JP4133691B2 - 道路監視システム - Google Patents

Description

この発明は、道路上に複数個の監視カメラを設置して道路の交通状況を監視する道路監視システム、特に複数のカメラの映像を一定周期で順次サイクリックに収集して画像処理することにより、監視対象区間内で発生した事象を監視カメラにより検出する道路監視システムに関するものである。

道路上で発生する異常事象、例えば、車両事故、渋滞、低速車、停止車、落下物、異常走行車、道路及び道路付帯設備と道路周辺の破損崩壊などを、複数のカメラで監視して、道路状態を管制室で集中管理する道路監視システムが開発されてきている。

この種の道路監視システムとしては、例えば道路上の複数個所に設置された複数のカメラからの映像を一台のカメラに一台の画像処理装置で対応する方式があるが、監視システム構築費用が高価となり、カメラ設置数を増加してより正確な監視システムを構築する場合、現実的な方法とは言えなかった。

一方、一台の画像処理装置で複数のカメラを対応させる方式として、所定時間周期で順次スキャニングして各監視カメラの映像を一定時間取り込み、その一定時間長の映像を画像処理することにより発生中の事象を検知して、全監視区間の状況を満遍なく監視する方法が提案されている。（特許文献１：特開平９―１７２６３０号公報参照）

このような画像処理機能を導入した従来の複数カメラ監視システムの構成例を図８に示す。図において、道路沿い等に配置された複数個の監視カメラ１０は、それぞれ映像分配装置１２に接続され、監視映像を上記装置１２に配信している。

映像巡回選択装置１３は、監視カメラの映像を映像分配装置１２から順次サイクリックに取得して状況把握画像処理装置１４に時分割して伝達している。状況把握画像処理装置１４では、映像巡回選択装置１３から受取った映像を画像処理することにより、例えば車両台数、速度、渋滞などの交通状況を計測する。

今、状況把握画像処理装置１４が渋滞などの発生中の事象を検知した場合は、事象検知信号を出力し、警報出力装置１５を経由して警報器１６を鳴動点灯させる。また、状況把握処理装置は、監視カメラ１０の割り当て時間を制御する映像選択制御装置１８へ制御信号を出力する。すなわち渋滞など監視を多く必要とする場所の監視カメラ１０への割り当て時間を多くしたり、反対にその必要性がないカメラへの割り当てを短くしたりするものである。

なお、監視表示器１９は各監視カメラで監視中の映像を表示するものであり、監視員はこれを見ながら道路上の発生事象を常に監視している。また、よりその状況を正確に把握する必要がある場合は、入力装置であるカメラ操作装置２１から監視員が指令を出し、カメラ制御装置２０を介して遠隔制御によりカメラ駆動装置１１を制御してカメラズーム旋回動作などの操作を行うことによって、監視員が対象区間を監視するために必要な映像を取得している。なお、図８中、監視カメラ以外の各装置、表示器等は全て管制室に存在するものとする。

従来の複数カメラ監視システムは以上のように構成されているので、全監視カメラ１０をある定められた時間周期で巡回監視し、１台の状況把握画像処理装置で複数台の監視カメラ映像を順次画像処理して異常事象の発生を判定しようとするものであるため、各監視カメラの映像を取得し画像処理して事象検知する上での時間的な制約が発生し、たとえその割り当て時間を制御できたとしても、画像処理性能上の限界から実際に発生中の事象を正しく判断できない場合があるという欠点があった。

従って実運用システムでは、事象発生通報に関する信頼性を向上させるために、上述したように監視員がカメラ駆動装置１１により監視カメラ１０を旋回・ズーム拡大などの操作をして該当場所を目視確認することで、システムが検知した事象が正しいか否かを決定しており、管理業務の煩雑性と非効率化を招いていた。

さらに、監視員が監視カメラを操作して事象確認中の場合などには、監視カメラでの映像画角などの条件が画像処理条件と異なるため、システムによる自動監視が中断し監視業務効率の低下を招いていた。

特開平９―１７２６３０号公報

この発明は上記のような問題を解決するためになされたものであり、複数カメラからの映像を巡回取得して状況把握画像処理することで対象地域における発生事象の監視が満遍なくできるとともに、通常の巡回監視に影響を与えることなく異常対象場所の拡大映像などを自動的に取得して精密画像処理することで検知事象を自動的に再判定することができる道路監視システムを提供することを目的とする。

また、事象検知状況に関する情報を評価して警告レベル情報の提供や事象発生地区映像の優先表示などを行うことにより監視業務の高度化・効率化を図ることを目的とする。

また、複数の監視カメラ映像を巡回取得する時間を制御して特定監視カメラ（例えば事象多発区間の映像）の映像収集時間を自動的に調節した上で映像取得、画像処理を行うことにより、発生事象の検知に関する誤りの少ない複数カメラ監視システムを得ることを目的とする。

また、係員の操作により監視上重要な条件を指定してシステムを動作させて発生事象監視が可能になることで監視業務の最適化が図れる複数カメラ監視システムを得ることを目的とする。

この発明に係る複数カメラ監視システムは、道路上の複数箇所に設置され道路交通状況を監視する複数の監視カメラと、この複数の監視カメラからの映像を周期的に選択する映像巡回選択装置と、この映像巡回選択装置で選択された映像を順次画像処理して道路交通状況を測定する状況把握画像処理装置と、この状況把握画像処理装置からの測定結果に基づき再確認の必要性を判定する事象評価フィードバック装置と、上記映像巡回選択装置とは独立して設けられ、上記複数の監視カメラからの映像の内、所定のカメラ映像のみを選択する個別映像選択装置と、上記個別映像選択装置からの選択映像を精密に画像処理することにより正確な道路状況を測定する精密判定画像処理装置とを備え、上記個別映像選択装置は、上記事象評価フィードバック装置が特定カメラ映像の精密画像処理が必要と判定した場合に、その特定カメラの映像を上記所定のカメラ映像として選択するものである。

この発明によれば、状況把握画像処理により巡回映像を逐次画像処理して各監視カメラ区間で発生する事象を判定し、その事象検知情報を評価した信号をもとに事象評価フィードバック装置により監視カメラなどを制御して事象発生場所の詳細映像を自動取得するようにしたので、その映像を緻密に画像処理することで発生中の事象再判定による検知結果を出力することができ、発生事象監視に関してより信頼性の高いシステムを得ることができる。この発明は上記精密画像処理による監視を、従来の時分割による巡回画像処理とは別個に実現したので、上記巡回画像処理による監視動作に影響を与えることなく、より正確でフレキシビリティのある道路監視システムが得られる。

実施の形態１．
以下、この発明の実施の形態１を図１に基づいて説明する。図１において、監視カメラ１０の映像を映像分配装置１２を経由して映像巡回選択装置１３が順次サイクリックに取得し、これを状況把握画像処理装置１４に伝達して、受取った映像を画像処理することにより発生中の事象を検知して、事象検知信号を出力し警報出力装置１５を経由して警報器１６を鳴動点灯させていること、また、カメラ制御装置２０は、カメラ操作装置２１からの遠隔制御入力によりカメラ駆動装置１１を制御して監視カメラ１０を操作し、また監視表示器１９には、各監視カメラで監視中の映像を表示していることは、図８の従来技術と同一である。

図８と異なる点は、個別映像選択装置１０１と精密判定画像処理装置１０２から警報出力装置１５に至るルートを、これまでの映像巡回選択装置１３と状況把握画像処理装置１４から警報出力装置１５に至るルートとは別個に設けた点である。個別映像選択装置１０１は事象評価フィードバック装置１７からの事象検知信号例えばカメラ番号、座標、速度、周辺状況等を特定し再度確認を要する旨指示を受けて所定カメラの映像を選択し精密判定画像処理装置１０２へ入力する。精密判定画像処理装置１０２では上記事象検知信号で指摘された対象についてより精密な画像処理を行うものである。

次に動作について説明する。監視カメラ１０で撮影された映像は、映像分配装置１２に伝達され、更に映像巡回選択装置１３と個別映像選択装置１０１と監視表示器１９にそれぞれ映像分配される。監視表示器１９は、入力された映像を監視用映像として表示する。映像巡回選択装置１３では各監視カメラからの映像を所定周期で順次選択し、状況把握画像処理装置１４に伝達する。状況把握画像処理装置１４では、入力された映像を画像処理することにより発生事象の有無を測定し、該当の事象があればその事象を検知する。事象検知信号は、警報出力装置１５に伝達され警報器１６を鳴動することでシステム運用監視員に通知する。以上は従来と同様の動作である。

一方、状況把握画像処理装置１４は、事象検知信号と、事象種別・監視カメラ番号・事象発生座標・事象周辺情報などで構成する事象検出付近の特徴点情報とを事象評価フィードバック装置１７に伝達する。事象評価フィードバック装置１７では、前述した状況把握画像処理装置１４からの事象検知信号及び事象特徴点情報により精密画像処理の必要性を判定した後、精密画像処理の必要があると判断された場合には、個別映像選択装置１０１を制御して該当の監視カメラ１０から精密判定画像処理装置１０２に映像入力するための制御を行うと共に、事象精密判定に必要な映像を取得するために監視カメラ番号や座標位置や拡大撮影度合いなどで構成される撮影制御情報を決定しカメラ制御装置２０に伝達するものである。

カメラ制御装置２０は、映像巡回選択装置１３により該当の監視カメラが巡回映像取り込み動作中でないことを確認した後、カメラ駆動装置１１により撮影制御情報で指定された映像を撮影するために監視カメラ１０を旋回・ズームさせて事象評価フィードバック装置１７が要求する対象エリアを撮影し、映像分配装置１２と個別映像選択装置１０１を経由して精密判定画像処理装置１０２に入力する。

精密判定画像処理装置１０２では、入力された映像（例えば拡大撮影された映像）により精密な画像処理を行い、その再判定結果を警報出力装置１５に出力する。

事象評価フィードバック装置１７は特定の交通状況に応じて多数の評価パラメータ情報が記憶されたメモリーを備えたマイクロプロセッサであり、これらのパラメータをしきい値（基準値）として判断させるもので良い。

次に、低速車の発見の判断パターンを例に具体例を説明する。今、時速３０ｋｍ以下を低速車と定義されているとき、映像巡回選択装置１３による状況把握画像処理装置１４の測定では４０〜２０ｋｍ／ｈとしか判断できなかったとする。このとき事象評価フィードバック装置１７はメモリーのテーブル基準値（３０）と比較してグレーゾーンと判断し、精密判定による再確認を要求することとなる。

この要求には所望のカメラ番号、座標（Ｘ、Ｙ）、時刻等の情報を含んでおり、カメラ制御装置２０は当該カメラを選定し旋回、ズーム制御を行ってより精密な画像を映像分配装置１２と個別映像選択装置１０１を経由して精密判定画像処理装置１０２に取り込む。精密判定画像処理装置１０２による再確認の結果２５ｋｍ／ｈであったとすると、上記定義から低速車であると判断される。その結果が警報出力装置１５を介して管制室に警報され、監視員が後続車のドライバに注意を喚起することができる。

更に、樹木の影を落下物と誤って判断する場合も少なからず発生している。この場合も次の車がどのような挙動をするかによってある程度判断できるが、正確をきすため事象評価フィードバック装置１７が再判定を要求する。

このとき所望のカメラ番号、落下物の位置座標（Ｘ、Ｙ）、範囲、形状等の情報を含むものとし、上記と同様の手順で再判定が行われる。この場合は、例えば４倍ズームをデフォルトに設定したり、また例えば対象物周辺の表面テクスチャ変化検知や色スペクトラム変化検知などを応用した発生事象判定を行うことによって発生事象を更に正確に確認できるものである。

さらに、精密判定画像処理装置１０２が該当の発生事象特定のために映像情報量が不足していると判断した場合には、事象評価フィードバック装置１７に追加要求情報を伝達して再度必要な映像取り込み精密画像処理を行うことができる。

実施の形態２．
上記の実施の形態１では、個別映像選択装置１０１からの映像だけにより精密判定画像処理をする場合を説明したが、実施の形態２では、図２に示すように、映像画像蓄積装置１０３を設けたものである。

これにより各カメラの映像を一定時間常に蓄積し、精密判定の必要が発生した場合には、精密判定画像処理装置１０２において、上記蓄積した映像と個別映像選択装置１０１から入力された映像を比較し、状況変化要素も考慮して画像処理を行うものである。このようにすることにより、時間経過による事象状況の変化を検出することが容易になり、道路状況を詳細に把握して事象検知の性能を改善することができる。

実施の形態３．
上記実施の形態１では、警報出力装置１５により状況把握画像処理装置１４および精密判定画像処理装置１０２からの事象検知状態をそのまま出力する形態としていたが、実施の形態３では、図３に示すように、事象レベル判定装置１０４を設けて、状況判定画像処理装置１４の検知結果と精密判定画像処理１０２の検知結果を照合判定処理するようにしたものである。

これにより、例えば、両方の事象検知結果が同じであれば「事象発生確定」、それぞれが異なっていれば「事象発生の可能性あり」、どちらも事象検知なければ「事象なし」などと判定した結果を警報出力装置１５を経由して警報器１６を鳴動表示するようにしたので、より確実性の高い情報を監視員に伝えることができ精度の高い道路監視システムが得られる。

実施の形態４．
更に、上記実施の形態３では、事象レベル判定装置１０４を設けて、警報出力の状態を制御する場合について述べたが、実施の形態４では、図４に示すように、映像表示判定装置１０５を映像分配装置１２と映像表示器１９の間に設け、事象レベル判定装置１０４の警報レベル信号を利用して事象発生した監視映像の優先表示や表示方法の変更など監視業務に適した形態で表示させることができるようにしたので、事象発生に対する認知性の改善と管理業務の迅速化・効率化を図ることができる。

実施の形態５．
上記実施の形態４では、一定時間長の周期で監視カメラを巡回する映像巡回選択装置１３からの監視映像を状況把握画像処理装置１４により発生事象の状況を検知する場合について説明したが、実施の形態５では、図５に示すように、更に巡回時間制御装置１０６を設け、事象評価フィードバック装置１７からの信号をもとに巡回時間を算出し、映像巡回選択装置１３を制御して該当監視区間からの映像取得時間を調節するようにしたものである。

これにより、精密判定を行っているカメラ以外のカメラも状況に応じてそれぞれの映像取得時間を調節して状況把握画像処理装置１４に入力する監視区間映像量を最適化することができる。従って、事象発生が多発したり、周辺条件や状態が複雑で事象判定に時間を要する監視地区での事象検知精度を改善することができるとともに、監視地区全体としての事象検知精度を改善できる効果がある。

実施の形態６．
また、上記実施の形態１では、事象評価フィードバック装置１７は画像処理装置とだけ自動連動する場合について説明したが、実施の形態６では、図６に示すように、カメラ操作装置２１にフィードバック量手動設定装置１０８を設け、事象評価フィードバック装置１７によりシステム内の各装置を自動制御するための情報を手動入力設定するようにしたものである。

このようにすることで、係員の操作により道路維持管理上重要な条件を指定してシステムを動作させることができるようになり、全監視区間のより緻密な監視と実際の監視運用への適応性向上を図ることができる。

実施の形態７．
なお、上記の実施の形態１では、個別映像選択装置１０１と精密判定画像処理装置１０２から警報出力装置１５に至る処理ルートを、これまでの映像巡回選択装置１３と状況把握画像処理装置１４から警報出力装置１５に至る処理ルートとは別個に設け、事象評価フィードバック装置１７の制御により別途取得する映像を精密判定画像処理装置１０２で正確に事象判定することで事象検知性能を改善する場合について説明したが、実施の形態７では、図７に示すように、事象検知特性の異なる第二の状況把握画像処理装置１０８を設け、映像巡回選択装置１３から伝達されてくる同じ映像を画像処理して事象検知を行い、各々の画像処理による事象検知に関する情報を事象判定フードバック装置１７で評価して撮影制御情報をカメラ制御装置２０に出力するものである。

これによりカメラ駆動装置１１は撮影制御情報で指定された映像を撮影するために監視カメラ１０を旋回・ズームさせて事象評価フィードバック装置１７が要求する対象エリアを撮影するものである。

一般に画像処理方式にはカメラの映像から停止車両、落下物等の事象を道路背景基本画像と比較することで直接検知する直接検知方式と、停止車両、落下物等の事象が発生した際に交通流の乱れとして生じる「避走」や「渋滞」を検知して、落下物や停止車両を間接的に検知する間接検知方式とがある。両方式を比較した場合、停止車両、落下物等の事象を捉える性能は直接検知方式が優れているが、車両の避走（蛇行運転）等の車の流れを検知することにより小さな落下物を見つけやすい点や、道路背景基本情報に関する詳細なデータ定義が不要であること等から、検知処理が高速である等、間接検知方式にも優位性があり、両方式共に特徴がある。

従って、この実施の形態７ではこのように事象検知特性の異なる二つの画像処理装置１４と１０８とを併用し、状況に応じてそれぞれの長所を生かした検知方式を採用することにより、監視全区間での総合的な事象検知精度を改善できるようにしたものである。

この発明の実施の形態１を示す道路監視システムのシステムブロック図である。 この発明の実施の形態２を示す道路監視システムのシステムブロック図である。 この発明の実施の形態３を示す道路監視システムのシステムブロック図である。 この発明の実施の形態４を示す道路監視システムのシステムブロック図である。 この発明の実施の形態５を示す道路監視システムのシステムブロック図である。 この発明の実施の形態６を示す道路監視システムのシステムブロック図である。 この発明の実施の形態７を示す道路監視システムのシステムブロック図である。 従来の道路監視システムのシステムブロック図である。

符号の説明

１０ 監視カメラ
１３ 映像巡回選択装置
１４ 状況把握画像処理装置
１５ 警報出力装置
１８ 映像選択制御装置
２０ カメラ制御装置
２１ カメラ操作装置
１０１ 個別映像選択装置
１０２ 精密判定画像処理
１０３ 映像画像蓄積装置
１０４ 事象レベル判定装置
１０５ 映像表示判定装置
１０６ 巡回時間制御装置
１０７ フィードバック量手動設定装置
１０８ 第二の状況把握画像処理装置

Claims (9)

1. 道路上の複数箇所に設置され道路交通状況を監視する複数の監視カメラと、
   この複数の監視カメラからの映像を周期的に選択する映像巡回選択装置と、
   この映像巡回選択装置で選択された映像を順次画像処理して道路交通状況を測定する状況把握画像処理装置と、
   この状況把握画像処理装置からの測定結果に基づき再確認の必要性を判定する事象評価フィードバック装置と、
   上記映像巡回選択装置とは独立して設けられ、上記複数の監視カメラからの映像の内、所定のカメラ映像のみを選択する個別映像選択装置と、
   上記個別映像選択装置からの選択映像を精密に画像処理することにより正確な道路状況を測定する精密判定画像処理装置とを備え、
   上記個別映像選択装置は、上記事象評価フィードバック装置が特定カメラ映像の精密画像処理が必要と判定した場合に、その特定カメラの映像を上記所定のカメラ映像として選択することを特徴とする道路監視システム。
2. 上記事象評価フィードバック装置は、特定カメラ映像の精密画像処理が必要と判定した場合には、上記特定カメラの旋回・ズーム等の制御を行うと共に、上記個別映像選択装置を制御して該当の監視カメラから上記精密判定画像処理装置に直接映像入力するようにしたことを特徴とする前記請求項１に記載の道路監視システム。
3. 前記監視カメラからの映像を一定時間記録し、前記事象評価フィードバック装置からの出力に応じて上記記録済みの映像を前記精密判定画像処理装置に入力する映像画像蓄積装置を備えたことを特徴とする前記請求項１に記載の道路監視システム。
4. 前記状況把握画像処理装置の検出結果と前記精密判定画像処理装置の検出結果を照合評価して警報出力内容を決定する事象レベル判定装置を備えたことを特徴とする前記請求項１に記載の道路監視システム。
5. 前記事象レベル判定装置の警報レベル信号を受けて事象発生した監視映像の優先表示や表示方法の変更を行う映像表示判定装置を備えたことを特徴とする前記請求項４に記載の道路監視システム。
6. 前記事象評価フィードバック装置からの出力に応じて、前記状況把握画像処理装置に対する映像取り込み時間を自動調節する映像巡回時間制御装置を備えたことを特徴とする前記請求項１に記載の道路監視システム。
7. 前記事象評価フィードバック装置によりシステム内の各装置を自動制御するための情報を手動入力により設定するフィードバック量手動設定装置を備えたことを特徴とする前記請求項１に記載の道路監視システム。
8. 道路上の複数箇所に設置され、道路交通状況を監視する複数の監視カメラと、
   この複数の監視カメラからの映像を周期的に選択する映像巡回選択装置と、
   この映像巡回選択装置で選択された映像を順次画像処理して道路交通状況を測定する第一及び第二の状況把握画像処理装置と、
   これらの状況把握画像処理装置からの測定結果に基づき再確認の必要性を判定する事象評価フィードバック装置とを備え、
   上記第一及び第二の状況把握画像処理装置は、上記映像巡回選択装置から得た同じ映像を互いに異なる事象検知特性で検知して道路交通状況をそれぞれ測定し、
   上記事象評価フィードバック装置の出力により上記該当の監視カメラの旋回・ズーム等の制御を行うようにしたことを特徴とする道路監視システム。
9. 前記第一の状況把握画像処理装置の検出結果と前記第二の状況把握画像処理装置の検出結果を照合評価して警報出力内容を決定する事象レベル判定装置を備えたことを特徴とする前記請求項８に記載の道路監視システム。

Images