JP2690563B2 - 交通情報処理装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、画像処理を用いて、路上を走行する車両
の車速や車間距離などの車両交通情報を計測する交通情
報処理装置に関する。

〔従来の技術〕

近年、交通管制のための情報を得る手段として、ITV
カメラを用いた交通流計測装置が実用化されている。第
６図は特開昭63−50757のトンネル内を走行する車両の
速度を測定する速度測定方式の構成を示すブロック図で
ある。図において、１は車両を所定位置から撮像する撮
像手段としてのITVカメラ、２はITVカメラ１から出力さ
れる映像信号を２値化する２値化回路、３はその映像信
号に含まれる同期信号を水平同期信号と垂直同期信号と
に分離する同期分離回路、４はタイミング信号を発生す
るタイミング発生回路、５は２値化回路２で２値化され
た映像信号の端点を抽出する端点抽出回路、６はその端
点座標を記憶する座標記憶回路、７はその記憶された座
標に基づいて所定の処理を行なう処理回路である。

次に第２図も参照してこの従来技術の動作について説
明する。第２図は、トンネル内を走行する自動車の様子
を表わしたものであり、20a,20b,20cは自動車、21は自
動車20aのテールランプ、22は自動車20bのヘッドラン
プ、23は車体の反射による輝点、24は自動車20cのその
他のランプである。トンネル内では、自動車20aなどは
テールランプ21を点灯して走行する事を前提にして、こ
のテールランプ21を見つけることにより自動車20aなど
の検出を行う。

ITVカメラ１により撮像されたトンネル内の映像に対
応した映像信号は、２値化回路２に入力され、予め設定
されたスレッショルドレベルにより２値化される。前記
同期信号は、２値化回路２と同時に同期分離回路３に入
力され、水平同期信号HDと垂直同期信号VDとに分離され
た後、それぞれタイミング発生回路４に入力される。そ
してタイミング発生回路４は、後述する端点の座標デー
タ作成のためのクロックパルスを、前記同期分離回路３
から入力される前記各同期信号に同期させて発生し、該
クロックパルスを端点抽出回路５に入力する。

一方、前記２値化回路２で２値化された映像信号は、
引き続いて前記端点抽出回路５に入力され、その端点を
抽出される。ここで、前記端点は、別にタイミング発生
回路４から端点抽出回路５に入力されるXYアドレスによ
り設定されたXY座標上における前記２値化データの内の
白画信号域の１座標として認識される。このようにして
端点抽出回路５により抽出された前記端点の座標データ
は、ついで座標記憶回路６に記憶される。なお、この座
標記憶回路６における端点の座標データの記憶動作は、
一定時間間隔ｔ秒毎に行われる。

ついで処理回路７は、前記座標記憶回路６に記憶され
た各端点の座標データの内の後述する不要データを除去
し、前記自動車20aのテールランプ21に対応する端点の
座標データのみを抽出しつつ、該端点の前記XY座標上に
おけるｔ＊ｎ秒間の移動量を求め、さらに該移動量を実
際の路面上における自動車20aの走行距離に変換するこ
とにより当該自動車20aの走行速度を算出する。ここで
不要データとは、車体の反射による輝点23や画面上で最
も下に現われる自動車以外の自動車のランプなどを言
い、不要データの除去は、不要データがテールランプ21
の下には現われないことから、Ｙが最大値であり、かつ
Ｘ値が最小値である端点が１台の自動車の左側テールラ
ンプに相当することにより、それ以外の点を除去するこ
とによって実行される。

〔発明が解決しようとする課題〕

従来の速度測定方式は以上のように構成されているの
で、１画面において１台の車両しか検出させることがで
きず、複数車線を処理するためには、車線数だけの処理
装置が必要となり、車両が連なった場合、１台の車両に
対する検出回数が少なくなることより、速度検出の精度
が悪くなるなどの問題点があった。

この発明は上記のような問題を解消するためになされ
たもので、１画面において複数台の車両を検出すること
ができ、車両の速度、車間距離、交通量などの車両交通
情報の計測精度の向上を図れる交通情報処理装置を得る
ことを目的とする。

〔課題を解決するための手段〕

この発明の請求項１に係る交通情報処理装置は、車両
（自動車20a,20b,20c）を所定位置から撮像する撮像手
段（ITVカメラ１）から出力される映像信号に基づいて
車両位置を検出するための変化点データを抽出する変化
点抽出回路８と、この変化点抽出回路で抽出された変化
点データに基づいて車両位置を抽出する車両抽出回路10
と、この車両抽出回路で抽出された車両位置の３次元位
置と車両の３次元形状とから、当該車両自身の一部もし
くは全部を囲む３次元領域を作成し、この３次元領域を
２次元画面領域に変換してなる当該２次元画面領域（点
30a,30b,31a,31bで囲まれる領域）を、当該車両以外に
他の車両が存在し得ない不在領域として作成する不在領
域作成回路11と、処理回路７と、を備え、上記車両抽出
回路10は、上記撮像手段で撮像された一枚の画像におい
て、上記不在領域作成回路11によって作成された上記不
在領域を除いた画像内に変化点データが存在する場合
は、存在する変化点データに基づいて他の車両の車両位
置を抽出して上記不在領域作成回路11に出力する処理
を、当該不在領域作成回路11で作成された不在領域を除
く当該画像内における変化点データが無くなるまで繰り
返して行うことにより、一枚の画像において複数の車両
を検出し、上記処理回路７は、上記車両抽出回路10から
順次送られてくる複数の画像にわたって抽出された複数
の車両の抽出結果に基づいて複数の車両に関する交通情
報を計測する。

また、本発明の請求項２に係る交通情報処理装置は、
上記請求項１の不在領域作成回路の代わりとして、車両
抽出回路で抽出された車両位置の３次元位置と，当該車
両位置の３次元位置に対して他の車両が３次元上で存在
不可能となる位置の制限（車間距離による制限，車線や
壁面により制限）と，に基づいて、当該車両位置に対し
て他の車両が存在し得ない３次元領域を求めて作成し、
この３次元領域を２次元画面領域に変換してなる当該２
次元画面領域（第５図に示す不在領域）を、当該車両以
外に他の車両が存在し得ない不在領域として作成する不
在領域作成回路11を備えたものである。

〔作用〕

撮像手段（ITVカメラ１）は車両（自動車20a,20b,20
c）を所定位置から撮像し、変化点抽出回路８はその撮
像手段から出力される映像信号に基づいて車両位置を検
出するための変化点データを抽出する。車両抽出回路10
は変化点抽出回路８で抽出された変化点データに基づい
て車両位置を抽出し、不在領域作成回路11は、車両抽出
回路10で抽出される車両位置に基づいて当該車両に関し
て当該車両以外に他の車両が存在し得ない不在領域を作
成する。そして、上記車両抽出回路10は、上記撮像手段
で撮像された一枚の画像において、上記不在領域作成回
路11によって作成された上記不在領域を除いた画像内に
変化点データが存在する場合は、存在する変化点データ
に基づいて他の車両の車両位置を抽出して上記不在領域
作成回路11に出力する処理を、当該不在領域作成回路11
で作成された不在領域を除く当該画像内における変化点
データが無くなるまで繰り返して行う。これにより、車
両抽出回路10は、一枚の画像において、複数の車両を検
出する。処理回路７は車両抽出回路10の複数シーンにわ
たる車両の抽出結果を用いて車両の走行速度、車間距
離、交通量などの車両交通情報を計測する。

〔発明の実施例〕

第１図はこの発明の一実施例に係る交通情報処理装置
の要部構成を示すブロック図である。図において、１は
車両を所定位置から撮像する撮像手段としてのITVカメ
ラ、２はITVカメラ１から出力される映像信号を２値化
する２値化回路、３は２値化回路２からの２値化信号に
より車両位置を検出するための変化点データを抽出する
変化点抽出回路、９はその変化点の座標を記憶する変化
点座標記憶回路、10はその変化点データに基づいて車両
位置を抽出する車両抽出回路、11は車両抽出回路10で抽
出される車両位置に基づいて当該車両に関して当該車両
以外に他の車両が存在し得ない不在領域を作成する不在
領域作成回路である。また、特に車両抽出回路10は、不
在領域作成回路11によって作成された不在領域以外に存
在する変化点データを用いて再び車両位置の抽出を変化
点データがなくなるまで実行する。処理回路７は車両抽
出回路10の複数シーンにわたる車両の抽出結果を用いて
車両の走行速度、車間距離、交通量などの車両交通情報
を計測する。すなわち、車両抽出回路10は、ITVカメラ
１で撮像された一枚の画像において、不在領域作成回路
11によって作成された領域以外に変化点データが存在す
る場合は、変化点データが無くなるまで、存在する変化
点データに基づいて別の車両を抽出して不在領域作成回
路11に出力することにより、一枚の画像において複数の
車両を検出可能とするものである。よって、処理回路７
は、車両抽出回路10から順次送られてくる複数の画像に
わたって抽出された複数の車両の抽出結果に基づいて複
数の車両に関する交通情報を計測するので、複数画像に
わたる複数の車両の状況に基づく多種多様な交通情報が
得られる。

次に動作について説明する。ITVカメラ１により撮像
されたトンネル内の自動車映像に対応した映像信号は、
２値化回路２に入力され、予め設定されたスレッショル
ドレベルにより２値化される。変化点抽出回路８は、２
値化データを水平ライン方向にアクセスし、２値化デー
タが０から１及び１から０に変化する点を抽出する。各
変化点のXY座標は変化点座標記憶回路９に記憶される。
車両抽出回路10は変化点データを用いて第２図に示すよ
うなテールランプ21あるいはヘッドランプ22を抽出する
ことにより自動車20aあるいは自動車20bを検出する。探
索は画面の下より行い、１台の自動車が検出されたと
き、その位置データを不在領域作成回路11に送る。

ところで、自動車20a,20b,20cの車体部には、テール
ランプ21あるいはヘッドランプ22以外に車体の反射23や
フォグランプや電飾ランプなどのその他ランプ24による
輝点がテールランプ21あるいはヘッドランプ22の上部に
存在し、それが他の自動車を検出する際のノイズとな
る。

不在領域作成回路11は、車両抽出回路10で抽出される
車両位置に基づいて当該車両に関して当該車両以外に他
の車両が存在し得ない他車両不在領域を作成する。この
他車両不在領域を作成することにより、結果的に、他の
車両を特定するために不要なデータが取り除かれること
になり、車両抽出回路10で複数の車両を検出できるよう
になる。ここでその領域の作成方法についてテールラン
プ21抽出の場合を例にあげて述べる。車両抽出回路10に
よって与えられた左右両方のテールランプ21の画面座標
を30a,30bとする。これらの座標を３次元座標に変換
し、このとき得られるそれぞれの座標値を30a′,30b′
とする。これらの点を基準に、TVカメラ１で車体が写る
領域の上側の点を求める。第３図は普通車に対する不在
領域作成方法を示したものであるが、その上側の点は普
通車の場合は車体の中心付近最高部の両端の位置31a′,
31b′となる。これらの点を再び画面座標に変換して得
られる点をそれぞれ31a,31bとしたとき、30a,30b,31a,3
1bで囲まれる領域を該車両に対する不在領域とする。

ここでもう１つの不在領域の作成方法について述べ
る。第２図に示すような自動車20a,20b,20cをITVカメラ
１で撮像する場合は、道路の脇に設置される場合が多
い。このとき画面奥に向かって左にカメラ１を設置した
場合を考えると道路は斜めの方向から撮像されることに
なり、自動車は右下から、左上へあるいはその逆の方向
に向かって移動する。ここで走行車線のうちの１つの車
線上を走る自動車のみを検出対象とした場合を考える
と、前後を走行する２台の自動車には、第４図に示すよ
うな制限がある。即ち自動車の前後には、車間距離が、
また自動車の右側には車線や壁面による制限が加えられ
ている。右車線の自動車をヘッドランプを用いて検出す
る場合、始めに車両抽出回路10によって得られた左右い
ずれか一方のヘッドランプ22の画面座標を３次元座標に
変換する。その位置から画面奥に向かう方向に、道路に
対して平行に３次元的に車間距離だけ移動し、つづいて
道路に対して垂直な方向に右側制限限界まで移動した点
の３次元位置（高さはランプ高さ）を求め、それを再び
画面座標に変換したときに得られるＸ座標値50（第５図
参照）を求める。第５図に示すように画面上でこのＸ座
標値50より右側には、後方の車両は存在しないことによ
り、この領域を不在領域とする。この不在領域作成方法
は、車両抽出回路10で得られた車両位置を基準とし、一
定距離離れ、左右何れかあるいは左右両方に走行位置の
拘束制限があり、画面上で該車両より上部に位置する他
車両の不在領域を画面座標系で作成するものである。以
上のような２つの方法によって他車両不在領域が作成さ
れる。車両抽出回路10は、不在領域作成回路11によって
作成された他車両不在領域以外に存在する変化点データ
を用いて再び自動車20a,20b,20cの検出を行う。車両抽
出回路10は、変化点データがなくなるまで上記動作を実
行し、最後に抽出結果を処理回路７に送る。処理回路７
は、複数シーンにわたる車両抽出結果を用いて、自動車
20a,20b,20cの走行速度、車間距離、交通量などの計測
値を求める。

なお、上記実施例では、２値化データを用いたが、濃
淡データでもよく、車体抽出の基本データとして変化点
データを用いたが、自動車の特徴を表わす基本データな
らなんでもよい。

また、トンネル内走行車を対象としたが、一般道路走
行車でもよく、車両抽出回路10では、テールランプ21や
ヘッドランプ22を抽出対象としたが、バンパーやボディ
下部あるいは上部などを抽出対象としてもよい。

〔発明の効果〕

以上のように本発明によれば、他の車両が不在となる
他車両不在領域を画面座標系で作成し、この他車両不在
領域以外に存在する変化点データを用いて車両を抽出
し、車両の走行速度、車間距離、交通量などの車両交通
情報を計測するようにしたので、１台の車両を検出した
とき、その車両の位置を基準にし、他の車両のデータに
影響を与えることなく、検出された車両自体の映像的な
ノイズを除去することが可能となり、これにより１画面
で複数台の車両が検出でき、車両の速度、車間距離、交
通量などの車両交通情報の計測精度が向上するという効
果が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例に係る交通情報処理装置の
構成を示すブロック図、第２図はこの実施例及び従来例
においてトンネル内を走行する自動車をITVカメラで撮
像した画像を示す原理説明図、第３図はこの実施例にお
いて３次元モデルを用いた不在領域作成方法を示す説明
図、第４図はこの実施例において一車線上を走行する２
台の自動車の制限条件を示す説明図、第５図はこの実施
例において制限条件を用いた不在領域作成方法を示す説
明図、第６図は従来の速度測定方式の構成を示すブロッ
ク図である。 １……ITVカメラ（撮像手段）、７……処理回路、８…
…変化点抽出回路、10……車両抽出回路、11……不在領
域作成回路、20a,20b,20c……自動車（車両）。

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】車両を所定位置から撮像する撮像手段から
   出力される映像信号に基づいて車両位置を検出するため
   の変化点データを抽出する変化点抽出回路と、この変化
   点抽出回路で抽出された変化点データに基づいて車両位
   置を抽出する車両抽出回路と、この車両抽出回路で抽出
   された車両位置の３次元位置と車両の３次元形状とか
   ら、当該車両自身の一部もしくは全部を囲む３次元領域
   を作成し、この３次元領域を２次元画面領域に変換して
   なる当該２次元画面領域を、当該車両以外に他の車両が
   存在し得ない不在領域として作成する不在領域作成回路
   と、処理回路と、を備え、 上記車両抽出回路は、上記撮像手段で撮像された一枚の
   画像において、上記不在領域作成回路によって作成され
   た上記不在領域を除いた画像内に変化点データが存在す
   る場合は、存在する変化点データに基づいて他の車両の
   車両位置を抽出して上記不在領域作成回路に出力する処
   理を、当該不在領域作成回路で作成された不在領域を除
   く当該画像内における変化点データが無くなるまで繰り
   返して行うことにより、一枚の画像において複数の車両
   を検出し、 上記処理回路は、上記車両抽出回路から順次送られてく
   る複数の画像にわたって抽出された複数の車両の抽出結
   果に基づいて複数の車両に関する交通情報を計測するこ
   とを特徴とする交通情報処理装置。
2. 【請求項２】車両を所定位置から撮像する撮像手段から
   出力される映像信号に基づいて車両位置を検出するため
   の変化点データを抽出する変化点抽出回路と、この変化
   点抽出回路で抽出された変化点データに基づいて車両位
   置を抽出する車両抽出回路と、この車両抽出回路で抽出
   された車両位置の３次元装置と，当該車両位置の３次元
   位置に対して他の車両が３次元上で存在不可能となる位
   置の制限と，に基づいて、当該車両位置に対して他の車
   両が存在し得ない３次元領域を求めて作成し、この３次
   元領域を２次元画面領域に変換してなる当該２次元画面
   領域を、当該車両以外に他の車両が存在し得ない不在領
   域として作成する不在領域作成回路と、処理回路と、を
   備え、 上記車両抽出回路は、上記撮像手段で撮像された一枚の
   画像において、上記不在領域作成回路によって作成され
   た上記不在領域を除いた画像内に変化点データが存在す
   る場合は、存在する変化点データに基づいて他の車両の
   車両位置を抽出して上記不在領域作成回路に出力する処
   理を、当該不在領域作成回路で作成された不在領域を除
   く当該画像内における変化点データが無くなるまで繰り
   返して行うことにより、一枚の画像において複数の車両
   を検出し、 上記処理回路は、上記車両抽出回路から順次送られてく
   る複数の画像にわたって抽出された複数の車両の抽出結
   果に基づいて複数の車両に関する交通情報を計測するこ
   とを特徴とする交通情報処理装置。