JP2005284678A - 交通流計測装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 安価で精度の高い交通流量計測装置を提供する。
【解決手段】 魚眼レンズと、魚眼レンズの画像を拡大する可変焦点レンズとを含む魚眼カメラを、視野の中心を真下に向けて、中央分離帯の照明灯の支柱の上部に取り付ける。支柱の高さなど取り付けられる状況に応じて、可変焦点レンズの焦点は調節される。照明灯の支柱により発生する魚眼カメラの視野の死角を避けるために、魚眼カメラが取り付けられた側を走行方向の上流側とする車線においてはカメラ直下から視野の上流端にかけて、魚眼カメラが取り付けられた側を走行方向の下流側とする車線においてはカメラ直下から視野の下流端にかけての視野を切り出し、交通流量の計測を行う。
【選択図】図１

Description

本発明は、車両の交通流量を計測する装置に関する。

道路を捉えて撮影した画像から走行車両を検出して交通流計測を行う交通流計測装置において、道路面に垂直に近い角度で走行車両を俯瞰する位置に設置され超広角レンズの装着されたカメラと、このカメラで撮影した画像から交通流計測を行う画像処理装置とを備えた交通流計測装置が知られている（特許文献１参照）。

特開２００１−２１６５９８号公報

本発明の目的は、安価な交通流計測装置を提供することである。
本発明の他の目的は、取り付けが容易な交通流計測装置を提供することである。
本発明のさらに他の目的は、多様な条件の道路に適用が容易な交通流計測装置を提供することである。
本発明のさらに他の目的は、双方向の車線の車両の交通流を同時に計測する交通流計測装置を提供することである。
本発明のさらに他の目的は、車種の判別がより正確に行われる交通流計測装置を提供することである。

以下に、［発明を実施するための最良の形態］で使用される番号を括弧付きで用いて、課題を解決するための手段を説明する。これらの番号は、［特許請求の範囲］の記載と［発明を実施するための最良の形態］との対応関係を明らかにするために付加されたものである。ただし、それらの番号を、［特許請求の範囲］に記載されている発明の技術的範囲の解釈に用いてはならない。

本発明による交通流計測装置（１）は、互いに走行方向が逆である第１車線（４）と第２車線（６）との双方の車線を視野に含む像を結像する魚眼レンズ（２０）と、像を用いて、双方の車線の交通量を検出する検出部（２９、３０）とを備えている。

本発明による交通流計測装置（１）において、検出部は、像の魚眼レンズ（２０）の直下（４２）から所定の下流側位置までを含む第１計測領域（３４）から第１車線（４）の交通量を検出する第１検出部（２９）と、像の魚眼レンズ（２０）の直下（４２）から所定の上流側位置までを含む第２計測領域（３６）から第２車線（６）の交通量を検出する第２検出部（３０）とを備える。

本発明による交通流計測装置（１）は、像の大きさを変える可変焦点レンズ（２２）を備える。

本発明による交通流計測装置（１）において、交通量は、平均速度、平均車間距離、所定時間当たりの通行車両台数、および所定距離当たりの平均車両台数のうちの少なくとも１つを含む。

本発明による交通流計測装置（１）において、第１検出部（２９）は、直下（４２）において識別された車両（１０）の先頭（３８）または末尾（４０）が直下（４２）から下流側位置まで移動する移動時間を計測し、移動時間により車両（１０）の平均速度を算出する。

本発明による交通流計測装置（１）において、第２検出部（３０）は、上流側位置において見かけ上重なって見える少なくとも１台の車両からなる車両群の先頭位置（４８）または後尾位置（５０）を識別する。車両群が複数の車両からなるとき、直下（４２）に近い位置において車両群を形成する車両の台数を検出し、検出された台数を用いて第２車線（６）の交通量を計測する。

本発明による交通流計測装置（１）において、第２検出部（３０）は、上流側位置において見かけ上重なって見える少なくとも１台の車両からなる車両群の先頭位置（４８）または後尾位置（５０）を識別する。車両群が複数の車両からなるとき、直下に近い位置において車両群を形成する車両の車間距離を検出し、検出された車間距離を用いて第２車線（６）の平均車間距離または所定の距離当りの交通流量を算出する。

本発明による交通流計測装置（１）は、第１記憶部（７０）を備えている。第１記憶部（７０）は、車両位置補正プログラム（５６）と、魚眼レンズ（２０）の視野における位置と車体の見かけの長さの変化率とを対応づけるテーブル（５５）とを備えている。車両位置補正プログラム（５６）は、像から車体の見かけ上の先頭（３８、４８）と見かけ上の末尾（４０、５０）とを検出するステップと、車体の走行に伴って見かけ上の先頭（３８、４８）と見かけ上の末尾（４０、５０）とを追尾するステップと、見かけ上の先頭（３８、４８）と見かけ上の末尾（４０、５０）の差を見かけ上の車体長として算出するステップと、第１位置（５７）における見かけ上の車体長と第２位置（５８）における見かけ上の車体長との比率を見かけ車体長比率として算出するステップと、テーブル（５５）における第１位置（５７）における変化率と第２位置（５８）における変化率との比率を設定車体長比率として算出するステップと、見かけ車体長比率と設定車体長比率の差を補正値として算出するステップと、補正値の大きさが所定の値以上であるとき、補正値の大きさがゼロに近づく方向に、見かけ上の先頭と見かけ上の末尾とのうちの少なくとも一方を変更するステップとを備える。

本発明による交通流計測装置（１）において、検出部はさらに影検出プログラム（７２）を格納する第２記憶部（７４）を備えている。影検出プログラム（７２）は、車線を走る車両（１０ａ）に対して影（６０ａ）ができる方向に車線幅だけずれた位置の画像を第１影検出領域（６１）として取得するステップと、車線を走る車両に対して影ができる方向に車線幅の２倍ずれた位置の画像を第２影検出領域（６２）として取得するステップと、第１影検出領域（６１）に第１移動体（１０ｂ）が検出され、第２影検出領域（６２）に第２移動体（６０ｂ）が検出されたとき、第１移動体（１０ｂ）を車両として検出するステップと、第１影検出領域（６１）に第３移動体（６０ａ）が検出され、第２影検出領域（６２）に移動体が検出されないとき、第３移動体（６０ａ）を車両でないと検出するステップとを備える。

本発明による交通流計測装置（１）の施工方法は、魚眼レンズ（２０）を下に向けて、第１車線（４）と第２車線（６）との間にある構造物の第１車線（４）の下流側に当該交通流計測装置（１）を固定するステップを備える。

本発明による交通流計測装置（１）の施工方法は、魚眼レンズ（２０）を下に向けて、第１車線（４）と第２車線（６）との間にある構造物の第１車線（４）の下流側に当該交通流計測装置（１）を固定するステップと、可変焦点レンズの焦点を調節するステップとを備える。

本発明によれば、安価な交通流計測装置が提供される。
さらに本発明によれば、取り付けが容易な交通流計測装置が提供される。
さらに本発明によれば、多様な条件の道路に適用が容易な交通流計測装置が提供される。
さらに本発明によれば、双方向の車線の車両の交通流を同時に計測する交通流計測装置が提供される。
さらに本発明によれば、車種の判別がより正確に行われる交通流計測装置が提供される。

以下、図面を参照しながら本発明の実施の形態における交通流計測装置について詳細に説明する。

図１を参照して、本実施の形態における交通流計測装置の設置方法について説明する。図１を参照すると、車線４と対向車線６が図示されている。車線４と対向車線６とは各々が複数の車線からなることがある。車線４と対向車線６との間には分離帯８が設けられている。分離帯８には概ね一定間隔に道路照明灯１２が設置されている。道路照明灯１２の支柱には、魚眼カメラ１４が取り付けられている。魚眼カメラ１４は、すべての道路照明灯１２に取り付けられているか、数本おきに１本の道路照明灯１２に取り付けられている。魚眼カメラ１４が取り付けられる位置は、道路照明灯１２でなくても、鉛直方向に長い構造物ならば何でもよい。

図２を参照すると、真上から見た道路が図示されている。魚眼カメラ１４のレンズは真下に向けられている。魚眼カメラ１４は道路照明灯１２に対して車線４における走行方向の下流側に向く方向に取り付けられている。魚眼カメラ１４が撮像する監視領域１６は、車線４と対向車線１６とで分離帯８に対してほぼ対称な形状をなしている。監視領域１６は、車線４と対向車線６とが含むすべての車線を覆っていることが好ましい。

図３を参照すると、真横から見た道路が図示されている。魚眼カメラ１４は、監視領域１６が広くなるように、道路照明灯１２の支柱の高い位置に取り付けられることが好ましい。

図４を参照すると、交通流計測装置１の構成が示されている。交通流計測装置１は、魚眼カメラ１４を備えている。魚眼カメラ１４は、魚眼レンズ２０を備えている。魚眼レンズ２０の後段には、可変焦点レンズ２２が設置されている。可変焦点レンズ１４の後段には、ＣＣＤ（Ｃｈａｒｇｅ Ｃｏｕｐｌｅｄ Ｄｅｖｉｃｅ）カメラ２４が接続されている。ＣＣＤカメラ２４からはケーブル２６が引き出されている。魚眼レンズ２０、可変焦点レンズ１４、およびＣＣＤカメラは堅牢な筐体に収納されている。筐体にはケーブル２６を外部に接続するための穴または端子が設けられている。ケーブル２６の後段には画像処理装置２８が接続されている。

図５を参照すると、画像処理装置２８は、演算制御装置２５、記憶部２７、第１記憶部７０、および第２記憶部７４を格納している。記憶部２７は、第１交通流計測プログラム２９と第２交通流計測プログラムとを格納している。第１記憶部７０は、車両位置補正プログラム５６とテーブル５５とを格納している。第２記憶部７４は、影検出プログラム７２を格納している。画像処理装置２８には表示装置３１が接続されている。

こうした交通流計測装置１が利用されるとき、魚眼カメラ１４は、魚眼レンズ２０の視野中心を真下に向けて、道路照明灯１２の支柱に抱き付くかたちで取り付けられる。取り付けられる方向は、道路照明灯１２の支柱と魚眼カメラ１４との並ぶ方向が、車両の流れと平行になる方向である。図６の例では、魚眼カメラ１４は、道路照明灯１２に対して車線４の下流側に取り付けられている。多数の魚眼カメラ１４のケーブル２６は、分離帯８または地下を通って、遠方に設置された画像処理装置２８に接続される。画像処理装置２８は、各々の魚眼カメラ１４に対応して近くに設置されていてもよい。

こうした交通流計測装置１は、カメラを取り付けるためにガントリ、専用の支柱等の施設を設ける必要がなく、既存の支柱を利用できるため、コストが小さく、施工期間が短い。

魚眼カメラ１４が道路照明灯１２の支柱に設置された後、可変焦点レンズ２２の焦点が調節される。焦点は、例えば高い位置に設置された魚眼カメラ１４においてはより焦点距離が長く、低い位置に設置された魚眼カメラ１４においては焦点距離が短くなるように調節される。これにより、道路照明灯１２の高さが異なる等さまざまに異なる条件の道路に対して、同一の魚眼カメラ１４を適用することが容易になる。さらに、可変焦点レンズ２２により像が拡大されることにより、車両の識別がより精確となる。

図６を参照すると、魚眼カメラ１４の視野３１が示されている。視野３１には、車線４、分離帯８、および対向車線６が映っている。図６には、魚眼レンズ２０の直下から道路の走行方向に垂直に引いた線であるカメラ直下４２が描かれている。

視野３１には、魚眼カメラ１４が取り付けられている道路照明灯１２の支柱が映り込んでおり、視野３１の中でその部分は道路が撮影されない死角３２となっている。交通流の計測は、死角３２を避けた領域の像を用いて行われる。車線４に関しては、カメラ直下４２よりもやや車線４の下流側を中心とした第１計測領域３４が交通流の計測に使用される。対向車線６に関しては、カメラ直下４２よりもやや対向車線６の上流側を中心とした第２計測領域３６が交通流の計測に使用される。

こうした構成を備えた交通流計測装置１の動作が以下に示される。演算制御装置２５がプログラムを読み出し、それらのプログラムに記述された手順に従って実行する動作は、プログラムが行う動作として記述される。

図７を参照すると、交通流計測装置１が車線４の交通流を計測する動作を示すフローチャートが示されている。車線４の交通流は、第１交通流計測プログラム２９によって算出される。図１０〜図１３には、車線４の交通流が計測される際の魚眼カメラ１４の視野が示されている。

車線４の交通流は、第１計測領域３４の画像に基づいて計測される。車両はカメラ直下４２の近くから第１計測領域に入り、視野の中央付近から端に向かって走り、視野の端近くで第１計測領域の外に出る。車両が第１計測領域３４に入る位置は魚眼カメラ１４のほぼ真下なので、短い車間距離で複数の車両が走行していても車両を一台づつ見分けることは容易である。

ステップＳ２：魚眼カメラ１４は視野１６の動画像を撮影する。撮影された動画像はリアルタイムでケーブル２６を介して画像処理装置２８に送信される。

ステップＳ４：第１交通流計測プログラム２９は、第１計測領域３４の中において、輝度の特徴量が路面の輝度の特徴量に対して所定の基準以上に異なる部分をエッジとして抽出する。

ステップＳ６：第１交通流計測プログラム２９は、ステップＳ４において検出されたエッジのうち所定の基準を満たすものを車両の先頭（以下、車頭と称する）または車両の末尾（以下、車尾と称する）として検出する。

図８を参照すると、ステップＳ６の処理をより詳細に示すフローチャートが示されている。

ステップＳ６−２：第１計測領域３４を含む画像が画像処理装置２８に入力される。

ステップＳ６−４：画像処理装置２８には、オンとオフのうちのいずれか一方の値を取るフラグ変数である車頭検出フラグが記憶されている。第１交通流計測プログラム２９は、画像処理装置２８に記憶されている車頭検出フラグの値に応じて処理の分岐を行う。

ステップＳ６−６：第１交通流計測プログラム２９は、車頭検出フラグがオフであると（ステップＳ６−４ＮＯ）、所定のアルゴリズムに従って、第１計測領域３４の一部でありカメラ直下４２の近傍に設けられた車両検出領域４４から車頭と判定するための所定の基準を満たすエッジを探索する。

ステップＳ６−８：車頭と思われるエッジが第１計測領域３４の中に存在しないとき（ステップＳ６−８ＮＯ）、処理はステップＳ６−２に戻され、第１計測領域３４の時間的に後続する画像が入力される。車頭と思われるエッジが第１計測領域の中に見出されると、処理はステップＳ６−１０に移行される。

ステップＳ６−１０：画像処理装置２８に記憶されている車頭検出フラグの値がオンに切り替えられる。車頭の部分を含む画像の小領域である車頭マッチング位置４８（図１０を参照）は、車頭テンプレートとして記録される。

ステップＳ６−１２：第１交通流計測プログラム２９は、所定のアルゴリズムに従って、車頭テンプレートを用いたテンプレートマッチングなどにより車頭の追跡を開始する（図１１を参照）。その後、処理はステップＳ６−２に戻され、第１計測領域３４の時間的に後続する画像が入力される。

ステップＳ６−１４：第１交通流計測プログラム２９は、車頭検出フラグがオンであると（ステップＳ６−４ＹＥＳ）、所定のアルゴリズムに従って、車両検出領域４４から車尾と思われる所定の基準を満たすエッジを探索する。

ステップＳ６−１６：車尾と思われるエッジが第１計測領域３４の中に存在しないとき（ステップＳ６−１６ＮＯ）、処理はステップＳ６−２に戻され、第１計測領域３４の時間的に後続する画像が入力される。車尾と思われるエッジが第１計測領域の中に見出されると、処理はステップＳ６−１８に移行される。

ステップＳ６−１８：画像処理装置２８に記憶されている車頭検出フラグの値がオフに切り替えられる。車尾の部分を含む画像の小領域である車尾マッチング位置５０（図１０を参照）は、車尾テンプレートとして記録される。

ステップＳ６−２０：第１交通流計測プログラム２９は、所定のアルゴリズムに従って、車尾テンプレートを用いたテンプレートマッチングなどにより車尾の追跡を開始する（図１１参照）。その後、処理はステップＳ６−２に戻され、第１計測領域３４の時間的に後続する画像が入力される。

ここで、図７のフローチャートに戻る。
ステップＳ８：第１交通流計測プログラム２９は、一対の車頭と車尾とが検出されると、第１計測領域３４に１台の車両が存在すると検出する。車頭と車尾との検出は、車両のほぼ真上の位置から行われるため、一の車両の車頭または車尾とその車両に隣接する他の車両の車頭または車尾とが重なって撮像されることは無く、台数の検出は車両検出領域４４の画像解析によって正確に行われる。検出された台数は表示装置３１に表示される。

ステップＳ１０：第１交通流計測プログラム２９は、車頭と車尾の追跡（第１計測領域３４の内部における車頭と車尾との位置の時系列的な変化を検出し記録すること）を行う。

ステップＳ１２：図１２を参照して、追跡中の車頭マッチング位置４８が第１計測領域３４から外に出た時点で、車頭が第１計測領域３４を通過するのに要した時間と第１計測領域３４の大きさとを用いて、車頭の速度をＶ_Ｉとして算出する。追跡中の車尾マッチング位置５０が第１計測領域３４から外に出た時点で、車尾の速度をＶ_Ｅとして算出する。Ｖ_ＩとＶ_Ｅとの平均速度が車両１０の速度Ｖとして算出される。

ステップＳ１４：図１３を参照して、車両検出領域４４で車頭が検出され車頭マッチング位置４８が設定されたとき、第１計測領域３４の内部でその車頭を有する車両に先行している車両１０があれば、先行車両の車尾マッチング位置５０と後続車両の車頭マッチング位置４８との距離から先行車両と後続車両の車間距離を算出する。車両検出領域４４で車頭が検出され車頭マッチング位置４８が設定されたとき、その車頭を有する車両に先行する車両が第１計測領域３４の内部に無い場合、それまでの時間の最も後に第１計測領域３４から外に出た先行車両の速度と、その先行車両の車尾マッチング位置５０が第１計測領域３４から外に出てから経過した時間とから、推定車間距離を算出する。または、それまでの時間の最も後に第１計測領域３４から外に出た先行車両の速度に代えて、最新のα分（αは所定数）の平均速度を用いることにより推定車間距離を算出する。

図９を参照すると、交通流計測装置１が対向車線６の交通流を計測する動作を示すフローチャートが示されている。対向車線６の交通流は、第２交通流計測プログラム３０により算出される。図１４〜図１９には、対向車線６の交通流が計測される際の魚眼カメラ１４の視野が示されている。

対向車線６の交通流は、第２計測領域３６の画像に基づいて計測される。車両１０は視野の端近くから第２計測領域の中に入り、視野の中央付近に向かって走り、カメラ直下４２の近傍の車両特定領域５４を通過して、第２計測領域３６の外に出て行く。

車両１０が第２計測領域３６に入る位置は魚眼カメラ１４の視野の端近くなので、複数台の車両が短い車間距離で走行している場合、それら複数台の車両の画像が重なることが多く、一台づつ区別して検出するのは困難である。

ステップＳ２２：魚眼カメラ１４は視野１６の動画像を撮影する。撮影された動画像はリアルタイムでケーブル２６を介して画像処理装置２８に送信される。

ステップＳ２４：第２交通流計測プログラム３０は、第２計測領域３４の中において、輝度の特徴量が路面の輝度の特徴量に対して所定の基準以上に異なる部分をエッジとして抽出する。

ステップＳ２６：図１４を参照して、第２交通流計測プログラム３０は、第２計測領域３６の一部である車両検出領域５２の内部において、ステップＳ４において検出されたエッジのうち所定の基準を満たすものを車両の先頭（以下、車頭と称する）または車両の末尾（以下、車尾と称する）として検出する。この検出を行うアルゴリズムは、図８を参照して説明された第１交通流計測プログラム２９のアルゴリズムと同一である。ただし、画像の端部では複数の車両が見かけ上、重なったり連続する場合が多く、その場合、検出された車頭と車尾は、複数の車両からなる車両群の全体の車頭および車尾である。

ステップＳ２８：２台の車両からなる車両群が検出された場合、図１５を参照して、第２交通流計測プログラム３０は、先行する車両１０ａの車頭テンプレートを用いたテンプレートマッチング、および後続する車両１０ｂの車尾テンプレートを用いたテンプレートマッチングにより、車頭マッチング位置４８と車尾マッチング位置５０との追跡を行う。

ステップＳ３０：図１６を参照して、２台の車両からなる車両群がカメラ直下４２の近傍の車両特定領域５４まで進行すると、車両群は魚眼カメラ１４のほぼ中央で撮像され、しかもほぼ真上から撮影されるため、車両群を構成する車両を一台づつ分離して検出することが容易である。第２交通流計測プログラム３０は、追跡していた車尾と異なる車尾が車両特定領域５４において検出された場合、追跡車両が複数存在していたとして、新たに車尾を登録する。さらに、後続車両の車頭を検出し登録する。そして新たに登録された車頭と車尾のテンプレートマッチング等による追跡を開始する。車両特定領域５４に３台以上の車両からなる車両群が入ってきた場合も同じアルゴリズムが適用される。この時点で第２交通流計測プログラム３０により走行している車両１０の台数が特定される。特定された台数は表示装置３１に表示される。

ステップＳ３２：図１７を参照して、第２交通流計測プログラム３０が車両速度を算出する方法について説明する。
（１）車両検出領域５２において検出された車両群が、車両特定領域５４において一台だけの車両からなることが検出された場合。追跡中の車頭マッチング位置４８が第２計測領域３６から外に出た時点で、車頭の速度をＶ_Ｉとして算出する。追跡中の車尾マッチング位置５０が第２計測領域３６から外に出た時点で、車尾の速度をＶ_Ｅとして算出する。Ｖ_ＩとＶ_Ｅとの平均速度が車両１０の速度Ｖとして算出される。
（２）車両検出領域５２において検出された車両群が、車両特定領域５４において二台以上の車両からなることが検出された場合。最後尾車両以外の車両については、車頭部分が第２計測領域３６を超えた時点で、車両検出領域５２からの車頭マッチング位置４８の速度を先頭車両の速度として算出する。最後尾車両については、車尾部分が第２計測領域３６を超えた時点で、車両検出領域５２からの車尾マッチング位置５０の速度を最後尾車両の速度として算出する。算出された速度は表示装置３１に表示される。

ステップＳ３４（その１）：図１８を参照して、車両検出領域５２において検出された車両群が、車両特定領域５４において一台だけの車両からなることが検出された場合の車間距離計測について説明する。車尾マッチング位置５０が車両特定領域５４から外に出た時点で、後続する車両の車頭マッチング位置４８との実距離を計測し、車間距離として算出する。車両特定領域５４から車尾マッチング位置５０が出た時点で、第２計測領域３６に後続車両が無い場合、車尾マッチング位置５０が車両特定領域３６を去ってから後続する車両が車両特定領域の下流側端部に到達するまでの経過時間と、それまでの最新のα分（αは所定の整数）の平均速度とを用いることにより推定車間距離を算出する。算出された推定車間距離は表示装置３１に表示される。

ステップＳ３４（その２）：図１９を参照して、車両検出領域５２において検出された車両群が、車両特定領域５４において二台以上の車両からなることが検出された場合の車間距離計測について説明する。車両特定領域において、車両群が複数であることが検出されると、先頭の車両の車尾と、２台目以降の車両の車頭と車尾との位置が測定され、車両群をなしている各々の車両の間の車間距離が検出される。車両群の最後尾の車両と、その車両に後続する車両との車間距離は、ステップＳ３４（その１）と同じ方法で算出される。算出された車間距離は表示装置３１に表示される。

フローチャートに従って以上に示された方法により、車流が対向する双方向の道路の車間距離、走行台数、および平均速度が計測される。それに加えて、画像処理装置２８は、以下に説明される追加処理１〜３をも行うことが好ましい。

追加処理１：第２計測領域３６に入ってくる車両の映像は、魚眼レンズの特性によって車両の前部が広く後部が狭い台形をしている。第２交通流計測プログラム３０は、この台形を前部の幅に合わせた長方形に成形することが好ましい。この処理は、図２１に示される魚眼カメラ１４の特性曲線を示すテーブル５５を用いて行われる。特性曲線は、魚眼カメラ１４により撮影される画像の中心を原点として画像の中心から端部までのパーセントで示した位置を横軸に、その位置での画像の大きさを画像の中心における画像の大きさに対するパーセントで示した大きさを縦軸に取った曲線である。第２交通流計測プログラム３０は、第２計測領域３６に車両が入ってくると、この特性曲線を読み出し、車両の映像を長方形に成形する。

こうした成形処理により、車両の画像の面積が大きくなるため、精度よく車両が検出される。さらに、車頭または車尾のテンプレートマッチングが、画像の中心付近と同じロジックによって精度よく実行される。さらに、車種の特定精度も向上する。

追加処理２：魚眼カメラ１４によって撮像された画像における車両の形状は、画像の中央付近（カメラ直下４２の近傍）では実際の形状に近く、画像の端部に近づくほど、車両が長さ方向につぶれた形状になる。すなわち、車両の幅に対する車両の長さの比が小さくなる。

第１交通流計測プログラム２９または第２交通流計測プログラム３０が車頭マッチング位置４８と車尾マッチング位置５０とにより車両１０の車頭と車尾との位置を正確に追跡している場合には、車頭マッチング位置４８と車尾マッチング位置５０との長さは、車両１０が上流側画像端で検出されてからカメラ直下４２に到達するまでは長くなり、カメラ直下４２から下流側画像端へ走っていくまでは短くなる。

この車両の見かけの長さが変化する現象を利用して、車頭マッチング位置４８または車尾マッチング位置５０を補正する。図２２を参照すると、上流側における車両１０ａの画像、車両１０ａの車頭マッチング位置４８ａ、および車両１０ａの車頭マッチング位置５０ａが示されている。さらに、車両１０ａが下流側にある距離だけ走行したときの画像を示す車両１０ｂ、車頭マッチング位置４８ｂ、および車尾マッチング位置５０ｂが示されている。

車両位置補正プログラム５６は、図２１に示される特性曲線を読み出し、車両１０ａの車頭マッチング位置４８ａと車尾マッチング位置５０ａとの間の距離から、車両１０ｂの位置における車頭マッチング位置４８ｂと車尾マッチング位置５０ｂとの間の距離を算出する。車両位置補正プログラム５６は、その算出された距離と、実際に第１交通流計測プログラム２９または第２交通流計測プログラム３０がテンプレートマッチングにより追跡して得た車頭マッチング位置４８ｂと車尾マッチング位置５０ｂとの距離とを比較して、その差であるマッチング差が所定の値よりも大きい場合、追跡にエラーがあったと判定する。

車両位置補正プログラム５６は、追跡にエラーがあったと判定したとき、車頭マッチング位置４８ｂまたは車尾マッチング位置５０ｂのいずれかを、マッチング差が所定の値よりも小さくなるように補正する。補正は、車頭マッチング位置４８ｂと車尾マッチング位置５０ｂとのうち、テンプレート領域の特徴量（エッジ強度や平均輝度値）を用いて、車両領域として適性が低い方に対して行われる。補正の位置は、マッチング領域の近傍の垂直エッジの位置４８ｂ’である。

こうした交通流計測装置１によれば、車両を追跡する精度が向上し、その結果、平均速度、平均車間距離の計測の精度が向上する。

追加処理３：図２３を参照して、車両１０ａが走行している車線の隣の車線に車両１０ａの影６０ａが映ることがある。この影６０ａは交通流計測装置１によって車両として誤認識されてしまう場合がある。この誤認識を回避するために、車両１０ａが検出された車線に隣接する隣接車線に第１影検出領域６１を設定し、その隣接車線にさらに隣接する車線でない領域に第２影検出領域６２を設定する。車両１０ａが走行しているとき、車両１０ａの影６０ａが映っている側の車線（隣接車線）に車両１０ｂが走行しているとする。この車両１０ｂが車両１０ａにほぼ隣接して走っている場合、影検出プログラム７２は、第２影検出領域６２に車両１０ｂの影６０ｂが映っていることから、第１影検出領域６１に検出されたエッジは影６０ａではなく別の車両１０ｂであると判定する。第１影検出領域６１にエッジが検出され、かつ第２影検出領域６２に影が検出されない場合、影検出プログラム７２は、第１影検出領域６１に検出されたエッジは影６０ａによるものと判定する。影であると判定する条件には、路面より輝度値が低いこと、当該領域内の輝度の標準偏差が小さいことなど、影の特徴が加えられることが好ましい。

こうした交通流計測装置１によれば、路面に映る影を車両と誤認識する可能性が低減する。

図１は、交通流計測装置が設置された道路の斜視図である。 図２は、交通流計測装置が設置された道路の上面図である。 図３は、交通流計測装置が設置された道路の側面図である。 図４は、交通流計測装置の構成を示す。 図５は、画像処理装置の構成を示す。 図６は、魚眼カメラの視野を示す。 図７は、交通流計測装置の動作を示すフローチャートである。 図８は、交通流計測装置の動作を示すフローチャートである。 図９は、交通流計測装置の動作を示すフローチャートである。 図１０は、交通流計測装置が車両を検出する様子を示す。 図１１は、交通流計測装置が車両を検出する様子を示す。 図１２は、交通流計測装置が車両を検出する様子を示す。 図１３は、交通流計測装置が車両を検出する様子を示す。 図１４は、交通流計測装置が車両を検出する様子を示す。 図１５は、交通流計測装置が車両を検出する様子を示す。 図１６は、交通流計測装置が車両を検出する様子を示す。 図１７は、交通流計測装置が車両を検出する様子を示す。 図１８は、交通流計測装置が車両を検出する様子を示す。 図１９は、交通流計測装置が車両を検出する様子を示す。 図２０は、魚眼レンズによる画像の歪曲を修正する様子を示す。 図２１は、魚眼レンズによる画像の歪曲を示す曲線である。 図２２は、車両の検出の補正方法を説明するための図である。 図２３は、車両の影を認識する方法を説明するための図である。

符号の説明

１…交通流計測装置
２…道路
４…車線
６…対向車線
８…分離帯
１０…車両
１２…道路照明灯
１４…魚眼カメラ
１６…監視領域
２０…魚眼レンズ
２２…可変焦点レンズ
２４…ＣＣＤカメラ
２５…演算制御装置
２６…ケーブル
２７…記憶部
２８…画像処理装置
２９…第１交通流計測プログラム
３０…第２交通流計測プログラム
３１…表示装置
３２…死角
３４…第１計測領域
３６…第２計測領域
３８…車頭マッチング位置
４０…車尾マッチング位置
４２…カメラ直下
４４…車両検出領域
４８…車頭マッチング位置
５０…車尾マッチング位置
５２…車両検出領域
５４…車両特定領域
５５…テーブル
５６…車両位置補正プログラム
６０…影
６１…第１影検出領域
６２…第２影検出領域
７０…第１記憶部
７２…影検出プログラム
７４…第２記憶部

Claims (11)

1. 互いに走行方向が逆である第１車線と第２車線との双方の車線を視野に含む像を結像する魚眼レンズと、
   前記像を用いて、前記双方の車線の交通量を検出する検出部
   とを具備する
   交通流計測装置。
2. 請求項１に記載された交通流計測装置であって、
   前記検出部は、
   前記像の前記魚眼レンズの直下から所定の下流側位置までを含む第１計測領域から前記第１車線の前記交通量を検出する第１検出部と、
   前記像の前記魚眼レンズの直下から所定の上流側位置までを含む第２計測領域から前記第２車線の前記交通量を検出する第２検出部
   とを備える
   交通流計測装置。
3. 請求項１または２に記載された交通流計測装置であって、
   さらに、前記像の大きさを変える可変焦点レンズ
   を具備する
   交通流計測装置。
4. 請求項１から３のうちのいずれか１項に記載された交通流計測装置であって、
   前記交通量は、平均速度、平均車間距離、所定時間当たりの通行車両台数、および所定距離当たりの平均車両台数のうちの少なくとも１つを含む
   交通流計測装置。
5. 請求項２に記載された交通流計測装置であって、
   前記第１検出部は、前記直下において識別された前記車両の先頭または末尾が前記直下から前記下流側位置まで移動する移動時間を計測し、前記移動時間により前記車両の平均速度を算出する
   交通流計測装置。
6. 請求項２から５のうちのいずれか１項に記載された交通流計測装置であって、
   前記第２検出部は、前記上流側位置において見かけ上重なって見える少なくとも１台の車両からなる車両群の先頭位置または後尾位置を識別し、
   前記車両群が複数の車両からなるとき、前記直下に近い位置において前記車両群を形成する車両の台数を検出し、検出された前記台数を用いて前記第２車線の交通量を計測する
   交通流計測装置。
7. 請求項２から６のうちのいずれか１項に記載された交通流計測装置であって、
   前記第２検出部は、前記上流側位置において見かけ上重なって見える少なくとも１台の車両からなる車両群の先頭位置または後尾位置を識別し、
   前記車両群が複数の車両からなるとき、前記直下に近い位置において前記車両群を形成する車両の車間距離を検出し、検出された前記車間距離を用いて前記第２車線の平均車間距離または所定の距離当りの交通流量を算出する
   交通流計測装置。
8. 請求項２から７のうちのいずれか１項に記載された交通流計測装置であって、
   前記検出部はさらに第１記憶部を備え、
   前記第１記憶部は、
   車両位置補正プログラムと、
   前記魚眼レンズの視野における位置と車体の見かけの長さの変化率とを対応づけるテーブル
   とを備え、
   前記車両位置補正プログラムは、
   前記像から車体の見かけ上の先頭と見かけ上の末尾とを検出するステップと、
   前記車体の走行に伴って前記見かけ上の先頭と前記見かけ上の末尾とを追尾するステップと、
   前記見かけ上の先頭と前記見かけ上の末尾の差を見かけ上の車体長として算出するステップと、
   第１位置における前記見かけ上の車体長と第２位置における前記見かけ上の車体長との比率を見かけ車体長比率として算出するステップと、
   前記テーブルにおける前記第１位置における前記変化率と前記第２位置における前記変化率との比率を設定車体長比率として算出するステップと、
   前記見かけ車体長比率と前記設定車体長比率の差を補正値として算出するステップと、
   前記補正値の大きさが所定の値以上であるとき、前記補正値の大きさがゼロに近づく方向に、前記見かけ上の先頭と前記見かけ上の末尾とのうちの少なくとも一方を変更するステップ
   とを備える
   交通流計測装置。
9. 請求項２から８のうちのいずれか１項に記載された交通流計測装置であって、
   前記検出部はさらに影検出プログラムを格納する第２記憶部を備え、
   前記影検出プログラムは、
   車線を走る車両に対して影ができる方向に車線幅だけずれた位置の画像を第１影検出領域として取得するステップと、
   車線を走る車両に対して影ができる方向に車線幅の２倍ずれた位置の画像を第２影検出領域として取得するステップと、
   前記第１影検出領域に第１移動体が検出され、前記第２影検出領域に第２移動体が検出されたとき、前記第１移動体を車両として検出するステップと、
   前記第１影検出領域に第３移動体が検出され、前記第２検出領域に移動体が検出されないとき、前記第３移動体を車両でないと検出するステップ
   とを備える
   交通流計測装置。
10. 前記魚眼レンズを下に向けて、前記第１車線と前記第２車線との間にある構造物の前記第１車線の下流側に当該交通流計測装置を固定するステップ
    を具備する
    請求項１から９のうちのいずれか１項に記載された交通流計測装置の施工方法。
11. 前記魚眼レンズを下に向けて、前記第１車線と前記第２車線との間にある構造物の前記第１車線の下流側に当該交通流計測装置を固定するステップと、
    前記可変焦点レンズの焦点を調節するステップ
    とを具備する
    請求項３から１０のうちのいずれか１項に記載された交通流計測装置の施工方法。

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