JP3498532B2 - 車形判別装置 - Google Patents

車形判別装置

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【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】この発明は、画像処理技術を
用いて車両の形状を測定し、車形判別を行う装置に関す
るものである。
【0002】
【従来の技術】図13は従来用いられている車両の形状
を認識する装置の一例を示す概念図である。図13にお
いて、1は道路、2は道路上を走行している車両、3は
道路上に設置された支柱である。また14は支柱3のア
ーム部上に設置されるレーザ投受光器、15はレーザ投
受光器14の信号から車両2の断面形状を測定する判定
部である。
【0003】図14はレーザ投受光器の内部構成を示す
図である。図14において、16は投光と受光の差を検
出することよって投受光器14から車両2までの距離を
計測する測距部、17は測距部16からの指令に基づい
てレーザを発光させる投光部、18は車両2又は道路1
からのレーザの反射光を受光する受光部である。更に1
9はポリゴンミラーであって、投光部17から出力され
たレーザを道路1の幅方向にスキャンさせると共に反射
光を受けて受光部18に入光させる。
【0004】図15はレーザ光の照射方向を示す説明図
であって、図15に示す様にレーザ投受光器14から出
力されたレーザ光は道路1の表面または車両2に反射し
てレーザ投受光器14に戻る。従来の車形判別装置は、
このように常時ポリゴンミラー19を用いて道路1の幅
方向の1断面にレーザをスキャンして各々の位置での反
射物体までの距離を計測しており、この中を車両2が通
過した際に生じる対象物までの距離差を測定することに
より、車両2の形状を得ていた。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】従来の車形判別装置
は、ポリゴンミラー19を用いてスキャンしているため
に、所定の精度でポリゴンミラー19を回転させる必要
があった。しかしこのような可動部分はシステムのMT
BFを低下させる大きな要因となっていた。また、レー
ザ投受光器14およびポリゴンミラー19を道路1上の
悪環境から保護するための密閉構造や冷却の点から、装
置が複雑になるという課題があった。また、レーザ素子
のコストが高く、監視のような長期に亙る24時間連続
運転の場合には、レーザ素子の交換頻度が高くなり維持
費が他の光源に比べて高価であるという課題もあった。
【0006】この発明に係る車形判別装置は、このよう
な課題を解決するために、簡便な方式で車形を判別する
ことができるものである。
【0007】
【課題を解決するための手段】第1の発明による車形判
別装置は、道路上に設置され路面に対してビームを絞っ
た光を照射する照明装置と、ビーム光が照射されるエリ
アの画像を撮像するために、照明装置の光軸とある角度
をもって設置される撮像部と、撮像部で撮像される度に
画像中から照明光の反射位置を検出する画像処理部と、
画像処理部の画像処理の結果得られる車両通過時の反射
位置と車両がない場合の反射位置とのずれ量と光の入反
射の幾何学的条件から車両の高さを逐次算出し、車両の
高さ方向の輪郭(プロファイル)を出力する車高計算部
と、車高計算部の車高計算結果から予め設定された車両
種別の何れに属するかを判定する車形判別部とを備えた
車形判別装置において、車両の速度を計測する速度セン
サ部と、車高計算部で得られる車両のプロファイルを用
いて車両の先端から後端までの通過に要する時間を求
め、速度センサ部からの速度情報を用いて車両の長さを
計算する車長計算部とを備えたものである。
【0008】また第2の発明による車形判別装置は、
1の発明において、撮像部を異なる角度で複数個設置し
ものである。
【0009】
【0010】
【発明の実施の形態】
実施の形態1.図1および図2は、それぞれこの発明の
実施の形態1を示す外観図および構成図であり、図にお
いて1〜3は図13に示す従来例と同様の機能を持つも
のであり、1は道路、2は道路上を走行する車両、3は
路側に設置される支柱である。4は支柱3のアームに取
付けられ、LED等を光源として路面に対して細いビー
ム状の光を発する照明部、5は支柱3のアームに取付け
られ、照明部4から発せられた光の反射を画像情報とし
て検出するためのカメラ、7はカメラ5からのビデオ信
号を入力し、反射光の位置から車両2の高さを算出し、
その値から車形を判別する車形判別装置である。また、
図2に示すように、上記カメラ5の前面には照明光の波
長に対応したバンドパスフィルタ6が取り付けられ、ま
た、車形判別装置7は、照明部4とカメラ5に対して指
令を出力し、カメラ5からの画像を入力するビデオイン
ターフェース部71と、上記ビデオインターフェース部
71で入力された画像信号から反射光の位置を検出する
画像処理部72、上記画像処理部72で検出された反射
光の位置から車高を計算する車高計算部73、各部位の
車高すなわち車両の断面形状から車形を判定する車形判
別部74から構成される。
【0011】実施の形態1に示す車形判別装置の動作に
ついて以下に説明する。まず、照明部4ではビーム状の
光を道路1に対して発する。カメラ5はその光軸が照明
部4の光軸とある角度をなす様に、又走査方向が道路1
の幅方向に一致するように設置されており、ビームが道
路1の表面または車両2に当たった位置を画像として捉
える。図3(a)は道路1上に車両2が無い場合、すな
わち照明部4から発せられた光が道路1の表面に反射し
てカメラ5に入光する場合の光の経路を示す図であり、
図3(b)は道路1上に車両2がある場合の光の経路を
示す図である。また、図4はカメラ5で撮像された画像
のディスプレイ上での多値画像例を示すものであって、
図4(a)は車両が無い場合、図4(b)は車両がある
場合である。このように照明4からの反射光がカメラ5
で撮像される位置は、車両2の有無および該当車両2の
車高によって画面上で左右にずれる。例えば、図3に示
すような設置条件であれば、車高が高いほど図4に示す
ように図中右方向に変位する。この発明による装置で
は、このずれから車両2の高さを計測する。
【0012】次に信号およびデータの流れについて示
す。図2に示すように、まずビデオインターフェース部
71では内部で撮像タイミング信号を生成し、カメラ5
に対して出力すると共に、照明部4に対して撮像タイミ
ングと同期した発光指令9を出力する。また、撮像タイ
ミング信号8に基づいて撮像された画像信号10を入力
する。
【0013】画像処理部72では、ビデオインターフェ
ース部71に入力された画像中から所定の画像処理手法
によって反射の位置を検出する。画像処理手法の一例を
図5に示す。図5では、画像中の検出すべきビーム光の
反射の大きさが予め既知であること、またビーム光の位
置の存在すべき領域が限定されることを利用して、得ら
れた画像の2値化画像から所定の輝度以上の点を求め、
ビーム光を検知する。なお、図5(a)は、入力画像の
ディスプレイ上での多値画像を示す。図6に示すよう
に、画面での反射位置が分かれば、実際の車両2の高さ
は幾何学的に求めることができる。車高計算部73で
は、画像中の反射光のスポット位置と実車高の関係を予
め求めておき、予め設定された変換テーブルを用いて車
高を算出する。
【0014】以上の処理を車両2の速度に比べて十分速
い周期で実施すると、1台の車両2の長さ方向に対して
複数点での地上高寸法が求められ、これらをつなぐこと
によって図7に示すような車両2の高さ方向の断面形状
が求められる。図7は横軸が時間、縦軸が各位置での反
射光の位置すなわち車高を表しており、車形判定部74
ではこの断面形状に基づいて、大型の1ボックス車両
(バス等)、小型セダン、小型1ボックス等の形状の分
類を行う。例えば、図8(a)に例示するように、高さ
方向の分布がボンネット部と運転室等の2つ以上の部分
に分けられる場合はセダン系、先端から後端まで同じ高
さの場合は1ボックスとする。また同じ1ボックスで
も、高さの判別によって、一定値以上の高さのものは大
型バスと判断する。なお、本実施の形態1では、カメラ
5としてエリアセンサを用いた例を示したが、ラインセ
ンサを用いれば更に画像入力の間隔が短くなり、車両2
に対する進行方向の分解能が改善される。
【0015】実施の形態2.図9および図10は、それ
ぞれこの発明の実施の形態2を示す外観図および構成図
であり、図において1〜7は図1に示す実施例と同様の
機能を持つものである。11はマイクロ波等のドップラ
ー効果によって車両の速度を計測する、速度センサであ
る。
【0016】実施の形態2に示す車形判別装置の動作に
ついて以下に説明する。図10において、照明部4、カ
メラ5、ビデオインターフェース部71〜車高計算部7
3までの動作は図2と同様である。速度センサ11は、
カメラ5のやや上流側に向けて設置され、車両2の接近
を検知すると共に車両2の速度Vを計測する。一方車高
計算部73では、常に通過車両2の高さを計測しており
図10に示す様にカメラ5の撮像毎に車両2の各部の高
さを計測することによって車両2のプロファイルを得
る。このプロファイルの道路1から車両2への立ち上が
る時刻を時刻S、車両2から道路1へ立ち下がる時刻を
時刻Eとすることによって、車両2の先端から後端まで
の通過時間を計測する。車長計算部75では、以下の計
算により車長を求める。 先端〜後端通過時間 T=E−S 車長 L=T×V 車形判別部74では、車長も参照して判別を行うことに
より、より高い判別精度で判別を行う。
【0017】実施の形態3.図11および図12は、そ
れぞれこの発明の実施の形態3を示す外観図および構成
図であり、図において1〜7は、図1に示す形態1と同
様の機能を持つものである。更に12はカメラ5と同様
の機能を持つ補助カメラであり、路面に対してカメラ5
とは別の角度で設置される。また13はカメラ5の前面
に設けられたバンドパスフィルタ6と同様の機能を持つ
バンドパスフィルタである。
【0018】実施の形態3に示す車形判別装置の動作に
ついて以下に説明する。この発明に係る車形判別装置
は、照明部4の反射光の位置によって車高を計測する
が、太陽光等によってハレーションを受けた場合は計測
不能となる。そこで本来のカメラ5とは別の角度に補助
カメラ12を設置し、カメラ5が外乱光を受けやすい位
置にあっても、別の方向から見ることによって外乱の影
響を受けないで、反射光を検出するものである。信号の
流れとしては、図12に示すように、ビデオインターフ
ェース部71からは、カメラ5と補助カメラ12に対し
て同様に撮像トリガ信号8および8’が出力され、同様
にビデオ信号10および10’が入力される。車形判別
部7では両者のビデオ信号に対して同様の処理を平行し
て行う。車高判定部73では通常ビデオ信号8による計
測結果を採用するが、太陽光等の外乱光の影響のために
スポット光を検出できなかった場合は、8’による結果
を採用する。これによって、カメラ5が外乱光のハレー
ションによって照明光の反射位置を正しく検出できなく
ても、他方の補助カメラ12で検出できる可能性が高く
なる。
【0019】
【発明の効果】第1の発明によれば、装置が簡略化さ
れ、安価に車形の判別を行うことができると共に、速度
センサによって車両の速度を測定し、車両の形の情報だ
けでなく、車両の実車長を算出することができるので、
車種特定の精度が向上する。
【0020】第2の発明によれば、複数の撮像部を用い
ることによって、何れかの撮像部が太陽光のハレーショ
ン等の影響で計測不可能となっても、設置角度の異なる
他の撮像部で計測可能となるので、環境による性能低下
の影響を抑えることができる。
【0021】
【図面の簡単な説明】
【図1】 この発明による車形判別装置の実施の形態1
の外観を示す概念図である。
【図2】 この発明による車形判別装置の実施の形態1
の構成を示す図である。
【図3】 この発明による車形判別装置の実施の形態1
の動作を説明する図である。
【図4】 この発明による車形判別装置の実施の形態1
の動作を説明する図である。
【図5】 この発明による車形判別装置の実施の形態1
の動作を説明する図である。
【図6】 この発明による車形判別装置の実施の形態1
の動作を説明する図である。
【図7】 この発明による車形判別装置の実施の形態1
の動作を説明する図である。
【図8】 この発明による車形判別装置の実施の形態1
の動作を説明する図である。
【図9】 この発明による車形判別装置の実施の形態2
の外観を示す概念図である。
【図10】 この発明による車形判別装置の実施の形態
2の構成を示す図である。
【図11】 この発明による車形判別装置の実施の形態
3の外観を示す概念図である。
【図12】 この発明による車形判別装置の実施の形態
3の構成を示す図である。
【図13】 従来の車形判別装置の実外観を示す概念図
である。
【図14】 従来の車形判別装置の動作を説明する図で
ある。
【図15】 従来の車形判別装置の動作を説明する図で
ある。
【符号の説明】
1 道路、2 対象車両、3 支柱、4 照明部、5
カメラ、6 バンドパスフィルタ、7 車形判別装置、
8 撮像トリガ信号、8’ 撮像トリガ信号、9 発光
指令、10 ビデオ信号、10’ ビデオ信号、11
速度センサ、12 補助カメラ、13 バンドパスフィ
ルタ、14 レーザ投受光器、15 判別部、16 測
距部、17 投光部、18 受光部、19 ポリゴンミ
ラー、71 ビデオインターフェース部、72 画像処
理部、73 車高計算部、74車形判別部、75 車長
計算部。

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 道路上に設置され路面に対してビームを
    絞った光を照射する照明装置と、ビーム光が照射される
    エリアの画像を撮像するために、上記照明装置の光軸と
    ある角度をもって設置される撮像部と、上記撮像部で撮
    像される度に画像中から照明光の反射位置を検出する画
    像処理部と、上記画像処理部の画像処理の結果得られる
    車両通過時の反射位置と車両がない場合の反射位置との
    ずれ量と光の入反射の幾何学的条件から車両の高さを逐
    次算出し、車両の高さ方向の輪郭(プロファイル)を出
    力する車高計算部と、上記車高計算部の車高計算結果か
    ら予め設定された車両種別の何れに属するかを判定する
    車形判別部とを備えた車形判別装置において、 車両の速度を計測する速度センサ部と、上記車高計算部
    で得られる車両のプロファイルを用いて車両の先端から
    後端までの通過に要する時間を求め、上記速度センサ部
    からの速度情報を用いて車両の長さを計算する車長計算
    部とを備えたことを特徴とする車形判別装置。
  2. 【請求項2】 請求項1記載の車形判別装置において、
    上記撮像部を異なる角度で複数個設置したことを特徴と
    する車形判別装置。
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