JP2013096092A - Vehicle protrusion detection device and method for mechanical parking facility - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、機械式駐車場において、パレットからの車両のはみ出しを検出する技術に関する。 The present invention relates to a technique for detecting the protrusion of a vehicle from a pallet in a mechanical parking lot.
一般に、少ないスペースで多数の車両を効率的に駐車できる駐車場として、機械式駐車場が知られている。機械式駐車場の一つとして、パレットの上に車両を載置し、このパレットを前後あるいは左右にレールや溝を利用して移動させることにより、空いているパレットスペースへ運ぶ構成としたパレット式の機械式駐車場が知られている。 Generally, a mechanical parking lot is known as a parking lot that can efficiently park a large number of vehicles in a small space. As one of the mechanical parking lots, a pallet type is configured to place a vehicle on a pallet and move it to the vacant pallet space by moving the pallet back and forth or left and right using rails and grooves. There are known mechanical parking lots.
パレットの面積は、乗降室における床の開口面積よりわずかに小さい程度である。このため、車両がパレット上の所定位置からずれた状態で停止していると、パレットの移動時に車両が駐車場の構成部材、例えば乗降室の床の開口のエッジに接触するおそれがある。したがって、車両がパレット上の所定位置に停止したか否かを検出して、所定位置からずれている場合にはドライバーや係員にその旨を通知する必要がある。 The area of the pallet is slightly smaller than the opening area of the floor in the passenger compartment. For this reason, if the vehicle is stopped in a state of being deviated from a predetermined position on the pallet, the vehicle may come into contact with a component of the parking lot, for example, the edge of the floor opening of the passenger compartment when the pallet moves. Therefore, it is necessary to detect whether or not the vehicle has stopped at a predetermined position on the pallet, and when it deviates from the predetermined position, it is necessary to notify the driver or staff.
特許文献1には、乗降室に入車した車両の一部を含む予め定められた領域を撮像した画像に対して画像処理を行う画像処理手段を備えた、機械式駐車設備の搬機上の車両の積載異常検出システムが開示されている。画像処理手段は、予め設定したしきい値を用いて、乗降室への車両進入から車両停止定位置までの車両のはみ出しの有無、および車両停止定位置から駐車スペースへの搬送動作開始時の車両のはみ出しの有無を検出する。
特許文献1では、機械式駐車場の乗降室内で撮像された画像内で車両の輪郭を認識して、パレットに対する車両のはみ出しの有無を検出する。撮像画像から車両等の移動物体の占める領域を抽出する方法として、主に背景差分法とフレーム間差分法が知られている。
In
背景差分法は、移動物体が存在するときの画像と移動物体が存在しない状態の背景画像との差分から移動物体を抽出する方法である。背景差分法では、抽出すべき物体である車両と背景とが類似色である場合、車両の一部(例えばボンネットなど)が背景と誤認識され、車両が中抜き状態で検出されてしまうことがある。また、車体表面による反射光や車両の影などによる悪影響を受ける可能性が高い。このため、背景差分法によって抽出された車両の輪郭では、正確なはみ出し検出が行えない可能性が高い。 The background difference method is a method of extracting a moving object from a difference between an image when a moving object exists and a background image in a state where no moving object exists. In the background subtraction method, when the vehicle, which is the object to be extracted, and the background are similar in color, a part of the vehicle (for example, a bonnet or the like) may be erroneously recognized as the background, and the vehicle may be detected in a hollow state. is there. In addition, there is a high possibility of being adversely affected by reflected light from the surface of the vehicle body or the shadow of the vehicle. For this reason, there is a high possibility that accurate protrusion detection cannot be performed on the contour of the vehicle extracted by the background subtraction method.
フレーム間差分法は、異なる時点で移動物体を撮影した連続画像から二つの差分画像を求め、これら二つの差分画像の共通部分を移動物体の領域として抽出する手法である。しかしながら、そもそもフレーム間差分法は移動物体の検出方法なので、パレット上に停止した車両を撮像画像から抽出することは原理的に不可能である。 The inter-frame difference method is a method of obtaining two difference images from continuous images obtained by capturing moving objects at different points in time and extracting a common part of the two difference images as a moving object region. However, since the inter-frame difference method is a method for detecting a moving object in the first place, it is impossible in principle to extract a vehicle stopped on a pallet from a captured image.
このように、従来の背景差分法とフレーム間差分法のいずれも、パレット上に停止した車両の占める領域を撮像画像から抽出するのに適したものであるとは言えない。 Thus, neither the conventional background subtraction method nor the interframe subtraction method is suitable for extracting from the captured image the area occupied by the vehicle stopped on the pallet.
本発明はこうした状況に鑑みてなされたものであり、その目的は、機械式駐車場の乗降室内で撮像された画像から車両の輪郭を正確に抽出することで、パレットに対する高精度のはみ出し検出を可能にする技術を提供することにある。 The present invention has been made in view of such a situation, and an object of the present invention is to accurately detect an outline of a vehicle from an image captured in a passenger compartment of a mechanical parking lot, thereby detecting a high-precision protrusion to a pallet. It is to provide the technology that makes it possible.
本発明の一態様は、機械式駐車場において車両が載置されるパレット上での車両のはみ出しを検出する車両はみ出し検出装置である。この装置は、車両およびパレットを含む予め定められた範囲を撮像するように設置される撮像手段と、撮像手段によって所定の間隔で撮像された二枚のフレームからフレーム間差分画像を計算する差分画像取得部と、車両の入庫開始からパレット上での停止までの間に差分画像取得部によって計算されたフレーム間差分画像の論理和を計算し、論理和の画像の外周形状を初期輪郭とする初期輪郭設定部と、初期輪郭をエネルギー最小化原理にしたがって内側に収束させていくことで初期輪郭に内包される物体の輪郭を抽出する動的輪郭モデルを実行して、フレーム内の車両の輪郭を抽出する輪郭抽出部と、輪郭抽出部によって抽出された車両の輪郭と、パレット上の車両停止範囲を表すものとして予め設定されている基準枠とを比較し、車両の輪郭が基準枠内にあるか否かによって車両のはみ出しの有無を判定する比較判定部と、を備える。 One embodiment of the present invention is a vehicle protrusion detection device that detects protrusion of a vehicle on a pallet on which the vehicle is placed in a mechanical parking lot. This apparatus is a difference image that calculates an inter-frame difference image from two frames captured at a predetermined interval by an imaging unit that is installed so as to capture a predetermined range including a vehicle and a pallet. The initial part which calculates the logical sum of the inter-frame difference image calculated by the acquisition part and the difference image acquisition part between the start of warehousing of the vehicle and the stop on the pallet, and uses the outer peripheral shape of the logical sum image as the initial contour The contour setting unit and a dynamic contour model that extracts the contour of the object included in the initial contour by converging the initial contour inward according to the energy minimization principle, and executing the contour of the vehicle in the frame The contour extracting unit to be extracted, the contour of the vehicle extracted by the contour extracting unit, and a reference frame preset as representing the vehicle stop range on the pallet are compared, and the vehicle It includes a comparison determination unit for determining the presence or absence of protrusion of the vehicle depending on whether the contour is in the reference frame, a.
この態様によると、動的輪郭モデルを適用して撮像画像から車両の輪郭を抽出し、所定の基準枠との比較によってパレット上での車両のはみ出しを検出する。初期輪郭として、乗降室内を移動する車両のフレーム間差分画像の論理和の外周形状を使用する。これによって、車両と背景とが類似色であっても抽出すべき車両を確実に内包する初期輪郭を設定することができるので、正確に車両の輪郭を抽出することができる。また、初期輪郭を比較的に小さく設定できるので、収束処理に要する時間が短縮される。 According to this aspect, the contour of the vehicle is extracted from the captured image by applying the dynamic contour model, and the protrusion of the vehicle on the pallet is detected by comparison with a predetermined reference frame. As the initial contour, the outer peripheral shape of the logical sum of the inter-frame difference images of the vehicle moving in the passenger compartment is used. Thereby, even if the vehicle and the background are similar in color, it is possible to set an initial contour that reliably includes the vehicle to be extracted, so that the contour of the vehicle can be accurately extracted. In addition, since the initial contour can be set relatively small, the time required for the convergence process is shortened.
なお、以上の構成要素の任意の組み合わせや、本発明の構成要素や表現を方法、装置、システムなどの間で相互に置換したものもまた、本発明の態様として有効である。 Note that any combination of the above-described constituent elements, and those obtained by replacing the constituent elements and expressions of the present invention with each other among methods, apparatuses, systems, etc. are also effective as an aspect of the present invention.
本発明によれば、機械式駐車場の乗降室内で撮像された画像から車両の輪郭を正確に抽出できるので、パレットに対する高精度のはみ出し検出が可能になる。 According to the present invention, since the contour of the vehicle can be accurately extracted from the image captured in the passenger compartment of the mechanical parking lot, it is possible to detect the protrusion of the pallet with high accuracy.
本発明の一実施形態は、機械式駐車場のパレットに車両を駐車するときに、カメラによる撮像画像から車両を抽出し、パレットから車両がはみ出していないことを検出するはみ出し検出装置である。まず、機械式駐車場の一般的構成について説明し、その後本実施形態に係るはみ出し検出について説明する。 One embodiment of the present invention is a protrusion detection device that, when a vehicle is parked on a pallet of a mechanical parking lot, extracts a vehicle from an image captured by a camera and detects that the vehicle does not protrude from the pallet. First, a general configuration of the mechanical parking lot will be described, and then the protrusion detection according to the present embodiment will be described.
図1は、駐車スペースを階下に構築する地下タイプのパレット式の機械式駐車場の乗降室100を示す。図1(a)は平面図、図1(b)は乗降室の奥部から出入口側を見た断面図、図1(c)は側面断面図である。
FIG. 1 shows an entrance /
乗降室100は、車両の出入口100aを除く周囲(側面、天井面)が壁110で囲われており、出入口100aには昇降式のゲート120が設けられている。乗降室100内の床200から地下の駐車スペースに向けて長四角形状のパレット10の昇降を可能にする長四角形状の開口200aが形成されている。パレット10は、開口200aの面積よりわずかに小さい面積を持つ鋼板などの金属製材料で作られている。
The entrance /
パレット式の機械式駐車場は、パレット10の下方に配置された昇降装置(図示せず)を用いて車両20が積載された状態のパレット10を昇降させたり、または移載装置(図示せず)を使用して駐車室内でパレットを面方向に移動させたりして、駐車室に車両20を駐車させる構成になっている。
The pallet-type mechanical parking lot uses a lifting device (not shown) arranged below the
図1は、パレット10に車両20が積載された状態を示している。車両20の入出庫時には、パレット10は乗降室100の床200とほぼ同一面の高さ位置にあるようにされる。つまり、パレット10のエッジと開口200aのエッジとの間には数cm程度の隙間が存在するが、車両20の乗り入れ、乗り出しに支障を来さないようにされる。
FIG. 1 shows a state in which a
乗降室100内の奥の壁110に隣接してミラー30が立設されている。このミラー30は、乗降室100内に進入してきた車両のドライバーに対して自車の進入状態を見せるためのものである。また、ミラー30の上部には、ドライバーに対して車両の進入、停止、ハンドル切り操作等を視覚的にガイドする電光掲示板のようなガイド手段や聴覚的にガイドするスピーカのようなガイド手段32が設けられる。
A
機械式駐車場への入庫時、ドライバーは、車両を運転して出入口100aから乗降室100内に進入し、ミラー30を見たりガイド手段32による案内を受けたりしながら左右の位置あわせをして、パレット10上に予め設定されている車両停止位置12内に車両を停止させる。ここでガイド手段により「OK」(あるいは「下車」)等のサインが出たら、ドライバーはエンジンを切り、車両外に出る。車両がパレット10上の車両停止位置12からはみ出していると、以後の車両搬送時に、車両の一部が開口200aのエッジや駐車室内の他の装置に接触し、車両または装置を損場する可能性がある。
When entering the mechanical parking lot, the driver drives the vehicle, enters the entrance /
したがって、乗降室100には、カメラ34による撮像画像に基づき上記のような車両のはみ出しの有無を検出するための車両はみ出し検出装置60が備えられている。車両はみ出し検出装置60の構成は、図3を参照して後述する。
Therefore, the boarding /
カメラ34は、パレット10の一つの長辺の延長線上に設置される。図2(a)、(b)は、パレット10上に車両20が積載されていないときと積載されているときのカメラ34による撮像画像の例をそれぞれ示す。図2(b)に示すように、カメラ34は、パレット10上に車両20が積載されているときに、車両20の全体とパレット10のうち少なくとも三つの辺を含む予め定められた領域を撮像できるように、設置位置、カメラアングル、および視野角が選択される。カメラ34は、所定のフレームレート(例えば、60fps)で動画像を撮影するデジタルカメラであることが好ましい。
The
なお、カメラ34は、パレットの長辺と平行であり床200に対して垂直な面内にあり、かつ車両20の全体とパレット10のうち少なくとも三つの辺を含む範囲を撮像することができれば、乗降室100内の任意の場所に設置することができる。
If the
図3は、本実施形態に係る車両はみ出し検出装置60の構成を示すブロック図である。ここに示す各ブロックは、ハードウエア的には、コンピュータのCPU(central processing unit)をはじめとする素子や機械装置で実現でき、ソフトウエア的にはコンピュータプログラム等によって実現されるが、ここでは、それらの連携によって実現される機能ブロックを描いている。したがって、これらの機能ブロックはハードウエア、ソフトウエアの組み合わせによっていろいろなかたちで実現できることは、本明細書に触れた当業者には理解されるところである。
FIG. 3 is a block diagram illustrating a configuration of the vehicle
車両はみ出し検出装置60は、差分画像取得部62、入庫開始判定部64、停止判定部66、初期輪郭設定部68、輪郭修正部70、輪郭抽出部72、比較判定部74および報知部76を含む。
The vehicle
差分画像取得部62は、カメラ34によって所定のフレームレートで撮像される画像から二枚のフレームを取り出し、フレーム間差分画像を計算する。取り出す二枚のフレームは、カメラのフレームレートと同じであってもよいし、フレームレートよりも長い間隔(例えば一枚飛ばし)であってもよい。
The difference
入庫開始判定部64は、差分画像取得部62によって計算されるフレーム間差分画像に基づき、車両20が乗降室100内への進入を開始したことを判定する。非入庫時に計算されるフレーム間差分画像はほぼ全ての画素値がゼロであるのに対し、入庫が開始したときに計算されるフレーム間差分画像では画素値が増加することから、この変化を検出することで車両の入庫開始を判別することができる。代替的に、入庫開始判定部64は、駐車場の係員が入庫処理のスイッチ(図示せず)を押したとき、出入口100aに設置されたレーザ(図示せず)により車両20の進入を検知したとき、またはパレットに10に設置された荷重センサ(図示せず)で車両の重量を検知したときに、入庫開始と判定してもよい。
The warehousing
停止判定部66は、差分画像取得部62によって計算されるフレーム間差分画像に基づき、車両20がパレット10上で停止したことを判定する。例えば、フレーム間差分画像同士の相違が実質的になくなったときに、車両が停止していると判定できる。代替的に、停止判定部66は、駐車場の係員が入庫完了のスイッチ(図示せず)を操作したとき、または乗降室100内に設置されたレーザ(図示せず)により車両20の後端がパレット10に載ったことを検知したときに、車両停止と判定してもよい。
The
初期輪郭設定部68は、乗降室100への車両の進入から車両停止位置にて停止するまでの間に差分画像取得部62によって計算されるフレーム間差分画像を利用して、輪郭抽出部72に与えるべき初期輪郭を設定する。初期輪郭設定部68の作用については、図4を参照して詳細に後述する。
The initial
輪郭修正部70は、初期輪郭設定部68により設定された輪郭を、後述するSnakesでの処理に適した形状に修正する。例えば、初期輪郭を構成する各画素を一画素分だけ内側に移動させるか、または一画素分だけ外側に移動させる、収縮・膨張処理を実行する。この収縮と膨張とを複数回繰り返して行うことで、初期輪郭のギザギザな形状や孤立している部分を消去して滑らかな輪郭線を得ることができる。このような収縮・膨張処理も周知技術であり、例えば、「10−2−3 収縮・膨張処理」、ディジタル画像処理編集委員会、ディジタル画像処理、財団法人画像情報教育振興協会、2006年3月1日、p.179−180に記載されている。輪郭修正部70は、収縮・膨張処理によって滑らかな初期輪郭が得られた後、計算時間を短縮するために後述する制御点の数を減らす間引き処理を実行してもよい。なお、輪郭修正部70による上記の修正処理は必ずしも実行されなくてもよい。
The
輪郭抽出部72は、輪郭修正部70から初期輪郭を受け取り、動的輪郭モデルとして知られるSnakesを適用して、カメラ34による撮像画像から車両20の輪郭を抽出する。Snakesは、撮像画像から車両の輪郭のような閉曲線を求める方法として特に優れた手法である。以下では、車両の輪郭抽出にSnakesを使用する場合について説明するが、初期輪郭を受け取りこれを内側に収束させていく計算方法を採用する限り、他の公知の輪郭抽出手法、または将来開発される輪郭抽出手法を本実施形態に適用することができる。
The
Snakesは、抽出対象の領域(本実施形態では車両)がエッジで囲まれているときに、エッジを閉曲線として抽出する。Snakesでは、n個の制御点(頂点)CP1〜CPnを持つ多角形で輪郭モデルを定義する。つまり各制御点CPi(i=1〜n)の位置座標を(Xi,Yi)で表すとき、それらの集合S={(Xi,Yi),i=1,2,...,n}が一つの輪郭モデルとなる。この輪郭モデルの各制御点の間隔がある程度密であれば、物体の輪郭としての閉曲線を表すことができる。輪郭抽出の対象となる車両20の周囲を囲む閉曲線を初期輪郭として設定し、次いで、所定のエネルギー関数を最小化するように各制御点CPiの位置座標を(Xi,Yi)を更新することで徐々に閉曲線を縮ませていき、最終的に物体の輪郭に沿って閉曲線を張り付かせる。輪郭抽出部72は、この張り付かせた閉曲線を車両の輪郭として出力する。
Snakes extracts an edge as a closed curve when a region to be extracted (vehicle in this embodiment) is surrounded by an edge. In Snakes, a contour model is defined by a polygon having n control points (vertices) CP 1 to CP n . That is, when the position coordinates of each control point CP i (i = 1 to n) are represented by (X i , Y i ), their set S = {(X i , Y i ), i = 1, 2,. . . , N} is one contour model. If the intervals between the control points of the contour model are close to a certain degree, a closed curve as the contour of the object can be expressed. A closed curve surrounding the periphery of the
このように、初期輪郭を次第に内側に収縮させていく方法をとるので、車両20の外側に適切な初期輪郭を設定することさえできれば、車両の内側の色の影響を受けにくいという利点がある。
As described above, since the initial contour is gradually contracted inward, there is an advantage that it is difficult to be influenced by the color inside the vehicle as long as an appropriate initial contour can be set outside the
Snakesによる輪郭抽出手法は画像処理の当業者にとって周知であるので、本明細書ではこれ以上の詳細な説明を省略する。Snakesについては、例えば、特開平9−6969号公報、および「11−2−3 対象物と背景の間のエッジを利用した領域分割処理」、ディジタル画像処理編集委員会、ディジタル画像処理、財団法人画像情報教育振興協会、2006年3月1日、p.197−199に開示されている。 Since the contour extraction method by Snakes is well known to those skilled in the art of image processing, further detailed description is omitted in this specification. As for Snakes, for example, Japanese Patent Laid-Open No. 9-6969 and “11-2-3 Region Division Processing Using Edge between Object and Background”, Digital Image Processing Editing Committee, Digital Image Processing, Foundation Image Information Education Promotion Association, March 1, 2006, p. 197-199.
比較判定部74は、輪郭抽出部72によって抽出された車両輪郭と、撮像範囲内でパレット10上の車両停止位置12に対応させた所定の基準枠とを比較する。カメラ34はパレット10に対して常に固定されているので、カメラの撮像範囲内で四辺形になる基準枠を予め定めることができる。比較判定部74は、車両輪郭の全ての部分が基準枠の内側に入っているか否かを判定する。基準枠の内側に入っていれば、車両20はパレット10上に適切に積載されていることになる。
The
報知部76は、比較判定部74による判定結果に基づき、ガイド手段32を用いて車両20のドライバーおよび/または駐車場の係員に警報を発する。比較判定部74によって、車両輪郭の全てが基準枠の内側に入っていると判定された場合、報知部76は、ドライバーおよび/または係員に対して、所定の停止位置への駐車が完了したことを知らせる音声案内をしたり、電光掲示板にメッセージを表示したりする。比較判定部74によって、車両輪郭の一部が基準枠をはみ出していると判定された場合、報知部76は、ドライバーおよび/または係員に対して、適切な停止位置への入庫操作をやり直すように促す音声案内をしたり、電光掲示板にメッセージを表示したりする。
The
なお、比較判定部74は、車両輪郭の一部が基準枠をはみ出している場合、車両の右側と左側のどちらが基準枠からはみ出しているのかを決定してもよい。この場合、報知部76は、車両のドライバーに対して、パレットのより左側またはより右側に駐車すべきことを知らせる音声案内をしたりメッセージを表示したりしてもよい。知らせるメッセージを発するようにしてもよい。
Note that the comparison /
上述したように、Snakesを実行するためには、車両を内包するような適切な初期輪郭を与える必要がある。パレット上に停車する車両には様々な形状があるので、初期輪郭を一律に設定することはできない。また、初期輪郭が大きすぎると処理時間が増大して実用性が損なわれてしまう。 As described above, in order to execute Snakes, it is necessary to provide an appropriate initial contour that includes the vehicle. Since there are various shapes of vehicles that stop on the pallet, the initial contour cannot be set uniformly. On the other hand, if the initial contour is too large, the processing time increases and the practicality is impaired.
周知の背景差分法やフレーム間差分法によって移動物体である車両を検出し、その外縁を初期輪郭とすることも考えられる。しかし、既に述べたように、背景差分法やフレーム間差分法は、乗降室内のパレット上に停車している車両の抽出に適しているとは言えない。 It is also conceivable that a vehicle that is a moving object is detected by a known background difference method or inter-frame difference method, and its outer edge is used as an initial contour. However, as already described, the background difference method and the inter-frame difference method are not suitable for extraction of a vehicle stopped on the pallet in the passenger compartment.
そこで、本実施形態では、複数のフレーム間差分画像の論理和を用いて初期輪郭を設定する。この方法について以下で説明する。 Therefore, in this embodiment, an initial contour is set using a logical sum of a plurality of inter-frame difference images. This method will be described below.
図4は、初期輪郭設定部68による初期輪郭の設定方法を概念的に説明する図である。図中の左列は、カメラ34によって所定のフレームレートで撮像される撮像画像であり、図にはそれぞれ時刻t〜t+3に撮像された画像Ft〜Ft+3が示されている。なお、図4では、図を見やすくするために、車両を側面から撮像した様子を表している。
FIG. 4 is a diagram conceptually illustrating the initial contour setting method by the initial
差分画像取得部62は、時間的に連続する二枚の撮像画像の差分をとって、図中の中列に示すフレーム間差分画像Dt〜Dt+2を算出する。
The difference
従来のフレーム間差分法では、時間的に連続する二枚のフレーム間差分画像の論理積(AND)を求めることによって、撮像画像から移動物体を検出する。これに対し、本実施形態では、時間的に連続する二枚のフレーム間差分画像の論理和(OR)を求める。図4の右列に、論理和画像ORt、ORt+1が示されている。 In the conventional inter-frame difference method, a moving object is detected from a captured image by obtaining a logical product (AND) of two temporally inter-frame difference images. In contrast, in the present embodiment, a logical sum (OR) of two temporally continuous inter-frame difference images is obtained. In the right column of FIG. 4, OR images OR t and OR t + 1 are shown.
さらに、初期輪郭設定部68は、車両の入庫開始からパレット上での停止までの間に撮像された画像から求められる全ての論理和画像ORtの論理和を求め、得られた画像の外周形状を初期輪郭C0とする。結果的に、初期輪郭C0は全てのフレーム間差分画像の論理和と等価である。初期輪郭C0はフレーム毎の微小な車両移動による変化の総和であるとも言える。
Further, the initial
フレーム間差分画像の取得間隔が乗降室内での車両の移動速度に対して十分に短ければ、図4の右下に示すように、初期輪郭C0は、乗降室内での車両の移動軌跡の外周形状を表すようになる。 If the inter-frame difference image acquisition interval is sufficiently short relative to the moving speed of the vehicle in the passenger compartment, as shown in the lower right of FIG. 4, the initial contour C 0 is the outer periphery of the moving locus of the vehicle in the passenger compartment. Represents the shape.
従来のフレーム間差分法のように、フレーム間差分画像の論理積(AND)を取ることで移動物体である車両を検出しようとする場合、ある特定の時点における車両しか検出することができない。したがって、パレット上に停車する車両の初期輪郭として利用しようとする場合、停止直前の特定の時点の車両を検出するように、フレーム間差分画像の取得タイミングを設定する必要がある。これに対し、本実施形態のように、フレーム間差分画像の論理和(OR)を利用して乗降室内での車両の移動軌跡を求め、その外周形状を初期輪郭として設定することで、フレーム間差分画像の取得タイミング等の設定が不要になる。 When a vehicle that is a moving object is to be detected by taking a logical product (AND) of inter-frame difference images as in the conventional inter-frame difference method, only a vehicle at a specific time point can be detected. Accordingly, when using the initial contour of a vehicle that stops on the pallet, it is necessary to set the acquisition timing of the inter-frame difference image so as to detect the vehicle at a specific time immediately before the stop. On the other hand, as in this embodiment, the movement trajectory of the vehicle in the passenger compartment is obtained using the logical sum (OR) of the inter-frame difference images, and the outer peripheral shape is set as the initial contour, so that Setting of the difference image acquisition timing and the like becomes unnecessary.
なお、図4の例では、時間的に連続する二枚の撮像画像からフレーム間差分画像を求めているが、一枚飛ばしまたは二枚飛ばしのように、フレーム間差分画像を求める撮像画像を間引きするようにしてもよい。この間引きの間隔は、乗降室内を移動する車両の走行速度に応じて、時間的に連続する二つのフレーム間差分画像内の車両領域に互いに重なり合う部分が存在する限り、任意に設定することができる。 In the example of FIG. 4, the inter-frame difference image is obtained from two captured images that are temporally continuous, but the captured image for obtaining the inter-frame difference image is thinned out, such as skipping one or two images. You may make it do. This thinning-out interval can be arbitrarily set according to the traveling speed of the vehicle moving in the passenger compartment as long as there are overlapping portions in the vehicle area in two temporally continuous inter-frame difference images. .
また、車両の移動軌跡の外周形状を初期輪郭とすることで、初期輪郭は必ず閉曲線になる。したがって、Snakesに与える初期輪郭として適している。 In addition, by setting the outer peripheral shape of the movement locus of the vehicle as the initial contour, the initial contour is always a closed curve. Therefore, it is suitable as an initial contour to be given to Snakes.
図5は、上述の方法にしたがって初期輪郭設定部68によって撮像画像から抽出された車両軌跡を示している。図中の抽出領域の外周形状が初期輪郭C0である。好適には、初期輪郭C0のギザギザを上述の収縮・膨張処理によって除去した後に、輪郭抽出部72に与えられる。
FIG. 5 shows the vehicle trajectory extracted from the captured image by the initial
図6は、輪郭抽出部72によって最終的に抽出される車両の輪郭を示す。比較判定部74は、この車両の輪郭とパレット上の車両停止位置を表す基準枠とを比較することで、車両のはみ出しの有無を検出する。
FIG. 6 shows the contour of the vehicle finally extracted by the
図7は、本実施形態に係るはみ出し検出方法のフローチャートである。まず、差分画像取得部62は、カメラ34によって撮像される画像から二枚のフレームを取り出し、フレーム間差分画像を計算する(S10)。入庫開始判定部64は、差分画像取得部62によって計算されるフレーム間差分画像に基づき、車両20が乗降室100内への進入を開始したか否かを判定する(S12)。
FIG. 7 is a flowchart of the protrusion detection method according to this embodiment. First, the difference
入庫開始判定部64により車両が進入したと判定されると、初期輪郭設定部68は、フレーム間差分画像の論理和に基づき、上述した方法にしたがって初期輪郭C0を設定する(S14)。輪郭修正部70は、必要に応じて初期輪郭C0を滑らかにする修正を施す。
When the warehousing
停止判定部66は、差分画像取得部62によって計算されるフレーム間差分画像に基づき、車両20がパレット10上で停止したか否かを判定する(S18)。車両が停止したと判定されると、初期輪郭C0を使用して、車両が停止したと判定された以降の時点でカメラ34により撮像された(S20)画像に対して輪郭抽出部72がSnakesを適用して車両の輪郭を抽出する(S22)。比較判定部74は、輪郭抽出部72によって抽出された輪郭と所定の基準枠とを比較して、車両の輪郭の全ての部分が基準枠の内側に入っているか否かを判定する(S24)。
The
車両の輪郭の全てが基準枠の内側に入っている場合(S26のY)、報知部76は所定の停止位置への駐車が完了したことをドライバーおよび/または係員に報知する(S28)。車両の輪郭の一部が基準枠をはみ出している場合(S26のN)、報知部76は適切な停止位置への入庫操作をやり直すようにドライバーおよび/または係員に報知する(S30)。後者の場合、この報知に応答して入庫操作がやり直されるとき、車両の停止判定以降の処理が繰り返される。二回目以降の入庫の場合は、改めて初期輪郭を設定する必要はなく、初回の入庫時に設定された初期輪郭を再利用することができる。これは、初回の入庫が極端にパレットから外れるものでない限り、初回と二回目以降でのパレット上での車両の位置変化はわずかであり、Snakesの初期輪郭を変更するほどの変化ではないと考えられるからである。
When all the outlines of the vehicle are inside the reference frame (Y in S26), the
なお、上記のフローのうち、初期輪郭を修正するステップ、および入庫の完了または再実行を報知するステップは省略することができる。 In the above flow, the step of correcting the initial contour and the step of notifying completion or re-execution of warehousing can be omitted.
以上説明したように、本実施形態によれば、動的輪郭モデルであるSnakesを適用して撮像画像から車両の輪郭を抽出し、所定の基準枠との比較によってパレット上での車両のはみ出しを検出する。Snakesに与える初期輪郭として、乗降室内を移動する車両のフレーム間差分画像の論理和の外周形状を使用する。 As described above, according to the present embodiment, the contour of the vehicle is extracted from the captured image by applying the active contour model Snakes, and the vehicle protrudes on the pallet by comparison with a predetermined reference frame. To detect. As the initial contour to be given to Snakes, the outer peripheral shape of the logical sum of the inter-frame difference image of the vehicle moving in the passenger compartment is used.
パレットに駐車される車両には様々な形状があるので、初期輪郭を固定にすると実際の車両よりもかなり大きく設定せざるを得ず、収束性の悪化または収束不可能になることがある。また、背景差分法を用いて初期輪郭を設定すると、背景と車両とが類似色である場合に適切な車両領域の抽出ができないことがある。これに対し、本実施形態のようにフレーム間差分画像の論理和を使用して初期輪郭を設定することで、車両と背景とが類似色であっても抽出すべき車両を確実に内包する初期輪郭をSnakesに与えることができるので、背景差分法よりも正確に車両の輪郭を抽出することができる。また、固定値よりも初期輪郭を小さくできるので、収束処理に要する時間が短縮される。 Since the vehicles parked on the pallet have various shapes, if the initial contour is fixed, the vehicle must be set to be considerably larger than the actual vehicle, and the convergence may be deteriorated or may not be converged. If the initial contour is set using the background subtraction method, an appropriate vehicle region may not be extracted when the background and the vehicle are similar colors. On the other hand, by setting the initial contour using the logical sum of the inter-frame difference images as in this embodiment, the initial stage that reliably includes the vehicle to be extracted even if the vehicle and the background are similar colors Since the contour can be given to Snakes, the contour of the vehicle can be extracted more accurately than the background subtraction method. Further, since the initial contour can be made smaller than the fixed value, the time required for the convergence process is shortened.
以上、実施の形態に係る機械式駐車場について説明した。これらの実施の形態は例示であり、それらの各構成要素の組み合わせにいろいろな変形例が可能なこと、またそうした変形例も本発明の範囲にあることは当業者に理解されるところである。 The mechanical parking lot according to the embodiment has been described above. It is to be understood by those skilled in the art that these embodiments are exemplifications, and that various modifications can be made to combinations of the respective components, and such modifications are within the scope of the present invention.
実施の形態では、パレット上で車両が停止したと判定されたときに、車両の輪郭を抽出することを述べた。この代わりに、車両の入庫開始からパレット上で停止するまでの間、同様の輪郭抽出を繰り返し実行するようにしてもよい。この場合、初期輪郭設定部は、時間的に連続するフレーム間差分画像の論理和を計算し続ける。そして、各時点で計算されている論理和画像に対して、輪郭抽出部が上述の輪郭抽出を実行し、比較判定部は抽出された車両の輪郭が所定の基準枠内にあるか否かを判定する。そして、車両の輪郭が基準枠内に入った時点で、車両が停止したと判定する。つまり、車両の入庫操作中に車両の輪郭抽出と基準枠との比較が連続的に行われていることになる。このような変形例では、車両の輪郭抽出結果に基づき車両の停止を判定することができるため、停止判定部が不要になる。 In the embodiment, it has been described that the contour of the vehicle is extracted when it is determined that the vehicle has stopped on the pallet. Instead, the same contour extraction may be repeatedly executed from the start of warehousing until the vehicle stops on the pallet. In this case, the initial contour setting unit continues to calculate the logical sum of temporally continuous inter-frame difference images. Then, the contour extraction unit performs the above-described contour extraction on the logical sum image calculated at each time point, and the comparison determination unit determines whether or not the extracted vehicle contour is within a predetermined reference frame. judge. Then, when the contour of the vehicle enters the reference frame, it is determined that the vehicle has stopped. That is, the vehicle contour extraction and the reference frame are continuously compared during the vehicle entry operation. In such a modification, it is possible to determine the stop of the vehicle based on the vehicle contour extraction result, so that the stop determination unit is unnecessary.
実施の形態では、乗降室が昇降路の上端に位置するいわゆる地下式駐車場について説明した。しかしながら、パレットの移動により車両を収納するような構造であれば、乗降室が昇降路の下端や中間に位置する立体式駐車場についても本発明を等しく適用できる。昇降装置を備えない平面の駐車場についても同様である。また、車両をコンベアに積載して搬送するコンベア式の機械式駐車場にも本発明を適用することができる。 In the embodiment, a so-called underground parking lot in which the passenger compartment is located at the upper end of the hoistway has been described. However, the present invention can be equally applied to a three-dimensional parking lot in which the passenger compartment is located at the lower end or middle of the hoistway as long as the vehicle is accommodated by moving the pallet. The same applies to a flat parking lot that does not have a lifting device. The present invention can also be applied to a conveyor-type mechanical parking lot in which vehicles are loaded on a conveyor and conveyed.
10 パレット、 12 車両停止位置、 20 車両、 34 カメラ、 60 車両はみ出し検出装置、 62 差分画像取得部、 64 入庫開始判定部、 66 停止判定部、 68 初期輪郭設定部、 70 輪郭修正部、 72 輪郭抽出部、 74 比較判定部、 76 報知部、 100 乗降室。
DESCRIPTION OF
Claims (8)
車両およびパレットを含む予め定められた範囲を撮像するように設置される撮像手段と、
前記撮像手段によって所定の間隔で撮像された二枚のフレームからフレーム間差分画像を計算する差分画像取得部と、
車両の入庫開始からパレット上での停止までの間に前記差分画像取得部によって計算されたフレーム間差分画像の論理和を計算し、該論理和の画像の外周形状を初期輪郭とする初期輪郭設定部と、
前記初期輪郭をエネルギー最小化原理にしたがって内側に収束させていくことで該初期輪郭に内包される物体の輪郭を抽出する動的輪郭モデルを実行して、フレーム内の車両の輪郭を抽出する輪郭抽出部と、
前記輪郭抽出部によって抽出された車両の輪郭と、パレット上の車両停止範囲を表すものとして予め設定されている基準枠とを比較し、前記車両の輪郭が前記基準枠内にあるか否かによって車両のはみ出しの有無を判定する比較判定部と、
を備えることを特徴とする車両はみ出し検出装置。 A vehicle protrusion detection device for detecting the protrusion of a vehicle on a pallet on which the vehicle is placed in a mechanical parking lot,
An imaging means installed to image a predetermined range including the vehicle and the pallet;
A difference image acquisition unit for calculating an inter-frame difference image from two frames imaged at a predetermined interval by the imaging means;
Initial contour setting that calculates the logical sum of the inter-frame difference image calculated by the difference image acquisition unit from the start of warehousing to the stop on the pallet, and uses the outer peripheral shape of the logical sum image as the initial contour And
A contour for extracting a contour of a vehicle in a frame by executing a dynamic contour model for extracting a contour of an object included in the initial contour by converging the initial contour in accordance with an energy minimization principle. An extractor;
The vehicle contour extracted by the contour extraction unit is compared with a reference frame preset as representing a vehicle stop range on the pallet, and whether or not the vehicle contour is within the reference frame A comparison / determination unit that determines whether or not the vehicle protrudes;
A vehicle protrusion detection device comprising:
前記停止判定部は、前記輪郭抽出部によって連続的に抽出される二枚の輪郭の間で変化が生じなくなったときに、車両がパレット上で停止したと判定することを特徴とする請求項5に記載の車両はみ出し検出装置。 The contour extracting unit repeatedly executes the extraction of the contour of the vehicle every time the logical sum of the inter-frame difference image is updated from the start of warehousing to the stop on the pallet,
The stop determination unit determines that the vehicle has stopped on the pallet when no change occurs between two contours continuously extracted by the contour extraction unit. The vehicle protrusion detection apparatus as described in.
車両およびパレットを含む予め定められた範囲を撮像するように設置された撮像手段によって所定の間隔で撮像された二枚のフレームからフレーム間差分画像を計算し、
車両の入庫開始からパレット上での停止までの間に計算されたフレーム間差分画像の論理和を計算し、該論理和の画像の外周形状を初期輪郭とし、
前記初期輪郭をエネルギー最小化原理にしたがって内側に収束させていくことで該初期輪郭に内包される物体の輪郭を抽出する動的輪郭モデルを実行して、フレーム内の車両の輪郭を抽出し、
抽出された車両の輪郭とパレット上の車両停止範囲を表すものとして予め設定されている基準枠とを比較し、前記車両の輪郭が前記基準枠内にあるか否かによって車両のはみ出しの有無を判定する
ことを含む車両はみ出し検出方法。 A vehicle protrusion detection method for detecting protrusion of a vehicle on a pallet on which the vehicle is placed in a mechanical parking lot,
Calculating an inter-frame difference image from two frames imaged at a predetermined interval by an imaging means installed so as to image a predetermined range including a vehicle and a pallet;
Calculate the logical sum of the inter-frame difference image calculated from the start of storage of the vehicle to the stop on the pallet, the outer periphery shape of the logical sum image as the initial contour,
Executing the dynamic contour model that extracts the contour of the object included in the initial contour by converging the initial contour in accordance with the energy minimization principle, and extracting the contour of the vehicle in the frame;
The extracted contour of the vehicle is compared with a reference frame preset as representing the vehicle stop range on the pallet, and whether or not the vehicle protrudes is determined depending on whether or not the contour of the vehicle is within the reference frame. A vehicle protrusion detection method including determining.
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