JP2000182184A

JP2000182184A - 車載空中線検出方法および装置

Info

Publication number: JP2000182184A
Application number: JP10361527A
Authority: JP
Inventors: Seiji Kikazawa; 征二気賀沢; Kazuhiro Morizaki; 崎和裕森; Katsumasa Onda; 田勝政恩
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1998-12-18
Filing date: 1998-12-18
Publication date: 2000-06-30

Abstract

(57)【要約】【課題】車載空中線を用いて車両の特定を行うため
に、車両に搭載された空中線を精度良く検出すること。【解決手段】道路近傍に設置された距離計測手段１０
１が車両までの距離を計測する。空中線範囲決定手段１
０５が空中線の存在する可能性のある範囲を算出し、直
線物体抽出手段１１０がこの範囲内から直線的な物体を
抽出する。三次元情報計測手段１１５が抽出された直線
的な物体の長さや角度、位置等の三次元情報を計測し、
空中線判定手段１１７が三次元情報を用いて直線的な物
体が空中線であるかを判定することで、空中線のみを精
度良く検出できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、車両に搭載された
空中線を検出する車載空中線検出方法および車載空中線
検出装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に道路管理の必要上、或いはスピー
ド違反の車両の取り締まり上の必要から、高速道路や幹
線道路には道路管理システムが導入されているものがあ
る。このような道路管理システムは車両の走行経路に配
置されて車両諸元を計測する計測システムと、計測から
の車両計測データを基にその被測定車両が違反車である
か否かを解析するとともに、違反車に対しては停車など
の指示を発するセンターシステムとから構成される。計
測システムには、道路上に設置されて被測定車両の車重
とか車高といった車両の各諸元を計測する各種計測装置
と、撮像装置を備え被測定車両のナンバプレートを撮影
するナンバ読み取り装置と、ナンバプレート情報を含む
計測データをセンターシステムへ向けて送信するデータ
送受信装置とが備えられている。

【０００３】かかる従来例において、車両計測に際して
は、道路等の車両走行経路を通る車両に対して計測シス
テムにより車両の各諸元を計測し、測定データを逐次、
データ送受信装置を介してセンターシステムへ送付す
る。センターシステムでは、受信した測定データをホス
トコンピュータなどの中央処理装置で解析処理をし、測
定値に疑問がある（違反している）と判定された場合は
道路上に設置された情報表示装置に停車すべき情報を表
示し、その被測定車両を停止させたり、或いは上記計測
データやナンバプレートの撮像データを保管して違反通
知を行う。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の道路管理システムでは、走行中の被測定車両に対し
て車両計測を行うに当たって、車重計測や車高検出を行
う一方でナンバ読み取りを行って計測の精度を上げては
いるが、撮像エリアに入った車両の撮像タイミングがた
だしくとれなくて鮮明に撮像できないとか、あるいは車
両のナンバプレートがよごれていて撮像が正しく行え
ず、車両の特定ができないという問題があった。

【０００５】本発明は、このような従来の問題を解決す
るものであり、車両の特定を行うために車両に搭載され
た空中線を精度良く検出する車載空中線検出方法及び装
置を提供することを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明は、上記目的を達
成するために、距離計測手段から得られた三次元情報を
用いて、空中線の存在する可能性のある範囲内にある物
体の中から直線的な物体を空中線として検出するように
したものであり、空中線の存在する可能性のある範囲内
から検出するので精度よく空中線を検出することが可能
である。

【０００７】また、本発明は、直線的な物体の検出を投
影像上で行うようにしたものであり、距離画像上で直線
的に並んでいる物体であってもさらに投影像で直線的か
どうかを判定するので、三次元空間上で直線的な物体の
みを検出することが可能である。

【０００８】そしてまた、本発明は、検出された直線的
な物体の長さ、角度、位置を測定し空中線かを判定する
ようにしたものであり、直線的物体の三次元情報を用い
て判定するので、単なる直線的な物体と空中線とを区別
することが可能である。さらに、空中線の三次元情報を
用いて、空中線の種類の識別や空中線を搭載した車両の
特定をすることが可能である。

【０００９】

【発明の実施の形態】本発明の請求項１に記載の発明
は、車載空中線検出方法として、道路近傍の所定の位置
から道路上に存在する物体までの距離を計測し、得られ
た距離の分布から距離画像を作成し、距離画像を用いて
車載空中線が存在する可能性のある範囲内から直線的な
物体を抽出し、抽出された直線的な物体の三次元情報を
計測し、計測された直線的な物体の三次元情報を用いて
前記直線的な物体が空中線かどうかを判定するようにし
たものであり、これによって距離情報から車両に搭載さ
れた空中線を検出し、車両の認識或いは特定をすること
ができるという作用を有する。

【００１０】本発明の請求項２に記載の発明は、請求項
１記載の車載空中線検出方法において、直線的な物体を
抽出する処理段階では、道路上に存在する車両の前面部
付近、所定の高さ、所定の水平位置のいずれか少なくと
も１つを満たす範囲内から直線的な物体を抽出するよう
にしたものであり、これによって車両に搭載された空中
線を精度良く検出できるという作用を有する。

【００１１】本発明の請求項３に記載の発明は、請求項
１または請求項２記載の車載空中線検出方法において、
直線的な物体を抽出する処理段階では、車載空中線が存
在する可能性のある範囲内の物体の距離画像を鉛直方向
と進行方向とから成る平面へ投影し、作成された投影像
上で直線的な物体を抽出するようにしたものであり、こ
れによって車両の本体と空中線の部分とが投影像上で分
離するので精度良く検出できるという作用を有する。

【００１２】本発明の請求項４に記載の発明は、請求項
１または請求項２記載の車載空中線検出方法において、
直線的な物体を抽出する処理段階では、車載空中線が存
在する可能性のある範囲内の物体から距離画像上で直線
的な物体の抽出し、抽出された物体の距離画像を鉛直方
向と進行方向とから成る平面へ投影し、投影像上で再び
直線的な物体を抽出するようにしたものであり、これに
よって三次元空間上で直線的な物体を空中線として検出
できるという作用を有する。

【００１３】本発明の請求項５に記載の発明は、請求項
１から請求項４のいずれかに記載の車載空中線検出方法
において、抽出された直線的物体の実空間上での長さ、
角度、位置のいずれか少なくとも１つの条件を用いて空
中線であるかを判定するようにしたものであり、これに
よって単なる直線的な物体と空中線とを区別することで
き、さらに、空中線の三次元情報を用いて、空中線の種
類の識別や空中線を搭載した車両の特定できるという作
用を有する。

【００１４】本発明の請求項６に記載の発明は、車載空
中線検出装置として、道路近傍の所定の位置に設置され
道路上に存在する物体までの距離を計測する距離計測手
段と、前記距離計測手段より得られた距離の分布から距
離画像を作成する距離画像作成手段と、前記距離画像作
成手段で作成された距離画像を用いて車載空中線が存在
する可能性のある範囲を決定する空中線範囲決定手段
と、前記空中線範囲決定手段で決定された範囲内から直
線的な物体を抽出する直線物体抽出手段と、前記直線物
体抽出手段で抽出された直線的な物体の三次元情報を計
測する三次元情報計測手段と、前記三次元情報計測手段
で計測された三次元情報を用いて前記直線的な物体が空
中線かどうかを判定する空中線判定手段とを備えたもの
であり、これによって距離情報から車両に搭載された空
中線を検出できるという作用を有する。

【００１５】本発明の請求項７に記載の発明は、請求項
６記載の車載空中線検出装置において、空中線範囲決定
手段が、車両前面部までの距離を距離画像から計測し進
行方向の空中線の存在範囲を決定する進行方向範囲決定
手段、距離画像の距離を路面からの高さに変換し高さ方
向の空中線の存在範囲を決定する高さ方向範囲決定手
段、路上の車両の距離画像上での水平位置を算出し水平
方向の空中線の存在範囲を決定する水平方向範囲決定手
段、のいずれか少なくとも１つを備えたものであり、こ
れによって車両に搭載された空中線を精度良く検出でき
るという作用を有する。

【００１６】本発明の請求項８に記載の発明は、請求項
６または請求項７記載の車載空中線検出装置において、
直線物体抽出手段が、空中線の存在範囲内の物体の距離
画像を鉛直方向と進行方向とから成る平面へ投影する投
影手段と、前記投影手段で作成された投影像上で直線的
な物体を抽出する投影像上直線物体抽出手段とを備えた
ものであり、これによって車両の本体と空中線の部分と
が投影像上で分離するので精度良く検出できるという作
用を有する。

【００１７】本発明の請求項９に記載の発明は、請求項
６または請求項７記載の車載空中線検出装置において、
直線物体抽出手段が、空中線の存在範囲内の物体から距
離画像上で直線的な物体を抽出する距離画像上直線物体
抽出手段と、前記距離画像上直線物体抽出手段で抽出さ
れた物体の距離画像を鉛直方向と進行方向とから成る平
面へ投影する投影手段と、前記投影手段で作成された投
影像上で直線的な物体を抽出する投影像上直線物体抽出
手段とを備えたものであり、これによって三次元空間上
で直線的な物体を空中線として検出できるという作用を
有する。

【００１８】本発明の請求項１０に記載の発明は、請求
項６から請求項９のいずれかに記載の車載空中線検出装
置において、車載空中線判定手段が、直線的な物体の実
空間上での長さを用いて空中線かを判定する長さ判定手
段、直線的な物体の実空間上での道路面に対する角度を
用いて空中線かを判定する角度判定手段、直線的な物体
の実空間上での位置を用いて空中線かを判定する位置判
定手段のいずれか少なくとも１つを備えたものであり、
これによって単なる直線的な物体と空中線とを区別する
ことでき、さらに、空中線の三次元情報を用いて、空中
線の種類の識別や空中線を搭載した車両の特定できると
いう作用を有する。

【００１９】（実施の形態１）以下、本発明の実施の形
態について、添付図面を参照して詳細に説明する。図１
は、本発明の実施の形態１に係る車載空中線検出装置の
構成を示すブロック図である。図１において、符号１０
１は道路近傍の所定の位置に設置され道路上の物体まで
の距離を計測する距離計測手段、１０２は距離計測手段
１０１で得られた距離情報、１０３は距離情報１０２の
分布を表した距離画像を作成する距離画像作成手段、１
０４は距離画像作成手段１０３で作成された距離画像、
１０５は距離画像作成手段１０３により距離画像１０４
を用いて車載空中線が存在する可能性の範囲を決定する
空中線範囲決定手段、１０６は高さ方向の車載空中線の
存在範囲を決定する高さ方向範囲決定手段、１０７は進
行方向の車載空中線の範囲を決定する進行方向範囲決定
手段、１０８は水平方向の車載空中線の範囲を決定する
水平方向決定手段、１０９は空中線範囲決定手段１０５
で決定された車載空中線の存在する三次元空間上の範囲
情報（車載空中線範囲情報）である。

【００２０】また、１１０は車載空中線範囲情報１０９
に示される範囲内から直線的な物体を抽出する直線物体
抽出手段、１１１は車載空中線範囲情報１０９に基づい
て距離画像１０４のデータを鉛直方向と進行方向とから
成る平面に投影する投影手段、１１２は投影手段１１１
により作成された投影上で直線的な物体を抽出する投影
像上直線物体抽出手段、１１３は投影手段１１１で作成
された投影像、１１４は投影像上直線物体抽出手段１１
２で抽出された直線的な物体の投影像上での位置情報、
１１５は直線物体抽出手段１１０で抽出された物体の長
さや角度、位置などの三次元情報を計測する三次元情報
計測手段、１１６は三次元情報計測手段１１５で計測さ
れた直線的な物体の三次元情報、１１７は直線的な物体
の三次元情報１１６を用いてこの物体が車載空中線であ
るかを判定する空中線判定手段、１１８は直線的物体の
実空間上での長さによって車載空中線であるかを判定す
る長さ判定手段、１１９は直線的物体の実空間上での角
度によって車載空中線であるかを判定する角度判定手
段、１２０は直線的物体の実空間上での位置によって車
載空中線であるかを判定する位置判定手段である。

【００２１】次に、本実施の形態１における動作につい
て詳細に説明する。まず、距離計測手段１０１は、道路
近傍の所定の位置、例えば、路側にある柱の上方等に設
置されて、距離計測手段１０１から道路を走行している
車両およびその周辺の物体までの距離を測定する。距離
の測定方法はどのような方法でもかまわないが、なるべ
く高速に距離を測定できることが望ましい。

【００２２】本実施の形態では、距離計測手段の例とし
て、ステレオ画像処理を用いた場合について説明する
が、本発明は以下に説明する距離計測手段に限定される
ものではない。

【００２３】ステレオ画像処理は、複数のカメラで撮影
した画像を用いて撮像されている物体までの距離を計測
するものである。道路近傍の所定の位置に、予め決めら
れた間隔で水平方向に並べられた２台のカメラを光軸が
平行になるように設置し、これら２台のカメラで路上を
撮影する。２台のカメラから得られた画像をそれぞれ右
画像、左画像と呼ぶことにし、左画像上のある位置に設
定された矩形領域に撮像されている物体までの距離を右
画像を用いて計測する。距離を計測する方法の一例とし
て、実吉他著「三次元画像認識技術を用いた運転支援シ
ステム」、自動車技術学会学術講演会前刷９２４、ｐ
ｐ．１６９―１７２（１９９２−１０）に記載の方法に
ついて図２を用いて説明する。

【００２４】左画像２０１上に設定された矩形領域２０
２は、水平方向にｍ個、垂直方向にｎ個の画素２０３か
ら成っているとする。この矩形領域２０２の画像に類似
する画像を右画像中から探し出す。具体的には、右画像
の中で矩形領域２０２の画像に類似する画像の存在する
可能性のある探索範囲において、水平方向にｍ、垂直方
向にｎの合計（ｍ×ｎ）個の画素からなる探索矩形領域
を水平方向に１画素分移動させる度に左画像２０１の矩
形領域２０２の画像と右画像の探索矩形領域の画像との
類似度評価値Ｂを求める。

【００２５】類似度評価値Ｂは、左画像２０１の矩形領
域２０２中のｉ番目の画素における輝度をＬｉ、右画像
の探索矩形領域中のｉ番目の画素における輝度をＲｉと
したとき、式（１）によって求めることができる。

【数１】・・・（１）

【００２６】その結果、類似度評価値Ｂが最小になった
とき右画像における探索矩形領域の位置を左画像２０１
の矩形領域２０２に対応する領域（以下「対応領域」と
いう）と判定して、矩形領域２０２のＸ座標Ｐと右画像
の対応領域のＸ座標ＰＲとのずれから視差ｄを式（２）
によって求める。ｄ＝Ｐ−ＰＲ・・・（２）そして、カメラから矩形領域２０２に撮像されている物
体までの光軸方向の距離Ｋを、一般的に知られる式
（３）によって求める。ただし、ａは２台のカメラの設
置間隔を表し、ｆはカメラのレンズの焦点距離を表す。Ｋ＝ａｆ／ｄ・・・（３）このようにして、左画像２０１上の矩形領域２０２に撮
像されている物体までの距離情報１０２を算出すること
ができる。

【００２７】次に、距離画像作成手段１０３では、距離
計測手段１０１により計測された距離情報１０２から距
離画像１０４を作成する。距離計測手段１０１におい
て、左画像２０１上に多くの矩形領域２０２を設定し、
矩形領域毎に上記の距離計測方法で距離を算出し、距離
の分布を得る。そして、この分布から、距離を画素値と
して表した距離画像１０４を作成する。なお、ステレオ
画像処理を用いて距離計測を行う場合は、視差ｄを画素
値として表した視差画像を作成して、距離画像１０４の
代わりとしてもよい。

【００２８】空中線範囲決定手段１０５では、距離画像
１０４を用いて車載空中線の存在する可能性のある範囲
を決定する。空中線範囲決定手段１０５には、高さ方向
範囲決定手段１０６と、進行方向範囲決定手段１０７
と、水平方向範囲決定手段１０８とが備えられている。
本発明では、これらの各決定手段１０６、１０７、１０
８のうち少なくとも１つを備えていればよいが、本実施
の形態では、この３つを全て備えている場合について説
明する。

【００２９】高さ方向範囲決定手段１０６では、距離画
像１０４の距離を路面からの高さに変換し、車載空中線
の存在する可能性のある高さ方向の範囲を決定する。一
般的に車載空中線は運転席の上部に設置されており、車
載空中線の高さ方向の設置位置は、大型車の場合は高さ
２ｍ程度以上の位置、普通車の場合は高さ１ｍ程度以上
の位置に設置されていると考えられる。

【００３０】そこで、距離画像１０４中から車両が存在
する領域を抽出し、この車両が大型車か普通車かを判定
して、高さ方向の範囲を決定する。まず、道路上に車両
が存在していない時刻を基準時刻とし、予め基準時刻に
おける距離画像１０４を作成しておく。そして、各時刻
において得られた距離画像１０４と基準時刻の距離画像
１０４を比較することで車両の存在する領域を抽出する
ことができる。図３は、距離画像１０４の座標（Ｘ、
Ｙ、Ｋ）と実空間上の座標（Ｖ、Ｕ、Ｈ）の関係を表し
た図である。この図において、各時刻の距離画像１０４
をＫ（Ｘ、Ｙ）、基準時刻の距離画像１０４をＫ０
（Ｘ、Ｙ）とすると、Ｋ（Ｘ、Ｙ）＜Ｋ０（Ｘ、Ｙ）と
なる矩形領域に車両が存在していると判定できる。

【００３１】次に、車両が存在する領域の距離画像Ｋ
（Ｘ、Ｙ）から車両の高さＨ（Ｘ、Ｙ）を算出する。高
さＨ（Ｘ、Ｙ）は式（４）により算出できる。

【数２】・・・（４）ここでＨｃは距離計測手段を設置した高さである。そし
て、高さの分布から車両が大型車か普通車かを判定す
る。判定方法の例としては、車両の存在する領域から得
られた高さＨ（Ｘ、Ｙ）の最高値Ｈｍａｘを算出し、Ｈ
ｍａｘが所定の値よりも大きければ大型車、小さければ
普通車と判定する方法がある。このようにして、大型車
か普通車かを判定した後、車載空中線が存在する可能性
がある高さ方向の範囲を決定する。高さ方向の範囲は、Ｈ＞Ｈｔｈ・・・（５）とし、Ｈｔｈは大型車と普通車とで異なる値を用いれば
よい。この範囲の中に存在する物体から直線的な物体を
抽出することで空中線を検出することができる。

【００３２】進行方向範囲決定手段１０７では、車両計
測点から車両前面部までの距離を距離画像１０４から計
測し、車載空中線の存在する可能性のある進行方向の範
囲を決定する。そのためにまず、車両が存在している範
囲の距離情報Ｋ（Ｘ、Ｙ）から車両の先頭の位置を算出
する。図４は距離画像１０４と車両の位置関係を示す図
である。この図のように、車両の進行方向前方に距離計
測装置１０１を設置した場合、距離画像１０４の下方に
車両の先頭４０２が存在している。そこで、距離画像１
０４上で車両が存在している領域のうち下方に存在する
座標、すなわちＹの値が大きな座標のうち任意の一点
（Ｘｎ、Ｙｎ）を選択し、この点に存在する物体の位置
を車両の先頭とする。座標（Ｘｎ、Ｙｎ）にある物体の
位置Ｖ（Ｘｎ、Ｙｎ）は、距離画像Ｋ（Ｘｎ、Ｙｎ）と
基準時刻の距離画像Ｋ０（Ｘｎ、Ｙｎ）から式（６）
により算出できる。

【数３】・・・（６）

【００３３】これにより算出したＶ（Ｘｎ、Ｙｎ）が車
両の先頭位置Ｖｎとなる。なお、車両の先頭位置は任意
の一点から算出するのではなく、任意の複数の点から計
算してその平均を先頭位置としてもよい。

【００３４】そして、算出された車両の先頭位置Ｖｎか
ら車載空中線の存在する可能性のある進行方向の範囲を
決定する。一般に、車載空中線は運転席付近に設置され
ており、車載空中線の進行方向の設置位置は、大型車の
場合は車両先頭位置の近傍、普通車の場合は車両先頭か
ら１ｍ程度後方付近である。つまり、車載空中線の存在
する可能性の範囲は、大型車の場合Ｖｎ＜Ｖ＜Ｖｎ＋Δｖ・・・（７）普通車の場合Ｖｎ＋１＜Ｖ＜Ｖｎ＋１＋Δｖ・・・（８）となる。ここで、Δｖは空中線存在範囲の進行方向の幅
である。この領域に存在する物体の中から直線的な物体
を抽出することで車載空中線が検出できる。

【００３５】水平方向範囲決定手段１０８では、路上の
車両の距離画像１０４上での水平位置を算出し、車載空
中線が存在する可能性のある水平方向の範囲を決定す
る。そのためにまず、進行方向決定手段１０７で決定さ
れた範囲に存在する物体を抽出し、抽出された物体の距
離画像１０４上での左端ＸＬおよび右端ＸＲの座標を算
出する。このとき、距離画像１０４上のＸＬ≦Ｘ≦ＸＲ
の範囲に車両が存在していることになる。また、一般に
車載空中線の水平方向の設置位置は、車両の右側、すな
わち、距離画像１０４上では左側である。そこで、車載
空中線の存在する可能性のある範囲は、ＸＬ≦Ｘ≦ＸＬ＋ΔＸ・・・（９）となる。ここで、ΔＸは空中線存在範囲の水平方向の幅
である。この領域に存在する物体の中から直線的な物体
を抽出することで車載空中線が検出できる。

【００３６】空中線範囲決定手段１０５では、以上のよ
うにして高さ方向、進行方向、水平方向の存在範囲を決
定する。大型車の場合、視差画像１０４から式（５）、
（７）、（９）を満たす領域を車載空中線存在範囲４０
３として抽出し、この範囲の情報を車載空中線範囲情報
１０９として、直線物体抽出手段１１０へ出力する。

【００３７】直線物体抽出手段１１０では、範囲決定手
段１０５で決定された範囲の物体から直線的な物体を抽
出する。直線物体抽出手段１１０は、投影手段１１１と
投影像上直線物体抽出手段１１２を備えている。

【００３８】投影手段１１１は、車載空中線の存在する
可能性がある範囲内の物体の距離画像１０４を鉛直方向
と進行方向とから成る平面へ投影する。具体的には、図
５における車載空中線存在範囲４０３の距離画像１０４
のデータＫ（Ｘ、Ｙ）から、進行方向の位置Ｖ（Ｘ、
Ｙ）と高さ方向の位置Ｈ（Ｘ、Ｙ）を算出し投影像を作
成する。Ｖ（Ｘ、Ｙ）は式（６）から、Ｈ（Ｘ、Ｙ）は
式（４）から算出することができる。図５は、投影像の
例を示したものであり、車載空中線存在範囲４０３内の
距離画像１０４を投影することにより投影像１１３が作
成される。そして、投影像上直線物体抽出手段１１２
は、直線検出法として一般的に知られているハフ変換を
用いて投影像１１３上から直線的物体５０１を抽出し、
直線的物体の上端および下端の（Ｖ、Ｈ）座標を投影像
上での位置情報１１４として求め、投影像１１３ととも
に三次元情報計測手段１１５に出力する。

【００３９】三次元情報計測手段１１５は、視差画像１
０４と投影像１１３と直線的な物体の投影上での位置情
報１１４から、抽出された直線的物体の実空間上での長
さ、角度、位置などの三次元情報を計測する。直線的な
物体の投影像での位置情報１１４に含まれる直線的物体
の上端の座標を（Ｖｔ、Ｈｔ）、下端の座標を（Ｖｂ、
Ｈｂ）とすると、長さＬは、

【数４】・・・（１０）で、道路面に対する角度Ｄは、投影像上で車両進行方向
と車載空中線の下から上への方向がなす角度を算出する
こととし、

【数５】・・・（１１）で算出することができる。また、位置は、Ｖｔが車載空
中線上端の高さ、車載空中線下端の高さ、ＶｔおよびＶ
ｂが車載空中線の進行方向の位置となる。

【００４０】最後に、空中線判定手段１１７は、三次元
情報計測手段１１５により計測された長さ、角度、位置
などの三次元情報を用いて、抽出された直線的な物体が
車載空中線かを判定する。車載空中線判定手段１１７に
は、長さ判定手段１１８と角度判定手段１１９と位置判
定手段１２０とがあり、本発明ではこのうち少なくとも
１つを備えていればよい。

【００４１】長さ判定手段１１８では、直線的な物体の
三次元空間上の長さを用いて空中線かを判定する。所定
の長さＬｔｈより長ければ空中線であると判定できるの
で、Ｌ＞Ｌｔｈ・・・（１２）を条件とすればよい。

【００４２】角度判定手段１１９では、直線的な物体の
三次元空間上の角度を用いて空中線かを判定する。一般
的に車載空中線は路面に対しほぼ垂直に設置されている
ので、直線的な物体の角度Ｄの範囲として、 π／２−ΔＤ０＜Ｄ＜π／２＋ΔＤ１・・・（１３）を条件とすればよい。ここで、ΔＤ０およびΔＤ１は車
載空中線であると判定する角度の範囲である。なお、一
般に車載空中線は進行方向前方側に傾けて設置されてい
ることも多いので、ΔＤ０の値はΔＤ１よりも大きな値
にするとよい。

【００４３】位置判定手段１２０では、直線的な物体の
三次元空間上の位置を用いて空中線かを判定する。位置
の情報として直線的な物体の上端および下端の高さ、進
行方向の位置を用いることができ、例えば、直線的な物
体の上端の高さが所定の高さＨｔｈよりも高ければ車載
空中線であると判定することにし、Ｈｔ＞Ｈｔｈ・・・（１４）を条件としてもよい。この他、視差画像から運転席の屋
根の高さを算出し、直線的な物体の上端の高さが屋根よ
り高いという条件や、直線的な物体の下端の進行方向の
位置が車両の先頭の位置の近傍であるという条件を用い
ることもできる。

【００４４】このように、空中線判定手段１２０では、
直線的な物体の長さ、角度、位置がそれぞれ式（１
２）、式（１３）、式（１４）を満たすとき、空中線で
あるという判定をする。なお、車載空中線が設置されて
いると判定された場合、算出された物体の長さ、角度、
位置の情報を用いて、車載空中線の分類や車両の特定を
行うことができる。さらに、距離計測手段１０１がステ
レオ画像処理を用いる場合は、撮像された画像から車載
空中線の太さ、色、形状などの情報を抽出して、長さ、
角度、位置の情報と共に、車載空中線の分類や車両の特
定に用いてもよい。

【００４５】（実施の形態２）図６は、本発明の実施の
形態２に係る車載空中線検出装置の構成を示すブロック
図である。この実施の形態２において、直線物体抽出手
段１１０は、距離画像上直線物体抽出手段６０１と、投
影手段１１１と、投影像上直線物体抽出手段１１２とを
備えている。図６において、符号１０４は距離画像、１
０９は車載空中線範囲情報、１１０は直線物体抽出手
段、６０１は距離画像１０４上で直線的な物体を抽出す
る距離画像上直線物体抽出手段、１１１は距離画像上直
線物体抽出手段６０１で抽出された直線的な物体の距離
画像１０４を鉛直方向と進行方向とから成る平面に投影
する投影手段、１１２は投影手段１１１により作成され
た投影像上で直線的な物体を抽出する投影像上直線物体
抽出手段、１１３は投影像、１１４は抽出された直線的
な物体の投影上での位置情報である。

【００４６】次に、本実施の形態における動作について
詳細に説明する。距離計測手段１０１から、距離画像１
０４を作成し車載空中線範囲情報１０９を算出する動作
は実施の形態１と同様に行われる。距離画像１０４と車
載空中線範囲情報１０９が直線物体抽出手段１１０に入
力され、車載空中線範囲情報１０９に記されている範囲
の物体から直線的な物体を抽出する。

【００４７】距離画像上直線物体抽出手段６０１は、車
載空中線範囲情報１０９に記されている範囲にある物体
の距離が計測されている矩形領域を距離画像１０４上で
抽出し、抽出された矩形領域に対しハフ変換を行い、直
線的な矩形領域列を検出する。

【００４８】そして、投影手段１１１は、距離画像上直
線物体抽出手段６０１で検出された矩形領域列の距離画
像データを、鉛直方向と進行方向とから成る平面へ投影
する。実施の形態１と同様に、式（４）と式（６）を用
いて、距離画像Ｋ（Ｘ、Ｙ）から進行方向の位置Ｖ
（Ｘ、Ｙ）と高さ方向の位置Ｈ（Ｘ、Ｙ）を算出し、投
影像１１３を作成する。

【００４９】投影像上直線物体抽出手段１１２は、投影
手段１１１で作成された投影像１１３上で再びハフ変換
を行い、直線的な物体を抽出する。距離画像上および投
影像上でハフ変換を行うので三次元空間上で直線である
物体を抽出することができる。そして、直線的物体の上
端および下端の（Ｖ、Ｈ）座標を投影像上での位置情報
１１４として求め、投影像１１３とともに出力する。

【００５０】それ以降は、投影像１１３と投影像上での
位置情報１１４から、直線的物体の三次元情報を計測し
車載空中線かを判定する動作は、実施の形態１と同様に
行われる。

【００５１】

【発明の効果】以上のように、本発明の車載空中線検出
方法および装置は、物体までの距離データから車載空中
線を検出することができる。また、車載空中線の存在す
る可能性のある範囲から三次元空間上で直線的な物体を
抽出することで、車載空中線を精度良く検出することが
できる。さらに、検出した車載空中線の長さや角度、位
置等の三次元情報を算出するので、空中線の種類の識別
や空中線を搭載した車両の特定をすることが可能であ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態１に係る車載空中線検出装
置の構成を示すブロック図

【図２】本発明の実施の形態１に係る車載空中線検出装
置の距離計測手段のステレオ画像の対応付け方法につい
ての説明図

【図３】本発明の実施の形態１に係る車載空中線検出装
置の範囲決定手段の動作について説明する図で、（Ａ）視差画像面と物体までの距離Ｋを表す三次元座
標系（Ｘ、Ｙ、Ｋ）と、道路面と道路面からの高さを表
す三次元空間（Ｕ、Ｖ、Ｈ）との位置関係を示した図（Ｂ）鉛直方向と進行方向からなる平面を示した図

【図４】本発明の実施の形態１に係る車載空中線検出装
置の範囲決定手段の動作について説明する図で、（Ａ）距離画像と車両の位置関係を示した図（Ｂ）図４（Ａ）の場合の、距離画像と車両存在範囲
と車載空中線存在範囲を示した図

【図５】本発明の実施の形態１に係る車載空中線検出装
置における直線物体抽出手段の動作について説明する図
で、（Ａ）投影像と車両の位置関係を示した図（Ｂ）図５（Ａ）の場合の、投影像と直線的な物体の
関係を示した図

【図６】本発明の実施の形態２に係る車載空中線検出装
置における直線物体抽出手段の構成を示すブロック図

【符号の説明】

１０１距離計測手段１０２距離情報１０３距離画像作成手段１０４距離画像１０５範囲決定手段１０６高さ方向範囲決定手段１０７進行方向範囲決定手段１０８水平方向範囲決定手段１０９車載空中線範囲情報１１０直線物体抽出手段１１１投影手段１１２投影像上直線物体抽出手段１１３投影像１１４直線的な物体の投影像上での位置情報１１５三次元情報計測手段１１６直線的な物体の三次元情報１１７空中線判定手段１１８長さ判定手段１１９角度判定手段１２０位置判定手段２０１左画像２０２矩形領域２０３画素３０１道路面４０１車両存在範囲４０２車両の先頭４０３車載空中線存在範囲５０１直線的物体６０１距離画像上直線物体抽出手段

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者恩田勝政神奈川県横浜市港北区綱島東四丁目３番１号松下通信工業株式会社内Ｆターム(参考） 2F112 AD10 BA06 CA00 CA05 CA12 CA14 FA03 FA35 5B050 EA03 EA07 5B057 AA06 BA02 DA07 DB02 DC08 DC09 DC32 5H180 AA01 CC04 DD09

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】道路近傍の所定の位置から道路上に存在
する物体までの距離を計測し、得られた距離の分布から
距離画像を作成し、距離画像を用いて車載空中線が存在
する可能性のある範囲内から直線的な物体を抽出し、抽
出された直線的な物体の三次元情報を計測し、計測され
た直線的な物体の三次元情報を用いて前記直線的な物体
が空中線かどうかを判定することを特徴とする車載空中
線検出方法。
【請求項２】直線的な物体を抽出する処理段階では、
道路上に存在する車両の前面部付近、所定の高さ、所定
の水平位置のうちいずれか少なくとも１つを満たす範囲
内から直線的な物体を抽出することを特徴とする請求項
１記載の車載空中線検出方法。
【請求項３】直線的な物体を抽出する処理段階では、
車載空中線が存在する可能性のある範囲内の物体の距離
画像を鉛直方向と進行方向とから成る平面へ投影し、作
成された投影像上で直線的な物体を抽出することを特徴
とする請求項１または請求項２に記載の車載空中線検出
方法。
【請求項４】直線的な物体を抽出する処理段階では、
車載空中線が存在する可能性のある範囲内の物体から距
離画像上で直線的な物体を抽出し、抽出された物体の距
離画像を鉛直方向と進行方向とから成る平面へ投影し、
投影像上で再び直線的な物体を抽出することを特徴とす
る請求項１または請求項２に記載の車載空中線検出方
法。
【請求項５】空中線かどうかを判定する処理段階で
は、抽出された直線的物体の実空間上での長さ、角度、
位置のいずれか少なくとも１つの条件を用いて空中線で
あるかを判定することを特徴とする請求項１から請求項
４のいずれかに記載の車載空中線検出方法。
【請求項６】道路近傍の所定の位置に設置され道路上
に存在する物体までの距離を計測する距離計測手段と、
前記距離計測手段より得られた距離の分布から距離画像
を作成する距離画像作成手段と、前記距離画像作成手段
で作成された距離画像を用いて車載空中線が存在する可
能性のある範囲を決定する空中線範囲決定手段と、前記
空中線範囲決定手段で決定された範囲内から直線的な物
体を抽出する直線物体抽出手段と、前記直線物体抽出手
段で抽出された直線的な物体の三次元情報を計測する三
次元情報計測手段と、前記三次元情報計測手段で計測さ
れた三次元情報を用いて前記直線的な物体が空中線かど
うかを判定する空中線判定手段とを備えた車載空中線検
出装置。
【請求項７】空中線範囲決定手段が、車両前面部まで
の距離を距離画像から計測し進行方向の空中線の存在範
囲を決定する進行方向範囲決定手段、距離画像の距離を
路面からの高さに変換し高さ方向の空中線の存在範囲を
決定する高さ方向範囲決定手段、路上の車両の距離画像
上での水平位置を算出し水平方向の空中線の存在範囲を
決定する水平方向範囲決定手段、のうちいずれか少なく
とも１つを備えていることを特徴とする請求項６記載の
車載空中線検出装置。
【請求項８】直線物体抽出手段が、空中線の存在範囲
内の物体の距離画像を鉛直方向と進行方向とから成る平
面へ投影する投影手段と、前記投影手段で作成された投
影像上で直線的な物体を抽出する投影像上直線物体抽出
手段とを備えていることを特徴とする請求項６または請
求項７記載の車載空中線検出装置。
【請求項９】直線物体抽出手段が、空中線の存在範囲
内の物体から距離画像上で直線的な物体を抽出する距離
画像上直線物体抽出手段と、前記距離画像上直線物体抽
出手段で抽出された物体の距離画像を鉛直方向と進行方
向とから成る平面へ投影する投影手段と、前記投影手段
で作成された投影像上で直線的な物体を抽出する投影像
上直線物体抽出手段とを備えていることを特徴とする請
求項６または請求項７記載の車載空中線検出装置。
【請求項１０】車載空中線判定手段が、直線的な物体
の実空間上での長さを用いて空中線かを判定する長さ判
定手段、直線的な物体の実空間上での道路面に対する角
度を用いて空中線かを判定する角度判定手段、直線的な
物体の実空間上での位置を用いて空中線かを判定する位
置判定手段のいずれか少なくとも１つを備えていること
を特徴とする請求項６から請求項９のいずれかに記載の
車載空中線検出装置。