JP2000111657A - 色検知機能を利用した対物認証システム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 色検知機能を利用して、認識対象までの距離
を判定する対物認証システムを提供する。 【解決手段】 ２台のカラーカメラ１Ｒ，１Ｌを光軸Ｌ
を並行に一定間隔で設ける。各カメラの画角内には、認
識対象と同じ色を有する基準色表示部２を設ける。各カ
メラからの映像信号中から基準色と同一の色を検出する
色抽出部４Ｒ，４Ｌを設ける。色抽出部によって検出さ
れた認識対象を表示する出力信号の立ち上がりをエッジ
検出部５Ｒ，５Ｌで検出し、その出力を時間伸長部６
Ｒ，６Ｌで伸長した後、エクスクルーシブ・オア回路７
から２台のカメラの視差に応じた長さの信号を出力す
る。視差計測部８では視差の変化量を基準クロックＣＬ
Ｋでカウントする。距離判定部１０は、カウント値と距
離データ記憶部９からのデータを比較して認識対象まで
の距離を判定し、距離に応じた制御信号を音声発生部１
１に出力する。音声発生部１１は制御信号に従い各種の
警告音を出力する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、色検出機能を利用
した対物認証システムに関するものであって、特に、２
台のカラーカメラを使用して特定色を有する認識対象を
それぞれ検出し、各カラーカメラで検出された認識対象
に対する両カメラ間の両眼視差を利用して、認識対象ま
での距離の計測を行う対物認証システムに関する。

【０００２】

【従来の技術】建設機械などの大型産業機械や装置類
（以下、機械と総称する）を操作して作業を行う際に重
要な点の１つに、他の作業者や通行人、あるいは他の作
業機械などに対する危険防止のための安全対策がある。
特に、野外や街中で作業を行う建設作業では大型の移動
機械が用いられており、作業中の機械の近傍などに作業
者や通行人が侵入する場合もある。例えば、クレーン車
などの建設工事用の機械ではクレーンの先端近くや回転
範囲内に人がいると危険なため、安全対策として見張り
員による見張りやクレーンオペレータによる目視による
安全確認を行いながら作業を行っているのが現状であ
る。

【０００３】しかしながら、上記のような場合、オペレ
ータや見張り員などの人による目視のみに頼る従来の安
全対策では、機械の近傍にいる他の作業者などを見落と
す恐れがあるという問題点がある。そこで、機械の運転
時に危険区域内にいる他の作業者などを検知し警報を発
することができれば、上述のようなオペレータや見張り
員などによる見落としを補うことができ、危険防止への
寄与を期待することができる。このような観点から、従
来技術として、カラーカメラで撮影した画像データの中
から、認識対象である作業者のヘルメットや衣服などの
色、もしくは他の作業機械などに張り付けた特定の色を
検出した場合に、オペレータや機械に接近した作業者等
に警報を発したり、装置の減速や制動によって接触防止
を図る技術が提案されている。

【０００４】例えば、特願平５−１２５４１７号とし
て、作業者などの着用するヘルメットや着衣の色、例え
ば黄色を検出して危険区域内にいる作業者などに警告を
行うと共に、オペレータに対して危険区域内における人
の存在を告知するために警報装置などに用いる、映像信
号の色成分抽出回路および映像信号の色成分抽出回路が
提案されている。

【０００５】図１６は、ＮＴＳＣ方式における三原色及
びその補色の色位相（搬送色信号における位相）を示す
色ベクトル図である。図１６に示すように、三原色
（Ｒ，Ｇ，Ｂ）及びその補色（Ｃｙ，Ｍｇ，Ｙｅ）はそ
れぞれ６３．５°、４２．５°、７４°の位相差で配置
されている。通常、色ベクトルの長さは、その色の飽和
度（彩度）、すなわち色振幅（搬送色信号における振
幅）を示し、三原色などの色位相を示すための色ベクト
ル図においては、飽和した各色の色ベクトル（その長さ
は最大色振幅を示す）が表示されるが、図１６において
は、簡単化のために各色の最大色振幅を基準化して（す
なわち各色ベクトルの長さを等しくして）示してある。

【０００６】図１７は、従来技術において、一例として
黄色を検出した場合における検出領域を示す。図１７に
おいて、原点Ｏを中心とする円Ｐおよびその内部の領域
は、搬送色信号が取り得る値の範囲を示しており、斜線
で示した領域が黄色として検出される。また、Δθは、
黄色として検出される領域の色位相幅を示すもので、こ
の値はおよそ３０°である。従って、黄色として検出さ
れる領域の位相範囲は、黄色の色位相１６７°を中心と
した＋−３０°の色位相範囲である。

【０００７】ところで、搬送色信号中から特定の色を抽
出するには、従来技術では、入力映像信号中のバースト
にロックした３．５８ＭＨｚの副搬送波ｆscを基準とし
て、２つの色差信号Ｒ−ＹとＢ−Ｙとを得て、この２つ
の色差信号Ｒ−Ｙ，Ｂ−Ｙを演算し、演算結果を予め定
められている基準値と比較することにより、特定色の有
無を検出していた。この場合、抽出する色を変更するに
は、バースト信号の位相を抽出する色の位相に応じて変
化させていた。例えば、検出する色が黄色の場合には、
このバースト信号の位相を黄色との位相差Φに相当する
量だけ変位するように調整することにより、黄色検出用
の副搬送波ｆsc’を作成していた。

【０００８】図１８は、このような特定色を抽出するた
めの従来技術の一例を示す。なお、この従来技術におい
ては、入力映像信号を表示するモニタ中の一定の領域内
（枠内）に特定色が存在する場合にのみ、特定色を抽出
するための回路が設けられている。図１８において、８
１は映像信号（ＮＴＳＣ信号）の入力端子、８２は映像
信号中のバーストの位相を抽出したい色の位相に応じて
調整する抽出色指定回路、８３は同期分離回路、８４は
バーストフラグ発生用のラインロックＰＬＬ回路、８５
はモニタ中の映像の中から特定色を検出する範囲を定め
るウインドウ生成回路である。また、８６はＹ／Ｃ分離
回路、８７は副搬送波ｆsc’を生成するバーストロック
ＰＬＬ回路、８８は搬送色信号をデジタル化するための
Ａ／Ｄコンバータ、８９は２つの色差信号Ｒ−Ｙ，Ｂ−
Ｙを得るための色差信号検波回路、９０は色差信号Ｒ−
Ｙ，Ｂ−Ｙに基づいて（Ｒ−Ｙ）−ｋ｜Ｂ−Ｙ｜を演算
する演算部、９１は演算部からの出力を基準電圧と比較
して特定色が検出されたか否かの１ビットのデータに変
換する２値化回路、９２は検出された特定色がモニタ中
の指定の領域に含まれるか否かを判定するゲート回路で
ある。

【０００９】図１８の従来技術において、入力端子８１
から映像信号が入力されると、色指定回路８２におい
て、映像信号中のバースト信号の位相を検出したい色の
位相に相当する量だけ変位させて、特定色の抽出の基準
と変位されたバーストを生成し、この変位されたバース
ト信号を映像信号中のバースト信号と置換する。このバ
ースト信号が置換された映像信号は同期分離回路８３に
入力され、分離された水平周波数ｆＨがラインロックＰ
ＬＬ回路８４に、垂直同期信号ＶＤがウインドウ生成回
路８５に出力される。ラインロックＰＬＬ回路８４にお
いては、前記水平周波数ｆＨに基づいてバーストフラグ
ＢＦが生成され、バーストロックＰＬＬ回路７に出力さ
れる。ラインロックＰＬＬ回路８４では、入力映像信号
にロックした１４．３１８１８ＭＨｚのクロック４ｆsc
−１と水平同期信号ＨＤが生成され、ウインドウ生成回
路８５に出力される。ウインドウ生成回路８５では、前
記垂直同期信号ＶＤ、水平同期信号ＨＤ及びクロック４
ｆsc−１に基づいて、各１Ｈラインについて領域判定信
号Ｗが生成され、この領域判定信号Ｗがアンドゲート回
路９２に出力される。例えば、各１Ｈラインにおけるモ
ニタの外周部に近い部分では、たとえ画角内に特定色が
存在しても検出しないように「Ｌ」レベルの信号を出力
し、特定色の検出が必要なモニタ中央部では「Ｈ」レベ
ルの信号を出力する。

【００１０】前記Ｙ／Ｃ分離回路８６においては、入力
された映像信号から搬送色信号Ｃが分離され、この搬送
色信号ＣがバーストロックＰＬＬ回路８７に入力され
る。このバーストロックＰＬＬ回路８７は入力された搬
送色信号Ｃからバースト信号を分離し、このバースト信
号にロックした副搬送波ｆsc’を生成する。すなわち、
図８は、このバーストフラグＢＦによって映像信号Ｖｉ
ｄｅｏ中からバースト信号Ｂｕｒｓｔがゲートされ、そ
のバースト信号Ｂｕｒｓｔの位相にロックした副搬送波
ｆsc’が生成される状態を示している。バーストロック
ＰＬＬ回路８７からは、前記のようにしてバーストの位
相にロックした副搬送波ｆsc’から生成されたサンプリ
ング信号４ｆsc−２’が出力される。Ａ／Ｄコンバータ
８８に入力された搬送色信号Ｃは、このサンプリング信
号４ｆsc−２’によって例えば８ビットのデジタル信号
に変換され、色差信号検波回路８９へ出力される。

【００１１】色差信号検波回路８９では、バーストロッ
クＰＬＬ回路８７からのバースト信号と同位相の副搬送
波ｆsc’，２ｆsc’、この副搬送波ｆsc’の位相を９０
°シフトさせて生成した副搬送波ｆsc’及び前記サンプ
リング信号４ｆsc’に基づいて同期検波が行われ、色差
信号Ｒ−Ｙとこれに直交する色差信号Ｂ−Ｙがそれぞれ
生成され、後段の演算部９０に出力される。演算部９０
では、色差信号Ｒ−Ｙ，Ｂ−Ｙに基づいて、（Ｒ−Ｙ）
−ｋ｜Ｂ−Ｙ｜を演算する。ここで、ｋは可変利得であ
ってｋ≧０の値を取り、この可変利得ｋを適宜設定する
ことにより、特定色の検出範囲を調整することができ
る。この演算結果は２値化回路９１に出力され、この２
値化回路において前記演算結果の値を示す振幅電圧と予
め設定されている基準電圧Ｅ0 との大小を比較し、この
比較結果がゲート回路９２に送られる。例えば、（Ｒ−
Ｙ）−ｋ｜Ｂ−Ｙ｜≧Ｅ0 のとき「Ｈ」レベルを出力
し、（Ｒ−Ｙ）−ｋ｜Ｂ−Ｙ｜＜Ｅ0 のとき「Ｌ」レベ
ルを出力する。このようにして２値化回路１１から出力
された比較結果信号はアンドゲート回路９２に送られ、
同じくゲート回路に入力された領域判定信号Ｗと比較さ
れ、モニタの検出領域内に特定色が検出された場合に出
力端子９３に検出信号が出力される。

【００１２】

【発明が解決しようとする課題】前記の従来技術では、
カラーカメラの映像信号出力から色信号を抽出するた
め、入力映像信号から２つの色差信号（Ｙ−Ｙ、Ｂ−
Ｙ）を分離するために、バースト信号にロックした副搬
送波ｆsc’を使用している。そのため、異なった色を検
出するためには、映像信号処理の前段にバースト信号の
位相を可変する抽出色指定回路２を設けていた。しか
し、このように抽出色指定回路２によってバースト信号
の位相を変化させる方法では、多色を検出する際に、そ
の抽出色にあったバースト信号の位相を回路側であらか
じめ設定する必要があり、いったん回路側で抽出色を設
定してしまうと、作業現場における抽出色の変更が不可
能であり、抽出色の検出範囲が固定されてしまう。従っ
て、従来技術では、作業現場で使用されるカメラの個体
差による色再現性のズレ及び光源の色温度の変化に伴っ
て、抽出色の誤検出および検出漏れを起こす場合が生じ
てしまう。例えば、抽出色を単色の「黄色」に設定した
場合、光源の色温度変化により、関東ローム層などの土
が乾いた状態の褐色系の黄色を抽出色として混同し、
（緑色）に設定すると樹木や草の色を抽出色として混同
し、また（赤い色）に設定するとカラーコーンを抽出色
として混同し、「青色」に設定すると空などを抽出色と
混同するなど、想定していないさまざまな色を抽出色と
混同して誤検出する場合が生じる。また、建設施工現場
では注意を促すために、黄色などの特定の色が様々な物
体（例えば、カラーコーン、建設機械、ヘルメットや着
衣など）に付けられることも多く、たとえ抽出色を検出
したとしても、その抽出色を付された認識対象が警報を
発する必要のあるものか否かの判定が困難であった。

【００１３】さらに、従来技術では、カメラが撮像した
映像のどの場所に抽出色が存在しているかなど、抽出色
の位置及び及び距離的な情報をすることが不可能であっ
た。そのため、産業機械から離れた安全な位置にあるに
もかかわらず抽出色を検出した場合に危険であるとの警
報発したり、逆に危険な位置にある抽出色を検出した場
合であっても危険度に応じた適切な警報を発生すること
ができない問題があった。この認識対象までの距離の特
定には、超音波や電磁波による方法が従来から知られて
いるが、いずれの方法も認識対象を特定するためにはビ
ームやアンテナを機械的にその方向に向ける機構が必要
であり、システムが複雑であって実用的ではなかった。

【００１４】本発明は、前記のような従来技術の問題点
を解決するために提案されたものであって、その目的
は、作業現場で使用されるカメラの個体差や被写体の環
境変化（光源の色温度変化）に起因する誤検出や検出漏
れを防止することができる色検知機能利用した対物認証
システムを提供することにある。本発明の他の目的は、
カラーカメラで撮像した映像に基づいて所定の抽出色を
備えた認識対象までの距離を測定し、この距離情報に基
づいて適切な警報を発することにより、危険防止機能に
優れた対物認証システムを提供することにある。本発明
のさらに他の目的は、異なった特定の色の組み合わせを
検出した場合に、認識対象の検出及び距離の測定を行う
ことにより、より精度の高い認識対象の認証を可能とし
たシステムを提供することにある。

【００１５】

【課題を解決するための手段】前記の目的を達成するた
めに、請求項１の発明は、カラーカメラの画角内に認識
対象と同一の色を常時表示する基準色表示部と、前記カ
ラーカメラに接続され、カラーカメラの映像信号中から
前記基準色と同一の色を抽出する比色型の色抽出部とを
備え、前記比色型の色抽出部において基準色と同一の色
が発見された場合に、カラーカメラの画角内に認識対象
が存在すると判定することを特徴とする。

【００１６】このような構成を有する請求項１の発明で
は、認識対象を撮影するカラーカメラの画角の一部に認
識対象から検出すべき色と同一の基準色を常時撮影して
おき、この基準と同一色の色がカラーカメラによって撮
影された場合に、認識対象がカメラの画角内に存在する
と認証するものである。これにより、カメラの個体差や
作業現場の環境変化が生じてシステムに入力される被写
体からの色情報に変化が生じても、基準色の色情報も環
境変化に追従して同様に変化するので、検出漏れや誤検
出が生ずることがない。

【００１７】請求項２の発明は、光軸が並行でかつ水平
方向に一定間隔を保って設けた２台のカラーカメラと、
各カラーカメラの画角内に認識対象と同一の色を常時表
示する基準色表示部と、２台のカラーカメラのそれぞれ
に接続され、各カラーカメラの映像信号中から前記基準
色と同一の色を抽出する比色型の色抽出部と、各カラー
カメラの色抽出部によってそれぞれ検出された認識対象
の間隔に基づいて、２台のカラーカメラ間における認識
対象の視差を計測する視差計測部と、２台のカラーカメ
ラの所定の設置状態下における前記視差計測部の出力値
と認識対象までの距離との関係を記憶した距離データ記
憶部と、前記視差計測部の出力値と、距離データ記憶部
のデータに基づいて認識対象までの距離を判定する距離
判定部と、判定された認識対象までの距離に応じた信号
を出力する信号出力手段とを備えていることを特徴とす
る。

【００１８】このような構成を有する請求項２の発明で
は、一定間隔で配置した２台のカメラを使用し、各カメ
ラにおいて検出された基準色と同一色の認識対象の視差
の変化量を抽出することにより、カメラから認識対象ま
での距離を検出する。その結果、基準色による認識対象
の検出と、認識対象までの距離の判定との組合せによ
り、認識対象までの距離に応じた適切な警報などを発生
したり、モニタ上に認識対象までの距離を表示すること
が可能になる。

【００１９】請求項３の発明は、カラーカメラに接続さ
れ、カラーカメラの映像信号中から複数の希望色と同一
の色を抽出する複数の色抽出部とを備え、前記複数の色
抽出部において希望色と同一のすべての色が発見された
場合に、カラーカメラの画角内に認識対象が存在すると
判定することを特徴とする。

【００２０】このような構成を有する請求項３の発明で
は、認識対象が持つ複数の色を同時に検出した場合に、
その認識対象の有無を判定するので、認識対象の周囲に
１部の色が共通する他の物体があっても、認識対象を正
確に検出することができる。

【００２１】請求項４の発明は、光軸が並行でかつ水平
方向に一定間隔を保って設けた２台のカラーカメラと、
２台のカラーカメラのそれぞれに接続され、各カラーカ
メラの映像信号中から複数の希望色と同一の色をそれぞ
れ抽出する色抽出部と、各色抽出部によってそれぞれ検
出された各色に対応する認識対象の間隔に基づいて２台
のカラーカメラ間における認識対象の視差を計測する視
差計測部と、２台のカラーカメラの所定の設置状態下に
おける前記視差計測部の出力値と認識対象までの距離と
の関係を記憶した距離データ記憶部と、前記複数の色ご
とに計測された視差計測部の出力値と、距離データ記憶
部のデータに基づいて、認識対象までの距離を複数の色
ごとに判定する距離判定部と、前記距離判定部で判定さ
れた各色までの距離を比較し、複数の色ごとに判定され
た距離が一致した場合に認識対象の存在を認定する距離
判定比較部と、距離判定比較部により判定された認識対
象までの距離に応じた信号を出力する信号出力手段とを
備えていることを特徴とする。

【００２２】このような構成を有する請求項４の発明で
は、複数色の検出によって認識対象の存在と認識対象ま
で距離を判定するので、たとえ、複数の色がカラーカメ
ラの画角内で検出されたとしても、各色までの距離が異
なっている場合には、認識対象の存在を判定しない。そ
の結果、複数色の検出と距離の組合せにより、より精度
の高い検出が可能となる。

【００２３】請求項５の発明は、前記請求項４の発明に
おいて、前記色抽出部が、カラーカメラの画角内に認識
対象と同一の色を常時表示する基準色表示部と、前記カ
ラーカメラに接続され、カラーカメラの映像信号中から
前記基準色と同一の色を抽出する比色型の色抽出部であ
ることを特徴とする。

【００２４】このような構成を有する請求項５の発明で
は、複数の基準色をもと認識対象の色を検出するので、
カメラの個体差や被写体の環境変化の影響を受けること
もなく、より精度の高い検出が可能となる。

【００２５】請求項６の発明は、前記比色型の色抽出部
が、カラーカメラにより撮像された前記基準色表示部の
映像信号から基準搬送色信号Ｃ’を生成する基準搬送色
信号Ｃ’の生成回路と、前記基準搬送色信号Ｃ’の位相
にロックした副搬送波ｆsc”を生成する搬送色信号ロッ
クＰＬＬ回路と、前記副搬送波ｆsc”に基づいて、色差
信号Ｒ−Ｙ，Ｂ−Ｙを検波する色差信号検波回路と、こ
の色差信号検波回路の出力に基づいて基準色と同一の色
の有無を判定する演算部とを備えていることを特徴とす
る。

【００２６】このような構成を有する請求項６の発明で
は、色差信号Ｒ−Ｙ，Ｂ−Ｙを検波するための副搬送波
ｆsc”が、基準色の搬送色信号の位相にロックしたもの
であるから、環境の変化などにより基準色の搬送色信号
の位相が変化した場合に、副搬送波ｆsc”の位相もこれ
に追従するので、色差信号検波回路における検出位相範
囲も基準色の変化に応じて自動的に調整される。

【００２７】請求項７の発明は、前記比色型の色抽出部
が、入力された映像信号に基づいて、モニタの画面上に
認識対象の判定範囲を示す検出範囲枠と基準色表示部の
映像を表示する基準色表示枠とを表示すると共に、前記
基準色表示枠を横切る１Ｈラインを選択し、この１Ｈラ
インの検出パルスを前記基準搬送色信号Ｃ’の生成回路
に出力するウインドウ生成回路を備え、前記基準搬送色
信号Ｃ’の生成回路が前記ウインドウ生成回路からの検
出パルスが入力されるごとに映像信号中から基準搬送色
信号Ｃ’を抽出して、搬送色信号ロックＰＬＬ回路に出
力することを特徴とする。

【００２８】このような構成を有する請求項７の発明で
は、搬送色信号Ｃ’の生成回路が、検出パルスの入力に
従って基準色を示す搬送色信号と同位相の基準搬送色信
号Ｃ’を出力するので、外部環境の変化により基準色の
搬送色信号の位相が変化しても、直ちに基準搬送色信号
Ｃ’が追従することができる。

【００２９】請求項８の発明は、前記視差計測部が、各
カラーカメラの色抽出部によって検出された認識対象に
対応する出力信号の変化をそれぞれ検出するエッジ検出
部を備え、このエッジ検出部で検出した前記出力信号の
エッジの間隔を、基準クロックでカウントして各カラー
カメラ間におけ認識対象の視差の変化量を求めることを
特徴とする。このような構成を有する請求項８の発明で
は、両方のカラーカメラからの出力信号の時間差を基準
クロックでカウントして、モニタ上に表示される左右の
認識対象間の距離を測定し、視差の変化量を求めていた
め、視差の変化量を簡単且つ正確に知ることができる。
そのため、例えば、１フィールドの全１Ｈラインについ
て視差の変化量を求め、最も視差の大きい認識対象を特
定するなど、迅速に視差の検出が必要な場合に適してい
る。

【００３０】請求項９の発明は、前記信号出力手段が、
認識対象までの距離に応じて異なった音声発生制御信号
を出力する音声発生部と、この音声発生部からの音声出
力を拡声するスピーカとを備えている。このような構成
を有する請求項９の発明では、認識対象までの距離に応
じて、警告、注意などのように異なった警報を出力する
ことができる。

【００３１】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
に基づいて具体的に説明する。

【００３２】（１）第１の実施形態 この第１の実施形態は、被写体を撮影するカメラの画角
の一部に検出すべき色と同一色の基準色を常時撮影して
おき、この基準色と同一色の色がカメラによって撮影さ
れた場合に、認識対象がカメラの画角内に存在すると認
証するものである。

【００３３】（１−１）第１実施形態の構成 （１−１−１）全体の構成 本実施の形態においては、図１に示すように、同期がと
れた右チャンネルと左チャンネルの２台のカラーカメラ
１Ｒ，１Ｌを使用する。この２台のカラーカメラ１Ｒ，
１Ｌは、水平および垂直の画角αが共通なもであって、
光軸Ｌが並行でかつ水平方向に一定間隔を保って設け
る。この２台のカラーカメラ１Ｒ，１Ｌの設置位置は、
クレーンやパワーシャベルのブームの先端などのよう
に、運転中の機械に接近する認識対象を撮影するのに好
適な位置が選択される。２台のカメラ１Ｒ，１Ｌの画角
内には、基準色表示部２が設けられている。この基準色
表示部２は、カメラの画角内に常時捉えられる位置に設
けられているもので、例えば、カメラの支持部材の一部
にブラケットを設けて、このブラケットに認識対象と同
一色を塗装したり、認識対象の見本の一部を取り付けて
おく。

【００３４】左右のチャンネルのカラーカメラ１Ｒ，１
Ｌのそれぞれには、モニタ３Ｒ，３Ｌが接続されてい
る。このモニタ３Ｒ，３Ｌは、必ずしもチャンネル毎に
必要なものではなく、単にカメラの画角内に撮影されて
いる認識対象やその周囲の環境を確認するためであれ
ば、単一のモニタのみにいずれか一方のカメラの映像を
表示しても良い。なお、本実施形態では、認識対象まで
の距離を測定するため、左右のカラーカメラ１Ｒ，１Ｌ
の撮影した映像には視差があるので、左右のカメラの映
像の相違が容易に判別できるように、各カメラ毎にモニ
タを設けている。

【００３５】左右のチャンネルのカラーカメラ１Ｒ，１
Ｌのそれぞれには、比色型の色抽出部４Ｒ，４Ｌが接続
されている。この色抽出部４Ｒ，４Ｌは、カラーカメラ
からの映像信号中から基準色と同一の色を検出する手段
である。色抽出部４Ｒ，４Ｌには、色抽出部によって検
出された認識対象に対応する出力信号（Ｈ：検出時、
Ｌ：非検出時）の立ち上がりを検出するエッジ検出部５
Ｒ，５Ｌが接続され、このエッジ検出部５Ｒ，５Ｌの出
力側に検出した立ち上がりのエッジの時間伸長を行う時
間伸長部６Ｒ，６Ｌに接続されている。この時間伸長部
６Ｒ，６Ｌの出力側はエクスクルーシブ・オア回路７に
接続され、このエクスクルーシブ・オア回路７は、左右
のチャンネルのカラーカメラ１Ｒ，１Ｌでそれぞれ検出
された認識対象の変化量を抽出するためのロジック回路
で、このエクスクルーシブ・オア回路７の出力側に視差
計測部８が接続されている。視差計測部８は１Ｈ区間に
おける視差の変化量を基準クロックＣＬＫでカウントす
る回路であり、この視差計測部８の出力側は、距離デー
タ記憶部９と共に距離判定部１０に接続されている。距
離データ記憶部９は、カラーカメラ１Ｒ，１Ｌの水平画
角、カメラ間隔及びカウント値と認識対象までの距離と
の関係を記録したＲＯＭによって構成されている。

【００３６】距離判定部１０は、視差計測部８からのカ
ウント値と距離データ記憶部９からのデータを比較する
ことによって、認識対象までの距離を判定し、判定した
距離に応じた信号を出力する手段に接続されている。本
実施形態では、この信号出力手段として警告音の発生手
段を採用しているが、必ずしも警告音に限らず、機械の
停止や減速を行わせる制御信号を出力することもでき
る。すなわち、本実施形態では、距離判定部１０からは
判定された距離に応じた音声発生制御信号（例えば、距
離に応じて異なった警告信号ａ，ｂ，ｃ）を音声発生部
１１に出力する。音声発生部１１は、距離判定部１０か
らの音声発生制御信号に従い各種の警告音を出力するも
ので、音声出力を拡声するためのスピーカ１２に接続さ
れている。

【００３７】（１−１−２）色抽出部４Ｒ，４Ｌ 前記色抽出部４Ｒ，４Ｌは、左右のチャンネルのカラー
カメラ１Ｒ，１Ｌの撮像映像から基準色と同一の色を抽
出するための手段であり、図２にその構成を示す。通常
の色差信号検波回路において、色差信号の検波は、入力
映像信号のバーストにロックした３．５７９６４９ＭＨ
ｚの副搬送波ｆsc（もしくは抽出する色の位相に合わせ
て変位したバースト信号にロックした副搬送波ｆsc’）
を基準に行われる。これに対して、本実施形態では、基
準色表示部２を常時カラーカメラ１Ｒ，１Ｌで撮影する
ことにより、入力映像信号中のある区間に基準色表示部
２を示す搬送色信号を常に出現させ、この基準色の搬送
色信号にロックした副搬送波ｆsc”を基準に色差信号の
検波を行う。このため、本実施形態によると、抽出を希
望する色の色相が光源の色温度変化によって変化した場
合でも、色相の変化に対応して検出範囲が移動するの
で、誤検出や検出漏れを生じない。仮に、色再現性の異
なるカメラに交換した場合も同様に、希望抽出色の色相
変化に検出範囲が追従するため、そのカメラに見合った
色検出範囲が得られる。

【００３８】以下、この色抽出部４Ｒ，４Ｌの構成を図
２に従って説明する。図２において、２１は映像信号
（ＮＴＳＣ信号）の入力端子、２２は同期分離回路、２
３はラインロックＰＬＬ回路、２４はモニタ中の映像の
中から特定色を検出する範囲と基準色の表示範囲とを定
めるウインドウ生成回路、２５はウインドウ生成回路２
４からの出力に応じて映像信号に検出範囲枠ＵＷと基準
色表示枠ＤＷとを表示する信号を挿入する枠挿入回路、
２６は２つの枠ＵＷ，ＤＷが合成された映像信号をモニ
タなどに表示する映像出力端子である。

【００３９】２７はＹ／Ｃ分離回路、２８は前記Ｙ／Ｃ
分離回路２７によって分離された搬送色信号Ｃから基準
搬送色信号Ｃ’を生成する回路である。この基準搬送色
信号Ｃ’の生成回路２８は、Ｙ／Ｃ分離回路２７からの
搬送色信号Ｃを入力とするａ側の端子を備えたスイッチ
２９と、このスイッチ２９からの出力信号を１Ｈ（１水
平走査期間）遅延させる遅延回路３０及びこの遅延回路
３０からの出力信号の位相を反転して、前記スイッチ２
９のｂ端子に出力する位相反転回路３１とを備えてい
る。３２は基準搬送色信号Ｃ’にロックした副搬送波ｆ
sc”を生成するための搬送色信号ロックＰＬＬ回路であ
る。３３は搬送色信号をデジタル化するためのＡ／Ｄコ
ンバータ、３４は２つの色差信号Ｒ−Ｙ，Ｂ−Ｙを得る
ための色差信号検波回路、３５は色差信号Ｒ−Ｙ，Ｂ−
Ｙに基づいて（Ｒ−Ｙ）−ｋ｜Ｂ−Ｙ｜を演算する演算
部、３６は演算部からの出力を基準電圧と比較して特定
色が検出されたか否かの１ビットのデータに変換する２
値化回路、３７は検出された特定色がモニタ中の指定の
領域に含まれるか否かを判定するゲート回路、３８はこ
のゲート回路３７の出力端子である。

【００４０】前記搬送色信号ロックＰＬＬ回路３２は、
基本的には従来技術のバーストロックＰＬＬ回路と同様
な構成を有するものであって、一例として、図３に示す
ような構成を有している。すなわち、生成回路２８から
出力された搬送色信号Ｃ’をウインドウ生成回路２４か
らの搬送色信号フラグＣＦによってロックするゲート回
路４１と、このゲート回路４１からの出力信号と後述す
る位相調整回路４７からの出力信号の位相を比較して、
両信号の位相差に応じた信号を出力する位相比較器４２
とを備えている。そして、この位相比較器４２から出力
された位相差に応じた信号中から低域成分を取り出すロ
ウパスフィルタ４３と、このロウパスフィルタ４３から
の制御信号に基づいて基準副搬送波４ｆsc−２”を生成
する電圧制御発振（ＶＣＯ）回路４４と、この基準副搬
送波４ｆsc−２”を１／２分周して色差信号Ｒ−Ｙ，Ｂ
−Ｙを検波するための副搬送波ｆsc”，２ｆsc”を生成
する分周器４５，４６と、分周器４６の出力をゲート回
路４１に加えることによって、基準搬送色信号Ｃ’と副
搬送波ｆsc”との位相が一致するように電圧制御発振回
路４４を制御する位相調整回路４７を備えている。

【００４１】この搬送色信号ロックＰＬＬ回路３２に使
用する位相調整回路４７は、一例として、図４に示すよ
うなシュミットトリガ４８、可変抵抗ＶＲ及びコンデン
サＣの時定数で決定される位相遅れ回路で構成する。

【００４２】前記基準搬送色信号Ｃ’の生成回路２８と
しては、図２の構成以外に、図５のような構成を採用す
ることもできる。すなわち、基準搬送色信号Ｃ’の生成
回路２８をアナログで実現する場合には、位相反転回路
３１やスイッチ２９の遅延時間を考慮して１Ｈ遅延回路
３０を設計する必要があるが、図５のようにデジタルデ
ータを利用して生成回路２８を構成した場合には、正確
な１Ｈの遅延動作が得られる。この図５の構成は、Ｙ／
Ｃ分離回路２７からの搬送色信号ＣをラインロックＰＬ
Ｌ回路２３からの４ｆsc−１でサンプリングして、例え
ば８ビットのデジタルデータに変換するＡ／Ｄコンバー
タ５０と、搬送色信号フラグＣＦの指令に従って切り替
わるａ側とｂ側の入力端子を備え、Ａ／Ｄコンバータ５
０の出力をａ側の端子に入力するスイッチ５１と、この
スイッチ５１の出力信号を記憶ラインメモリ５２とを備
えている。このラインメモリ５２の出力側は、その出力
信号をアナログに変換して搬送色信号Ｃ’として出力す
るＤ／Ａコンバータ５３と、出力信号を１Ｈ遅延させ
て、スイッチ５１のｂ側の端子に出力する遅延素子５４
に接続されている。

【００４３】この図５の構成では、スイッチ５１、ライ
ンメモリ５２及び遅延素子５４からなるフィードバック
ループ内に適当な数のラッチを挿入し、挿入したラッチ
の数だけラインメモリ５２の遅延段数を減らすことによ
り、正確な１Ｈディレーの動作が得られる。例えば、ラ
ッチの数が１のとき４ｆsc−１をクロックとした遅延段
数は９１０であるが、ラッチの数を２としたとき、遅延
段数は９０８とすればよい。

【００４４】（１−２）第１実施形態の作用 （１−２−１）色抽出部の作用 以下に、色抽出部４Ｒ，４Ｌの作用を説明する。

【００４５】カラーカメラからの映像信号は、同期分離
回路２２及びＹ／Ｃ分離回路２７に入力される。同期分
離回路２２の出力はラインロックＰＬＬ回路２３に入力
され、このラインロックＰＬＬ回路２３において入力の
映像信号にロックした１４．３１８１８ＭＨｚの基準ク
ロックＣＬＫ４ｆsc−１、水平同期信号ＨＤが作成さ
れ、これらの信号がウインドウ生成回路２４に出力され
る。

【００４６】ウインドウ生成回路２４では、基準クロッ
クＣＬＫ４ｆsc−１、水平同期信号ＨＤ、垂直同期信号
ＶＤ、フィールドインデックスＦＩを基準に、図６に示
すような各種の信号が作成される。すなわち、モニタの
画面上に、抽出色の検出領域を示す上の枠ＵＷと、カメ
ラの画角内に常時撮影されている基準色を示す下の枠Ｄ
Ｗの範囲を示す２つの信号ＵＷとＤＷが生成され、枠挿
入回路２５に出力される。この２つの領域信号ＵＷ，Ｄ
Ｗとして、図６の例では、枠の内部で「Ｈ」、枠の外部
で「Ｌ」レベルとなる信号を使用している。枠挿入回路
２５は、前記領域信号ＵＷ，ＤＷに基づいて枠表示信号
を作成し、この枠表示信号と入力端子２１からの映像信
号とを合成して、出力端子２６を介してモニタに出力す
る。ここで、枠挿入回路２５で生成される枠表示信号
は、上下の枠の境界を示す位置を例えば白線で表示する
ような信号で、図６がそのモニタ表示例である。

【００４７】また、ウインドウ生成回路２４では、基準
色の検出枠内の１Ｈラインを基準色の検出ラインＬCLに
設定するパルスＣＬと、パルスＣＬによって設定された
検出ラインＬCLの前記基準色の検出枠内に相当する部分
が「Ｈ」レベルとなる搬送色信号フラグＣＦが作成され
る。この検出ラインＬCLを設定する検出ラインパルスＣ
Ｌは、基準搬送色信号Ｃ’の生成回路２８に出力され、
搬送色信号フラグＣＦは搬送色信号ロックＰＬＬ回路３
２に出力される。

【００４８】Ｙ／Ｃ分離回路２７の出力である搬送色信
号Ｃは、基準搬送色信号Ｃ’の生成回路２８内のスイッ
チ２９のａ側に出力される。スイッチ２９は、ウインド
ウ生成回路２４からの出力信号である検出ラインパルス
ＣＬで切り替え制御が行われる。図６に示すように、検
出ラインパルスＣＬは１フィールド内の下枠ＤＷのある
ラインＬCLを選択するパルスであり、検出ラインＬCLが
「Ｈ」レベルの時、スイッチ１３がａ側に、「Ｌ」レベ
ルの時にｂ側に接続される。今仮に、スイッチ１３がａ
側に接続されていたとすると、検出ラインＬCLのデータ
が１Ｈ遅延回路３０および位相反転回路３１を通して１
ライン遅れた後、スイッチ１３のｂ側に入力され、この
時以降は次の検出ラインＬCLの区間までスイッチ１３は
ｂ側に接続されているので、ラインＬＣＬのデータが１
フィールドの全ラインに呼び出されることになる。ただ
し、この説明において、位相反転回路の遅延時間はない
ものとする。

【００４９】なお、ＮＴＳＣ方式は、４フィールドシー
ケンスをとっており、搬送色信号Ｃの位相は図７に示す
ようにフィールドごとに反転しているために、検出ライ
ンＬCLを奇数または偶数ラインに固定した場合、搬送色
信号Ｃの位相の連続性が保たれなくなる。この搬送色信
号の連続性を保つために、検出ラインＬCLは搬送色信号
の特性が同一であるラインを各フィールドで選択する。
これには、同期分離回路２２で分離されたフィールドイ
ンデックスＦＩを利用して、図７のＦＩ／２を作成し、
例えばＦＩ／２が「Ｈ」レベルの時は検出ラインＬCLは
奇数ライン、「Ｌ」レベルの時に偶数ラインを選択する
ようにすればよい。また、搬送色信号Ｃはラインごとに
位相が反転しているため、位相反転回路１５は必要であ
るが、搬送色信号ロックＰＬＬ回路３２で位相比較を全
ラインで行わず、２ラインに一回とすれば（搬送色信号
フラグＣＦを２ラインに１回出力するように変更す
る）、位相反転回路１５は不必要となる。

【００５０】このようにして得られた基準搬送色信号
Ｃ’は、搬送色信号ロックＰＬＬ回路３２に入力され
る。このＰＬＬ回路３２は、従来技術で説明したバース
トロックＰＬＬ回路６と、ゲート回路に入力するパルス
の種類が違うだけで動作は同じものである。すなわち、
従来は、入力信号をバーストにロックしていた部分が、
基準色表示枠ＤＷ内に入力された色信号の位相にロック
するような動作に変わったものである。すなわち、図８
に示すように、このＰＬＬ回路３２には、ウインドウ生
成回路２４から搬送色信号フラグＣＦが入力され、入力
映像信号Ｖｉｄｅｏ中の搬送色信号Ｃからこの搬送色信
号フラグＣＦが「Ｈ」レベルの区間に相当する部分の信
号が抽出され、この部分の位相にロックした副搬送波ｆ
sc”が生成される。この場合、搬送色信号ロックＰＬＬ
回路３２には、前記スイッチ２９の作用により、１フィ
ールドの全ラインにわたって検出ラインＣＬと搬送色信
号Ｃ’が入力されているので、１フィールドの全ライン
に対して同じ位相の副搬送波ｆsc”がＰＬＬ回路３２で
生成される。そして、この副搬送波ｆsc”，２ｆsc”及
びサンプリング用の４ｆsc−２”がＡ／Ｄコンバータ３
３及び色差信号検波回路３４に出力される。

【００５１】一方、図２のＹ／Ｃ分離回路２７からの搬
送色信号Ｃは、Ａ／Ｄコンバータ３３に入力され、前記
ＰＬＬ回路３２で作成された４ｆsc−２”でサンプリン
グされ、例えば８ビットのデジタルデータに変換され
る。以下、前記従来技術と同様な方法により、色差信号
検波回路３４で色差信号の検波が行われる。すなわち、
色差信号検波回路３４では、搬送色信号ロックＰＬＬ回
路３２からの搬送色信号Ｃ’信号と同位相の副搬送波ｆ
sc”，２ｆsc”、この副搬送波ｆsc”の位相を９０°シ
フトさせて生成した副搬送波ｆsc”及び前記サンプリン
グ信号４ｆsc”に基づいて同期検波が行われ、色差信号
Ｒ−Ｙとこれに直交する色差信号Ｂ−Ｙがそれぞれ生成
され、後段の演算部３５に出力される。演算部３５で
は、色差信号Ｒ−Ｙ，Ｂ−Ｙに基づいて、（Ｒ−Ｙ）−
ｋ｜Ｂ−Ｙ｜を演算する。ここで、ｋは可変利得であっ
てｋ≧０の値を取り、この可変利得ｋを適宜設定するこ
とにより、特定色の検出範囲を調整することができる。
この演算結果は２値化回路３６に出力され、この２値化
回路３６において前記演算結果の値を示す振幅電圧と予
め設定されている基準電圧Ｅ0 との大小を比較し、この
比較結果がゲート回路３７に送られる。例えば、（Ｒ−
Ｙ）−ｋ｜Ｂ−Ｙ｜≧Ｅ0 のとき「Ｈ」レベルを出力
し、（Ｒ−Ｙ）−ｋ｜Ｂ−Ｙ｜＜Ｅ0 のとき「Ｌ」レベ
ルを出力する。このようにして２値化回路３６から出力
された比較結果信号はアンドゲート回路３７に送られ、
同じくゲート回路に入力された領域判定信号ＤＷと比較
され、モニタの検出領域ＤＷ内に基準色と同じ色が検出
された場合に出力端子３８に検出信号が出力される。

【００５２】このように本実施形態の色抽出部において
は、演算部３５および２値化回路３６で、副搬送波ｆs
c”の位相を基準として図９（ａ）に示すような検出範
囲が得られる。この場合、本実施形態によれば、副搬送
波ｆsc”は、図８に示すように入力された基準色の搬送
色信号Ｃにロックする動作をするため、カメラの個体差
や光源の変化などにより、図９の●の色相であった認識
対象の色の色相が○の位置に移動したとしても、認識対
象と同一色の基準色の色相も同様に変化するため、基準
色の搬送色信号を元に生成した副搬送波ｆsc”も図９
（ｂ）に示すように追従し検出範囲が移動するので、検
出漏れや誤検出は生じない。

【００５３】（１−２−２）距離測定部の動作 次に、前記のようにして左右のカラーカメラ１Ｒ，１Ｌ
にそれぞれ設けられた色抽出部４Ｒ，４Ｌによって検出
された認識対象に基づいて、認識対象までの距離を判定
する手法について説明する。

【００５４】図１０（ａ）に示すように、左右のカラー
カメラ１Ｒ，１Ｌは、所定の間隔を保ってしかも光軸が
平行になるように設けられているため、各カラーカメラ
の映像には視差があり、図１０（ｂ）に示すように、各
カラーカメラによって検出された認識対象のモニタ上に
おける位置も異なっている。例えば、図中の●で示すよ
うに、カメラと認識対象までの距離が大きいほど視差は
小さくなりモニタの画面上では狭く、○のように、カメ
ラとの距離が近いほど視差は大きくなりモニタ画面上で
は離れて見える。そこで、本実施例では、このモニタの
画面上での認識対象の間隔（視差）を基準クロック４ｆ
scでカウントすることにより、距離を測定する。

【００５５】図２示すように、左右のカラーカメラ１
Ｒ，１Ｌでそれぞれ検出された認識対象を表示する信号
は、例えば、図１１に示すような色検出時は「Ｈ」レベ
ル、色の非検出時は「Ｌ」レベルのデジタル信号ＣＲ，
ＣＬとして、それぞれのチャンネルのエッジ検出部５
Ｒ，５Ｌに入力される。この場合、左右のカメラで撮影
した認識対象の検出信号ＣＲ，ＣＬを同一の１Ｈライン
で比較した場合、その「Ｈ」レベルの位置が異なってい
る。

【００５６】エッジ検出部５Ｒ，５Ｌでは、映像信号１
Ｈ区間におけるエッジの立ち上がり（図中１１の検出信
号ＣＲ，ＣＬの「Ｌ」から「Ｈ」の立ち上がりＣＲ’，
ＣＬ’）を抽出し、時間伸長部６Ｒ，６Ｌへ出力する。
時間伸長部６Ｒ，６Ｌでは、「Ｌ」から「Ｈ」の立ち上
がりのエッジＣＲ’，ＣＬ’の時間伸長を行い、立ち上
がりのエッジＣＲ’，ＣＬ’から「Ｈ」レベルの出力が
継続する信号ＨＲ，ＨＬを作成し、この信号ＨＲ，ＨＬ
をエクスクルーシブ・オア回路７に出力する。エクスク
ルーシブ・オア回路７は、２台のカメラ間における抽出
色の視差の変化量を抽出するためのロジック回路であ
り、前記信号ＨＲ，ＨＬの一方のみが「Ｈ」レベルに他
の部分は「Ｌ」レベルとなった視差信号Ｓが作成され、
視差計測部８に出力される。２台のカメラの視差の変化
量は、この視差信号Ｓの「Ｈ」レベル区間に相当する。
なお、本実施形態では、エッジ検出部で出力信号の立ち
上がりを検出するが、両系統の出力信号の対応する変化
を検出すればよく、立ち下がり同士を検出しても良い。

【００５７】視差計測部８は１Ｈ区間における視差の変
化（ズレ）量である視差信号Ｓを、基準クロックＣＬＫ
でカウントする。視差はモニタ画面上では常にカメラと
の計測距離によって変化してくるため、カウントされた
データは、図１２に示す三角測量法に示す原理と、図１
３に示すモニタ画面上に表示された視差と距離の関係に
従って、以下の通り変換式（１）から（３）により距離
に逆算できる。すなわち、図１３に示すように、カメラ
に近い位置３ｘにある認識対象の視差はモニタ画面上で
は３αと大きく表示されるので、この視差３αを基準ク
ロック４ｆscでカウントすると、視差量に応じた大きな
カウント値が得られる。逆に、カメラから遠い位置１ｘ
にある認識対象の視差はモニタ画面上では１αと小さく
表示されるので、この視差１αのカウント値は小さくな
る。

【００５８】

【式１】Ｎ＝α／Ｚ×Ｍ…………式（１） Ｎ：ずれ量のカウント数 α：カメラ間隔 Ｚ：測距時の有効走査期間の距離 Ｍ：有効走査期間のカウント数

【００５９】

【式２】 Ｍ＝（基準クロックＣＬＫの周波数／１Ｈの周波数） ×（有効走査期間／１Ｈ期間）…………式（２） ＝（１４３１８５９６／１５７３４）×（５２．６／６３．５） ＝７５３．８２９８１２ 基準クロックＣＬＫの周波数：４ｆsc（４×３．５７９
６４９ＭＨｚ） １Ｈの周波数：１５．７３４ＫＨｚ 有効走査期間：５２．６μｓ １Ｈ期間 ：６３．５μｓ（有効走査期間５２．６μ
ｓ＋水平帰線期間１０．９μｓ）

【００６０】

【式３】 Ｚ＝２Ｙ…………式（３） ＝２｛Ｘｔａｎ（θ／２）｝ Ｘ：測距距離 θ：レンズ画角 距離計測の一例を以下に示す。この例では、カメラ画角
４０°、カメラ間隔１５ｃｍにしたとき、測距距離３ｍ
におけるモニター画面上の視差（ずれ量）のカウント数
を算出する。基準クロックＣＬＫは４ｆsc（４×３．５
７９６４９ＭＨｚ＝１４．３２ＭＨｚ）を用いる。この
場合、次の通り、前記式（３）（１）より、５１カウン
トで３ｍの距離の測定が可能となることが判る。

【００６１】

【式４】 Ｚ＝２×｛Ｘｔａｎ（θ／２）｝…………式（３） ＝２×｛３００ｔａｎ（４０／２）｝ ＝２１８

【００６２】

【式５】 Ｎ＝α／Ｚ×Ｍ…………式（１） ＝１５／２１８×７５３．８２９８１２ ＝５１．８６９０２３７６（約５１） 各計測距離及び条件におけるカウント数のデータを以下
の表１及び表２に示す。この表１及び表２に示す視差の
計測値の結果から判るように、カメラの水平画角を狭角
またはカメラ間隔を広くするほど各計測距離における視
差のカウント数差が得られ、距離分解能の向上となる。

【００６３】

【表１】

【表２】 距離データ記憶部９の内部には、水平画角及びカメラ間
隔に伴ったカウントデータ（例えば各距離における視差
の変化量を基準クロックＣＬＫでカウントした表１及び
表２などのデータ）が記録されており、これらのデータ
が前記視差計測部８で算出されたカウント数と共に距離
判定部１０へ出力される。距離判定部１０では、距離デ
ータ記憶部９と視差計測部８からの測定値のデータの比
較判定を行い、判定結果を出力する。この距離判定部１
０は複数の音声発生制御信号を出力するものであり、距
離判定結果に基づいて音声発生部１１内の複数の音声デ
ータを選択するための制御出力、例えば「Ｈ」レベルの
出力時に音声を発生させるものである。表３は距離判定
部１０への出力における一例であり、図１４に示すよう
に、測距領域を警告、注意、危険といった３エリアで分
割した場合に、測距領域に対応したカウント値に従って
３種類の制御信号ａ，ｂ，ｃを音声発生部１１に出力す
る。音声発生部１１では距離判定部１０への音声発生用
の制御出力に基づいた警告音を拡声用のスピーカ１２か
ら発生させる。

【００６４】

【表３】 なお、本実施形態では、認識対象の各部分とカラーカメ
ラ１Ｒ，１Ｌまでの距離がほとんど差がなく、認識対象
のどの部分で視差を検出しても距離の判定に大きな影響
がない場合には、左右のカメラからの検出信号ＣＲ，Ｃ
Ｌの両者が共に「Ｈ」レベルとなった最初の１Ｈライン
で立ち上がりを検出すれば良い。しかし、カメラの光軸
方向に伸びる長尺物のように認識対象の各部分とカメラ
との距離が異なるものについては、検出信号ＣＲ，ＣＬ
の両者が共に「Ｈ」レベルとなったすべての１Ｈライン
について視差の変化量を抽出し、認識対象の最も接近し
た部分を検出して警報を発生する。

【００６５】（１−３）第１実施形態の効果 以上の通り、第１実施形態においては、カラーカメラの
画角内に認識対象と同一の色を有する基準色を常時配置
しておき、この基準色と認識対象の色とを比較して認識
対象の有無を判定する。そのため、光源の色温度の変化
により認識対象の色相が変化しても、基準色の色相も同
様に変化するので、基準色と同一の色を有する認識対象
を確実に検出することができる。また、検出すべき認識
対象の色を変更する場合にも、特にシステム側で調整を
行う必要はなく、単にカメラの画角内に配置する基準色
表示部に塗布あるいは貼り付ける基準色の色を変更する
だけで良いので、高度な技術を必要とすることがなく、
誰でもが容易に使用することができる。

【００６６】第１実施形態では、左右のカラーカメラの
視差に基づいて、認識対象までの距離を測定するもので
あるから、単に認識対象を検出するだけでなく、認識対
象までの距離に応じて適切な警報を発生することがで
き、建設機械などの危険防止対策に有効である。特に、
左右のカメラによって検出された色検出信号のずれ量
を、基準クロックでカウントすることにより左右のカメ
ラの視差を検出するので、視差の検出を簡単にしかも確
実に行うことができ、信頼度の高い認証システムを提供
することができる。

【００６７】第１実施形態では、モニタ中の検出領域の
枠外に表示されている映像に対しては反応しないので、
例えばヘルメットと同じ色のカラーコーンであっても、
それが検出領域の枠外に表示されている場合には危険物
として反応することはない。 （２）第２の実施形態 本発明の第２実施形態は、例えば、認識対象に２色の市
松模様のシールを張るなどの方法により、認識対象の有
する複数の色を同時に抽出した場合に、認識対象がカメ
ラの画角内に存在すると判定するものである。この第２
実施形態によれば、複数の色が同一場所に共存すること
が警報発生などの前提となるため、誤警報などを生じる
確率をさらに低減することができる。なお、この第２実
施形態は、複数の色の検出を並列して実施することか
ら、並列型認証システムと呼ぶ。

【００６８】（２−１）第２実施形態の構成 この第２実施形態の構成を図１５に示す。この第２実施
形態では、左右のチャンネルのカラーカメラ１Ｒ，１Ｌ
のそれぞれに、認識対象が備える第１と第２の色を検出
し、検出対象までの距離を判定する手段が設けられてい
る。すなわち、左右のチャンネルのカラーカメラ１Ｒ，
１Ｌのそれぞれには、第１の色抽出部４Ｒ−１，４Ｌ−
１と、第２の色抽出部４Ｒ−２，４Ｌ−２が接続されて
いる。第２実施形態では、これらの色抽出部としては、
第１実施例のような比色型のものではなく、図１８に示
すようなバーストロックした副搬送波ｆsc’によって、
Ａ／Ｄコンバータ３３のサンプリングや、色差信号検波
回路３４におけるＲ−Ｙ，Ｂ−Ｙの検波を行うものを使
用する。また、図１８の色抽出手段に限らず、特開平６
−３２７０１２号、特開平７−２３３７２号、特開平８
−６５７０３号、特開平８−１４０１１３号に記載の色
抽出手段を使用することができる。

【００６９】第１の色の検出系統では、前記色抽出部４
Ｒ−１，４Ｌ−１の出力側にエッジ検出部５Ｒ−１，５
Ｌ−１、時間伸長部６Ｒ−１，６Ｌ−１、エクスクルー
シブ・オア回路７−１、視差計測部８−１が順次接続さ
れ、この視差計測部８−１の出力が距離データ記憶部９
−１からの出力データと共に第１の色の距離判定部１０
−１に入力される。第１の色の距離判定部１０−１で
は、前記第１実施形態と同様にして視差計測部８−１か
らのカウント値と距離データ記憶部９−１からのデータ
を比較することによって、認識対象までの距離を判定
し、判定した距離に応じた音声発生制御信号ａ−１，ｂ
−１，ｃ−１を距離判定比較部６０に出力する。

【００７０】一方、第２の色の検出系統も、検出する色
が異なる他は前記第１の色の検出系統と同様な構成を有
している。すなわち、前記色抽出部４Ｒ−２，４Ｌ−２
の出力側にエッジ検出部５Ｒ−２，５Ｌ−２、時間伸長
部６Ｒ−２，６Ｌ−２、エクスクルーシブ・オア回路７
−２、視差計測部８−２が順次接続され、この視差計測
部８−２の出力が距離データ記憶部９−２からの出力デ
ータと共に第２の色の距離判定部１０−２に入力され
る。第２の色の距離判定部１０−２では、視差計測部８
−２からのカウント値と距離データ記憶部９−２からの
データを比較することによって、認識対象までの距離を
判定し、判定した距離に応じた音声発生制御信号ａ−
２，ｂ−２，ｃ−２を距離判定比較部６０に出力する。

【００７１】距離判定部６０は、第１の系統からの３種
類の音声発生制御信号ａ−１，ｂ−１，ｃ−１と、第２
の系統からの３種類の音声発生制御信号ａ−２，ｂ−
２，ｃ−２のそれぞれを入力する３つのアンド回路６０
ａ，６０ｂ，６０ｃから構成されている。すなわち、第
２実施例では、第１の色の距離判定結果ａ−１，ｂ−
１，ｃ−１と第２の色の距離判定結果ａ−２，ｂ−２，
ｃ−２は、それぞれａ−１，ｂ−１が警告領域、ａ−
２，ｂ−２が注意領域、ａ−３，ｂ−３が危険領域にお
ける検出結果に相当する。そこで、距離判定部６０は、
抽出色が第１及び第２色の２色である場合、アンド回路
の入力は距離判定結果が２系統（抽出する色の数に相
当）であり、また測距領域が警告、注意、危険の計３領
域である場合、アンド回路は３回路となる。

【００７２】この距離判定比較部６０は、各測距領域内
に第１と第２の双方の色が検出された場合に、「Ｈ」レ
ベルの検出パルスを出力する。距離判定比較部６０から
出力される制御信号Ａ，Ｂ，Ｃは音声発生部１１内の複
数の音声データを選択するものであり、Ａが警告領域、
Ｂが注意領域、Ｃが危険領域における判定結果に従い、
色抽出時に「Ｈ」レベルの信号を出力する。音声発生部
１１は、距離判定部１０からの音声発生制御信号に従い
各種の警告音を出力するもので、音声出力を拡声するた
めのスピーカ１２に接続されている。

【００７３】（２−２）第２実施例の作用効果 このような構成を有する第２実施形態においては、第１
の色の系統の距離判定部１０−１の判定結果と、第２の
色の系統の距離判定部１０−２の判定結果とが一致した
ことを距離判定比較部６０が検出した場合に、はじめて
警報などの音声信号を出力する。そのため、認識対象の
一方の色と同一の色のみが検出された場合はもちろんの
こと、たとえ検出領域内に認識対象と同じ２つの色が存
在しても、２つの色までの距離が異なる場合には検出さ
れた色は別々の対象に設けられたものであり、認識対象
が検出領域には存在しないと判定することができる。こ
のように、第２実施形態によれば、複数の色の組合せを
検出すると共に、検出した複数の色の距離が一致したこ
とにより、認識対象の有無を判定するので、単一の色の
存在のみで認識対象を検出するものに比較して、認識精
度が格段に向上する。

【００７４】（３）第３の実施形態 本発明の第３実施形態は、第２実施例の左右のチャンネ
ルに設けた各色の抽出部として、第１実施形態において
使用された比色型の色抽出部を使用したものである。こ
の第３実施形態において、左右のカラーカメラ１Ｒ，１
Ｌの画角内に設けられた標準色表示部２には、第１と第
２の基準色（例えば、赤色と黄色）が設置されている。
そのため、図１９に示すように、モニタに表示された基
準色表示枠内には、上下方向に２つの基準色表示部ＤＷ
１，ＤＷ２が表示される。

【００７５】第１の色抽出部４Ｒ−１，４Ｌ−１と、第
２の色抽出部４Ｒ−２，４Ｌ−２の構成は、図２０に示
すとおり、基本的には図２示した第１実施形態の色抽出
部の構成と同一であるが、ウインドウ生成回路２４から
出力される検出ラインパルスＣＬ１，ＣＬ２及び搬送色
信号フラグＣＦ１，ＣＦ２が第１の色の系統と第２の色
の系統とで異なっている。すなわち、図１９に示すよう
に、モニタに表示された２つの表示部ＤＷ１，ＤＷ２を
横切る第１と第２の検出ラインＬCLを選択する検出ライ
ンパルスＣＬ１，ＣＬ２が、ウインドウ生成部２４によ
って作成され、基準搬送色信号Ｃ’の生成回路２８に出
力される。また、ウインドウ生成部２４では、各検出ラ
インＬCLの水平方向の検出領域を示す第１と第２の搬送
色信号フラグＣＦ１，ＣＦ２が作成され、それぞれ第１
と第２の搬送色信号ロックＰＬＬ回路３２に出力され
る。

【００７６】この場合、第１の基準色の抽出部において
は、第１の検出ラインパルスＣＬ１のみが基準搬送色信
号Ｃ’の生成回路２８のスイッチ２９に出力され、第２
の基準色の抽出部においては、第２の検出ラインパルス
ＣＬ２のみが基準搬送色信号Ｃ’の生成回路２８のスイ
ッチ２９に出力される。その結果、第１の色抽出部で
は、Ｙ／Ｃ分離回路２７からの搬送色信号のうち、基準
色表示枠の第１の表示部分ＤＷ１を横切る１Ｈラインと
同じ信号である第１の基準色搬送色信号Ｃ１’が、次の
検出ラインパルスＣＬ１が出力されるまでの間（１フィ
ールドの間）継続して、搬送色信号ロックＰＬＬ回路３
２に出力される。一方、第２の色抽出部では、基準色表
示枠の第２の表示部分ＤＷ２を横切る１Ｈラインと同じ
信号である第２の基準色搬送色信号Ｃ２’が、次の検出
ラインパルスＣＬ１が出力されるまでの間（１フィール
ドの間）継続して、搬送色信号ロックＰＬＬ回路３２に
出力される。ここで、図２１に示すように、第１の基準
搬送色信号Ｃ１’と第２の基準搬送色信号Ｃ２’とは、
その各基準色の色相に応じて位相が異なるものである。

【００７７】第１または第２の色抽出部搬送色信号ロッ
クＰＬＬ回路３２では、この異なった位相の基準搬送色
信号Ｃ１’，Ｃ２’と搬送色信号フラグＣＦ１，ＣＦ２
とに従って、各位相の基準搬送色信号Ｃ１’，Ｃ２’の
位相にロックした副搬送波ｆsc１”と副搬送波ｆsc２”
とを作成し、この副搬送波ｆsc１”，ｆsc２”に従っ
て、Ａ／Ｄコンバータ３３のサンプリングと色差信号検
波回路３４による検波動作を行う。以下は、前記第２実
施形態と同様にして、第１と第２の基準色と同一の色が
発見された場合に、認識対象が存在すると判定する。

【００７８】このように第３実施形態によれば、複数の
色を同時に検出する認証システムに対しても比色型の色
抽出部を採用したので、対象物の検出精度が高く、しか
も環境の変化に追従することができる認証システムを提
供することができる。

【００７９】

【発明の効果】本発明は、基準色を常にカラーカメラで
撮影しておき、この基準色と同一の色を検出することで
認識対象の有無を判定するものであるから、カメラの個
体差や被写体の環境変化、例えば、光源の色温度変化な
どによって認識対象の色相が変化しても、同様な環境下
にある基準色の色相も同様に変化するので、環境の変化
に起因する誤検出や検出漏れの防止が可能となる。ま
た、認識対象までの距離を判定することにより警報や警
告を発生するようにしたので、危険区域内に侵入した作
業員や機械のオペレータなどに距離に応じた適切な注意
を喚起したり、機械の運転停止や危険回避の動作を行わ
せることも可能になる。さらに、認識対象の有する複数
の色を検出することで認識対象の有無を判別するように
構成した場合には、より精度の高い認識を行うことがで
き、認識対象の一部の色と同系統の色が他に存在するよ
うな環境下でも、認識対象のみを確実に判別できる効果
がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による色検知機能を利用した対物認証シ
ステムの第１の実施形態を示すブロック図。

【図２】第１実施形態における色抽出部４Ｒ，４Ｌの詳
細を示すブロック図。

【図３】図２の色抽出部における搬送色信号ロックＰＬ
Ｌ回路３２の構成を示すブロック図。

【図４】図３の搬送色信号ロックＰＬＬ回路における位
相調整回路４７の一例を示すブロック図。

【図５】図２の色抽出部における基準搬送色信号Ｃ’の
生成回路の他の構成を示すブロック図。

【図６】第１実施形態におけるモニタ画面上の認識対象
領域と各パルス波形の例を示す図。

【図７】第１実施形態における４フィールドシーケンス
と搬送色信号の極性を示す信号波形図。

【図８】第１実施形態と従来技術における副搬送波の位
相を比較した信号波形図。

【図９】色温度変化による色相変化と検出範囲の移動を
示す色ベクトル図。

【図１０】左右のカラーカメラの視差と、モニタ上の表
示の関係を説明する図。

【図１１】第１実施形態におけるエッジ検出部からエク
スクルーシブ・オア回路７で生成される信号の波形図。

【図１２】三角測量法による視差と距離の関係を説明す
る図。

【図１３】モニタ画面上の視差を基準クロックでカウン
トして視差の変化量を求める手法を説明する図。

【図１４】第１実施例における距離の測定領域と警告の
種類を説明する図。

【図１５】本発明の第２実施形態を説明するブロック
図。

【図１６】ＮＴＳＣ方式における三原色及びその補色の
色移相（搬送色信号における移相）を示す色ベクトル
図。

【図１７】従来技術において、一例として黄色を検出し
た場合における検出領域を示す色ベクトル図。

【図１８】従来の色抽出部の構成を示すブロック図。

【図１９】第３実施形態におけるモニタ画面上の認識対
象領域と各パルス波形の例を示す図。

【図２０】第３実施形態における色抽出部の詳細を示す
ブロック図。

【図２１】第３実施形態と従来技術における副搬送波の
位相を比較した信号波形図。

【符号の説明】

１Ｒ，１Ｌ…カラーカメラ ２…基準色表示部 ３Ｒ，３Ｌ…モニタ ４Ｒ，４Ｌ…色抽出部 ５Ｒ，５Ｌ…エッジ検出部 ６Ｒ，６Ｌ…時間伸長部 ７…エクスクルーシブ・オア回路 ８…視差計測部部 ９…距離データ記憶部 １０…距離判定部 １１…音声発生部 １２…スピーカ ２１…映像信号の入力端子 ２２…同期分離回路 ２３…ラインロックＰＬＬ回路 ２４…ウインドウ生成回路 ２５…枠挿入回路 ２６…出力端子 ２７…Ｙ／Ｃ分離回路 ２８…基準搬送色信号Ｃ’の生成回路 ２９…スイッチ ３０…遅延回路 ３１…位相反転回路 ３２…搬送色信号ロックＰＬＬ回路 ３３…Ａ／Ｄコンバータ ３４…色差信号検波回路 ３５…演算部 ３６…２値化回路 ３７…ゲート回路 ３８…出力端子 ４１…ゲート回路 ４２…位相比較器 ４３…ロウパスフィルタ ４４…電圧制御発振（ＶＣＯ）回路 ４５，４６…分周器 ４７…位相調整回路 ４８…シュミットトリガ ５０…Ａ／Ｄコンバータ ５１…スイッチ ５２…ラインメモリ ５３…Ｄ／Ａコンバータ ５４…遅延素子

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｈ０４Ｎ 9/64 Ｈ０４Ｎ 9/74 Ｚ 9/74 Ｇ０６Ｆ 15/62 ４１５ (72)発明者 小笠原 保 千葉県松戸市初富飛７−１ 建設省関東地 方建設局 関東技術事務所内 (72)発明者 竹内 孝之 千葉県松戸市初富飛７−１ 建設省関東地 方建設局 関東技術事務所内 (72)発明者 廣末 理恵 千葉県松戸市初富飛７−１ 建設省関東地 方建設局 関東技術事務所内 (72)発明者 星野 日吉 東京都港区芝公園三丁目５番８号 社団法 人日本建設機械化協会内 (72)発明者 久武 経夫 東京都世田谷区用賀四丁目10番１号 新キ ャタピラー三菱株式会社内 (72)発明者 岩間 隆昭 埼玉県戸田市上戸田50 クラリオン株式会 社内 (72)発明者 秦野 素温 埼玉県戸田市上戸田50 クラリオン株式会 社内 Ｆターム(参考） 2F065 AA06 CC16 FF01 FF04 FF10 JJ03 JJ05 QQ32 SS02 SS13 SS15 2F112 AC03 AC06 5B057 AA20 DA07 DA08 DA15 DB02 DB06 DB09 DC02 DC16 DC25 5C065 AA02 BB48 CC03 GG01 GG02 GG18 GG22 GG33 GG38 GG39 GG44 GG50 5C066 AA01 BA20 CA00 CA21 DC01 DD06 FA05 GA02 GA18 GA34 GB03 KB02 KB03 KC02 KC11 KD03 KE07 KE18 KE19 KE20 KG05 KL08 KL09 KM01 KM11 LA02

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】カラーカメラの画角内に認識対象と同一の
   色を常時表示する基準色表示部と、 前記カラーカメラに接続され、カラーカメラの映像信号
   中から前記基準色と同一の色を抽出する比色型の色抽出
   部とを備え、 前記比色型の色抽出部において基準色と同一の色が発見
   された場合に、カラーカメラの画角内に認識対象が存在
   すると判定することを特徴とする色検知機能を利用した
   対物認証システム。
2. 【請求項２】光軸が並行でかつ水平方向に一定間隔を保
   って設けた２台のカラーカメラと、各カラーカメラの画
   角内に認識対象と同一の色を常時表示する基準色表示部
   と、 ２台のカラーカメラのそれぞれに接続され、各カラーカ
   メラの映像信号中から前記基準色と同一の色を抽出する
   比色型の色抽出部と、 各カラーカメラの色抽出部によってそれぞれ検出された
   認識対象の間隔に基づいて、２台のカラーカメラ間にお
   ける認識対象の視差を計測する視差計測部と、 ２台のカラーカメラの所定の設置状態下における前記視
   差計測部の出力値と認識対象までの距離との関係を記憶
   した距離データ記憶部と、 前記視差計測部の出力値と、距離データ記憶部のデータ
   に基づいて認識対象までの距離を判定する距離判定部
   と、 判定された認識対象までの距離に応じた信号を出力する
   信号出力手段とを備えていることを特徴とする色検知機
   能を利用した対物認証システム。
3. 【請求項３】カラーカメラに接続され、カラーカメラの
   映像信号中から複数の希望色と同一の色を抽出する複数
   の色抽出部とを備え、 前記複数の色抽出部において希望色と同一のすべての色
   が発見された場合に、カラーカメラの画角内に認識対象
   が存在すると判定することを特徴とする色検知機能を利
   用した対物認証システム。
4. 【請求項４】光軸が並行でかつ水平方向に一定間隔を保
   って設けた２台のカラーカメラと、 ２台のカラーカメラのそれぞれに接続され、各カラーカ
   メラの映像信号中から複数の希望色と同一の色をそれぞ
   れ抽出する色抽出部と、 各色抽出部によってそれぞれ検出された各色に対応する
   認識対象の間隔に基づいて２台のカラーカメラ間におけ
   る認識対象の視差を計測する視差計測部と、 ２台のカラーカメラの所定の設置状態下における前記視
   差計測部の出力値と認識対象までの距離との関係を記憶
   した距離データ記憶部と、 前記複数の色ごとに計測された視差計測部の出力値と、
   距離データ記憶部のデータに基づいて、認識対象までの
   距離を複数の色ごとに判定する距離判定部と、 前記距離判定部で判定された各色までの距離を比較し、
   複数の色ごとに判定された距離が一致した場合に認識対
   象の存在を認定する距離判定比較部と、 距離判定比較部により判定された認識対象までの距離に
   応じた信号を出力する信号出力手段とを備えていること
   を特徴とする色検知機能を利用した対物認証システム。
5. 【請求項５】前記色抽出部が、 カラーカメラの画角内に認識対象と同一の色を常時表示
   する基準色表示部と、 前記カラーカメラに接続され、カラーカメラの映像信号
   中から前記基準色と同一の色を抽出する比色型の色抽出
   部であることを特徴とする請求項４記載の色検知機能を
   利用した対物認証システム。
6. 【請求項６】前記比色型の色抽出部が、 カラーカメラにより撮像された前記基準色表示部の映像
   信号から基準搬送色信号Ｃ’を生成する基準搬送色信号
   Ｃ’の生成回路と、 前記基準搬送色信号Ｃ’の位相にロックした副搬送波ｆ
   sc”を生成する搬送色信号ロックＰＬＬ回路と、 前記副搬送波ｆsc”に基づいて、色差信号Ｒ−Ｙ，Ｂ−
   Ｙを検波する色差信号検波回路と、 この色差信号検波回路の出力に基づいて基準色と同一の
   色の有無を判定する演算部とを備えていることを特徴と
   する請求項１、請求項２または請求項５記載の色検知機
   能を利用した対物認証システム。
7. 【請求項７】前記比色型の色抽出部が、 入力された映像信号に基づいて、モニタの画面上に認識
   対象の判定範囲を示す検出範囲枠と基準色表示部の映像
   を表示する基準色表示枠とを表示すると共に、前記基準
   色表示枠を横切る１Ｈラインを選択し、この１Ｈライン
   の検出パルスを前記基準搬送色信号Ｃ’の生成回路に出
   力するウインドウ生成回路を備え、 前記基準搬送色信号Ｃ’の生成回路が前記ウインドウ生
   成回路からの検出パルスが入力されるごとに映像信号中
   から基準搬送色信号Ｃ’を抽出して、搬送色信号ロック
   ＰＬＬ回路に出力することを特徴とする請求項６記載の
   色検知機能を利用した対物認証システム。
8. 【請求項８】前記視差計測部が、各カラーカメラの色抽
   出部によって検出された認識対象に対応する出力信号の
   変化をそれぞれ検出するエッジ検出部を備え、 このエッジ検出部で検出した前記出力信号のエッジの間
   隔を、基準クロックでカウントして各カラーカメラ間に
   おけ認識対象の視差の変化量を求めることを特徴とする
   請求項２、請求項４または請求項５記載の色検知機能を
   利用した対物認証システム。
9. 【請求項９】前記信号出力手段が、認識対象までの距離
   に応じて異なった音声発生制御信号を出力する音声発生
   部と、この音声発生部からの音声出力を拡声するスピー
   カとを備えている請求項２、請求項４または請求項５記
   載の色検知機能を利用した対物認証システム。