JPH02166598A - 画像式車両検知方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、画像処理技術を用いて、道路上を走行する車
両を検知する方法に関するものである。

従来の技術 および発明が解決しようとする課題 現在の道路交通管制システムにおいては、超音波式また
は画像式の車両検知方法によって車両交通量等を７１１
１１定している。

前記超音波式検知方法は、−地点における測定を行う超
音波センサを用いたものであるため、多車線道路に適用
する場合には、取付アームを介して、車線数に対応した
多数の超音波センサを道路上方に設置する必要がある。

しかし、この方法では、都市美観が損なわれ、強風下に
あっては前記アームによる取付強度が十分でなくなる恐
れがある。

一方、前記画像式検知方法は、１台のテレビカメラを道
路上方に固定して該道路を広範囲に映し出し、その画像
を分析することによって、前記超音波式検知方法に係る
不都合を伴うことなく、多車線道路における車両交通量
、走行速度等をａｌｌ定するものである。すなわち、こ
の方法は、テレビカメラが映し出す画像について車線ご
とに検知ラインを設定しておいて、該検知ラインにおけ
る時間的な輝度変化を追跡し、車両が無い時の輝度（以
下、「道路輝度」という）と、車両が在る時の輝度（以
下、「車両輝度」という）との差によって車両検知を行
うものである。

しかしながら、外界照度が低くなる薄暮時等には道路輝
度と車両輝度との間の絶対値差が小さくなるため、前記
画像式検知方法では、検知精度が悪くなるのが現状であ
る。

故に、本発明は、外界照度変化等に影響されることなく
、常に高い精度で車両を検知することを可能にする画像
式車両検知方法を提供することを目的とする。

課題を解決するための手段 上記目的を達成するため、本発明方法は、画像において
車線ごとに設定した各検知ライン（Ｌ１…Ｌ４）に関し
、一のフレーム（Ｆ１）と、後のフレーム（Ｆ２…Ｆ　
１０）の各々とにおける同一のサンプル画素（８１・・
・５１０）での輝度データの差の累乗値を算出し、 それぞれのサンプル画素（ＳＬ・・・Ｓ　１０）での前
記累乗値が所定フレーム連続して一定値以下である場合
、前記一のフレーム（Ｆ１）の輝度データを見窄道路輝
度データとして登録し、 それぞれのサンプル画素（Ｓｔ・・・５１０）について
、最新フレームの輝度データと前記基準道路輝度データ
との２を求め、該差の累乗値を求め、且つ、該累乗値の
総和を輝度データの相関値として算出し、 前記相関値が一定値以上の場合、その検知ライン（Ｌ１
…Ｌ４）上に車両在りと判定するものである。

作　　　用 前述のように、同一のサンプル画素についてのフレーム
間輝度データの差を累乗し、且つ累乗値の総和を求める
ことにより、外界照度が低くなってフレーム間輝度デー
タの差が小さくなった場合であっても、検知ライン上で
の車両通過によるわずかな輝度レベル変化が増幅された
状態で検知される。

実　　施　　例 以下、図面に示す実施例に基づいて本発明を説明する。

第２図は、本発明による画像式車両検知方法を実施する
ために使用される装置の電気的構成を例示する図である
。すなわち、該装置は、道路の上方に固定されて第３図
で示すような多車線（図示例では４車線、矢印のような
車両走行方向となっている）道路を見下す画像を写し出
すテレビカメラ（２）と、ビデオアンプ（３）およびク
ランプ回路（４）を介して入力する画像信号をディジタ
ル輝度データに変換するビデオＡ／Ｄコンバータ（５）
と、前記輝度データをフレームごとに記憶するデータメ
モリ　（７）と、テレビカメラ（２）のＥＥ制御、ビデ
オアンプ（３）の利得制御等を行うマイクロコンピュー
タ（８）とから成る。さらに、本装置は、前記画像上車
線ごとに設定される検知ライン（Ｌ１…Ｌ４）（第３図
）の座標をマイクロコンピュータ（８）にスイッチ入力
する検知ライン入力部（ｌＯ）と、データメモリ（７）
から輝度データを取り込んで各検知ライン（Ｌ１…Ｌ４
）における輝度レベルについてのフレーム間相関値を算
出してマイクロコンピュータ（８）に出力するシグナル
プロセッサ（１１）と、車線すなわち検知ライン（Ｌ１
…Ｌ４）に対応した検知出力部（Ｄｌ・・・Ｄ４）とを
有する。

本装置は、前記検知ライン（Ｌ１…Ｌ４）についてのみ
の効率的な処理が行えるように、水平、垂直同期信号抽
出回路（１３，１４）によってそれぞれリセットされる
水平、垂直アドレスヵウンタ（１５，ＩＯ）と、前記検
知ライン（Ｌ１…Ｌ４）の座標データと前記垂直アドレ
ススウンタ（１６）のアドレスとの一致信号を出力する
ディジタルコンパレータ（１７）とを有し、アンドゲー
ト（１８）を介して、水平アドレスカウンタ（１５）の
水平クロック信号とディジタルコンパレータ（１７）か
ら出力される前記一致信号とのアンド条件を前記ビデオ
Ａ／Ｄコンバータ（５）に出力するようになっている。

また、データメモリ（７）は、前シ己カウンタ（１５，
１８）から人力する水平、垂直アドレスで前記コンバー
タ（５）から人力する輝度データを記憶するようになっ
ている。

なお、本装置によると、テレビカメラ（２）設置時等に
おいて、画像上の所定の位置に検知ライン（Ｌ１…Ｌ４
）を目視設定できるように、各検知ライン（Ｌ１…Ｌ４
）は、座標データがカーソルライン重幾回路（２０）で
ＮＴＳＣ信号に重畳されてモニタテレビ（２１）に表示
される。

第４図（イ）は、一の検知ライン（Ｌ１…Ｌ、４）上の
数画素についての平均輝度レベルの時間（１）的変化を
例示したものであるが、所定検知レベル（Ｔ）を超える
車両通過時の車両輝度信号には各種ノイズによる割れが
多く発生し、誤検知の原因となっている。このため、本
装置にあっては、第４図（ロ）の如く前記車両輝度信号
を整形し、立上り平滑時定数（ｔ　ｒ）　、立下り検知
保持時間（ｔ　ｈ）処理によって第４図（ハ）のような
車両検知波形が得られるようになっている。

次に第１図、第５図および第６図を参照して本発明方法
を説明する。

先ず、テレビカメラ（２）を設置して検知対象道路につ
いてのＮＴＳＣ画像信号の入力を開始し、検知ライン人
力部（１０）を介して、車線ごとに検知ライン（Ｌ１…
Ｌ４）を設定する（ステップ１）このようにして各検知
ライン（Ｌ１…Ｌ４）１数画素間隔で設定される例えば
１０個のサンプル画素（Ｓｌ・・・５１０）についての
輝度データをデータメモリ（７）に記憶する（ステップ
２）。

次に各検知ライン（Ｌ１…Ｌ４）に関し、シグナルプロ
セッサ（１１）によって、一のフレーム（Ｆ１）と、後
のフレーム（Ｆ２…Ｆ　１０）の各々とにおける同一の
サンプル画素（ＳＬ・・・Ｓ　ｔｏ）での輝度データの
差の累乗値（例えば２乗値）を順次算出してマイクロコ
ンピュータ（８）に出力する（ステップ３）。すなわち
、例えば、第６図の例によると、一のフレーム（Ｆｌ　
）と次のフレーム（Ｆ２）との間では、第１番目のサン
プル画素（Ｓｌ　）については（２８−２９）　２−１
、第２番目のサンプル画素（Ｓ２）については（３０−
２８）　２−４を算出することとなる。

次に、前記マイクロコンピュータ（８）では、それぞれ
のサンプル画素（Ｓｔ・・・Ｓ　ｔｏ）での前記累乗値
が所定数のフレーム（Ｆ＋…Ｆｎ）連続して一定値以下
であるか否かを判定しくステップ４）判定結果がｒＹＥ
ＳＪの場合、前記一のフレーム（Ｆ１）のそれぞれのサ
ンプル画素（Ｓｔ・・・５１０）での輝度データを基準
道路輝度データ［Ｒ（ｉ）］として登録する（ステップ
５）。なお、前記判定結果がｒＮＯＪの場合、再びステ
ップ２゜３．４を繰り返す。

このようにして、基準道路輝度データＲ（ｉ）が登録さ
れると、前記シグナルプロセッサ（１１）は、それぞれ
のサンプル画素（Ｓｌ・・・Ｓ　１０）について、最新
フレームの輝度データＣ（ｉ）と前記基準道路輝度デー
タＲ（ｉ）との差を求めるとともに該差の累乗値（例え
ば２乗値）を求め、さらに、該累乗値の総和を輝度デー
タの相関値として算出してマイクロコンピュータ（８）
に出力する（ステップ６）。すなわち、 相関値−Σ　　ｆＣ（ｉ）−Ｒ（ｉ）］　’となる 次に、マイクロコンピュータ（８）では、前記輝度デー
タの相関値が一定値以上であるか否かを判定しくステッ
プ７）、この判定結果がｒＹＥｓＪである場合、その検
知ライン（Ｌ１…Ｌ４）の上に「車両あり」として、第
４図（イ）から（ハ）までに示したように検知レベル（
Ｔ）を超える車両輝度信号に立上り平滑時定数（ｔ「）
および立下り検知保持時間（ｔｈ）処理が施され（ステ
ップ８）、車両検知信号が出力される（ステップ９）な
お、前記判定結果がｒＮＯＪである場合にはステップ２
に戻る。

なお、本発明の画像式車両検知方法は、８ビツトのワン
チップマイコン（８）を含む通常の汎用電子部品のみで
構成される低コストの装置によって実施することができ
る。

すなわち、４車線（４Ｘ３５０ｃｍ−１４００ｃｍ幅）
を５１２画素の分解能のテレビカメラ（２）で撮影した
場合、１４００ｃｍ１５１２画素で１画素当り約２．７
ｃｍであるため、各車線の中央を横切って延びる１ｍ長
さの検知ラインを設定する場合、３画素間隔で１０個の
サンプル画素を設定すればよい。従って、１つの検知ラ
イン（Ｌ）については１０個の輝度データ、４つの検知
ライン（Ｌ１…Ｌ４）では１フレーム当り４０個の輝度
データ数となる。また、最大速度１２０に＋ｅ／ｈで走
行する車両を検知するためには、現行の超音波式車両検
知器と同様に、３５ｍ５ｅ仁周期のサンプリングを行え
ばよいことになる。

このように、４車線の道路において、最大走行速度１２
０に＋ａ／ｈまでの車両を検知するため、ビデオＡ／Ｄ
コンバータ（５）としては変換レート１５　Ｍ　ＨＺ、
分解能８ビツトの市販品で構成することができ、データ
メモリ（７）としてはアクセスタイム５０　ｎ　ｓｅｅ
、、１００バイトの市販品で構成できる。また、シグナ
ルプロセッサ（１１）は４車線分について、隣接するフ
レーム間の相関値を算出するため８ビツトの減算を４０
回、前記減算値の２乗を算出するため８ビツトの乗算を
４０回、および前記２乗値の総和を算出するため８ビツ
トの加算を４０回、合計１２０回の演算を必要とする。

従って、１回の演算時間が１５０ｎｓｅｃ、の市販のシ
グナルプロセッサ（１１）を用いれば、１８ｍ５ｅｃ、
で輝度データの相関値が得られる。

第５図のタイミングチャートに示すように、ＮＴＳＣフ
レーム周期は１　／　３０　ｓｅｃ、であり、４車線分
の検知ライン（Ｌ１…Ｌ４）上の輝度データは６０μｓ
ｅｃ、で８ビツトのＡ／Ｄ変換値としてデータメモリ　
（７）に取り込まれ、シグナルプロセッサ（１１）は前
述のように１８ｍ５ｅ仁で相関値の演算を行う。その後
、マイクロコンピュータ（８）は約１１ｍ５ｅ仁で車両
検知信号の立上り平滑時定数（ｔ　ｒ）および立下り検
知保持時間（【ｈ）処理を行うこととなる。

なお、本発明方法は、前述のような直線状の多車線道路
のみならず、交差点の画像を写し出し、該交差点の人口
、出口、または、左右折車線等に検知ラインを設定して
車両検知を行うために使用することもできる。

発明の効果 以上のように、本発明による画像式車両検知方法は、各
検知ラインに設定したそれぞれのサンプル画素について
、最新フレームの輝度データと基準道路輝度データとの
差の累乗値を求め、さらに、該累乗値の総和を相関値と
して算出し、該相関値が一定値以上のとき「車両あり」
とするものである。

すなわち、本発明方法は、従来の画像式方法のように、
輝度の絶対値の差によって車両を検知するものではない
ため、外界照度が低くなる薄暮時、および、降雨、降雪
やレンズの汚れ等でＳ／Ｎが劣化した場合でも、常に高
精度で車両を検知することができる。

また、本発明方法によると、汎用電子部品を用いること
ができるため、低コストで車両検知を行うことができる
ものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明による画像式車両検知方法のフローチ
ャート図、 第２図は、前記方法を実施するために使用する装置の一
例を示すブロック図、 第３図は、テレビカメラが写し出す画像を示す図、 第４図（イ）、（ロ）、（ハ）は車両輝度信号の処理方
法を説明する図、 第５図は、本発明方法による各々の処理のタイミングチ
ャート図、 第６図は、複数のフレームにおけるサンプル画素につい
ての輝度データを例示する図である。 （２）：テレビカメラ、 （Ｆｌ、Ｆ２）：フレーム、 （Ｌ１…Ｌ４）：検知ライン、 （Ｓｌ・・・５ＩＯ）：サンプル画素。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 〔１〕テレビカメラ（２）で検知対象道路の画像を映し
   出し、該画像において車線ごとに設定した検知ライン（
   Ｌ１…Ｌ４）を通過する車両を、該検知ライン（Ｌ１…
   Ｌ４）における輝度レベルの変化によって検知する画像
   式車両検知方法において、 各検知ライン（Ｌ１…Ｌ４）に関し、一のフレーム（Ｆ
   １）と、後のフレーム（Ｆ２…Ｆ１０）の各々とにおけ
   る同一のサンプル画素（Ｓ１…Ｓ１０）での輝度データ
   の差の累乗値を算出し、 それぞれのサンプル画素（Ｓ１…Ｓ１０）での前記累乗
   値が所定フレーム連続して一定値以下である場合、前記
   一のフレーム（Ｆ１）の輝度データを基準道路輝度デー
   タとして登録し、 それぞれのサンプル画素（Ｓ１…Ｓ１０）について、最
   新フレームの輝度データと前記基準道路輝度データとの
   差を求め、該差の累乗値を求め、且つ、該累乗値の総和
   を輝度データの相関値として算出し、 前記相関値が一定値以上の場合、その検知ライン（Ｌ１
   …Ｌ４）上に車両在りと判定することを特徴とする画像
   式車両検知方法。