JP2003346282A - 道路監視システム及び道路監視方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 処理が容易となり、検出精度の向上を図る。 【解決手段】 カメラ２を用いて道路を撮像することよ
り得られる監視画像データを解析し、前記道路を走行す
る車両に関する状況を監視する道路監視システムにおい
て、前記監視画像データに基づき前記道路を走行する車
両の存在領域を求め、当該存在領域の車両位置を検出す
る車両検出手段１６と、前回の車両位置と今回の車両位
置の距離差と時間差を用いて速度を求め、予め定められ
た所定速度を基準として車両に対応する重み付けを行
い、１つの車両に対する前記重み付けの累積値に基づき
停止車両の発生を検出して車両追跡を行う車両追跡手段
１７とを具備する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、カメラを用いて
道路を撮像することより得られる監視画像データを解析
し、上記道路を走行する車両に関する状況を監視する道
路監視システム及び道路監視方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、画像処理技術を用いて道路上の車
両を検出し、追跡し、停止車両などの突発事象発生を検
出する手法は多方面において検討されている。特にトン
ネル内において停止車両が発生すると衝突などの２次災
害の発生を招来する虞があり、停止車両の早期検出が求
められている。

【０００３】通常は、車両の速度を監視し、停止車両の
検出や異常検出を行うものが知られており、例えば、特
開平６−７６１９５号公報、特開平１０−１５４２９２
号公報、特開平１０−３０７９８８号公報などに開示さ
れている。また、画像処理の結果得た移動車両前面部に
着目し、その消滅をもって停止車両と判定するものも知
られている（特開２０００−２４８１０号）。また、車
両等の存在領域をエッジ画像として蓄積し、このエッジ
画像により動きのない物体を停止画像と判定する手法も
試みられている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
ような道路監視システムは、停止車両の検出に関しては
画像処理において停止している物体を検出することが基
本であり、処理が難しく十分な検出精度が得られないと
いう問題点が発生していた。

【０００５】本発明は上記のような従来の道路監視シス
テムが有している問題点を解決せんとしてなされたもの
で、その目的は、車両の移動について追跡を行う中で徐
々に速度変化及び位置変化するような車両を停止車両と
して検出し、また、停止状態の解除を検出し、処理が容
易となり、検出精度の向上を図ることができる道路監視
システム及び道路監視方法を提供することである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明に係る道路監視シ
ステムは、カメラを用いて道路を撮像することより得ら
れる監視画像データを解析し、前記道路を走行する車両
に関する状況を監視する道路監視システムにおいて、前
記監視画像データに基づき前記道路を走行する車両の存
在領域を求め、当該存在領域の車両位置を検出する車両
検出手段と、前回の車両位置と今回の車両位置の距離差
と時間差を用いて速度を求め、予め定められた所定速度
を基準として車両に対応する重み付けを行い、１つの車
両に対する前記重み付けの累積値に基づき停止車両の発
生を検出して車両追跡を行う車両追跡手段とを具備する
ことを特徴とする。

【０００７】本発明に係る道路監視システムでは、前記
車両追跡手段は、停止車両と判定した車両について、前
回の車両位置と今回の車両位置の距離差の累積値を求
め、この累積値が所定以上となると当該停止車両につい
て停止状態の解除を判定することを特徴とする。

【０００８】本発明に係る道路監視方法は、カメラを用
いて道路を撮像することより得られる監視画像データを
解析し、前記道路を走行する車両に関する状況を監視す
る道路監視方法において、前記監視画像データに基づき
前記道路を走行する車両の存在領域を求め、当該存在領
域の車両位置を検出する車両検出ステップと、前回の車
両位置と今回の車両位置の距離差と時間差を用いて速度
を求め、予め定められた所定速度を基準として車両を区
分する区分ステップと、前記区分ステップにおいて区分
された車両に対応する重み付けを行い、１つの車両に対
する前記重み付けの累積値に基づき停止車両の発生を検
出して車両追跡を行う車両追跡ステップとを具備するこ
とを特徴とする。

【０００９】本発明に係る道路監視方法では、前記車両
追跡ステップにおいては、停止車両と判定した車両につ
いて、前回の車両位置と今回の車両位置の距離差の累積
値を求め、この累積値が所定以上となると当該停止車両
について停止状態の解除を判定することを特徴とする。

【００１０】

【発明の実施の形態】以下添付図面を参照して本発明に
係る道路監視システム及び道路監視方法の実施の形態を
説明する。図１には、本発明に係る道路監視システムの
構成が示されている。このシステムでは、画像処置装置
１がカメラ２により撮像された映像に係る画像信号を受
け取る。画像処理装置１が処理した結果の情報は、表示
装置やプリンタ装置等である外部出力装置３へ送られて
出力される。

【００１１】画像処理装置１には、カメラ２により得ら
れた画像信号をコンピュータ処理可能な画像データに変
換する画像取得部１１が設けられている。また、画像処
理装置１には、物体抽出手段１２と処理分析手段１３と
車両情報記憶部１４と報知手段１５が備えられている。
処理分析手段１３には、車両検出手段１６と車両追跡手
段１７が備えられている。

【００１２】物体抽出手段１２は、１フレーム分毎の画
像データについてフレーム間差分や背景差分の手法によ
る画像処理を行って、車両の存在領域を抽出するもので
あり、抽出結果は処理分析手段１３へ送られる。抽出結
果は、フレームの識別情報と車両の存在領域を規定する
領域情報であり、存在領域を四角形により定義するので
あれば、１つの頂角の座標と２辺の長さを領域情報とす
る。

【００１３】上記物体抽出手段１２により得られた結果
の情報は、処理分析手段１３における車両検出手段１６
に取り込まれ、処理が行われる。車両検出手段１６は、
得られた情報に基づき道路上における位置情報と車種情
報を求める。具体的には、例えば、図４に示されるよう
な画像が得られている場合において、車両の存在領域Ｅ
１の情報が送られ、この存在領域Ｅ１における底辺の中
点Ｐ１を車両位置（画像におけるｘｙ座標）とし、この
車両位置に対応する道路上の位置を求める。ここに、道
路上の位置は、例えば、カメラの配置位置の直下の位置
を（０，０，０）とした世界座標である。画像における
ｘｙ座標と世界座標の変換テーブルを車両検出手段１６
が備えており、これに基づき道路上の位置を求める。

【００１４】また、車両検出手段１６は、図５に示され
るような車両の車種に、サンプル画像領域の情報が対応
付けられたテーブルを有し、これに基づき物体抽出手段
１２が得た車両の存在領域を比較して車種を判定する。
この判定結果と上記道路上の位置情報は、車両情報記憶
部１４に図６に示されるように記憶される。図６におい
て、エントリのナンバー毎に１つの車両に関する情報が
記憶されるようになっており、（ａ）は前回位置座標の
テーブルであり、前回の検出時（例えば所定フレーム
前）における座標値（Ｐ１に対応）が格納され、（ｂ）
は今回座標のテーブルであり、今回位置座標の欄には今
回の検出時における位置座標が格納される。速度は、前
回位置座標と今回位置座標に対応する世界座標点間の距
離と、検出時点の間隔（時間）を用いて得るものであ
る。（ａ）と（ｂ）は検出間隔である所定フレーム毎に
交互に今回と前回のテーブルとされる。

【００１５】車両情報記憶部１４には、上記他に、停止
車両であるか否かを検出するためのカウント値（重み付
けの累積値）、車両の状態が記憶される。車両の状態に
は、停止、超低速、低速、通常の４状態がある。停止状
態は後に説明する判定により決定され、超低速状態は時
速が１０ｋｍ／ｈ未満、低速状態は時速が１０ｋｍ／ｈ
以上３０ｋｍ／ｈ未満、通常状態は３０ｋｍ／ｈ以上で
ある。この状態の情報は、当初において通常状態が初期
値となっている。

【００１６】車両追跡手段１７は、前回の車両位置と今
回の車両位置の距離差と時間差を用いて速度を求め、予
め定められた２つの所定速度を基準として低速車両と超
低速車両とを検出（区分）し、低速車両に対応する重み
付けと超低速車両に対応する重み付けを行い、１つの車
両に対する前記重み付けの累積値に基づき停止車両の発
生を検出して車両追跡を行うものであり、具体的には、
図２に示されるフローチャートに基づく処理を行う。

【００１７】つまり、車両情報記憶部１４における各エ
ントリに対して図２の処理を行う。まず、取り出したエ
ントリにおける車両の状態を検出し、停止状態又は超低
速状態に係る車両に対する処理であるかを検出する（Ｓ
１）。このステップＳ１において停止状態又は超低速状
態に係る車両に対する処理であることを検出すると、停
止車両追跡処理を行い（Ｓ２）、車両状態判定処理１を
行う（Ｓ３）。ここに、停止車両追跡処理（Ｓ２）は図
９のフローチャートに示される処理であり、車両状態判
定処理１は図１０のフローチャートに示される処理であ
る。

【００１８】また、上記ステップＳ１において停止状態
又は超低速状態に係る車両に対する処理でないこと、つ
まり、低速状態又は通常状態に係る車両に対する処理で
あることを検出すると、停止行動判定処理を行い（Ｓ
４）、車両状態判定処理２を行う（Ｓ５）。ここに、停
止行動判定処理は図７のフローチャートに示される処理
であり、車両状態判定処理２は図８のフローチャートに
示される処理である。

【００１９】図３には、上記画像処理装置１を実現する
パーソナルコンピュータやワークステーションである電
子計算機のシステム構成例が示されている。すなわち、
図３の電子計算機は、装置を統括制御するＣＰＵ５１を
有し、このＣＰＵ５１に上記ＣＰＵ５１が用いるプログ
ラム及びデータ等の情報が記憶される主記憶装置５２が
接続されている。更に、ＣＰＵ５１には、システムバス
５３を介してキーボード制御部５４、表示制御部５５、
プリンタ制御部５６、画像変換部５７、マウス制御部５
８、磁気ディスク制御部５９が接続されている。キーボ
ード制御部５４には各種情報をキー入力可能なキーボー
ド入力装置６０が接続され、表示制御部５５には情報を
表示するためのＣＲＴ表示装置６１が接続され、プリン
タ制御部５６には情報を印字出力するためのプリンタ装
置６２が接続され、画像変換部５７にはカメラ２から画
像信号を取り込むためのカメラインタフェース６３が接
続され、マウス制御部５８にはポインティングディバイ
スであるマウス６４が接続され、磁気ディスク制御部５
９には補助記憶装置である磁気ディスク装置６５が接続
されている。なお、画像処理装置１には、ＣＰＵ５１、
主記憶装置５２、磁気ディスク制御部５９、磁気ディス
ク装置６５、画像変換部５７、カメラインタフェース６
３が少なくとも設けられる。そして、外部出力装置３と
して、プリンタ６２やＣＲＴ表示装置６１が備えられ
る。また、必要に応じてフレキシブルディスクドライ
ブ、磁気カード或いはＩＣカードリーダ、ＭＯ（光磁気
ディスク）ドライブ等が設けられる。

【００２０】以上のように構成された電子計算機が主記
憶装置５２や磁気ディスク装置６５に記憶された図２、
図７〜図１０に示されるフローチャートに対応するプロ
グラムを実行することにより、画像処理装置１として動
作を行う。以下、図７〜図１０に示されるフローチャー
トを用いて処理を説明する。

【００２１】図２におけるＳ４の停止行動判定処理にお
いては、図６（ａ）に示した前回座標のテーブルを用い
て、前回座標と速度から今回座標を予測する（Ｓ１
１）。これは、道路上の位置において上記速度で所定フ
レームに対応の時間経過すると予測位置が求まり、これ
を画像の座標にテーブルを用いて変換することにより実
現される。次に、図６（ｂ）に示した今回座標のテーブ
ルを用いて、上記で予測した位置近傍に存在する車両候
補領域を持つエントリを求め（Ｓ１２）、２つのテーブ
ルにおけるエントリを関連付け、今回位置を確定し現速
度を求める（Ｓ１３）。

【００２２】例えば、図４において前回の車両の存在領
域Ｅ１に対して今回の車両の存在領域Ｅ２が得られてい
る。そして、前回座標Ｐ１と速度から今回の車両の存在
領域Ｅ２が得られ、今回座標Ｐ２の位置が今回座標とさ
れ、Ｐ１とＰ２の距離差と時間差により速度が求められ
る。

【００２３】次に、図２におけるＳ５の車両状態判定処
理２へ進み、図８のステップＳ２１において現速度が３
０ｋｍ／ｈ未満であるかを検出する（Ｓ２１）。このス
テップＳ２１において３０ｋｍ／ｈ未満ではないことを
検出すると、カウント値をクリアし、状態を通常とする
（Ｓ２２）。

【００２４】ステップＳ２１において３０ｋｍ／ｈ未満
であることを検出すると、今回位置が予測より前方（つ
まり、正規の走行方向へ移動している）かを検出する
（Ｓ２３）。このステップＳ２３において前方であるこ
とを検出すると、カウント値をクリアし、状態を低速と
する（Ｓ２４）。

【００２５】ステップＳ２３において前方でないこと
（予測位置まで車両が到達していないこと）を検出する
と、車両の移動が無いかを前回座標と今回座標により検
出する（Ｓ２５）。このステップＳ２５において車両の
移動が無いことを検出すると、カウンタの値を１カウン
トアップし、状態を超低速とする（Ｓ２６）。

【００２６】ステップＳ２５において車両の移動があっ
たことを検出すると、カウンタの値を１カウントアップ
し、状態を低速とする（Ｓ２７）。ステップＳ２６，２
７に次いでカウント値が所定値である１００以上となっ
たかを検出し（Ｓ２８）、１００未満では処理を終了
し、１００以上では停止車両の発生を報知手段１５に送
出し外部出力装置３に停止車両の発生の旨及び道路上の
位置などが表示されると共に、状態が停止へ遷移される
（Ｓ２９）。斯して、低速状態や超低速状態が所定の値
まで累積されると、停止車両と判定され停止車両の発生
が知らされる。なお、上述したＳ２８におけるカウント
値の所定値は、システムパラメータとして変更が可能で
ある。

【００２７】一方、図２におけるＳ２の停止車両追跡処
理へ進んだ場合には、前回座標のテーブルを用いて、前
回座標と速度から今回座標を予測する（Ｓ３１）。これ
は、道路上の位置において上記速度で所定フレームに対
応の時間経過すると予測位置が求まり、これを画像の座
標にテーブルを用いて変換することにより実現される。
次に、今回座標のテーブルを用いて、上記で予測した位
置近傍に存在する車両候補領域を持つエントリを求め
（Ｓ３２）、２つのテーブルにおけるエントリを関連付
ける。

【００２８】次に、候補領域が予測領域より後方にある
かを検出する（Ｓ３３）。つまり、超低速状態や停止状
態にある場合に予測した位置まで車両が到達していない
のかを検出している。ステップＳ３３において候補領域
が予測領域より後方にないことが検出された場合、つま
り、予測位置まで車両が到達していることが検出された
場合には、予測位置に当該車種の車両が存在する場合に
おける予測領域の大きさを求める（Ｓ３４）。この予測
領域は、車種に対応するサンプル画像領域が記憶された
図５に示すテーブルに基づき対応のサンプル画像領域を
求め、このサンプル画像領域を予測位置に配置した場合
の大きさを道路上における位置に対応して比例させて、
図４に示す存在領域Ｅ１、Ｅ２に相当するような領域を
求めることにより得られる。

【００２９】そして、上記において求めた予測領域と候
補領域との交差面積を求める（Ｓ３５）。つまり、予測
領域と候補領域は共に画像上の或る座標位置に存在する
ものであるから、座標位置が近接する場合には図１１に
示されるように重なりが生じる。そこで、車両追跡手段
１７はこの重なりの領域の面積を、予測領域と候補領域
の位置とそれぞれの領域における角の位置情報及び辺が
交差する点の位置情報に基づき求める。

【００３０】ステップＳ３５における交差面積の取得を
行った次に、当該交差面積が予測領域の面積の５０％よ
り大であるか否かを検出する（Ｓ３６）。このステップ
Ｓ３６による検出の結果がＮＯであるとき、つまり、予
測領域に対し定められた基準の範囲近くまで車両が移動
していない場合には、前回座標を今回位置として記憶
し、速度を０として記憶する（Ｓ３７）。

【００３１】一方、ステップＳ３６において交差面積が
予測領域の面積の５０％より大であるとき（ＹＥＳのと
き）、又は、ステップＳ３３において候補領域が予測領
域より前方にあることが検出されたときには、車両後方
の座標位置（予測領域における底辺の中点位置であっ
て、図４におけるＰ１，Ｐ２に対応する位置）を今回座
標として記憶し、速度を求めて記憶する（Ｓ３８）。

【００３２】次に、図２におけるＳ３の車両状態判定処
理１へ進み、図１０のステップＳ４１において現速度が
３０ｋｍ／ｈ未満であるかを検出する（Ｓ４１）。この
ステップＳ４１において３０ｋｍ／ｈ未満ではないこと
を検出すると、カウント値をクリアし、状態を通常とす
る（Ｓ４２）。

【００３３】ステップＳ４１において３０ｋｍ／ｈ未満
であることを検出すると、現速度が１０ｋｍ／ｈ未満で
あるかを検出する（Ｓ４３）。このステップＳ４３にお
いて現速度が１０ｋｍ／ｈ未満であることを検出する
と、カウント値を１インクリメントし、状態を超低速と
する（Ｓ４４）。次に、カウント値が１００以上となっ
たかを検出し（Ｓ４５）、１００以上となっている場合
には停止車両の発生を報知手段１５に送出し外部出力装
置３に停止車両の発生の旨及び道路上の位置などが表示
されると共に、状態が停止へ遷移される（Ｓ４６）。斯
して、低速状態や超低速状態が所定の値まで累積される
と、停止車両と判定され停止車両の発生が知らされる。

【００３４】ステップＳ４５における判定の結果におい
て、カウント値が１００未満である場合、又はステップ
Ｓ４３において現速度が１０ｋｍ／ｈ未満でないことが
検出された場合には、道路上の位置を参照して前回の位
置より５ｍ（この実施例における例示に過ぎない）以上
の移動があったかを検出する（Ｓ４７）。このステップ
Ｓ４７において５ｍ以上の移動があったことが検出され
ると、状態が停止であるか（停止車両と判定されたもの
であるか）を検出する（Ｓ４８）。

【００３５】上記ステップＳ４８において、状態が停止
であることが検出されると、停止状態にあった車両が停
止状態から解除された旨を報知手段１５に送出し外部出
力装置３に停止解除車両の発生の旨及び道路上の位置な
どが表示されると共に、この車両の図６におけるエント
リにおいて状態が低速へ遷移される（Ｓ４９）。斯し
て、低速状態や超低速状態が所定の値まで累積されるこ
とにより停止車両と判定されていることに鑑み、実際に
は移動している車両をこのようにして適切に検出し、停
止車両の解除発生を知らせることができる。

【００３６】上記ステップＳ４７において５ｍ以上の移
動が確認できなかった場合、或いはステップＳ４８にお
いて状態が停止でなかった場合には、特に状態の遷移を
行うことなく処理を終了する。

【００３７】このようにして、２つの所定速度を基準と
して低速車両と超低速車両とを検出し、低速車両に対応
する重み付けと超低速車両に対応する重み付けを行い、
１つの車両に対する前記重み付けの累積値に基づき停止
車両の発生を検出するので、画像処理による誤差などの
影響を少なくできる。また、前回の車両位置と今回の車
両位置の距離差の累積値を求め、この累積値が所定以上
となると当該停止車両について停止状態の解除を判定す
るので、重み付けの累積値に基づき停止車両であること
の判定を行っていることにより実際には移動している車
両を停止車両としている場合を適切に検出し、停止車両
の解除を行うことができ、停止車両と見なした車両が移
動していることを監視者へ通知することができる。

【００３８】なお、以上の例では、２つの所定速度を基
準として重み付けを行っているが、１つの速度を基準と
して重み付けを行い、累積値により判定を行っても良
い。また、３つ以上の速度を基準として重み付けを行
い、累積値により判定を行っても良い。

【００３９】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、前
回の車両位置と今回の車両位置の距離差と時間差を用い
て速度を求め、予め定められた所定速度を基準として重
み付けを行い、１つの車両に対する重み付けの累積値に
基づき停止車両の発生を検出するので、画像認識により
停止しているしていないを判定する場合に比べて処理が
容易となり、検出精度の向上を図ることができる効果が
ある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る道路監視システムの実施の形態を
示す構成図。

【図２】本発明に係る道路監視システムの動作を説明す
るフローチャート。

【図３】本発明に係る道路監視システムの要部を構成す
る電子計算機のブロック図。

【図４】本発明に係る道路監視システムに用いられるカ
メラにより得られる道路の画像を示す図。

【図５】本発明に係る道路監視システムに採用される車
種判定のためのデータが格納されたテーブルの内容を示
す図。

【図６】本発明に係る道路監視システムに採用される車
両情報記憶部における記憶内容を示す図。

【図７】本発明に係る道路監視システムの動作を説明す
るフローチャート。

【図８】本発明に係る道路監視システムの動作を説明す
るフローチャート。

【図９】本発明に係る道路監視システムの動作を説明す
るフローチャート。

【図１０】本発明に係る道路監視システムの動作を説明
するフローチャート。

【図１１】本発明に係る道路監視システムにおいて求め
る予測領域と候補領域との交差面積を説明するための
図。

【符号の説明】

１ 画像処理装置 ２ カメラ ３ 外部出力装置 １１ 画像取得部 １２ 物体抽出手段 １３ 処理分析手段 １４ 車両情報記憶部 １５ 報知手段 １６ 車両検出手段 １７ 車両追跡手段

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 カメラを用いて道路を撮像することより
   得られる監視画像データを解析し、前記道路を走行する
   車両に関する状況を監視する道路監視システムにおい
   て、 前記監視画像データに基づき前記道路を走行する車両の
   存在領域を求め、当該存在領域の車両位置を検出する車
   両検出手段と、 前回の車両位置と今回の車両位置の距離差と時間差を用
   いて速度を求め、予め定められた所定速度を基準として
   車両に対応する重み付けを行い、１つの車両に対する前
   記重み付けの累積値に基づき停止車両の発生を検出して
   車両追跡を行う車両追跡手段とを具備することを特徴と
   する道路監視システム。
2. 【請求項２】 前記車両追跡手段は、 停止車両と判定した車両について、前回の車両位置と今
   回の車両位置の距離差の累積値を求め、この累積値が所
   定以上となると当該停止車両について停止状態の解除を
   判定することを特徴とする請求項１に記載の道路監視シ
   ステム。
3. 【請求項３】 カメラを用いて道路を撮像することより
   得られる監視画像データを解析し、前記道路を走行する
   車両に関する状況を監視する道路監視方法において、 前記監視画像データに基づき前記道路を走行する車両の
   存在領域を求め、当該存在領域の車両位置を検出する車
   両検出ステップと、 前回の車両位置と今回の車両位置の距離差と時間差を用
   いて速度を求め、予め定められた所定速度を基準として
   車両を区分する区分ステップと、 前記区分ステップにおいて区分された車両に対応する重
   み付けを行い、１つの車両に対する前記重み付けの累積
   値に基づき停止車両の発生を検出して車両追跡を行う車
   両追跡ステップとを具備することを特徴とする道路監視
   方法。
4. 【請求項４】 前記車両追跡ステップにおいては、 停止車両と判定した車両について、前回の車両位置と今
   回の車両位置の距離差の累積値を求め、この累積値が所
   定以上となると当該停止車両について停止状態の解除を
   判定することを特徴とする請求項１に記載の道路監視方
   法。