DE60037360T2

DE60037360T2 - Verfahren und Vorrichtung zur Geschwindigkeitsmessung von Fahrzeugen mit ein Bildverarbeitungssystem

Info

Publication number: DE60037360T2
Application number: DE60037360T
Authority: DE
Inventors: Satoshi Sakuma; Yasuko Takahashi; Akio Shio; Sakuichi Ohtsuka
Original assignee: Nippon Telegraph and Telephone Corp
Current assignee: Nippon Telegraph and Telephone Corp
Priority date: 1999-05-28
Filing date: 2000-05-24
Publication date: 2008-12-04
Anticipated expiration: 2020-05-25
Also published as: US6766038B1; US6996255B2; DE60037360D1; US20050008194A1; EP1056064A1; EP1056064B1; HK1033023A1

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Messen der Länge und einer relativen Bewegungsgeschwindigkeit eines Objekts, das sich bezüglich eines Beobachtungspunktes bewegt, aus Zeitablauf-Bilddaten, die unter Verwendung von Zeilenabtastkameras und dergleichen erzeugt werden, sowie ein Mustererkennungsverfahren und eine Vorrichtung basierend auf den resultierenden Bilddaten.
Beschreibung des Standes der Technik
Das Dokument US 5642299 offenbart ein passives Abstands- und Geschwindigkeitsmesssystem, gemäß dem zwei Bilder des Ziels mittels zweier Kameras zu zwei unterschiedlichen Zeitpunkten aufgenommen werden.
Ein Beispiel des Verfahrens zum Messen einer Geschwindigkeit eines bewegten Objekts unter Verwendung mehrerer Sensoren beruht auf der Verwendung zweier Photoröhren. Bei diesem Verfahren sind zwei Photoröhren parallel beabstandet angeordnet, wobei die Geschwindigkeit des bewegten Objekts aus den Zeitpunkten erhalten wird, zu denen das Objekt die zwei Photoröhren in aufeinanderfolgenden Vorgängen passiert, wobei dieses Verfahren für Geschwindigkeitsmessungen von Fahrzeugen und anderen bewegten Objekten weit verbreitet ist.
Andererseits sind die folgenden Literaturhinweise Beispiele des Verfahrens zur Bestimmung der Geschwindigkeit und der Länge eines bewegten Objekts aus Bildern. "Traffic flow measurements using the double slit method" (Literaturhinweis 1, Road Traffic and Automobiles, The Institute of Electrical Engineering of Japan, Bd. RTA94-5, 1994) und "Traffic flow measurements using the double slit camera" (Literaturhinweis 2, The Institute of Electrical Engineering of Japan, Bd. 26, Nr. 3, 1997). Diese Verfahren beruhen auf dem Bereitstellen imaginärer Schlitze innerhalb der Bilder, die unter Verwendung einer Universal-Videokamera aufgezeichnet worden sind, und dem Erlangen von Raum-Zeit-Bildern durch Verknüpfen der Bilder zwischen den Schlitzen. Zwei Schlitze sind in den Bildern so platziert, dass die Bewegungsgeschwindigkeit und die Länge des Objekts gemessen werden, indem das Zeitintervall erhalten wird, das das Objekt zum Passieren der beiden Schlitze benötigt.
Beim oben erwähnten Stand der Technik gibt es jedoch die im Folgenden umrissenen Probleme.
Wenn entweder der Beobachtungspunkt das Fahrzeug sich längs einer vorgegebenen Bahn bewegt und die Aufgabenstellungen zur Messung relativer Geschwindigkeiten, der Länge des Objekts und der Erkennung des Musters des bewegten Objekts unter Verwendung herkömmlicher Photoröhren betrachtet werden, ist es notwendig, die Photoröhren so zu positionieren, dass sie das Objekt umgeben. Da es ferner nicht möglich ist, mit dieser Technik Bilder zu erhalten, ist es nicht möglich, zu wissen, welcher Typ von Objekt zwischen den Sensoren hindurchgefahren ist. Es ist daher notwendig, die Eigenart des Objekts visuell zu bestätigen.
Da indessen gemäß den herkömmlichen Videobildern die zwei Schlitzebenen nicht parallel sind, muss zuerst die Feldtiefe bestimmt werden, so dass die Bewegungsstrecke zwischen den wirklichen Schlitzen separat bestimmt werden kann. Ferner kann eine Universal-Kamera nur mit 30 Bildern/Sekunde aufzeichnen, so dass dann, wenn das Objekt sich mit hohen Geschwindigkeiten bewegt, es unmöglich ist, eine genaue Messung der Geschwindigkeit durchzuführen. Ferner gibt es kein bekanntes Verfahren zur Messung der relativen Geschwindigkeit eines Objekts unter Verwendung der Bilder, die aufgenommen werden, indem eine Kamera auf einem weiteren bewegten Objekt platziert wird.
ÜBERBLICK ÜBER DIE ERFINDUNG
Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die mit der herkömmlichen Technik einhergehenden Probleme zu lösen und ein Verfahren zum Messen der Geschwindigkeit der Länge eines Objekts und ein Verfahren zur Erkennung eines Formmusters zu schaffen, und eine hierzu zu verwendete Vorrichtung zu schaffen. Die Aufgabenstellung der vorliegenden Erfindung ist, eine Technik zu schaffen zum Verarbeiten von Daten einfach dann, wenn ein Beobachtungspunkt und ein Objekt sich relativ zueinander bewegen, um eine relative Bewegungsgeschwindigkeit zu erhalten; wenn ein Beobachtungspunkt ortsfest ist und ein Objekt sich bewegt, um eine relative Bewegungsgeschwindigkeit und eine Länge des Objekts zu erhalten; und ein Formmustererkennungsverfahren in diesen Fällen zu schaffen.
Gemäß der vorliegenden Erfindung wird die Aufgabe gelöst durch ein Verfahren zum Verarbeiten von Bilddaten, um eine relative Geschwindigkeit eines Zielobjekts, dass sich auf einer gegebenen Bahn bewegt, relativ zu einem Beobachtungspunkt zu messen, das die Schritte umfasst: Erhalten von Zeitablauf-Bilddaten, die durch mehrere synchron arbeitende Zeitbilderfassungseinrichtungen aufgezeichnet werden, die quer zu der gegebenen Bahn des bewegten Objekts angeordnet sind, um somit Zeitablauf-Bilder aufzuzeichnen, die zwischen zwei parallelen Zeilenachsen mit einem konstanten Zeittakt, der durch einen Zeilenabtastzyklus bestimmt ist, erscheinen; Korrelieren der mit Rahmen versehenen Bilder des Objekts in den Zeitablauf-Bilddaten durch Berechnen eines Ähnlichkeitsgrades, und Erhalten eines Bewegungszeitintervalls des Objekts für die Bewegung zwischen den Zeilenbild-Erfassungseinrichtungen aus korrelierten Bildern entsprechend dem Wert der Zeitverschiebung des Objekts und des Zeilenabtastzyklus; und Erhalten einer relativen Geschwindigkeit des Objekts relativ zum Beobachtungspunkt entsprechend dem Bewegungszeitintervall und einem Abstand, der die Zeilenbild-Erfassungspositionen der Zeilenbild-Erfassungseinrichtungen trennt.
Unter Verwendung des oben dargestellten Verfahrens ist die Zeilenbild-Erfassungseinrichtung fähig, klare Bilder in einer kurzen Intervallzeit zu erhalten, wobei unter Verwendung der so erhaltenen Bilder eine relative Bewegungsgeschwindigkeit des Objekts gemessen werden kann.
Ferner wird die Aufgabe der vorliegenden Erfindung gelöst durch ein Verfahren zum Erkennen eines Objekts mit einem spezifischen Formmuster, das als Bild erkannt werden kann, das sich längs einer gegebenen Bahn relativ zu einem Beobachtungspunkt bewegt, das die folgenden Schritte umfasst: Erhalten einer relativen Bewegungsgeschwindigkeit des Objekts, das sich relativ zum Beobachtungspunkt bewegt, entsprechend dem oben erwähnten Verfahren; Anpassen eines Zeitmaßstabs der Zeitablauf-Bilddaten und eines Zeitmaßstabs einer im Voraus vorbereiteten Schablone für das spezifische Formmuster durch Korrigieren entsprechender Zeitmaßstäbe in Übereinstimmung mit der relativen Bewegungsgeschwindigkeit; und Berechnen eines Ähnlichkeitsgrades zwischen den Zeitablauf-Bilddaten und der Schablone des spezifischen Formmusters mit einem an gepassten Zeitmaßstab, um somit das spezifische Formmuster in den Zeitablauf-Bilddaten zu erfassen und zu erkennen.
Unter Verwendung des oben beschriebenen Verfahrens ist es möglich, ein zu einem bewegten Objekt gehörendes Muster leicht zu erkennen.
Ferner wurde die Aufgabe der vorliegenden Erfindung gelöst durch ein Verfahren zum Messen einer Länge eines Objekts anhand von Zeitablauf-Bilddaten, die an einem ortsfesten Beobachtungspunkt erhalten werden, durch Aufzeichnen des Objekts, das sich längs einer gegebenen Bahn bewegt, die Schritte umfassend: Erhalten einer relativen Bewegungsgeschwindigkeit des Objekts, das sich relativ zum Beobachtungspunkt bewegt, gemäß dem oben erwähnten Verfahren; Erfassen eines Startpunkts und eines Endpunkts des Objekts in den jeweiligen Zeitablauf-Bilddaten durch Auswerten, ob ein Differenzwert zwischen einem mit Rahmen versehenen Bild und im Voraus vorbereiteten Zeitablauf-Hintergrundbilddaten einen Schwellenwert überschreitet oder nicht; und Erhalten eines Aufzeichnungszeitintervalls zwischen dem Startpunkt und dem Endpunkt gemäß den Zeilenabtastzyklus, und Berechnen der Länge des Objekts anhand des Aufzeichnungszeitintervalls und der Bewegungsgeschwindigkeit des Objekts.
Unter Verwendung des oben beschriebenen Verfahrens ist es möglich, eine Länge eines Objekts zu messen.
Ferner ist es in der vorliegenden Erfindung möglich, eine relative Bewegungsgeschwindigkeit und ein Formmuster eines bewegten Objekts zu messen, wenn ein Beobachtungspunkt und das bewegte Objekt sich auf einer gegebenen Bahn relativ zueinander bewegen. Ferner ist es möglich, eine Länge eines bewegten Objekts zu messen, wenn der Beobachtungspunkt ortsfest ist.
Ferner besteht in der vorliegenden Erfindung keine Notwendigkeit, die Zeilenbild-Aufzeichnungseinrichtung (Zeilenabtastkamera und dergleichen) das Objekt umgebend anzuordnen, weshalb die Anordnung der Vorrichtungen im Vergleich zu herkömmlichen Photoröhren und dergleichen vereinfacht wird. Im Gegensatz zur Verwendung der Photoröhren können die Bilddaten des Objekts gesammelt werden, so dass das Objekt nach den Messungen identifiziert werden kann.
Ferner ist es durch die Verwendung einer Zeilenbild-Aufzeichnungseinrichtung möglich, eine Hochgeschwindigkeitsaufzeichnung eines bewegten Objekts mit etwa der 1.000-fachen Geschwindigkeit herkömmlicher Videokameras zu bewerkstelligen, so dass die Bewegungsgeschwindigkeit eines schnell bewegten Objekts bestimmt werden kann. Anders als im Fall der Verwendung von Videokameras können viele Zeilenbild-Aufzeichnungseinrichtungen parallel positioniert werden, um Geschwindigkeitsmessungen zu ermöglichen, ohne durch Probleme in Bezug auf die Entfernung von den Kameras beeinträchtigt zu werden.
Ferner nimmt in der vorliegenden Erfindung durch Erhöhung der Anzahl der zu verwendenden Zeilenbild-Aufzeichnungsvorrichtungen die Anzahl der Geschwindigkeits- und Längenmessungen, die vom System durchgeführt werden können, entsprechend der Kombinationszahl der Zeilen-Bildaufzeichnungsvorrichtungen zu, um die Genauigkeit der Bestimmung zu erhöhen. Selbst wenn ferner ein Objekt auf Grund von nachteiligen Auswirkungen von Störungen und anderen Faktoren nicht anhand eines Bilddatensatzes erkannt werden kann, können andere Bilddaten für die Erkennung verarbeitet werden, so dass die Mustererkennungsgenauigkeit verbessert werden kann.
Ferner kann die vorliegende Vorrichtung so betrieben werden, dass sie sichtbare Strahlung passiv aufzeichnet, so dass ein Objekt aufgezeichnet werden kann und dessen Formmuster erkannt wird, ohne erfasst zu werden.
Die in den Ansprüchen beigefügten Bezugzeichen beschränken nicht die Interpretation der Ansprüche.
KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1 ist ein Blockdiagramm eines Beispiels der Messvorrichtung in Ausführungsform 1.
2 ist ein Diagramm eines Beispiels des Messsystems zur Erkennung eines ruhenden Fahrzeugs in Ausführungsform 1.
3 ist eine Draufsicht des in 2 gezeigten Messsystems.
4 ist ein Flussdiagramm eines Prozesses zur Geschwindigkeitsmessung und Mustererkennung in Ausführungsform 1.
5 ist eine Darstellung eines Beispiels des Ausgangsbildes einer Zeilenabtastkamera in Ausführungsform 1.
6A, 6B sind Beispiele von Schablonen für ein spezifisches Formmuster in Ausführungsform 1.
7 ist ein Diagramm eines Beispiels des Messsystems zur Messung eines bewegten Fahrzeugs in Ausführungsform 2.
8 ist eine Draufsicht des in 7 gezeigten Messsystems.
9 ist ein Flussdiagramm des Prozesses der Geschwindigkeits- und Längenmessungen und der Mustererkennung in Ausführungsform 2.
10 zeigt Beispiele der Ausgangsbilder der Zeilenabtastkameras in Ausführungsform 2.
11 ist eine Seitenansicht der Ergebnisse der Bildmusterextraktion in Ausführungsform 2.
12 ist eine Draufsicht eines Beispiels des Systems zur Messung eines bewegten Fahrzeugs in Ausführungsform 2.
13 ist eine Draufsicht eines Beispiels des Systems zur Messung eines bewegten Fahrzeugs in Ausführungsform 2.
14 zeigt Seitenansichten von Beispielen der Ausgangsbilder einer Zeilenabtastkamera in Ausführungsform 2.
15 ist ein Flussdiagramm des Prozesses der Geschwindigkeitsmessung und der Mustererkennung in Ausführungsform 3.
16 ist ein Beispiel des Ausgangsbildes der Zeilenabtastkamera in Ausführungsform 3 und eines Graphen, der das Maß der Änderung im Bild zeigt.
17 ist ein Flussdiagramm des Prozesses der Geschwindigkeits- und Längenmessungen und der Mustererkennung in Ausführungsform 3.
18 ist ein Beispiel des Ausgangsbildes der Zeilenabtastkamera in Ausführungsform 4 und eines Graphen, der das Maß der Änderung im Bild zeigt.
19 ist eine perspektivische Ansicht eines Beispiels des Systems zur Messung eines bewegten Fahrzeugs in den Ausführungsformen 2, 3 und 4.
20 ist eine Seitenansicht des in 18 gezeigten Messsystems.
21 ist eine Draufsicht eines Beispiels des Systems zur Messung eines bewegten Fahrzeugs in den Ausführungsformen 2, 3 und 4, und zur Aufzeichnung der Messergebnisse synchron mit der Ausgabe der Bereichssensoren.
22 ist eine Draufsicht eines weiteren Beispiels des Systems zur Messung eines bewegten Fahrzeugs in den Ausführungsformen 2, 3 und 4, und zur Aufzeichnung der Messergebnisse synchron mit der Ausgabe der Bereichssensoren.
23 ist eine perspektivische Ansicht einer Anordnung der Vorrichtung zur Messung der Geschwindigkeit eines bewegten Fahrzeugs und der Erkennung eines Kennzeichenschildes in Ausführungsform 5.
24 ist eine Seitenansicht eines Beispiels der Geschwindigkeitsmessung eines bewegten Fahrzeugs in Ausführungsform 5.
25 ist eine erläuterte Ansicht eines Beispiels der Ausgabe der Zeilenabtastkamera in Ausführungsform 5.
26 ist ein Flussdiagramm des Prozesses der Geschwindigkeitsmessung und der Kennzeichenschilderkennung in Ausführungsform 3.
27 ist ein Beispiel des Ausgabebildes der Zeilenabtastkamera in Ausführungsform 5 und eines Graphen, der das Maß der Änderung im Bild zeigt.
28 ist eine erläuternde Ansicht der Ergebnisse der Bildmusterextraktion in Ausführungsform 5.
29 ist ein Diagramm, das die Geschwindigkeitskorrektur für ein Kennzeichenschildbild in Ausführungsform 5 zeigt.
BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
Im Folgenden werden bevorzugte Ausführungsformen genauer erläutert.
Ausführungsform 1
Geschwindigkeitsmessungen und Mustererkennungsverfahren sowie Ausführungsformbeispiele der Vorrichtung in Ausführungsform 1 werden im Folgenden erläutert. In dieser Ausführungsform werden zwei Einheiten von Zeilenabtastkameras als Beispiel mehrerer Zeilenabtastkameras im System verwendet und sind auf einem bewegten Fahrzeug montiert, um eine Bildverarbeitung durchzuführen, so dass die Geschwindigkeit des bewegten Fahrzeugs gemessen werden kann und das Bild eines ruhenden Objekts, das durch ein ruhendes Fahrzeug repräsentiert wird, erkannt werden kann. Mit anderen Worten, die relative Geschwindigkeit des Objekts, das sich relativ zum System längs einer gegebenen Bahn bewegt, kann gemessen werden.
1 zeigt eine Vorrichtung zur Durchführung des Geschwindigkeitsmess- und Mustererkennungsverfahrens in Ausführungsform 1. In der in 1 gezeigten Informationsverarbeitungsvorrichtung 101 sind eine Speichervorrichtung 103, eine Anzeigevorrichtung 104, wie z. B. ein Bildmonitor, und eine Messvorrichtung 105 über eine Busleitung 102 angeschlossen. Die Speichervorrichtung 103 ist in ihrem Inneren mit einem Messergebnissammelabschnitt 106 und einem Bildsammelab schnitt 107 versehen. Ferner sind innerhalb der Messvorrichtung 105 eine Zeilenabtastkamera A 108, eine Zeilenabtastkamera B 109 und eine Synchronisierungsvorrichtung 110 vorgesehen. In diesem Fall wird die Synchronisierungsvorrichtung 110 durch einen Impulsgenerator repräsentiert. Die Zeitbilddaten von den Zeilenabtastkameras werden durch Synchronisieren der zwei Kameras mit einem konstanten Zeittakt aufgezeichnet, der durch einen Zeilenabtastzyklus bestimmt wird.
Die Zeilenabtastkameras, die in dieser Ausführungsform verwendet werden, sind monochrome Kameras, die 8-Bit-Pixel von jeweils 256 Abstufungen aufweisen, wobei jede Zeile 2.024 Pixel umfasst und jede Zeile mit einer Zykluszeit von 100 μs abgetastet wird.
2 zeigt ein Messverfahren, ein Mustererkennungsverfahren und ein Beispiel eines Messsystems unter Verwendung der Messvorrichtung, wobei 201 ein ruhendes Fahrzeug 1 zeigt; 202a ein ruhendes Fahrzeug 2 zeigt; 203a ein bewegtes Fahrzeug zeigt; 404 die Bewegungsrichtung zeigt; 205 eine Zeilenabtastkamera A zeigt, die auf dem bewegten Fahrzeug 203 installiert ist; und 206 eine Zeilenabtastkamera B zeigt, die auf dem bewegten Fahrzeug 203 installiert ist.
3 ist eine Draufsicht des in 2 gezeigten Messsystems, wobei 301 das bewegte Fahrzeug; 302 die Bewegungsrichtung; 303a eine Zeilenabtastkamera A; 304a eine Zeilenabtastkamera B; 305 einen Winkel θ; 306 einen Abstand L zwischen den Zeilenachsen (Zeilenachsenabstand L); 307a eine Bewegungsstrecke Lr des bewegten Fahrzeugs; 308 ein ruhendes Fahrzeug 1; und 309 ein ruhendes Fahrzeug 2 repräsentiert. Die Richtung des bewegten Fahrzeugs 301 ist mit 302 gekennzeichnet, wobei angenommen wird, dass die Zeilenabtastkamera A 303 und die Zeilenabtastkamera B 304 in einem Winkel θ 305 bezüglich der Bewegungsrichtung 302 geneigt sind. Die wirkliche Bewegungsstrecke Lr 307 des ruhenden Fahrzeugs zwischen den Zeilenachsen wird dann durch einen Ausdruck erhalten: Lr = L/sin(θ).
4 ist ein Flussdiagramm für ein Verfahren der Geschwindigkeits- und Längenmessungen und der Mustererkennung in dieser Ausführungsform, wobei die Verarbeitung zwischen Schritt 401 und Schritt 406 von der Informationsverarbeitungsvorrichtung 101, wie z. B. der CPU eines Personalcomputers und derglei chen, ausgeführt wird. Das Verfahren der Geschwindigkeits- und Längenmessungen und der Mustererkennung wird im Folgenden mit Bezug auf das Flussdiagramm in 4 erläutert.
Anfangs wird eine relative Geschwindigkeit des bewegten Fahrzeugs gemessen.
Zuerst werden Zeitablauf-Bilddaten A 411, die von der Zeilenabtastkamera A 303 aufgezeichnet worden sind, in lange Rahmen mit einer schmalen Breite unterteilt (Schritt 401). 5 zeigt ein Beispiel der Zeitablauf-Bilddaten und der mit Rahmen versehenen Bilder, wobei 501 die Zeitablauf-Bilddaten A bezeichnet, die von der Zeilenabtastkamera A aufgezeichnet worden sind, 502 die Zeitablauf-Bilddaten B bezeichnet, die von der Zeilenabtastkamera B aufgezeichnet worden sind, 503 ein schmales rechteckiges, mit Rahmen versehenes Bild in den Daten A 501 bezeichnet, 504 einen angepassten Bereich bezeichnet, der in den Daten B 302 zu finden ist, 505 eine Rahmenbreite W bezeichnet und 506 ein Bewegungszeitintervall Tv bezeichnet. Hierbei beträgt die Anzahl der Zeilen längs der Zeitachse eines mit Rahmen versehenen Bildes vorzugsweise etwa 10 bis 20 Zeilen, wobei die Anzahl der Pixel in einem mit Rahmen versehenes Bild etwa 20.480 bis 40.960 beträgt, da die Anzahl der Pixel pro Zeile gleich 2.048 ist.
Als nächstes wird das mit Rahmen versehene Bild 503 mit den Zeitablauf-Bilddaten B 412, die von der Zeilenabtastkamera B 304 aufgezeichnet worden sind, korreliert, wobei eine Größe einer entsprechenden Zeitverschiebung 506 des Objekts berechnet wird (Schritt 402). In 5 ist zu sehen, dass das ruhende Fahrzeug die Sichtfront der Zeilenabtastkamera 304 vor derjenigen der Zeilenabtastkamera 303 durchquert, so dass der Bildbereich 504 in den Zeitablauf-Bilddaten B, der an das mit Rahmen versehene Bild 503 angepasst ist, nahe dem Anfangsabschnitt der Zeitachse 507 zu finden ist. Der Grad der Ähnlichkeit wird somit durch Beschränken der Suche auf nur die negative Richtung auf der Zeitachse 507 erhalten, um den Differenzwert und den Korrelationskoeffizienten zu berechnen (siehe Literaturhinweis 3, "Image Processing Handbook", Shokodo, 1987), und um den angepassten Bereich 504 zu finden, um eine Größe der Zeitverschiebung 506 des Objekts zu berechnen.
Im Folgenden wird das Verfahren des Korrelierens des mit Rahmen versehenen Bildes 503 in den Zeitablauf-Bilddaten A 501 mit den Zeitablauf-Bilddaten B 502 erläutert. Für das Korrelieren der Bilder besteht die Prozedur darin, den Korrela tionskoeffizienten zwischen den zwei Bildern zu berechnen, und einen Punkt zu finden, der innerhalb eines gegebenen Bereiches von Korrelationswerten liegt und den höchsten Korrelationswert aufweist. Die Anzahl der Pixel einer Zeile sei durch m bezeichnet, die Anzahl der Zeilen durch n und die Helligkeit (Abstufung) jedes Punktes innerhalb eines Rahmens mit la(i, j). Die Helligkeit lb(t, i, j) bezeichnet eine Helligkeit eines Punktes in einem lokalen Bereich, der aus n Zeilen besteht, beginnend zum Zeitpunkt t innerhalb der Zeitablauf-Bilddaten B 412. Der Mittelwert und die Varianz jedes lokalen Bereiches sind mit μ_a, μ_b(t), σ_a ², σ_b(t)² bezeichnet, wobei dann der Korrelationskoeffizient c(t) der lokalen Bereiche durch den folgenden Ausdruck gegeben ist.
Die Werte von c(t) reichen von –1 bis 1, wobei sie sich 1 nähern, wenn der Ähnlichkeitsgrad zwischen den zwei lokalen Bereichen zunimmt. Angepasste Bereiche in den Zeitablauf-Bilddaten B 502 werden daher unter Verwendung von t als Variable bestimmt, mit anderen Worten durch Verschieben des mit Rahmen versehenen Bildes 503 auf der Zeitachse der Zeitablauf-Bilddaten B 502 und Finden eines lokalen Bereiches, der einen Wert c(t) möglichst nahe bei 1 erzeugt.
Anstelle der Berechnung des Korrelationskoeffizienten kann hier ein Differenzwert d(t) gemäß dem folgenden Ausdruck verwendet werden.
Je näher d(t) an 0 liegt, desto höher ist der Grad an Ähnlichkeit.
Wenn ferner eine unzureichende Anzahl von Zeilen in dem mit Rahmen versehenen Bild vorliegt, nimmt die Wahrscheinlichkeit eines Fehlers beim Anpassen der Bilder zu, wobei im Gegensatz hierzu dann, wenn zu viele Zeilen vorhanden sind, nicht nur die Berechnungszeit zum Erhalten des Korrelationskoeffizienten oder des Differenzwertes zunimmt, sondern auch die Änderungen des Schwellenwertes oder des Differenzwertes unempfindlich werden und die Genauigkeit für die Korrelation abnimmt. Wenn daher die Anzahl der Pixel pro Zeile etwa 2.048 ist, wie in dieser Ausführungsform, ist daher die Anzahl der Zeilen innerhalb des mit Rahmen versehenen Bildes vorzugsweise gleich 10 bis 20.
Als nächstes wird unter Verwendung des Zeitintervalls der mit Rahmen versehenen Bilder und der entsprechenden Bewegungsstrecke eine Bewegungsgeschwindigkeit erhalten (Schritt 403). Genauer wird die Zeitverschiebung, mit anderen Worten das Bewegungszeitintervall Tv, anhand des folgenden Ausdrucks unter Verwendung der Anzahl der bewegten Pixel P und des Aufzeichnungszeitintervalls Tc der Zeilenabtastkamera erhalten. Tv = P × Tc
Die Geschwindigkeit Vm des bewegten Objekts ist daher durch den folgenden Ausdruck gegeben. Vm = Lr/Tv
Hierbei kann die Messgenauigkeit verbessert werden, indem die Geschwindigkeitsmessung wie oben beschrieben für alle mit Rahmen versehenen Bilder durchgeführt wird und die erhaltenen Ergebnisse oder die erhaltenen repräsentativen Werte von Majoritätswerten gemittelt werden.
Wie oben beschrieben worden ist, ist es möglich, eine Bewegungsgeschwindigkeit eines Objekts unter Verwendung von zwei Einheiten von Zeilenabtastkameras zu bestimmen.
Als nächstes wird ein Verarbeitungsverfahren zum Erkennen eines spezifischen Formmusters eines bewegten Objekts anhand der Zeitablauf-Bilddaten beschrieben, die so verarbeitet worden sind, dass die Eigenart des bewegten Objekts identifiziert wird.
Zuerst werden mit Rahmen versehene Bilddaten und im voraus vorbereitete spezifische Formmuster in der Datenbank auf der Grundlage der Bewegungsgeschwindigkeit extrahiert, wobei nach einer Korrektur des Maßstabs auf der Zeitachse (Zeitmaßstab) unter Verwendung der bereits berechneten Bewegungsgeschwindigkeit der Ähnlichkeitsgrad berechnet wird (Schritt 405). In dieser Ausführungsform wird das Rad des Fahrzeugs als das zu erfassende spezifische Formmuster verwendet.
6 zeigt ein Beispiel einer Radform, wobei 601 eine Schablone für ein spezifisches Formmuster bezeichnet; 602 eine Länge Xt in Zeitachsenrichtung (Zeitdauer) bezeichnet; 603 die Länge Yt in Zeilenachsenrichtung (Höhe) bezeichnet; 604 eine Schablone des spezifischen Formmusters nach der Korrektur bezeichnet; 605 eine Länge X in Zeitachsenrichtung nach der Korrektur bezeichnet; und 606 eine Länge X in Zeilenachsenrichtung bezeichnet, welche vor und nach der Korrektur gleich bleibt. Wenn angenommen wird, dass die Schablone 601 für das spezifische Formmuster der bei einem Intervall Ttc aufgezeichneten Zeitablauf-Bilddaten dient, dann gilt X = Xt × Ttc/Tc,so dass die Zeitmaßstäbe in den zwei Bilddaten angepasst werden können. Indessen kann der Maßstab in Zeilenachsenrichtung in Abhängigkeit davon variieren, wie weit das Objekt von den das Objekt aufzeichnenden Zeilenabtastkameras entfernt ist. Der Zeilenmaßstab der Schablone des spezifischen Formmusters in Zeilenachsenrichtung wird daher erhöht oder verringert, um die Maßstäbe in den zwei Bildern anzupassen. Anschließend wird der Grad der Ähnlichkeit durch Berechnen des Differenzwertes oder des Korrelationskoeffizienten (siehe Literaturhinweis 3) erhalten, wobei dann, wenn ein höherer Ähnlichkeitsgrad als ein bestimmter Ähnlichkeitsgrad erhalten wird, angenommen wird, dass eine Übereinstimmung erhalten worden ist. In dieser Ausführungsform wurde die Schablone für das spezifische Formmuster korrigiert, um die Zeitmaßstäbe anzupassen, jedoch ist es zulässig, die Zeitablauf-Bilddaten zu korrigieren, oder sowohl die Schablone als auch die Zeitablauf-Bilddaten zu korrigieren.
Als nächstes wird das Muster unter Verwendung des Ähnlichkeitsgrades erkannt, wobei das ruhende Fahrzeug erkannt wird (Schritt 406). Durch Anwenden der Schwellenwertverarbeitungstechnik auf den im Schritt 405 erhaltenen Ähnlichkeitsgrad wird das durch das spezifische Formmuster repräsentierte Rad erkannt. Wenn daher ein Rad innerhalb der Zeitablauf-Bilddaten erfasst wird, bedeutet dies, dass das ruhende Objekt ein ruhendes Fahrzeug ist. Dementsprechend kann ein ruhendes Objekt unter Verwendung der Zeitablauf-Bilddaten, die von den zwei Zeilenabtastkameras erzeugt werden, erkannt werden.
Diese Ausführungsform präsentierte einen Fall eines ruhenden Objekts und eines bewegten Beobachters, jedoch ist es auch möglich, eine relative Bewegungsgeschwindigkeit unter Verwendung eines ähnlichen Verfahrens zu bestimmen, wenn sich beide Objekte bewegen. Ferner bezog sich die Erläuterung auf einen Fall eines Rades, das ein spezifisches Formmuster repräsentiert, jedoch ist es auch möglich, Kennzeichenschilder, die an der Vorderseite und der Rückseite des Fahrzeugs angebracht sind, durch Korrigieren des Maßstabs in Zeitachsenrichtung entsprechend der Bewegungsgeschwindigkeit zu erkennen. Dies wird später beschrieben.
Ausführungsform 2
Messungen der Geschwindigkeit und der Länge, ein Verfahren zur Erkennung eines Musters und Ausführungsformbeispiele der Vorrichtung in Ausführungsform 2 werden im Folgenden erläutert. In dieser Ausführungsform ist ein Messpunkt mit zwei Einheiten von Zeilenabtastkameras als Beispiel für mehrere Zeilenabtastkameras an einem ortsfesten Beobachtungspunkt angeordnet, um Geschwindigkeits- und Längenmessungen sowie eine Mustererkennung von Fahrzeugen, die sich längs einer gegebenen Bahn bewegen, durchzuführen. Die in dieser Ausführungsform verwendete Messvorrichtung ist dieselbe wie diejenige, die in Ausführungsform 1 verwendet worden ist (siehe 1).
7 zeigt ein Beispiel der Vorrichtung zur Durchführung von Geschwindigkeits- und Längenmessungen und einer Mustererkennung in Ausführungsform 2, wobei 701 ein bewegtes Fahrzeug bezeichnet; 702 eine Zeilenabtastkamera A bezeichnet; 703 eine Zeilenabtastkamera B bezeichnet, und 704 eine Messvorrichtung bezeichnet.
8 zeigt eine Draufsicht des in 7 gezeigten Messsystems, wobei 801 ein bewegtes Fahrzeug bezeichnet; 802 die Bewegungsrichtung bezeichnet; 803 eine Zeilenabtastkamera A bezeichnet; 804 eine Zeilenabtastkamera B bezeichnet; 805 einen Winkel θ bezeichnet; 806 einen Zeilenachsenabstand L bezeichnet; und 807 eine Bewegungsstrecke Lr bezeichnet. Die Bewegungsrichtung des bewegten Fahrzeugs 801 ist als Bewegungsrichtung 802 definiert, wobei die Zeilenabtastkamera A 803 und die Zeilenabtastkamera B 804 in einem Winkel δ bezüglich der Bewegungsrichtung 802 angeordnet sind. In dieser Anordnung ist die wahre Strecke Lr 807 des Fahrzeugs, das sich längs der gegebenen Bahn bewegt, zwischen den Zeilenachsen durch den folgenden Ausdruck gegeben. Lr = L/sin(θ)
9 ist ein Flussdiagramm für das Verfahren der Geschwindigkeits- und Längenmessungen und der Mustererkennung, wobei die Verarbeitung zwischen Schritt 901 und Schritt 906, wie in 9 gezeigt, von der Informationsverarbeitungsvorrichtung 101, wie z. B. der CPU eines Personalcomputers und dergleichen, ausgeführt wird. Das Verfahren der Geschwindigkeits- und Längenmessungen und der Mustererkennung wird im Folgenden mit Bezug auf das Flussdiagramm in 9 erläutert.
Anfangs wird eine Bewegungsgeschwindigkeit des bewegten Fahrzeugs erhalten.
Zuerst wird ein Bildmuster, dass das bewegte Fahrzeug 801 enthält, aus den Zeitablauf-Bildern 911, 913 extrahiert, die mit einem gegebenen Abtastzeittakt unter Verwendung der Zeilenabtastkamera A 803 aufgezeichnet worden sind, die mit der Zeilenabtastkamera B 804 synchronisiert ist (Schritt 901). Bilder ohne die bewegten Fahrzeuge werden im Voraus unter Verwendung der Zeilenabtastkamera 803 und der Zeilenabtastkamera B 804 aufgezeichnet und im Bildsammlungsabschnitt 107 als Hintergrundbilder A 912 und B 914 gesammelt.
10 zeigt Beispiele der Zeitablauf-Bilddaten, die von den Zeilenabtastkameras aufgezeichnet werden, wobei 1001 die Zeitablauf-Bilddaten A bezeichnet, die von der Zeilenabtastkamera A aufgezeichnet werden; 1002 die Zeitablauf-Bilddaten B bezeichnet, die von der Zeilenabtastkamera B aufgezeichnet werden; 1003 ein Hintergrundbild A der Zeilenabtastkamera A bezeichnet, 1004 ein Hintergrundbild B der Zeilenabtastkamera B bezeichnet; und 1005 die Zeitachse bezeichnet. Die Hintergrundbilder A 1003, B 1004 sind Bilder mit einer Breite, die eine Zeile oder mehrere Zeilen umfasst. Da der Beobachtungspunkt in dieser Ausführungsform ortsfest ist, werden Bilder, wie z. B. diejenigen, die durch die Zeitablauf-Bilddaten A 1001 und B 1002 gezeigt sind, von dem bewegten Fahrzeug 801 auf dem zusammenhängenden Hintergrundbildern überlagert erhalten. Durch Ausführen einer Differenzwertberechnung, die das Hintergrundbild verwendet, oder einer Korrelationskoeffizientenberechnung (siehe Literaturhinweis 3) für jeweils eine Zeile der mehreren Zeilen ist es somit möglich, eine Schwellenwertberechnung und eine Kennzeichnungsverarbeitung (siehe Literaturhinweis 3) unter Verwendung der so erhaltenen Werte durchzuführen, wodurch ermöglicht wird, vom Hintergrund verschiedene Regionen zu extrahieren, d. h. ein Bildmuster, das das bewegte Objekt enthält. Die Hintergrundbilder können sich jedoch in Abhängigkeit von den Beleuchtungsbedingungen ändern, weshalb die Hintergrundbilder in bestimmten Fällen bei Bedarf erneuern werden können. Der vorangehende Ausdruck (1) oder (2) kann verwendet werden, um den oben erwähnten Differenzwert oder den Korrelationskoeffizienten zu berechnen.
Als nächstes wird das extrahierte Bildmuster mit den Zeitablauf-Bildern korreliert, so dass die Zeitverschiebung des Bildmusters erhalten werden kann (Schritt 902).
11 zeigt ein Beispiel des aus den Zeitablauf-Bilddaten extrahierten Bildmusters, wobei 1101 ein Bildmuster A in den Zeitablauf-Bilddaten A bezeichnet; 1102 bezeichnet ein Bildmuster in den Zeitablauf-Bilddaten B; 1103 bezeichnet ein Bewegungszeitintervall Tv; 1104 bezeichnet ein Aufzeichnungszeitintervall Tm; und 1105 bezeichnet die Zeitachse. Zuerst werden Bildmuster korreliert. Genauer wird eine Korrelation entsprechend einer Differenzwertberechnung zwischen den Bildmustern oder einer Korrelationsberechnung durchgeführt (siehe Literaturhinweis 3). Nachdem die Korrelation beendet ist, wird der Wert der Zeitverschiebung zwischen den korrelierten Bildmustern, d. h. das Bewegungszeitintervall Tv 1103 für die Bewegungsstrecke Lr 807, erhalten.
Als nächstes wird die Bewegungsgeschwindigkeit anhand des Wertes der Zeitverschiebung der Bildmuster und der entsprechenden Bewegungsstrecke erhalten (Schritt 903). Genauer wird der Wert der Zeitverschiebung, d. h. das Bewegungszeitintervall Tv, gemäß der Anzahl der bewegten Pixel P des Bildmusters in den Zeitablauf-Bilddaten und des Aufzeichnungszeitintervalls Tc der Zeilenabtastkamera unter Verwendung des folgenden Ausdrucks erhalten. Tv = P × Tc
Die Bewegungsgeschwindigkeit Vm des bewegten Objekts ist daher durch den folgenden Ausdruck gegeben. Vm = Lr/Tv
Wie oben beschrieben worden ist, ist es möglich, eine Bewegungsgeschwindigkeit eines Objekts unter Verwendung von zwei Einheiten von Zeilenabtastkameras zu bestimmen.
Als nächstes wird eine Länge des bewegten Objekts unter Verwendung des Aufzeichnungszeitintervalls und des Bewegungszeitintervalls des bewegten Bildmusters erhalten (Schritt 904). Die Bildaufzeichnungszeit Tm 1104 bezieht sich auf den Startpunkt und den Endpunkt des Bildmusters auf der Zeitachse. Die Länge des bewegten Objekts Lm ist daher durch den folgenden Ausdruck gegeben. Lm = Vm × Tm
Im Allgemeinen, wenn der Winkel θ 805 auf der Grundlage der Referenzrichtung unter Verwendung der Bewegungsrichtung 802 ein anderer Winkel als 0 ist, werden sowohl die Seite als auch die Front des Fahrzeugs aufgezeichnet, wie in 10 gezeigt ist, so dass es nicht möglich ist, eine korrekte Länge des bewegten Objekts in Bewegungsrichtung zu erhalten. Selbst wenn jedoch, wie in 12 gezeigt ist, der Winkel θ ein anderer Winkel als 0 ist, und wenn nur die Seitenansicht des Objekts aufgezeichnet wird und die zwei Seitenoberflächen parallel zur Bewegungsrichtung sind, ist es möglich, eine Länge des Objekts in Bewegungsrichtung korrekt zu erhalten. Wenn die Länge des Objekts gemessen wird, werden Zeitablauf-Bilddaten von denjenigen genommen, die durch Setzen des Winkels θ 805 auf 0 aufgezeichnet worden sind (siehe 13, 14).
Als nächstes wird eine Mustererkennung eines spezifischen Formmusters, das zum bewegten Objekt gehört, anhand der Zeitablauf-Bilddaten durchgeführt, um somit das bewegte Objekt zu identifizieren.
Zuerst werden die Bilddaten und die im Voraus in der Datenbank vorbereiteten spezifischen Formmuster und dergleichen auf der Grundlage der Bewegungsgeschwindigkeit extrahiert, woraufhin der Zeitmaßstab unter Verwendung der bereits berechneten Bewegungsgeschwindigkeit korrigiert wird und der Grad der Ähnlichkeit berechnet wird (Schritt 905). In dieser Ausführungsform werden Räder als spezifisches Formmuster verwendet, das zu erfassen ist, wie in Ausführungsform 1. Wie in dem in Ausführungsform 1 gezeigten Schritt 405 wird der Grad der Ähnlichkeit auch in dieser Ausführungsform erhalten.
Als nächstes wird unter Verwendung des Ähnlichkeitsgrades das Muster erkannt und das bewegte Fahrzeug identifiziert (Schritt 906). Durch Anwenden der Schwellenwertverarbeitungstechnik auf den im Schritt 905 erhaltenen Ähnlichkeitsgrad wird somit das durch das spezifische Formmuster repräsentierte Rad erkannt. Wenn daher ein Rad innerhalb der Zeitablauf-Bilddaten erfasst wird, bedeutet dies, dass das bewegte Objekt ein bewegtes Fahrzeug ist. Dementsprechend kann ein bewegtes Objekt unter Verwendung der von zwei Zeilenabtastkameras erzeugten Zeitablauf-Bilddaten erkannt werden.
Ausführungsform 3
Messungen der Geschwindigkeit und ein Verfahren zur Erkennung eines Musters und Ausführungsformbeispiele der Vorrichtung in Ausführungsform 3 werden im Folgenden erläutert. In dieser Ausführungsform ist ein Messpunkt mit zwei Einheiten von Zeilenabtastkameras als Beispiel für mehrere Zeilenabtastkameras an einem ortsfesten Beobachtungspunkt angeordnet, um eine Geschwindigkeits- und Mustererkennung von bewegten Fahrzeugen durchzuführen. Die in dieser Ausführungsform verwendete Messvorrichtung ist dieselbe wie diejenige, die in Ausführungsform 2 verwendet wird (siehe 7, 8).
15 ist ein Flussdiagramm für ein Verfahren der Geschwindigkeits- und Musterkennung in dieser Ausführungsform, wobei die Verarbeitung zwischen Schritt 1501 und Schritt 1505 von der Informationsverarbeitungsvorrichtung 101, wie z. B. der CPU eines Personalcomputers, ausgeführt wird. Das Verfahren der Geschwindigkeits- und Mustererkennung wird im Folgenden mit Bezug auf das Flussdiagramm in 15 erläutert.
Anfangs wird eine Bewegungsgeschwindigkeit des bewegten Fahrzeugs wie im Folgenden beschrieben erhalten.
Zuerst wird ein Bildänderungspunkt auf der Zeitachse anhand der Zeitablauf-Bilddaten 1511, 1512 erfasst (Schritt 1501). Hierbei werden die Zeitablauf-Bilddaten wie in Ausführungsform 2 erhalten. 16 zeigt einen Graphen eines Beispiels der chronologischen Änderung in den Zeitablauf-Bilddaten, wobei 1601 die Zeitablauf-Bilddaten A bezeichnet, die von der Zeilenabtastkamera A aufgezeichnet werden; 1602 ist ein Graph, der die chronologische Änderung des Änderungsmaßes zwischen zwei aufeinanderfolgenden 1-Zeilen-Bildern zeigt; 1603 bezeichnet einen Bildänderungspunkt; 1604 bezeichnet einen Schwellen der Änderung; und 1605 bezeichnet die Zeitachse. Da der Beobachtungspunkt in dieser Ausführungsform ortsfest ist, ergibt sich dann, wenn kein bewegtes Objekt vorhanden ist, kaum irgendeine chronologische Änderung im Bild. Andererseits findet eine große Änderung im Bild statt, wenn das bewegte Fahrzeug beginnt, einen Erfassungspunkt zu passieren. Durch Ausführen einer Differenzwertberechnung oder einer Korrelationskoeffizientenberechnung (siehe Literaturhinweis 3) ist es daher möglich, eine chronologische Änderung 1602 des Maßes der Bildänderung zu erhalten. Die Anzahl der Pixel in einer Zeile sei mit m bezeichnet, die Helligkeit jedes Punktes in der Zeile zum Zeitpunkt t mit l(t, i), und das Zeilenabtastintervall mit to, wobei die oben erwähnte chronologische Änderung e(t) durch den folgenden Ausdruck gegeben ist.
Die Schwellenwertverarbeitung des Änderungsmaßes unter Verwendung des Schwellenwertes 1604 ermöglicht, einen Bildänderungspunkt 1603 zu bestimmen. Eine ähnliche Verarbeitung wird mit den Zeitablauf-Bilddaten B 1512 durchgeführt, die von der Zeilenabtastkamera B aufgezeichnet worden sind, um einen Bildänderungspunkt zu erhalten.
Als nächstes werden die Bildänderungspunkte korreliert und die Zeitverschiebungswerte berechnet. Wenn wie in dieser Ausführungsform die Bewegungsrichtung des bewegten Fahrzeugs gegeben ist, passiert das Objekt zuerst die Zeilenabtastkamera A und anschließend die Zeilenabtastkamera B. Ein Bildänderungspunkt wird daher in den Zeitablauf-Bilddaten A erfasst, wobei ein unmittelbar anschließend aus den Zeitablauf-Bilddaten B erhaltener Bildänderungspunkt als Startpunkt des Bildmusters des bewegten Fahrzeugs gekennzeichnet werden kann. Selbst wenn die Bewegungsrichtung des Fahrzeugs unbekannt ist, kann ein Bildänderungspunkt in der Nähe als Startpunkt oder Endpunkt des Bildmusters des bewegten Fahrzeugs gekennzeichnet werden. Wenn die Korrelation abgeschlossen ist, kann die Bewegungsgeschwindigkeit des bewegten Objekts anhand des Bewegungszeitintervalls und der wirklichen Bewegungsstrecke berechnet werden, wie in Ausführungsform 2.
Die Mustererkennungsverarbeitung von Schritt 1594 bis Schritt 1505 wird wie in Ausführungsform 2 durchgeführt.
Ausführungsform 4
Messungen der Geschwindigkeit, der Länge und ein Verfahren zur Erkennung eines Musters, sowie Ausführungsformbeispiele der Vorrichtung in Ausführungsform 3 werden im Folgenden erläutert. In dieser Ausführungsform weist ein Messpunkt zwei Einheiten von Zeilenabtastkameras als Beispiel für mehrere Zeilenabtastkameras auf, die an einem ortsfesten Beobachtungspunkt angeordnet sind, um eine Geschwindigkeits- und Mustererkennung von bewegten Fahrzeugen durchzuführen. Die in dieser Ausführungsform verwendete Messvorrichtung ist dieselbe wie diejenige, die in den Ausführungsformen 2 und 3 verwendet wird (siehe 7, 8)
17 ist ein Flussdiagramm für ein Verfahren der Geschwindigkeits- und Längenmessung in dieser Ausführungsform, wobei eine Verarbeitung zwischen dem Schritt 1701 und dem 1704 mittels der Informationsverarbeitungsvorrichtung 101, wie z. B. der CPU eines Personalcomputers, ausgeführt wird. Das Verfahren der Geschwindigkeits- und Längenmessungen wird im Folgenden mit Bezug auf das Flussdiagramm der 17 erläutert.
Anfangs wird eine Bewegungsgeschwindigkeit des bewegten Objekts erhalten. Zuerst werden der Startpunkt und der Endpunkt der Bildänderung auf der Zeitachse zwischen dem Hintergrundbild in den jeweiligen Zeitablauf-Bilddaten 1711, 1713 wie in Ausführungsform 2 erhalten (Schritt 1701).
18 zeigt ein Beispiel der chronologischen Änderung des Maßes der Bildänderung zwischen den Zeitablauf-Bilddaten und dem Hintergrundbild, wobei 1801 die Zeitablauf-Bilddaten A bezeichnet, die von der Zeitabtastkamera A aufgezeichnet werden; 1802 bezeichnet ein Hintergrundbild A; 1803 bezeichnet eine chronologische Änderung des Maßes der Bildänderung vom Hintergrundbild; 1804 bezeichnet einen Bildänderungspunkt (Startpunkt); 1805 bezeichnet einen Bildänderungspunkt (Endpunkt); 1806 bezeichnet einen Schwellenwert für das Maß der Änderung; und 1807 bezeichnet die Zeitachse. Da der Beobachtungspunkt in dieser Ausführungsform ortsfest ist, wird dann, wenn kein bewegtes Objekt vorhanden ist, kaum irgendeine chronologische Änderung im Bild vorhanden sein. Andererseits findet eine große Änderung im Bild statt, wenn das bewegte Fahrzeug vorbeizufahren beginnt. Durch Ausführen einer Differenzwertberechnung oder einer Korrelationskoeffizientenberechnung (siehe Literaturhinweis 3) ist daher möglich, eine chronologische Änderung 1803 des Maßes der Bildänderung zu erhalten. Eine Schwellenwertverarbeitung des Maßes der Änderung unter Verwendung des Schwellenwertes 1806 ermöglicht, einen Bildänderungspunkt (Startpunkt) 1804 und einen Bildänderungspunkt (Endpunkt) 1805 zu bestimmen. Eine ähnliche Verarbeitung wird mit den Zeitablauf-Bilddaten B 1713 durchgeführt, die von der Zeitabtastkamera B aufgezeichnet worden sind, um einen Bildänderungspunkt zu erhalten.
Als nächstes werden die Bildänderungspunkte korreliert und die Zeitverschiebungswerte berechnet. In dieser Ausführungsform werden der Startpunkt der Endpunkt der Bildänderung als ein kombiniertes Paar von Bildänderungspunkten betrachtet. Wenn wie in dieser Ausführungsform die Bewegungsrichtung des bewegten Fahrzeugs gegeben ist, passiert das Objekt zuerst die Zeilenabtastkamera A und anschließend die Zeilenabtastkamera B. Ein Bildänderungspunkt wird daher in den Zeitablauf-Bilddaten A erfasst, wobei ein Bildänderungspunkt, der unmittelbar danach aus den Zeitablauf-Bilddaten B erhalten wird, als das kombinierte Paar von Startpunkt und Endpunkt des Bildmusters des bewegten Fahrzeugs gekennzeichnet werden kann. Selbst wenn die Bewegungsrichtung des Fahrzeugs unbekannt ist, kann ein Bildänderungspunkt in der Nähe als Startpunkt und ein Endpunkt des Bildmusters des bewegten Fahrzeugs gekennzeichnet werden. Wenn die Korrelation abgeschlossen ist, kann die Bewegungsgeschwindigkeit des bewegten Objekts aus dem Bewegungszeitintervall und der wirklichen Bewegungsstrecke berechnet werden, wie in Ausführungsform 2.
Die Längenmessverarbeitung im Schritt 1704 wird in der gleichen Weise wie in Ausführungsform 2 durchgeführt, da eine Zeitspanne zwischen den Start- und Endpunkten mit der Aufzeichnungszeit des bewegten Objekts identisch ist.
In den obigen Ausführungsformen 2, 3 und 4 wurde die Seitenansicht des Objekts verwendet, wie jedoch in den 19, 20 gezeigt ist, ist das Verfahren auch auf einen Fall von Bildern anwendbar, die mittels der Zeilenabtastkameras A 1902, 2003 und der Zeilenabtastkameras B 1903, 2004 aufgezeichnet worden sind, die am oberen Abschnitt der bewegten Fahrzeug 1901, 2001 angeordnet sind. Wie ferner in den 21, 22 gezeigt ist, werden zum Sammeln der Verarbeitungser gebnisse die Zeilenabtastkameras A 2102, 2202 und die Zeilenabtastkamera 303 sowie die Zeilenabtastkameras B 2103, 2203 mit den Bereichabtastkameras 2104, 2204 synchronisiert, wobei das stationäre Bild und die Videobilder, die von den bewegten Objekten (bewegten Fahrzeugen 2101, 2201) aufgezeichnet werden, angezeigt oder aufgezeichnet werden können. Ferner wurden zwei Einheiten von Zeilenabtastkameras verwendet, jedoch können auch mehr als zwei Einheiten von Zeilenabtastkameras vorgesehen sein.
Ausführungsform 5
Als nächstes wird eine Anwendung des vorliegenden Verfahrens der Geschwindigkeitsmessung auf ein Fahrzeuggeschwindigkeitsüberwachungssystem erläutert. In dieser Ausführungsform sind zwei Einheiten von Zeilenabtastkameras, die entsprechenden Beobachtungspunkten zugeordnet sind, installiert, wobei die Geschwindigkeitsmessung des bewegten Fahrzeugs und die Kennzeichenschilderkennung durchgeführt werden.
23 zeigt ein Beispiel des Fahrzeuggeschwindigkeitsüberwachungssystems in der vorliegenden Ausführungsform. Die Zeilenabtastkamera A 3102, eine Zeilenabtastkamera B 3103 und eine Infrarotbeleuchtungseinrichtung 3104 sind über der Gerüstbrücke angeordnet, um somit ein Kraftfahrzeug mit Geschwindigkeitsüberschreitung von oben aufzeichnen zu können. Die Zeilenachsen der Zeilenabtastkamera A 3102 und der Zeilenabtastkamera B 3103 sind parallel zueinander angeordnet, und sind synchronisiert, um somit mit einem konstanten Zeilenabtastzyklus aufzuzeichnen. Ferner sind die Zeilenabtastkamera A 3102 und die Zeilenabtastkamera 3103 jeweils mit einem Polarisationsfilter zum Unterdrücken von Streureflexionen von der Frontscheibe und zum Ermöglichen der Aufzeichnung eines Bildes des Fahrers, sowie mit einem Filter zum Abschirmen des sichtbaren Lichts (Infrarottransmissionsfilter) zum Ermöglichen der Aufzeichnung der Bilder zu jeder Tages- oder Nachtzeit versehen.
24 zeigt eine Seitenansicht des in 23 gezeigten Systems, wobei die Zeilenabtastkamera A 3203 und die Zeilenabtastkamera B 3204 sowie die Infrarotbeleuchtungseinrichtung 3208 in einem Winkel θ bezüglich des Bodens nach unten gerichtet sind. In einem solchen Fall ist die Bewegungsstrecke Lr des bewegten Fahrzeugs zwischen der Zeilenabtastkamera A und der Zeilenabtastkamera B durch die folgende Beziehung gegeben. Lr = L/sin(θ)
25 zeigt ein Beispiel der Zeitablauf-Bilder, die von der Zeilenabtastkamera A und der Zeilenabtastkamera B erhalten werden. Wie in diesem Diagramm gezeigt ist, ist die Vorrichtung fähig, einen Fahrer und ein Kennzeichenschild aufzuzeichnen, indem die Zeilenabtastkamera so platziert werden, dass sie von oben auf den Boden blicken.
26 zeigt ein Flussdiagramm für den Prozess des Geschwindigkeitsüberschreitung-Erfassungssystems, auf das das vorliegende Verfahren der Geschwindigkeitsmessung angewendet wird, wobei der Prozess im Folgenden erläutert wird.
Zuerst werden Zeitablauf-Bilder A, die von der Zeilenabtastkamera A erzeugt werden, und Zeitablauf-Bilder, die von der Zeilenabtastkamera B erzeugt werden, erhalten, wobei ein Bildänderungspunkt auf der Zeitachse aus den jeweiligen Zeitablauf-Bilddaten erfasst wird (Schritt 3401).
27 zeigt ein Beispiel der zeitabhängigen Änderung des Änderungsmaßes zwischen zwei aufeinanderfolgenden Bildern, einem ersten 1-Zeilen-Bild und einem zweiten 1-Zeilen-Bild, dass dem ersten 1-Zeilen-Bild unmittelbar vorausgeht, wobei es anhand des Schwellenwertes für das Änderungsmaß möglich ist, einen Bildänderungspunkt zu erfassen.
Als nächstes werden Bildänderungspunkte in den Zeitablauf-Bildern A und B miteinander korreliert und die Bewegungszeitintervalle berechnet (Schritt 3402). Wenn die Bewegungsrichtung des bewegten Fahrzeugs bereits bestimmt worden ist, passiert das Fahrzeug die Kameras in der Reihenfolge von der Zeilenabtastkamera A zur Zeilenabtastkamera B. Daher wird ein Bildänderungspunkt anhand der Zeitablauf-Bilddaten A erfasst, wobei ein Bildänderungspunkt in den Zeitablauf-Bilddaten B, die den Bildern in Kamera A unmittelbar folgen, als Startpunkt identifiziert werden kann. Die Bewegungsstrecke Lr zwischen den zwei Zeilenabtastkameras und die Bewegungszeit Tv ergeben sich daher so, wie in 28 gezeigt ist.
Als nächstes wird die Bewegungsgeschwindigkeit des Fahrzeugs Vm unter Verwendung der Bewegungsstrecke Lr und der Bewegungszeit Tv berechnet (Schritt 3403). Die Bewegungsgeschwindigkeit wird aus dem folgenden Ausdruck erhalten. Vm = Lr/tv
Als nächstes werden die Zeitablauf-Bilddaten und die Schablone für das im voraus gespeicherte Zeichenmuster unter Verwendung der Bewegungsgeschwindigkeit korrigiert, woraufhin der Grad der Ähnlichkeit berechnet wird (Schritt 3404). Anschließend wird auf der Grundlage des Ähnlichkeitsgrades das Kennzeichenschild entsprechend dem Ähnlichkeitsgrad erkannt, wobei das Ergebnis der Identifizierung ausgegeben wird (Schritt 3405).
29 zeigt Beispiele der Zeitablauf-Bilddaten, die von einem schnell bewegten Fahrzeug und von einem langsam bewegten Fahrzeug erhalten werden. Wie in 29 gezeigt ist, werden die Zeichen auf dem Kennzeichenschild gedehnt, wenn die Geschwindigkeit niedrig ist, und komprimiert, wenn die Geschwindigkeit hoch ist. Durch Dividieren der Zeitachse in den jeweiligen Zeitablauf-Bilddaten durch die Bewegungsgeschwindigkeit kann somit die Höhe der Zeichen auf dem Kennzeichenschild normalisiert werden. Wenn die Zeichen normalisiert werden können, kann das Kennzeichenschild des bewegten Fahrzeugs identifiziert werden ohne durch die Bewegung beeinflusst zu werden, wobei die herkömmliche Kennzeichenschilderkennungstechnik (siehe Literaturhinweis 4, Character Recognition in Scene Images, Society of Manufacturing Engineers, 1989) auf der Grundlage des Grades der Ähnlichkeit verwendet wird. Da im vorliegenden Beispiel zwei Bilddaten von der Zeilenabtastkamera A und der Zeilenabtastkamera B für Identifizierungszwecke vorhanden sind, kann das Kennzeichenschild anhand jedes Bildes überprüft werden, um die Identifizierungsgenauigkeit zu verbessern.
Wenn die Identifizierung des Kennzeichenschildes möglich wird, wird anhand des Abschnitts, der in beiden Zeitablauf-Bilddaten A und B exakt übereinstimmt, das Bewegungszeitintervall des Kennzeichenschildes erneut berechnet, um die Genauigkeit der Bewegungsgeschwindigkeitsbestimmung zu verbessern.
Dementsprechend wird es möglich, die Geschwindigkeit eines Fahrzeugs, das die Geschwindigkeitsbegrenzung überschreitet, zu messen, um die Zeichen auf dem Kennzeichenschild des Fahrzeugs zu identifizieren und Bilder des Fahrers zu sammeln.
Es ist zu beachten, dass in den obigen Erläuterungen die Bezugszeichen 108, 205, 303, 702, 803, 1202, 1303, 1902, 2003, 2102, 2202, 3102 sich auf dieselben Zeitablauf-Bilddaten beziehen. In ähnlicher Weise beziehen sich die Bezugszeichen 109, 206, 304, 703, 804, 1203, 1304, 1903, 2004, 2103, 3303, 3103, 3204 auf dieselbe Zeilenabtastkamera B. In ähnlicher Weise beziehen sich die Bezugszeichen 701, 801, 1201, 1301, 1901, 2001, 2101, 2201 auf das Messobjekt.
In ähnlicher Weise beziehen sich die Bezugszeichen 306, 806, 1305, 2005, 3205 auf den Zeilenachsenabstand L. In ähnlicher Weise beziehen sich die Bezugszeichen 307, 807, 2007, 3207 auf die Bewegungsstrecke Lr des Objekts. In ähnlicher Weise beziehen sich die Bezugszeichen 506, 1103, 1403, 3604 auf das Bewegungszeitintervall Tv, das das Objekt benötigt, um sich über die Bewegungsstrecke Lr zu bewegen. In ähnlicher Weise bezeichnen die Bezugszeichen 1104, 1404 das Bildaufzeichnungszeitintervall Tm vom Startpunkt bis zum Endpunkt.
Ferner können die oben beschriebenen Prozesse ausgeführt werden, indem Anwendungsprogramme zur Ausführung der Prozesse aufgezeichnet werden und die Programme zur Ausführung der Programme in ein Computersystem geladen werden. Ein Computersystem umfasst in diesem Zusammenhang irgendein Betriebssystem (OS) und Peripheriegeräte.
Computerlesbare Aufzeichnungsmedien umfassen tragbare Medien, wie z. B. Disketten, optomagnetische Platten, ROM, CD-ROM, sowie ortsfest Vorrichtungen, wie z. B. in Computersystemen enthaltene Festplatten. Computerlesbare Speichermedien umfassen ferner flüchtige Kurzzeitspeicher (RAM), die in Server- und Client-Computersystemen verwendet werden, um Anwendungen über Netzwerkmittel wie das Internet oder Telephonleitungen zu übermitteln, sowie andere Kurzzeitspeicher, wie z. B. flüchtige Speicher, die in Server- und Client-Computersystemen verwendet werden.
Die obigen Programme können ferner von Computereinrichtungen, die das Programm in Speichern und dergleichen speichern, zu anderen Computersystemen über Übertragungsmedien oder mittels über die Medien gesendeter Signalwellen übermittelt werden. Hierbei beziehen sich die Übertragungsmedien für die Über mittlung von Programmen auf solche Medien, wie z. B. Netzwerkmittel (Kommunikationsnetze) wie das Internet und Kommunikationsschaltungen (Kommunikationsleitungen) mit Fähigkeiten zur Übermittlung von Informationen.
Anwendungsprogramme können einen Teil der beschriebenen Funktionen ausführen. Ferner können diese Programme in Verbindung mit im Voraus aufgezeichneten Programmen, die in Computersystemen gespeichert sind, betrieben werden, um unterschiedliche Dateien (unterschiedliche Programme) bereitzustellen.

Claims

Verfahren zum Verarbeiten von Bilddaten, um eine relative Geschwindigkeit eines Objektkörpers, der sich auf einer gegebenen Bahn bewegt, relativ zu einem Beobachtungspunkt zu messen, das die folgenden Schritte umfasst: Erhalten von Zeitablauf-Bilddaten, die durch synchron arbeitende Zeilenbild-Erfassungseinrichtungen (803, 804) aufgezeichnet werden, die quer zu der gegebenen Bahn des sich bewegenden Objektkörpers angeordnet sind, um so Zeitablauf-Bilder aufzuzeichnen, die zwischen zwei parallelen Zeilenachsen in einem konstanten Zeittakt, der durch einen Zeilenabtastzyklus bestimmt ist, erscheinen; Berechnen der Größe der Zeitverschiebung des Objektkörpers auf der Zeitachse zwischen Bilderfassungspositionen der Zeilenbild-Erfassungseinrichtungen, wobei die Größe der Zeitverschiebung gleich der Anzahl der Zeilen ist, die einer Zeilenverschiebung zwischen den Bilderfassungspositionen entspricht, indem der Objektkörper zwischen den mit Rahmen versehenen Bildern der Zeitablauf-Bilddaten korreliert wird; Erhalten eines Bewegungszeitintervalls in Übereinstimmung mit dem berechneten Wert der Zeilenverschiebung und dem Zeilenabtastzyklus; und Erhalten einer Relativgeschwindigkeit des Objektkörpers relativ zu dem Beobachtungspunkt in Übereinstimmung mit dem Bewegungszeitintervall und einer Strecke (807), die die Zeilenbild-Erfassungspositionen der Zeilenbild-Erfassungseinrichtungen trennt.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Bewegungsgeschwindigkeit des Objektkörpers durch Berechnen eines Ähnlichkeitsgrades für die Rahmen der Zeitablauf-Bilddaten, um den Objektkörper unter den Rahmen der Zeitablauf-Bilddaten zu korrelieren, erhalten wird.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Bewegungsgeschwindigkeit des Objektkörpers durch Erfassen eines Bildänderungspunkts (1804, 1805), an dem die Differenz zwischen den Zeitablauf-Bilddaten und im Voraus vorbereiteten Hintergrund-Bilddaten (1802) einen Schwellenwert (1806) übersteigt, und durch Korrelieren des Objektkörpers in Übereinstimmung mit dem erfassten Bildänderungspunkt in allen Zeitablauf-Bilddaten erhalten wird.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Bewegungsgeschwindigkeit des Objektkörpers durch Erfassen eines Bildänderungspunkts (1603) in den Rahmen von Zeitablauf-Bilddaten, der einen Differenzwert zwischen zwei aufeinander folgenden Zeilenbildern ergibt, der einen Schwellenwert (1604) übersteigt, und durch Korrelieren des Objektkörpers in Übereinstimmung mit dem erfassten Bildänderungspunkt in allen Zeitablauf-Bilddaten erhalten wird.
Verfahren zum Verarbeiten von Bilddaten eines Objektkörpers (801), der ein bestimmtes Formmuster hat, das als ein Bild erkannt werden kann, und der sich längs einer gegebenen Bahn relativ zu einem Beobachtungspunkt bewegt, das die folgenden Schritte umfasst: Erhalten einer relativen Bewegungsgeschwindigkeit des Objektkörpers, der sich relativ zu dem Beobachtungspunkt bewegt, in Übereinstimmung mit dem Verfahren nach Anspruch 1; Anpassen eines Zeitmaßstabs der Zeitablauf-Bilddaten und eines Zeitmaßstabs einer im Voraus vorbereiteten Schablone für das bestimmte Formmuster durch Korrigieren entsprechender Zeitmaßstäbe in Übereinstimmung mit der relativen Bewegungsgeschwindigkeit; und Berechnen eines Ähnlichkeitsgrades zwischen den Zeitablauf-Bilddaten und der Schablone des bestimmten Formmusters mit angepasstem Zeitmaßstab, um dadurch das bestimmte Formmuster in den Zeitablauf-Bilddaten zu erfassen und zu erkennen.
Verfahren zum Verarbeiten von Bilddaten eines Objektkörpers (801), der ein bestimmtes Formmuster hat, das als ein Bild erkannt werden kann, und der sich längs eines gegebenen Weges bewegt, das die folgenden Schritte umfasst: Erhalten einer relativen Bewegungsgeschwindigkeit des Objektkörpers, der sich relativ zu dem Beobachtungspunkt bewegt, in Übereinstimmung mit dem Verfahren nach Anspruch 1; Anpassen eines Zeitmaßstabs der Zeitablauf-Bilddaten und eines Zeitmaßstabs einer im Voraus vorbereiteten Schablone für das bestimmte Formmuster durch Korrigieren entsprechender Zeitmaßstäbe in Übereinstimmung mit der relativen Bewegungsgeschwindigkeit; und Berechnen eines Ähnlichkeitsgrades zwischen den Zeitablauf-Bilddaten und der Schablone des bestimmten Formmusters mit einem angepassten Zeitmaßstab, um dadurch das bestimmte Formmuster in den Zeitablauf-Bilddaten zu erfassen und zu erkennen.
Verfahren zum Verarbeiten von Bilddaten eines Objektkörpers (801), die an einem stationären Beobachtungspunkt durch Aufzeichnen des Objektkörpers, der sich auf einer gegebenen Bahn bewegt, erhalten werden, das die folgenden Schritte umfasst: Erhalten einer relativen Bewegungsgeschwindigkeit des Objektkörpers, der sich relativ zu dem Beobachtungspunkt bewegt, in Übereinstimmung mit dem Verfahren nach Anspruch 1; Erfassen eines Startpunkts und eines Endpunkts des Objektkörpers in allen Zeitablauf-Bilddaten durch Bewerten, ob ein Differenzwert zwischen einem mit Rahmen versehenen Bild und im Voraus vorbereiteten Zeitablauf-Hintergrundbilddaten einen Schwellenwert übersteigt; und Erhalten eines Aufzeichnungszeitintervalls (1104) zwischen dem Startpunkt und dem Endpunkt in Übereinstimmung mit dem Zeilenabtastzyklus und Berechnen der Länge des Objektkörpers aus dem Aufzeichnungszeitintervall und der Bewegungsgeschwindigkeit des Objektkörpers.
Verfahren zum Verarbeiten von Bilddaten eines Objektkörpers (1301), die an einem stationären Beobachtungspunkt durch Aufzeichnen des Objektkörpers, der sich auf einer gegebenen Bahn bewegt, erhalten werden, das die folgenden Schritte umfasst: Erhalten einer relativen Bewegungsgeschwindigkeit des Objektkörpers, der sich relativ zu dem Beobachtungspunkt bewegt, in Übereinstimmung mit den Verfahren nach Anspruch 1; Erfassen eines Startpunkts und eines Endpunkts des Objektkörpers in allen Zeitablauf-Bilddaten durch Bewerten, ob ein Differenzwert zwischen zwei aufeinander folgenden Zeilenbildern in allen Zeitablauf-Bilddaten einen Schwellenwert übersteigt oder nicht; und Berechnen der Länge des Objektkörpers durch Erhalten des Aufzeichnungszeitintervalls (1404) zwischen dem Startpunkt und dem Endpunkt und Erhalten der Länge des Objektkörpers aus der Bewegungsgeschwindigkeit und der Aufzeichnungszeit.
Vorrichtung zum Verarbeiten von Bilddaten zum Messen einer Bewegungsgeschwindigkeit eines Objektkörpers aus Zeitablauf-Bilddaten, die durch Aufzeichnen des Objektkörpers, der sich auf einer gegebenen Bahn in Bezug auf einen Beobachtungspunkt bewegt, erhalten werden, die umfasst: eine Bilderfassungseinrichtung zum Erhalten von Zeitablauf-Bilddaten, die durch synchrones Betreiben mehrerer Zeilenbild-Erfassungseinrichtungen (108, 109), die quer zu der gegebenen Bahn des sich bewegenden Objektkörpers angeordnet sind, aufgezeichnet werden, um so Zeitablaufbilder aufzuzeichnen, die zwischen zwei parallelen Zeilenachsen in einem konstanten Zeittakt, der durch einen Zeilenabtastzyklus bestimmt ist, erscheinen; eine Zeitberechnungseinrichtung zum Berechnen einer Größe der Zeitverschiebung des Objektkörpers auf der Zeitachse zwischen Bilderfassungspositionen der Zeilenbild-Erfassungseinrichtungen, wobei die Größe der Zeitverschiebung gleich der Anzahl von Zeilen ist, die einer Zeilenverschiebung zwischen den Bilderfassungspositionen entspricht, indem der Objektkörper zwischen den mit Rahmen versehenen Bildern der Zeitablauf-Bilddaten korreliert wird, und zum Erhalten eines Bewegungszeitintervalls in Übereinstimmung mit dem berechneten Wert der Zeilenverschiebung und dem Zeilenabtastzyklus; und eine Geschwindigkeitsberechnungseinrichtung zum Erhalten einer relativen Geschwindigkeit des Objektkörpers relativ zu dem Beobachtungspunkt in Übereinstimmung mit dem Bewegungszeitintervall und einer Strecke (807), die die Zeilenbild-Erfassungspositionen der Zeilenbild-Erfassungseinrichtungen auf der gegebenen Bahn trennt.
Vorrichtung nach Anspruch 9, wobei die Zeitberechnungseinrichtung den Objektkörper in allen Zeitablauf-Bilddaten durch Berechnen eines Ähnlichkeitsgrades zwischen den Rahmen der Zeitablauf-Bilddaten korreliert.
Vorrichtung nach Anspruch 9, wobei die Zeitberechnungseinrichtung den Objektkörper in allen Zeitablauf-Bilddaten durch Erfassen eines Bildänderungspunkts (1804, 1805), der bewirkt, dass ein Differenzwert zwischen einem Zeitablaufbild und einem im Voraus erfassten Hintergrundbild (1802) einen Schwellenwert (1604) übersteigt, korreliert und den Objektkörper in Übereinstimmung mit dem Bildänderungspunkt in jedem Zeitablaufbild korreliert.
Vorrichtung nach Anspruch 9, wobei die Zeitberechnungseinrichtung den Objektkörper in allen Zeitablauf-Bilddaten durch Erfassen eines Bildänderungspunkts (1603), der bewirkt, dass ein Differenzwert zwischen zwei aufeinander folgenden Zeilenbildern einen Schwellenwert (1604) übersteigt, korreliert und den Objektkörper in Übereinstimmung mit dem Bildänderungspunkt in jedem Zeitablaufbild korreliert.
Vorrichtung zum Verarbeiten von Bilddaten eines Objektkörpers, der ein bestimmtes Formmuster enthält, das als ein Bild erkennbar ist, und der sich auf einer gegebenen Bahn relativ zu einem Beobachtungspunkt bewegt, die umfasst: eine Geschwindigkeitsmesseinrichtung, die eine Bildverarbeitungsvorrichtung nach Anspruch 9 besitzt; eine Maßstabkorrektureinrichtung zum Anpassen eines Zeitmaßstabs der Zeitablauf-Bilddaten und eines Zeitmaßstabs einer Schablone für das bestimmte Formmuster durch Korrigieren entsprechender Zeitmaßstäbe in Übereinstimmung mit der durch die Geschwindigkeitsmesseinrichtung erhaltenen relativen Bewegungsgeschwindigkeit; und eine Mustererfassungseinrichtung zum Berechnen eines Ähnlichkeitsgrades zwischen den Zeitablauf-Bilddaten und der aus den bestimmten Formmustern ausgewählten Schablone, um so den Objektkörper zu erfassen und zu identifizieren.
Vorrichtung zum Verarbeiten von Bilddaten eines Objektkörpers, der ein bestimmtes Formmuster enthält, das als ein Bild erkennbar ist, und der sich längs einer gegebenen Bahn relativ zu einem Beobachtungspunkt bewegt, die umfasst: eine Geschwindigkeitsmesseinrichtung, die eine Bildverarbeitungsvorrichtung nach Anspruch 9 besitzt; eine Maßstabkorrektureinrichtung zum Korrigieren von Zeitmaßstäben in Übereinstimmung mit der relativen Bewegungsgeschwindigkeit, die durch die Geschwindigkeitsmesseinrichtung erhalten wird, um so einen Zeitmaßstab für die Zeitablauf-Bilddaten, die durch die Geschwindigkeitsmesseinrichtung erzeugt werden, an einen Zeitmaßstab einer Schablone, die aus im Voraus vorbereiteten bestimmten Formmustern ausgewählt wird, anzupassen; und eine Mustererfassungseinrichtung zum Berechnen eines Ähnlichkeitsgrades zwischen den Zeitablauf-Bilddaten und der aus den bestimmten Formmustern ausgewählten Schablone, um so den Objektkörper zu erfassen und zu identifizieren.
Vorrichtung zum Verarbeiten von Bilddaten eines Objektkörpers, der sich auf einer gegebenen Bahn bewegt, die umfasst: eine Geschwindigkeitsmesseinrichtung, die an einem stationären Beobachtungspunkt positioniert ist und eine Bildverarbeitungsvorrichtung nach Anspruch 9 besitzt; eine Bildänderungspunkt-Erfassungseinrichtung zum Erfassen eines Startpunkts und eines Endpunkts des Objektkörpers aus den Zeitablauf-Bilddaten durch Bewerten, ob ein Schwellenwert (1806) von einem Differenzwert zwischen einem im Voraus vorbereiteten Hintergrundbild (1802) und den Zeitablauf-Bilddaten für jede Bildfolge überschritten worden ist; und eine Längenberechnungseinrichtung zum Erhalten eines Aufzeichnungszeitintervalls zwischen dem Startpunkt und dem Endpunkt in Übereinstimmung mit dem Zeilenabtastzyklus der Geschwindigkeitsmesseinrichtung für jede Bildfolge und zum Berechnen der Länge des Objektkörpers aus dem Aufzeichnungsintervall und der Bewegungsgeschwindigkeit des Objektkörpers.
Vorrichtung zum Verarbeiten von Bilddaten eines Objektkörpers, der sich auf einer gegebenen Bahn bewegt, die umfasst: eine Geschwindigkeitsmesseinrichtung, die an einem stationären Beobachtungspunkt positioniert ist und eine Bildverarbeitungsvorrichtung nach Anspruch 9 besitzt; eine Bildänderungspunkt-Erfassungseinrichtung zum Erfassen eines Startpunkts und eines Endpunkts des Objektkörpers aus Zeitablauf-Bilddaten durch Bewerten, ob ein Schwellenwert (1604) von einem Differenzwert zwischen einem Zeilenbild und einem Zeilenbild aus einem früheren Abtastzyklus für jede Bildfolge überschritten worden ist; und eine Längenberechnungseinrichtung zum Erhalten eines Aufzeichnungszeitintervalls zwischen dem Startpunkt und dem Endpunkt in Übereinstimmung mit dem Zeilenabtastzyklus der Geschwindigkeitsmesseinrichtung und zum Berechnen der Länge des Objektkörpers aus dem Aufzeichnungszeitintervall und der Bewegungsgeschwindigkeit des Objektkörpers.
Vorrichtung zum Verarbeiten von Bilddaten, die umfasst: eine Mustererkennungseinrichtung, die eine Bildverarbeitungsvorrichtung nach Anspruch 14 besitzt; und eine Aufzeichnungseinrichtung zum Aufzeichnen von Bilddaten, die durch die Bilderfassungseinrichtung erhalten werden, die zu der Mustererkennungseinrichtung gehört, zusammen mit Bewegungsgeschwindigkeiten und Ergebnissen einer Erkennung des Objektkörpers, die durch die Mustererkennungseinrichtung erhalten werden; wobei die Zeilenbild-Erfassungseinrichtung mit Polarisationsfiltereinrichtungen versehen ist.
Vorrichtung zum Verarbeiten von Bilddaten, die umfasst: eine Mustererkennungseinrichtung, die eine Bildverarbeitungsvorrichtung nach Anspruch 14 besitzt; und eine Aufzeichnungseinrichtung zum Aufzeichnen von Bilddaten, die durch die Bilderfassungseinrichtung erhalten werden, die zu der Mustererkennungseinrichtung gehört, zusammen mit einer Bewegungsgeschwindigkeit und Ergebnissen einer Erkennung des Objektkörpers, die durch die Mustererkennungseinrichtung erhalten werden; wobei die Zeilenbild-Erfassungseinrichtung mit Filtereinrichtungen für sichtbares Licht versehen sind, um sichtbares Licht zu entfernen und Infrarotlicht zu übertragen.