JP2016148883A - 画像処理装置、車両の諸元算出方法、および車両の諸元算出プログラム - Google Patents

Abstract

【課題】走行路を走行している車両の大きさにかかる諸元を得るシステムのコストダウンを図り、且つシステムの設置作業にかかる手間を低減する。【解決手段】輪郭線検出機能部３３が、画像入力部２に入力されたフレーム画像を処理し、撮像されている車両について当該車両の輪郭線を検出する。寸法線推定機能部３４が、輪郭線検出機能部３３が検出した撮像されている車両の輪郭線に基づき、この車両の外形の大きさにかかる寸法線をフレーム画像上に推定する。算出機能部３５が、寸法線推定機能部３４が推定したフレーム画像上に推定した寸法線の長さ、フレーム画像上における車両１００の高さ方向の位置と、変換関数記憶部４が記憶する変換関数と、を用いて、このフレーム画像に撮像されている車両の大きさにかかる諸元を算出する。【選択図】図３

Description

この発明は、走行路を走行している車両を撮像したフレーム画像を処理して、その車両の大きさにかかる諸元（車幅Ｗ、車高Ｈ、車長Ｌ）を算出する技術に関する。

従来、走行路を走行している車両の大きさにかかる諸元（車幅Ｗ、車高Ｈ、車長Ｌ）を得る装置として、例えば特許文献１や特許文献２等に記載されたものがある。

これらの装置は、上方からレーザ光を道路に照射し、その反射光を検知することにより、走行路を走行している車両を検知するとともに、検知した車両について、その車両の幅（車幅Ｗ）、車両の高さ（車高Ｈ）、および車両の長さ（車長Ｌ）を得る構成である。レーザ光は、道路の幅方向（走行車両の幅方向）や、道路の長さ方向（走行車両の長さ方向）に走査される。レーザ光を照射する発光素子や、反射光を受光する受光素子を含むセンサ部は、走行路の路面から５ｍ程度上方に取り付けている。

特開２００２− ８１８８号公報 特開２０１３− ４０８７２号公報

しかしながら、上述した特許文献１や特許文献２等は、レーザ光を走査するための機構部（例えば、ポリゴンミラーを回転させる機構部）を必要とする構成であった。このため、システム全体の構築にかかる費用が高価であった。

また、レーザ光を走査するための機構部は、レーザ光の走査方向を道路の幅方向（走行車両の幅方向）や、道路の長さ方向（走行車両の長さ方向）に合わせる必要があり、システムの設置作業に手間がかかっていた。

この発明の目的は、走行路を走行している車両の大きさにかかる諸元を得るシステムのコストダウンを図り、且つシステムの設置作業にかかる手間を低減することができる技術を提供することにある。

この発明の画像処理装置は、上記目的を達成するため以下に示すように構成している。

画像入力部には、撮像装置が走行路における車両の走行方向に対して俯角をつけたアングルで撮像した走行路を走行している車両のフレーム画像が入力される。輪郭線検出部は、画像入力部に入力されたフレーム画像を処理し、撮像されている車両の輪郭線を検出する。そして、寸法線推定部が、輪郭線検出部が検出した撮像されている車両の輪郭線に基づき、この車両の外形の大きさにかかる寸法線をフレーム画像上に推定する。

車両と撮像装置との距離が長くなるにつれて、フレーム画像上における車両の高さ方向の撮像位置が上がる。また、車両と撮像装置との距離が長くなるにつれて、フレーム画像上における車両の大きさが小さくなる。すなわち、フレーム画像に撮像されている車両の大きさにかかる諸元（車幅Ｗ、車高Ｈ、車長Ｌ）は、フレーム画像上における車両の高さ方向の撮像位置と、フレーム画像上における車両の大きさとを用いることで算出できる。

記憶部は、フレーム画像上における撮像されている車両の高さ方向の位置を変数とし、フレーム画像上における寸法線の長さを、実寸に変換する変換関数を記憶する。すなわち、変換関数は、フレーム画像上における車両の大きさを、実際の大きさに変換する関数である。そして、算出部が、寸法線推定部がフレーム画像上に推定した寸法線の長さと、フレーム画像上における車両の高さ方向の位置と、記憶部が記憶する変換関数と、を用いて、このフレーム画像に撮像されている車両の大きさにかかる諸元を算出する。

このように、この構成では、車両が撮像されているフレーム画像を処理することにより、このフレーム画像に撮像されている車両の大きさにかかる諸元を得ることができる。すなわち、上述した特許文献１や特許文献２等に記載されている、レーザ光を走査するための機構部を不要にし、その代わりに撮像装置を利用したシステムとして構築できる。したがって、走行路を走行している車両の大きさにかかる諸元を得るシステムのコストダウンが図れる。また、撮像装置は、走行路を走行している車両が撮像できるアングルで設置すればよいので、撮像装置の設置が比較的ラフに行える。したがって、システムの設置作業にかかる手間も低減できる。

また、記憶部は、上記変換関数として、車幅Ｗを算出するのに用いる車幅変換関数、車高Ｈを算出するのに用いる車高変換関数、および車長Ｌを算出するのに用いる車長変換関数の３つを記憶するのが好ましい。すなわち、フレーム画像上に撮像されている車両の車幅Ｗ、車高Ｈ、および車長Ｌを算出するための変換関数を個別に定めるのがよい。

なお、この発明にかかる画像処理装置は、フレーム画像に撮像されている車両の大きさにかかる諸元として、車幅Ｗ、車高Ｈ、および車長Ｌの少なくとも１つを算出するものであればよい。記憶部は、車両の大きさにかかる諸元の中で、算出する種類の諸元にかかる変換関数を記憶すればよい。言い換えれば、記憶部は、車両の大きさにかかる諸元の中で、算出しない種類の諸元にかかる変換関数については記憶しなくてもよい。

また、輪郭線検出部は、例えば、画像入力部に入力されたフレーム画像を処理してエッジ画像を生成し、撮像されている車両について当該車両の輪郭線を検出すればよい。

さらに、フレーム画像上における車両の高さ方向の位置は、このフレーム画像上に撮像されている車両の幅方向に延びる当該車両と走行路の路面との境界線（この境界線は、車両の幅方向に延びる輪郭線や寸法線の１つである。）であって、このフレーム画像上において最も下方に位置する境界線の高さ方向の位置に応じて決定すればよい。

この発明によれば、走行路を走行している車両の大きさにかかる諸元を得るシステムのコストダウンを図り、且つシステムの設置作業にかかる手間を低減することができる。

画像処理装置の主要部の構成を示す図である。 図２（Ａ）、（Ｂ）は、撮像装置の取り付け例を示す図である。 画像処理部の機能構成を示す機能ブロック図である。 走行路を走行している車両を示す概略図である。 図５（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）は、車両を撮像したフレーム画像示す図である。 エッジ画像生成機能部により生成されるエッジ画像を示す図である。 車幅方向の輪郭線を示す図である。 車高方向の輪郭線を示す図である。 車長方向の輪郭線を示す図である。 図１０（Ａ）は、検出された車幅方向、車高方向、および車長方向の輪郭線を重ね合わせた図であり、図１０（Ｂ）は、推定した寸法線を示す図である。 画像処理装置の動作を示すフローチャートである。

以下、この発明の実施形態である画像処理装置について説明する。

図１は、この例にかかる画像処理装置の主要部の構成を示す図である。画像処理装置１は、画像入力部２と、画像処理部３と、変換関数記憶部４と、出力部５と、を備えている。

この例にかかる画像処理装置１には、撮像装置１０が接続されている。撮像装置１０は、図２に示すように、車両の走行路（高速道路や一般道路等の道路）の路面から５〜６ｍ上方に取り付けている。図２（Ａ）は、走行路を幅方向に見た平面図であり、図２（Ｂ）は上方から走行路の路面を見た平面図である。この例では、撮像装置１０は、図２に示すように、道路を幅方向に跨ぐように設置したガントリ１０１に取り付けている。撮像装置１０は、車両１００の走行方向に対して俯角をつけたアングルで走行路を走行している車両１００を略正面から撮像する。車両１００の走行方向おける撮像装置１０の撮像エリアの長さは、数十ｍ（２０〜３０ｍ）である。すなわち、撮像装置１０の撮像エリアは、道路を走行している車両が大型トレーラであっても、この大型トレーラ全体が撮像できる大きさである。撮像装置１０は、上述した撮像エリアを確保することができれば、ガントリ１０１以外の構造物に取り付けてもよい。

図示していない車両感知装置が、撮像装置１０に対して撮像を指示する信号を入力する。車両感知装置は、検知位置における車両１００の有無を、路面に埋め込んだループコイルや、路側帯に設けた超音波センサ等によって検知する。車両感知器は、車両１００を検知したとき（車両検知無しから、車両検知有りに切り替わったとき）に、撮像装置１０に対して撮像を指示する信号を入力する。この車両感知装置の感知位置は、撮像装置１０の撮像エリア内に位置し、且つ撮像を指示する信号を入力した撮像装置１０が検知した車両全体を収めたフレーム画像を撮像できる位置である。車長によっては、車両感知装置が車両１００を検知したとき（車両検知無しから、車両検知有りに切り替わったとき）、この車両１００の車尾が撮像装置１０の撮像エリア外に位置することもある。

撮像装置１０は、静止画像を撮像するディジタルスチルカメラであってもよいし、動画像を撮像するビデオカメラであってもよい。撮像装置１０が、ディジタルスチルカメラである場合、車両感知装置から撮像を指示する信号が入力されると、１フレームまたは数フレーム（５〜１０フレーム程度）の撮像を行う。また、撮像装置１０が、ビデオカメラである場合、車両感知装置から撮像を指示する信号が入力されると、予め定めた時間にわたって撮像を行う（５〜１０フレーム程度の撮像を行う。）。撮像装置１０であるビデオカメラのフレームレートは、数フレーム／ｓｅｃ程度（高いフレームレートを必要としない。）であればよい。撮像装置１０は、走行路を走行している車両１００を撮像したフレーム画像を画像処理装置１に入力する。

なお、撮像装置１０がビデオカメラである場合には、走行路の撮像を常時行っていてもよい。この場合には、車両感知装置は、車両を検知したことを示す信号を、画像処理装置１に入力してもよい。これにより、画像処理装置１は、撮像装置１０から入力されているフレーム画像について、車両１００が撮像されているフレーム画像であるかどうかを判定できる。

この例にかかる画像処理装置１は、撮像装置１０が撮像したフレーム画像を処理し、このフレーム画像に撮像されている車両１００の大きさにかかる諸元（車幅Ｗ、車高Ｈ、および車長Ｌ）を算出する。

画像入力部２には、撮像装置１０が走行路を撮像したフレーム画像が入力される。

画像処理部３は、画像入力部２に入力されたフレーム画像を処理し、このフレーム画像に撮像されている車両１００の大きさにかかる諸元（車幅Ｗ、車高Ｈ、車長Ｌ）を算出する。画像処理部３は、この発明にかかる画像処理方法を実行するコンピュータを備える。また、この発明にかかる画像処理プログラムグラムは、画像処理部３が備えるコンピュータにインストールされる。

変換関数記憶部４は、画像処理部３がフレーム画像に撮像されている車両１００の大きさにかかる諸元を算出するのに用いる変換関数を記憶している。変換関数記憶部４は、車幅Ｗを算出する際に用いる車幅変換関数ｗ（ａ）、車高Ｈを算出する際に用いる車高変換関数ｈ（ａ）、および車長Ｌを算出する際に用いる車長変換関数ｌ（ａ）を記憶している。車幅変換関数ｗ（ａ）、車高変換関数ｈ（ａ）、および車長変換関数ｌ（ａ）の詳細については後述する。

出力部５は、画像処理部３が算出した処理対象フレーム画像に撮像されている車両１００の諸元を上位装置（不図示）に出力する。この上位装置は、例えば、車両１００の通行量を車両１００の大きさで分類して集計する装置や、車両１００の大きさ（車幅、車高、または車長の少なくとも１つ）で走行を制限している走行路における違反車両の取り締まりを行う装置である。

図３は、画像処理部の機能構成を示す機能ブロック図である。画像処理部３は、処理対象フレーム画像選択機能部３１と、エッジ画像生成機能部３２と、輪郭線検出機能部３３と、寸法線推定機能部３４と、算出機能部３５とを備えている。

処理対象フレーム画像選択機能部３１は、画像入力部２に入力されたフレーム画像（撮像装置１０が撮像したフレーム画像）の中から、撮像されている車両１００の大きさにかかる諸元を算出するのに用いる処理対象フレーム画像を選択する。

図４は走行路を走行している車両を示す概略図である。図５（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）は、撮像装置が図４に示す車両を撮像したフレーム画像である。上述したように、撮像装置１０が図４に示す走行路を走行している車両１００を撮像した１、または複数のフレーム画像を画像入力部２に入力する。処理対象フレーム画像選択機能部３１は、画像入力部２に入力されたフレーム画像（図５（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）に示すフレーム画像）の中から、走行路を走行している車両全体が撮像されているフレーム画像を処理対象フレーム画像として選択する。言い換えれば、処理対象フレーム画像選択機能部３１は、車両１００の車尾や、車両１００の車頭がフレームアウトしているフレーム画像を処理対象フレーム画像として選択しない。例えば、処理対象フレーム画像選択機能部３１は、図５（Ｂ）に示すフレーム画像を処理対象フレーム画像として選択し、図５（Ａ）や、図５（Ｃ）に示すフレーム画像を処理対象フレーム画像として選択しない。

また、処理対象フレーム画像選択機能部３１は、走行路を走行している車両全体が撮像されているフレーム画像が画像入力部２に複数フレーム入力されている場合、車両１００全体が撮像されている複数フレームのフレーム画像の中からいずれか１つのフレーム画像を処理対象フレーム画像として選択する。例えば、処理対象フレーム画像選択機能部３１は、車両１００全体が撮像されている複数フレームのフレーム画像の中で撮像タイミングが時間的に最も早いフレーム画像を処理対象フレーム画像として選択する構成であってもよいし、撮像タイミングが時間的に最も遅いフレーム画像を処理対象フレーム画像として選択する構成であってもよいし、撮像タイミングが時間的に中間に位置するフレーム画像を処理対象フレーム画像として選択する構成であってもよい。

エッジ画像生成機能部３２は、処理対象フレーム画像選択機能部３１が選択した処理対象フレーム画像を処理し、この処理対象フレーム画像のエッジ画像を生成する。図６は、図５（Ｂ）に示すフレーム画像を処理対象フレーム画像とした場合のエッジ画像を示す図である。エッジ画像生成機能部３２は、公知のｓｏｂｅｌ（ソーベル）フィルタや、Ｐｒｅｗｉｔｔ(プレウィット)フィルタ等を用いて、処理対象フレーム画像のエッジ画像を生成する。エッジ画像生成機能部３２は、このエッジ画像の生成において処理対象フレーム画像上における垂直方向のエッジ強度、および処理対象フレーム画像上における水平方向のエッジ強度を検出することにより、検出したエッジ画素毎に、処理対象フレーム画像上におけるエッジの方向も検出する。

輪郭線検出機能部３３は、エッジ画像生成機能部３２が生成したエッジ画像を処理して、撮像されている車両の輪郭線を検出する。輪郭線検出機能部３３は、撮像されている車両１００の車幅方向にかかる輪郭線、車高方向にかかる輪郭線、および車長方向にかかる輪郭線を個別に検出する。

具体的には、
（１）エッジ方向が、処理対象フレーム画像上の垂直方向に対する傾きが−α°〜α°（αは、５°〜１０°）の範囲であるエッジ画素を抽出し、抽出したエッジ画素によって形成されるラインを車幅方向の輪郭線として検出する。図７は、図６に示すエッジ画像から検出された車幅方向の輪郭線を示す図である。

（２）エッジ方向が、処理対象フレーム画像上の水平方向に対する傾きが−α°〜α°（αは、５°〜１０°）の範囲であるエッジ画素を抽出し、抽出したエッジ画素によって形成されるラインを車高方向の輪郭線として検出する。図８は、図６に示すエッジ画像から検出された車高方向の輪郭線を示す図である。

（３）エッジ方向が、処理対象フレーム画像上の垂直方向に対する傾きが−α°〜α°（αは、５°〜１０°）の範囲でなく、且つ処理対象フレーム画像上の水平方向に対する傾きも−α°〜α°（αは、５°〜１０°）の範囲でないエッジ画素を抽出し、抽出したエッジ画素によって形成されるラインを車長方向の輪郭線として検出する。図９は、図６に示すエッジ画像から検出された車長方向の輪郭線を示す図である。

なお、輪郭線検出機能部３３によって検出された処理対象フレーム画像に撮像されている車両１００の輪郭線は、その一部が途切れていてもよい。また、ここで検出される輪郭線には、処理対象フレーム画像に撮像されている車両１００の端部にかかる輪郭線だけでなく、車両１００の中央部に存在する凹凸にかかる輪郭線も含まれる。

寸法線推定機能部３４は、輪郭線検出機能部３３が検出した輪郭線に基づき、車幅Ｗ、車高Ｈ、および車長Ｌにかかる寸法線を推定する。図１０（Ａ）は、検出された車幅方向、車高方向、および車長方向の輪郭線を重ね合わせた図である。図１０（Ｂ）は、推定した寸法線を示す図である。推定する寸法線は、処理対象フレーム画像上において直線である。

図１０（Ｂ）に示す寸法補助線Ａ、Ｂは、車幅方向の輪郭線に基づくものであり、寸法補助線Ｃ、Ｄは、車高方向の輪郭線に基づくものであり、寸法補助線Ｅは、車長方向の輪郭線に基づくものである。寸法補助線Ａは、フレーム画像上において最も下側に位置する車幅方向の輪郭線（車両１００の車頭と路面との境界に位置する車幅方向の輪郭線）に沿うように推定したものである。寸法補助線Ｂは、フレーム画像上において最も上側に位置する車幅方向の輪郭線（車両１００の車尾と路面との境界に位置する車幅方向の輪郭線）に沿うように推定したものである。

寸法補助線Ｃは、車頭の右端部に位置する車高方向の輪郭線に沿うように推定したものである。寸法補助線Ｄは、車頭の左端部に位置する車高方向の輪郭線に沿うように推定したものである。図１０では、寸法補助線Ｃは、車頭の右端部と路面との境界に位置する車高方向の輪郭線に沿うように推定している。

寸法補助線Ｅは、車両１００の右側面（または左側面）に位置する車長方向の輪郭線に沿うように推定したものである。より具体的には、寸法補助線Ｅは、処理対象フレーム画像上において、車両１００の側面と路面との境界に位置する車長方向の輪郭線（図１０では、車両１００の右側面に位置する車長方向の輪郭線）に沿うように推定したものである。

また、後述するように、処理対象フレーム画像上における寸法補助線Ａの高さ方向の位置によって、この処理対象フレーム画像上に撮像されている車両の高さ方向の位置が決定される。すなわち、この寸法補助線Ａが、この発明で言う境界線に相当する。

図１０に示すように、交点ｐ１は寸法補助線Ａと寸法補助線Ｃとの交点であり、交点ｐ２は寸法補助線Ａと寸法補助線Ｄとの交点であり、交点ｐ３は寸法補助線Ｃと寸法補助線Ｅとの交点であり、交点ｐ４は、寸法補助線Ｂと寸法補助線Ｅとの交点である。

この例では、交点ｐ１と交点ｐ２とを結ぶ線が、処理対象フレーム画像に撮像されている車両１００の車幅Ｗの寸法線（以下、車幅寸法線と言う。）である。交点ｐ１と交点ｐ３とを結ぶ線が、処理対象フレーム画像に撮像されている車両１００の車高Ｈの寸法線（以下、車高寸法線と言う。）である。交点ｐ３と交点ｐ４とを結ぶ線が、処理対象フレーム画像に撮像されている車両１００の車長Ｌの寸法線（以下、車長寸法線と言う。）である。

算出機能部３５は、変換関数記憶部４が記憶する変換関数（車幅変換関数ｗ（ａ）、車高変換関数ｈ（ａ）、および車長変換関数ｌ（ａ））を用いて、処理対象フレーム画像に撮像されている車両１００の大きさにかかる諸元として、車幅Ｗ、車高Ｈ、および車長Ｌを算出する。

ここで、変換関数記憶部４が記憶する変換関数について説明する。変換関数記憶部４は、上述したように、車幅変換関数ｗ（ａ）、車高変換関数ｈ（ａ）、および車長変換関数ｌ（ａ）を記憶している。車幅変換関数ｗ（ａ）は、車幅Ｗを算出する際に用いる関数である。車高変換関数ｈ（ａ）は、車高Ｈを算出する際に用いる関数である。車長変換関数ｌ（ａ）は、車長Ｌを算出する際に用いる関数である。

車幅変換関数ｗ（ａ）、車高変換関数ｈ（ａ）、および車長変換関数ｌ（ａ）は、この例では、
車幅Ｗ＝ｗ（ａ）＝α×ａ×（車幅寸法線の長さ）＋ｃ1
車高Ｈ＝ｈ（ａ）＝β×ａ×（車高寸法線の長さ）＋ｃ2
車長Ｌ＝ｌ（ａ）＝γ×ａ×（車長寸法線の長さ）＋ｃ3
であり、変数ａの一次関数である。

車幅寸法線の長さは、フレーム画像上における、交点ｐ１と、交点ｐ２との距離であり、
車高寸法線の長さは、フレーム画像上における、交点ｐ１と、交点ｐ３との距離であり、
車長寸法線の長さは、フレーム画像上における、交点ｐ３と、交点ｐ４との距離である。

ここで、処理対象フレーム画像上における、交点ｐ１の座標を（ｘ１，ｙ１）とし、交点ｐ２の座標は（ｘ２，ｙ２）とし、交点ｐ３の座標を（ｘ３，ｙ３）とし、交点ｐ４の座標を（ｘ４，ｙ４）とする。

車幅変換関数ｗ（ａ）、車高変換関数ｈ（ａ）、および車長変換関数ｌ（ａ）における変数ａは、撮像装置１０と、処理対象フレーム画像に撮像された車両と、の距離にかかる変数である。この例では、変数ａは、処理対象フレーム画像上における寸法補助線Ａの高さ方向の位置に応じて決定される値である。車両１００と撮像装置１０との距離が長くなるにつれて、処理対象フレーム画像上における車両の高さ方向の撮像位置が上がる。すなわち、車両１００と撮像装置１０との距離が長くなるにつれて、処理対象フレーム画像上における寸法補助線Ａの高さ方向の位置が上がる。変数ａは、処理対象フレーム画像上における、交点ｐ１または交点ｐ２のｙ座標（ｙ１またはｙ２）の値としてもよいし、交点ｐ１と交点ｐ２のｙ座標の値の平均値（ｙ１／２＋ｙ２／２）としてもよい。

また、α、β、γは、比例定数であり、ｃ１、ｃ２、ｃ３は、補正定数である。比例定数α、β、γ、および補正定数ｃ１、ｃ２、ｃ３は、予め設定されている。例えば、画像処理装置１は、本体、および撮像装置１０の設置後に、車幅Ｗ、車高Ｈ、および車長Ｌが既知である車両１００を複数台走行させ、各車両１００について得られた交点ｐ１〜ｐ４の座標を用いて、比例定数α、β、γ、および補正定数ｃ１、ｃ２、ｃ３を定めている。

算出機能部３５は、処理対象フレーム画像に撮像されている車両１００の車幅Ｗ、車高Ｈ、車長Ｌを、この車両１００について得られたフレーム画像上の交点ｐ１〜ｐ４の座標を用いて算出する。

このように、画像処理部３は、撮像装置１０と、処理対象フレーム画像に撮像された車両１００と、の距離を考慮して、処理対象フレーム画像に撮像されている車両１００の車幅Ｗ、車高Ｈ、車長Ｌを算出する。

以下、この例にかかる画像処理装置１の動作について説明する。図１１は、画像処理装置の動作を示すフローチャートである。

画像処理装置１は、撮像装置１０から画像入力部２にフレーム画像が入力されるのを待つ（ｓ１）。上述したように、図示していない車両感知装置が、走行路を走行している車両１００を検知すると、撮像装置１０に対して撮像を指示する信号を入力する。撮像装置１０は、車両感知装置から入力された信号に応じて走行路の撮像を行う。撮像装置１０は、走行路を走行している車両１００を撮像した複数のフレーム画像を画像入力部２に入力する。

画像処理装置１は、画像処理部３が画像入力部２に入力された複数のフレーム画像の中から、処理対象フレーム画像を選択する（ｓ２）。ｓ２で選択する処理対象フレーム画像は、走行路を走行している車両１００全体が撮像されているフレーム画像である。ｓ２にかかる処理は、画像処理部３の処理対象フレーム画像選択機能部３１が行う。

画像処理部３は、ｓ２で選択した処理対象フレーム画像のエッジ画像を生成する（ｓ３）。ｓ３では、公知のｓｏｂｅｌ（ソーベル）フィルタや、Ｐｒｅｗｉｔｔ(プレウィット)フィルタ等を用いて、処理対象フレーム画像のエッジ画像を生成する。ｓ３にかかる処理は、画像処理部３のエッジ画像生成機能部３２が行う。

画像処理部３は、処理対象フレーム画像に撮像されている車両１００の車幅方向にかかる輪郭線、車高方向にかかる輪郭線、および車長方向にかかる輪郭線を個別に検出する（ｓ４）。ｓ４にかかる処理は、画像処理部３の輪郭線検出機能部３３が行う。

ｓ４では、上述したように、
（１）エッジ方向が、処理対象フレーム画像上の垂直方向に対する傾きが−α°〜α°（αは、５°〜１０°）の範囲であるエッジ画素を抽出し、抽出したエッジ画素によって形成されるラインを車幅方向の輪郭線として検出する。

（２）エッジ方向が、処理対象フレーム画像上の水平方向に対する傾きが−α°〜α°（αは、５°〜１０°）の範囲であるエッジ画素を抽出し、抽出したエッジ画素によって形成されるラインを車高方向の輪郭線として検出する。

（３）エッジ方向が、処理対象フレーム画像上の垂直方向に対する傾きが−α°〜α°（αは、５°〜１０°）の範囲でなく、且つ処理対象フレーム画像上の水平方向に対する傾きも−α°〜α°（αは、５°〜１０°）の範囲であるエッジ画素を抽出し、抽出したエッジ画素によって形成されるラインを車長方向の輪郭線として検出する。

ｓ４で検出される輪郭線には、処理対象フレーム画像に撮像されている車両１００の端部にかかる輪郭線だけでなく、車両の中央部に存在する凹凸にかかる輪郭線も含まれる。

画像処理部３は、処理対象フレーム画像に撮像されている車両１００にかかる車幅寸法線、車高寸法線、および車長寸法線を推定する（ｓ５）。ｓ５にかかる処理は、画像処理部３の寸法線推定機能部３４が行う。ｓ３４では、上述したように、車幅方向の輪郭線に基づく寸法補助線Ａ、Ｂと、車高方向の輪郭線に基づく寸法補助線Ｃ、Ｄと、車長方向の輪郭線に基づく寸法補助線Ｅと、を推定する。そして、これらの寸法補助線Ａ〜Ｅの交点ｐ１〜ｐ４を得ることにより、処理対象フレーム画像に撮像されている車両１００にかかる車幅寸法線、車高寸法線、および車長寸法線を推定する。

なお、寸法補助線Ａは、フレーム画像上において最も下側に位置する車幅方向の輪郭線に沿うように推定したものであり、寸法補助線Ｂは、フレーム画像上において最も上側に位置する車幅方向の輪郭線に沿うように推定したものである。また、寸法補助線Ｃは、車頭の右端部に位置する車高方向の輪郭線に沿うように推定したものであり、寸法補助線Ｄは、車頭の左端部に位置する車高方向の輪郭線に沿うように推定したものである。また、寸法補助線Ｅは、車両の右側面（または左側面）に位置する車長方向の輪郭線に沿うように推定したものである。

画像処理部３は、変換関数記憶部４が記憶する上述した車幅変換関数ｗ（ａ）、車高変換関数ｈ（ａ）、および車長変換関数ｌ（ａ）を用いて、処理対象フレーム画像に撮像されている車両１００の車幅Ｗ、車高Ｈ、および車長Ｌを算出する（ｓ６）。ｓ６にかかる処理は、画像処理部３の算出機能部３５が行う。

処理対象フレーム画像に撮像されている車両１００の車幅Ｗは、処理対象フレーム画像上における、車幅寸法線の長さ（処理対象フレーム画像上における交点ｐ１と、交点ｐ２との距離）を車幅変換関数ｗ（ａ）に代入することにより算出できる。また、処理対象フレーム画像に撮像されている車両１００の車高Ｈは、処理対象フレーム画像上における、車高寸法線の長さ（処理対象フレーム画像上における交点ｐ１と、交点ｐ３との距離）を車高変換関数ｈ（ａ）に代入することにより算出できる。さらに、処理対象フレーム画像に撮像されている車両１００の車長Ｌは、処理対象フレーム画像上における、車長寸法線の長さ（処理対象フレーム画像上における交点ｐ３と、交点ｐ４との距離）を車長変換関数ｌ（ａ）に代入することにより算出できる。

なお、ｓ６にかかる演算では、処理対象フレーム画像上における車幅寸法線の高さ方向の位置に応じて決定した値（交点ｐ１のｙ座標、または交点ｐ２のｙ座標等）を、変数ａの値にする。

画像処理装置１は、出力部５から、ｓ６で算出した処理対象フレーム画像に撮像されている車両１００の車幅Ｗ、車高Ｈ、および車長Ｌを上位装置へ出力し（ｓ７）、ｓ１に戻る。

このように、この例にかかる画像処理装置１は、撮像装置１０が撮像した走行路を走行している車両１００を撮像したフレーム画像を処理して、撮像されている車両１００の車幅Ｗ、車高Ｈ、および車長Ｌを得ることができる。このため、従来のシステムのように、レーザ光を走査するための機構部を必要とせず、その代わりに撮像装置１０を利用したシステムとして構築できる。したがって、走行路を走行している車両の大きさにかかる諸元を得るシステムのコストダウンが図れる。また、撮像装置１０は、走行路を走行している車両１００が撮像できるアングルで設置すればよいので、撮像装置１０の設置が比較的ラフに行える。したがって、システムの設置作業にかかる手間も低減できる。

なお、上記の例では、画像処理装置１は、撮像装置１０が撮像したフレーム画像に撮像されている車両１００の車幅Ｗ、車高Ｈ、および車長Ｌを算出する構成としたが、車両の車幅Ｗ、車高Ｈ、および車長Ｌの少なくとも１つについて算出する構成であればよい。

１…画像処理装置
２…画像入力部
３…画像処理部
４…変換関数記憶部
５…出力部
１０…撮像装置
３１…処理対象フレーム画像選択機能部
３２…エッジ画像生成機能部
３３…輪郭線検出機能部
３４…寸法線推定機能部
３５…算出機能部

Claims (8)

1. 撮像装置が走行路における車両の走行方向に対して俯角をつけたアングルで撮像した前記走行路を走行している車両のフレーム画像が入力される画像入力部と、
   前記画像入力部に入力された前記フレーム画像を処理し、撮像されている車両について当該車両の輪郭線を検出する輪郭線検出部と、
   前記輪郭線検出部が検出した撮像されている車両の輪郭線に基づき、この車両の外形の大きさにかかる寸法線を前記フレーム画像上に推定する寸法線推定部と、
   前記フレーム画像上における撮像されている車両の高さ方向の位置を変数とし、前記フレーム画像上における寸法線の長さを、実寸に変換する変換関数を記憶する記憶部と、
   前記寸法線推定部が推定した前記フレーム画像上に推定した寸法線の長さと、前記フレーム画像上における車両の高さ方向の位置と、前記記憶部が記憶する変換関数と、を用いて、このフレーム画像に撮像されている車両の大きさにかかる諸元を算出する算出部と、を備えた画像処理装置。
2. 前記輪郭線検出部は、前記フレーム画像に撮像されている車両の輪郭線の１つとして、当該車両の幅方向に延びる第１の輪郭線を検出し、
   前記寸法線推定部は、前記フレーム画像上において、前記輪郭線検出部が検出した第１の輪郭線を基準にした第１の寸法線を推定し、
   前記記憶部は、前記変換関数の１つとして、前記フレーム画像上における撮像されている車両の高さ方向の位置を変数とし、前記フレーム画像上における第１の寸法線の長さを、実寸に変換する第１の変換関数を記憶し、
   前記算出部は、前記寸法線推定部が推定した前記フレーム画像上に推定した第１の寸法線の長さと、前記フレーム画像上における車両の高さ方向の位置と、前記記憶部が記憶する第１の変換換関数と、を用いて、このフレーム画像に撮像されている車両の車幅を算出する、請求項１に記載の画像処理装置。
3. 前記輪郭線検出部は、前記フレーム画像に撮像されている車両の輪郭線の１つとして、当該車両の高さ方向に延びる第２の輪郭線を検出し、
   前記寸法線推定部は、前記フレーム画像上において、前記輪郭線検出部が検出した第２の輪郭線を基準にした第２の寸法線を推定し、
   前記記憶部は、前記変換関数の１つとして、前記フレーム画像上における撮像されている車両の高さ方向の位置を変数とし、前記フレーム画像上における第２の寸法線の長さを、実寸に変換する第２の変換関数を記憶し、
   前記算出部は、前記寸法線推定部が推定した前記フレーム画像上に推定した第２の寸法線の長さと、前記フレーム画像上における車両の高さ方向の位置と、前記記憶部が記憶する第２の変換換関数と、を用いて、このフレーム画像に撮像されている車両の車高を算出する、請求項１、または２に記載の画像処理装置。
4. 前記輪郭線検出部は、前記フレーム画像に撮像されている車両の輪郭線の１つとして、当該車両の長さ方向に延びる第３の輪郭線を検出し、
   前記寸法線推定部は、前記フレーム画像上において、前記輪郭線検出部が検出した第３の輪郭線を基準にした第３の寸法線を推定し、
   前記記憶部は、前記変換関数の１つとして、前記フレーム画像上における撮像されている車両の高さ方向の位置を変数とし、前記フレーム画像上における第３の寸法線の長さを、実寸に変換する第３の変換関数を記憶し、
   前記算出部は、前記寸法線推定部が推定した前記フレーム画像上に推定した第３の寸法線の長さと、前記フレーム画像上における車両の高さ方向の位置と、前記記憶部が記憶する第２の変換換関数と、を用いて、このフレーム画像に撮像されている車両の車長を算出する、請求項１〜３のいずれかに記載の画像処理装置。
5. 前記輪郭線検出部は、前記画像入力部に入力された前記フレーム画像を処理してエッジ画像を生成し、撮像されている車両について当該車両の輪郭線を検出する、請求項１〜４のいずれかに記載の画像処理装置。
6. 前記フレーム画像上における車両の高さ方向の位置を、このフレーム画像上に撮像されている車両の幅方向に延びる当該車両と前記走行路の路面との境界線であって、このフレーム画像上において最も下方に位置する境界線の高さ方向の位置に応じて決定する高さ決定部を備えた、請求項１〜５のいずれかに記載の画像処理装置。
7. 前記画像入力部に入力された、撮像装置が走行路における車両の走行方向に対して俯角をつけたアングルで撮像した前記走行路を走行している車両のフレーム画像を処理し、撮像されている車両について当該車両の輪郭線を検出する輪郭線検出ステップと、
   前記輪郭線検出ステップが検出した撮像されている車両の輪郭線に基づき、この車両の外形の大きさにかかる寸法線を前記フレーム画像上に推定する寸法線推定ステップと、
   前記寸法線推定ステップが推定した前記フレーム画像上に推定した寸法線の長さ、および高さ方向の位置と、記憶部に記憶している変換関数と、を用いて、このフレーム画像に撮像されている車両の大きさにかかる諸元を算出する算出ステップと、を備えた車両の諸元算出方法であって、
   前記記憶部が記憶する変換関数は、前記フレーム画像上における撮像されている車両の高さ方向の位置を変数とし、前記フレーム画像上における寸法線の長さを、実寸に変換する関数である、車両の諸元算出方法。
8. 前記画像入力部に入力された、撮像装置が走行路における車両の走行方向に対して俯角をつけたアングルで撮像した前記走行路を走行している車両のフレーム画像を処理し、撮像されている車両について当該車両の輪郭線を検出する輪郭線検出ステップと、
   前記輪郭線検出ステップが検出した撮像されている車両の輪郭線に基づき、この車両の外形の大きさにかかる寸法線を前記フレーム画像上に推定する寸法線推定ステップと、
   前記寸法線推定ステップが推定した前記フレーム画像上に推定した寸法線の長さ、および高さ方向の位置と、記憶部に記憶している変換関数と、を用いて、このフレーム画像に撮像されている車両の大きさにかかる諸元を算出する算出ステップと、をコンピュータに実行させる車両の諸元算出プログラムであって、
   前記記憶部が記憶する変換関数は、前記フレーム画像上における撮像されている車両の高さ方向の位置を変数とし、前記フレーム画像上における寸法線の長さを、実寸に変換する関数である、車両の諸元算出プログラム。