JP2014010771A - 車両検知装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】距離画像作成手段により、カメラにより撮影された画像から得られる距離データを画素毎に有する距離画像を作成する。基準区間変化量判定手段により車両の進行方向に距離画像を少なくとも3つの基準区間に分割し、予め設定された背景距離データと距離画像の距離データとの差分を画素毎に求め、該画素毎の差分に基づくデータを基準区間毎の変化量として求め、各基準区間への車両の進入の有無を判定する。状態判定手段により、基準区間変化量判定手段による判定結果に基づきカメラ視野内における車両の不在を示す第0の状態、車両の先頭の存在を示す第1の状態、車両の後端の存在を示す第2の状態、および車両の側面の存在を示す第3の状態を判定する。車両検知手段により、時刻毎の状態判定手段による状態判定結果を保持し、その履歴を基に車両の通行を検知する。
【選択図】図3
Description
高速で移動する車両400については、前述の“S0→S1→S3→S2→S0”という状態番号の遷移とならず、“…S0,S1,S3,S3,S0…”または“…S0,S3,S3,S2,S0…”さらには“…S0,S3,S3,S0…”となる場合が考えられる。この場合は重複するS3の状態番号について、より詳細な基準区間a,b,cの距離画像に対する変化量の判定結果を参照する。例えば状態番号が同じS3であっても、基準区間a,b,cについて、隣接する基準区間aとcがオン状態となるS3(acオン)、隣接する基準区間bとcがオン状態となるS3(bcオン)と遷移するのであれば、この場合、S3(acオン)、S3(bcオン)の2つの状態を観測することにより、高速で車両通過したものと判定(推定)することが可能となる。以上のロジックに従えば、“…S0,S1,S3(acオン),S3(bcオン),S0…”および“…S0,S3(acオン),S3(bcオン),S2,S0…”の遷移についても、同様に車両400の通過を判定できる。よって、状態番号の判定結果(S3)について、より詳細な基準区間の変化量判定(基準区間aとcがオン状態=S3(acオン)、基準区間bとcがオン状態=S3(bcオン))を参照し、詳細に判別することにより、高速に移動する車両400については上記2つの状態判定結果(S3(acオン),S3(bcオン))から、高速に走行する車両についても、車両通過の計測が可能となる。
追走する車両400の通行履歴については、状態番号S4に着目する(図9、図10)。車両速度が撮影フレーム間隔(時間)に対して比較的遅い場合については、観測される状態番号の遷移は“S0→S1→S3→S4→S3→S2→S0“となる。特に履歴中のS4→S3の遷移については、S4(先行車両の後端と後続車両の先端)からS3(acオン)(後続車両の先端)へと、先行していた車両の退出を観測したことより、この時点で先行車両の通過を検知し、S2→S0の遷移を待って後続車両の通過を検知する。
最小検出車両長さの調整に関して、車両検知装置100では、検出する車両400がステレオカメラ200の視野(ここでは車両通過方向:図4では横方向)に占める範囲を計測し、この車両通過方向への各基準区間内の分割数を調整することにより、基準区間a,b,cの分解能を決定できる。例えば、小型の二輪車を検出する場合においては、この車両が距離画像に占める横方向の割合を計測する。距離画像中の車両長さが基準区間a,b,cと比較して短い場合には、それぞれの基準区間で車両を捉えられるよう、また、車両が2つの基準区間に跨るときは、その2つの基準区間で捉えられるように(観測できるように)、距離画像の横方向(=距離画像上の車両の進行方向)の分割数を増加させる(図4)。各基準区間にてその分割毎の変化量の判定ができれば、それを基に(例えば、基準区間内のいずれかの、あるいはいくつかの分割領域がオン状態となれば、その基準区間をオン状態とすることで)、状態判定も可能となるため、以降は前述と同様のロジックにて、小型車両の通過の計測が可能となる。
併走車の検出では、ステレオカメラ200の視野内の車両400の通路を仮想的に手前と奥に分割させる(ここでは、2車線を想定するがこれに限るものではない)。次に、ステレオカメラ200と検出物体との距離の基準値をそれぞれL1、L2(L1<L2)と設定し、閾値Zにより検出する範囲を限定する(L1±Z、L2±Z)。実際に検出した物体の距離について、L1およびL2の距離の基準値を参照し、どちらの通路に存在する物体かを判定し、画素毎に分類を行った上で、前述したものと同様に変化量の判定と状態番号の決定(状態判定)を行い、車両400の通行を検知する。なお、撮影方向に並んだ併走車の各々が重なって撮影される場合もありうるが、併走車の車両通行速度が異なれば、各々の通行履歴を計測することが可能である。
カメラ視野内の道路上の物体を観測する目的に対し、カメラにより近い領域に存在する物体を誤って計測してしまい、道路上の物体の計測性能を低下させる場合がある。このような物体としては、虫や落葉、雨、降雪などが考えられる。このため、ステレオカメラ200からの遠近方向に検出範囲を設定し、この検出範囲外(特に、カメラに近接する範囲)に存在する物体を、その距離データを基に除外する。例えば、上記「併走車の検出方法」の場合と同様の基準値、または所定の検出範囲を定める基準値を設けることにより、検出範囲外の物体(車両検知阻害要因)を判別することができるので、この車両検知阻害要因を除外することができる。これより、虫や落葉、雨、降雪といった車両検知阻害要因を除いて所定の検出範囲内に存在する物体(車両)のみを観測できるため、車両検知性能の劣化を低減することができる。なお、車両検知阻害要因となる物体が占める距離画像上の領域が、所定面積以上となる場合は、異常状態と判定する。
110 表示部
120 ユーザインタフェース
130 記憶部
140 通信インタフェース
150 制御部
200 ステレオカメラ
300 ETCシステム
400 車両
Claims (15)
- 車両が進行する方向に対しその横方向に設けられたカメラの視野内を入退出する車両を検知する車両検知装置であって、
前記カメラにより撮影された画像から得られる距離データを画素毎に有する距離画像を作成する距離画像作成手段と、
車両の進行方向に前記距離画像を少なくとも3つの基準区間に分割し、予め設定された背景距離データと前記距離画像の距離データとの差分を画素毎に求め、該画素毎の差分に基づくデータを、基準区間毎の変化量として求め、各基準区間への車両の進入の有無を判定する基準区間変化量判定手段と、
前記基準区間変化量判定手段による判定結果に基づき、カメラ視野内における、車両の不在を示す第0の状態、車両の先頭の存在を示す第1の状態、車両の後端の存在を示す第2の状態、および車両の側面の存在を示す第3の状態を判定する状態判定手段と、
時刻毎の前記状態判定手段による状態判定結果を保持し、その履歴を基に車両の通行を検知する車両検知手段と、
を備えた車両検知装置。 - 前記各状態の遷移と車両の通行内容とを対応付けた車両通行判定モデルを備え、
前記車両検知手段は、前記車両通行判定モデルを参照し、前記履歴に対応する車両の通行内容を判別する請求項1に記載の車両検知装置。 - 前記状態判定手段は、前記第3の状態について、さらに、隣接する2つの前記基準区間をひとくくりとした2種類の第3の状態判定を行い、前記車両検知手段は、前記2種類の第3の状態判定結果が前記履歴に含まれる場合、車両の通過と判断する請求項1または請求項2に記載の車両検知装置。
- 前記状態判定手段による状態判定おいて、車両の先頭および後端が同時に観測される第4の状態をさらに判別し、前記車両検知手段は、前記第4の状態から前記第3の状態への遷移から先行車両の通過を検知し、その後の前記第2の状態から前記第0の状態への遷移から追走車両の通過を検知する請求項1から請求項3のいずれか1項に記載の車両検知装置。
- 前記車両通行判定モデルは、先行車両と追走車両間の車両間隔の相違に応じた前記各状態の遷移のパターンを含む請求項4に記載の車両検知装置。
- 前記基準区間変化量判定手段は、車両が2つの前記基準区間に跨るときは、該車両をその2つの基準区間で観測できるように、前記各基準区間をさらに再分割し、該再分割された領域の各々について前記変化量を求め、その結果から、前記基準区間の各々への車両の進入の有無を判定する請求項1から請求項5のいずれか1項に記載の車両検知装置。
- 前記基準区間変化量判定手段は、複数の車線を想定したカメラと撮影される物体との距離基準値を複数有し、前記カメラにより撮像された画像から得られる距離データから、カメラ視野内の物体を前記距離基準値に従って車線毎に分類した上で、前記基準区間毎に前記変化量を求め、前記状態判定手段は、車線毎に前記各状態を判定し、前記車両検知手段は、併走する車両を検出する請求項1から請求項6のいずれか1項に記載の車両検知装置。
- 前記基準区間変化量判定手段は、前記カメラからの撮影方向における所定の検出範囲を定める距離基準値を有し、前記所定の検出範囲内にない距離データを有する前記距離画像上の領域を車両検知阻害要因となる領域として除外した上で、前記基準区間の各々への車両の進入の有無を判定する請求項1から請求項7のいずれか1項に記載の車両検知装置。
- 道路上に存在する車両検知阻害要因となる領域を設定するための設定手段を有し、
前記基準区間変化量判定手段は、前記設定手段により設定された前記領域を除外して前記基準区間の各々への車両の進入の有無を判定する請求項1から請求項8のいずれか1項に記載の車両検知装置。 - 前記基準区間変化量判定手段は、前記車両検知阻害要因となる領域の面積が所定の基準を超えた場合、異常状態と判定する請求項8または請求項9に記載の車両検知装置。
- 前記基準区間変化量判定手段は、前記距離画像上で、車両の占める面積の基準値と、距離画像の基準区間内の画素毎の距離データおよび予め撮影された背景距離画像の同基準区間内の画素毎の距離データ間の差分が所定の閾値を超える領域の面積の比が、所定の許容範囲外となった場合、異常状態と判定する請求項1から請求項10のいずれか1項に記載の車両検知装置。
- 前記状態判定手段は、前記第1から第3の状態のいずれかが、一定時間以上継続した場合、異常状態と判定する請求項1から請求項11のいずれか1項に記載の車両検知装置。
- 前記状態判定手段または前記基準区間変化量判定手段により、異常状態と判定された場合、外部装置に警報を出力する出力手段を備える請求項10から請求項12のいずれか1項に記載の車両検知装置。
- 前記カメラとして、ステレオカメラをさらに備えた請求項1から請求項13のいずれか1項に記載の車両検知装置。
- 前記カメラとして、前記横方向の上斜め方向から車両を撮影するように設置されたカメラをさらに備えた請求項1から請求項14のいずれか1項に記載の車両検知装置。
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