JP2009070097A - Vehicle length measuring device and vehicle model determination device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、車両を撮影して得られた画像を処理して当該車両の長さを計測する車長計測装置、および車両を撮影して得られた画像を処理して当該車両の車種を判定する車種判定装置に関する。 The present invention relates to a vehicle length measurement device that processes an image obtained by photographing a vehicle and measures the length of the vehicle, and processes an image obtained by photographing the vehicle to determine a vehicle type of the vehicle. The present invention relates to a vehicle type determination device.
従来文献(特許文献1)には、車両の長さを算出するための装置が示されている。この従来文献に係る装置では、カメラで車両の画像を撮影し、この画像を利用して車両の長さを算出する。
車両を撮影した画像を利用して車両の長さを算出するためには、画像における車両の前面、側面、背面などの一部または車両の影を利用することとなる。しかし、画像において車両の前面、側面、背面などの一部しか撮影されていない場合には、画像に表れない車両の長さを正確に算出することができない。 In order to calculate the length of the vehicle using an image obtained by photographing the vehicle, a part of the front, side, back, etc. of the vehicle in the image or the shadow of the vehicle is used. However, when only a part of the front, side, back, etc. of the vehicle is captured in the image, the length of the vehicle that does not appear in the image cannot be calculated accurately.
本発明は、上記の課題を解決するためになされたもので、より正確に車両の長さを算出する車長計測装置、およびそれを利用した車種判定装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made to solve the above-described problems, and an object of the present invention is to provide a vehicle length measurement device that calculates the length of a vehicle more accurately and a vehicle type determination device that uses the vehicle length measurement device.
上述した目的を達成するために、本発明に係る車長計測装置は、画像から車両を検出する車両検出手段と、画像から車両の影領域のうち車両の真下にある影領域を分離して抽出する車両影抽出手段と、車両の真下にある影領域の長さに基づいて車両の長さを算出する車長算出手段と、を備えることを特徴とする。 In order to achieve the above-described object, a vehicle length measurement device according to the present invention separates and extracts a vehicle detection unit that detects a vehicle from an image and a shadow region directly below the vehicle from the image. Vehicle shadow extracting means, and vehicle length calculating means for calculating the length of the vehicle based on the length of the shadow area directly under the vehicle.
本発明に係る車長計測装置によれば、画像から車両を検出し、画像から車両の影領域のうち車両の真下にある影領域を分離して抽出し、車両の真下にある影領域の長さに基づいて車両の長さを算出する。このため、画像において車両の前面、側面、背面などの一部しか撮影されておらず、画像における車両の形状のみからでは車両の長さを算出することができない場合であっても、画像から車両の影領域のうち特に車両の真下にある影領域を抽出し、車両の真下にある影領域の長さに基づいて車両の長さを正確に算出することができる。 According to the vehicle length measurement device of the present invention, a vehicle is detected from an image, and a shadow region directly below the vehicle is extracted from the shadow region of the vehicle, and the length of the shadow region directly below the vehicle is extracted. Based on this, the length of the vehicle is calculated. For this reason, even if only a part of the front, side, back, etc. of the vehicle is photographed in the image and the vehicle length cannot be calculated only from the shape of the vehicle in the image, the vehicle from the image In particular, a shadow area directly under the vehicle is extracted from the shadow areas, and the length of the vehicle can be accurately calculated based on the length of the shadow area directly under the vehicle.
本発明に係る車長計測装置において、車両影抽出手段は、車両の下側にある低輝度領域を車両の影領域として抽出し、低輝度領域を輝度を基準として複数の分割領域に分割し、当該複数の分割領域の中で最も輝度の低い分割領域を車両の真下にある影領域として抽出することが好ましい。この構成によれば、車両の真下にある影領域を好適に抽出することができる。 In the vehicle length measurement device according to the present invention, the vehicle shadow extraction means extracts a low luminance area on the lower side of the vehicle as a shadow area of the vehicle, divides the low luminance area into a plurality of divided areas based on luminance, It is preferable to extract a divided area having the lowest luminance among the plurality of divided areas as a shadow area directly under the vehicle. According to this configuration, it is possible to suitably extract the shadow region directly under the vehicle.
本発明に係る車長計測装置において、車両影抽出手段は、車両の下側にある低輝度領域を車両の影領域として抽出し、車両の高さに基づいて車両の斜め下側にある影領域を推定し、車両の影領域から車両の斜め下側にある影領域を除去した領域を車両の真下にある影領域として抽出することが好ましい。この構成によれば、車両の真下にある影領域を好適に抽出することができる。 In the vehicle length measuring device according to the present invention, the vehicle shadow extracting means extracts the low luminance area on the lower side of the vehicle as the shadow area of the vehicle, and the shadow area on the lower oblique side of the vehicle based on the height of the vehicle. It is preferable to extract a region obtained by removing the shadow region obliquely below the vehicle from the shadow region of the vehicle as a shadow region directly below the vehicle. According to this configuration, it is possible to suitably extract the shadow region directly under the vehicle.
本発明に係る車長計測装置において、車長算出手段は、車両の真下にある影領域を車両の上方から見た俯瞰図に投影し、当該俯瞰図における車両の真下にある影領域の長さを車両の長さとして算出することが好ましい。この構成によれば、車両の真下にある影領域の長さを算出することで、車両の長さを正確に算出することができる。 In the vehicle length measurement device according to the present invention, the vehicle length calculation means projects the shadow area directly below the vehicle onto an overhead view as viewed from above the vehicle, and the length of the shadow area immediately below the vehicle in the overhead view. Is preferably calculated as the length of the vehicle. According to this configuration, the length of the vehicle can be accurately calculated by calculating the length of the shadow region directly under the vehicle.
上述した目的を達成するために、本発明に係る車種判定装置は、画像から車両を検出する車両検出手段と、画像から車両の影領域のうち車両の真下にある影領域を分離して抽出する車両影抽出手段と、車両の真下にある影領域の長さに基づいて車両の長さを算出する車長算出手段と、車両の長さから車種を判定する車種判定手段と、を備えることを特徴とする。 In order to achieve the above-described object, a vehicle type determination device according to the present invention separates and extracts a vehicle detection unit that detects a vehicle from an image and a shadow region directly below the vehicle from the image. Vehicle shadow extraction means, vehicle length calculation means for calculating the length of the vehicle based on the length of the shadow area directly under the vehicle, and vehicle type determination means for determining the vehicle type from the length of the vehicle. Features.
本発明に係る車種判定装置によれば、画像から車両を検出し、画像から車両の影領域のうち車両の真下にある影領域を分離して抽出し、車両の真下にある影領域の長さに基づいて車両の長さを算出し、車両の長さから車種を判定する。このため、画像において車両の前面、側面、背面などの一部しか撮影されておらず、画像における車両の形状のみからでは車両の長さを算出することができない場合であっても、画像から車両の影領域のうち特に車両の真下にある影領域を抽出し、車両の真下にある影領域の長さに基づいて車両の長さを正確に算出することができる。よって、正確に算出された車両の長さに基づいて、車両の車種を的確に判定することができる。 According to the vehicle type determination device of the present invention, a vehicle is detected from an image, and a shadow area directly below the vehicle is extracted from the shadow area of the vehicle, and the length of the shadow area immediately below the vehicle is extracted. The vehicle length is calculated based on the above, and the vehicle type is determined from the vehicle length. For this reason, even if only a part of the front, side, back, etc. of the vehicle is photographed in the image and the vehicle length cannot be calculated only from the shape of the vehicle in the image, the vehicle from the image In particular, a shadow area directly under the vehicle is extracted from the shadow areas, and the length of the vehicle can be accurately calculated based on the length of the shadow area directly under the vehicle. Therefore, the vehicle type of the vehicle can be accurately determined based on the accurately calculated vehicle length.
本発明に係る車種判定装置において、車両影抽出手段は、車両の下側にある低輝度領域を車両の影領域として抽出し、低輝度領域を輝度を基準として複数の分割領域に分割し、当該複数の分割領域の中で最も輝度の低い分割領域を車両の真下にある影領域として抽出することが好ましい。この構成によれば、車両の真下にある影領域を好適に抽出することができる。 In the vehicle type determination device according to the present invention, the vehicle shadow extraction means extracts the low luminance area on the lower side of the vehicle as a shadow area of the vehicle, divides the low luminance area into a plurality of divided areas based on the luminance, It is preferable to extract a divided area having the lowest luminance among the plurality of divided areas as a shadow area directly under the vehicle. According to this configuration, it is possible to suitably extract the shadow region directly under the vehicle.
本発明に係る車種判定装置において、車両影抽出手段は、車両の下側にある低輝度領域を車両の影領域として抽出し、車両の高さに基づいて車両の斜め下側にある影領域を推定し、車両の影領域から車両の斜め下側にある影領域を除去した領域を車両の真下にある影領域として抽出することが好ましい。この構成によれば、車両の真下にある影領域を好適に抽出することができる。 In the vehicle type determination device according to the present invention, the vehicle shadow extraction means extracts a low luminance region on the lower side of the vehicle as a shadow region of the vehicle, and determines a shadow region on the lower oblique side of the vehicle based on the height of the vehicle. It is preferable to extract an area obtained by estimating and removing a shadow area obliquely below the vehicle from the shadow area of the vehicle as a shadow area directly below the vehicle. According to this configuration, it is possible to suitably extract the shadow region directly under the vehicle.
本発明に係る車種判定装置において、車長算出手段は、車両の真下にある影領域を車両の上方から見た俯瞰図に投影し、当該俯瞰図における車両の真下にある影領域の長さを車両の長さとして算出することが好ましい。この構成によれば、車両の真下にある影領域の長さを算出することで、車両の長さを正確に算出することができる。 In the vehicle type determination device according to the present invention, the vehicle length calculation means projects a shadow region directly under the vehicle onto an overhead view as viewed from above the vehicle, and calculates the length of the shadow region immediately below the vehicle in the overhead view. It is preferable to calculate the length of the vehicle. According to this configuration, the length of the vehicle can be accurately calculated by calculating the length of the shadow region directly under the vehicle.
本発明によれば、より正確に車両の長さを算出する車長計測装置、およびそれを利用した車種判定装置を提供することができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the vehicle length measuring apparatus which calculates the length of a vehicle more correctly, and the vehicle type determination apparatus using it can be provided.
以下、添付図面を参照して、本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。なお、説明において、同一要素または同一機能を有する要素には、同一符号を用いることとし、重複する説明は省略する。 Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In the description, the same reference numerals are used for the same elements or elements having the same function, and redundant description is omitted.
図1は、本発明の実施形態に係る自動車に搭載された装置(以下、車載装置と呼ぶ)10を示している。本発明の実施形態に係る車載装置10は、車両の長さを計測するための車長計測装置であり、また、車両の種別を判定するための車種判定装置である。
FIG. 1 shows an apparatus (hereinafter referred to as an in-vehicle apparatus) 10 mounted on an automobile according to an embodiment of the present invention. The in-
車載装置10は、自車両1の前方を撮影するためのカメラ12と、カメラ12により撮影された画像を処理するための画像処理装置20と、を備えている。画像処理装置20は、物理的には、CPU(Central Processing Unit)、RAM(Random Access Memory)、ROM(Read OnlyMemory)などを含んで構成されている。また、画像処理装置20は、機能的には、車両検出部21、第1影領域抽出部22、第2影領域抽出部23、俯瞰画像生成部24、車長算出部25、車種判定部26を含んで構成されている。
The in-
車両検出部21は、カメラ12により撮影された自車両1前方の画像を処理して、自車両1前方に存在する先行車両50を検出する。ここで、車両検出部21は、先行車両50を検出するためにパターンマッチング等の既存の検出技術を利用すればよい。例えば、図2に示される画像では、画像中央にある先行車両50が検出される。
The
第1影領域抽出部22は、カメラ12により撮影された自車両1前方の画像から車両検出部21により検出された先行車両50およびその周辺の画素の画素値を取り出し、これらの複数の画素の各々について輝度値が影領域検出用の所定閾値TH1以下であるか否かを判定する。そして、第1影領域抽出部22は、輝度値が影領域検出用の所定閾値TH1以下である画素からなる領域52および54を、先行車両50の影領域52および54として抽出する。
The first shadow
第1影領域抽出部22により抽出される先行車両50の影領域52および54には、先行車両50の真下にある暗い影領域52と、先行車両50の斜め下側にある比較的に明るい影領域54と、を含んでいる。先行車両50の真下にある影領域52は、日光が先行車両50により遮られてできる影領域であり、周辺からの反射光を殆ど受けないため、周囲の影領域と比較しても顕著に暗くなっている。一方、先行車両50の斜め下側にある影領域54は、日光が先行車両50により遮られてできる影領域であるが、周辺からの反射光を受けるため、周辺の影領域と比較すると比較的に明るくなっている。
The
第2影領域抽出部23は、第1影領域抽出部22で抽出された影領域52および54から、先行車両50の真下にある暗い影領域52を抽出する。第2影領域抽出部23は、先行車両50の真下のある影領域52を抽出するために、次に説明する第1の方法または第2の方法のいずれか一方を利用する。なお、第2影領域抽出部23は、第1の方法および第2の方法の双方を利用してもよい。
The second shadow
第1の方法では、第2影領域抽出部23は、第1影領域抽出部22で抽出された影領域52および54を、輝度値を基準として2以上の領域に分割し、異なる輝度値範囲の複数の分割領域を生成する。そして、第2影領域抽出部23は、先行車両50の真下にある暗い影領域52として、複数の分割領域の中で最も輝度値範囲の低い分割領域を抽出する。ここで、第2影領域抽出部23は、影領域52および54を分割するために、1つまたは2以上の影領域分割用の所定閾値TH2を用いる。例えば、影領域分割用の所定閾値TH2が1つである場合には、第2影領域抽出部23は、輝度値がその所定閾値TH2よりも小さい影領域52と、輝度値がその所定閾値TH2よりも大きい影領域54とに分割する。
In the first method, the second shadow
なお、第2影領域抽出部23は、影領域52および54を複数の領域に分割する際に、影領域52および54の輝度分布のヒストグラムを生成し、このヒストグラムを用いて影領域分割用の所定閾値TH2を決定してもよい。すなわち、図3に示されるように、影領域52および54の輝度分布のヒストグラムが、比較的に高い輝度値のピークと比較的に低い輝度値のピークとを有する場合には、影領域52および54は2種類に分離できる領域から構成されるものと推測されるため、2つのピークの間に影領域分割用の所定閾値TH2を設定する。これにより、第2影領域抽出部23は、比較的に輝度値の低い影領域52と比較的に輝度値の高い影領域54とを分離して、先行車両50の真下にある暗い影領域52を抽出することができる。
Note that the second shadow
第2の方法では、第2影領域抽出部23は、カメラ12により撮影された画像から先行車両50の高さを検出する。次に、第2影領域抽出部23は、先行車両50の高さおよび太陽の高度に基づいて、先行車両50の高さに応じた影の長さを算出する。ここで、算出される影の長さは、先行車両50の斜め下側にある影領域54の長さに相当する。そして、第2影領域抽出部23は、第1影領域抽出部22で抽出された影領域52および54から、先行車両50の高さによる影領域54の長さ分を除去する。この結果、第2影領域抽出部23は、先行車両50の真下にある暗い影領域52を抽出することができる。
In the second method, the second shadow
俯瞰画像生成部24は、第2影領域抽出部23により抽出された先行車両50の真下にある暗い影領域52を射影変換して、先行車両50を上方から見た俯瞰画像を生成する。例えば、俯瞰画像生成部24は、図2に示される画像を射影変換して、図4に示される俯瞰画像を生成する。なお、図4では、理解を容易にするために、射影変換後の影領域52に加えて、射影変換後の先行車両50を示している。
The overhead
図5を参照して、俯瞰画像生成部24による俯瞰画像の生成方法について説明する。俯瞰画像生成部24は、自車両1の中央上部に前方に向けて取り付けられた車載カメラ12により撮影された画像を、先行車両50の上方に仮想的に存在する仮想カメラ12’により撮影された俯瞰画像に射影変換する。ここで、カメラ12により撮影された画像の画素座標をmi=(ui,vi,1)Tと定義し、俯瞰画像の画素座標をmv=(uv,vv,1)Tと定義すると、俯瞰画像生成部24により射影変換は、次の数式(1)で表される。
With reference to FIG. 5, the overhead image generation method by the overhead
なお、数式(1)において、Rvは車載カメラ12から仮想カメラ12’への運動の回転成分であり、tvは車載カメラ12から仮想カメラ12’への運動の並進成分であり、Kは車載カメラ12の内部変数であり、nは道路の法線ベクトルである。また、数式(1)において、2次元画像中の点の座標はm=(u,v,1)と表現し、3次元空間中の点の座標はM=(X,Y,Z,1)と表現している。また、射影変換前については、車幅方向をX軸とし、車両高さ方向をY軸とし、車両前後方向をZ軸としている。また、射影変換後については、車幅方向をX軸とし、車両前後方向をY軸とし、車両高さ方向をZ軸としている。
In Equation (1), Rv is the rotational component of the motion from the in-
車長算出部25は、俯瞰画像を利用して先行車両50の長さを算出する。図4に示すように、俯瞰画像において、縦方向は車両前後方向であり、横方向は車幅方向である。車長算出部25は、俯瞰画像の車両前後方向の各座標値ごとに、車幅方向に並んだ影領域52の画素数を計数する。この結果、図4において右側に示される影領域52の画素数のヒストグラムが得られる。このヒストグラムでは、横方向にバーの長さで影領域52の画素数の計数値が示されている。車長算出部25は、このヒストグラムにおいて、影領域52の画素数の計数値が連続して車長検出用の所定閾値TH3以上となる車両前後方向の区間の長さを、先行車両50の長さとして算出する。
The vehicle
車種判定部26は、車長算出部25により算出された先行車両50の長さに基づいて先行車両50の種別を判定する。すなわち、車種判定部26は、先行車両50の種別ごとに車両の長さが登録されたデータベースを有しており、車長算出部25により算出された先行車両50の長さがデータベースに登録された車両の長さと近似する場合に、先行車両50の種別がその一致した車両の種別であることを判定する。これにより、車種判定部26は、先行車両50の種別が小型車、中型車、大型車、大型トラックなどのいずれかであることを判定することができる。
The vehicle
次に、図6のフローチャートを参照して、車載装置10の画像処理装置20による処理手順について説明する。なお、図6のフローチャートの処理は、画像処理装置20がプログラムを実行することにより実現される。
Next, a processing procedure performed by the
画像処理装置20は、カメラ12により撮影された画像を取り込んで、画像内から先行車両50を検出する(S601,S602)。次に、画像処理装置20は、検出された先行車両50の下側にある暗い影領域52および54を抽出する(S603)。さらに、画像処理装置20は、画素の輝度値を基準として影領域52および54を複数の分割領域に分割し、最も暗い分割領域を車両真下にある影領域52として抽出する(S604,S605)。次に、画像処理装置20は、車両真下にある影領域52を俯瞰画像に投影し、俯瞰画像における影領域52の長さから先行車両50の長さを算出する(S606,S607)。
The
本実施形態の車載装置10によれば、カメラ12により撮影された画像から先行車両50を検出し、先行車両50の影領域52および54のうち先行車両50の真下にある影領域52を分離して抽出し、先行車両50の真下にある影領域52の長さに基づいて先行車両50の長さを算出し、先行車両50の長さから先行車両50の車種を判定する。このため、カメラ12により撮影された画像において先行車両50の背面しか撮影されておらず、画像における先行車両50の形状のみからでは先行車両50の長さを算出することができない場合であっても、先行車両50の影領域52および54のうち特に先行車両50の真下にある影領域52を抽出し、先行車両50の真下にある影領域52の長さに基づいて先行車両50の長さを正確に算出することができる。さらに、正確に算出された先行車両50の長さに基づいて、先行車両50の車種を的確に判定することができる。
According to the in-
なお、以上に説明した実施形態では、車載装置10は、先行車両50の背面のみを撮影した画像を処理して先行車両50の車両前後方向の長さを算出したり車種を判定したが、本発明はこれに限らない。他の実施形態では、車載装置10は、先行車両50の前面のみを撮影した画像を処理して先行車両50の車両前後方向の長さを算出したり車種を判定してもよい。また、他の実施形態では、車載装置10は、先行車両50の側面のみを撮影した画像を処理して先行車両50の車幅方向の長さを算出したり車種を判定してもよい。
In the embodiment described above, the in-
1…自車両、10…車載装置(車長計測装置、車種判定装置)、12…カメラ、12’…仮想カメラ、20…画像処理装置、21…車両検出部、22…第1影領域抽出部、23…第2影領域抽出部、24…俯瞰画像生成部、25…車長算出部、26…車種判定部、50…先行車両、52,54…影領域。
DESCRIPTION OF
Claims (8)
画像から前記車両の影領域のうち前記車両の真下にある影領域を分離して抽出する車両影抽出手段と、
前記車両の真下にある影領域の長さに基づいて前記車両の長さを算出する車長算出手段と、
を備えることを特徴とする車長計測装置。 Vehicle detection means for detecting the vehicle from the image;
Vehicle shadow extraction means for separating and extracting a shadow area directly below the vehicle from the image of the shadow area of the vehicle;
Vehicle length calculating means for calculating the length of the vehicle based on the length of the shadow region directly under the vehicle;
A vehicle length measuring device comprising:
画像から前記車両の影領域のうち前記車両の真下にある影領域を分離して抽出する車両影抽出手段と、
前記車両の真下にある影領域の長さに基づいて前記車両の長さを算出する車長算出手段と、
前記車両の長さから車種を判定する車種判定手段と、
を備えることを特徴とする車種判定装置。 Vehicle detection means for detecting the vehicle from the image;
Vehicle shadow extraction means for separating and extracting a shadow area directly below the vehicle from the image of the shadow area of the vehicle;
Vehicle length calculating means for calculating the length of the vehicle based on the length of the shadow region directly under the vehicle;
Vehicle type determination means for determining the vehicle type from the length of the vehicle;
A vehicle type determination device comprising:
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