JP3375408B2 - 車両検知装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 【０００１】 【産業上の利用分野】本発明は、夜間に路側帯の所定長
さ部分に沿って駐車する車両を所定長さに渡り検知する
ために好適な車両検知装置に関する。 【０００２】 【従来の技術】道路上で路側帯に駐車する車両は交通流
の妨げになるが、中でも交差点近辺の路側帯に違法に駐
車する車両は、交通渋滞や更に交通事故の元凶であり、
これら違法駐車車両の取り締まりに多くの労力が割かれ
ている。 【０００３】即ち現状では、例えばＩＴＶカメラで交差
点付近の映像を撮像し交通管制センタに伝送し、担当警
察官がこの映像を監視し、違法駐車を発見すると手元の
マイクロホンを通じて現場に設置されたスピーカから拡
声される音声で警告するシステムが実用化されているの
みである。この様に、違法駐車の認識や警告の報知は人
手によっており多大な労力を要しており、省力化のため
の自動化が課題とされている。 【０００４】上述の自動化のためには、路側帯に駐車し
ている車両を自動検知する必要があるが、既存の車両検
出手段はどれも道路に沿って長い（広い）範囲を検出す
る用途には適していない。従来の車両を検知するセンサ
には、イ）超音波式、ロ）光電式、ハ）ループコイル
式、ニ）電磁誘導式、ホ）熱画像式等の各方式があるが
上述用途には夫々に難点がある。 【０００５】上記のイ）超音波式、及びロ）光電式のセ
ンサは、路側帯の外側に検出装置を設置する方式である
が、例えば５０ｍの路側帯を対象に違法駐車を検出する
ためには、数十基の装置を設置しなければならず、これ
は都市美観上またコスト上問題があり実用的でない。 ハ）のループコイル式は路面にループコイルを埋設し、
金属体である車両を検出する方式であるが、性能上長時
間の絶対停車を検出することが難しいし、我国の警察行
政の方向性として路面を掘り起こすことに対する抵抗も
根強い。 【０００６】ニ）の電磁誘導式は、フェライトコイル等
の送信コイル、受信コイルのペアを歩車道間境界部に多
数設置するものであるが、歩道を通る自転車等で誤動作
を起こしやすい。 ホ）は、いわゆるサーマルイメージャで、常温度領域の
赤外画像を画像処理して駐車車両を検出するものであ
り、昼夜にわたり絶対停車の検出が可能となるが、なに
ぶん熱画像カメラは高価であり現況では到底実用的では
ない。なお、昼間に限って適用するのであれば一般的な
可視光のカメラを用いて同様な処理が可能であるが、昼
間にしか適用できず単独では実用にはならない。 【０００７】 【発明が解決しようとする課題】本願発明は、上述した
ような事情に鑑みてなされたもので、上述したような従
来の方式に見られる各種の欠点が無い、低価格ながら細
長く広い領域の駐車車両の検出に適した、昼夜を問わず
駐車車両を検出することができる新規な車両検知装置を
提案することを目的としている。 【０００８】 【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
の本願発明の車両検知装置は、道路進行方向の線状視野
に沿った輝度分布を出力するラインセンサカメラと、前
記線状視野上を走査するレーザ光を照射するレーザ光照
射手段と、前記ラインセンサカメラからの出力を処理し
て前記線状視野内に存在する車両を検出する画像処理部
とを備え、夜間モードと昼間モードの２つの検知動作を
し、 前記夜間モードでは、前記画像処理部は、車両が存
在しない時に前記レーザ光の照射に対応して得られる前
記ラインセンサカメラ上の画像の位置を基準位置データ
として記憶しており、車両が存在しない時に前記レーザ
光の照射に対応して得られる前記ラインセンサカメラ上
のレーザスポット画像の位置を前記基準位置データと比
較し差がある場合に当該レーザ光走査位置に車両ありと
検知し、前記昼間モードでは、自然光により前記ライン
センサカメラからの出力を処理しその時間的変化より前
記線状視野内に存在する車両を検知することを特徴とす
る。【０００９】 【作用】この発明では、レーザ光照射手段により道路路
側帯にレーザ光を照射しこれを道路進行方向に走査（ス
キャン）する。このレーザ光走査範囲に合致させた領域
を線状視野とするラインセンサ（カメラ）上のレーザ光
結像位置は、道路に車両が無い場合と車両が有る場合と
では異なる。従って、夫々のレーザ光走査位置における
レーザ光スポットの車両が無い場合の結像位置を予め記
憶しておき、駐車車両により記憶した結像位置と異なる
位置にレーザ光によるスポットの結像が得られる場合、
当該レーザ光走査位置に車両があると判定する。なお、
この判定は停止車両を絶対検知する（プレゼンス動作）
ことができる。【００１０】 また、この 発明では、夜間等には上述した
動作により駐車車両を検知するが、充分な照度が得られ
る昼間にはラインセンサカメラの出力を処理して公知の
適宜方法により道路の基準輝度レベル（車両の存在しな
い場合のレベル）を抽出しておき、この基準輝度レベル
と刻々得られるラインセンサカメラ出力とを比較する等
により、ラインセンサカメラの出力の時間的変化に着目
して（停止）車両を検知する。なお、この場合の動作は
長時間の停車に対しては検知状態を維持できずセミプレ
ゼンス動作となる。【００１１】 【実施例】以下、本願各発明を実施例に基づき添附図面
を用いて詳細に説明する。本願発明の車両検知装置で
は、低価格な高分解能ＣＣＤラインセンサを利用したラ
インセンサカメラを用い、赤外光レーザスキャナと密接
に関連して適切な夫々の動作をすることで高い信頼性で
長い領域を対象に駐車車両を検知する。即ち、レーザ光
を路側帯上を道路進行方向に走査（スキャン）して、ラ
インセンサ上のレーザポイントの結像位置より三角測量
に似た方式にて駐車車両の車高を演算して求めることに
より停車車両を絶対検知する。【００１２】 なお、本願発明の車両検知装置では、昼間
については既存画像処理技術と同様な画像処理、例え
ば、ＣＣＤラインセンサカメラからのライン画像を処理
しラインセンサ出力の時間的変化より停止車両を検知す
る（例えば路面輝度パターンと車両輝度パターンの比較
により駐車車両を検知する等）ようにし、薄暮時及び夜
間に於いては上述したように赤外光レーザスキャナを併
用する構成とする。これは、本願発明を昼間に適用する
ためには必然的に強力なレーザ装置を必要とするため、
装置が大型且つ高価となることを避けるためで、レーザ
装置は小出力のもので良いし、太陽光による誤動作を懸
念することもなく装置の信頼性を上げ同時に小形・低価
格とすることができる。【００１３】 図１は本願発明を適用した実施例（従っ
て、本願発明の実施例ともなっている）である車両検知
装置の構成を示す概略ブロック図である。この車両検知
装置は主として駐車車両検知を目的としている。図１の
車両感知装置は、道路の進行方向に沿った線状視野に沿
った輝度分布を出力する（撮像する）ラインセンサカメ
ラ10と、前記線状視野上を走査するレーザ光を照射する
レーザ光照射手段20と、前記ラインセンサカメラ10から
の出力を処理して前記線状視野内に存在する車両を検出
する画像処理部30とを含み構成されている。【００１４】 ラインセンサカメラ10は、適宜筐体に収容
固定されたレンズ12、このレンズ12の焦点付近に配置さ
れたラインセンサ13、ラインセンサ13の光電変換結果を
読み出すライン信号読出回路14で構成されている。前記
レンズ12の前方には赤外線パスフィルタ11が配置されて
いて、主としてレーザ光を用いた動作時に可視光線を除
去してＳ／Ｎ比を上げるようになっている。ラインセン
サ13は、赤外領域光線に感応して光量に対応した電気信
号を得るもので、実施例では5000個の画素が直線状に配
置されている。この種のラインセンサは、１次元素子で
あるため高分解能のものが安価に供給されている。【００１５】 ラインセンサカメラ10では、その光電変換
視野（撮像範囲）は線状視野となり画素連続方向と直交
方向に対しては分解能を持たず、後述する画像処理部30
の読出しクロック発生回路31からライン信号読出回路14
に入力される同期信号に応じて、連続する画素の受光量
に対応した電圧を順次出力する。この線状視野は、後述
するようにレーザ光走査手段20によりレーザ光が照射さ
れる線状の照射範囲に略一致させて設置される。【００１６】 次に、レーザ光走査手段20は、画像処理部
30により制御駆動されレーザ光を発生するレーザダイオ
ード21、このレーザ光を所定のビームに整える送光レン
ズ22、反射鏡23を経由したレーザビームを任意角度で反
射させることが可能に回転可能に構成されたスキャンミ
ラー24、画像処理部30により制御されこのスキャンミラ
ー24を所定角度に回転させレーザ光の走査を行うガルバ
ノモータ25から構成されている。【００１７】 画像処理部30は、上記レーザ光走査手段20
を制御駆動するとともに、前述のラインセンサカメラ10
からの出力を処理する部分で、全体はＣＰＵ35により制
御されている。この画像処理部30には、夫々ＣＰＵ35に
より制御される、前記レーザダイオード21を駆動するレ
ーザ駆動回路41、走査信号発生回路( Ｄ／Ａコンバー
タ)42 、この走査信号発生回路42の出力に接続されたモ
ータ駆動回路43が備わっている。モータ駆動回路43の出
力は前述のガルバノメータ25を駆動し、レーザ光を所定
直線に沿った所定位置に照射する。即ち、監視対象とな
る線状の部分上の所定数の複数位置に順にレーザ光が照
射される。【００１８】 同じ画像処理部30には、前記ラインセンサ
カメラ10に読出しクロックを送る読出しクロック発生回
路31、またラインセンサカメラ10からの出力信号( 各画
素毎に受光量に応じた輝度レベルに対応した電圧）をデ
ジタルデータに変換するＡ／Ｄ変換器32、このＡ／Ｄ変
換器32で変換されたデータ群を一時保持するデュアルポ
ートＲＡＭ33（ＤＰＲ）を具備している。デュアルポー
トＲＡＭ33の保持データは必要に応じてＣＰＵバスを介
してＣＰＵ35に取り込まれる。【００１９】 ＣＰＵバスには、この他時計回路36、ＲＯ
Ｍ37、ＲＡＭ38が接続されＣＰＵ35とデータの送受を行
う。34はＤ／Ａ変換器で、外部から動作をアナログ的に
モニタすることができる。ＣＰＵ35にはこの他、動作開
始時のセットアップをするための入力スイッチ39、駐車
車両検知情報等を外部に出力するための出力Ｉ／Ｏ40が
接続されている。以上の各部には直流安定化電源44より
電源が供給されている。【００２０】 上述の各部分は、例えば図２に示すように
路側部に設けられた適宜の支柱に固定され用いられる。
支柱の上方部分にはラインセンサカメラ10及びレーザ光
照射手段20が固定され、ラインセンサカメラ10は路側帯
の所定長部分（道路進行方向の線状視野）に沿って画素
と個々に対応づけられて細分化された道路部の輝度を電
圧に変換し順に送出する。即ち、ラインセンサカメラ10
からは、路側帯に沿った線状視野の各微小部分毎の輝度
レベルの分布を出力することになる。【００２１】 また、レーザ光照射手段20は、その走査範
囲が略前記線状視野と一致するように設置されていて、
レーザ光を適当な間隔で路側帯に沿って決定されている
所定部分に対して順にレーザ光を照射する。これらライ
ンセンサカメラ10、及びレーザ光照射手段20は、例えば
前記支柱の下部に取り付けられた画像処理部30と接続さ
れている。【００２２】 前記画像処理部30は、薄暮或いは夜間等の
自然光により充分な照度が得られない場合には、レーザ
光を検知対象範囲に照射し車両検知動作を行う（以下、
夜間モードと記す）が、昼間には自然光により得られる
検知対象範囲の画像を処理して車両検知を行う（以下、
昼間モードと記す）。【００２３】 即ち、夜間モードにおいては、車両が存在
しない時に前記レーザ光の照射に対応して得られる前記
ラインセンサ13上の画像の位置を基準位置データとして
記憶しておき、所定周期でレーザ光を走査し順次得られ
るレーザ光に対応する画像の位置を前記基準位置データ
と比較し差がある場合に当該レーザ光走査位置に車両あ
りと検知する。【００２４】 上記動作は、原理的には昼間に於いても可
能であるが、実際上は強力なレーザ光を必要とするため
実施例では夜間及び薄暮にとどめ、充分な照度が得られ
る昼間においては、ラインセンサカメラからの出力を画
像処理してその時間的変化より線状視野内に存在する車
両を検知するようになっている。【００２５】 先ず、夜間等におけるレーザ光を用いた車
両検知動作（夜間モード）について説明する。ここで、
夜間モードに於ける駐車車両検出の原理について説明す
る（図３参照）。レーザスキャンによるレーザスポット
のＣＣＤラインセンサ上での結像位置（従って、対応し
て高輝度信号が得られる画素）は、駐車車両があるとき
と無いときとでは異なる。この結像位置の差異（図３の
ズレ量△ｄ）を基に駐車車両の有無を判別する。【００２６】 図３中の（１）式より、駐車車両が有ると
きと無いときとではＣＣＤラインセンサ上で何画素のず
れがあるか求めてみる。 ヘッド高さｈ＝１０ｍとし、 Ｌｇ＝１０（ｍ）＝１０００（ｃｍ）、 Ｌｃ＝７（ｍ）＝７００（ｃｍ）、 ａ＝５（ｃｍ）、 ｆ＝２（ｃｍ）とすると、 △ｄ＝（１／７００−１／１０００）５×２＝３／７０
（ｍｍ）となり、結像位置は（３／７０）ｍｍずれるこ
とがわかる。このずれ量は、市販の５０００ビット（画
素）のＣＣＤラインセンサ（長さ３０ｍｍ）では、７ビ
ット（画素）に相当することになり、十分に判別（検
知）が可能であることがわかる。【００２７】 実際の停止車両の検出には、走査範囲に車
両が無い場合にレーザ光の走査位置に対応して予め定ま
る結像位置（画素）を記憶しておき、走査位置毎に対応
画素にて２値化検知レベルＴ´ｓを超える高輝度信号が
得られるかどうかを監視すれば良く、得られない場合に
は車両有りと判定すれば良い。２値化検知レベルＴ´ｓ
を超える高輝度信号が得られる画素を特定して、これが
定常状態と異なる場合を車両有りと判定しても良い（図
５参照）。【００２８】 以上の判定方法以外にも、後述する昼間に
おける車両の検出の場合と同一アルゴリズムとするため
にパターン相関による比較を行って検出しても良い。こ
の場合には、図４に示す走査周期（例えば１〜５分）で
ＣＣＤラインセンサからの輝度信号をデュアルポートＲ
ＡＭ33経由でＣＰＵ35が読み出す。【００２９】 次に、図４に夜間モードと記した（ハ：駐
車無し）及び（ニ：駐車有り）に示すように５０００ビ
ット分の輝度レベルの平均値Ｌ０との変化率パターンを
求める。次いで、予め求めた路面輝度変化率パターンと
車両輝度変化率パターンとのパターン相関により、駐車
車両が存在するがしないかを判定する。【００３０】 即ち、図６に示すようにウィンド幅Ｄｗの
区間を設定し、この区間に対応するパターン相関値を求
めるようにし、ずらし量Ｄt で走査周期の左端から右端
に順次区間毎のパターン相関値を求めて車両輝度変化率
パターンの相関曲線を得る（図７参照）。そして、同様
に求めた路面輝度変化率パターンの相関曲線とのパター
ン相関により、駐車車両が存在するがしないかを判定す
る。【００３１】 輝度変化率パターンのパターン相関により
駐車車両を検出するので、輝度の絶対レベルの影響を受
けない。路面輝度変化率パターンについては、駐車車両
のない状態での初期校正時に記憶して用いても良く、周
知の各種提案に見られるような適宜のアルゴリズムで、
定期的に最新の値に更新（学習）するようにしても良
い。【００３２】 路面輝度変化率パターンを用いず、パター
ン相関値より適切な２値化検知レベルＴ´ｓを定めて相
関曲線が２値化検知レベルＴ´ｓを超えるか否かにより
駐車車両を求めてもよい。この場合も、輝度変化率パタ
ーンのパターン相関により駐車車両を検出するので、輝
度の絶対レベルの影響を受けない。【００３３】 以上説明した夜間モードの検知動作（本願
第一発明）は、原理的には昼間においても適用可能であ
るが、昼間では強い太陽光と区別可能な強力なレーザ光
を用いる必要がありこれは実際的ではなく、実施例装置
では別種の検知過程により駐車車両を検知するようにな
っている。なお、全く別体の検知装置を用いて昼間の検
知動作を行うようにしても不都合はないが、システムと
して高価になるためあまり実用的ではない。【００３４】 次に、実施例装置の昼間に於ける検知動作
（昼間モード）について説明する。昼間モードでは、自
然光によりＣＣＤラインセンサにて得られるライン画像
を処理して、監視対象道路の線状領域の適宜求められ記
憶された基準路面輝度パターンと現在の路面輝度パター
ンとを比較することにより、駐車車両を検知する。な
お、この過程は画像処理による車両検出手法として公知
の技術と類似するものである。【００３５】 先ず、既に説明した夜間モードに於けると
同じタイミングでＣＣＤラインセンサ13からの輝度信号
をデュアルポートＲＡＭ33より読み出す。即ち、ＣＣＤ
ラインセンサ13からは高速読出しで読み出し、Ａ／Ｄ変
換器32でデジタル化した５０００ビット分のデータをデ
ュアルポートＲＡＭ33に記憶し、ＣＰＵ35からは、図4
に示す走査周期で読み出す。【００３６】 次に、図４で昼間モードと記した（ホ：駐
車無し）及び（ヘ：駐車有り）に示すように５０００ビ
ット分の輝度レベルの平均値Ｌ０との変化率パターンを
求める。次いで、予め求めた路面輝度変化率パターンと
車両輝度変化率パターンとのパターン相関により、駐車
車両が存在するがしないかを判定する。【００３７】 即ち、図８に示すようにウィンド幅Ｄｗの
区間を設定し、この区間に対応するパターン相関値を求
めるようにし、ずらし量Ｄt で走査周期の左端から右端
に順次区間毎のパターン相関値を求めて車両輝度変化率
パターンの相関曲線を得る。そして、同様に求めた路面
輝度変化率パターンの相関曲線とのパターン相関によ
り、駐車車両が存在するがしないかを判定する。【００３８】 輝度変化率パターンのパターン相関により
駐車車両を検出するので、輝度の絶対レベルの影響を受
けない。路面輝度変化率パターンについては、駐車車両
のない状態での初期校正時に記憶して用いても良く、周
知の各種提案に見られるような適宜のアルゴリズムで、
定期的に最新の値に更新（学習）するようにしても良
い。このように実施例の車両検知動作は輝度変化率パタ
ーンのパターン相関により駐車車両を検出するようにし
ており、輝度の絶対レベルの影響を受けない。【００３９】 路面輝度変化率パターンを用いず、パター
ン相関値より適切な２値化検知レベルＴｓを定めて相関
曲線が２値化検知レベルＴｓを超えるか否かにより駐車
車両を求めてもよい。この場合も、輝度変化率パターン
のパターン相関により駐車車両を検出するので、輝度の
絶対レベルの影響を受けない。【００４０】 以上、路側帯に駐車する車両を検知するこ
とを主眼に本願両発明を説明したが、レーザの走査方向
を道路と直交する方向に設定することで断面交通流計測
に用いることも一応可能である。しかし、本発明の車両
検知装置は、低コストで直線状の長い範囲を検知対象と
でき、また、停止車両の絶対感知が可能であるという固
有の特性を活かして路側帯に沿った長い範囲の駐車車両
の検知等の用途に用いて特に好適である。【００４１】 【発明の効果】以上説明したとおり本願発明の車両検知
装置は、道路進行方向の線状視野に沿った輝度分布を出
力するラインセンサカメラと、前記線状視野上を走査す
るレーザ光を照射するレーザ光照射手段と、前記ライン
センサカメラからの出力を処理して前記線状視野内に存
在する車両を検出する画像処理部とを含み構成され、前
記画像処理部は、車両が存在しない時に前記レーザ光の
照射に対応して得られる前記ラインセンサカメラ上の画
像の位置を基準位置データとして記憶しており、車両が
存在しない時に前記レーザ光の照射に対応して得られる
前記ラインセンサカメラ上のレーザスポット画像の位置
を前記基準位置データと比較し差がある場合に当該レー
ザ光走査位置に車両ありと検知する構成としたので、細
長く広い領域の駐車車両の検知を昼夜を問わず行える。
なお、車両の絶対停車を検知できる。【００４２】 また、本願発明の車両検知装置は、この発
明の車両検知装置において、前記画像処理部が、昼間に
おいては前記ラインセンサカメラからの出力を処理しそ
の時間的変化より前記線状視野内に存在する車両を検知
する構成としたので、レーザ光照射装置は夜間用に小形
のもので済み、低価格ながら細長く広い領域の駐車車両
の検知を昼夜を問わず行える。

【図面の簡単な説明】 【図１】本願両発明の車両検知装置の一実施例を示すブ
ロック図である。 【図２】本願両発明の車両検知装置の設置の一例を示す
とともに作用を説明する図である。 【図３】本願両発明の車両検知装置の原理を説明する図
である。 【図４】実施例装置の作用を説明するタイミングチャー
トである。 【図５】実施例装置のレーザポイント結像位置の決定過
程を説明する図である。 【図６】実施例装置のレーザ光結像位置パターンを求め
る過程を説明する図である。 【図７】実施例装置のパターン相関値より駐車車両検知
過程を説明する図である。 【図８】実施例装置の昼間モードにおける、パターン相
関値の決定から駐車車両検知の過程を説明する図であ
る。 【符号の説明】 １０…ラインセンサカメラ、１３…ラインセンサ、２０
…レーザ光照射手段、２４…スキャンミラー、３０…画
像処理部。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平５−143887（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−278981（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−174198（ＪＰ，Ａ) 特開 昭60−77297（ＪＰ，Ａ) 特開 昭55−162200（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G08G 1/04 G01S 17/93 G08G 1/017

Claims (1)

1. (57)【特許請求の範囲】 【請求項１】 道路進行方向の線状視野に沿った輝度分
   布を出力するラインセンサカメラ(10)と、 前記線状視野上を走査するレーザ光を照射するレーザ光
   照射手段（20）と、 前記ラインセンサカメラ(10)からの出力を処理して前記
   線状視野内に存在する車両を検出する画像処理部(30)と
   を含み構成され、夜間モードと昼間モードの２つの検知動作をし、 前記夜間モードでは、 前記画像処理部(30)は、車両が存
   在しない時に前記レーザ光の照射に対応して得られる前
   記ラインセンサカメラ(10)上の画像の位置を基準位置デ
   ータとして記憶しており、 車両が存在しない時に前記レーザ光の照射に対応して得
   られる前記ラインセンサカメラ(10)上のレーザスポット
   画像の位置を前記基準位置データと比較し差がある場合
   に当該レーザ光走査位置に車両ありと検知し、前記昼間モードでは、自然光により前記ラインセンサカ
   メラ(10)からの出力を処理しその時間的変化より前記線
   状視野内に存在する車両を検知する ことを特徴とする車
   両検知装置。