JP4587038B2 - Vehicle position detection method, and vehicle speed detection method and apparatus - Google Patents
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Description
本発明は、画像処理により、車両位置情報、車両速度情報を取得することのできる車両位置検出方法、並びに車両速度検出方法及び装置に関するものである。 The present invention relates to a vehicle position detection method capable of acquiring vehicle position information and vehicle speed information by image processing, and a vehicle speed detection method and apparatus.
交通の円滑化や事故抑止のために、詳細な交通情報提供が求められている。特に交差点における事故抑止に効果のあるジレンマ制御において、高精度な車両位置・速度情報が必要である。なお、「ジレンマ制御」とは、交差点で赤信号になる前に、停止線でスムーズに（安全に）停止することも、交差点を通過することもできない速度で走行している車両を検出した場合に、青信号時間を延長したり、そのような車両を検出しない場合には青信号を打ち切ったりして、交通の安全を図り、交差点の交通の流れをスムーズにする制御をいう。 Detailed traffic information is required to facilitate traffic and prevent accidents. In particular, highly accurate vehicle position / speed information is required in dilemma control, which is effective in preventing accidents at intersections. Note that “dilemma control” refers to the case where a vehicle running at a speed that cannot stop smoothly (safely) at the stop line or pass through the intersection is detected before it becomes a red light at the intersection. In addition, it is a control that extends the green light time or cuts off the green light when such a vehicle is not detected to ensure traffic safety and smooth the traffic flow at the intersection.
従来の車両の位置・速度を計測する方式として、画像処理を用いて車両の特徴部分、例えばナンバープレート位置を追跡する方式が多く提案されているが、これらの方法は、画面上の位置により移動量を算出しており、追跡対象の路面上の高さを考慮しておらず、正確な速度を算出出来ない。
これに対し、特許文献１，特許文献２では、ナンバープレート情報より、大型車／普通車（中・小型車）の車種を判定し、車種に応じたナンバープレートの高さ情報を用いて、位置検出精度を改善させているが、車種判定精度が不正確なこともあり、またナンバープレートの設置位置も車両に違っているため、正確な速度を算出できないという問題が残っていた。
On the other hand, in Patent Document 1 and Patent Document 2, a vehicle type of a large vehicle / normal vehicle (medium / small vehicle) is determined from the license plate information, and position detection is performed using the height information of the license plate corresponding to the vehicle type. Although the accuracy has been improved, the vehicle type determination accuracy may be inaccurate, and the installation position of the license plate is also different for each vehicle, so the problem remains that accurate speed cannot be calculated.
そこで、本発明者は、ナンバープレート内の文字（本明細書において、「文字」とは、仮名、漢字、数字を含むものとする）の大きさを用いて、カメラとナンバープレートとの距離を算出し、これを追跡することにより高精度な速度情報を算出することができることに着目した。
ここで、ナンバープレート内の文字の大きさは、図８のように、道路運送車両法施行規則により、車種毎に規定されている。
Therefore, the present inventor calculates the distance between the camera and the license plate using the size of the characters in the license plate (in this specification, “character” includes kana, kanji, and numbers). We focused on the fact that it is possible to calculate highly accurate velocity information by tracking this.
Here, the size of the characters in the license plate is defined for each vehicle type according to the Road Transport Vehicle Law Enforcement Rules as shown in FIG.
従って、本発明は、ナンバープレート内の文字の大きさを手がかりとして、従来よりも簡単な構成の装置を用いて、車両の位置と速度を算出できる車両位置検出方法、並びに車両速度検出方法及び装置を提供することを目的とする。 Accordingly, the present invention provides a vehicle position detection method, and a vehicle speed detection method and apparatus capable of calculating the position and speed of a vehicle using an apparatus having a simpler configuration than the prior art, based on the size of characters in the license plate. The purpose is to provide.
本発明の車両位置検出方法は、車両が存在する場所を撮影するカメラにより、当該場所を撮影して画像を取り込み、画像内に車両が検出された場合に、当該画像に表れる、ナンバープレートを切り出し、車種に関係するナンバープレートの種類を判定し、判定されたナンバープレート種類に応じて用意された文字テンプレートを用いて、ナンバープレートの中の全文字のうち、テンプレートが最大相関となった１文字を選定し、その文字についてナンバープレートの中の文字の大きさを測定し、前記測定された文字の大きさ、及び判定されたナンバープレートの種類に対応する文字の大きさの規格値との関係に基づいて、道路空間上での、カメラから車両までの距離を算出する方法である。
ナンバープレートの中の文字の大きさを測定するにあたって、判定されたナンバープレート種類に応じて用意された文字テンプレートを用いて、ナンバープレートの中のそれぞれの文字について、文字の大きさと相関値とを求め、各文字の大きさを、前記相関値で重み付け平均した結果を、ナンバープレートの中の文字の大きさとしてもよい。
The vehicle position detection method of the present invention cuts out a license plate that appears in an image when the location of the vehicle is captured by a camera that captures the location and captures the image and captures the image. The type of license plate related to the vehicle type is determined, and using the character template prepared according to the determined license plate type, one character that has the maximum correlation among all the characters in the license plate The character size in the license plate is measured for the character, and the relationship between the measured character size and the standard value of the character size corresponding to the determined license plate type Is a method for calculating the distance from the camera to the vehicle on the road space.
When measuring the size of characters in the license plate, the character size and correlation value for each character in the license plate are calculated using a character template prepared according to the determined license plate type. The result obtained by weighting and averaging the size of each character with the correlation value may be used as the size of the character in the license plate.
この方法は、まず、車両が映し出された画像に基づき、車種に関係するナンバープレートの種類を判定する。ナンバープレート内の文字の大きさは、ナンバープレートの種類に応じて規定されているからである。そして、ナンバープレートの種類が決まると、ナンバープレートの中の、カメラに写った文字の大きさを測定し、前記測定された文字の大きさ、及び判定されたナンバープレートの対応する文字の大きさの規格値との関係に基づいて、道路空間上での、カメラから車両までの距離を算出する。 In this method, first, the type of a license plate related to a vehicle type is determined based on an image showing a vehicle. This is because the size of letters in the license plate is defined according to the type of license plate. When the type of the license plate is determined, the size of the character in the license plate as seen on the camera is measured, and the size of the measured character and the size of the corresponding character of the determined license plate are measured. The distance from the camera to the vehicle on the road space is calculated based on the relationship with the standard value.
この方法により、車両におけるナンバープレートの設置高さを知らなくても、道路空間上での、カメラから車両までの距離を直接算出できる。
本発明で、ナンバープレート枠でなく、ナンバープレートの中の文字に注目し、その文字の大きさを測定する。このことにより、次のような利点がある。
一般に、ナンバープレート枠を検出しようとすると、車両フレームとの境界の識別が困難なことがある。また、日照条件などによっては、ナンバープレート枠と影の境界との識別は一般的に困難なことがある。よって、ナンバープレート枠のサイズの正確な検出は難しいところがある。
By this method, the distance from the camera to the vehicle on the road space can be directly calculated without knowing the installation height of the license plate in the vehicle.
In the present invention, attention is paid to the characters in the license plate, not the license plate frame, and the size of the characters is measured. This has the following advantages.
In general, when trying to detect a license plate frame, it may be difficult to identify the boundary with the vehicle frame. Also, depending on the sunshine conditions, etc., it is generally difficult to distinguish between the license plate frame and the shadow boundary. Therefore, it is difficult to accurately detect the size of the license plate frame.
そこで本発明では、ナンバープレートの中の文字に注目し、その文字の大きさを測定する。文字の大きさの測定は、ナンバープレート枠自体の大きさを測定するのと比べて精度がよく、これにより、カメラから車両までの正確な距離の測定が行える。
前記「ナンバープレートの中の文字の大きさを測定」は、判定されたナンバープレート種類に応じて用意された文字テンプレートを用いて行うこととすれば、文字の特定が容易になり、その文字テンプレートを用いれば、当該文字の大きさがわかる。特に、ナンバープレートの中の文字の書体は、規格で定められているので、テンプレートを用いて判定すれば、正確に判定できる。
Therefore, in the present invention, attention is paid to the character in the license plate, and the size of the character is measured. The measurement of the character size is more accurate than the measurement of the size of the license plate frame itself, so that the accurate distance from the camera to the vehicle can be measured.
If the “measurement of the character size in the license plate” is performed using a character template prepared according to the determined license plate type, the character can be easily specified. Can be used to determine the size of the character. In particular, since the typeface of the characters in the license plate is defined by the standard, it can be accurately determined by using a template.
前記文字の大きさとして、ナンバープレートの中の全文字のうち、テンプレートが最大相関となった１文字を選定すれば、カメラの画像に最も鮮明に写った文字を選定することができる。よって、文字の大きさの測定精度を上げることができる。
前記文字の大きさとして、ナンバープレートの中の各文字について、テンプレートを用いて文字の大きさと相関値を求め、各文字の大きさを、前記相関値で重み付け平均した結果を、文字の大きさとすれば、相関値最大となった文字の大きさにも誤差が含まれていることがあるため、誤差を減らすことができる。すなわち、各文字の大きさに、相関値による重み付けを行って重み付け平均値を求め、それを文字の大きさとする方法である。
As the character size, of all characters in the license plate, a template can be selected one character became maximum correlation, to select the sharpest in reflected characters in the camera image. Therefore, the measurement accuracy of the character size can be increased.
As the character size, for each character in the license plate, a character size and a correlation value are obtained using a template. In this case , since the error may be included in the size of the character having the maximum correlation value, the error can be reduced. That is, this is a method in which each character size is weighted with a correlation value to obtain a weighted average value, which is used as the character size.
なお、本発明で、車種に関係するナンバープレートの種類を判定するためには、当該車両のナンバープレートの大きさ若しくはその中の文字の部分の大きさ、又は文字の認識結果を利用するとよい。カメラの視野が限定されているので、カメラと車両との距離は、おおむね定まっている。したがって、画像に写った前記ナンバープレートの大きさ若しくはその中の文字の部分の大きさに基づいて、そのナンバープレートの種類（たとえば大型車用／普通車（中・小型車）用）がわかる。また、ナンバープレートの中の文字の認識結果を利用しても、ナンバープレートの種類がわかる。 In the present invention, in order to determine the type of the license plate related to the vehicle type, the size of the license plate of the vehicle, the size of the character portion in the vehicle, or the recognition result of the character may be used. Since the field of view of the camera is limited, the distance between the camera and the vehicle is generally determined. Therefore, the type of the license plate (for example, for large vehicles / for ordinary vehicles (medium / small vehicles)) can be determined based on the size of the license plate shown in the image or the size of the character portion therein. Also, the type of license plate can be determined by using the recognition result of characters in the license plate.
本発明の車両速度検出方法は、複数の時刻において前記車両位置検出方法で判明した、道路空間上でのカメラから車両までの各距離を用いて、当該距離の時間変化に基づいて車両の速度を検出する方法である。
また車両速度検出装置は、前記車両速度検出方法の同一発明にかかる装置である。
The vehicle speed detection method of the present invention uses each distance from the camera to the vehicle on the road space, which is found by the vehicle position detection method at a plurality of times, and calculates the vehicle speed based on the time change of the distance. It is a method of detection.
Further, the vehicle speed detection device is a device according to the same invention of the vehicle speed detection method.
以下、本発明の実施の形態を、添付図面を参照しながら詳細に説明する。
図１は、本発明の車両速度検出装置の構成図を示す。
道路上方に、道路面を俯瞰するように、カメラ２を所定の高さに設置している。カメラ２の視野範囲５は、道路の一車線上にある。
カメラ２の撮影画像は、映像ケーブル３を通して計測装置４に入力される。計測装置４は、通信手段を持ち、計測結果を遠隔地の処理センターに提供することができる。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
FIG. 1 shows a configuration diagram of a vehicle speed detection device of the present invention.
The camera 2 is installed at a predetermined height above the road so as to overlook the road surface. The visual field range 5 of the camera 2 is on one lane of the road.
The captured image of the camera 2 is input to the measuring device 4 through the video cable 3. The measuring device 4 has communication means and can provide the measurement result to a remote processing center.
図２に、カメラ２で撮影した撮影画像の例を示す。
カメラの視野範囲は、図２のようにナンバープレート文字を認識できる程度の視野（左右方向２−３ｍ、上下方向２−３ｍ程度）とする。
図３は、計測装置４の構成例を示すブロック図である。
計測装置４は、カメラ２の画像を取り込み、カメラ２の画面上に設定した車両検出用の計測範囲内での車両の有無を判定し、車両が検出された場合に、そのナンバープレートの位置を切り出し、その中の文字の部分の大きさを概算することにより、大型車、普通車を判定し、判定結果に応じて、大型車用または普通車用のテンプレートを用意して文字の大きさを決定し、実空間（道路空間）上でのナンバープレートの位置を算出する等の演算処理を実行する。
In FIG. 2, the example of the picked-up image image | photographed with the camera 2 is shown.
The visual field range of the camera is a visual field (about 2-3 m in the horizontal direction and about 2-3 m in the vertical direction) that can recognize the license plate characters as shown in FIG.
FIG. 3 is a block diagram illustrating a configuration example of the measuring device 4.
The measuring device 4 captures the image of the camera 2, determines the presence or absence of a vehicle within the vehicle detection measurement range set on the screen of the camera 2, and if a vehicle is detected, the position of the license plate is determined. Cut out and estimate the size of the character part in it, determine large vehicles and ordinary vehicles, prepare templates for large vehicles or ordinary vehicles according to the determination result, and set the size of the characters Determine and execute arithmetic processing such as calculating the position of the license plate in the real space (road space).
計測装置４は、画像入力部４１、Ａ／Ｄ変換部４２、画像メモリ４３、演算部４４、通信部４５を有する。各部の機能は、次のとおりである。
画像入力部４１：画像を取り込むためのインターフェイスを提供する。
Ａ／Ｄ部４２：画像信号をデジタル変換する。
画像メモリ４３：デジタル変換した画像データを一時的に格納する。
The measurement device 4 includes an image input unit 41, an A / D conversion unit 42, an image memory 43, a calculation unit 44, and a communication unit 45. The function of each part is as follows.
Image input unit 41: Provides an interface for capturing an image.
A / D unit 42: Digitally converts an image signal.
Image memory 43: temporarily stores digitally converted image data.
演算部４４：プレート位置算出、文字認識、速度算出等の演算処理を実行する。
通信部４５：信号機や表示板、交通管制センター等との通信を行い、演算処理結果を送信する。
なお、前記カメラ２と前記計測装置４は一体型としても良い。
図４は、計測装置４の行う車両速度検出方法を説明するためのフローチャートである。
Calculation unit 44: Performs calculation processing such as plate position calculation, character recognition, and speed calculation.
Communication unit 45: Communicates with a traffic light, a display board, a traffic control center, etc., and transmits a calculation processing result.
The camera 2 and the measuring device 4 may be integrated.
FIG. 4 is a flowchart for explaining a vehicle speed detection method performed by the measurement device 4.
まず、演算部４４は、一定間隔で画像を取り込む（ステップＳ１）。取り込み枚数は例えば１秒間に３０枚とする。
次に、画像に基づいて、車両の有無を判定する。例えば、予め車両が存在しない場合の路面画像（以下、背景画像と呼ぶ）を作成しておき、取り込んだ画像（以下、入力画像と呼ぶ）との明るさの差を算出し、閾値以上の変化が検出された場合を車両有りとし、閾値以下の変化の場合は車両なしとする。
First, the calculation unit 44 captures images at regular intervals (step S1). For example, the number of captured images is 30 per second.
Next, the presence or absence of the vehicle is determined based on the image. For example, a road surface image (hereinafter referred to as a background image) when a vehicle is not present is created in advance, a brightness difference from the captured image (hereinafter referred to as an input image) is calculated, and a change that exceeds a threshold value If the vehicle is detected, the vehicle is present, and if the change is below the threshold, the vehicle is absent.
あるいは、背景画像における路面模様の明るさ変化のある部分（以下、エッジと呼ぶ）の位置を予め記憶しておき、入力画像についてもエッジを算出し、それらのエッジの鋭さの差を算出し、閾値以上の差が検出された場合を車両有りとし、閾値以下の変化の場合は車両なしとすることもできる。
車両が検出された場合、その画像の中から、ナンバープレート枠を切り出す（ステップＳ２）。この切り出し方法は、例えば、２組のエッジ線分の長さ及び間隔が一定範囲内にある組み合わせよりプレート枠候補領域を抽出した結果と、背景から抽出した各文字候補の位置の組み合わせより尤もらしい文字候補領域を抽出した結果を用いて、これらの２つの候補領域を重ねた面積が最大となるものをプレート領域とする（特開平３−２６５９８５号公報参照）。
Alternatively, the position of a portion of the background image where the brightness of the road surface pattern (hereinafter referred to as an edge) is stored in advance, the edge is also calculated for the input image, and the difference in sharpness between the edges is calculated. If a difference greater than or equal to the threshold is detected, the vehicle may be present, and if the change is less than or equal to the threshold, the vehicle may be absent.
When a vehicle is detected, a license plate frame is cut out from the image (step S2). This clipping method is more likely than the combination of the result of extracting the plate frame candidate region from a combination in which the length and interval of two sets of edge line segments are within a certain range and the position of each character candidate extracted from the background, for example. Using the result of extracting the character candidate region, a plate region is defined as a plate region having the maximum area where these two candidate regions are overlapped (see Japanese Patent Laid-Open No. 3-265985).
そして、ナンバープレート内の文字の大きさを概算する（ステップＳ３）。この概算方法は、たとえば、画面の縦横方向に画像輝度のヒストグラムをとって、その存在範囲から、大きさを算出すればよい。また後述するように、文字テンプレートを適用して相関演算する方法でもよい。
そして、ナンバープレート内の文字の大きさに基づいて、大型車用／普通車用の判別をする（ステップＳ４）。ここで、この判別方法を説明すると、カメラ２とその視野範囲５との距離関係は、図１に示されるように確定している。そこで、この視野範囲５の中から切り出されたナンバープレートは、カメラ２から一定の距離あるものとみなす。もちろん、プレートの接地高さには広がりがあるので、その「一定の距離」には、ある程度の誤差はある。しかし、大型車／普通車の判定をするだけであれば、このような誤差があっても、判定に支障はないと考えている。
Then, the size of characters in the license plate is estimated (step S3). In this estimation method, for example, a histogram of image brightness may be taken in the vertical and horizontal directions of the screen, and the size may be calculated from the existence range. Further, as will be described later, a correlation calculation method using a character template may be used.
Then, based on the size of the characters in the license plate, it is determined whether the vehicle is for a large vehicle or a normal vehicle (step S4). Here, this discrimination method will be explained. The distance relationship between the camera 2 and its visual field range 5 is fixed as shown in FIG. Therefore, the license plate cut out from the visual field range 5 is regarded as having a certain distance from the camera 2. Of course, since the ground contact height of the plate is wide, there is a certain amount of error in the “certain distance”. However, if only the determination of a large vehicle / ordinary vehicle is made, it is considered that there is no problem in the determination even if there is such an error.
実際には、図８に示されるように、ナンバープレート内の文字（例えば「２」）の横幅は、大型車では６０ｍｍ、普普通車では４０ｍｍであるので、実際に検出した文字の横幅を閾値と比較することにより、十分な精度で大型車／普通車の判定を行うことができる。
なお、続く一連の文字の横幅を判定してもよい。例えば、図８に示される一連の文字「２０-４６」の横幅は、大型車では３３２．５ｍｍ、普通車では２３５ｍｍであるので、明らかに区別が付く。
Actually, as shown in FIG. 8, the width of characters (for example, “2”) in the license plate is 60 mm for large vehicles and 40 mm for ordinary vehicles. By comparing with, it is possible to determine large vehicles / normal vehicles with sufficient accuracy.
Note that the width of the subsequent series of characters may be determined. For example, the horizontal width of the series of characters “20-46” shown in FIG. 8 is 332.5 mm for large vehicles and 235 mm for ordinary vehicles, so it can be clearly distinguished.
また、文字の大きさ以外に、ナンバープレート枠の大きさを検出しても、前記と同様にして、大型車／普通車の判定を行うことができる。また、公知のように、ナンバープレートの中の文字を認識し、その結果（たとえば１ナンバー、３ナンバー等）を利用しても、ナンバープレートの規格がわかる。
大型車／普通車の判定が完了すれば、それぞれの文字ごとに、図５のように、大型車用／普通車用に対応する複数の大きさのテンプレートを用意しておき（ステップＳ５，Ｓ７）、切り出した各文字と各テンプレートの相関値を算出する。
Further, even if the size of the license plate frame is detected in addition to the size of the characters, it is possible to determine whether the vehicle is a large vehicle / normal vehicle in the same manner as described above. Also, as is well known, the number plate standard can be found by recognizing characters in the license plate and using the result (for example, 1 number, 3 number, etc.).
When the determination of the large vehicle / ordinary vehicle is completed, templates of a plurality of sizes corresponding to the large vehicle / ordinary vehicle are prepared for each character as shown in FIG. 5 (steps S5, S7). ), And calculates a correlation value between each extracted character and each template.
図５は、文字「０」「１」のテンプレートを示している。図５（ａ）は、大型車用のテンプレートを示し、図５（ｂ）は、普通車用のテンプレートを示している。
相関値の算出方式として、例えば正規化相関方式を用いる。
このようにして、切り出した各文字についてそれぞれ相関値が求まる。
相関値が最大となる文字を選び出し、その文字のテンプレートのサイズを、画面上での当該文字の大きさとする（ステップＳ６，Ｓ８）。
FIG. 5 shows a template of characters “0” and “1”. FIG. 5A shows a template for a large vehicle, and FIG. 5B shows a template for a normal vehicle.
As a correlation value calculation method, for example, a normalized correlation method is used.
In this way, a correlation value is obtained for each extracted character.
The character having the maximum correlation value is selected, and the size of the character template is set as the size of the character on the screen (steps S6 and S8).
なお、相関値が最大となった文字だけを参照するのではなく、ナンバープレートの中の各文字について、テンプレートを用いて文字の大きさと相関値を求め、各文字の大きさを前記相関値で重み付け平均した結果を、文字の大きさとしてもよい。この方法では、用意した各テンプレートサイズの間のサイズまで、詳細に算出することができる。たとえば、ナンバープレートの一連番号の左端より順に、文字１、２、３、４とし、各相関度をc1, c2, c3, c4とする。また、各文字の検出範囲の上端、下端をそれぞれ、qu1, ql1, qu2, ql2, qu3, ql3, qu4, ql4とする。 Instead of referring only to the character with the maximum correlation value, for each character in the license plate, the character size and correlation value are obtained using a template, and the size of each character is calculated using the correlation value. The result of weighted averaging may be used as the character size. In this method, it is possible to calculate in detail up to a size between each prepared template size. For example, in order from the left end of the serial number of the license plate, characters 1, 2, 3, and 4 are used, and the correlations are c1, c2, c3, and c4. In addition, the upper and lower ends of the detection range of each character are set as qu1, ql1, qu2, ql2, qu3, ql3, qu4, and ql4, respectively.
このとき、重み付けした平均値の上端qu*, 下端ql*は以下のように算出する。
qu*=(c1・qu1+ c2・qu2+ c3・qu3+ c4・qu4)/(c1+c2+c3+c4)
ql*=(c1・ql1+ c2・ql2+ c3・ql3+ c4・ql4)/(c1+c2+c3+c4)
重み付け平均された文字のサイズは、qu*−ql*で求められる。
次に、画面上での文字大きさから実空間上での文字の位置を算出し、車両のナンバープレート位置（車頭位置）とする（ステップＳ９）。
At this time, the upper end qu * and the lower end ql * of the weighted average value are calculated as follows.
qu * = (c1 ・ qu1 + c2 ・ qu2 + c3 ・ qu3 + c4 ・ qu4) / (c1 + c2 + c3 + c4)
ql * = (c1, ql1 + c2, ql2 + c3, ql3 + c4, ql4) / (c1 + c2 + c3 + c4)
The size of the weighted average character is obtained by qu * −ql *.
Next, the position of the character in the real space is calculated from the character size on the screen, and is set as the license plate position (vehicle head position) of the vehicle (step S9).
以下、ナンバープレート位置の算出処理を、(1)から(3)に分けて詳説する。
(1)まず、実空間と撮影面上の座標の変換式を定義する。
図６のように、実空間での座標系を（Ｘ，Ｙ，Ｚ）とし、カメラ２の撮影面上での座標系を（Ｐ，Ｑ）とする。
実空間では、垂直方向をＺ、道路の延びる方向をＹ、道路を横断する方向をＸにとる。
The license plate position calculation process will be described in detail from (1) to (3) below.
(1) First, a conversion formula between the real space and the coordinates on the imaging plane is defined.
As shown in FIG. 6, the coordinate system in the real space is (X, Y, Z), and the coordinate system on the photographing surface of the camera 2 is (P, Q).
In real space, Z is the vertical direction, Y is the direction in which the road extends, and X is the direction that crosses the road.
カメラ２は、道路の延長線上に設置されており、その撮影面では、道路横断方向Ｘと平行に横軸Ｐをとり、横軸Ｐと直角に縦軸Ｑをとる。縦軸Ｑは、道路の垂直方向Ｚに対して、俯角に相当する角度αだけ傾いているものとする。
ただし、カメラレンズの焦点距離ｆ、カメラの設置高さＨ、撮影面のＰ軸方向の実際の大きさＳｐ、撮影面のＱ軸方向の実際の大きさＳｑ、撮影面のＰ軸方向の画素数Ｎｐ、撮影面のＱ軸方向の画素数Ｎｑは既知であり、定数値として扱う。
The camera 2 is installed on an extended line of the road, and on the photographing surface thereof, the horizontal axis P is parallel to the road crossing direction X, and the vertical axis Q is perpendicular to the horizontal axis P. The vertical axis Q is inclined with respect to the vertical direction Z of the road by an angle α corresponding to the depression angle.
However, the focal length f of the camera lens, the installation height H of the camera, the actual size Sp of the imaging surface in the P-axis direction, the actual size Sq of the imaging surface in the Q-axis direction, and the pixels in the P-axis direction of the imaging surface The number Np and the number Nq of pixels in the Q-axis direction on the imaging surface are known and are treated as constant values.
撮影面上での座標（ｐ，ｑ）（単位：画素数）と、実空間上での座標点（Ｘ，Ｙ，Ｚ）には、（１）〜（４）式の関係式が成立する。
Ｚ＝Ｈ−（ｆtanα−ξ）Ｙ／（ξtanα＋ｆ） （１）
Ｘ＝−ζＹ／ｆ （２）
ξ＝（Ｓq／Ｎq）ｑ （３）
ζ＝（Ｓｐ／Ｎｐ）ｐ （４）
ここで、ζ，ξは撮影面上の座標（単位：長さ）である。
The relational expressions (1) to (4) are established for the coordinates (p, q) (unit: number of pixels) on the imaging surface and the coordinate point (X, Y, Z) on the real space. .
Z = H− (ftanα−ξ) Y / (ξtanα + f) (1)
X = −ζY / f (2)
ξ = (Sq / Nq) q (3)
ζ = (Sp / Np) p (4)
Here, ζ and ξ are coordinates (unit: length) on the imaging surface.
(2)プレート位置の算出
撮影面上に写ったナンバープレートを、図７に示す。切り出した文字１，２，３，４と各テンプレートの相関値を算出して、相関値が最大となった文字が「３」であるとする。
このときの、「３」の上端部の座標値をｑu、下端部の座標値をｑlとする。
ここで、カメラからナンバープレートまでの距離をＹとすると、ｑu，ｑlにそれぞれ対応する実空間上での高さＺu，Ｚlは式（１ａ）〜（３ｂ）のように算出できる。
(2) Calculation of plate position Fig. 7 shows the license plate on the image plane. Assume that the correlation value between the extracted characters 1, 2, 3, 4 and each template is calculated, and the character having the maximum correlation value is “3”.
At this time, the coordinate value of the upper end of “3” is qu, and the coordinate value of the lower end is ql.
Here, if the distance from the camera to the license plate is Y, the heights Zu and Zl in the real space corresponding to qu and ql can be calculated as in equations (1a) to (3b).
Ｚu＝Ｈ−（ｆtanα−ξu）Ｙ／（ξu tanα＋ｆ）（１ａ）
ξu＝（Ｓq／Ｎq）ｑu （３ａ）
Ｚl＝Ｈ−（ｆtanα−ξl）Ｙ／（ξl tanα＋ｆ）（１ｂ）
ξl＝（Ｓq／Ｎq）ｑl （３ｂ）
大型車／普通車の判定は完了しているので、文字の高さ（Ｚu−Ｚl）は図８のように既知である。
Zu = H- (ftanα-ξu) Y / (ξu tanα + f) (1a)
ξu = (Sq / Nq) qu (3a)
Zl = H- (ftan [alpha]-[xi] l) Y / ([xi] l tan [alpha] + f) (1b)
ξl = (Sq / Nq) ql (3b)
Since the determination of the large vehicle / ordinary vehicle is completed, the character height (Zu-Zl) is known as shown in FIG.
Ｚu−Ｚl＝文字の高さ （５）
上の５つの方程式（１ａ）〜（５）を用いて、ξu，ξl，Ｚu，Ｚl，Ｙを解くことができる。したがって、距離Ｙが算出でき、さらにＺu，Ｚlも算出できる。
以上の処理では、文字の高さに基づいて、距離Ｙを算出した。しかし、文字の横幅に基づいても、距離Ｙを算出することができる。
Zu-Zl = Text height (5)
Using the above five equations (1a) to (5), ξu, ξl, Zu, Zl, and Y can be solved. Therefore, the distance Y can be calculated, and Zu and Zl can also be calculated.
In the above processing, the distance Y is calculated based on the height of the character. However, the distance Y can also be calculated based on the width of the character.
この場合、「３」の右端部の座標値をｐu、左端部の座標値をｐlとする。
ｐu，ｐlにそれぞれ対応する実空間上での位置Ｘu，Ｘlは式（２ａ）〜（４ｂ）のように算出できる。
Ｘu＝−ζu Ｙ／ｆ （２ａ）
ζu＝（Ｓp／Ｎp）ｐu （４ａ）
Ｘl＝−ζl Ｙ／ｆ （２ｂ）
ζl＝（Ｓp／Ｎp）ｐl （４ｂ）
大型車／普通車の判定は完了しているので、文字の横幅（Ｘu−Ｘl）は図８のように既知である。
In this case, the coordinate value of the right end portion of “3” is pu, and the coordinate value of the left end portion is pl.
The positions Xu and Xl on the real space corresponding to pu and pl can be calculated as in equations (2a) to (4b).
Xu = -ζu Y / f (2a)
ζu = (Sp / Np) pu (4a)
Xl = -ζl Y / f (2b)
ζl = (Sp / Np) pl (4b)
Since the determination of the large vehicle / ordinary vehicle has been completed, the width (Xu−Xl) of the character is known as shown in FIG.
Ｘu−Ｘl＝文字の横幅 （６）
上の５つの方程式（２ａ）〜（６）を用いて、ζu，ζl，Ｘu，Ｘl，Ｙを解くことができる。したがって、距離Ｙが算出でき、さらにＸu，Ｘlも算出できる。
(3)移動速度算出
画像を取り込んだ時刻ｔ１でのナンバープレートのＹ座標をＹ１、画像を取り込んだ時刻ｔ２でのプレートのＹ座標をＹ２とすると、車両の速度は次式で算出できる。
Xu-Xl = width of character (6)
Using the above five equations (2a) to (6), ζu, ζ1, Xu, X1, and Y can be solved. Therefore, the distance Y can be calculated, and Xu and Xl can also be calculated.
(3) Calculation of moving speed If the Y coordinate of the license plate at time t1 when the image is captured is Y1, and the Y coordinate of the plate at time t2 when the image is captured is Y2, the vehicle speed can be calculated by the following equation.
速度＝（Ｙ１−Ｙ２）／（ｔ２−ｔ１）
以上で、本発明の実施の形態を説明したが、本発明の実施は、前記の形態に限定されるものではない。例えば、ナンバープレート内の文字の大きさを算出するのに、テンプレートを用いて相関をとる方法以外の方法も採用できる。たとえば、ナンバープレートの中でＰ方向またはＱ方向に画像輝度のヒストグラムをとって、その存在範囲から、文字の大きさを算出してもよい。その他、本発明の範囲内で種々の変更を施すことが可能である。
Speed = (Y1-Y2) / (t2-t1)
Although the embodiments of the present invention have been described above, the embodiments of the present invention are not limited to the above-described embodiments. For example, a method other than a method of obtaining a correlation using a template can be employed to calculate the size of characters in the license plate. For example, a histogram of image luminance may be taken in the P direction or Q direction in the license plate, and the character size may be calculated from the existence range. In addition, various modifications can be made within the scope of the present invention.
２ カメラ
３ 映像ケーブル
４ 計測装置
４１ 画像入力部
４２ Ａ／Ｄ変換部
４３ 画像メモリ
４４ 演算部
４５ 通信部
2 Camera 3 Video cable 4 Measuring device 41 Image input unit 42 A / D conversion unit 43 Image memory 44 Calculation unit 45 Communication unit
Claims (8)
（ｂ）画像内に車両が検出された場合に、当該画像に表れる、ナンバープレートを切り出し、
（ｃ）当該車両の車種に関係するナンバープレートの種類を判定し、
（ｄ）判定されたナンバープレート種類に応じて用意された文字テンプレートを用いて、ナンバープレートの中の全文字のうち、テンプレートが最大相関となった１文字を選定し、その文字についてナンバープレートの中の文字の大きさを測定し、
（ｅ）前記測定された文字の大きさ、及び判定されたナンバープレートの種類に対応する文字の大きさの規格値との関係に基づいて、道路空間上での、カメラから車両までの距離を算出する車両位置検出方法。 (A) Using a camera that captures the location of the vehicle, capture the location and capture the image;
(B) When a vehicle is detected in the image, the license plate that appears in the image is cut out,
(C) Determine the type of license plate related to the vehicle type of the vehicle,
(D) Using a character template prepared according to the determined license plate type, out of all the characters in the license plate , select one character having the maximum correlation with the template . Measure the size of the letters inside,
(E) The distance from the camera to the vehicle on the road space is determined based on the relationship between the measured character size and the standard value of the character size corresponding to the determined license plate type. A vehicle position detection method to be calculated.
（ｂ）画像内に車両が検出された場合に、当該画像に表れる、ナンバープレートを切り出し、
（ｃ）当該車両の車種に関係するナンバープレートの種類を判定し、
（ｄ）判定されたナンバープレート種類に応じて用意された文字テンプレートを用いて、ナンバープレートの中のそれぞれの文字について、文字の大きさと相関値とを求め、各文字の大きさを、前記相関値で重み付け平均した結果を、ナンバープレートの中の文字の大きさとし、
（ｅ）前記測定された文字の大きさ、及び判定されたナンバープレートの種類に対応する文字の大きさの規格値との関係に基づいて、道路空間上での、カメラから車両までの距離を算出する車両位置検出方法。 (A) Using a camera that captures the location of the vehicle, capture the location and capture the image;
(B) When a vehicle is detected in the image, the license plate that appears in the image is cut out,
(C) Determine the type of license plate related to the vehicle type of the vehicle,
(D) Using a character template prepared according to the determined license plate type, the character size and correlation value are obtained for each character in the license plate, and the size of each character is determined as the correlation. the results of the weighted and averaged values, the size of characters in the license plate,
(E) The distance from the camera to the vehicle on the road space is determined based on the relationship between the measured character size and the standard value of the character size corresponding to the determined license plate type. A vehicle position detection method to be calculated.
（ｂ）画像内に車両が検出された場合に、当該画像に表れる、ナンバープレートを切り出し、
（ｃ）当該車両の車種に関係するナンバープレートの種類を判定し、
（ｄ）判定されたナンバープレート種類に応じて用意された文字テンプレートを用いて、ナンバープレートの中の全文字のうち、テンプレートが最大相関となった１文字を選定し、その文字についてナンバープレートの中の文字の大きさを測定し、
（ｅ）前記測定された文字の大きさ、及び判定されたナンバープレートの種類に対応する文字の大きさの規格値との関係に基づいて、道路空間上での、カメラから車両までの距離を算出し、
（ｆ）前記距離の時間変化に基づいて車両の速度を検出する、車両速度検出方法。 (A) Using a camera that captures the location of the vehicle, capture the location and capture the image;
(B) When a vehicle is detected in the image, the license plate that appears in the image is cut out,
(C) Determine the type of license plate related to the vehicle type of the vehicle,
(D) Using a character template prepared according to the determined license plate type, out of all the characters in the license plate , select one character having the maximum correlation with the template . Measure the size of the letters inside,
(E) The distance from the camera to the vehicle on the road space is determined based on the relationship between the measured character size and the standard value of the character size corresponding to the determined license plate type. Calculate
(F) A vehicle speed detection method for detecting the speed of the vehicle based on the time change of the distance.
（ｂ）画像内に車両が検出された場合に、当該画像に表れる、ナンバープレートを切り出し、
（ｃ）当該車両の車種に関係するナンバープレートの種類を判定し、
（ｄ）判定されたナンバープレート種類に応じて用意された文字テンプレートを用いて、ナンバープレートの中のそれぞれの文字について、文字の大きさと相関値とを求め、各文字の大きさを、前記相関値で重み付け平均した結果を、ナンバープレートの中の文字の大きさとし、
（ｅ）前記測定された文字の大きさ、及び判定されたナンバープレートの種類に対応する文字の大きさの規格値との関係に基づいて、道路空間上での、カメラから車両までの距離を算出し、
（ｆ）前記距離の時間変化に基づいて車両の速度を検出する、車両速度検出方法。 (A) Using a camera that captures the location of the vehicle, capture the location and capture the image;
(B) When a vehicle is detected in the image, the license plate that appears in the image is cut out,
(C) Determine the type of license plate related to the vehicle type of the vehicle,
(D) Using a character template prepared according to the determined license plate type, the character size and correlation value are obtained for each character in the license plate, and the size of each character is determined as the correlation. the results of the weighted and averaged values, the size of characters in the license plate,
(E) The distance from the camera to the vehicle on the road space is determined based on the relationship between the measured character size and the standard value of the character size corresponding to the determined license plate type. Calculate
(F) A vehicle speed detection method for detecting the speed of the vehicle based on the time change of the distance.
カメラの画像内に車両が検出された場合に、当該画像に表れる、ナンバープレートを切り出す切り出し手段と、
当該車両の車種に関係するナンバープレートの種類を判定する判定手段と、
判定されたナンバープレート種類に応じて用意された文字テンプレートを用いて、ナンバープレートの中の全文字のうち、テンプレートが最大相関となった１文字を選定し、その文字についてナンバープレートの中の文字の大きさを測定する測定手段と、
前記測定された文字の大きさ、及び判定されたナンバープレートの種類に対応する文字の大きさの規格値との関係に基づいて、道路空間上での、カメラから車両までの距離を算出する算出手段と、
前記距離の時間変化に基づいて車両の速度を検出する速度検出手段とを備える、車両速度検出装置。 A camera that captures the location of the vehicle,
When a vehicle is detected in the image of the camera, a cutout means for cutting out the license plate that appears in the image,
Determination means for determining the type of license plate related to the vehicle type of the vehicle;
Using the character template prepared according to the license plate type that was determined, out of all the characters in the license plate , select the character that has the highest correlation with the template, and the character in the license plate for that character Measuring means for measuring the size of
Calculation to calculate the distance from the camera to the vehicle on the road space based on the relationship between the measured character size and the standard value of the character size corresponding to the determined license plate type Means,
A vehicle speed detection device comprising: speed detection means for detecting the speed of the vehicle based on the time change of the distance.
カメラの画像内に車両が検出された場合に、当該画像に表れる、ナンバープレートを切り出す切り出し手段と、
当該車両の車種に関係するナンバープレートの種類を判定する判定手段と、
判定されたナンバープレート種類に応じて用意された文字テンプレートを用いて、ナンバープレートの中のそれぞれの文字について、文字の大きさと相関値とを求め、各文字の大きさを、前記相関値で重み付け平均した結果を、ナンバープレートの中の文字の大きさとする測定手段と、
前記測定された文字の大きさ、及び判定されたナンバープレートの種類に対応する文字の大きさの規格値との関係に基づいて、道路空間上での、カメラから車両までの距離を算出する算出手段と、
前記距離の時間変化に基づいて車両の速度を検出する速度検出手段とを備える、車両速度検出装置。 A camera that captures the location of the vehicle,
When a vehicle is detected in the image of the camera, a cutout means for cutting out the license plate that appears in the image,
Determination means for determining the type of license plate related to the vehicle type of the vehicle;
Using character templates prepared according to the determined license plate type, the character size and correlation value are determined for each character in the license plate, and the size of each character is weighted with the correlation value. A measuring means that takes the averaged result as the size of the letters in the license plate,
Calculation to calculate the distance from the camera to the vehicle on the road space based on the relationship between the measured character size and the standard value of the character size corresponding to the determined license plate type Means,
A vehicle speed detection device comprising: speed detection means for detecting the speed of the vehicle based on the time change of the distance.
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