JP2020126359A - 情報処理装置、サーバ、及び交通管理システム - Google Patents

情報処理装置、サーバ、及び交通管理システム Download PDF

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Abstract

【課題】視認性が劣化し、何らかの対応処置を行わなければならない交通標識を特定することができる、情報処理装置、サーバ、及び交通管理システムを提供する。【解決手段】複数の車両及びサーバを備える交通管理システムであって、前記車両は、走行中に交通標識を含む画像を生成し、前記交通標識を含む画像を前記サーバに送信し、前記サーバは、前記車両から送信された前記交通標識の画像と、基準となる前記交通標識の画像とを比較して、前記交通標識の視認性を評価した評価結果を蓄積し、蓄積された複数の評価結果に基づいて、前記交通標識の状態を判定する、ことを特徴とする。【選択図】図1

Description

本発明は、情報処理装置、サーバ、及び交通管理システムに関し、特に、道路標識の経年劣化等を検出するための情報処理装置、サーバ、及び交通管理システムに関する。
一般に、屋外に設置された道路標識は、設置時は極めて視認性が高いが、経年変化により塗料の劣化や汚れの付着等が進み、視認性の劣化が生じる。近年は、道路標識を車両の撮像部で取得した映像に基づいて自動認識する技術が研究されており、経年劣化が進んだ道路標識の種別・内容を確実に認識する標識識別装置が提案されている。
例えば、特許文献1には、可視光領域及び近赤外領域に感度を有して車両の進行方向前方の画像を撮像する撮像部と、近赤外光照射部とを有する車両用道路標識認識装置が記載されており、近赤外映像を利用して道路標識が写っているか否かを判定し、道路標識が写っていると判定されたときは、近赤外映像とカラー映像を合成した映像により、道路標識の種別、内容を認識することが開示されている。
特開2016−196233号公報
道路標識の認識し難さの要因は経年劣化だけではなく、標識に隣接する樹木の枝葉などが視認を阻害している場合、或いは道路標識の破損等により、標識の向きが変わる場合等が考えられる。このうち、視認を阻害する物が生じたときや交通標識が破損したとき等は、直ちに阻害物を取り除く作業、或いは、破損の修理が必要である。また、要因が経年劣化であっても、その度合いによっては、標識を取り替えざるを得ない。しかしながら、何らかの処置を行わなければならない標識を特定することは、従来手段が無く、困難であった。
従って、上記のような問題点に鑑みてなされた本発明の目的は、視認性が劣化した交通標識(道路標識、道路標示、信号機等)を特定することができる、情報処理装置、サーバ、及び交通管理システムを提供することにある。
本発明の一実施形態に係る交通管理システムは、複数の車両及びサーバを備える交通管理システムであって、前記車両は、走行中に交通標識を含む画像を生成し、前記交通標識を含む画像を前記サーバに送信し、前記サーバは、前記車両から送信された前記交通標識の画像と、基準となる前記交通標識の画像とを比較して、前記交通標識の視認性を評価した評価結果を蓄積し、蓄積された複数の前記評価結果に基づいて、前記交通標識の状態を判定する、ことを特徴とする。
本発明の一実施形態に係る情報処理装置は、撮像部を有する車両の情報処理装置であって、少なくとも交通標識の設置位置を含む地図情報を記憶する記憶部と、前記地図情報における交通標識の設置位置と車両の位置情報とを比較し、前記車両が前記交通標識を視認できる位置に達したとき、前記交通標識を含む画像を前記撮像部により撮影する制御を行う制御部と、前記交通標識を含む画像と当該画像を撮影したときの車両の位置情報をサーバに送信する通信部と、を備えることを特徴とする。
本発明の一実施形態に係る情報処理装置は、撮像部を有する車両の情報処理装置であって、走行中に前記撮像部で撮影した画像を分析して、前記画像中に交通標識が存在するかを判断する制御部と、前記画像中に交通標識が存在するとき、前記交通標識を含む画像と当該画像を撮影したときの車両の位置情報をサーバに送信する通信部と、を備えることを特徴とする。
また、本発明の一実施形態に係るサーバは、記憶部と制御部とを備えたサーバであって、複数の車両から送信された交通標識を含む画像を蓄積し、基準となる前記交通標識の画像を読み出し、また、前記交通標識の視認性を評価した評価結果を蓄積する記憶部と、送信された前記交通標識の画像と、基準となる前記交通標識の画像とを比較して、前記交通標識の視認性を評価し、蓄積された複数の視認性の前記評価結果に基づいて、前記交通標識の状態を判定する制御部と、を備えることを特徴とする。
本発明における情報処理装置、サーバ、及び交通管理システムによれば、視認性が劣化した交通標識を特定することできる。
交通標識の状態を判定するための実施形態を説明する図である。 一実施形態の交通管理システムの一例を説明する図である。 交通標識の視認性の変化について説明する図である。 一実施形態の情報処理装置の動作を示すフローチャートである。 一実施形態の情報処理装置の別の動作を示すフローチャートである。 一実施形態の交通管理システムのサーバの動作を示すフローチャートである。
以下、本発明の実施の形態について説明する。
(実施の形態)
図1は、交通標識の状態を判定するための実施形態を説明する図である。
図1には、交差点に近づく車両10とセンター(サーバ)20が示されている。本発明の交通管理システムが管理する対象としては、例えば、道路沿いに支柱等を用いて設置された道路標識1、道路に直接描かれた停止線等の道路標示2、信号機3等を含み、交通に関連する情報を表示する各種標識・標示である。本明細書では、交通に関連する情報を表示する各種標識・標示等をまとめて、「交通標識」ということとする。なお、交通標識を認識する場所は、交差点に限らず、任意の道路の任意の場所に設けられた交通標識を対象とすることができる。
また、図1では、道路標識1として、最高速度制限を表示する標識が例示されているが、交通標識の表示する内容に制限は無く、また、このような丸型の標識のみならず、進行方向別通行区分等の四角形の標識、一時停止等の三角形の標識等、任意の形状の標識であってよい。
車両10は、走行中に、撮像部(車載カメラ)により交通標識(道路標識1、停止線2、信号機3等)の画像を取得し、車両10の位置情報とともに、画像データをサーバ20に送信する。なお、図1では、車両10が1台のみ記載されているが、車両10は複数であってよく、各車両10が、取得した交通標識の画像データをサーバ20に送信する。なお、車両はガソリン車に限られず、電気自動車、HV車(hybrid vehicle)、FCV車(Fuel Cell Vehicle)等であってもよい。
サーバ20は、車両10からの画像データを受信する。サーバ20は、複数の車両10からの交通標識を含む画像を収集するとともに、これらをデータベース(記憶部)に蓄積する。さらに、サーバ20は、同じ交通標識の過去の画像データとの比較等を行い、交通標識の視認性(視認性の劣化度)の評価を行い、複数の評価結果から交通標識の状態を判定し、その判定結果もデータベースに記録する。このデータベースに蓄積された交通標識の状態の判定結果は、その後、交通標識の管理データとして外部に送信されてもよいし、また、交通標識の管理部署からのデータベースへのアクセスに対応して、データ(判定結果)を提供してもよい。
次に、交通標識の状態の判定を行う交通管理システムについて説明する。図2は、本発明の一実施形態の交通管理システム100の一例の全体図である。交通管理システム100は、センター(サーバ)20を備えており、サーバ20は、複数の車両10(第1車両101、・・・第n車両10n)からの情報を受信する。
車両10(101、・・・10n)は、撮像部11と、位置情報取得部12と、情報処理装置13とを備えている。情報処理装置13は、記憶部14と、制御部15と、通信部16を有する。各車両10の構成は同じであるので、第1車両101のみ説明する。
撮像部11は、いわゆる車載カメラであり、ここでは車両前方(外部)の画像を撮像するカメラを含む。撮像部11は、運転中及び停車中に車両前方の連続的な映像を生成し、生成した映像を記憶部14に記録するドライブレコーダであることが望ましい。本実施形態では、撮像部11は、交通標識(道路標識1、道路標示2、信号機3等)に近づくとき交通標識を含む映像を生成(撮影)する。
位置情報取得部12は、任意の衛星測位システムに対応する1つ以上の受信機を含む。例えば、位置情報取得部12は、GPS(Global Positioning System)受信機を含んでもよい。位置情報取得部12は、自車両10の位置情報(特に、交通標識の画像を取得した画像取得位置)を検出する。
情報処理装置13は、車両10に搭載されて、車両10の制御及び交通標識の映像の取得・送信等の処理を行う。情報処理装置13は、記憶部14、制御部15、通信部16を備える。
記憶部14は、各種情報を記録・格納する装置であり、1つ以上のメモリを含む。「メモリ」は、例えば半導体メモリ、磁気メモリ、又は光メモリ等であるが、これらに限られない。記憶部14に含まれる各メモリは、例えば主記憶装置、補助記憶装置、又はキャッシュメモリとして機能してもよい。記憶部14は、車両10の動作に関連する任意の情報を記憶する。例えば、記憶部14は、撮像部11で生成した映像や、位置情報取得部12で取得した位置情報を、その生成時の時間情報と関連付けて記憶する。本実施形態では、交通標識の設置位置及び交通標識の内容を示す地図情報を記憶することも有益である。また、生成した映像を制御部15で分析・処理した結果の情報を記憶してもよい。さらに、記憶部14は、自車両の車両制御プログラムの記憶等、車両の動作・制御に関する各種情報を蓄積する。
制御部15は1つ以上のプロセッサを備える。「プロセッサ」は、汎用のプロセッサ、又は特定の処理に特化した専用のプロセッサであってよい。例えば、車両10に搭載されたECU(Electronic Control Unit)が、制御部15として機能してもよい。制御部15は、第1車両全体の動作を制御する。例えば、制御部15は、撮像部11、位置情報取得部12、記憶部14、通信部16の制御を行うとともに、自車両の走行・動作に関する全ての制御を行う。制御部15は画像分析を行うことができ、本実施形態では、例えば、撮像部11で生成した映像を解析し、交通標識を検出することができる。
通信部16は、自車両10とサーバ20との間の通信を行う通信モジュールを含む。通信部16は、ネットワークに接続する通信モジュール、或いは、4G(4th Generation)及び5G(5th Generation)等の移動体通信規格に対応する通信モジュールを含んでもよい。例えば、車両10に搭載されたDCM(Data Communication Module)等の車載通信機が、通信部16として機能してもよい。本実施形態では、通信部16は、車両の位置情報に加え、生成した交通標識の映像をサーバ20に送信することができる。
センター(サーバ)20は、サーバ通信部21と、サーバ記憶部22と、サーバ制御部23を備えている。
サーバ通信部21は、サーバ20と車両10との間の通信を行う通信モジュールを含む。サーバ通信部21は、ネットワークに接続する通信モジュールを含んでもよい。サーバ通信部21は、車両10(第1車両101、・・・第n車両10n)から送信される情報(交通標識の検出位置情報、交通標識の映像データ等)を受信することができる。また、交通標識の状態の判定結果について、外部に情報を送信(提供)することができる。
サーバ記憶部22は、各種情報を記録・格納する装置であり1つ以上のメモリを含む。「メモリ」は、例えば半導体メモリ、磁気メモリ、又は光メモリ等であるが、これらに限られない。サーバ記憶部22に含まれる各メモリは、例えば主記憶装置、補助記憶装置、又はキャッシュメモリとして機能してもよい。サーバ記憶部22は、例えば、各車両10(第1車両101、・・・第n車両10n)から送信された情報(交通標識の検出位置情報、交通標識の映像データ等)を蓄積する。また、サーバ記憶部22は、受信した情報をサーバ制御部23で分析・処理した結果の情報を記憶することも行う。さらに、サーバ及びシステム全体の動作・制御に関する各種情報を蓄積する。
サーバ制御部23は1つ以上のプロセッサを備える。「プロセッサ」は、汎用のプロセッサ、又は特定の処理に特化した専用のプロセッサであってよい。サーバ制御部23は、サーバ通信部21、サーバ記憶部22の制御を行うとともに、サーバ及びシステム全体の動作に関する全ての制御を行う。また、本実施形態では、各車両10(第1車両101、・・・第n車両10n)から送信される情報(交通標識の検出位置情報、交通標識の映像データ等)を分析して、交通標識の視認性の評価、及び交通標識の状態の判定等を行う判定部として機能する。
図3は、交通標識の視認性の変化について説明する図である。
図3(A)は、設置したばかりの交通標識の例であり、視認性の良好な状態である。図3(B)は、経年劣化した交通標識の例であり、風雨により塗料の劣化・剥がれ等が生じて、標識の視認性が劣化している状態である。また、図3(C)は、支柱の破損等により、交通標識の向き等が変わり、道路を通行する車両からは、表示内容が視認し難くなった状態の例である。
図4は、車両10の情報処理装置13の動作を示すフローチャートである。図4は、車両10の情報処理装置13が、交通標識の設置位置を示す地図情報を備えている場合の処理である。図4のフローチャートに基づいて、車両10の情報処理装置13の処理を詳細に説明する。
ステップ11(S11):まず、情報処理装置13は、記憶部14から、交通標識の設置位置及びその交通標識の内容が示された地図情報を読み出す。なお、この地図情報は、任意のタイミングでサーバ20から通信部16を介してダウンロードしたものであってよい。
ステップ12(S12):情報処理装置13は、位置情報取得部12により、走行中の自車両10の位置情報を取得する。
ステップ13(S13):情報処理装置13は、取得した位置情報と地図情報を対応させて、走行中の道路の前方に交通標識が設置されているか、すなわち、車両が交通標識を視認できる位置にいるかを、制御部15で判断する。設置されている場合(交通標識を視認できる位置に達した場合)はステップ14に進み、設置されていない場合は、ステップ12に戻る。
ステップ14(S14):情報処理装置13は、撮像部11を制御し、地図情報に基づいて、交通標識が設置されている場所の画像を生成する。この場合は、情報処理装置13の制御部15が画像から交通標識の認識を行う必要はなく、制御部15の処理が軽減される。また、仮に交通標識が認識し難い状態にあったとしても、地図情報に基づいて、交通標識を含む画像が確実に取得できる。なお、撮像部11により常に映像が生成されて記憶部14に蓄積されている場合は、蓄積された映像から、交通標識が設置されている場所の画像を抽出してもよい。
ステップ15(S15):情報処理装置13は、通信部16を用いて、ステップ12で取得した車両位置情報と、ステップ14で生成した交通標識を含む画像データを、サーバ20に送信する。その後、情報処理装置13は処理を終了する。
図5は、車両10の情報処理装置13の別の動作を示すフローチャートである。図5は、車両10の情報処理装置13が、交通標識の設置位置を示す地図情報を備えていない場合の処理である。なお、交通管理システム100としては、図4と図5のどちらの処理も採用することができる。図5のフローチャートに基づいて、車両10の情報処理装置13の処理を詳細に説明する。
ステップ21(S21):まず、情報処理装置13は、走行中に撮像部11を制御し、撮像部11により車両前方の映像(画像)を生成する。
ステップ22(S22):次に、情報処理装置13は、撮像部11により生成された映像(画像)を分析し、映像中に、交通標識が存在するか判断する。この判断は、制御部15により、生成された映像に対して、所定の画像処理を行うことで可能である。例えば、撮像された画像の中から、エッジで囲まれた閉領域を探索して、見つかった閉領域のサイズ、位置、色階調、平均画素値等を求めることにより、道路標識1であるか否かを判断することができる。また、道路に描かれた図形のサイズ、形状、色階調、輝度等を求めることにより、道路標示2であるか否かを判断することができる。信号機3も同様に画像から判断可能である。交通標識が存在すると判断された場合はステップ23に進み、交通標識が存在しないと判断された場合はステップ22に戻る。
ステップ23(S23):情報処理装置13は、位置情報取得部12により、走行中の自車両の位置情報(画像を撮影したときの車両位置情報)を取得する。
ステップ24(S24):情報処理装置13は、通信部16を用いて、ステップ23で取得した車両位置情報と、ステップ22で交通標識が存在すると判断した画像データを、サーバ20に送信する。その後、情報処理装置13は処理を終了する。
図6は、交通管理システム100のサーバ20の動作を説明するフローチャートである。図6のフローチャートに基づいて、サーバ20の処理を詳細に説明する。
ステップ31(S31):まず、サーバ20は、サーバ通信部21により、車両10(情報処理装置13)から送信された画像データを受信する。なお、画像データを取得したときの車両位置情報も併せて受信する。
ステップ32(S32):サーバ20は、受信した画像データを、車両位置情報及び時刻情報とともに、サーバ記憶部(データベース)22に記憶する。なお、時刻情報は、サーバ20側で受信時刻をもとに付加することができるが、車両10側で画像データを取得した時刻を当該画像データに付加して送信することにより、より正確な時刻情報が得られる。
ステップ33(S33):サーバ20は、受信した画像データに含まれる交通標識に対応する、基準標識画像(基準となる交通標識の画像)をサーバ記憶部22から読み出す。この基準標識画像は、画像データ中の交通標識の劣化度を評価するための基準となる画像である。基準標識画像は、理想的な交通標識を示す画像データであってもよいし、過去(劣化が進む前)に同じ場所で同じ時間帯に撮影された実際の交通標識の画像であってもよい。比較対象が一定の基準標識画像であれば、安定した評価を行うことができる。
ステップ34(S34):サーバ20は、車両10より受信した画像データと、ステップ33で読み出した基準標識画像とを比較して、交通標識の視認性(視認性の劣化度)を評価する。例えば、車両10より受信した画像データ中の交通標識の画像と、基準標識画像とを画素値のレベルで比較し、両者の形状、色階調、輝度等の差分を求める。この差分を分析し(例えば、基準標識画像からの多次元距離を求め)、基準標識画像からの視認性の劣化度として評価することができる。
なお、この視認性の劣化の評価に際しては、交通標識自体の劣化(内的要因)以外に、周囲の状況による視認性劣化(外的要因)も評価することが望ましい。例えば、交通標識の周囲の樹木が成長し、標識を覆い隠す場合がある。また、交通標識の背景若しくは近接した場所に、標識と同系色の構造物が設置され、交通標識が視認し難くなることがある。
このうち、標識を覆い隠す遮蔽物(視認の阻害物)が生じたときは、交通標識の画像の形状変化、又は、色階調・輝度の変化に阻害物の存在が現れるから、前述の視認性の劣化度の評価の一環として把握できる。しかしながら、背景や周囲の変化による視認性の劣化は、交通標識の画像比較だけでは評価できない。したがって、受信した画像データにおいて、交通標識とその周囲の色階調、輝度等の近似度を調べ、周囲と色階調、輝度等が近似している場合は視認性が悪いとの評価を加えることも、より正確な評価を行うために、有効である。
ステップ35(S35):サーバ20は、ステップ34で得られた視認性の評価結果を、画像データに対応させて、サーバ記憶部22に記憶する。
ステップ36(S36):サーバ20は、一つの交通標識について、多くの車両10から送信された画像データに基づく視認性の評価結果を、サーバ記憶部22に蓄積している。そこで、サーバ20のサーバ制御部23は、蓄積された複数の評価結果に基づき、これらを総合的に評価して、当該交通標識の状態を判定する。これは、例えば視認性の評価結果の悪いデータが1つあったとしても、交通標識が劣化したのか、その画像を取得した車両10の撮像部11が劣化していたのか、1つのデータのみでは判断できないからである。例えば、時間経過とともに視認性が次第に劣化していることが多数のデータから裏付けられる場合は、交通標識が経年劣化していると判定することができる。また、視認性が良好であった標識が、あるときから急激に視認性が劣化し、その状態がつづいているときは、何らかの要因で交通標識が破損した疑いがあると判定することができる。このように、複数の評価結果に基づいて、交通標識の状態を判定する。
ステップ37(S37):サーバ20は、ステップ36で得られた交通標識の状態の判定結果を、サーバ記憶部22に蓄積する。その後、処理を終了する。
サーバ記憶部(データベース)22に蓄積された交通標識の状態の判定結果は、その後、外部に(例えば、交通標識の維持管理をする部署に)情報提供され、状態の悪い交通標識から順に補修を行う等、効率的な補修作業を行う一助となり得る。
以上のとおり、本発明によれば、視認性が劣化し、状態の悪い交通標識を特定することができ、交通標識の修復を効率的に行うことができる。
上記の実施の形態では、車両の情報処理装置における、画像中に交通標識が存在するかの判断、或いは、サーバにおける、交通標識の視認性の評価において、画像処理方法の一例を示したが、画像処理方法は例示のものに限られない。例えば、パターンマッチング、特徴点抽出、及び機械学習等、任意の画像認識アルゴリズムが採用可能である。
上記の実施の形態では、交通管理システム100の構成と動作について説明したが、本発明はこれに限らず、複数の車両から送信された交通標識を含む画像を蓄積し、基準となる標識画像を読み出し、送信された交通標識の画像と基準となる標識画像とを比較して、視認性を評価した評価結果を蓄積し、蓄積された複数の評価結果に基づいて、交通標識の状態を判定する、交通管理方法として構成されてもよい。
なお、上述した車両10の情報処理装置13又はサーバ20として機能させるためにコンピュータを好適に用いることができ、そのようなコンピュータは、情報処理装置13又はサーバ20の各機能を実現する処理内容を記述したプログラムを該コンピュータの記憶部に格納しておき、該コンピュータのCPUによってこのプログラムを読み出して実行させることで実現することができる。なお、このプログラムは、コンピュータ読取り可能な記録媒体に記録可能である。
上述の実施形態は代表的な例として説明したが、本発明の趣旨及び範囲内で、多くの変更及び置換ができることは当業者に明らかである。したがって、本発明は、上述の実施形態によって制限するものと解するべきではなく、特許請求の範囲から逸脱することなく、種々の変形や変更が可能である。例えば、実施形態に記載の複数の構成ブロックを1つに組み合わせたり、あるいは1つの構成ブロックを分割したりすることが可能である。
1 道路標識
2 道路標示
3 信号機
10 車両
11 撮像部
12 位置情報取得部
13 情報処理装置
14 記憶部
15 制御部
16 通信部
20 サーバ
21 サーバ通信部
22 サーバ記憶部
23 サーバ制御部
100 交通管理システム

Claims (6)

  1. 複数の車両及びサーバを備える交通管理システムであって、
    前記車両は、走行中に交通標識を含む画像を生成し、前記交通標識を含む画像を前記サーバに送信し、
    前記サーバは、前記車両から送信された前記交通標識の画像と、基準となる前記交通標識の画像とを比較して、前記交通標識の視認性を評価した評価結果を蓄積し、蓄積された複数の前記評価結果に基づいて、前記交通標識の状態を判定する、
    ことを特徴とする交通管理システム。
  2. 請求項1に記載の交通管理システムにおいて、
    前記サーバは、さらに、前記交通標識の状態の判定結果を蓄積し、前記判定結果を外部に情報提供する、
    ことを特徴とする交通管理システム。
  3. 請求項1又は2に記載の交通管理システムにおいて、
    前記サーバは、前記車両から送信された前記交通標識の画像を蓄積しており、前記基準となる前記交通標識の画像は、過去に蓄積された前記交通標識の画像である
    ことを特徴とする交通管理システム。
  4. 撮像部を有する車両の情報処理装置であって、
    少なくとも交通標識の設置位置を含む地図情報を記憶する記憶部と、
    前記地図情報における交通標識の設置位置と車両の位置情報とを比較し、前記車両が前記交通標識を視認できる位置に達したとき、前記交通標識を含む画像を前記撮像部により撮影する制御を行う制御部と、
    前記交通標識を含む画像と当該画像を撮影したときの車両の位置情報をサーバに送信する通信部と、
    を備えることを特徴とする車両の情報処理装置。
  5. 撮像部を有する車両の情報処理装置であって、
    走行中に前記撮像部で撮影した画像を分析して、前記画像中に交通標識が存在するかを判断する制御部と、
    前記画像中に交通標識が存在するとき、前記交通標識を含む画像と当該画像を撮影したときの車両の位置情報をサーバに送信する通信部と、
    を備えることを特徴とする車両の情報処理装置。
  6. 記憶部と制御部とを備えたサーバであって、
    複数の車両から送信された交通標識を含む画像を蓄積し、基準となる前記交通標識の画像を読み出し、また、前記交通標識の視認性を評価した評価結果を蓄積する記憶部と、
    送信された前記交通標識の画像と、基準となる前記交通標識の画像とを比較して、前記交通標識の視認性を評価し、蓄積された複数の視認性の前記評価結果に基づいて、前記交通標識の状態を判定する制御部と、
    を備えることを特徴とするサーバ。
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