JP5337905B2 - 速度計測システム、速度計測方法及びプログラム - Google Patents
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Description
車両の進行方向に対して略垂直の視線方向で、互いに同時に撮像して、予め定めた時間間隔の連続フレーム画像を撮像時刻に対応付けて取得する複数の撮像手段と、
前記複数の撮像手段のうち1の撮像手段が撮像した前記連続フレーム画像から、前記車両を示すフレーム画像を基準フレーム画像として選択し、前記基準フレーム画像中の前記車両の画像と同じ画像をテンプレートとして生成するテンプレート生成手段と、
前記基準フレーム画像の前又は後の前後フレーム画像、並びに、他の撮像手段で、前記基準フレーム画像及び前記前後フレーム画像と同時に撮像したフレーム画像において、前記テンプレートを用いたテンプレートマッチングを行うことにより、前記テンプレートに略一致するテンプレート一致領域を特定するテンプレート一致領域特定手段と、
前記テンプレート及び前記テンプレート一致領域から互いに対応する基準点を決定し、前記複数の撮像手段で同時に撮像したフレーム画像における前記基準点の位置に基づいて、各撮像時刻における前記基準点の3次元座標を取得する3次元座標取得手段と、
前記3次元座標取得手段で取得した前記基準点の3次元座標を少なくとも2つの異なる前記撮像時刻について取得した値と、前記3次元座標を取得するのに使用したフレーム画像の前記撮像時刻の時間差とに基づいて、前記車両の速度を算出する速度算出手段と、を有し、
前記3次元座標取得手段は、前記基準フレーム画像と、複数の前記前後フレーム画像と、他の撮像手段で、前記基準フレーム画像及び前記前後フレーム画像と同時に撮像したフレーム画像と、に基づいて、4以上の撮像時刻について3次元座標を取得し、
前記速度算出手段は、前記車両が等加速度運動をしていると仮定した2次方程式に、4以上の撮像時刻について3次元座標をフィッティングすることにより、各3次元座標における速度のうち最も低い速度を、計測時間内最低速度として出力する、
ことを特徴とする。
前記テンプレート生成手段は、前記複数の撮像手段のうち1の撮像手段が撮像した前記連続フレーム画像から、フレーム画像の略中央に前記撮像手段の視線方向に対して略垂直の前記車両の略平面を示すフレーム画像を前記基準フレーム画像として選択し、前記基準フレーム画像中の前記車両の前記略平面の画像と同じ画像を前記テンプレートとして生成するようにしてもよい。
前記テンプレート生成手段は、前記計測対象画像取得手段で取得した前記計測対象画像の中から、前記基準フレーム画像を選択するようにしてもよい。
前記基準フレーム画像と前記前後フレーム画像を撮像したときの前記撮像時刻と、前記撮像手段の現在位置と、を前記GPS受信アンテナから受信した電波信号に基づいて取得し、各フレーム画像と、当該フレーム画像に対応付けて前記撮像時刻と前記現在位置を含む情報と、を記憶する記憶手段と、
をさらに有し、
前記撮像手段は、前記撮像時刻を前記記憶手段から取得するようにしてもよい。
前記撮像手段は、赤外線撮像が可能なカメラであってもよい。
前記カラー撮像装置が撮像したカラー画像のうち、前記基準フレーム画像と前記前後フレーム画像を前記撮像手段が撮像した時刻と同時刻を含む時間に連続撮像したカラー画像を前記速度算出手段が算出する前記車両の速度と対応付けて記憶するカラー画像記憶手段と、
を更に有してもよい。
前記カラー撮像装置が撮像したカラー画像を前記速度算出手段が算出する前記車両の速度と対応付けて記憶するカラー画像記憶手段と、
を更に有してもよい。
車両の進行方向に対して略垂直の視線方向で、互いに同時に撮像して、予め定めた時間間隔の連続フレーム画像を撮像時刻に対応付けて取得する複数の撮像手段で撮像する撮像ステップと、
前記複数の撮像手段のうち1の撮像手段が撮像した前記連続フレーム画像から、前記車両を示すフレーム画像を基準フレーム画像として選択し、前記基準フレーム画像中の前記車両の画像と同じ画像をテンプレートとして生成するテンプレート生成ステップと、
前記基準フレーム画像の前又は後の前後フレーム画像、並びに、他の撮像手段で、前記基準フレーム画像及び前記前後フレーム画像と同時に撮像したフレーム画像において、前記テンプレートを用いたテンプレートマッチングを行うことにより、前記テンプレートに略一致するテンプレート一致領域を特定するテンプレート一致領域特定ステップと、
前記テンプレート及び前記テンプレート一致領域から互いに対応する基準点を決定し、前記複数の撮像手段で同時に撮像したフレーム画像における前記基準点の位置に基づいて、各撮像時刻における前記基準点の3次元座標を取得する3次元座標取得ステップと、
前記3次元座標取得ステップで取得した前記基準点の3次元座標を少なくとも2つの異なる前記撮像時刻について取得した値と、前記3次元座標を取得するのに使用したフレーム画像の前記撮像時刻の時間差とに基づいて、前記車両の速度を算出する速度算出ステップと、を有し、
前記3次元座標取得ステップは、前記基準フレーム画像と、複数の前記前後フレーム画像と、他の撮像手段で、前記基準フレーム画像及び前記前後フレーム画像と同時に撮像したフレーム画像と、に基づいて、4以上の撮像時刻について3次元座標を取得し、
前記速度算出ステップは、前記車両が等加速度運動をしていると仮定した2次方程式に、4以上の撮像時刻について3次元座標をフィッティングすることにより、各3次元座標における速度のうち最も低い速度を、計測時間内最低速度として出力する、
ことを特徴とする。
コンピュータに、
車両の進行方向に対して略垂直の視線方向で、互いに同時に撮像して、予め定めた時間間隔の連続フレーム画像を撮像時刻に対応付けて取得する複数の撮像手段に撮像させる撮像手順と、
前記複数の撮像手段のうち1の撮像手段が撮像した前記連続フレーム画像から、前記車両を示すフレーム画像を基準フレーム画像として選択し、前記基準フレーム画像中の前記車両の画像と同じ画像をテンプレートとして生成するテンプレート生成手順と、
前記基準フレーム画像の前又は後の前後フレーム画像、並びに、他の撮像手段で、前記基準フレーム画像及び前記前後フレーム画像と同時に撮像したフレーム画像において、前記テンプレートを用いたテンプレートマッチングを行うことにより、前記テンプレートに略一致するテンプレート一致領域を特定するテンプレート一致領域特定手順と、
前記テンプレート及び前記テンプレート一致領域から互いに対応する基準点を決定し、前記複数の撮像手段で同時に撮像したフレーム画像における前記基準点の位置に基づいて、各撮像時刻における前記基準点の3次元座標を取得する3次元座標取得手順と、
前記3次元座標取得手順で取得した前記基準点の3次元座標を少なくとも2つの異なる前記撮像時刻について取得した値と、前記3次元座標を取得するのに使用したフレーム画像の前記撮像時刻の時間差とに基づいて、前記車両の速度を算出する速度算出手順と、を実行させるためのプログラムであって、
前記3次元座標取得手順は、前記基準フレーム画像と、複数の前記前後フレーム画像と、他の撮像手段で、前記基準フレーム画像及び前記前後フレーム画像と同時に撮像したフレーム画像と、に基づいて、4以上の撮像時刻について3次元座標を取得し、
前記速度算出手順は、前記車両が等加速度運動をしていると仮定した2次方程式に、4以上の撮像時刻について3次元座標をフィッティングすることにより、各3次元座標における速度のうち最も低い速度を、計測時間内最低速度として出力する、
ことを特徴とする。
本発明の実施の形態1について図面を参照して詳細に説明する。
本発明の実施の形態2について図8を参照して説明する。本実施の形態に係る速度計測システム2は、図8に示すように、道路上を走行する車両10の速度を計測するシステムであり、第1カメラ40と、第2カメラ41と、赤外光照射部42と、コンピュータ22と、通信線23と、撮像指示信号発生部24と、通信線25と、から構成される。
本発明の実施の形態3について、図9を参照して説明する。本実施の形態の速度計測システムは、実施の形態1又は2とシステムの構成、及び各内部構成は同様であるが、速度計測処理の処理内容が異なる。図9のフローチャートに沿って説明する。
本発明の実施の形態4について、図10を参照して説明する。本実施の形態に係る速度計測システム4は、図10に示すように、第1カメラ60と、第2カメラ61と、撮像指示信号発生部24が道路上方に備え付けられている。
本発明の実施の形態5について図11乃至13を参照して説明する。
本発明の実施の形態6について図14、15を参照して説明する。本実施の形態の速度計測システムは、実施の形態5とシステムの構成、及び各内部構成は同様であるが、速度計測処理の処理内容が異なる。図14のフローチャートに沿って説明する。
10…車両
11…GPS
20、40、60…第1カメラ
21、41、61…第2カメラ
201、211…撮像部
202、212…制御部
2021、2121…フレームメモリ
203、213…通信部
22…コンピュータ
221…CPU
2211、2221…画像データ取得部
2212、2222…時刻・位置取得部
2213…対象画像選択部
2214…テンプレート生成部
2215…テンプレートマッチング処理部
2216、2224…3次元座標取得部
2217、2225…速度算出部
2223…特徴的形状特定部
222…通信部
223…RAM
224…ROM
225…HDD
226…表示部
227…テンプレート
23…通信線
24…撮像指示信号発生部
241…GPSアンテナ
25…通信線
42…赤外光照射部
Claims (12)
- 車両の進行方向に対して略垂直の視線方向で、互いに同時に撮像して、予め定めた時間間隔の連続フレーム画像を撮像時刻に対応付けて取得する複数の撮像手段と、
前記複数の撮像手段のうち1の撮像手段が撮像した前記連続フレーム画像から、前記車両を示すフレーム画像を基準フレーム画像として選択し、前記基準フレーム画像中の前記車両の画像と同じ画像をテンプレートとして生成するテンプレート生成手段と、
前記基準フレーム画像の前又は後の前後フレーム画像、並びに、他の撮像手段で、前記基準フレーム画像及び前記前後フレーム画像と同時に撮像したフレーム画像において、前記テンプレートを用いたテンプレートマッチングを行うことにより、前記テンプレートに略一致するテンプレート一致領域を特定するテンプレート一致領域特定手段と、
前記テンプレート及び前記テンプレート一致領域から互いに対応する基準点を決定し、前記複数の撮像手段で同時に撮像したフレーム画像における前記基準点の位置に基づいて、各撮像時刻における前記基準点の3次元座標を取得する3次元座標取得手段と、
前記3次元座標取得手段で取得した前記基準点の3次元座標を少なくとも2つの異なる前記撮像時刻について取得した値と、前記3次元座標を取得するのに使用したフレーム画像の前記撮像時刻の時間差とに基づいて、前記車両の速度を算出する速度算出手段と、を有し、
前記3次元座標取得手段は、前記基準フレーム画像と、複数の前記前後フレーム画像と、他の撮像手段で、前記基準フレーム画像及び前記前後フレーム画像と同時に撮像したフレーム画像と、に基づいて、4以上の撮像時刻について3次元座標を取得し、
前記速度算出手段は、前記車両が等加速度運動をしていると仮定した2次方程式に、4以上の撮像時刻について3次元座標をフィッティングすることにより、各3次元座標における速度のうち最も低い速度を、計測時間内最低速度として出力する、
ことを特徴とする速度計測システム。 - 前記テンプレート生成手段は、前記複数の撮像手段のうち1の撮像手段が撮像した前記連続フレーム画像から、フレーム画像の略中央に前記撮像手段の視線方向に対して略垂直の前記車両の略平面を示すフレーム画像を前記基準フレーム画像として選択し、前記基準フレーム画像中の前記車両の前記略平面の画像と同じ画像を前記テンプレートとして生成する、
ことを特徴とする請求項1に記載の速度計測システム。 - 前記複数の撮像手段のうち1の撮像手段が撮像したフレーム画像の画素値が予め定めた変化量を超えて変化した時の変化量の最大値に対し、所定の割合以上の変化量を有する時間帯のフレーム画像を計測対象画像として取得する計測対象画像取得手段をさらに有し、
前記テンプレート生成手段は、前記計測対象画像取得手段で取得した前記計測対象画像の中から、前記基準フレーム画像を選択する、
ことを特徴とする請求項1又は2に記載の速度計測システム。 - GPS(Global Positioning System)衛星からの電波信号を受信するGPS受信アンテナと、
前記基準フレーム画像と前記前後フレーム画像を撮像したときの前記撮像時刻と、前記撮像手段の現在位置と、を前記GPS受信アンテナから受信した電波信号に基づいて取得し、各フレーム画像と、当該フレーム画像に対応付けて前記撮像時刻と前記現在位置と、を含む情報を記憶する記憶手段と、
をさらに有し、
前記撮像手段は、前記撮像時刻を前記記憶手段から取得する、
ことを特徴とする請求項1乃至3のいずれか1項に記載の速度計測システム。 - 前記複数の撮像手段は、前記車両が進行する道路の延在方向に略垂直かつ略水平方向である方向を視線方向とし、前記車両を側方から撮像する、
ことを特徴とする請求項1乃至4のいずれか1項に記載の速度計測システム。 - 前記複数の撮像手段は、前記車両が進行する道路の延在方向に略垂直かつ略鉛直方向下向きを視線方向とし、車両を上方から撮像する、
ことを特徴とする請求項1乃至4のいずれか1項に記載の速度計測システム。 - 前記基準点は、前記テンプレート及び前記テンプレート一致領域の重心である、
ことを特徴とする請求項1乃至6のいずれか1項に記載の速度計測システム。 - 前記複数の撮像手段が前記視線方向に略平行の方向に赤外光を照射する赤外光照射手段を更に有し、
前記撮像手段は、赤外線撮像が可能なカメラである、
ことを特徴とする請求項1乃至7のいずれか1項に記載の速度計測システム。 - 前記複数の撮像手段が撮像する領域と重複する領域をカラー撮像するカラー撮像装置と、
前記カラー撮像装置が撮像したカラー画像のうち、前記基準フレーム画像と前記前後フレーム画像を前記撮像手段が撮像した時刻と同時刻を含む時間に連続撮像したカラー画像を前記速度算出手段が算出する前記車両の速度と対応付けて記憶するカラー画像記憶手段と、
を更に有することを特徴とする請求項1乃至8のいずれか1項に記載の速度計測システム。 - 前記計測対象画像取得手段が前記計測対象画像を取得したことを検出した後に、前記車両の通過する方向を所定時間カラー撮像するカラー撮像装置と、
前記カラー撮像装置が撮像したカラー画像を前記速度算出手段が算出する前記車両の速度と対応付けて記憶するカラー画像記憶手段と、
を更に有することを特徴とする請求項3に記載の速度計測システム。 - 車両の進行方向に対して略垂直の視線方向で、互いに同時に撮像して、予め定めた時間間隔の連続フレーム画像を撮像時刻に対応付けて取得する複数の撮像手段で撮像する撮像ステップと、
前記複数の撮像手段のうち1の撮像手段が撮像した前記連続フレーム画像から、前記車両を示すフレーム画像を基準フレーム画像として選択し、前記基準フレーム画像中の前記車両の画像と同じ画像をテンプレートとして生成するテンプレート生成ステップと、
前記基準フレーム画像の前又は後の前後フレーム画像、並びに、他の撮像手段で、前記基準フレーム画像及び前記前後フレーム画像と同時に撮像したフレーム画像において、前記テンプレートを用いたテンプレートマッチングを行うことにより、前記テンプレートに略一致するテンプレート一致領域を特定するテンプレート一致領域特定ステップと、
前記テンプレート及び前記テンプレート一致領域から互いに対応する基準点を決定し、前記複数の撮像手段で同時に撮像したフレーム画像における前記基準点の位置に基づいて、各撮像時刻における前記基準点の3次元座標を取得する3次元座標取得ステップと、
前記3次元座標取得ステップで取得した前記基準点の3次元座標を少なくとも2つの異なる前記撮像時刻について取得した値と、前記3次元座標を取得するのに使用したフレーム画像の前記撮像時刻の時間差とに基づいて、前記車両の速度を算出する速度算出ステップと、を有し、
前記3次元座標取得ステップは、前記基準フレーム画像と、複数の前記前後フレーム画像と、他の撮像手段で、前記基準フレーム画像及び前記前後フレーム画像と同時に撮像したフレーム画像と、に基づいて、4以上の撮像時刻について3次元座標を取得し、
前記速度算出ステップは、前記車両が等加速度運動をしていると仮定した2次方程式に、4以上の撮像時刻について3次元座標をフィッティングすることにより、各3次元座標における速度のうち最も低い速度を、計測時間内最低速度として出力する、
ことを特徴とする速度計測方法。 - コンピュータに、
車両の進行方向に対して略垂直の視線方向で、互いに同時に撮像して、予め定めた時間間隔の連続フレーム画像を撮像時刻に対応付けて取得する複数の撮像手段に撮像させる撮像手順と、
前記複数の撮像手段のうち1の撮像手段が撮像した前記連続フレーム画像から、前記車両を示すフレーム画像を基準フレーム画像として選択し、前記基準フレーム画像中の前記車両の画像と同じ画像をテンプレートとして生成するテンプレート生成手順と、
前記基準フレーム画像の前又は後の前後フレーム画像、並びに、他の撮像手段で、前記基準フレーム画像及び前記前後フレーム画像と同時に撮像したフレーム画像において、前記テンプレートを用いたテンプレートマッチングを行うことにより、前記テンプレートに略一致するテンプレート一致領域を特定するテンプレート一致領域特定手順と、
前記テンプレート及び前記テンプレート一致領域から互いに対応する基準点を決定し、前記複数の撮像手段で同時に撮像したフレーム画像における前記基準点の位置に基づいて、各撮像時刻における前記基準点の3次元座標を取得する3次元座標取得手順と、
前記3次元座標取得手順で取得した前記基準点の3次元座標を少なくとも2つの異なる前記撮像時刻について取得した値と、前記3次元座標を取得するのに使用したフレーム画像の前記撮像時刻の時間差とに基づいて、前記車両の速度を算出する速度算出手順と、を実行させるためのプログラムであって、
前記3次元座標取得手順は、前記基準フレーム画像と、複数の前記前後フレーム画像と、他の撮像手段で、前記基準フレーム画像及び前記前後フレーム画像と同時に撮像したフレーム画像と、に基づいて、4以上の撮像時刻について3次元座標を取得し、
前記速度算出手順は、前記車両が等加速度運動をしていると仮定した2次方程式に、4以上の撮像時刻について3次元座標をフィッティングすることにより、各3次元座標における速度のうち最も低い速度を、計測時間内最低速度として出力する、
ことを特徴とするプログラム。
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