，"0"表示没有检测 到车辆，而"l，，表示检测到车辆。图13 (a)到(c)分别说明了在SJ1情形 下在车辆和传感器之间的位置关系的模式。
图13 (a)所示的事件号1表示如下情形轴重超限车辆阻挡了第一传 感器Sl和第二传感器S2两者的光束。图13 (b)所示的事件号2-1表示如下 情形标准尺寸车辆(从车辆类型的观点看，不可能违反轴重规定)在具有 超限轴重的车辆的前面(标准尺寸车辆可能在轴重超限车辆的前面并与之相 邻，或者可能隔一辆相邻(next adjacent to it))。图13 (c)所示的事件号2-2 表示如下情形位于违反轴重规定的车辆的前面并与之相邻的大型车辆(从 车辆类型的观点看，有可能违反轴重规定)阻挡了第一传感器S1和第二传感 器S2两者的光束。
图14 (a)和(b)示出了如下情形当轴重检测设备2检测到违反轴重 规定的车轴时，第一传感器Sl检测到车辆的存在，而第二传感器S2没有检 测到车辆的存在。这种情形用符号SJ0标记。
图14 (a)所示的事件号3表示如下情形违反轴重规定的车辆阻挡了 第一传感器S1的光束，而第二传感器S2没有检测到车辆的存在。图14(b) 所示的事件号4表示如下情形轴重超限车辆前面的车辆阻挡了第一传感器 Sl的光束，而第二传感器S2没有检测到车辆的存在。
图15 (a)和(b)说明了如下情形当轴重检测设备2检测到违反轴重 规定的车轴时，第一传感器Sl没有检测到车辆的存在，而第二传感器S2检 测到车辆的存在。这种情形用符号S—01标记。
图15 (a)所示的事件号5-1示出如下情形在违反轴重规定的车辆前面 的标准尺寸车辆阻挡了第二传感器S2的光束，而第一传感器Sl没有检测到 车辆的存在。图15 (b)所示的事件号5-2示出如下情形在违反轴重规定的 车辆前面的大型车辆阻挡了第二传感器S2的光束，而第一传感器Sl没有检 测到车辆的存在。
图16表示了如下情形当轴重检测设备2检测到违反轴重规定的车轴时， 第一传感器Sl和第二传感器S2都没有检测到车辆的存在。这种情形用符号 S一OO标记。
图16所示的事件号6示出如下情形违反轴重规定的车辆还没有到达第 一传感器Sl，并且在轴重检测设备2和第二传感器S2之间不存在其它车辆。
图17是示出根据第一传感器Sl和第二传感器S2的状态，确定违反轴 重规定的车辆的逻辑。当安装了用于检测轴重超限车辆的系统时，基于在表 最左边的列中标注的、在轴重检测点和S2之间的距离(轴重检测设备2和第 二传感器S2之间的距离)来设定逻辑。在这个表中，事件号2对应图16中的 事件号2-l、 2-2，而事件号5对应图16中的事件号5-1、 5-2。
在轴重检测点和S2之间的距离在3米到5米之间并且状态由符号S_ll 标示的情况下，事件号可被判断为1和2中的任意一个。然而，不能判断出 是情形1还是情形2。在这种情形下，摄像机单元4将违反轴重规定的车辆 的图像(其对应于事件号为1和2的两种情形)作为轴重超限车辆的图像。这类 似于轴重检测点和S2之间的距离在5米到8米之间并且状态由符号SJL1或 S—IO标示的情形。
根据通过图像识别读取的车辆牌照信息和车辆高度筛选出违反轴重规定 的车辆的情况和第 一 实施例相似。
通过上述系统，依照轴重检测设备和传感器之间的距离，可以提供一种 能以最高概率收集轴重超限车辆的前部图像的方法。
权利要求
1.一种轴重超限车辆检测系统，包括轴重检测部分，被配置成在通道上的第一位置检测车辆的轴重；传感器，被配置成在设置于第一位置的下游方向8米内的第二位置检测车辆，并产生检测信号；摄像机单元，被配置成响应于所述检测信号而拍摄车辆的图像；以及轴重超限车辆备选者提取部分，被配置成当轴重超过预定值时，选择所述传感器在第一位置检测到的车辆和传感器在第二位置检测到的车辆作为违反轴重规定的轴重超限车辆的备选者。
2. 如权利要求1所述的轴重超限车辆检测系统，其中，所述摄像机单元 拍摄车辆的前侧的图像。
3. 如权利要求1或2所述的轴重超限车辆检测系统，还包括 车辆牌照选择部分，被配置成根据从由所述摄像机单元拍摄的图像中读取的汽车牌照信息、从轴重超限车辆的候选者中排除未违反轴重规定的车辆。
4. 如权利要求1或2所述的轴重超限车辆检测系统，还包括 车辆高度传感器，被配置成检测车辆的高度，其中，从轴重超限车辆的备选者中排除其由所述车辆高度传感器检测到 的高度低于预定值的车辆。
全文摘要
期望一种用于记录违反轴重规定的车辆的前部图像的技术。通常，前轴的重量不可能超重，所以超重轴是第二个或更靠后的车轴。在轴重检测器和用于拍摄车辆图像的车辆检测器之间的距离通常在8米以下。在这些条件下，当检测到超重轴时，轴重超限车辆被推测是当前检测到的车辆、下一个检测到的车辆、或者下下一个检测到的车辆。根据从车辆图像中读取的车辆牌照或者测量到的车辆高度，从这些车辆的图像中排除掉不可能违反轴重规定的车辆。没有被排除掉的图像被作为轴重超限车辆图像存储。
文档编号G08G1/01GK101192345SQ200710196450
公开日2008年6月4日 申请日期2007年12月3日 优先权日2006年12月1日
发明者矢野真也 申请人:三菱重工业株式会社