JP5478419B2 - Axle detection system - Google Patents

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Description

この発明は、三次元画像撮像装置を用いて車両の撮像を行い、取得した三次元データから車軸を検知する車軸検知システムに関するものである。   The present invention relates to an axle detection system that captures an image of a vehicle using a 3D image capturing apparatus and detects an axle from acquired 3D data.

一般に、車両に対向配置される車軸検知システムにおいては、路面に接している車両のタイヤを検知することにより、車軸を検知している。
従来の車軸検知システムとしては、カメラを用いた技術(たとえば、特許文献1参照)や、レーザを用いた技術(たとえば、特許文献2参照)が提案されている。
特許文献1に記載の従来システムにおいては、照射光をカメラで受光することにより、照射パターンをデータとして取得し、この取得データの平行度からタイヤ(車輪)の有無を検知している。
In general, in an axle detection system arranged to face a vehicle, the axle is detected by detecting a tire of the vehicle in contact with the road surface.
As a conventional axle detection system, a technique using a camera (for example, see Patent Document 1) and a technique using a laser (for example, see Patent Document 2) have been proposed.
In the conventional system described in Patent Document 1, the irradiation pattern is acquired as data by receiving irradiation light with a camera, and the presence or absence of a tire (wheel) is detected from the parallelism of the acquired data.

一方、特許文献2に記載の従来システムにおいては、パルスレーザの照射から受光するまでの時間差に基づき距離情報を取得し、レーザ照射時の走査角を用いて三次元データを取得している。この場合、路面以上かつ車体(車両ボディ)以下の高さ範囲内に取得データが1つでも存在すれば、タイヤであると検知している。   On the other hand, in the conventional system described in Patent Document 2, distance information is acquired based on a time difference from pulse laser irradiation to light reception, and three-dimensional data is acquired using a scanning angle at the time of laser irradiation. In this case, if even one piece of acquired data exists within the height range above the road surface and below the vehicle body (vehicle body), the tire is detected.

特開平8−293090号公報JP-A-8-293090 特開2002−183881号公報JP 2002-183881 A

従来の車軸検知システムは、特許文献1では、カメラで取得した照射パターンの平行度からタイヤを検知しているが、背景光などの影響によって照射パターンの平行度が計測不可能な場合には、タイヤ検知が不可能となるので誤検知を招くという課題があった。
また、特許文献2では、取得データ中に、路面以上かつ車両ボディ以下の高さ範囲内の三次元データが1つでも存在すれば、タイヤであると検知しているので、取得した三次元データに誤検知データが含まれていた場合に、タイヤを誤検知してしまうという課題があった。
In the conventional axle detection system, in Patent Document 1, the tire is detected from the parallelism of the irradiation pattern acquired by the camera, but when the parallelism of the irradiation pattern cannot be measured due to the influence of the background light or the like, Since tire detection is impossible, there is a problem that erroneous detection is caused.
Further, in Patent Document 2, if there is at least one three-dimensional data within the height range above the road surface and below the vehicle body in the acquired data, it is detected as a tire, so the acquired three-dimensional data There has been a problem that a tire is erroneously detected when erroneous detection data is included in.

この発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、タイヤの誤検知を抑制して、車軸の検知確率を改善した車軸検知システムを得ることを目的とする。   The present invention has been made to solve the above-described problems, and an object of the present invention is to obtain an axle detection system that suppresses erroneous detection of tires and improves the detection probability of an axle.

この発明に係る車軸検知システムは、対象物である車両の第1の三次元データを取得する第1の三次元画像撮像装置と、第1の三次元データに基づき車軸数を計数する車軸検知装置とを備えた車軸検知システムであって、車軸検知装置は、第1の三次元データに対して誤検知データ軽減処理を行う第1の三次元データ閾値処理装置と、誤検知データ軽減処理後の第1の三次元データに対して、高さ・距離ゲートにより第1の検知領域を絞り込むゲート処理を行い、ゲート処理後の第1の三次元データを抽出する第1の高さ・距離ゲート装置と、第1の検知領域を高さ方向に分割して総数N個のビンを作成し、ゲート処理後の第1の三次元データの高さヒストグラムを作成する第1の高さヒストグラム算出装置と、第1の三次元データの高さヒストグラムに基づきゲート処理後の第1の三次元データが所定数以上格納されたビン数をデータ存在個数として算出するデータ存在個数算出装置と、データ存在個数に対し最尤推定法を用いて閾値を自動設定する閾値算出装置と、データ存在個数および閾値を用いて車軸数の計数を行う車軸数計数装置とを含み、閾値算出装置は、データ存在個数に対して移動平均処理を行う移動平均処理装置と、移動平均処理装置からの移動平均処理結果に基づき、データ存在個数を昇順に並び替える処理を行うソーティング装置と、ソーティング装置からの並び替え処理結果に基づき、閾値算出用のモデルを設定するモデル設定装置と、モデル設定装置により設定されたモデルに基づき閾値を算出する閾値算出部とを備え、閾値算出部は、最尤推定法を用いて、車軸のデータ存在個数と車軸以外のデータ存在個数とを分けるための閾値を算出するものである。 An axle detection system according to the present invention includes a first three-dimensional image pickup device that acquires first three-dimensional data of a vehicle that is an object, and an axle detection device that counts the number of axles based on the first three-dimensional data. The axle detection system includes: a first three-dimensional data threshold processing device that performs a false detection data reduction process on the first three-dimensional data; and a post-false detection data reduction process. A first height / distance gate device that performs gate processing for narrowing down the first detection region on the first three-dimensional data by a height / distance gate, and extracts the first three-dimensional data after the gate processing. A first height histogram calculation device that divides the first detection region in the height direction to create a total of N bins, and creates a height histogram of the first three-dimensional data after gate processing; The height of the first 3D data A data existence number calculating device for calculating, as a data existence number, the number of bins in which a predetermined number or more of first three-dimensional data after gate processing is stored based on a tomgram, and a threshold value using a maximum likelihood estimation method for the data existence number A threshold calculation device that automatically sets and an axle number counting device that counts the number of axles using the number of data present and the threshold, the threshold calculation device is a moving average processing device that performs a moving average process on the number of data present And a sorting device that performs processing for rearranging the number of existing data in ascending order based on the moving average processing result from the moving average processing device, and a model for setting a threshold calculation model based on the sorting processing result from the sorting device A setting device, and a threshold value calculation unit that calculates a threshold value based on the model set by the model setting device. The threshold value calculation unit uses a maximum likelihood estimation method. Te, and it calculates a threshold value for separating the data present number other than the data existing number and the axle of the axle.

この発明に係る車軸検知システムによれば、取得された三次元データ中に誤検知データが含まれる場合であっても、誤検知データを軽減して、高さ・距離ゲートにより検知領域を絞り込んだ後に、データ存在確率を算出することにより、取得データにおける検知確率を改善して車軸を検知することができるので、車軸の誤検知を抑制することができる。   According to the axle detection system of the present invention, even when erroneous detection data is included in the acquired three-dimensional data, the detection region is narrowed down by the height / distance gate by reducing the erroneous detection data. Later, by calculating the data existence probability, the detection probability in the acquired data can be improved and the axle can be detected, so that erroneous detection of the axle can be suppressed.

この発明の実施の形態1に係る車軸検知システムの全体構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the whole structure of the axle shaft detection system which concerns on Embodiment 1 of this invention. この発明の実施の形態1により取得した三次元データおよびその処理を概念的に示す説明図である。It is explanatory drawing which shows notionally the three-dimensional data acquired by Embodiment 1 of this invention, and its process. この発明の実施の形態1による高さ・距離ゲート装置の動作例を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the operation example of the height and distance gate apparatus by Embodiment 1 of this invention. この発明の実施の形態1による検知フラグ発生装置の動作例を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the operation example of the detection flag generator by Embodiment 1 of this invention. この発明の実施の形態1による検知フラグの一例を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows an example of the detection flag by Embodiment 1 of this invention. この発明の実施の形態2に係る車軸検知システムの全体構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the whole structure of the axle shaft detection system which concerns on Embodiment 2 of this invention. この発明の実施の形態2による高さ・距離ゲート装置の動作例を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the operation example of the height and distance gate apparatus by Embodiment 2 of this invention. この発明の実施の形態2による検知フラグ発生装置の動作例を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the operation example of the detection flag generator by Embodiment 2 of this invention. この発明の実施の形態3に係る車軸検知システムの全体構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the whole structure of the axle shaft detection system which concerns on Embodiment 3 of this invention. この発明の実施の形態4に係る車軸検知システムの全体構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the whole structure of the axle shaft detection system which concerns on Embodiment 4 of this invention. この発明の実施の形態5に係る車軸検知システムの全体構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the whole structure of the axle shaft detection system which concerns on Embodiment 5 of this invention. 図11内の閾値算出装置の構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the threshold value calculation apparatus in FIG. この発明の実施の形態5による閾値算出処理を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the threshold value calculation process by Embodiment 5 of this invention. 図11内の車軸数計数装置の構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the axle number counting apparatus in FIG. この発明の実施の形態5による車軸数計数処理を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the axle number count process by Embodiment 5 of this invention. この発明の実施の形態6による閾値算出装置の構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the threshold value calculation apparatus by Embodiment 6 of this invention. この発明の実施の形態6による閾値算出処理を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the threshold value calculation process by Embodiment 6 of this invention.

実施の形態1.
図1は、この発明の実施の形態1に係る車軸検知システムの全体構成を示すブロック図である。
図1において、車軸検知システムは、車両(対象物)3の三次元データAを取得する第1の三次元画像撮像装置(以下、単に「三次元画像撮像装置」という)1と、検知装置2とにより構成されている。
Embodiment 1 FIG.
1 is a block diagram showing an overall configuration of an axle detection system according to Embodiment 1 of the present invention.
In FIG. 1, the axle detection system includes a first three-dimensional image pickup device (hereinafter simply referred to as “three-dimensional image pickup device”) 1 that acquires three-dimensional data A of a vehicle (object) 3, and a detection device 2. It is comprised by.

三次元画像撮像装置1は、レーザ画像計測装置であり、ビームを高さ方向の一次元に走査し、検知領域(走査範囲、撮像領域)Rにおける多点の測距と走査角とから、車両3の二次元断面を取得する。また、車両3が通過することにより、三次元画像撮像装置1は、車両の三次元データAを取得する。
三次元データAは、車両3の距離に相当する電気信号と、反射強度に相当する電気信号とからなる。
The three-dimensional image capturing apparatus 1 is a laser image measuring apparatus, which scans a beam in a one-dimensional direction in the height direction, and determines a vehicle from a plurality of distance measuring and scanning angles in a detection region (scanning range, imaging region) R. Acquire 3 two-dimensional sections. Further, as the vehicle 3 passes, the three-dimensional image capturing apparatus 1 acquires the three-dimensional data A of the vehicle.
The three-dimensional data A includes an electric signal corresponding to the distance of the vehicle 3 and an electric signal corresponding to the reflection intensity.

検知装置2は、三次元データ閾値処理装置21と、高さ・距離ゲート装置22と、高さヒストグラム算出装置23と、データ存在確率算出装置24と、検知フラグ発生装置25を備え、三次元データAに基づき車軸の検知フラグF(第1の検知フラグ)を出力する。   The detection device 2 includes a three-dimensional data threshold processing device 21, a height / distance gate device 22, a height histogram calculation device 23, a data existence probability calculation device 24, and a detection flag generation device 25, and includes three-dimensional data. Based on A, an axle detection flag F (first detection flag) is output.

検知装置2において、三次元データ閾値処理装置21は、三次元データAの誤検知データ軽減処理を行う。
すなわち、三次元データ閾値処理装置21は、三次元画像撮像装置1で取得した強度および距離に相当する三次元データ(電気信号)Aに対して閾値を設け、誤検知と想定されるデータを軽減する。
三次元データ閾値処理装置21から出力される誤検知データ軽減処理後の三次元データA’は、誤検知データ軽減処理後の強度および距離に相当する電気信号である。
In the detection device 2, the three-dimensional data threshold processing device 21 performs a false detection data reduction process for the three-dimensional data A.
That is, the three-dimensional data threshold processing device 21 provides a threshold for the three-dimensional data (electrical signal) A corresponding to the intensity and distance acquired by the three-dimensional image capturing device 1 to reduce data that is assumed to be erroneously detected. To do.
The three-dimensional data A ′ after the erroneous detection data reduction process output from the three-dimensional data threshold processing device 21 is an electrical signal corresponding to the intensity and distance after the false detection data reduction process.

高さ・距離ゲート装置22は、誤検知データ軽減処理後の三次元データA’から、検知領域Rでのゲート処理後の三次元データBを抽出する。
すなわち、高さ・距離ゲート装置22は、誤検知データ軽減処理後の強度および距離に相当する三次元データA’に対して検知領域Rを細分化して絞るために、高さおよび距離に関するゲート処理を施す。高さ・距離ゲート装置22から出力されるゲート処理後の三次元データBは、検知領域R内の誤検知データ軽減処理後の強度および距離に相当する電気信号である。
The height / distance gate device 22 extracts the three-dimensional data B after the gate processing in the detection region R from the three-dimensional data A ′ after the erroneous detection data reduction processing.
In other words, the height / distance gate device 22 performs gate processing relating to height and distance in order to subdivide and narrow down the detection region R with respect to the three-dimensional data A ′ corresponding to the intensity and distance after the erroneous detection data reduction processing. Apply. The three-dimensional data B after gate processing output from the height / distance gate device 22 is an electrical signal corresponding to the intensity and distance after the false detection data reduction processing in the detection region R.

高さヒストグラム算出装置23は、検知領域Rを高さ方向にN分割して総数N個の高さビンBh(図3参照)を作成し、検知領域R内の誤検知データ軽減処理後の距離に相当する三次元データBに関して、ゲート処理後(誤検知データ軽減処理後)の三次元データBの高さヒストグラムCを作成する。
高さヒストグラム算出装置23からは、誤検知データ軽減処理後の三次元データA’の高さヒストグラムCに相当する電気信号が出力される。
The height histogram calculation device 23 divides the detection area R into N in the height direction to create a total of N height bins Bh (see FIG. 3), and the distance after the erroneous detection data reduction processing in the detection area R For the three-dimensional data B corresponding to, a height histogram C of the three-dimensional data B after gate processing (after erroneous detection data reduction processing) is created.
From the height histogram calculation device 23, an electrical signal corresponding to the height histogram C of the three-dimensional data A ′ after the erroneous detection data reduction processing is output.

データ存在確率算出装置24は、高さヒストグラムCに基づき、ゲート処理後(誤検知データ軽減処理後)の三次元データBがa個(所定数、たとえば2個)以上格納されたビン数nと、高さ方向に分割したビン総数Nとの比率n/Nをデータ存在確率Pとして算出する。
データ存在確率算出装置24からは、三次元データBが格納されたビン数nのデータ存在確率Pに相当する電気信号が出力される。
Based on the height histogram C, the data existence probability calculation device 24 calculates the number of bins n in which three (a predetermined number, for example, two) or more three-dimensional data B after gate processing (after false detection data reduction processing) is stored. The ratio n / N with the total number N of bins divided in the height direction is calculated as the data existence probability P.
The data existence probability calculation device 24 outputs an electrical signal corresponding to the data existence probability P of the number of bins n in which the three-dimensional data B is stored.

検知フラグ発生装置25は、三次元データBが格納されたビン数nのデータ存在確率Pに対して検知閾値Thを設け、データ存在確率Pに基づき、信頼性が高い三次元データBに対して検知フラグ(電気信号)Fを発生する。   The detection flag generator 25 sets a detection threshold Th for the data existence probability P of the number of bins n in which the three-dimensional data B is stored, and for the highly reliable three-dimensional data B based on the data existence probability P. A detection flag (electric signal) F is generated.

次に、図2〜図4を参照しながら、図1に示したこの発明の実施の形態1に係る三次元画像撮像装置1および検知装置2の動作について説明する。
図2は三次元画像取得装置1により取得した三次元データAおよびその処理を概念的に示す説明図であり、三次元画像撮像装置1による車両3の撮像イメージと、取得した三次元データAを示している。
Next, operations of the 3D image capturing apparatus 1 and the detection apparatus 2 according to the first embodiment of the present invention shown in FIG. 1 will be described with reference to FIGS.
FIG. 2 is an explanatory diagram conceptually showing the three-dimensional data A acquired by the three-dimensional image acquisition device 1 and its processing. The captured image of the vehicle 3 by the three-dimensional image imaging device 1 and the acquired three-dimensional data A are shown in FIG. Show.

図2において、(a)は車両3と三次元画像取得装置1における検知領域Rとの関係を示している。
三次元画像撮像装置1は、車両3が検知領域Rを横切ることにより、車両3の三次元データAを取得する。
図2(b)には、車両3の側面側に視点を置いたときに取得される三次元データAの断面図が示されている。図2(b)において、横軸は時間、縦軸は高さである。
一般的に、車両3の側面において、反射率の低い箇所では、十分な受信SN比が得られず、測距精度の低いデータとなるので、図2(b)のように、三次元データAには誤検知データが多く含まれることになる。
2A shows the relationship between the vehicle 3 and the detection region R in the three-dimensional image acquisition device 1. FIG.
The three-dimensional imaging device 1 acquires the three-dimensional data A of the vehicle 3 when the vehicle 3 crosses the detection region R.
FIG. 2B shows a cross-sectional view of the three-dimensional data A acquired when the viewpoint is placed on the side of the vehicle 3. In FIG. 2B, the horizontal axis is time, and the vertical axis is height.
In general, on the side surface of the vehicle 3, since a sufficient reception signal-to-noise ratio cannot be obtained at a location where the reflectance is low, the distance measurement accuracy is low, so that the three-dimensional data A as shown in FIG. Contains a lot of false positive data.

そこで、検知装置2において、三次元データ閾値処理装置21は、誤検知データを軽減した三次元データA’を得る。
図2(c)には、誤検知データ軽減処理後の三次元データA’の断面図が示されている。図2(c)において、横軸は時間、縦軸は高さである。
Therefore, in the detection device 2, the three-dimensional data threshold processing device 21 obtains three-dimensional data A ′ in which erroneous detection data is reduced.
FIG. 2C shows a cross-sectional view of the three-dimensional data A ′ after the erroneous detection data reduction process. In FIG.2 (c), a horizontal axis is time and a vertical axis | shaft is height.

ここでは、一例として、強度信号に対しては、固定の測距精度となる低受信SN比や低受信強度に相当する信号値を閾値とし、距離信号に対しては、車線幅や路面高さ以下の距離に相当する信号値を閾値とする。   Here, as an example, for the intensity signal, a threshold value is a signal value corresponding to a low reception SN ratio or a low reception intensity that provides a fixed distance measurement accuracy, and a lane width or road surface height for the distance signal. A signal value corresponding to the following distance is set as a threshold value.

図3は高さ・距離ゲート装置22の動作例を示す説明図であり、車両3の進行方向に視点を置いたときの誤検知データ軽減処理後の三次元データA’の断面図を示している。
図3(a)はタイヤを検知しているときの車両3の三次元データA’(黒点参照)の例を示しており、三次元データA’は、ルーフ部分、ドア部分、タイヤ部分、車両床部分および路面を含む。
図3(b)は、タイヤがなく、車両ボディのみ検知しているときの車両3の三次元データA’の例を示しており、三次元データA’は、ルーフ部分、ドア部分、車両床部分および路面を含む。
FIG. 3 is an explanatory view showing an operation example of the height / distance gate device 22, and shows a cross-sectional view of the three-dimensional data A ′ after the false detection data reduction processing when the viewpoint is placed in the traveling direction of the vehicle 3. Yes.
FIG. 3A shows an example of the three-dimensional data A ′ (see black dots) of the vehicle 3 when the tire is detected. The three-dimensional data A ′ includes the roof portion, the door portion, the tire portion, and the vehicle. Includes floor and road surface.
FIG. 3B shows an example of the three-dimensional data A ′ of the vehicle 3 when there is no tire and only the vehicle body is detected. The three-dimensional data A ′ includes the roof portion, the door portion, and the vehicle floor. Including parts and road surfaces.

図3において、高さ・距離ゲート装置22は、高さ方向の上限値H1および下限値H2と、距離方向の上限値S1および下限値S2とを設定し、これら4つの値で囲まれた領域(タイヤ部分に対応)のみのゲート処理後の三次元データBを抽出する。   In FIG. 3, the height / distance gate device 22 sets an upper limit value H1 and a lower limit value H2 in the height direction, and an upper limit value S1 and a lower limit value S2 in the distance direction, and is an area surrounded by these four values. The three-dimensional data B after gate processing for only (corresponding to the tire portion) is extracted.

たとえば、高さ方向の下限値H2は、路面に対する高度の標準偏差値に設定され、上限値H1は、国産車の最低地上高度である120mm(自動車ハンドブック2007−2008、vol.54、日産、フェアレディZ VersionST)に設定される。
また、タイヤのゴム部分のみを検知するために、高さ方向の上限値H1を、国内で販売されているタイヤの厚さの最小値である82.5mm(自動車ハンドブック2007−2008、vol.54、ムーブカスタムRS2WD)に設定してもよい。
For example, the lower limit value H2 in the height direction is set to the standard deviation value of the altitude relative to the road surface, and the upper limit value H1 is 120 mm which is the lowest ground altitude of a domestic vehicle (Automobile Handbook 2007-2008, vol. 54, Nissan, Fairlady) Z VersionST).
Further, in order to detect only the rubber part of the tire, the upper limit value H1 in the height direction is set to 82.5 mm (the automobile handbook 2007-2008, vol. 54) which is the minimum value of the thickness of the tire sold in Japan. , Move Custom RS2WD).

一方、距離方向の下限値S2は、誤検知データ軽減処理後の三次元データA’から求められる三次元画像撮像装置1と車両3との最小距離に設定される。
また、距離方向の上限値S1は、国内で販売されているタイヤ幅の最大値である295mm(自動車ハンドブック2007−2008、vol.54、三菱ふそう スーパーグレートFP−R4×2)と、誤検知データ軽減処理後の三次元データA’から求められる三次元画像撮像装置1と車両3との最小距離との和に設定される。
On the other hand, the lower limit value S2 in the distance direction is set to the minimum distance between the three-dimensional image capturing apparatus 1 and the vehicle 3 obtained from the three-dimensional data A ′ after the erroneous detection data reduction process.
The upper limit value S1 in the distance direction is 295 mm (the automobile handbook 2007-2008, vol. 54, Mitsubishi Fuso Super Great FP-R4 × 2), which is the maximum value of the tire width sold in the country, and false detection data. It is set to the sum of the minimum distance between the three-dimensional image pickup apparatus 1 and the vehicle 3 obtained from the three-dimensional data A ′ after the reduction processing.

その後、高さヒストグラム算出装置23は、検知領域Rを高さ方向に対してN個に分割して高さビンBhを設定し、ゲート処理後の三次元データB(検知領域R内の誤検知データ軽減処理後の距離に相当する電気信号)に対して、高さヒストグラムCを算出する。
高さビンBhの幅は、たとえば、三次元画像撮像装置1で取得した三次元データAの有する高さ方向の空間分解能に相当する値に設定される。
Thereafter, the height histogram calculation device 23 divides the detection region R into N pieces in the height direction to set the height bin Bh, and the three-dimensional data B after the gate processing (false detection within the detection region R). The height histogram C is calculated for the electrical signal corresponding to the distance after the data reduction processing.
For example, the width of the height bin Bh is set to a value corresponding to the spatial resolution in the height direction of the three-dimensional data A acquired by the three-dimensional image capturing apparatus 1.

次に、データ存在確率算出装置24は、高さヒストグラムCに基づき、誤検知データ軽減処理後およびゲート処理後の三次元データBがa個以上格納されたビン数nと、高さ方向に分割したビン総数Nとの比率n/Nを算出し、データ存在確率Pに相当する電気信号を算出する。   Next, the data existence probability calculation device 24 divides the number n of bins in which a or more three-dimensional data B after the false detection data reduction processing and the gate processing is stored based on the height histogram C and the height direction. A ratio n / N with the total number N of bins is calculated, and an electric signal corresponding to the data existence probability P is calculated.

ここで、高さ・距離ゲート装置22で設定した高さの上限値H1は、国産車の最低地上高度とし、下限値H2は、路面に対する高度の標準偏差値とする。
また、距離の下限値S2は、誤検知データ軽減処理後の三次元データA’から求められる三次元画像撮像装置1と車両3との最小距離とする。
さらに、距離方向の上限値S1は、国内で販売されているタイヤ幅の最大値と、誤検知データ軽減処理後の三次元データA’から求められる三次元画像撮像装置1と車両3との最小距離との和とする。
Here, the upper limit value H1 of the height set by the height / distance gate device 22 is the minimum ground altitude of the domestic vehicle, and the lower limit value H2 is the standard deviation value of the altitude relative to the road surface.
The lower limit value S2 of the distance is the minimum distance between the three-dimensional image capturing apparatus 1 and the vehicle 3 obtained from the three-dimensional data A ′ after the erroneous detection data reduction process.
Further, the upper limit value S1 in the distance direction is the minimum value between the three-dimensional imaging device 1 and the vehicle 3 obtained from the maximum value of the tire width sold in the country and the three-dimensional data A ′ after the erroneous detection data reduction processing. Sum with distance.

図3(a)のように、検知領域Rにタイヤが存在する場合には、設定した高さビンBhのいずれの位置においても、三次元データBが存在するヒストグラムCとなるので、データ存在確率Pは100%となる。
一方、図3(b)のように、検知領域Rにタイヤが存在しない場合には、設定した高さビンBhの一部のみにしか三次元データBが存在しないので、偏ったヒストグラムCとなり、データ存在確率Pは、たとえば25%となる。
As shown in FIG. 3A, when a tire is present in the detection region R, a histogram C in which the three-dimensional data B exists is present at any position of the set height bin Bh. P is 100%.
On the other hand, as shown in FIG. 3B, when there is no tire in the detection region R, since the three-dimensional data B exists only in a part of the set height bin Bh, the histogram C is biased. The data existence probability P is, for example, 25%.

図4は検知フラグ発生装置25の動作例を示す説明図であり、三次元画像撮像装置1の検知領域Rにおいて、車両3が通過したときに出力される検知フラグFの例を示している。
図4(a)は、車両3の側面側に視点を置いたときの、ゲート処理後(誤検知データ軽減処理後)の三次元データBの断面図を示しており、横軸は時間、縦軸は高さである。
FIG. 4 is an explanatory view showing an operation example of the detection flag generator 25, and shows an example of the detection flag F output when the vehicle 3 passes in the detection region R of the three-dimensional image pickup apparatus 1.
FIG. 4A shows a cross-sectional view of the three-dimensional data B after gate processing (after false detection data reduction processing) when the viewpoint is placed on the side of the vehicle 3, and the horizontal axis represents time, vertical The axis is height.

図4(b)は、設定した高さビンBhのビン総数Nに対する三次元データBを格納した高さビン数nの比率n/Nに相当するデータ存在確率Pを示している。
前述の図3(a)のように、タイヤ付近の三次元データBのみを抽出した場合、データ存在確率Pは、タイヤを検知する場合に高くなる。
FIG. 4B shows the data existence probability P corresponding to the ratio n / N of the number of height bins n storing the three-dimensional data B with respect to the bin total number N of the set height bin Bh.
As shown in FIG. 3A, when only the three-dimensional data B in the vicinity of the tire is extracted, the data existence probability P is high when the tire is detected.

なお、検知閾値Thに関しては、タイヤ外径Dw=40cm、タイヤ断面高さH=5cmを想定して、検知閾値Th=25%とした場合を例にとっている。ただし、検知閾値Thの値は、特に限定されることはなく、車両3の設計仕様および検知精度の要求などに応じて任意に設定され得る。   In addition, regarding the detection threshold Th, the case where the detection threshold Th is 25% is taken as an example assuming the tire outer diameter Dw = 40 cm and the tire cross-section height H = 5 cm. However, the value of the detection threshold Th is not particularly limited, and can be arbitrarily set according to the design specifications of the vehicle 3, detection accuracy requirements, and the like.

一般的に、タイヤからの反射強度は、車両3に対して一定であるが、ホイール部分からの反射強度は、車両3に依存し、測距精度が悪くなる場合もある。したがって、検知閾値Thに関して、たとえばタイヤ外径Dwに対するタイヤ断面高さHとの比率2H/Dwとし、確実にタイヤを検知するように検知閾値Thを設定する。   In general, the reflection intensity from the tire is constant with respect to the vehicle 3, but the reflection intensity from the wheel portion depends on the vehicle 3, and the ranging accuracy may be deteriorated. Therefore, regarding the detection threshold Th, for example, the ratio 2H / Dw of the tire cross-sectional height H with respect to the tire outer diameter Dw is set, and the detection threshold Th is set so as to detect the tire reliably.

図4(c)は検知フラグF(検知トリガ)の一例を示している。
検知フラグ発生装置25は、データ存在確率算出装置24によって算出されたデータ存在確率Pが検知閾値Thよりも高い場合には、検知フラグFをHレベルとし、車軸検知に相当する信号を発生する。
FIG. 4C shows an example of the detection flag F (detection trigger).
When the data presence probability P calculated by the data presence probability calculation device 24 is higher than the detection threshold Th, the detection flag generation device 25 sets the detection flag F to the H level and generates a signal corresponding to axle detection.

さらに誤検出を低減するために、図5のように、検知閾値として、上限検知閾値と下限検知閾値との2種を設定してもよい。
図5はこの発明の実施の形態1による検知フラグの一例を示す説明図である。
一般に、地上やボディ車頭部分においては、データ存在確率は低くなるが、車種によっては、たとえば大型トラックなどのように、運転席部分よりもボディ部分の高度が低い場合がある。
Furthermore, in order to reduce false detection, as shown in FIG. 5, two types of detection threshold values, an upper limit detection threshold value and a lower limit detection threshold value, may be set.
FIG. 5 is an explanatory diagram showing an example of a detection flag according to the first embodiment of the present invention.
In general, the data existence probability is low on the ground and the body head portion, but depending on the type of vehicle, the altitude of the body portion may be lower than the driver seat portion, such as a large truck.

この場合、設定する高さゲートによっては、ボディ部分においてもデータ存在確率が高くなる場合があり、検知閾値を単一設定すると、誤検知をしてしまう可能性がある。
しかし、タイヤと車体との間には隙間が存在するので、一時的にデータ存在確率が下がることに着目し、これを検知するために、図5のように、上限検知閾値と下限検知閾値とを設定する。
In this case, depending on the height gate to be set, the data existence probability may be high even in the body portion, and if a single detection threshold is set, there is a possibility of erroneous detection.
However, since there is a gap between the tire and the vehicle body, paying attention to the temporary decrease in the data existence probability, in order to detect this, as shown in FIG. Set.

図5においては、各データの存在確率の各検知閾値に対する状態を、一例として、時系列的な検知状態p、q、r、s(黒丸参照)で示している。
図5において、初めて下限検知閾値を超えたときを状態pとし、次に上限検知閾値を超えた場合を状態qとし、さらに上限検知閾値を下回ったときを状態rとし、最後に下限検知閾値を下回った場合を状態sとし、各状態p〜sを遷移する時間をStとしている。
In FIG. 5, the state with respect to each detection threshold value of the existence probability of each data is shown as a time-series detection state p, q, r, s (see black circles) as an example.
In FIG. 5, when the lower limit detection threshold is exceeded for the first time, state p is set, then when the upper limit detection threshold is exceeded, state q is set, and when the upper limit detection threshold is exceeded, state r is set, and finally the lower limit detection threshold is set. The case where it falls below is referred to as state s, and the time for transitioning between states p to s is referred to as St.

ここで、時間方向に閾値Thtを設定し、St<Thtの場合を車軸として検知する。なお、閾値Thtの長さは、例として、80km/hで走行する直径1mのタイヤが同地点を通過する時間として算出可能な0.04秒と設定する。
また、設定される閾値Tht、および、取得される時間Stの次元は、時間に代えて、距離値であってもよい。
Here, a threshold value Tht is set in the time direction, and the case of St <Tht is detected as an axle. For example, the length of the threshold Tht is set to 0.04 seconds that can be calculated as the time for a tire having a diameter of 1 m traveling at 80 km / h to pass through the same point.
Further, the dimension of the set threshold value Tht and the acquired time St may be a distance value instead of the time.

以上のように、この発明の実施の形態1(図1〜図4)に係る車軸検知システムは、車両(対象物)3の三次元データAを取得する三次元画像撮像装置1と、三次元データAに対して誤検知データ軽減処理を行う三次元データ閾値処理装置21と、誤検知データ軽減処理後の三次元データA’から検知領域Rでのゲート処理後の三次元データBを抽出する高さ・距離ゲート装置22と、検知領域を高さ方向に分割して総数N個の高さビンBhを作成し、ゲート処理後(誤検知データ軽減処理後)の三次元データBの高さヒストグラムCを作成する高さヒストグラム算出装置23と、高さヒストグラムCに基づきゲート処理後の三次元データBが所定数a個以上格納されたビン数nと高さ方向に分割したビン総数Nとの比率n/Nをデータ存在確率Pとして算出するデータ存在確率算出装置24と、データ存在確率Pに基づき検知フラグFを発生する検知フラグ発生装置25とを備えている。   As described above, the axle detection system according to Embodiment 1 (FIGS. 1 to 4) of the present invention includes the three-dimensional image pickup device 1 that acquires the three-dimensional data A of the vehicle (target) 3, and the three-dimensional image. Three-dimensional data threshold processing device 21 that performs false detection data reduction processing on data A, and three-dimensional data B after gate processing in detection region R are extracted from three-dimensional data A ′ after false detection data reduction processing. The height / distance gate device 22 and the detection area are divided in the height direction to create a total of N height bins Bh, and the height of the three-dimensional data B after gate processing (after false detection data reduction processing) A height histogram calculation device 23 that creates a histogram C, a bin number n in which a predetermined number a or more of three-dimensional data B after gate processing is stored based on the height histogram C, and a bin total number N divided in the height direction The ratio n / N of the data exists A data existence probability calculation unit 24 for calculating a ratio P, and a detection flag generator 25 to generate a detection flag F on the basis of the data existence probability P.

これにより、取得した三次元データAに誤検知データが含まれる場合においても、誤検知データを軽減し、高さ・距離ゲートにより検知領域Rを絞り込んだ後に、データ存在確率Pを算出し、取得データにおける検知確率を改善して車軸を検知することができるので、車軸の誤検知を抑制することができる。   As a result, even when false detection data is included in the acquired three-dimensional data A, the false detection data is reduced, and after the detection region R is narrowed down by the height / distance gate, the data existence probability P is calculated and acquired. Since the detection probability in the data can be improved and the axle can be detected, erroneous detection of the axle can be suppressed.

また、データ存在確率算出装置24において、高さヒストグラムCでゲート処理後(誤検知データ軽減処理後)の三次元データBがa(=2)個以上格納されたビン数nと高さ方向に分割したビン総数Nとの比率n/Nを算出することにより、高さビンBhに誤検知データが格納された場合においても、誤検知データを含むビンを排除することができるので、取得データにおける検知確率を改善して車軸を検知することができる。   Further, in the data existence probability calculation device 24, the height histogram C in the height direction and the bin number n in which a (= 2) or more of three-dimensional data B after gate processing (after false detection data reduction processing) are stored. By calculating the ratio n / N with the total number N of divided bins, even when erroneous detection data is stored in the height bin Bh, bins including erroneous detection data can be eliminated. The detection probability can be improved and the axle can be detected.

なお、上記説明では、特に言及しなかったが、三次元画像撮像装置1で取得した三次元データAまたは誤検知データを除去した三次元データA’に対して、時間軸方向にtライン分の移動平均処理を行い、その後、検知領域Rを絞り込んでデータ存在確率Pを算出し、検知フラグFを発生してもよい。これにより、車両3(対象物)の測距精度を改善し、さらに高精度に車軸を検知することができる。   Although not particularly mentioned in the above description, the t-line portion in the time axis direction with respect to the three-dimensional data A acquired by the three-dimensional image capturing apparatus 1 or the three-dimensional data A ′ from which erroneous detection data has been removed. After performing the moving average process, the detection region R may be narrowed down to calculate the data existence probability P, and the detection flag F may be generated. Thereby, the ranging accuracy of the vehicle 3 (object) can be improved, and the axle can be detected with higher accuracy.

また、三次元画像撮像装置1がレーザ画像計測装置の場合を例にとって説明したが、これに限定されることはなく、各種受動型や能動型の非接触式の三次元計測方式に基づいた装置であればよい。
たとえば、カメラ視差を利用したステレオ法やアクティブステレオ法、焦点位置の差を利用した焦点法、または、照射光と受信光の時間差を利用したタイムオブフライト法などが適用可能である。
Further, the case where the three-dimensional image capturing apparatus 1 is a laser image measuring apparatus has been described as an example, but the present invention is not limited to this, and an apparatus based on various passive and active non-contact three-dimensional measuring systems. If it is.
For example, a stereo method using camera parallax or an active stereo method, a focus method using a difference in focus position, or a time-of-flight method using a time difference between irradiation light and reception light can be applied.

また、三次元画像撮像装置1で取得される三次元データAが、強度データおよび距離データに相当する電気信号の場合を例にとって説明したが、距離データのみに相当する電気信号であってもよい。   Further, although the case where the three-dimensional data A acquired by the three-dimensional image capturing apparatus 1 is an electric signal corresponding to intensity data and distance data has been described as an example, it may be an electric signal corresponding only to distance data. .

また、三次元データ閾値処理装置21で設定される強度および距離に対する閾値は、強度信号に対しては、固定の測距精度となる低受信SN比や低受信強度に相当する信号値を閾値とし、距離信号に対しては、車線幅や路面高さ以下の距離に相当する信号値を閾値としたが、測距精度(距離)に依存する関数として、強度や距離に関する閾値を可変設定してもよい。   In addition, the thresholds for the intensity and distance set by the three-dimensional data threshold processing device 21 are, for the intensity signal, a signal value corresponding to a low reception S / N ratio or a low reception intensity that provides a fixed distance measurement accuracy. For the distance signal, the threshold value is the signal value corresponding to the distance below the lane width or road height, but the threshold value for strength and distance is variably set as a function that depends on the distance measurement accuracy (distance). Also good.

また、高さ・距離ゲート装置22で設定される高さ方向の上限値H1および下限値H2と、距離方向の上限値S1および下限値S2とをそれぞれ固定値としたが、三次元画像撮像装置1からの距離に依存する関数として可変設定してもよい。   The upper limit value H1 and lower limit value H2 in the height direction and the upper limit value S1 and lower limit value S2 in the distance direction set by the height / distance gate device 22 are fixed values. You may variably set as a function depending on the distance from 1.

また、高さビンBhの幅の設定に関しては、高さ方向の空間分解能に相当する値であることから、距離に対する変数として設定したが、固定幅としてもよい。
さらに、検知フラグ発生装置25で設定される検知閾値Thを固定値としたが、距離に依存する関数として可変設定してもよい。
The width of the height bin Bh is set as a variable for the distance because it is a value corresponding to the spatial resolution in the height direction, but may be a fixed width.
Furthermore, although the detection threshold Th set by the detection flag generator 25 is a fixed value, it may be variably set as a function depending on the distance.

実施の形態2.
なお、上記実施の形態1(図1)では、車軸検知用の検知装置2のみを設けたが、図6のように、車両検知用の検知装置2aを追加するとともに、車軸数計数装置4を設けてもよい。
図6はこの発明の実施の形態2に係る車軸検知システムの全体構成を示すブロック図であり、前述(図1参照)と同様のものについては、前述と同一符号を付して、または符号の後に「a」を付して詳述を省略する。
Embodiment 2. FIG.
In the first embodiment (FIG. 1), only the detection device 2 for detecting the axle is provided. However, as shown in FIG. 6, the detection device 2a for detecting the vehicle is added, and the axle number counting device 4 is provided. It may be provided.
FIG. 6 is a block diagram showing the overall configuration of the axle detection system according to Embodiment 2 of the present invention. The same components as those described above (see FIG. 1) are denoted by the same reference numerals as those described above. A detailed description will be omitted with “a” added later.

図6において、車軸検知システムは、車両3の三次元データAを取得する三次元画像撮像装置1と、並設された2系統の検知装置2、2aと、車軸数計数装置4とを備えている。
検知装置2aは、検知装置2(図1参照)と同一構成を有し、車両3の車両ボディに対する検知フラグFa(第2の検知フラグ)を生成する。
In FIG. 6, the axle detection system includes a three-dimensional image pickup device 1 that acquires three-dimensional data A of the vehicle 3, two systems of detection devices 2, 2 a arranged side by side, and an axle number counting device 4. Yes.
The detection device 2a has the same configuration as the detection device 2 (see FIG. 1), and generates a detection flag Fa (second detection flag) for the vehicle body of the vehicle 3.

車軸数計数装置4は、検知装置2、2aから得られた検知フラグF、Faに基づき、検知車両の車軸数Gを計数する。車軸数計数装置4からは、検知車両の車軸数Gに相当する電気信号が出力される。   The axle number counting device 4 counts the number of axles G of the detected vehicle based on the detection flags F and Fa obtained from the detection devices 2 and 2a. From the axle number counting device 4, an electrical signal corresponding to the number G of axles of the detected vehicle is output.

次に、図7および図8を参照しながら、図6に示したこの発明の実施の形態2による動作について説明する。
三次元画像撮像装置1は、前述と同様に、車両3が検知領域Rを横切ることにより、車両3の三次元データAを取得する。
Next, the operation of the second embodiment of the present invention shown in FIG. 6 will be described with reference to FIGS.
As described above, the three-dimensional image capturing apparatus 1 acquires the three-dimensional data A of the vehicle 3 when the vehicle 3 crosses the detection region R.

検知装置2は、前述(図2〜図4)のように、タイヤ付近の検知領域のみを高さビンBhで分割し、高さビンBhに格納されたデータのデータ存在確率Pから、車軸検知処理を行い、検知フラグFを生成する。   As described above (FIGS. 2 to 4), the detection device 2 divides only the detection region near the tire by the height bin Bh, and detects the axle from the data existence probability P of the data stored in the height bin Bh. Processing is performed to generate a detection flag F.

一方、検知装置2aは、車両ボディ(ルーフ部分およびドア部分)を検知領域として高さビンBhaを分割し、高さビンに格納されたデータのデータ存在確率から、車両検知処理を行い、検知フラグFaを生成する。   On the other hand, the detection device 2a divides the height bin Bha using the vehicle body (the roof portion and the door portion) as a detection region, performs vehicle detection processing from the data existence probability of the data stored in the height bin, and detects the detection flag. Fa is generated.

図7はこの発明の実施の形態2に係る検知装置2aの高さ・距離ゲート装置の動作例を示す説明図であり、前述(図3参照)と同様のものについては、符号の後に「a」を付して詳述を省略する。
図7には、誤検知データ軽減処理後の三次元データA’の断面図と関連して、車両検知のための高さ・距離ゲートの設定例が示されている。
FIG. 7 is an explanatory view showing an operation example of the height / distance gate device of the detection device 2a according to the second embodiment of the present invention. The detailed description is omitted.
FIG. 7 shows a setting example of the height / distance gate for vehicle detection in relation to the cross-sectional view of the three-dimensional data A ′ after the erroneous detection data reduction processing.

図7において、検知装置2aの高さ・距離ゲート装置における高さ方向の下限値H2aは、たとえば国産車の最低地上高度120mmに設定され、高さ方向の上限値H1aは、三次元画像撮像装置1で取得可能な最大高さに設定される。   In FIG. 7, a lower limit value H2a in the height direction in the height / distance gate device of the detection device 2a is set to, for example, a minimum ground altitude of 120 mm of a domestic vehicle, and the upper limit value H1a in the height direction is a three-dimensional image pickup device. 1 is set to the maximum obtainable height.

一方、距離方向の下限値S2aは、誤検知データ軽減処理後の三次元データA’から求められる三次元画像撮像装置1と車両3との最小距離とし、距離方向の上限値S1は、車両が走行している車線幅とする。また、高さビンBhaの分割数を2個とする。
検知領域Rに車両3が進入した場合、タイヤの有無にかかわらず、検知装置2aにおいてデータ存在確率Paが高くなり、車両検知が行われる。
On the other hand, the lower limit value S2a in the distance direction is the minimum distance between the three-dimensional image pickup device 1 and the vehicle 3 obtained from the three-dimensional data A ′ after the erroneous detection data reduction process, and the upper limit value S1 in the distance direction is It is the width of the traveling lane. The number of divisions of the height bin Bha is two.
When the vehicle 3 enters the detection region R, the data existence probability Pa is increased in the detection device 2a regardless of the presence or absence of tires, and vehicle detection is performed.

図8は検知装置2a内の検知フラグ発生装置の動作例を示す説明図であり、前述(図4参照)と同様のものについては、符号の後に「a」を付して詳述を省略する。
図8には、三次元画像撮像装置1の検知領域Rにおいて車両3が通過したときに出力する検知フラグFaの例が、前述の検知フラグFとともに示されている。
FIG. 8 is an explanatory view showing an operation example of the detection flag generating device in the detection device 2a. The same components as those described above (see FIG. 4) are denoted by “a” after the reference numerals, and detailed description thereof is omitted. .
In FIG. 8, an example of the detection flag Fa that is output when the vehicle 3 passes in the detection region R of the three-dimensional image capturing apparatus 1 is shown together with the detection flag F described above.

図8(a)は、車両3の側面側に視を置いたときの誤検知データ軽減処理後の三次元データA’の断面図を示しており、横軸は時間、縦軸は高さである。
図8(b)は、車両検知に対して設定された高さビンの総数Naに対する三次元データA’が格納されたビン数naの比率na/Naに相当するデータ存在確率Paを示している。前述と同様に、車両ボディを検知した場合に、データ存在確率Paは高くなる。
FIG. 8A shows a cross-sectional view of the three-dimensional data A ′ after the erroneous detection data reduction processing when looking at the side of the vehicle 3, where the horizontal axis is time and the vertical axis is height. is there.
FIG. 8B shows the data existence probability Pa corresponding to the ratio na / Na of the bin number na storing the three-dimensional data A ′ with respect to the total number Na of height bins set for vehicle detection. . Similarly to the above, when the vehicle body is detected, the data existence probability Pa increases.

図8(c)は、車両検知に対する検知フラグFaの例を示している。
検知装置2a内の検知フラグ発生装置は、検知閾値Thaよりもデータ存在確率Paが高い場合に、検知フラグFaをHレベルとし、車両検知に相当する信号を発生する。
FIG. 8C shows an example of a detection flag Fa for vehicle detection.
When the data existence probability Pa is higher than the detection threshold value Tha, the detection flag generator in the detection device 2a sets the detection flag Fa to H level and generates a signal corresponding to vehicle detection.

図8(d)、(e)は前述(図4(b)、(c))と同様であり、図8(d)は、車軸検知に対して設定した高さビンの総数Nに対する三次元データA’を格納したビン数nの比率n/Nに相当するデータ存在確率Pを示す、図8(e)は、車軸検知に対する検知フラグFの例を示している。   FIGS. 8D and 8E are the same as those described above (FIGS. 4B and 4C), and FIG. 8D is a three-dimensional view of the total number N of height bins set for axle detection. FIG. 8E shows an example of the detection flag F for the axle detection, which shows the data existence probability P corresponding to the ratio n / N of the bin number n storing the data A ′.

最後に、車軸数計数装置4は、車両に対する検知フラグFaがHレベルの期間において、車軸に対する検知フラグFがHレベルとなる回数を計数し、検知車両の車軸数Gに相当する車軸検知信号を出力する。   Finally, the axle number counting device 4 counts the number of times the detection flag F for the axle is at the H level during the period in which the detection flag Fa for the vehicle is at the H level, and outputs an axle detection signal corresponding to the axle number G of the detected vehicle. Output.

以上のように、この発明の実施の形態2(図6〜図8)に係る車軸検知システムは、検知された車両の車軸数Gを計数する車軸数計数装置4を備えており、検知フラグ発生装置(検知装置2、2a)は、データ存在確率Pに基づき、車軸に対する検知フラグF(第1の検知フラグ)と、車両に対する検知フラグFa(第2の検知フラグ)とを発生する。
車軸数計数装置4は、検知フラグFaの発生期間中に検知フラグFの発生回数を計数することにより、検知された車両の車軸数Gを計数する。
As described above, the axle detection system according to the second embodiment (FIGS. 6 to 8) of the present invention includes the axle number counting device 4 that counts the detected axle number G of the vehicle, and generates a detection flag. Based on the data existence probability P, the device (detection device 2, 2a) generates a detection flag F (first detection flag) for the axle and a detection flag Fa (second detection flag) for the vehicle.
The axle number counting device 4 counts the detected number of axles G of the vehicle by counting the number of occurrences of the detection flag F during the generation period of the detection flag Fa.

これにより、三次元データAに誤検知データが含まれる場合でも、前述と同様に、取得データにおける検知確率を改善して、高い検知精度で車両や車軸を検知することができるうえ、車両検知期間における車軸数Gを計数することにより、車軸数Gを計数することができる。   Thereby, even when erroneous detection data is included in the three-dimensional data A, the detection probability in the acquired data can be improved and the vehicle and the axle can be detected with high detection accuracy, as described above, and the vehicle detection period The number of axles G can be counted by counting the number of axles G.

なお、図6においては、検知装置2、2aを2台の並設装置としたが、1台の検知装置2内に複数の検知機能を含め、たとえば、1台の検知装置2で、車両および車軸の2つを検知して2つの検知フラグF、Faを生成してもよい。
また、1台の三次元画像撮像装置1を用いたが、2台の三次元画像撮像装置を並設し、個別の三次元データを検知装置2、2aに入力してもよい。
In FIG. 6, the detection devices 2, 2 a are two parallel devices, but a single detection device 2 includes a plurality of detection functions. Two detection flags F and Fa may be generated by detecting two of the axles.
In addition, although one 3D image capturing apparatus 1 is used, two 3D image capturing apparatuses may be provided in parallel, and individual 3D data may be input to the detection apparatuses 2 and 2a.

また、図7においては、車両検知のための高さ・距離ゲートの設定例として、高さ方向の下限値H2aを国産車の最低地上高度120mmに設定し、高さ方向の上限値H1aを三次元画像撮像装置1で取得可能な最大高さに設定し、距離方向の下限値S2aを三次元画像撮像装置1と車両3との最小距離に設定し、距離方向の上限値S1aを車線幅に設定したが、高さ方向の下限値H2aを、路面に対する高度の標準偏差値に設定してもよい。   In FIG. 7, as an example of setting the height / distance gate for vehicle detection, the lower limit value H2a in the height direction is set to the minimum ground altitude of 120 mm for domestic vehicles, and the upper limit value H1a in the height direction is set to the tertiary. The maximum height that can be acquired by the original image pickup device 1 is set, the lower limit value S2a in the distance direction is set as the minimum distance between the three-dimensional image pickup device 1 and the vehicle 3, and the upper limit value S1a in the distance direction is set as the lane width. Although set, the lower limit value H2a in the height direction may be set to the standard deviation value of the altitude relative to the road surface.

また、前述と同様に、検知装置2a内の高さ・距離ゲート装置で設定される高さ方向の上限値H1aおよび下限値H2aと、距離方向の上限値S1aおよび下限値S2aとを固定値としたが、三次元画像撮像装置1からの距離に依存する関数として可変設定してもよい。
さらに、車軸数計数装置4は、検知車両の車軸数Gに相当する車軸検知信号のみを出力したが、車軸検知および車両検知に相当する電気信号を出力してもよい。
Similarly to the above, the upper limit value H1a and the lower limit value H2a in the height direction set by the height / distance gate device in the detection device 2a, and the upper limit value S1a and the lower limit value S2a in the distance direction are fixed values. However, it may be variably set as a function depending on the distance from the three-dimensional image capturing apparatus 1.
Furthermore, although the axle number counting device 4 outputs only the axle detection signal corresponding to the axle number G of the detected vehicle, it may output an electrical signal corresponding to axle detection and vehicle detection.

実施の形態3.
なお、上記実施の形態2(図6)では、車軸数計数装置4を設けたが、図9のように、第2の三次元画像撮像装置(以下、単に「三次元画像撮像装置」という)1bおよび第2の検知装置(以下、単に「検知装置」という)2bを設けるとともに、車幅測定装置5を設けてもよい。
図9はこの発明の実施の形態3に係る車軸検知システムの全体構成を示すブロック図であり、前述(図1、図6参照)と同様のものについては、前述と同一符号を付して、または符号の後に「b」を付して詳述を省略する。
Embodiment 3 FIG.
In the second embodiment (FIG. 6), the axle number counting device 4 is provided. However, as shown in FIG. 9, the second three-dimensional image pickup device (hereinafter simply referred to as “three-dimensional image pickup device”). While providing 1b and the 2nd detection apparatus (henceforth a "detection apparatus" simply) 2b, you may provide the vehicle width measurement apparatus 5. FIG.
FIG. 9 is a block diagram showing the overall configuration of the axle detection system according to Embodiment 3 of the present invention. Components similar to those described above (see FIGS. 1 and 6) are denoted by the same reference numerals as described above, Alternatively, “b” is appended after the reference numerals and the detailed description is omitted.

図9において、車軸検知システムは、車両3の三次元データA、Abを取得する三次元画像撮像装置1、1bと、ゲート処理後(誤検知データ軽減処理後)の三次元データB、Bbおよび検知フラグF、Fbを生成する検知装置2、2bと、車幅測定装置5とを備えている。   In FIG. 9, the axle detection system includes three-dimensional image pickup devices 1 and 1b that acquire three-dimensional data A and Ab of the vehicle 3, three-dimensional data B and Bb after gate processing (after erroneous detection data reduction processing), and Detection devices 2 and 2b that generate detection flags F and Fb, and a vehicle width measurement device 5 are provided.

三次元画像撮像装置1、1bは、車両3の両側面を撮像するように路側帯の両側に配置されており、検知対象となる車両3の車幅W(トレッド幅Wt)方向に対して相互間隔L1で離間設置されている。   The three-dimensional image pickup devices 1 and 1b are arranged on both sides of the roadside belt so as to pick up both side surfaces of the vehicle 3, and are mutually in the vehicle width W (tread width Wt) direction of the vehicle 3 to be detected. They are spaced apart at an interval L1.

検知装置2bは、検知装置2(図1参照)と同一構成を有し、三次元データ閾値処理装置21b、高さ・距離ゲート装置22b、高さヒストグラム算出装置23b、データ存在確率算出装置24bおよび検知フラグ発生装置25b(いずれも図示せず)を備え、これにより、ゲート処理後(誤検知データ軽減処理後)の三次元データBbおよび検知フラグFbを生成する。   The detection device 2b has the same configuration as the detection device 2 (see FIG. 1), and includes a three-dimensional data threshold processing device 21b, a height / distance gate device 22b, a height histogram calculation device 23b, a data existence probability calculation device 24b, and A detection flag generating device 25b (none of which is shown) is provided, thereby generating three-dimensional data Bb and detection flag Fb after gate processing (after erroneous detection data reduction processing).

車幅測定装置5は、検知装置2、2bにおいて検知領域内で抽出したゲート処理後(誤検知データ軽減処理後)の三次元データB、Bbを用いて、車両3の車幅W(または、トレッド幅Wt)を測定する。
車幅測定装置5からは、車幅Wに相当する電気信号が出力される。
The vehicle width measuring device 5 uses the three-dimensional data B, Bb after the gate processing (after the false detection data reduction processing) extracted in the detection area in the detection devices 2, 2b, to use the vehicle width W (or Tread width Wt) is measured.
An electric signal corresponding to the vehicle width W is output from the vehicle width measuring device 5.

次に、図9に示したこの発明の実施の形態3による動作について説明する。
三次元画像撮像装置1、1bは、車両3が検知領域R、Rbを横切ることにより、車両3の三次元データA、Abを取得する。
検知装置2、2bは、前述と同様に、タイヤ付近の検知領域のみを高さビンで分割し、高さビンに格納されたデータのデータ存在確率から車軸検知を行い、ゲート処理後(誤検知データ軽減処理後)の三次元データB、Bbを生成する。
Next, the operation according to the third embodiment of the present invention shown in FIG. 9 will be described.
The three-dimensional imaging devices 1 and 1b acquire the three-dimensional data A and Ab of the vehicle 3 when the vehicle 3 crosses the detection regions R and Rb.
As described above, the detection devices 2 and 2b divide only the detection area near the tire into height bins, detect the axle from the data existence probability of the data stored in the height bin, and perform gate processing (false detection). Three-dimensional data B and Bb after data reduction processing are generated.

車幅測定装置5は、各検知装置2、2b内の高さ・距離ゲート装置22、22b(図示せず)から出力される検知領域R内のゲート処理後(誤検知データ軽減処理後)の三次元データB、Baを用いて、各三次元画像撮像装置1、1bから車両3の側面までの最小距離d1、d1bを測定する。   The vehicle width measuring device 5 is subjected to gate processing (after erroneous detection data reduction processing) in the detection region R output from the height / distance gate devices 22 and 22b (not shown) in the detection devices 2 and 2b. Using the three-dimensional data B and Ba, the minimum distances d1 and d1b from the respective three-dimensional image pickup devices 1 and 1b to the side surface of the vehicle 3 are measured.

また、車幅測定装置5は、三次元画像撮像装置1と三次元画像撮像装置1bとの相互間隔L1を用いて、以下の式(1)により、車両3の車幅W(または、車幅Wに近似した左右タイヤ側面のトレッド幅Wt)を算出し、車幅Wに相当する電気信号を出力する。   Further, the vehicle width measuring device 5 uses the mutual distance L1 between the 3D image capturing device 1 and the 3D image capturing device 1b, and the vehicle width W (or the vehicle width) of the vehicle 3 according to the following equation (1). The tread width Wt of the left and right tire side surfaces approximated to W is calculated, and an electric signal corresponding to the vehicle width W is output.

W=L1−d1−d1b ・・・(1)   W = L1-d1-d1b (1)

以上のように、この発明の実施の形態3(図9)に係る車軸検知システムは、前述(図1)の構成に加えて、車両(対象物)3を介在するように三次元画像撮像装置1に対向配置され、車両3の三次元データAb(第2の三次元データ)を取得する三次元画像撮像装置1bと、検知装置2bと、車両3の車幅Wを測定する車幅測定装置5とを備えている。   As described above, the axle detection system according to Embodiment 3 (FIG. 9) of the present invention is a three-dimensional image pickup device that includes the vehicle (object) 3 in addition to the configuration described above (FIG. 1). 1, a three-dimensional image pickup device 1 b that acquires three-dimensional data Ab (second three-dimensional data) of the vehicle 3, a detection device 2 b, and a vehicle width measurement device that measures the vehicle width W of the vehicle 3. And 5.

検知装置2bは、三次元データAbに対して誤検知データ軽減処理を行う第2の三次元データ閾値処理装置21bと、誤検知データ軽減処理後の第2の三次元データから検知領域Rb(第2の検知領域)でのゲート処理後の三次元データBb(第2の三次元データ)を抽出する第2の高さ・距離ゲート装置22bとを備えている。   The detection device 2b includes a second three-dimensional data threshold processing device 21b that performs erroneous detection data reduction processing on the three-dimensional data Ab, and a detection region Rb (first) from the second three-dimensional data after the erroneous detection data reduction processing. And a second height / distance gate device 22b for extracting the three-dimensional data Bb (second three-dimensional data) after the gate processing in the second detection region).

車幅測定装置5は、三次元画像撮像装置1、1bの相互間隔L1と、ゲート処理後の三次元データB、Bbとを用いて、式(1)により車幅Wを測定する。
これにより、車両3を挟むように路側帯の両側に設置された2台の三次元画像撮像装置1、1bで取得した三次元データA、Abに誤検知データが含まれる場合においても、誤検知データを軽減し、高さ・距離ゲートにより検知領域R、Rbを絞り込み、取得データの計測精度を改善して、車両3までの最小距離d1、d1bを高精度に測定することができ、車両3の車幅Wを算出することができる。
The vehicle width measuring device 5 measures the vehicle width W by the equation (1) using the mutual distance L1 between the three-dimensional image pickup devices 1 and 1b and the three-dimensional data B and Bb after the gate processing.
As a result, even if erroneous detection data is included in the three-dimensional data A and Ab acquired by the two three-dimensional imaging devices 1 and 1b installed on both sides of the roadside belt so as to sandwich the vehicle 3, The data 3 is reduced, the detection areas R and Rb are narrowed down by the height / distance gate, the measurement accuracy of the acquired data is improved, and the minimum distances d1 and d1b to the vehicle 3 can be measured with high accuracy. The vehicle width W can be calculated.

なお、上記説明では、検知装置2、2b内の高さ・距離ゲート装置22、22bにおいて、タイヤ付近を検知するようにゲートを設定し、車幅測定装置5により車幅Wに近似したトレッド幅Wtを算出したが、車両3の車幅Wを高精度に算出するために、前述の実施の形態2(図7)のように、車両ボディを検知するようにゲートを設定してもよい。   In the above description, in the height / distance gate devices 22 and 22b in the detection devices 2 and 2b, the gate is set so as to detect the vicinity of the tire, and the tread width approximated to the vehicle width W by the vehicle width measurement device 5 is set. Although Wt is calculated, in order to calculate the vehicle width W of the vehicle 3 with high accuracy, the gate may be set so as to detect the vehicle body as in the second embodiment (FIG. 7).

また、検知装置2、2b内の高さ・距離ゲート装置22、22bにおいて、高さ方向の上限値H1、H1bを車両3のサイドミラーの高さに設定して、サイドミラーよりも低い位置にある車両ドアまでの最小距離d1、d1bを求めてもよい。この場合、車両3のサイドミラーを含まない車幅Wを測定することができる。   Further, in the height / distance gate devices 22 and 22b in the detection devices 2 and 2b, the upper limit values H1 and H1b in the height direction are set to the height of the side mirror of the vehicle 3 so as to be lower than the side mirror. The minimum distances d1 and d1b to a certain vehicle door may be obtained. In this case, the vehicle width W of the vehicle 3 that does not include the side mirror can be measured.

また、図9においては、車幅Wに相当する電気信号のみを出力したが、前述の実施の形態1(図1)のように、車軸や車両3の検知に相当する電気信号を出力してもよい。
また、前述の実施の形態2(図6)のように、車軸数計数装置4を備えることにより、車軸数Gに相当する電気信号を出力してもよい。
In FIG. 9, only the electrical signal corresponding to the vehicle width W is output. However, as in the first embodiment (FIG. 1), the electrical signal corresponding to the detection of the axle and the vehicle 3 is output. Also good.
Further, as in the above-described second embodiment (FIG. 6), by providing the axle number counting device 4, an electrical signal corresponding to the axle number G may be output.

また、検知領域R、Rb内で抽出したゲート処理後(誤検知データ軽減処理後)の三次元データB、Bbを用いて、車両3の車幅Wを算出したが、誤検知データ軽減処理後の三次元データA’を用いてもよい。   Further, the vehicle width W of the vehicle 3 is calculated using the three-dimensional data B and Bb after gate processing (after erroneous detection data reduction processing) extracted in the detection regions R and Rb. The three-dimensional data A ′ may be used.

また、追加された検知装置2bは、少なくとも三次元データ閾値処理装置21bおよび高さ・距離ゲート装置22b(図示せず)のみを備えていればよい。
また、図9においては、2台の検知装置2、2bを設置したが、1台の検知装置2内に複数の検知機能を含め、たとえば、路側帯に設置した2台の三次元画像撮像装置1、1bに対して、1台の検知装置2で処理してもよい。
Further, the added detection device 2b only needs to include at least the three-dimensional data threshold processing device 21b and the height / distance gate device 22b (not shown).
In FIG. 9, the two detection devices 2 and 2 b are installed. However, a plurality of detection functions are included in one detection device 2, for example, two three-dimensional image imaging devices installed in the roadside belt. 1, 1b may be processed by one detection device 2.

さらに、図9においては、図1の構成に三次元画像撮像装置1bおよび検知装置2bを追加した場合を示したが、図6の構成に三次元画像撮像装置1bおよび検知装置2bを追加してもよい。この場合、車幅Wのみならず、車軸数Gも計測することができる。   Further, FIG. 9 shows the case where the three-dimensional image pickup device 1b and the detection device 2b are added to the configuration of FIG. 1, but the three-dimensional image pickup device 1b and the detection device 2b are added to the configuration of FIG. Also good. In this case, not only the vehicle width W but also the axle number G can be measured.

実施の形態4.
なお、上記実施の形態3(図9)では、車幅測定装置5を設けたが、図10のように、車速・車長測定装置6を設けてもよい。
図10はこの発明の実施の形態4に係る車軸検知システムの全体構成を示すブロック図であり、前述(図1、図6、図9参照)と同様のものについては、前述と同一符号を付して、または符号の後に「c」を付して詳述を省略する。
Embodiment 4 FIG.
Although the vehicle width measuring device 5 is provided in the third embodiment (FIG. 9), a vehicle speed / vehicle length measuring device 6 may be provided as shown in FIG.
FIG. 10 is a block diagram showing the overall configuration of an axle detection system according to Embodiment 4 of the present invention. Components similar to those described above (see FIGS. 1, 6, and 9) are denoted by the same reference numerals. In addition, “c” is added after the reference numeral, and the detailed description is omitted.

図10において、車軸検知システムは、車両3の三次元データAを取得する三次元画像撮像装置1と、車両3の三次元データAcを取得する第3の三次元画像撮像装置(以下、単に「三次元画像撮像装置」という)1cと、検知フラグFを生成する検知装置2と、検知フラグFc(第3の検知フラグ)を生成する第3の検知装置(以下、単に「検知装置」という)2cと、車速・車長測定装置6とを備えている。   In FIG. 10, the axle detection system includes a three-dimensional image pickup device 1 that acquires three-dimensional data A of the vehicle 3 and a third three-dimensional image pickup device that acquires three-dimensional data Ac of the vehicle 3 (hereinafter simply “ 1c), a detection device 2 that generates a detection flag F, and a third detection device that generates a detection flag Fc (third detection flag) (hereinafter simply referred to as “detection device”). 2c and a vehicle speed / vehicle length measuring device 6 are provided.

三次元画像撮像装置1、1cは、前述(図9参照)と同様に、路側帯の両側に設置されかつ車幅方向に対して相互間隔L1の距離を介して離間配置されている。
また、追加された三次元画像撮像装置1cは、車両3の進行方向に対して、三次元画像撮像装置1から間隔Lcの距離で離間配置されており、検知領域Rcにより車両3を撮像する。
The three-dimensional image pickup apparatuses 1 and 1c are installed on both sides of the roadside belt and spaced apart from each other with a distance L1 in the vehicle width direction, as described above (see FIG. 9).
Further, the added three-dimensional image capturing device 1c is spaced apart from the three-dimensional image capturing device 1 by a distance Lc with respect to the traveling direction of the vehicle 3, and images the vehicle 3 by the detection region Rc.

検知装置2cは、検知装置2(図1参照)と同一構成を有し、三次元データ閾値処理装置21c、高さ・距離ゲート装置22c、高さヒストグラム算出装置23c、データ存在確率算出装置24cおよび検知フラグ発生装置25c(いずれも図示せず)を備え、三次元データAcに基づいて検知フラグFcを生成する。   The detection device 2c has the same configuration as the detection device 2 (see FIG. 1), and includes a three-dimensional data threshold processing device 21c, a height / distance gate device 22c, a height histogram calculation device 23c, a data existence probability calculation device 24c, and A detection flag generator 25c (none of which is shown) is provided, and a detection flag Fc is generated based on the three-dimensional data Ac.

車速・車長測定装置6は、検知装置2、2cにおいて検知領域R、Rc内で抽出した車両3に対する検知フラグF、Fcを用いて、車両3の車速Vおよび車長zの少なくとも一方を測定する。
車速・車長測定装置6からは、車速Vまたは車長zに相当する電気信号が出力される。
The vehicle speed / vehicle length measuring device 6 measures at least one of the vehicle speed V and the vehicle length z of the vehicle 3 using the detection flags F and Fc for the vehicle 3 extracted in the detection regions R and Rc in the detection devices 2 and 2c. To do.
An electric signal corresponding to the vehicle speed V or the vehicle length z is output from the vehicle speed / vehicle length measuring device 6.

次に、図10に示したこの発明の実施の形態4による動作について説明する。
三次元画像撮像装置1、1cは、車両3が検知領域R、Rcを横切ることにより、車両3の三次元データA、Acを取得する。
検知装置2、2cは、前述と同様に、車両ボディを高さビンで分割し、高さビンに格納された三次元データA’のデータ存在確率P、Pcに基づき車両検知を行い、検知フラグF、Fcを生成する。
Next, the operation according to the fourth embodiment of the present invention shown in FIG. 10 will be described.
The three-dimensional imaging devices 1 and 1c acquire the three-dimensional data A and Ac of the vehicle 3 when the vehicle 3 crosses the detection regions R and Rc.
Similarly to the above, the detection devices 2 and 2c divide the vehicle body into height bins, perform vehicle detection based on the data existence probabilities P and Pc of the three-dimensional data A ′ stored in the height bin, and detect the detection flag. F and Fc are generated.

車速・車長測定装置6は、検知装置2、2cで取得した車両3に対する検知フラグF、Fcの検知時間差Δtと、三次元画像撮像装置1、1cの車両進行方向に対する間隔Lcとを用いて、以下の式(2)により、車速Vを算出する。   The vehicle speed / vehicle length measurement device 6 uses the detection time difference Δt of the detection flags F and Fc for the vehicle 3 acquired by the detection devices 2 and 2c and the interval Lc of the three-dimensional image pickup devices 1 and 1c with respect to the vehicle traveling direction. The vehicle speed V is calculated by the following equation (2).

V=Lc/Δt ・・・(2)   V = Lc / Δt (2)

また、車速・車長測定装置6は、検知フラグF、Fcに基づく車両3に対する検知時間tと、車速Vとを用いて、以下の式(3)により、車長zを算出する。   The vehicle speed / vehicle length measuring device 6 calculates the vehicle length z by the following equation (3) using the detection time t for the vehicle 3 based on the detection flags F and Fc and the vehicle speed V.

z=V×t ・・・(3)   z = V × t (3)

車速・車長測定装置6は、式(2)、式(3)のように車速Vおよび車長zを導出し、車速Vおよび車長zに相当する電気信号を出力する。   The vehicle speed / vehicle length measuring device 6 derives the vehicle speed V and the vehicle length z as shown in equations (2) and (3), and outputs an electrical signal corresponding to the vehicle speed V and the vehicle length z.

以上のように、この発明の実施の形態4(図10)に係る車軸検知システムは、前述(図1)の構成に加えて、三次元画像撮像装置1に対して車両(対象物)3の移動方向に離間配置され、車両3の三次元データAc(第3の三次元データ)を取得する三次元画像撮像装置1cと、三次元データAcに対して誤検知データ軽減処理を行う第3の三次元データ閾値処理装置21cと、誤検知データ軽減処理後の第3の三次元データから検知領域Rc(第3の検知領域)でのゲート処理後の第3の三次元データBcを抽出する第3の高さ・距離ゲート装置22cと、検知領域Rcを高さ方向に分割して総数Nc個のビンを作成し、ゲート処理後の第3の三次元データBcの第3の高さヒストグラムCcを作成する第3の高さヒストグラム算出装置23cと、第3の高さヒストグラムCcに基づきゲート処理後の第3の三次元データBcが所定数ac個以上格納されたビン数ncと高さ方向に分割したビン総数Ncとの比率nc/Ncを第3のデータ存在確率Pcとして算出する第3のデータ存在確率算出装置24cと、第3のデータ存在確率Pcに基づき検知フラグFc(第3の検知フラグ)を発生する第3の検知フラグ発生装置25cと、検知された車両3の車速Vおよび車長zの少なくとも一方を測定する車速・車長測定装置6とを備えている。   As described above, the axle detection system according to Embodiment 4 (FIG. 10) of the present invention has a vehicle (object) 3 of the three-dimensional image pickup device 1 in addition to the configuration described above (FIG. 1). A third-dimensional imaging device 1c that is spaced apart in the moving direction and acquires the three-dimensional data Ac (third three-dimensional data) of the vehicle 3, and a third that performs false detection data reduction processing on the three-dimensional data Ac. The 3D data threshold processing device 21c and the third 3D data Bc after gate processing in the detection region Rc (third detection region) are extracted from the third 3D data after the false detection data reduction processing. 3 height / distance gate device 22c and detection region Rc are divided in the height direction to create a total of Nc bins, and a third height histogram Cc of third three-dimensional data Bc after gate processing Height histogram calculation device for creating 3c and a ratio nc / between the number of bins nc storing a predetermined number ac or more of the third three-dimensional data Bc after gate processing based on the third height histogram Cc and the total number of bins Nc divided in the height direction A third data existence probability calculation device 24c that calculates Nc as a third data existence probability Pc, and a third detection flag that generates a detection flag Fc (third detection flag) based on the third data existence probability Pc A generator 25c and a vehicle speed / vehicle length measuring device 6 for measuring at least one of the detected vehicle speed V and vehicle length z of the vehicle 3 are provided.

車速・車長測定装置6は、検知フラグF、Fcに基づく車両3の検知時間差Δtと、三次元画像撮像装置1と三次元画像撮像装置1cとの間隔Lcとを用いて、車速Vまたは車長zを測定する。
これにより、取得した三次元データA、Acに誤検知データが含まれる場合においても、誤検知データを軽減し、高さ・距離ゲートにより検知領域を絞り込んでデータ存在確率P、Pcを算出し、取得データにおける検知確率を改善し、高い検知精度で車両を検知するとともに、車両3の検知時間差Δtを測定して車速Vを測定することができ、さらに、車両3の検知時間tと車速Vとを用いて、車長zを測定することができる。
The vehicle speed / vehicle length measuring device 6 uses the detection time difference Δt of the vehicle 3 based on the detection flags F and Fc, and the interval Lc between the 3D image pickup device 1 and the 3D image pickup device 1c to determine the vehicle speed V or the vehicle. The length z is measured.
Thereby, even when erroneous detection data is included in the acquired three-dimensional data A and Ac, the erroneous detection data is reduced, the detection area is narrowed down by the height / distance gate, and the data existence probabilities P and Pc are calculated. The detection probability in the acquired data is improved, the vehicle can be detected with high detection accuracy, the vehicle speed V can be measured by measuring the detection time difference Δt of the vehicle 3, and the detection time t of the vehicle 3 and the vehicle speed V Can be used to measure the vehicle length z.

また、検知装置2、2cにおける車両3の検知時間t、tcにより、車両3の通過方向を把握することができる。
また、車両3の走行車線が一方通行であった場合には、車両3の通過方向は、車両3の前進/後進に相当し、たとえば図10において、検知装置2cが先に車両3を検知した場合は、車両3が前進していると予想することができる。
逆に、検知装置2が先に車両3を検知した場合は、車両3が後退(または、逆走)していると予想することができる。
Further, the passing direction of the vehicle 3 can be grasped from the detection times t and tc of the vehicle 3 in the detection devices 2 and 2c.
When the traveling lane of the vehicle 3 is one-way, the passing direction of the vehicle 3 corresponds to forward / backward movement of the vehicle 3. For example, in FIG. 10, the detection device 2 c detects the vehicle 3 first. In this case, it can be predicted that the vehicle 3 is moving forward.
Conversely, when the detection device 2 detects the vehicle 3 first, it can be predicted that the vehicle 3 is moving backward (or running backward).

また、車速・車長測定装置6により測定された車速Vと、検知装置2で車軸を検知した場合の検知フラグFの検出時間とから、車両3のタイヤの外径Dtを測定することができる。
これにより、タイヤの後ろに泥除けを設置していた車両3において、泥除けをタイヤと誤検知した場合においても、その検知幅からタイヤか泥除けかを判別することができるので、車軸の検知精度を改善することができる。
Further, the outer diameter Dt of the tire of the vehicle 3 can be measured from the vehicle speed V measured by the vehicle speed / vehicle length measuring device 6 and the detection time of the detection flag F when the detection device 2 detects the axle. .
As a result, in the vehicle 3 in which the mudguard is installed behind the tire, even if the mudguard is erroneously detected as a tire, it is possible to determine whether the tire or mudguard is detected based on the detection width, thereby improving the detection accuracy of the axle. can do.

なお、上記説明において、車速・車長測定装置6は、車速Vまたは車長zに相当する電気信号のみを出力したが、これに加えて、前述の実施の形態1(図1)のように、車軸または車両3の検知に相当する電気信号を出力してもよい。   In the above description, the vehicle speed / vehicle length measuring device 6 outputs only the electrical signal corresponding to the vehicle speed V or the vehicle length z, but in addition to this, as in the first embodiment (FIG. 1) described above. An electric signal corresponding to detection of the axle or the vehicle 3 may be output.

また、前述の実施の形態2(図6)のように、車軸数計数装置4を備えることにより、車軸数Gに相当する電気信号を出力してもよく、前述の実施の形態3(図9)のように、車幅測定装置5を備えることにより、車幅Wに相当する電気信号を出力してもよい。   Further, as in the above-described second embodiment (FIG. 6), by providing the axle number counting device 4, an electrical signal corresponding to the number of axles G may be output, and in the third embodiment (FIG. 9). ), The electric signal corresponding to the vehicle width W may be output by providing the vehicle width measuring device 5.

また、図10においては、三次元画像撮像装置1、1cを路側帯の両側に配置したが、路側帯の一方の側に配置してもよい。
さらに、2台の検知装置2、2cを設けたが、1台の検知装置2内に複数の検知機能を含め、路側帯に設置した2台の三次元画像撮像装置1、1cに対して、1台の検知装置2のみで処理してもよい。
In FIG. 10, the three-dimensional imaging devices 1 and 1 c are arranged on both sides of the roadside band, but may be arranged on one side of the roadside band.
Furthermore, although the two detection devices 2 and 2c are provided, a plurality of detection functions are included in the single detection device 2, and the two three-dimensional image pickup devices 1 and 1c installed in the roadside belt are The processing may be performed by only one detection device 2.

実施の形態5.
なお、上記実施の形態2(図6)では、検知装置1と車軸数計数装置4とを個別に設けたが、図11のように、車軸数計数装置4を含む車軸検知装置7を設けてもよい。
図11はこの発明の実施の形態5に係る車軸検知システムの全体構成を示すブロック図であり、前述と同様のものについては、前述と同一符号を付して、または符号の後に「d」を付して詳述を省略する。
Embodiment 5 FIG.
In the second embodiment (FIG. 6), the detection device 1 and the axle number counting device 4 are provided separately. However, as shown in FIG. 11, an axle detection device 7 including the axle number counting device 4 is provided. Also good.
FIG. 11 is a block diagram showing an overall configuration of an axle detection system according to Embodiment 5 of the present invention. Components similar to those described above are denoted by the same reference numerals as those described above, or “d” after the reference numerals. A detailed description will be omitted.

図11において、車軸検知システムは、三次元データAを取得する三次元画像撮像装置1と、三次元データAに基づき車軸数Gを計数する車軸検知装置7とを備えている。
車軸検知装置7は、三次元データ閾値処理装置21、高さ・距離ゲート装置22および高さヒストグラム算出装置23に加えて、データ存在確率算出装置30と、閾値算出装置40と、車軸数計数装置と4dとを備えている。
In FIG. 11, the axle detection system includes a 3D imaging device 1 that acquires 3D data A, and an axle detection device 7 that counts the number of axles G based on the 3D data A.
In addition to the three-dimensional data threshold processing device 21, the height / distance gate device 22, and the height histogram calculation device 23, the axle detection device 7 includes a data existence probability calculation device 30, a threshold calculation device 40, and an axle number counting device. And 4d.

データ存在個数算出装置30は、N個で分けた高さヒストグラムCに基づいて、ゲート処理後の三次元データ(誤検知軽減後)が所定数a個以上格納されたビン数nをデータ存在個数Yc(データが格納されたビン数)として算出し、データ存在個数Ycに対応した電気信号を閾値算出装置40および車軸数計数装置4dに入力する。   Based on the height histogram C divided into N, the data existence number calculation device 30 calculates the number n of bins in which a predetermined number a or more of three-dimensional data after gate processing (after reduction of false detection) is stored. Yc (the number of bins in which data is stored) is calculated, and an electric signal corresponding to the data existence number Yc is input to the threshold value calculation device 40 and the axle number counting device 4d.

閾値算出装置40は、任意時間範囲内(または、車両検知中)のデータ存在個数Ycに対し、最尤推定法を用いて、車軸を検知するための閾値Thdを自動設定し、閾値Thdに対応した電気信号を車軸数計数装置4dに入力する。
車軸数計数装置4dは、データ存在個数Ycおよび閾値Thdを用いて車軸数Gの計数を行い、車軸数Gに対応した電気信号を車軸検知装置7の検知結果として出力する。
The threshold value calculation device 40 automatically sets a threshold value Thd for detecting an axle using the maximum likelihood estimation method for the data existence number Yc within an arbitrary time range (or during vehicle detection), and corresponds to the threshold value Thd. The electrical signal is input to the axle number counting device 4d.
The axle number counting device 4d counts the number of axles G using the data existence number Yc and the threshold value Thd, and outputs an electric signal corresponding to the axle number G as a detection result of the axle detecting device 7.

なお、ここでは特に図示しないが、前述(図10)のように、三次元画像撮像装置1cおよび車速・車長測定装置6を追加し、車速・車長測定装置6により測定された車速Vおよび車長zの少なくとも一方を、車軸数計数装置4dの入力情報として追加してもよい。   Although not specifically shown here, as described above (FIG. 10), the three-dimensional image pickup device 1c and the vehicle speed / vehicle length measuring device 6 are added, and the vehicle speed V measured by the vehicle speed / vehicle length measuring device 6 and At least one of the vehicle length z may be added as input information of the axle number counting device 4d.

次に、図12および図13を参照しながら、閾値算出装置40について具体的に説明する。図12は図11内の閾値算出装置40の構成を示すブロック図である。
図12において、閾値算出装置40は、移動平均処理装置41と、ソーティング装置42と、モデル設定装置43と、閾値算出部44とを備えている。
Next, the threshold value calculation device 40 will be specifically described with reference to FIGS. 12 and 13. FIG. 12 is a block diagram showing the configuration of the threshold value calculation device 40 in FIG.
In FIG. 12, the threshold value calculation device 40 includes a moving average processing device 41, a sorting device 42, a model setting device 43, and a threshold value calculation unit 44.

移動平均処理装置41は、データ存在個数算出装置30から入力されるデータ存在個数Yc(x)(xは画素数)に対して移動平均処理を行い、移動平均処理結果41dに相当する電気信号をソーティング装置42に入力する。
ソーティング装置42は、移動平均処理結果41dに基づきデータ存在個数Yc(x)を昇順に並び替える処理を行い、データ存在個数Yc(x)の並び替え処理結果42dに相当する電気信号をモデル設定装置43に入力する。
The moving average processing device 41 performs moving average processing on the data existence number Yc (x) (x is the number of pixels) input from the data existence number calculating device 30, and outputs an electric signal corresponding to the moving average processing result 41d. Input to the sorting device 42.
The sorting device 42 performs a process of rearranging the data existence number Yc (x) in ascending order based on the moving average processing result 41d, and generates an electric signal corresponding to the rearrangement processing result 42d of the data existence number Yc (x) as a model setting device. 43.

モデル設定装置43は、並び替え処理結果42dに基づき、閾値算出部44で用いられるモデル43dを設定し、モデル43dに相当する電気信号を閾値算出部44に入力する。
閾値算出部44は、モデル43dに基づき、最尤推定法を用いて、車軸のデータ存在個数と車軸以外のデータ存在個数とを分けるための閾値Thdを算出し、閾値算出装置40の算出結果として出力する。
The model setting device 43 sets the model 43d used by the threshold value calculation unit 44 based on the rearrangement processing result 42d, and inputs an electrical signal corresponding to the model 43d to the threshold value calculation unit 44.
Based on the model 43d, the threshold value calculation unit 44 calculates a threshold value Thd for separating the number of data existing on the axle and the number of data existing outside the axle using the maximum likelihood estimation method. Output.

図13は閾値算出装置40における処理内容を示す説明図であり、図13(a)は移動平均処理装置41に入力されるデータ存在個数Ycを模擬的に示し、図13(b)はソーティング装置42の入力データを模擬的に示し、図13(c)は閾値算出部44によるデータ処理を模擬的に示している。   FIG. 13 is an explanatory diagram showing the processing contents in the threshold value calculation device 40. FIG. 13 (a) schematically shows the number of existing data Yc input to the moving average processing device 41, and FIG. 13 (b) shows the sorting device. FIG. 13C schematically illustrates data processing by the threshold value calculation unit 44. FIG.

図13(a)に示すように、閾値算出装置40に入力されるデータ存在個数Ycは、車軸部分においては高くなり、その他においては車軸部分よりも低くなる。
また、図13(c)において、閾値算出部44は、地上と車軸とを分ける境界D(可変パラメータ)を設定する。
また、閾値算出部44は、境界Dの左側を地上領域と見なし、境界Dの右側を車軸領域と見なして、地上領域のデータ存在個数の確率密度関数M1と、車軸領域のデータ存在個数の確率密度関数M2とを求める。
As shown in FIG. 13A, the data existence number Yc input to the threshold value calculation device 40 is high in the axle portion and is lower in the other portions than the axle portion.
In FIG. 13C, the threshold calculation unit 44 sets a boundary D (variable parameter) that separates the ground and the axle.
Further, the threshold value calculation unit 44 regards the left side of the boundary D as the ground area and the right side of the boundary D as the axle area, and the probability density function M1 of the data existence number of the ground area and the probability of the data existence number of the axle area. The density function M2 is obtained.

ここで、確率密度関数M1、M2は、車軸データ個数の定義はN個のビンからn個のタイヤ候補のビンを取得する確率を表しているので、モデル設定装置43においては、以下の式(1)に示すような2項分布にしたがうものとする。   Here, the probability density functions M1 and M2 represent the probability of acquiring bins of n tire candidates from N bins in the definition of the number of axle data. Therefore, in the model setting device 43, the following formula ( It shall follow a binomial distribution as shown in 1).

Figure 0005478419
Figure 0005478419

なお、確率密度関数M1、M2は、式(1)の2項分布に限らず、他の関数で定義されてもよい。
式(1)において、Nはタイヤ存在カウントの総区分数、nはタイヤ存在カウント数、Pは各データの発生確率を表す。今回は、確率密度関数M1、M2の2モデルの最適値を推定するために、それぞれに対応する可変パラメータP1、P2が存在する。
次に、対数尤度L(θ)は、以下の式(2)によって記述することができる。
The probability density functions M1 and M2 are not limited to the binomial distribution of Expression (1), and may be defined by other functions.
In Expression (1), N represents the total number of tire presence counts, n represents the tire presence count, and P represents the probability of occurrence of each data. This time, in order to estimate the optimum values of the two models of the probability density functions M1 and M2, there are variable parameters P1 and P2 corresponding to the respective models.
Next, the log likelihood L (θ) can be described by the following equation (2).

Figure 0005478419
Figure 0005478419

式(2)において、θは最尤値を探すための可変パラメータ(P1、P2、D)、nはタイヤ存在カウント数、f*(n)は重みを表す。
また、f(x、n:θ)は、以下の式(3)のように表される。
In Equation (2), θ is a variable parameter (P1, P2, D) for searching for the maximum likelihood value, n is a tire presence count, and f * (n) is a weight.
Further, f (x, n: θ) is expressed as the following formula (3).

Figure 0005478419
Figure 0005478419

式(3)において、u(x)は一様分布を表し、d0は地上領域のデータ番号、d1は車軸領域の画素番号を表す。
また、重みf*(n)、f’*(n)、f”*(n)は、それぞれの領域におけるデータ存在個数の発生回数として、以下の式(4)、式(5)、式(6)のように表される。
In Expression (3), u (x) represents a uniform distribution, d0 represents the data number of the ground area, and d1 represents the pixel number of the axle area.
Further, the weights f * (n), f ′ * (n), and f ″ * (n) are the number of occurrences of the data existence number in each area, and the following expressions (4), (5), and ( It is expressed as 6).

Figure 0005478419
Figure 0005478419

式(4)、式(5)、式(6)において、発生回数が多いほど、その値は有意であることを示している。
また、式(5)、式(6)において、L(n)は各タイヤ存在カウントの発生回数を表し、nは画素番号i番目のデータ存在個数を表す。
以上の関係を式(2)に代入すると、対数尤度L(θ)は、以下の式(7)のように表される。
In Formula (4), Formula (5), and Formula (6), the greater the number of occurrences, the greater the value.
Further, in Expressions (5) and (6), L (n i ) represents the number of occurrences of each tire presence count, and n i represents the number of data existing for the pixel number i.
Substituting the above relationship into equation (2), the log likelihood L (θ) is expressed as in the following equation (7).

Figure 0005478419
Figure 0005478419

式(7)の第1項目をg1(x)とすると、第1項目g1(x)は、以下の式(8)のように展開することができる。   If the first item of the equation (7) is g1 (x), the first item g1 (x) can be expanded as in the following equation (8).

Figure 0005478419
Figure 0005478419

同様に、式(8)の第2項目をg2(x)とすると、第2項目g2(x)は、以下の式(9)のように展開することができる。   Similarly, when the second item of Expression (8) is g2 (x), the second item g2 (x) can be expanded as shown in Expression (9) below.

Figure 0005478419
Figure 0005478419

式(8)および式(9)より、対数尤度L(θ)は、以下の式(10)のように表される。   From the equations (8) and (9), the log likelihood L (θ) is expressed as the following equation (10).

Figure 0005478419
Figure 0005478419

ただし、式(10)の第1項目は、確率密度関数P1、P2に依存しない定数となり、この手法においては、最大となる対数尤度L(θ)を求めることが目的であることから、無視することができる。
よって、式(10)は、以下の式(11)のように表すことができる。
However, the first item of the equation (10) is a constant that does not depend on the probability density functions P1 and P2, and in this method, the purpose is to obtain the maximum log likelihood L (θ). can do.
Therefore, Expression (10) can be expressed as the following Expression (11).

Figure 0005478419
Figure 0005478419

式(11)の対数尤度L(θ)が最大となるような確率密度関数P1、P2および境界Dを、周回計算により導出する。対数尤度L(θ)が最大になる場合の境界Dに対応するnを閾値とする。
車軸部分のデータ存在個数は、常に一定ではなく、環境に依存して変化するので、上記手法を用いることにより、車軸の誤検出を低減するメリットがある。
The probability density functions P1 and P2 and the boundary D that maximize the log likelihood L (θ) of the equation (11) are derived by circular calculation. The threshold value is n corresponding to the boundary D when the log likelihood L (θ) is maximized.
Since the number of data in the axle portion is not always constant and varies depending on the environment, the use of the above method has an advantage of reducing erroneous detection of the axle.

次に、図14および図15を参照しながら、閾値算出装置40について具体的に説明する。図14は車軸数計数装置4dの構成を示すブロック図である。
図14において、車軸数計数装置4dは、閾値算出装置40からの閾値Thdと、データ存在個数算出装置30からのデータ存在個数Ycとを入力情報としており、閾値処理装置45(第1の閾値処理装置)と、距離値算出装置46と、ウィンドウ設定処理装置47と、ウィンドウ内積分処理装置48と、閾値処理装置49(第2の閾値処理装置)と、ラベリング処理装置50とを備えている。
Next, the threshold value calculation device 40 will be specifically described with reference to FIGS. 14 and 15. FIG. 14 is a block diagram showing a configuration of the axle number counting device 4d.
In FIG. 14, the axle number counting device 4d uses the threshold value Thd from the threshold value calculation device 40 and the data existence number Yc from the data existence number calculation device 30 as input information, and the threshold value processing device 45 (first threshold value processing). Device), a distance value calculation device 46, a window setting processing device 47, an in-window integration processing device 48, a threshold processing device 49 (second threshold processing device), and a labeling processing device 50.

図15は車軸数計数装置4dの処理内容を示す説明図であり、図15(a)は閾値処理装置45による閾値処理を模擬的に示し、図15(b)はウィンドウ設定処理装置47によるウィンドウ設定処理を模擬的に示し、図15(c)はウィンドウ内積分処理装置48による積分処理を模擬的に示し、図15(d)はラベリング処理装置50によるラベリング処理を模擬的に示している。   FIG. 15 is an explanatory diagram showing the processing contents of the axle number counting device 4d. FIG. 15 (a) schematically shows the threshold processing by the threshold processing device 45, and FIG. 15 (b) shows the window by the window setting processing device 47. FIG. 15C schematically shows the integration processing by the in-window integration processing device 48, and FIG. 15D schematically shows the labeling processing by the labeling processing device 50.

車軸数計数装置4dにおいて、まず、入力側の閾値処理装置45は、閾値算出装置40から入力された閾値Thdを用いて、データ存在個数Ycに対して閾値処理を行い、2値化された画素データ(データ存在個数)45d(図15(a)参照)を距離値算出装置46に入力する。
距離値算出装置46は、2値化されたデータ存在個数45dと、たとえば車速・車長測定装置6(図10参照)から得られる車両3の車速Vとを用いて、単位距離あたりの画素数Rp[m −1 を、以下の式(12)により算出する。
In the axle number counting device 4d, first, the threshold value processing device 45 on the input side uses the threshold value Thd input from the threshold value calculation device 40 to perform threshold processing on the data existence number Yc, and binarized pixels. Data (the number of existing data) 45d (see FIG. 15A) is input to the distance value calculation device 46.
The distance value calculation device 46 uses the binarized data existence number 45d and, for example, the vehicle speed V of the vehicle 3 obtained from the vehicle speed / vehicle length measurement device 6 (see FIG. 10), and the number of pixels per unit distance. Rp [m −1 ] is calculated by the following equation (12).

Figure 0005478419
Figure 0005478419

式(12)において、fnは1ラインのデータを取得するスキャンレート[Hz]を表す。
以下、距離値算出装置46は、算出された単位距離あたりの画素数Rpに相当する電気信号をウィンドウ設定処理装置47に入力する。
In Expression (12), fn represents a scan rate [Hz] for acquiring data of one line.
Hereinafter, the distance value calculation device 46 inputs an electric signal corresponding to the calculated pixel number Rp per unit distance to the window setting processing device 47.

ウィンドウ設定処理装置47は、画素数Rpに基づき、次段のウィンドウ内積分処理装置48で用いられるウィンドウサイズ(ウィンドウ幅)Sd[m]を設定し、ウィンドウサイズSdに相当する電気信号をウィンドウ内積分処理装置48に入力する。
なお、ウィンドウサイズSdの具体例としては、複数の車軸を有する車両(3軸車両など)における、平均的な車軸間隔(0.3[m])が設定される。
The window setting processor 47 sets a window size (window width) Sd [m] used in the next window integration processor 48 based on the number of pixels Rp, and an electric signal corresponding to the window size Sd is set in the window. Input to the integration processor 48.
As a specific example of the window size Sd, an average axle interval (0.3 [m]) in a vehicle having a plurality of axles (such as a three-axis vehicle) is set.

ウィンドウ内積分処理装置48は、式(12)で得られた画素数Rpを用いて、ウィンドウ設定処理装置47で設定されたウィンドウサイズSdを画素値に変換するための積分処理を行い、画素単位に変換されたウィンドウ値(画素設定値)Wpを、以下の式(13)のように算出する。 The in-window integration processing device 48 performs integration processing for converting the window size Sd set by the window setting processing device 47 into a pixel value by using the number of pixels Rp obtained by the equation (12), and performs pixel unit The window value (pixel set value) Wp converted to is calculated as in the following equation (13).

Figure 0005478419
Figure 0005478419

すなわち、ウィンドウ内積分処理装置48は、図15(a)において2値化されたデータ存在個数に対し、ウィンドウサイズSdを用いて、図15(b)のように、ウィンドウ内の値の総和を各画素の値とした移動積算を行う。
以下、ウィンドウ内積分処理装置48は、画素単位のウィンドウ値Wpに相当する電気信号を閾値処理装置49に入力する。
That is, the in-window integration processing device 48 uses the window size Sd for the binarized data existence number in FIG. 15A to calculate the sum of the values in the window as shown in FIG. Movement integration using the value of each pixel is performed.
Thereafter, the in-window integration processing device 48 inputs an electric signal corresponding to the window value Wp in pixel units to the threshold processing device 49.

閾値処理装置49は、図15(c)のように、画素単位のウィンドウ値Wp(破線参照)に対して閾値Tpを用いた閾値処理を行う。
このときの閾値処理に用いる閾値Tpは、以下の式(14)のように算出することができる。
As shown in FIG. 15C, the threshold processing device 49 performs threshold processing using the threshold Tp on the window value Wp in pixel units (see the broken line).
The threshold value Tp used for the threshold value processing at this time can be calculated as in the following formula (14).

Figure 0005478419
Figure 0005478419

式(14)において、Tsは指定する車軸外径[m]、fsはスキャンレート[Hz]、Vは車速[m/s]を表す。なお、車軸外径Tsの指標としては、一般的な車軸外径(0.6[m])などが用いられる。
以下、閾値処理装置49は、閾値Tpを用いた閾値処理結果Kに相当する電気信号をラベリング処理装置50に入力する。
In equation (14), Ts represents the designated axle outer diameter [m], fs represents the scan rate [Hz], and V represents the vehicle speed [m / s]. In addition, a general axle outer diameter (0.6 [m]) or the like is used as an index of the axle outer diameter Ts.
Hereinafter, the threshold processing device 49 inputs an electrical signal corresponding to the threshold processing result K using the threshold Tp to the labeling processing device 50.

以上のように、この発明の実施の形態5(図11〜図15)に係る車軸検知システムは、車両3(対象物)の三次元データAを取得する三次元画像撮像装置1と、三次元データAに基づき車軸数Gを計数する車軸検知装置7とを備えている。   As described above, the axle detection system according to Embodiment 5 (FIGS. 11 to 15) of the present invention includes the three-dimensional image capturing apparatus 1 that acquires the three-dimensional data A of the vehicle 3 (object), and the three-dimensional And an axle detection device 7 for counting the number of axles G based on the data A.

車軸検知装置7は、三次元データAに対して誤検知データ軽減処理を行う三次元データ閾値処理装置21と、誤検知データ軽減処理後の三次元データA’から検知領域でのゲート処理後の三次元データBを抽出する高さ・距離ゲート装置22と、検知領域を高さ方向に分割して総数N個のビンを作成し、ゲート処理後の三次元データBの高さヒストグラムCを作成する高さヒストグラム算出装置23と、高さヒストグラムCに基づきゲート処理後の三次元データBが所定数a以上格納されたビン数nをデータ存在個数Ycとして算出するデータ存在個数算出装置30と、データ存在個数Ycに対し最尤推定法を用いて閾値Thdを自動設定する閾値算出装置40と、データ存在個数Ycおよび閾値Thdを用いて車軸数Gの計数を行う車軸数計数装置4dとを備えているので、前述と同様に、車軸の検知精度を改善することができる。   The axle detection device 7 includes a three-dimensional data threshold processing device 21 that performs false detection data reduction processing on the three-dimensional data A, and three-dimensional data A ′ after erroneous detection data reduction processing, after gate processing in the detection region. A height / distance gate device 22 for extracting the three-dimensional data B, and a total of N bins are created by dividing the detection area in the height direction, and a height histogram C of the three-dimensional data B after the gate processing is created. A height histogram calculation device 23, a data existence number calculation device 30 that calculates, as the data existence number Yc, the bin number n in which the predetermined number a or more of the three-dimensional data B after gate processing is stored based on the height histogram C; A threshold calculation device 40 that automatically sets a threshold value Thd using the maximum likelihood estimation method for the data existence number Yc, and an axle number that counts the axle number G using the data existence number Yc and the threshold Thd. Since a few devices 4d, it can be improved in the same manner as described above, axle detection accuracy.

また、閾値算出装置40は、データ存在個数Ycに対して、地上部分のデータ存在個数と、車軸部分と想定される複数点のデータ存在個数とを用いて、閾値Thdを最適値に設定するので、車軸の検知精度をさらに改善することができる。   Further, the threshold value calculation device 40 sets the threshold value Thd to the optimum value using the data existence number of the ground portion and the data existence number of the plurality of points assumed to be the axle portion with respect to the data existence number Yc. Further, the detection accuracy of the axle can be further improved.

実施の形態6.
なお、上記実施の形態5(図12)では、閾値算出装置40として、ソーティング装置42およびモデル設定装置43を用いたが、図16のように、車両中心画素抽出装置51と、車両中心画素データ存在個数抽出装置52と、第2ピークデータ存在個数抽出装置53とを用いてもよい。
Embodiment 6 FIG.
In the fifth embodiment (FIG. 12), the sorting device 42 and the model setting device 43 are used as the threshold calculation device 40. However, as shown in FIG. 16, the vehicle center pixel extraction device 51 and the vehicle center pixel data are used. The existence number extraction device 52 and the second peak data existence number extraction device 53 may be used.

図16はこの発明の実施の形態6による閾値算出装置40eを示すブロック図であり、前述(図12)と同様のものについては、前述と同一符号を付して、または符号の後に「e」を付して詳述を省略する。
なお、この発明の実施の形態6に係る車軸検知システムの全体構成は、図11に示した通りである。
FIG. 16 is a block diagram showing a threshold value calculation device 40e according to Embodiment 6 of the present invention. Components similar to those described above (FIG. 12) are denoted by the same reference numerals as those described above, or “e” after the reference numerals. The detailed description is omitted.
The overall configuration of the axle detection system according to Embodiment 6 of the present invention is as shown in FIG.

図16において、閾値算出装置40eは、車軸検知用の閾値Thdを決定するために、データ存在個数Ycを入力情報としており、移動平均処理装置41と、車両中心画素抽出装置51と、車両中心画素データ存在個数抽出装置52と、第2ピークデータ存在個数抽出装置53と、閾値算出部44eとを備えている。   In FIG. 16, the threshold value calculation device 40e uses the data existence number Yc as input information in order to determine the threshold value Thd for detecting the axle, and includes a moving average processing device 41, a vehicle center pixel extraction device 51, and a vehicle center pixel. A data existence number extraction device 52, a second peak data existence number extraction device 53, and a threshold value calculation unit 44e are provided.

次に、図17を参照しながら、図16に示したこの発明の実施の形態6による閾値算出装置40eの動作について説明する。
図17はこの発明の実施の形態6による閾値算出手法を模式的に示す説明図であり、横軸は画素、縦軸はデータ存在個数Ycを示している。
Next, the operation of the threshold value calculation device 40e according to the sixth embodiment of the present invention shown in FIG. 16 will be described with reference to FIG.
FIG. 17 is an explanatory view schematically showing a threshold value calculation method according to Embodiment 6 of the present invention, in which the horizontal axis indicates the pixels and the vertical axis indicates the data existence number Yc.

図17においては、データ存在個数Ycの第1および第2ピークPY1、PY2と、車両中心画素Pmに対応する車両中心画素データ存在個数Yc(Pm)と、車両検知開始画素Pinおよび車両検知終了画素Poutとが示されている。   In FIG. 17, the first and second peaks PY1 and PY2 of the data existence number Yc, the vehicle center pixel data existence number Yc (Pm) corresponding to the vehicle center pixel Pm, the vehicle detection start pixel Pin, and the vehicle detection end pixel. Pout is shown.

閾値算出装置40eにおいて、まず、移動平均処理装置41は、前述の移動平均処理結果41dに相当する電気信号を車両中心画素抽出装置51に入力する。
車両中心画素抽出装置51は、移動平均処理結果41dに基づく車両検知開始画素Pinおよび車両検知終了画素Poutを用いて、以下の式(15)のように、車両中心画素Pmを抽出する。
In the threshold value calculation device 40e, first, the moving average processing device 41 inputs an electric signal corresponding to the aforementioned moving average processing result 41d to the vehicle center pixel extracting device 51.
The vehicle center pixel extraction device 51 uses the vehicle detection start pixel Pin and the vehicle detection end pixel Pout based on the moving average processing result 41d to extract the vehicle center pixel Pm as shown in the following equation (15).

Figure 0005478419
Figure 0005478419

図17は式(15)に基づく車両中心画素Pmの算出処理を模擬的に示している。
車両中心画素抽出装置51は、式(15)により算出した車両中心画素Pmに相当する電気信号を車両中心画素データ存在個数抽出装置52に入力する。
FIG. 17 schematically shows the calculation process of the vehicle center pixel Pm based on the equation (15).
The vehicle center pixel extraction device 51 inputs an electrical signal corresponding to the vehicle center pixel Pm calculated by the equation (15) to the vehicle center pixel data existence number extraction device 52.

車両中心画素データ存在個数抽出装置52は、データ存在個数Ycの中で、車両中心画素Pmに対応する車両中心画素データ存在個数Yc(Pm)を抽出する。
以下、車両中心画素データ存在個数抽出装置52は、車両中心画素データ存在個数Yc(Pm)に対応した電気信号を第2ピークデータ存在個数抽出装置53に入力する。
The vehicle center pixel data existence number extraction device 52 extracts the vehicle center pixel data existence number Yc (Pm) corresponding to the vehicle center pixel Pm from the data existence number Yc.
Hereinafter, the vehicle center pixel data existence number extraction device 52 inputs an electrical signal corresponding to the vehicle center pixel data existence number Yc (Pm) to the second peak data existence number extraction device 53.

第2ピークデータ存在個数抽出装置53は、データ存在個数Ycの中で、第2ピークPY2(3軸車両の場合は、第2以降のピーク)のデータ存在個数Yc(PY2)を抽出する。   The second peak data existence number extracting device 53 extracts the data existence number Yc (PY2) of the second peak PY2 (second and subsequent peaks in the case of a three-axis vehicle) from the data existence number Yc.

具体的には、第2ピークデータ存在個数抽出装置53は、まず、データ存在個数Ycの最大値(第1ピークPY1)を取得して第1ピークデータ存在個数Yc(PY1)とする。
続いて、第1ピークPY1および第2ピークPY2は、車両中心画素Pmを挟んで互いに反対側の領域に存在するものと仮定し、第1ピークPY1とは反対側の領域の最大値(第2ピークPY2)を取得して第2ピークデータ存在個数Yc(PY2)とする。
Specifically, the second peak data existence number extraction device 53 first acquires the maximum value (first peak PY1) of the data existence number Yc and sets it as the first peak data existence number Yc (PY1).
Subsequently, it is assumed that the first peak PY1 and the second peak PY2 exist in regions opposite to each other with the vehicle center pixel Pm interposed therebetween, and the maximum value (second value) of the region opposite to the first peak PY1 (second The peak PY2) is acquired and set as the second peak data existence number Yc (PY2).

上記手法によれば、前述の実施の形態5と比較して、閾値推定に用いるデータ量を低減することができるので、計算量低減の効果が得られる。
以下、第2ピークデータ存在個数抽出装置53は、第2ピークPY2のデータ存在個数Yc(PY2)に相当する電気信号を閾値算出部44eに入力する。
According to the above method, the amount of data used for threshold estimation can be reduced as compared with the above-described fifth embodiment, so that the effect of reducing the amount of calculation can be obtained.
Hereinafter, the second peak data existence number extraction device 53 inputs an electrical signal corresponding to the data existence number Yc (PY2) of the second peak PY2 to the threshold value calculation unit 44e.

閾値算出部44eは、取得された第2ピークデータ存在個数Yc(PY2)と車両中心画素データ存在個数Yc(Pm)との平均値を閾値Thdとし、閾値Thdに相当する電気信号を車軸数計数装置4dに入力する。   The threshold value calculation unit 44e sets the average value of the acquired second peak data existence number Yc (PY2) and the vehicle center pixel data existence number Yc (Pm) as the threshold value Thd, and counts the electric signal corresponding to the threshold value Thd as the number of axles. Input to device 4d.

以上のように、この発明の実施の形態6(図11、図16、図17)に係る車軸検知システムの閾値算出装置40eは、データ存在個数Ycに対して移動平均処理を行う移動平均処理装置41と、移動平均処理結果41dに基づき車両中心画素Pmを抽出する車両中心画素抽出装置51と、データ存在個数Ycの中で車両中心画素Pmに対応する車両中心画素データ存在個数Yc(Pm)を抽出する車両中心画素データ存在個数抽出装置52と、データ存在個数Ycの中で第2ピークデータ存在個数Yc(PY2)を抽出する第2ピークデータ存在個数抽出装置53と、第2ピークデータ存在個数Yc(PY2)と車両中心画素データ存在個数Yc(Pm)との平均値を閾値Thdとして出力する閾値算出部44eとを備えているので、前述と同様に、車軸の検知精度を改善することができる。   As described above, the threshold value calculation device 40e of the axle detection system according to Embodiment 6 (FIGS. 11, 16, and 17) of the present invention performs the moving average processing device that performs the moving average processing on the data existence number Yc. 41, a vehicle center pixel extraction device 51 that extracts the vehicle center pixel Pm based on the moving average processing result 41d, and the vehicle center pixel data existence number Yc (Pm) corresponding to the vehicle center pixel Pm among the data existence number Yc. The vehicle center pixel data existence number extracting device 52 to extract, the second peak data existence number extracting device 53 for extracting the second peak data existence number Yc (PY2) from the data existence number Yc, and the second peak data existence number. Since a threshold value calculation unit 44e that outputs an average value of Yc (PY2) and the vehicle center pixel data existence number Yc (Pm) as a threshold value Thd is provided, Similarly, it is possible to improve the detection accuracy of the axle.

なお、上記説明では、閾値Thdとして、第2ピークデータ存在個数Yc(PY2)と、車両中心画素データ存在個数Yc(Pm)との平均値を用いたが、平均値ではなく、ユーザにより指定される係数を乗算した値を用いてもよい。   In the above description, the average value of the second peak data existence number Yc (PY2) and the vehicle center pixel data existence number Yc (Pm) is used as the threshold Thd, but it is not an average value but specified by the user. A value obtained by multiplying the coefficient may be used.

1 三次元画像撮像装置、2、2a、2b、2c 検知装置、21 三次元データ閾値処理装置、22 高さ・距離ゲート装置、23 高さヒストグラム算出装置、24 データ存在確率算出装置、25 検知フラグ発生装置、3 車両(対象物)、30 データ存在個数算出装置、4、4d 車軸数計数装置、40、40e 閾値算出装置、41 移動平均処理装置、42 ソーティング装置、43 モデル設定装置、44、44e 閾値算出部、45 閾値処理装置、46 距離値算出処理装置、47 ウィンドウ設定処理装置、48 ウィンドウ内積分処理装置、49 閾値処理装置、5 車幅測定装置、50 ラベリング処理装置、51 車両中心画素抽出装置、52 車両中心画素データ存在個数抽出装置、53 第2ピークデータ存在個数抽出装置、6 車速・車長測定装置、7 車軸検知装置、A、Ab、Ac 三次元データ、A’ 誤検知データ軽減処理後の三次元データ、B、Bb ゲート処理後の三次元データ、Bh、Bha 高さビン、C 高さヒストグラム、P、Pa データ存在確率、F、Fa、Fb、Fc 検知フラグ、G 車軸数、R、Rb、Rc 検知領域、V 車速、W 車幅、Wt トレッド幅、z 車長、Δt 検知時間差。   DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 3D image pick-up device, 2, 2a, 2b, 2c detection device, 21 3D data threshold processing device, 22 height / distance gate device, 23 height histogram calculation device, 24 data existence probability calculation device, 25 detection flag Generating device, 3 vehicle (object), 30 data existence number calculating device, 4, 4d axle number counting device, 40, 40e threshold value calculating device, 41 moving average processing device, 42 sorting device, 43 model setting device, 44, 44e Threshold calculation unit, 45 Threshold processing device, 46 Distance value calculation processing device, 47 Window setting processing device, 48 In-window integration processing device, 49 Threshold processing device, 5 Vehicle width measurement device, 50 Labeling processing device, 51 Vehicle center pixel extraction Device, 52 vehicle center pixel data existence number extraction device, 53 second peak data existence number extraction device , 6 Vehicle speed / length measurement device, 7 Axle detection device, A, Ab, Ac 3D data, A '3D data after false detection data reduction processing, B, Bb 3D data after gate processing, Bh, Bha Height bin, C Height histogram, P, Pa Data existence probability, F, Fa, Fb, Fc detection flag, G number of axles, R, Rb, Rc detection area, V vehicle speed, W vehicle width, Wt tread width, z Vehicle length, Δt Detection time difference.

Claims (7)

対象物である車両第1の三次元データを取得する第1の三次元画像撮像装置と、
前記第1の三次元データに基づき車軸数を計数する車軸検知装置と
を備えた車軸検知システムであって、
前記車軸検知装置は、
前記第1の三次元データに対して誤検知データ軽減処理を行う第1の三次元データ閾値処理装置と、
前記誤検知データ軽減処理後の第1の三次元データに対して、高さ・距離ゲートにより第1の検知領域を絞り込むゲート処理を行い、前記ゲート処理後の第1の三次元データを抽出する第1の高さ・距離ゲート装置と、
前記第1の検知領域を高さ方向に分割して総数N個のビンを作成し、前記ゲート処理後の第1の三次元データの高さヒストグラムを作成する第1の高さヒストグラム算出装置と、
前記第1の三次元データの高さヒストグラムに基づき前記ゲート処理後の第1の三次元データが所定数以上格納されたビン数をデータ存在個数として算出するデータ存在個数算出装置と、
前記データ存在個数に対し最尤推定法を用いて閾値を自動設定する閾値算出装置と、
前記データ存在個数および前記閾値を用いて前記車軸数の計数を行う車軸数計数装置と
を含み、
前記閾値算出装置は、
前記データ存在個数に対して移動平均処理を行う移動平均処理装置と、
前記移動平均処理装置からの移動平均処理結果に基づき、前記データ存在個数を昇順に並び替える処理を行うソーティング装置と、
前記ソーティング装置からの並び替え処理結果に基づき、閾値算出用のモデルを設定するモデル設定装置と、
前記モデル設定装置により設定されたモデルに基づき前記閾値を算出する閾値算出部と
を備え、
前記閾値算出部は、最尤推定法を用いて、車軸のデータ存在個数と車軸以外のデータ存在個数とを分けるための前記閾値を算出する
ことを特徴とする車軸検知システム。
A first three-dimensional image capturing device that acquires first three-dimensional data of a vehicle that is an object;
An axle detection system comprising: an axle detection device that counts the number of axles based on the first three-dimensional data,
The axle detection device is
A first three-dimensional data thresholding apparatus for performing erroneous detection data reduction process with respect to the first three-dimensional data,
The first three-dimensional data after the erroneous detection data reduction process, performs a gating Filter first detection area by the height-range gate for extracting a first three-dimensional data after the gate processing A first height / distance gate device;
A first height histogram calculation device that divides the first detection region in the height direction to create a total of N bins and generates a height histogram of the first three-dimensional data after the gate processing; ,
A data existence number calculating device for calculating, as a data existence number, a bin number in which a predetermined number or more of the first three-dimensional data after the gate processing is stored based on a height histogram of the first three-dimensional data;
A threshold value calculation device that automatically sets a threshold value using a maximum likelihood estimation method for the number of data existing;
Look including the axle counting device which performs counting of the number of the axles with the data present number and said threshold value,
The threshold value calculation device includes:
A moving average processing device that performs a moving average process on the number of data existing;
Based on the moving average processing result from the moving average processing device, a sorting device that performs processing for rearranging the data existence number in ascending order;
A model setting device for setting a model for threshold calculation based on the sorting process result from the sorting device;
A threshold value calculation unit for calculating the threshold value based on the model set by the model setting device;
With
The threshold value calculation unit calculates the threshold value for separating the data existence number of axles from the data existence number other than the axles using a maximum likelihood estimation method .
対象物である車両の第1の三次元データを取得する第1の三次元画像撮像装置と、
前記第1の三次元データに基づき車軸数を計数する車軸検知装置と
を備えた車軸検知システムであって、
前記車軸検知装置は、
前記第1の三次元データに対して誤検知データ軽減処理を行う第1の三次元データ閾値処理装置と、
前記誤検知データ軽減処理後の第1の三次元データに対して、高さ・距離ゲートにより第1の検知領域を絞り込むゲート処理を行い、前記ゲート処理後の第1の三次元データを抽出する第1の高さ・距離ゲート装置と、
前記第1の検知領域を高さ方向に分割して総数N個のビンを作成し、前記ゲート処理後の第1の三次元データの高さヒストグラムを作成する第1の高さヒストグラム算出装置と、
前記第1の三次元データの高さヒストグラムに基づき前記ゲート処理後の第1の三次元データが所定数以上格納されたビン数をデータ存在個数として算出するデータ存在個数算出装置と、
前記データ存在個数に対し最尤推定法を用いて閾値を自動設定する閾値算出装置と、
前記データ存在個数および前記閾値を用いて前記車軸数の計数を行う車軸数計数装置と
を含み、
前記車軸数計数装置は、
前記閾値を用いて前記データ存在個数に対して閾値処理を行い2値化されたデータ存在個数を生成する第1の閾値処理装置と、
1ラインのデータを取得するスキャンレートと、前記車両の車速とを用いて単位距離あたりの画素数を算出する距離値算出装置と、
前記画素数に基づきウィンドウサイズを設定するウィンドウ設定処理装置と、
前記画素数を用いて前記ウィンドウサイズを画素値に変換するための積分処理を行い、画素単位のウィンドウ値を算出するウィンドウ内積分処理装置と、
前記画素単位のウィンドウ値に対して閾値処理を行う第2の閾値処理装置と、
前記第2の閾値処理装置からの閾値処理結果に対してラベリング処理を行い、前記車軸数を出力するラベリング処理装置と
備えたことを特徴とする車軸検知システム。
A first three-dimensional image capturing device that acquires first three-dimensional data of a vehicle that is an object;
An axle detection device for counting the number of axles based on the first three-dimensional data;
Axle detection system with
The axle detection device is
A first three-dimensional data threshold processing device for performing a false detection data reduction process on the first three-dimensional data;
A gate process for narrowing down the first detection area by a height / distance gate is performed on the first three-dimensional data after the false detection data reduction process, and the first three-dimensional data after the gate process is extracted. A first height / distance gate device;
A first height histogram calculation device that divides the first detection region in the height direction to create a total of N bins and generates a height histogram of the first three-dimensional data after the gate processing; ,
A data existence number calculating device for calculating, as a data existence number, a bin number in which a predetermined number or more of the first three-dimensional data after the gate processing is stored based on a height histogram of the first three-dimensional data;
A threshold value calculation device that automatically sets a threshold value using a maximum likelihood estimation method for the number of data existing;
An axle number counting device for counting the number of axles using the data existence number and the threshold;
Including
The axle number counting device is:
A first threshold value processing device for generating a binarized data existence number by performing threshold processing on the data existence number using the threshold;
A distance value calculating device that calculates the number of pixels per unit distance using a scan rate for acquiring data of one line and a vehicle speed of the vehicle;
A window setting processing device for setting a window size based on the number of pixels ;
An in-window integration processing device that performs integration processing for converting the window size into a pixel value using the number of pixels, and calculates a window value in units of pixels;
A second threshold processing device that performs threshold processing on the window value in pixel units;
An axle detection system comprising: a labeling processor that performs a labeling process on a threshold processing result from the second threshold processor and outputs the number of axles.
前記車軸数計数装置は、The axle number counting device is:
前記閾値を用いて前記データ存在個数に対して閾値処理を行い2値化されたデータ存在個数を生成する第1の閾値処理装置と、A first threshold value processing device for generating a binarized data existence number by performing threshold processing on the data existence number using the threshold;
1ラインのデータを取得するスキャンレートと、前記車両の車速とを用いて単位距離あたりの画素数を算出する距離値算出装置と、A distance value calculating device that calculates the number of pixels per unit distance using a scan rate for acquiring data of one line and a vehicle speed of the vehicle;
前記画素数に基づきウィンドウサイズを設定するウィンドウ設定処理装置と、A window setting processing device for setting a window size based on the number of pixels;
前記画素数を用いて前記ウィンドウサイズを画素値に変換するための積分処理を行い、画素単位のウィンドウ値を算出するウィンドウ内積分処理装置と、An in-window integration processing device that performs integration processing for converting the window size into a pixel value using the number of pixels, and calculates a window value in units of pixels;
前記画素単位のウィンドウ値に対して閾値処理を行う第2の閾値処理装置と、A second threshold processing device that performs threshold processing on the window value in pixel units;
前記第2の閾値処理装置からの閾値処理結果に対してラベリング処理を行い、前記車軸数を出力するラベリング処理装置とA labeling processing device for performing a labeling process on the threshold processing result from the second threshold processing device and outputting the number of axles;
を備えたことを特徴とする請求項1に記載の車軸検知システム。The axle detection system according to claim 1, further comprising:
前記閾値算出装置は、前記データ存在個数に対して、地上部分のデータ存在個数と、車軸部分と想定される複数点のデータ存在個数とを用いて、前記閾値を最適値に設定することを特徴とする請求項1から請求項3までのいずれか1項に記載の車軸検知システム。 The threshold value calculation device sets the threshold value to an optimum value with respect to the data existence number, using the data existence number of the ground part and the data existence number of a plurality of points assumed to be the axle part. The axle detection system according to any one of claims 1 to 3 . 対象物である車両の第1の三次元データを取得する第1の三次元画像撮像装置と、
前記第1の三次元データに基づき車軸数を計数する車軸検知装置と
を備えた車軸検知システムであって、
前記車軸検知装置は、
前記第1の三次元データに対して誤検知データ軽減処理を行う第1の三次元データ閾値処理装置と、
前記誤検知データ軽減処理後の第1の三次元データに対して、高さ・距離ゲートにより第1の検知領域を絞り込むゲート処理を行い、前記ゲート処理後の第1の三次元データを抽出する第1の高さ・距離ゲート装置と、
前記第1の検知領域を高さ方向に分割して総数N個のビンを作成し、前記ゲート処理後の第1の三次元データの高さヒストグラムを作成する第1の高さヒストグラム算出装置と、
前記第1の三次元データの高さヒストグラムに基づき前記ゲート処理後の第1の三次元データが所定数以上格納されたビン数をデータ存在個数として算出するデータ存在個数算出装置と、
前記データ存在個数に対し最尤推定法を用いて閾値を自動設定する閾値算出装置と、
前記データ存在個数および前記閾値を用いて前記車軸数の計数を行う車軸数計数装置と
を含み、
前記閾値算出装置は、
前記データ存在個数に対して移動平均処理を行う移動平均処理装置と、
前記移動平均処理装置からの移動平均処理結果に基づき車両中心画素を抽出する車両中心画素抽出装置と、
前記データ存在個数の中で前記車両中心画素に対応する車両中心画素データ存在個数を抽出する車両中心画素データ存在個数抽出装置と、
前記データ存在個数の中で第2ピークデータ存在個数を抽出する第2ピークデータ存在個数抽出装置と、
前記第2ピークデータ存在個数と前記車両中心画素データ存在個数との平均値を前記閾値として出力する閾値算出部と
備えたことを特徴とする車軸検知システム。
A first three-dimensional image capturing device that acquires first three-dimensional data of a vehicle that is an object;
An axle detection device for counting the number of axles based on the first three-dimensional data;
Axle detection system with
The axle detection device is
A first three-dimensional data threshold processing device for performing a false detection data reduction process on the first three-dimensional data;
A gate process for narrowing down the first detection area by a height / distance gate is performed on the first three-dimensional data after the false detection data reduction process, and the first three-dimensional data after the gate process is extracted. A first height / distance gate device;
A first height histogram calculation device that divides the first detection region in the height direction to create a total of N bins and generates a height histogram of the first three-dimensional data after the gate processing; ,
A data existence number calculating device for calculating, as a data existence number, a bin number in which a predetermined number or more of the first three-dimensional data after the gate processing is stored based on a height histogram of the first three-dimensional data;
A threshold value calculation device that automatically sets a threshold value using a maximum likelihood estimation method for the number of data existing;
An axle number counting device for counting the number of axles using the data existence number and the threshold;
Including
The threshold value calculation device includes:
A moving average processing device that performs a moving average process on the number of data existing;
A vehicle center pixel extraction device that extracts a vehicle center pixel based on a moving average processing result from the moving average processing device;
A vehicle center pixel data existence number extraction device that extracts a vehicle center pixel data existence number corresponding to the vehicle center pixel in the data existence number;
A second peak data existence number extracting device for extracting a second peak data existence number from the data existence number;
An axle detection system comprising: a threshold value calculation unit that outputs an average value of the second peak data existence number and the vehicle center pixel data existence number as the threshold value.
前記車両を介在するように前記第1の三次元画像撮像装置に対向配置され、前記車両の第2の三次元データを取得する第2の三次元画像撮像装置と、A second three-dimensional image pickup device that is arranged opposite to the first three-dimensional image pickup device so as to intervene the vehicle and acquires second three-dimensional data of the vehicle;
前記第2の三次元データに対して誤検知データ軽減処理を行う第2の三次元データ閾値処理装置と、A second three-dimensional data threshold processing device for performing a false detection data reduction process on the second three-dimensional data;
前記誤検知データ軽減処理後の第2の三次元データから第2の検知領域での前記ゲート処理後の第2の三次元データを抽出する第2の高さ・距離ゲート装置と、A second height / distance gate device for extracting the second three-dimensional data after the gate processing in the second detection region from the second three-dimensional data after the erroneous detection data reduction processing;
前記車両の幅を測定する車幅測定装置を備え、A vehicle width measuring device for measuring the width of the vehicle;
前記車幅測定装置は、前記第1の三次元画像撮像装置と前記第2の三次元画像撮像装置との間隔と、前記ゲート処理後の前記第1の三次元データおよび前記第2の三次元データとを用いて、前記車両の幅を測定することを特徴とする請求項1から請求項5までのいずれか1項に記載の車軸検知システム。The vehicle width measuring device includes an interval between the first three-dimensional image pickup device and the second three-dimensional image pickup device, the first three-dimensional data after the gate processing, and the second three-dimensional image. The axle detection system according to any one of claims 1 to 5, wherein the width of the vehicle is measured using data.
前記第1の三次元データの高さヒストグラムに基づき前記ゲート処理後の第1の三次元データが所定数以上格納されたビン数nと高さ方向に分割したビン総数Nとの比率n/Nを第1のデータ存在確率として算出する第1のデータ存在確率算出装置と、Based on the height histogram of the first three-dimensional data, the ratio n / N between the number n of bins in which a predetermined number or more of the first three-dimensional data after the gate processing is stored and the total number N of bins divided in the height direction A first data existence probability calculating device for calculating as a first data existence probability;
前記第1のデータ存在確率に基づき、前記車両の車軸に対する第1の検知フラグを発生する第1の検知フラグ発生装置と、A first detection flag generator for generating a first detection flag for the axle of the vehicle based on the first data existence probability;
前記第1の三次元画像撮像装置に対して前記車両の移動方向に離間配置され、前記車両の第2の三次元データを取得する第2の三次元画像撮像装置と、A second three-dimensional image pickup device that is spaced apart from the first three-dimensional image pickup device in the moving direction of the vehicle and acquires second three-dimensional data of the vehicle;
前記第2の三次元データに対して誤検知データ軽減処理を行う第2の三次元データ閾値処理装置と、A second three-dimensional data threshold processing device for performing a false detection data reduction process on the second three-dimensional data;
前記誤検知データ軽減処理後の第2の三次元データから第2の検知領域での前記ゲート処理後の第2の三次元データを抽出する第2の高さ・距離ゲート装置と、A second height / distance gate device for extracting the second three-dimensional data after the gate processing in the second detection region from the second three-dimensional data after the erroneous detection data reduction processing;
前記第2の検知領域を高さ方向に分割して総数Nc個のビンを作成し、前記ゲート処理後の第2の三次元データの高さヒストグラムを作成する第2の高さヒストグラム算出装置と、A second height histogram calculation device that divides the second detection region in the height direction to create a total number of Nc bins and generates a height histogram of the second three-dimensional data after the gate processing; ,
前記第2の三次元データの高さヒストグラムに基づき前記ゲート処理後の第2の三次元データが所定数以上格納されたビン数ncと高さ方向に分割したビン総数Ncとの比率nc/Ncを第2のデータ存在確率として算出する第2のデータ存在確率算出装置と、Based on the height histogram of the second three-dimensional data, a ratio nc / Nc between the number of bins nc storing a predetermined number or more of the second three-dimensional data after the gate processing and the total number of bins Nc divided in the height direction A second data existence probability calculating device that calculates the second data existence probability;
前記第2のデータ存在確率に基づき、前記車両の車軸に対する第2の検知フラグを発生する第2の検知フラグ発生装置と、A second detection flag generator for generating a second detection flag for the axle of the vehicle based on the second data existence probability;
前記車両の車速および車長の少なくとも一方を測定する車速・車長測定装置とA vehicle speed / vehicle length measuring device for measuring at least one of a vehicle speed and a vehicle length of the vehicle;
を備え、With
前記車速・車長測定装置は、前記第1の検知フラグおよび前記第2の検知フラグに基づく前記車両の検知時間差と、前記第1の三次元画像撮像装置と前記第2の三次元画像撮像装置との距離とを用いて、前記車速または前記車長を測定することを特徴とする請求項1から請求項5までのいずれか1項に記載の車軸検知システム。The vehicle speed / vehicle length measurement device includes a difference in detection time of the vehicle based on the first detection flag and the second detection flag, the first three-dimensional image pickup device, and the second three-dimensional image pickup device. The axle speed detection system according to any one of claims 1 to 5, wherein the vehicle speed or the vehicle length is measured using a distance to the vehicle.
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