JP2862605B2 - 車両検知装置およびその検知方法 - Google Patents

車両検知装置およびその検知方法

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JP2862605B2
JP2862605B2 JP31764489A JP31764489A JP2862605B2 JP 2862605 B2 JP2862605 B2 JP 2862605B2 JP 31764489 A JP31764489 A JP 31764489A JP 31764489 A JP31764489 A JP 31764489A JP 2862605 B2 JP2862605 B2 JP 2862605B2
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勇夫 堀場
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【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、夜間における道路や駐車場などにおい
て、特定の領域を撮影したテレビカメラなどの画像デー
タの中から目的とする車両のみを検知する車両検知装置
およびその検知方法に関するものである。
〔従来の技術〕
従来、道路や駐車場などをテレビカメラで撮影し、撮
影した画像データの中から目的とする車両のみを検知し
て車両の流れなどの必要な情報を得る場合、特に、夜間
においてはヘッドライトやテールランプを抽出し、ヘッ
ドライトやテールランプを車両として検知する方法が採
られている。
この方法は、夜間では背景に較べて自動車のヘッドラ
イトが高輝度を呈することから、例えば第5図に示すよ
うに、車両Mの進行方向の水平方向(車両幅方向)投影
結果(濃度値)(第5図(b)),垂直方向(車両長方
向)投影結果(濃度値)(第5図(c))に対してそれ
ぞれ閾値Y,Xを設定し、ヘッドライトまたはテールラン
プのみのデータを得るとともに、垂直方向投影結果のヘ
ッドライトまたはテールランプの間隔により、車両Mを
検知している。
このような車両検知装置として、例えば特開昭63−18
4898号公報に示されているものがある。
〔発明が解決しようとする課題〕
従来の車両検知装置は上述したように車両を検知して
いるので、第5図に示すような理想的な状態では車両M
を検知することができるが、実際には路面からの反射光
などにより、第6図に示すように、水平方向投影結果
(第6図(b))および垂直方向投影結果(第6図
(c))が変化する。
したがって、特に、垂直方向投影結果からヘッドライ
トまたはテールランプの間隔を基準にして車両Mを検知
する場合、車両Mを検知するのが困難になるという不都
合があった。
また、水平方向投影結果に基づいて車両Mを検知する
場合においても、第6図(b)に示すように、ヘッドラ
イト部分の最大濃度値と、ヘッドライトの照射領域部分
の最大濃度値の差がわずかであることにより、適切な閾
値Yの設定がむずかしく、2つのヘッドライトがあるよ
うに判定してしまうという不都合があった。
この発明は、上記したような不都合を解消するために
なされたもので、車両判定条件である閾値の設定が容易
で、安定した車両検知のできる車両検知装置およびその
検知方法を提供するものである。
〔課題を解決するための手段〕
この発明にかかる車両検知装置は、撮影した画像デー
タをディジタル濃度データに変換するアナログ・ディジ
タル変換器と、前記ディジタル濃度データを水平方向
(車両幅方向)に加算して水平方向投影結果を算出する
水平方向加算処理部と、前記水平方向投影結果の隣接し
た各座標における濃度値間の差を車両進行方向に関する
変化成分として算出する差分処理部と、前記変化成分を
絶対値変換して変化量とする絶対値変換部と、前記変化
量の和を算出する加算部と、前記加算部からの出力を車
両判定条件と比較して車両を検知する比較判定部とを備
えることを特徴とするものである。
また、他の発明にかかる車両検知装置は、絶対値変換
部を、前方差分処理部が出力する変化成分を累乗変換し
て変化量とする累乗変換部としたものである。
また、この発明にかかる車両検知装置は、撮影した画
像データを1次元投影したディジタル濃度値列による濃
度値間の差による変化量を算出し、その変化量の和の大
きさに基づいて車両を検知することを特徴とするもので
ある。
〔作用〕
この発明における車両検知装置は、水平方向投影結果
から得られる1次元の濃度値列に対し、隣接した各座標
における濃度値間の差を求めることで変化量を算出し、
この変化量を絶対値変換した和の大きさ、または変化量
の累乗の和の大きさに基づいて車両を検知する。
また、この発明における車両検知装置は、撮影した画
像データを一次元投影したディジタル濃度値列による濃
度値間の差による変化量を算出し、その変化量の和の大
きさを適宜な閾値によって比較判定することによって、
誤判定することなく確実に車両を検知することができ
る。
〔実施例〕
以下、この発明の実施例を図に基づいて説明する。
第1図はこの発明の一実施例による車両検知装置の構
成を示すブロック図であり、1は影像を撮影するテレビ
カメラ、2はロー・パス・フィルタ(LPF)を示し、こ
のLPF2はテレビカメラ1で撮影した画像データであるビ
デオ信号の雑音成分を除去するとともに、後述するアナ
ログ・ディジタル変換器(AD変換器)3における折り返
し雑音を防止するため、サンプリング定理を満足するよ
うに高域成分を除去するものである。
3はLPF2が出力するビデオ信号をディジタル濃度デー
タに変換するAD変換器、4はAD変換器3が出力するディ
ジタル画像データを水平方向(車両幅方向)に加算して
水平方向投影結果(濃度値)を算出する水平方向加算処
理部、5は差分処理部を示し、この差分処理部5は、後
述するように、水平方向加算処理部4が出力する水平方
向投影結果(1次元加算結果)の隣接した各座標におけ
る濃度値間の差を変化成分として算出するものである。
6Aは差分処理部5が出力する変化成分を絶対値変換し
て変化量とする絶対値変換部、6Bは累乗変換部を示し、
この累乗変換部6Bは、後述するように、差分処理部5が
出力する変化成分を累乗して変化量とするものである。
なお、絶対値変換部6A,累乗変換部6Bは、いずれか一
方が使用される。
7は絶対値変換部6Aまたは累乗変換部6Bが出力する変
化量の和を算出する加算部、8は加算部7が出力する変
化量の和を記憶する演算結果メモリ部を示す。
9は比較判定部としてのマイクロ・プロセッサ・ユニ
ット(MPU)を示し、車両を判定するために設定された
車両判定条件(適当な閾値)と、演算結果メモリ部8が
記憶している変化量の和を比較し、車両判定条件を満足
するときは車両と判定するものである。
第2図(a)〜(d)は所定時刻にサンプリングした
ディジタル画像図,水平方向投影結果の特性図および変
化量の特性図、第3図(a)〜(d)は所定時刻から所
定時間が経過した後にサンプリングしたディジタル画像
図,水平方向投影結果の特性図および変化量の特性図、
第4図は絶対値変換部6Aの絶対値変換を行なう変換デー
タテーブルの一例を示す図である。
なお、第2図,第3図は実測したデータに基づいたも
のである。
次に、動作について説明する。
まず、所定の時刻、例えば時刻tに処理が開始される
と、テレビカメラ1で撮影したビデオ信号はLPF2で雑音
成分,高域成分が除去され、AD変換器3で、例えば第2
図(a)に示すディジタル画像に変換される。
なお、夜間においては、第2図(a)に示すように、
まず、ヘッドライトの照射成分が検知領域内に発生す
る。
そして、このようにして得られた1画面のディジタル
濃度データに対して水平方向加算処理部4は、下記の第
(1)式に基づいて水平方向投影結果(水平方向加算結
果)を求める。
なお、f(yi)は各yi座標におけるx方向加算値で、
2次元データを1次元データに変換した水平方向投影結
果(第2図(b),(c))、f(xi,yi)は2次元座
標(xi,yi)における濃度値を示す。
なお、第2図(b)と第2図(c)は、同一の特性図
である。
この第2図(b),(c)に注目すると、曲線f
(yi)はヘッドライトの集中する部分でピークを持ち、
その後ヘッドライト光の拡散によってなだらかに減少し
ている。
次に、このようにして得られた1次元データに対して
差分処理部5は、下記の第(2)式に基づいて変化成分
(変化量)を求める。
g(yi)=f(yi+1)−f(yi) ……(2) なお、g(yi)は変化量の大きさであり、隣接する画
素同士の差分処理によって得られた変化量g(yi)は、
第2図(b),(c)において、なだらかに減少するの
で、第2図(d)に示す変化量も小さなものとなってい
る。
次に、所定時間が経過した後、例えばT秒後には車両
Mが検知領域内に入るので、ィジタル画像は第3図
(a)に示すようになり、水平方向投影結果は第3図
(b),(c)(第3図(b),(c)は同一の特性図
である。)に示す特性になるとともに、変化量g(yi
は第3図(d)となる。
ここで、第3図(d)の変化量g(yi)は第2図
(d)の変化量g(yi)よりも大きくなっているが、こ
の変化は車両Mに設けられているフロントガラスなどの
輝度変化要因によるものである。
しかし、ヘッドライトの照射成分は、ある点にピーク
を持ち、光が拡散することによって濃度値が徐々に減少
するため、変化量g(yi)も小さくなる。
そして、得られた変化量g(yi)には、正,負の極性
が生ずることから、絶対値変換部6Aは得られた変化成分
(変化量g(yi))を絶対値変換する。
ここで、例えば濃度データが8ビットのデータ構成の
場合、−256〜256の差分結果は9ビット構成で可能とな
り、512の変換データテーブルがあれば、変換可能とな
ることはいうまでもない。
この変化量の差に注目し、得られたデータに対して加
算部7は、下記の第(3)式に基づいて単純に加算した
和を求め、和(演算結果)を演算結果メモリ部8に書き
込む。
ここで、車両部分と照射部分の加算を切り分けるポイ
ントは、一例として最初に入力する大きな変化量の立ち
上がり部分(第2図(c),第3図(c)における部分
P)とすることができ、車両部分の後端を認識するポイ
ントは、連続して低レベル値が出力される部分の前に位
置する大きな変化量の立ち下がり部分(第3図(c)に
おける部分Q)とすることができる。
なお、δは変化量を示し、ヘッドライトの照射部分の
変化量(大きさ)をδ1、ヘッドライトを含む車両部分
の変化量をδ2とすると、両変化量δ1,δ2は、δ1≪δ
2の関係となり、1桁以上異なるため、照射成分か車両
Mかを誤判定することなく確実に判定することが可能に
なる。
このようにして演算結果メモリ部8に書き込まれた演
算結果を設定されている適当な閾値で比較することによ
り、比較判定部9は車両Mであるか否かを判定する。
したがって、この実施例によれば、誤判定を生じさせ
ない閾値の設定が容易になるとともに、水平方向投影結
果の濃度値の変化量で安定して車両Mとヘッドライトの
照射成分を分離することが可能となり、夜間において安
定した車両検知ができ、車両検知能力が向上する。
また、水平方向投影結果を用いることでディジタル画
像の2次元データを1次元データとして捕らえることが
できるため、画像メモなどの容量を小さくすることがで
きる。
さらに、各処理が加算,減算およびテーブル変換とい
う単純処理であるため、ビデオレートに追従したリアル
タイム処理が可能になる。
次に、絶対値変換部6Aの代わりに累乗変換部6Bを用い
ると、累乗変換部6Bは、下記の第(4)式に基づいて差
分結果を求める。
g(yi)=〔f(yi+1)-f(yi)〕a ……(4) ただし、a=2,3,4,5,… このように、累乗の形で変化量g(yi)を求めると、
大きい信号成分が一層強調されるため、SNを向上させて
安定した車両検知が可能になる。
なお、この累乗変換部6Bにおいても、絶対値変換部6A
と同様なテーブル変換的処理がなされる。
〔発明の効果〕
以上のように、請求項1,3の車両検知装置およびその
検知方法の発明によれば誤判定を生じさせない閾値の設
定が容易になるとともに、水平方向投影結果の濃度値の
変化量で安定した車両検知ができ、車両検知能力が向上
する。
また、水平方向投影結果を用いることで画像の2次元
データを1次元データとして捕らえることができるた
め、画像メモリなどの容量を小さくすることができる。
さらに、各処理が加算,減算およびテーブル変換とい
う単純処理であるため、ビデオレートに追従したリアル
タイム処理が可能になるという効果を有する。
請求項2の車両検知装置の発明によれば、前述した効
果の他に、SNを向上させて安定した車両検知が可能にな
るという効果を有する。
【図面の簡単な説明】
第1図はこの発明の一実施例による車両検知装置の構成
を示すブロック図、 第2図(a)〜(d)は所定時刻のディジタル画像図,
水平方向投影結果の特性図および変化量の特性図、 第3図(a)〜(d)は所定時刻から所定時間が経過し
た後のディジタル画像図,水平方向投影結果の特性図お
よび変化量の特性図、 第4図は絶対値変換部の絶対値変換を行なう変換データ
テーブルの一例を示す図、 第5図(a)〜(c)はディジタル画像図,水平方向投
影結果の特性図および垂直方向投影結果の特性図、 第6図(a)〜(c)はディジタル画像図,水平方向投
影結果の特性図および垂直方向投影結果の特性図であ
る。 1…テレビカメラ、2…ロー・パス・フィルタ、3…ア
ナログ・ディジタル変換器、4…水平方向加算処理部、
5…差分処理部、6A…絶対値変換部、6B…累乗変換部、
7…加算部、8…演算結果メモリ部、9…マイクロ・プ
ロセッサ・ユニット。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) G08G 1/04 H04N 7/18

Claims (3)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】撮影した画像データをディジタル濃度デー
    タに変換するアナログ・ディジタル変換器と、 前記ディジタル濃度データを水平方向に加算して水平方
    向投影結果を算出する水平方向加算処理部と、 前記水平方向投影結果の隣接した各座標における濃度値
    間の差を車両進行方向に関する変化成分として算出する
    差分処理部と、 前記変化成分を絶対値変換して変化量とする絶対値変換
    部と、 前記変化量の和を算出する加算部と、 前記加算部からの出力を車両判定条件と比較して車両を
    検知する比較判定部とを備えることを特徴とする車両検
    知装置。
  2. 【請求項2】前記絶対値変換部を、前記変化成分を累乗
    変換して変化量とする累乗変換部とした請求項(1)記
    載の車両検知装置。
  3. 【請求項3】撮影した画像データを1次元投影したディ
    ジタル濃度値列による濃度値間の差による変化量を算出
    し、その変化量の和の大きさに基づいて車両を検知する
    ことを特徴とする車両検知方法。
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WO1993019441A1 (en) * 1992-03-20 1993-09-30 Commonwealth Scientific And Industrial Research Organisation An object monitoring system

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