JP7334541B2 - Road surface information measuring device, road surface information measuring method and program - Google Patents
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Description
本発明は、路面情報計測装置、路面情報計測方法およびプログラムに関する。 The present invention relates to a road surface information measuring device, a road surface information measuring method, and a program.
従来、車両の速度(以下、「車速」とも言う。)を算出する手法が知られている。例えば、所定のサンプル間隔ごとに撮像して得られる複数の撮像フレームそれぞれから車両を検出し、車両の検出結果に基づいて、車速を算出する手法が提案されている。一例として、道路に引かれた複数の白線間の既知の間隔と、当該複数の白線間の画像における間隔とに基づいて、実空間における距離と画像における距離との対応付け(キャリブレーション)をあらかじめ行っておき、当該対応付けに基づいて、画像における車両の移動ベクトルから車速を算出する手法が提案されている(例えば、特許文献1参照)。 Conventionally, a method for calculating the speed of a vehicle (hereinafter also referred to as "vehicle speed") is known. For example, a method has been proposed in which a vehicle is detected from each of a plurality of imaging frames obtained by imaging at predetermined sample intervals, and the vehicle speed is calculated based on the vehicle detection results. As an example, based on known intervals between a plurality of white lines drawn on the road and intervals in an image between the plurality of white lines, correspondence (calibration) between the distance in the real space and the distance in the image is performed in advance. A method of calculating the vehicle speed from the movement vector of the vehicle in the image based on the association has been proposed (see, for example, Patent Document 1).
また、車両が移動する平面を算出する手法も知られている。例えば、車両に搭載された複数のマーカー間の実空間における距離をあらかじめ計測しておき、当該複数のマーカーの画像における座標値と当該複数のマーカー間の実空間における距離とに基づいて、車両に搭載された複数のマーカーの監視場所における三次元座標位置を算出し、その三次元座標位置から車両が移動する平面を算出する技術が知られている(例えば、特許文献2参照)。 A method of calculating a plane in which a vehicle moves is also known. For example, the distance in real space between a plurality of markers mounted on a vehicle is measured in advance, and based on the coordinate values in the image of the plurality of markers and the distance in real space between the plurality of markers, A technique is known in which the three-dimensional coordinate positions of a plurality of mounted markers at a monitoring location are calculated, and a plane along which the vehicle moves is calculated from the three-dimensional coordinate positions (see Patent Document 2, for example).
しかし、実空間における距離と画像における距離との対応付け(キャリブレーション)があらかじめ必要である場合には、カメラの設置地点ごとにキャリブレーションが必要になってしまうため、キャリブレーションの作業が手間になってしまう。特に、道路が封鎖されてしまう場合などには、キャリブレーションが予定通りに行われない可能性もある。また、実空間における距離を測定する手間などといった労力が掛かる。 However, if the correspondence between the distance in the real space and the distance in the image is required in advance (calibration), calibration is required for each installation point of the camera, which makes the calibration work cumbersome. turn into. In particular, when roads are blocked, there is a possibility that the calibration will not be performed as planned. In addition, it takes time and effort to measure the distance in the real space.
そこで、本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、本発明の目的とするところは、実空間における距離と画像における距離との対応付けをあらかじめ行わずして車速を算出することが可能な技術を提供することにある。 Accordingly, the present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to calculate a vehicle speed without previously associating the distance in the real space with the distance in the image. It is to provide possible technology.
上記問題を解決するために、本発明のある観点によれば、撮像画像に基づいて路面を走行する車両を検出する車両検出部と、前記車両の種別を車種として判別する車種判別部と、前記車種と前記車両の長さに関する情報とに対応する前記路面に関する情報を取得する路面情報取得部と、複数の撮像フレームに基づいて前記車両の移動ベクトルを算出する移動ベクトル算出部と、前記移動ベクトルと前記路面に関する情報とに基づいて前記車両の速度を算出する車速算出部と、を備え、前記車両の長さに関する情報は、前記車種に対応する車両の第1の長さと第2の長さとの比であり、前記路面に関する情報は、前記撮像画像を撮像するカメラの撮像面と前記路面との角度である、路面情報計測装置が提供される。
In order to solve the above problem, according to one aspect of the present invention, a vehicle detection unit that detects a vehicle traveling on a road surface based on a captured image, a vehicle type determination unit that determines the vehicle type as a vehicle type, and a road surface information acquisition unit that acquires information about the road surface corresponding to the vehicle type and information about the length of the vehicle; a movement vector calculation unit that calculates a movement vector of the vehicle based on a plurality of imaging frames; and the movement vector. and a vehicle speed calculation unit that calculates the speed of the vehicle based on the information about the road surface, and the information about the length of the vehicle includes a first length and a second length of the vehicle corresponding to the vehicle type. and the information on the road surface is an angle between the road surface and an imaging plane of a camera that captures the captured image .
前記車速算出部は、前記移動ベクトルと前記路面に関する情報とから空間における移動ベクトルを算出し、前記空間における移動ベクトルから単位時間当たりの移動ベクトルを算出して前記車両の速度を算出してもよい。 The vehicle speed calculation unit may calculate a movement vector in space from the movement vector and information about the road surface, calculate a movement vector per unit time from the movement vector in space, and calculate the speed of the vehicle. .
前記第1の長さは、前記撮像画像における前記車両の外接矩形の長辺の長さであり、前記第2の長さは、前記外接矩形の短辺の長さであってもよい。 The first length may be the length of the long side of the circumscribing rectangle of the vehicle in the captured image, and the second length may be the length of the short side of the circumscribing rectangle.
前記第1の長さは、前記撮像画像におけるナンバープレートの横の長さであり、前記第2の長さは、前記ナンバープレートの縦の長さであってもよい。 The first length may be the horizontal length of the license plate in the captured image, and the second length may be the vertical length of the license plate.
前記路面情報取得部は、前記撮像面と前記路面との角度と、あらかじめ計測された水平面と前記撮像面との角度とに基づいて、水平面と前記路面との角度を算出してもよい。 The road surface information acquisition unit may calculate an angle between the horizontal plane and the road surface based on an angle between the imaging plane and the road surface and an angle between the horizontal plane and the imaging plane measured in advance.
また、本発明の別の観点によれば、撮像画像に基づいて路面を走行する車両を検出することと、前記車両の種別を車種として判別することと、前記車種と前記車両の所定部位の長さに関する情報とに対応する前記路面に関する情報を取得することと、複数の撮像フレームに基づいて前記車両の移動ベクトルを算出することと、前記移動ベクトルと前記路面に関する情報とに基づいて前記車両の速度を算出することと、を含み、前記車両の長さに関する情報は、前記車種に対応する車両の第1の長さと第2の長さとの比であり、前記路面に関する情報は、前記撮像画像を撮像するカメラの撮像面と前記路面との角度である、路面情報計測方法が提供される。
According to another aspect of the present invention, detecting a vehicle traveling on a road surface based on a captured image; calculating a movement vector of the vehicle based on a plurality of imaging frames; and calculating the movement vector of the vehicle based on the movement vector and the information on the road surface. calculating a speed, wherein the vehicle length information is a ratio between a first length and a second length of the vehicle corresponding to the vehicle type, and the road surface information is the captured image; A road surface information measuring method is provided , which is an angle between an imaging plane of a camera that captures an image and the road surface .
また、本発明の別の観点によれば、コンピュータを、撮像画像に基づいて路面を走行する車両を検出する車両検出部と、前記車両の種別を車種として判別する車種判別部と、前記車種と前記車両の所定部位の長さに関する情報とに対応する前記路面に関する情報を取得する路面情報取得部と、複数の撮像フレームに基づいて前記車両の移動ベクトルを算出する移動ベクトル算出部と、前記移動ベクトルと前記路面に関する情報とに基づいて前記車両の速度を算出する車速算出部と、を備え、前記車両の長さに関する情報は、前記車種に対応する車両の第1の長さと第2の長さとの比であり、前記路面に関する情報は、前記撮像画像を撮像するカメラの撮像面と前記路面との角度である、路面情報計測装置として機能させるためのプログラムが提供される。 According to another aspect of the present invention, the computer comprises a vehicle detection unit that detects a vehicle traveling on a road surface based on a captured image, a vehicle type determination unit that determines the vehicle type as a vehicle type, and a vehicle type determination unit that determines the vehicle type. a road surface information acquisition unit that acquires information on the road surface corresponding to information on the length of a predetermined portion of the vehicle; a movement vector calculation unit that calculates a movement vector of the vehicle based on a plurality of imaging frames; a vehicle speed calculation unit that calculates the speed of the vehicle based on the vector and the information about the road surface , and the information about the length of the vehicle includes a first length and a second length of the vehicle corresponding to the vehicle type. and the information on the road surface is the angle between the imaging plane of the camera that captures the captured image and the road surface .
以上説明したように本発明によれば、実空間における距離と画像における距離との対応付けをあらかじめ行わずして車速を算出することが可能な技術が提供される。 As described above, according to the present invention, there is provided a technique capable of calculating the vehicle speed without previously associating the distance in the real space with the distance in the image.
以下に添付図面を参照しながら、本発明の好適な実施の形態について詳細に説明する。なお、本明細書及び図面において、実質的に同一の機能構成を有する構成要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略する。 Preferred embodiments of the present invention will be described in detail below with reference to the accompanying drawings. In the present specification and drawings, constituent elements having substantially the same functional configuration are denoted by the same reference numerals, thereby omitting redundant description.
また、本明細書および図面において、実質的に同一の機能構成を有する複数の構成要素を、同一の符号の後に異なる数字を付して区別する。また、異なる実施形態の類似する構成要素については、同一の符号の後に異なるアルファベットを付して区別する。ただし、実質的に同一の機能構成を有する複数の構成要素等の各々を特に区別する必要がない場合、同一符号のみを付する。 In addition, in this specification and drawings, a plurality of components having substantially the same functional configuration are distinguished by attaching different numerals after the same reference numerals. In addition, similar components in different embodiments are distinguished from each other by using the same reference numerals followed by different alphabets. However, when there is no particular need to distinguish between a plurality of constituent elements having substantially the same functional configuration, only the same reference numerals are used.
<1.実施形態の詳細>
本発明の実施形態の詳細について説明する。
<1. Details of Embodiment>
Details of embodiments of the present invention will be described.
[1-1.システムの概要]
まず、本発明の実施形態に係る路面情報計測システムの概要について説明する。図1~図3は、本発明の実施形態に係る路面情報計測システムの概要を説明するための図である。図1~図3に示したように、本発明の実施形態に係る路面情報計測システム1は、路面情報計測装置10と、カメラ30とを有する。カメラ30は、無線または有線によって路面情報計測装置10に接続されている。しかし、カメラ30は、路面情報計測装置10の外部に存在しなくてもよく、路面情報計測装置10の内部に組み込まれていてもよい。
[1-1. System overview]
First, an outline of a road surface information measuring system according to an embodiment of the present invention will be described. 1 to 3 are diagrams for explaining an overview of a road surface information measuring system according to an embodiment of the present invention. As shown in FIGS. 1 to 3, the road surface
カメラ30は、時系列に沿って連続する複数の撮像フレームを撮像して動画像データを得る。本発明の実施形態では、カメラ30は、路面F1を奥側から手前側に向かって走行する車両50が所定の撮像領域に進入したときに、車両50を斜め上方から見下ろすような角度で車両50を前方から撮像する場合を主に想定する。しかし、カメラ30の撮像方向と車両50の走行方向との位置関係は限定されない。例えば、カメラ30は、路面F1を手前側から奥側に向かって走行する車両50を後方から撮像してもよい。
The
また、本発明の実施形態では、カメラ30が路面F1の上方に設けられている場合を主に想定する。しかし、カメラ30の設置位置は限定されない。例えば、カメラ30は道路脇に設置されていてもよい。カメラ30によって撮像された動画像データは、路面情報計測装置10に提供される。なお、以下では、説明を簡便にするため、車両50が走行する路面の傾きによらず(すなわち、車両50が水平面を走行しようが、車両50が下り坂を走行しようが、車両50が上り坂を走行しようが一律に)、等速で走行する場合を想定する。
Moreover, in the embodiment of the present invention, it is mainly assumed that the
ここで、路面F1は水平面と一致しており、カメラ30の撮像面(すなわち、撮像方向に垂直な面)に対して角度θ1だけ傾いている。また、図2を参照すると、路面F2を走行する車両50が示されている。路面F2は、車両50にとって下り坂となっており、カメラ30の撮像面に対して角度θ2だけ傾いている(この例では、θ2<θ1)。さらに、図3を参照すると、路面F3が示されている。路面F3は、車両50にとって上り坂となっており、カメラ30の撮像面に対して角度θ3だけ傾いている(この例では、θ3>θ1)。このように、カメラ30の設置位置によって、路面とカメラ30の撮像面との角度は異なり得る。
Here, the road surface F1 coincides with the horizontal plane, and is inclined by an angle θ1 with respect to the imaging plane of the camera 30 (that is, the plane perpendicular to the imaging direction). Also, referring to FIG. 2, a
さらに、図1を参照すると、実空間における車両50の移動ベクトルV0が示されている。さらに、図1を参照すると、実空間における車両50の車長L0が示されている。しかし、路面F1がカメラ30の撮像面に対して角度θ1だけ傾いているため、車両50がカメラ30の撮像面に射影される車両50の外接矩形K1(図4)の長辺の長さL1は、車長L0と異なっている(この例では、L1<L0)。そして、移動ベクトルV0がカメラ30の撮像面に射影される移動ベクトルV1は、移動ベクトルV0と異なっている(この例では、V1=V0・cosθ1)。
Furthermore, referring to FIG. 1, a movement vector V0 of the
また、図2を参照すると、実空間における車両50の移動ベクトルV0が示されている。さらに、図2を参照すると、実空間における車両50の車長L0が示されている。しかし、路面F2がカメラ30の撮像面に対して角度θ2だけ傾いているため、車両50がカメラ30の撮像面に射影される車両50の外接矩形K2(図5)の長辺の長さL2は、車長L0とも長辺の長さL1とも異なっている(この例では、L1<L2<L0)。そして、移動ベクトルV0がカメラ30の撮像面に射影される移動ベクトルV2は、移動ベクトルV0と異なっている(この例では、V2=V0・cosθ2)。
Also, referring to FIG. 2, a movement vector V0 of the
また、図3を参照すると、実空間における車両50の移動ベクトルV0が示されている。さらに、図3を参照すると、実空間における車両50の車長L0が示されている。しかし、路面F3がカメラ30の撮像面に対して角度θ3だけ傾いているため、車両50がカメラ30の撮像面に射影される車両50の外接矩形K3(図6)の長辺の長さL3は、車長L0とも長辺の長さL1とも長辺の長さL2とも異なっている(この例では、L3<L1<L2<L0)。そして、移動ベクトルV0がカメラ30の撮像面に射影される移動ベクトルV3は、移動ベクトルV0と異なっている(この例では、V3=V0・cosθ3)。
Also, referring to FIG. 3, a movement vector V0 of the
図4~図6は、カメラ30によって撮像される撮像画像の例を示す図である。図4に示された撮像画像G1は、水平面と一致する路面F1(図1)を走行する車両50がカメラ30によって撮像されて得られた画像である。撮像画像G1には、車両50が写っている。しかし、上記のように、路面F1がカメラ30の撮像面に対して角度θ1だけ傾いているため、撮像画像G1に写る車両50の外接矩形K1の長辺の長さL1は、車長L0と異なっている(この例では、L1<L0)。また、撮像画像G1に写る車両50の外接矩形K1の短辺の長さB1が示されている。
4 to 6 are diagrams showing examples of captured images captured by the
また、図5に示された撮像画像G2は、下り坂である路面F2(図2)を走行する車両50がカメラ30によって撮像されて得られた画像である。撮像画像G2には、車両50が写っている。しかし、上記のように、路面F2がカメラ30の撮像面に対して角度θ2だけ傾いているため、撮像画像G2に写る車両50の外接矩形K2の長辺の長さL2は、車長L0と異なっている(この例では、L1<L2<L0)。また、撮像画像G2に写る車両50の外接矩形の短辺の長さB2は、撮像画像G1に写る車両50の外接矩形K1の短辺の長さB1(図4)と略一致している。
A captured image G2 shown in FIG. 5 is an image captured by the
また、図6に示された撮像画像G3は、上り坂である路面F3(図3)を走行する車両50がカメラ30によって撮像されて得られた画像である。撮像画像G3には、車両50が写っている。しかし、上記のように、路面F3がカメラ30の撮像面に対して角度θ3だけ傾いているため、撮像画像G3に写る車両50の外接矩形K3の長辺の長さL3は、車長L0と異なっている(この例では、L3<L1<L2<L0)。また、撮像画像G3に写る車両50の外接矩形K3の短辺の長さB3は、撮像画像G1に写る車両50の外接矩形K1の短辺の長さB1(図4)と略一致している。
A captured image G3 shown in FIG. 6 is an image captured by the
以上、本発明の実施形態に係る路面情報計測システム1の概要について説明した。
The outline of the road surface
[1-2.路面情報計測システムの機能構成例]
続いて、本発明の実施形態に係る路面情報計測システム1の機能構成例について説明する。図7は、本発明の実施形態に係る路面情報計測システム1の機能構成を示すブロック図である。図7に示すように、本発明の実施形態に係る路面情報計測システム1は、路面情報計測装置10と、カメラ30とを備える。そして、路面情報計測装置10は、制御部110と、通信部130と、記憶部150とを備える。
[1-2. Functional configuration example of road surface information measurement system]
Next, a functional configuration example of the road surface
制御部110は、CPU(Central Processing Unit)などを含み、不揮発性の記憶装置により記憶されているプログラムがCPUによりRAM(Random Access Memory)に展開されて実行されることにより、その機能が実現され得る。このとき、当該プログラムを記録した、コンピュータに読み取り可能な記録媒体も提供され得る。あるいは、制御部110は、専用のハードウェアにより構成されていてもよいし、複数のハードウェアの組み合わせにより構成されてもよい。
制御部110は、データ取得部111と、車両検出部112と、車種判別部113と、路面情報取得部114と、移動ベクトル算出部115と、車速算出部116と、出力部117とを備える。制御部110が有するこれらの各ブロックについては、後に詳細に説明する。
通信部130は、通信インタフェースによって構成され、通信用ケーブルを介してカメラ30との間で通信を行う。例えば、通信部130は、カメラ30によって時系列に沿って連続して撮像された複数の撮像フレーム(動画像データ)を順次に受信する。通信部130は、受信した複数の撮像フレームを順次にデータ取得部111に出力する。
The
記憶部150は、制御部110を動作させるためのプログラムおよびデータを記憶することが可能な記憶装置である。また、記憶部150は、制御部110の動作の過程で必要となる各種データを一時的に記憶することもできる。例えば、記憶装置は、不揮発性の記憶装置であってよい。また、記憶部150は、車両情報記憶部151および処理結果記憶部152を備える。記憶部150が有するこれらの各ブロックについては、後に詳細に説明する。
車両情報記憶部151は、車両情報を記憶する。ここで、車両情報は、車種とその車種に対応する車両の長さに関する情報と路面に関する情報とが対応づけられてなる情報である。本発明の実施形態では、車両の長さに関する情報が、車種に対応する車両の第1の長さと第2の長さとの比(特に、第2の長さに対する第1の長さの割合)を含む場合を主に想定する。しかし、車両の長さに関する情報は、これに限定されない。特に、本発明の実施形態では、第1の長さが、撮像画像(撮像フレーム)に写る車両の外接矩形の長辺の長さであり、第2の長さが、外接矩形の短辺の長さである場合を主に想定する。しかし、第1の長さと第2の長さもこれに限定されない。
The vehicle
また、本発明の実施形態では、路面に関する情報の例として、路面と撮像面との角度を含む場合を主に想定する。しかし、路面に関する情報は、路面と撮像面との角度に限定されない。 Further, in the embodiments of the present invention, it is mainly assumed that the angle between the road surface and the imaging plane is included as an example of the information regarding the road surface. However, the information about the road surface is not limited to the angle between the road surface and the imaging plane.
図8は、車両情報の例を示す図である。図8に示されるように、車両情報は、車種と、その車種の車両の撮像画像に写る外接矩形の短辺の長さに対する当該外接矩形の長辺の長さの割合Pと、路面と撮像面との角度とが対応付けられてなる。 FIG. 8 is a diagram showing an example of vehicle information. As shown in FIG. 8, the vehicle information includes the vehicle type, the ratio P of the length of the long side of the circumscribing rectangle to the length of the short side of the circumscribing rectangle captured in the captured image of the vehicle of the vehicle type, and the road surface and the captured image. The angles with respect to the plane are associated with each other.
ここで、車両50の走行する路面が上り坂である場合(すなわち、図6に示されたように外接矩形K3の短辺の長さB3に対して外接矩形K3の長辺の長さL3の割合Pが比較的小さい場合)において、条件P<Paを満たすとする。このとき、条件P<Paには、車両50の走行する路面が上り坂である場合における路面F3と撮像面との角度θ3(図3)が対応付けられていればよい。
Here, when the road surface on which the
同様に、車両50の走行する路面が水平面である場合(すなわち、図4に示されたように外接矩形K1の短辺の長さB1に対して外接矩形K1の長辺の長さL1の割合Pが中程度である場合)において、条件Pa≦P<Pbを満たすとする。このとき、条件Pa≦P<Pbには、車両50の走行する路面が水平面である場合における路面F1と撮像面との角度θ1(図1)が対応付けられていればよい。
Similarly, when the road surface on which the
また、車両50の走行する路面が下り坂である場合(すなわち、図5に示されたように外接矩形K2の短辺の長さB2に対して外接矩形K2の長辺の長さL2の割合Pが比較的大きい場合)において、条件Pb≦Pを満たすとする。このとき、条件Pb≦Pには、車両50の走行する路面が下り坂である場合における路面F2と撮像面との角度θ2(図2)が対応付けられていればよい。
Further, when the road surface on which the
なお、本発明の実施形態では、路面の種類として、上り坂、水平面および下り坂の3種類を例として主に説明する。しかし、この3種類の分け方は、かかる例に限定されず、路面と撮像面との角度に応じて適宜に分けられればよい。例えば、1種類目が急な上り坂、2種類目が緩やかな上り坂、水平面および緩やかな下り坂、3種類目が急な下り坂といった分け方でもよい。また、路面の種類は、2種類であってもよいし、4種類以上であってもよい。路面の種類が多くなるほど、路面と撮像面との角度の検出精度が向上する。 In addition, in the embodiment of the present invention, three types of road surfaces, uphill, horizontal, and downhill, will be mainly described as examples. However, the method of dividing into three types is not limited to this example, and may be appropriately divided according to the angle between the road surface and the imaging surface. For example, the classification may be such that the first type is a steep uphill, the second type is a gentle uphill, horizontal and gentle downhill, and the third type is a steep downhill. Also, the number of road surface types may be two, or may be four or more. As the types of road surfaces increase, the detection accuracy of the angle between the road surface and the imaging surface improves.
図7に戻って説明を続ける。データ取得部111は、カメラ30によって連続して撮像された複数の撮像フレームを、通信部130を介して順次に取得する。そして、車両検出部112は、撮像画像(撮像フレーム)に基づいて路面を走行する車両の検出を試みる。ここで、車両はどのように検出されてもよい。例えば、車両は、複数の撮像フレーム間の差分によって抽出されるシルエットから特定される領域であってもよい。あるいは、背景画像と撮像画像との差分により抽出されるシルエットであってもよい。あるいは、車両はあらかじめ機械学習によって構築された検出器によって検出されてもよい。車両検出部112によって車両が検出された場合には、車両検出部112によって撮像画像における車両の外接矩形が得られる。
Returning to FIG. 7, the description continues. The
車種判別部113は、車両検出部112によって検出された車両の種別を車種として判別する。ここで、車種はどのように判別されてもよい。一例として、車種判別部113は、車両検出部112によって検出された車両に基づいて、車幅と車長と車高とを推定し、推定した車幅と車長と車高とに基づいて、車種を判別してもよい。あるいは、車種はあらかじめ機械学習によって構築された判別器によって判別されてもよい。
The vehicle
路面情報取得部114は、車両検出部112によって得られた撮像画像における車両の外接矩形に基づいて、外接矩形の長辺の長さと短辺の長さとを算出し、外接矩形の短辺の長さに対する長辺の長さの割合を算出する。そして、路面情報取得部114は、算出した外接矩形の短辺の長さに対する長辺の長さの割合と、車種判別部113によって判別された車種とに対応する、路面と撮像面との角度を、車両情報記憶部151(図8)から取得する。
The road surface
移動ベクトル算出部115は、複数の撮像フレームに基づいて車両の移動ベクトルを算出する。ここで、移動ベクトルはどのように算出されてもよい。例えば、移動ベクトル算出部115は、複数の撮像フレーム間において同一の車両を追跡することによって、複数の撮像フレームそれぞれから検出される同一の車両の位置間の差分を移動ベクトルとして算出してもよい。あるいは、移動ベクトル算出部115は、所定の時間内に撮像された複数の撮像フレームそれぞれから検出された車両の位置間の差分を移動ベクトルとして算出してもよい。
The motion
車速算出部116は、移動ベクトル算出部115によって算出された移動ベクトルと路面と撮像面との角度とに基づいて車両の速度を算出する。例えば、車速算出部116は、移動ベクトル算出部115によって算出された移動ベクトルをVとし、路面と撮像面との角度をθとした場合、(V/cosθ)によって空間における車両の移動ベクトルを算出し得る。また、車速算出部116は、空間における車両の移動ベクトルに基づいて、単位時間あたりの移動ベクトルを算出することによって速度ベクトルを算出し、速度ベクトルの大きさによって車速を算出することができる。
The vehicle
出力部117は、車速算出部116によって算出された車速を出力する。ここで、車速はどこに出力されてもよい。一例として、本発明の実施形態では、出力部117が、車速を処理結果記憶部152に記録させる場合を主に想定する。しかし、出力部117は、車速をディスプレイに出力し、ディスプレイに車速を表示させてもよい。さらに、出力部117は、路面情報取得部114によって取得された路面と撮像面との角度を処理結果記憶部152に記録させてもよい(あるいは、ディスプレイに表示させてもよい)。
以上、本発明の実施形態に係る路面情報計測システム1の機能構成例について説明した。
The functional configuration example of the road surface
<2.ハードウェア構成例>
続いて、本発明の実施形態に係る路面情報計測装置10のハードウェア構成例について説明する。以下では、本発明の実施形態に係る路面情報計測装置10のハードウェア構成例として、情報処理装置900のハードウェア構成例について説明する。なお、以下に説明する情報処理装置900のハードウェア構成例は、路面情報計測装置10のハードウェア構成の一例に過ぎない。したがって、路面情報計測装置10のハードウェア構成は、以下に説明する情報処理装置900のハードウェア構成から不要な構成が削除されてもよいし、新たな構成が追加されてもよい。
<2. Hardware configuration example>
Next, a hardware configuration example of the road surface
図9は、本発明の実施形態に係る路面情報計測装置10の例としての情報処理装置900のハードウェア構成を示す図である。情報処理装置900は、CPU(Central Processing Unit)901と、ROM(Read Only Memory)902と、RAM(Random Access Memory)903と、ホストバス904と、ブリッジ905と、外部バス906と、インタフェース907と、入力装置908と、出力装置909と、ストレージ装置910と、通信装置911と、を備える。
FIG. 9 is a diagram showing the hardware configuration of an
CPU901は、演算処理装置および制御装置として機能し、各種プログラムに従って情報処理装置900内の動作全般を制御する。また、CPU901は、マイクロプロセッサであってもよい。ROM902は、CPU901が使用するプログラムや演算パラメータ等を記憶する。RAM903は、CPU901の実行において使用するプログラムや、その実行において適宜変化するパラメータ等を一時記憶する。これらはCPUバス等から構成されるホストバス904により相互に接続されている。
The
ホストバス904は、ブリッジ905を介して、PCI(Peripheral Component Interconnect/Interface)バス等の外部バス906に接続されている。なお、必ずしもホストバス904、ブリッジ905および外部バス906を分離構成する必要はなく、1つのバスにこれらの機能を実装してもよい。
The
入力装置908は、マウス、キーボード、タッチパネル、ボタン、マイクロフォン、スイッチおよびレバー等ユーザが情報を入力するための入力手段と、ユーザによる入力に基づいて入力信号を生成し、CPU901に出力する入力制御回路等から構成されている。情報処理装置900を操作するユーザは、この入力装置908を操作することにより、情報処理装置900に対して各種のデータを入力したり処理動作を指示したりすることができる。
The
出力装置909は、例えば、CRT(Cathode Ray Tube)ディスプレイ装置、液晶ディスプレイ(LCD)装置、OLED(Organic Light Emitting Diode)装置、ランプ等の表示装置およびスピーカ等の音声出力装置を含む。
The
ストレージ装置910は、データ格納用の装置である。ストレージ装置910は、記憶媒体、記憶媒体にデータを記録する記録装置、記憶媒体からデータを読み出す読出し装置および記憶媒体に記録されたデータを削除する削除装置等を含んでもよい。ストレージ装置910は、例えば、HDD(Hard Disk Drive)で構成される。このストレージ装置910は、ハードディスクを駆動し、CPU901が実行するプログラムや各種データを格納する。
The
通信装置911は、例えば、ネットワークに接続するための通信デバイス等で構成された通信インタフェースである。また、通信装置911は、無線通信または有線通信のどちらに対応してもよい。
The
以上、本発明の実施形態に係る路面情報計測装置10のハードウェア構成例について説明した。
The hardware configuration example of the road surface
<3.まとめ>
以上に説明したように、本発明の実施形態によれば、撮像画像に基づいて路面を走行する車両を検出する車両検出部112と、車両の種別を車種として判別する車種判別部113と、車種と車両の長さに関する情報とに対応する路面に関する情報を取得する路面情報取得部114と、複数の撮像フレームに基づいて車両の移動ベクトルを算出する移動ベクトル算出部115と、移動ベクトルと路面に関する情報とに基づいて車両の速度を算出する車速算出部116と、を備える、路面情報計測装置10が提供される。
<3. Summary>
As described above, according to the embodiment of the present invention, the
かかる構成によれば、実空間における距離と画像における距離との対応付けをあらかじめ行わずして車速を算出することが可能となる。 According to this configuration, it is possible to calculate the vehicle speed without previously associating the distance in the real space with the distance in the image.
以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について詳細に説明したが、本発明はかかる例に限定されない。本発明の属する技術の分野における通常の知識を有する者であれば、特許請求の範囲に記載された技術的思想の範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、これらについても、当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。 Although the preferred embodiments of the present invention have been described in detail above with reference to the accompanying drawings, the present invention is not limited to such examples. It is obvious that a person having ordinary knowledge in the technical field to which the present invention belongs can conceive of various modifications or modifications within the scope of the technical idea described in the claims. It is understood that these also naturally belong to the technical scope of the present invention.
例えば、上記では、車両の長さに関する情報が、車種に対応する車両の第1の長さと第2の長さとの比を含む場合を説明した。そして、上記では、第1の長さが、撮像画像に写る車両の外接矩形の長辺の長さであり、第2の長さが、外接矩形の短辺の長さである場合を主に想定した。しかし、第1の長さと第2の長さは、これに限定されない。第1の長さは、撮像画像におけるナンバープレートの横の長さであり、第2の長さは、ナンバープレートの縦の長さであってもよい。 For example, in the above description, the information about the length of the vehicle includes the ratio between the first length and the second length of the vehicle corresponding to the vehicle type. In the above description, the first length is the length of the long side of the circumscribing rectangle of the vehicle captured in the captured image, and the second length is the length of the short side of the circumscribing rectangle. assumed. However, the first length and the second length are not limited to this. The first length may be the horizontal length of the license plate in the captured image, and the second length may be the vertical length of the license plate.
すなわち、車両検出部112によって検出される車両は、車両全体でなくてもよく、ナンバープレート(すなわち、車両の一部)であってもよい。このとき、車両検出部112によってナンバープレートの外接矩形が得られる。この外接矩形の大きさ(ナンバープレートのサイズ情報)から、車種判別部113によってナンバープレートの種類(大判、中板、小板)を判別させ、車種情報記憶部151に記憶させてもよい。車両検出部112が車両全体またはナンバープレートのいずれを検出するかは、検出器の学習時に選択されてよい。しかし、ナンバープレートが車両本体に取り付けられる角度によって、ナンバープレート検出率は大きく変動することが予想される。そこで、車両検出部112は、主に車両全体を検出し、ナンバープレートの検出結果に基づいて、車両全体の検出結果を補正してもよい。
That is, the vehicle detected by the
上記では、路面情報取得部114が、撮像面と路面との角度を得る場合を主に説明した。しかし、水平面と撮像面との角度は、カメラ30の設置時にあらかじめ計測されていることが想定される。そこで、路面情報取得部114は、撮像面と路面との角度と、あらかじめ計測された水平面と撮像面との角度とに基づいて、水平面と路面との角度を算出してもよい。そして、出力部117は、水平面と路面との角度を出力してもよい。例えば、水平面と路面との角度は、空間における路面の傾きとして使用され得る。
A case where the road surface
また、路面情報取得部114は、撮像面と路面との角度を得る手法と同様の手法によって、路面の方角を算出することも可能である。さらに、路面情報取得部114は、路面の凹凸に関する情報も得ることができる。例えば、路面情報取得部114は、車速が閾値よりも小さい場所、または、移動ベクトルが突発的な変化が生じた場所が存在する場合には、当該場所を異常個所(例えば、窪みまたは段差がある場所など)として特定することが可能である。
The road surface
あるいは、路面情報取得部114は、路面の時系列的な変化を検知してもよい。例えば、路面情報取得部114は、同一の場所における過去の移動ベクトルと現在の移動ベクトルデータとの外積を計算し、外積が非零となる場合は、当該場所の路面に何らかの変化(例えば、路面の歪み)が生じていると判断してもよい。
Alternatively, the road surface
1 路面情報計測システム
10 路面情報計測装置
110 制御部
111 データ取得部
112 車両検出部
113 車種判別部
114 路面情報取得部
115 移動ベクトル算出部
116 車速算出部
117 出力部
130 通信部
150 記憶部
151 車両情報記憶部
152 処理結果記憶部
30 カメラ
50 車両
1 road surface
Claims (7)
前記車両の種別を車種として判別する車種判別部と、
前記車種と前記車両の長さに関する情報とに対応する前記路面に関する情報を取得する路面情報取得部と、
複数の撮像フレームに基づいて前記車両の移動ベクトルを算出する移動ベクトル算出部と、
前記移動ベクトルと前記路面に関する情報とに基づいて前記車両の速度を算出する車速算出部と、
を備え、
前記車両の長さに関する情報は、前記車種に対応する車両の第1の長さと第2の長さとの比であり、
前記路面に関する情報は、前記撮像画像を撮像するカメラの撮像面と前記路面との角度である、
路面情報計測装置。 a vehicle detection unit that detects a vehicle traveling on a road surface based on the captured image;
a vehicle type determination unit that determines the type of the vehicle as a vehicle type;
a road surface information acquisition unit that acquires information about the road surface corresponding to the vehicle type and information about the length of the vehicle;
a motion vector calculation unit that calculates a motion vector of the vehicle based on a plurality of imaging frames;
a vehicle speed calculation unit that calculates the speed of the vehicle based on the movement vector and information about the road surface;
with
the information about the length of the vehicle is a ratio between a first length and a second length of the vehicle corresponding to the vehicle type;
The information about the road surface is an angle between the imaging plane of a camera that captures the captured image and the road surface,
Road surface information measuring device.
前記移動ベクトルと前記路面に関する情報とから空間における移動ベクトルを算出し、前記空間における移動ベクトルから単位時間当たりの移動ベクトルを算出して前記車両の速度を算出する、
請求項1に記載の路面情報計測装置。 The vehicle speed calculation unit
calculating a movement vector in space from the movement vector and the information about the road surface, calculating a movement vector per unit time from the movement vector in the space, and calculating the speed of the vehicle;
The road surface information measuring device according to claim 1.
請求項1または2に記載の路面情報計測装置。 The first length is the length of the long side of the circumscribing rectangle of the vehicle in the captured image, and the second length is the length of the short side of the circumscribing rectangle.
The road surface information measuring device according to claim 1 or 2.
請求項1または2に記載の路面情報計測装置。 The first length is the horizontal length of the license plate in the captured image, and the second length is the vertical length of the license plate.
The road surface information measuring device according to claim 1 or 2.
請求項1または2に記載の路面情報計測装置。 The road surface information acquisition unit calculates the angle between the horizontal plane and the road surface based on the angle between the imaging plane and the road surface and the angle between the horizontal plane and the imaging plane measured in advance.
The road surface information measuring device according to claim 1 or 2 .
前記車両の種別を車種として判別することと、
前記車種と前記車両の所定部位の長さに関する情報とに対応する前記路面に関する情報を取得することと、
複数の撮像フレームに基づいて前記車両の移動ベクトルを算出することと、
前記移動ベクトルと前記路面に関する情報とに基づいて前記車両の速度を算出することと、
を含み、
前記車両の長さに関する情報は、前記車種に対応する車両の第1の長さと第2の長さとの比であり、
前記路面に関する情報は、前記撮像画像を撮像するカメラの撮像面と前記路面との角度である、
路面情報計測方法。 Detecting a vehicle traveling on a road surface based on the captured image;
determining the type of the vehicle as a vehicle type;
obtaining information about the road surface corresponding to the vehicle type and information about the length of a predetermined portion of the vehicle;
calculating a movement vector of the vehicle based on a plurality of imaging frames;
calculating the speed of the vehicle based on the movement vector and information about the road surface;
including
the information about the length of the vehicle is a ratio between a first length and a second length of the vehicle corresponding to the vehicle type;
The information about the road surface is an angle between the imaging plane of a camera that captures the captured image and the road surface,
Road surface information measurement method.
撮像画像に基づいて路面を走行する車両を検出する車両検出部と、
前記車両の種別を車種として判別する車種判別部と、
前記車種と前記車両の所定部位の長さに関する情報とに対応する前記路面に関する情報を取得する路面情報取得部と、
複数の撮像フレームに基づいて前記車両の移動ベクトルを算出する移動ベクトル算出部と、
前記移動ベクトルと前記路面に関する情報とに基づいて前記車両の速度を算出する車速算出部と、
を備え、
前記車両の長さに関する情報は、前記車種に対応する車両の第1の長さと第2の長さとの比であり、
前記路面に関する情報は、前記撮像画像を撮像するカメラの撮像面と前記路面との角度である、
路面情報計測装置として機能させるためのプログラム。
the computer,
a vehicle detection unit that detects a vehicle traveling on a road surface based on the captured image;
a vehicle type determination unit that determines the type of the vehicle as a vehicle type;
a road surface information acquisition unit that acquires information about the road surface corresponding to the vehicle type and information about the length of a predetermined portion of the vehicle;
a motion vector calculation unit that calculates a motion vector of the vehicle based on a plurality of imaging frames;
a vehicle speed calculation unit that calculates the speed of the vehicle based on the movement vector and information about the road surface;
with
the information about the length of the vehicle is a ratio between a first length and a second length of the vehicle corresponding to the vehicle type;
The information about the road surface is an angle between the imaging plane of a camera that captures the captured image and the road surface,
A program for functioning as a road surface information measuring device.
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