JPH04188005A - 画像式車輌感知器 - 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、多車線道路の交通流計測領域の映像画面上に
おいて当該多車線道路の幅員方向に延びる断面検知ライ
ンを設定し、この断面検知ライン上を車輌が通過してい
ないときの基準輝度パターンと車輌が通過したときの車
輌通過輝度パターンをパターン比較することによって、
多車線道路上を走行している車輌の位置および走行速度
を計測する高精度の画像式車輌感知器に関するものであ
る。

〔従来の技術、及び発明か解決しようとする課題〕周知
のとおり、交通流計測用センサにあっては、超音波式車
輌感知器が多く実用に供されている。しかしながら、こ
の超音波式車輌感知器は、交通量の多い都市内の多車線
道路の交通量を計測しようとすると、第３４図に示すよ
うに、夫々の車線に対応させて超音波ヘッドを設置する
設置形態を採用せざるを得す都市美観上好ましくない上
、超音波ヘッドの感知エリアが限定されることから、違
法駐車または冬期積雪によって走行車線が変更された場
合に感知エリアを逸脱して走行する車輌を検知すること
ができないという不都合があった（第３５図参照）。゛
そこで、か＼る超音波式車輌感知器の不具合を解消する
ため、従来、画像処理による新たな車輌検出手法を用い
た画像式車輌感知器が提案された。この種の画像式車輌
感知器としては、路面の輝度を基準として全画面の輝度
あるいは計７１Ｆ１ＢＡ域の平均輝度を比較して、−室
以上の輝度差かある場合に“車輌有り”とする偏移部検
出方式、交通流計測対象となるサンプル画面について、
計ｉ９１　ＧＡ域または画面全体に微分処理を施すこと
により車輌のエツジ、輪郭を検出する空間差分方式、あ
る時間間隔の２画面間の輝度差をとり時間的な輝度の微
分を施すことによって車輌の工°ツ゛ジ、゛輪郭を抽出
するフレーム差分方式などがある。　　　　゛ しかしながら、上述の画像式車輌感知器における偏移部
検出方式にあっては、路面輝度と全画面の輝度あるいは
計７ｉＪｌ領域の平均輝度との輝　　。

度差を、気象条件、車輌の有無などにより時々刻々変化
するしきい値と比較しているために、このしきい値を環
境変化の諸条件に合わせて条件付指数平均などの論理手
法を用いることにより自動追従させることが必要になっ
て画像処理のハード構成が複雑なものとなる上、輝度差
レベルの次元てしきい値と比較する本方式のみを採用し
て画像処理による交通流計測を実現しようとすると、例
えば、薄暮時で黒色車輌などの如く道路輝度と車輌輝度
か非常に接近した場合、または雨、霧など外的要因によ
り車輌映像か明確に認識できない場合に、車輌を高精度
に検出できないという欠点かあった。このような車輌検
出精度上の欠点は、サンプル画面を微分処理し映像画面
中の車輌を輝度差レベルの相違により検出する空間差分
方式の画像式車輌感知器、あるいは２画面間の輝度差を
とって時間的に変化した輝度レベルを基準に車輌を検出
するフレーム差分方式の画像式車輌感知器にあっても同
様なことが言える。

また、空間差分方式にあっては、画面全体を微分処理し
ているために、車輌以外の白線、中央分離帯などを検出
してしまい車輌以外のものを後で除去する必要かあるこ
とから、画像処理のハード構成が複雑になる上、車輌検
出に要する処理時間も長くなるという欠点があった。そ
して、フレーム差分方式にあっても、画面全体を微分処
理して車輌のエツジ、輪郭を抽出しているために、画像
処理のノ１−ド構成が複雑なものとなって車輌検出に要
する処理時間も長くなるという欠点かあったのである。

本発明は、従来の画像式車輌感知器に上記の如く難点か
あったことに鑑みて為されたものであって、晴天時、薄
暮時、または夜間にあっても有効に機能して走行中の車
輌の位置を計測することができる上、渋滞時に車輌か停
止しても車輌検知の感知割れを防止することができ、し
かも走行車輌の速度をも計測することのできる高精度の
画像式車輌感知器を提供することを技術的課題とするも
のである。

〔課題を解決しようとする手段〕

本発明が上記技術的課題を解決するために採用した手段
を、添付図面を参照して説明すれば、次のとおりである
。

即ち、本発明によれば、走行車輌の位置計測精度の向上
を図るために、多車線道路の交通流計量ｊ領域を撮影し
て当該交通流計測領域の映像信号を出力する撮影手段（
１）と、この撮影手段より映像信号を人力し交通流計測
領域の映像画面上において多斜線道路の幅員方向に設定
された多数のサンプル点（ＳＰ１〜ＳＰｎ）からなる断
面検知ライン（Ｌ）の当該各サンプル点（ＳＰＩ　＝　
５Ｐｎ）に対応する画像輝度信号を抽出して出力する画
像輝度抽出手段（２）と、この画像輝度抽出手段（２）
からの画像輝度信号より前記断面検知ライン（Ｌ）上に
おいて車輌が通過していないときの道路基準輝度パター
ン（Ｒｉ）と車輌が通過したときの車輌通過輝度パター
ン（Ｃｉ）を格納し、かつ前記断面検知ラインくい方向
の複数の連続サンプル点を一群とした規定長の測定群（
Ｄ）を当該断面検知ライン（Ｌ）方向へ並列的に順次走
査して個々の測定群に対応する道路基準輝度パターン（
Ｒ１）と車輌通過輝度パターン（Ｃｉ）の相関値を演算
して同断面検知ライン（Ｌ）方向の相関曲線（ＣＬ）を
求め、当該相関曲線（ＣＬ）が検知スレッショルドレベ
ル（Ｔｓ）を超えた場合に同相関曲線（ＣＬ）のピーク
輝度レベル位置に対応する車輌検知信号を出力する画像
処理判定手段（３）とで構成するという手段を採用した
のである。

また、晴天時において必然的に生じる車輌の影による車
輌のダブル検知を防止するために、前記画像処理判定手
段（３）を、断面検知ライン（Ｌ）上において車輌か通
過していないときの道路基準輝度パターン（Ｒｉ）と車
両が通過したときの車輌通過輝度パターン（Ｃｉ）の相
関値の差分輝度レベル（Ｃｉ−Ｒｉ）を算出し、当該差
分輝度レヘル（Ｃｉ−Ｒｉ）か負で、かつ同差分輝度レ
ベル（Ｃｉ−Ｒｉ）の変化率が略一定である帯域を除外
して、断面検知ライン（Ｌ）方向に相関曲線を求めるよ
う構成するという手段を採用した。

また、夜間において走行車輌のヘッドライトか当該走行
車輌の前方の路面に反映した場合の実車輌誤検知を防止
するために、前記画像処理判定手段（３）を、車輌通過
輝度パターン（Ｃｉ）が検知スレッショルドレベル（Ｔ
ｓ）を超えた場合に、当該車輌通過輝度パターン（Ｃｉ
）と道路基準輝度パターン（Ｒｉ）の相関曲線（ＣＬ）
のピーク輝度レベル位置に対応する車輌検知信号を出力
するよう構成するという手段を採用した。

そしてまた、渋滞時に車輌が断面検知ラインの前方で停
止しても車輌検知の、感知割れを防止するために、前記
画像処理判定手段（３）を、断面検知ライン（Ｌ）上に
おいて車輌を検知した後に、車輌の進行方向に延びる後
続車輌検知ライン（Ｌ−）の輝度抽出位置信号を画像輝
度抽出手段（２）に出力して当該後続車輌検知ライン（
Ｌ′）の画像輝度信号を入力することにより同後続車輌
検知ライン（Ｌ−）上の車輌を検知し、この後続車輌検
知ライン（Ｌ−）の車輌検知出力がなくなってから走行
車輌の位置検知信号を出力するよう構成するという手段
を採用した。

更に、走行車輌の速度を計測するために、前記画像処理
判定手段（３）を、交通流計測領域の映像画面上におい
て多車線道路の長手方向に所定距離離隔した複数本の平
行な断面検知ライン（Ｌａ、Ｌｂ）上を同一車輌が通過
する時間（ｔａｂ）および当該時間（ｔａｂ）内に車輌
が移動した距離（Ｌａｂ）の関係より走行車輌の速度を
演算処理して当該車輌の走行速度信号を出力するよう構
成するという手段を採用した。

〔実　施　例〕

以下、本発明を添付図面に示す実施例に基づいて、更に
詳しく説明する。なお、第１図乃至第８図は本発明の画
像式車輌感知器による車輌計測の原理を説明する説明図
、第９図乃至２９図は同車輌感知器による他の車輌：ｔ
　ａＩの態様を表わす説明図、第３０図乃至第３３図は
同車輌感知器による走行車輌の速度計′ＩＩＪ］の説明
図である。

第１図において符号（Ｓ）にて指示するものは本発明に
係る画像式車輌感知器、符号（Ｔ）は画像式車輌感知器
（Ｓ）の初期設定および保守時にのみ用いられる初期設
定・保守用ツール（Ｔ）である。

画像式車輌感知器（Ｓ）は、撮像手段であるＣＣＤカメ
ラ（１）、画像輝度抽出手段である画像輝度抽出装置（
２）、画像処理判定手段である画像処理判定装置（３）
および車輌感知表示器（４）より構成されている。

前記ＣＣＤカメラ（１）は、第２図に示すように、多車
線道路の路肩側に設けた支柱にアームを介して計測対象
となる多車線道路の交通流計測領域を俯瞼するよう設置
され、交通流計測領域を撮影してその映像信号を次段の
画像輝度抽出装置（２）に出力する。

ところで、初期設定・保守用ツール（Ｔ）は、後述する
断面検知ライン（Ｌ）の位置データを交通流計測領域の
映像画面を監視しつ＼画像式車輌感知器（Ｓ）の画像判
定装置（３）に供給するものであって、ＣＣＤカメラ（
１）からの映像信号を画像処理する画像センサ（５）お
よび断面検知ライン（Ｌ）の位置データをキーボードを
操作することにより入力する携帯用のコンピュータ（６
）より成っている。

前記画像センサ（５）は、ＣＣＤカメラ（１）からの映
像信号を映像増幅器（５１）を介して画像Ａ／Ｄ変換器
（５２）および同期信号抽出回路（５３）に入力する。

同期信号抽出回路（５３）は、画像増幅器（５１）から
の映像信号より水平同期信号と垂直同期信号を抽出して
画像メモリ（５４）に出力する。

そして、データ合成回路（５５）は、画像Ａ／Ｄ変換器
（５２）からの映像信号、画像メモリ（５４）からの水
平同期信号と垂直同期信号および後述のコンピュータ（
６）より入力インターフェース（５８）ヲ介して取り込
んなカーソル表示信号を合成して画像Ｄ／Ａ変換器（５
７）に出力することによって、モニタＴ　Ｖ　（５ｇ）
か交通流計測領域の映像画面と共ニコンピュータ（６）
で指示されるカーソルを写し出す。

前記コンピュータ（６）は、断面検知ライン（Ｌ）の位
置データをモニタＴ　Ｖ　（５ｇ）の映像画面を監視し
つ＼の表示画面に表示される案内文と対話形式で入力さ
れ、第２図に示すように、多車線道路の幅員方向におい
て各車線毎に連続的にマーキングされた夫々の計測ライ
ン０１１．Ｍ２、Ｍ３．Ｍ４）の始点位置（Ｍｌｓ、Ｍ
２ｓ、Ｍ３ｓ、Ｍ４ｓ）および終点位置（旧ｅ、Ｍ２ｅ
、Ｍ３ｅ、Ｍ４ｅ）をカーソルで指定することによって
（第３図り照）、これら始点位置（Ｍｌｓ、Ｍ２ｓ、Ｍ
３ｓ、Ｍ４ｓ）および終点位置（Ｍｌｅ、Ｍ２ｅ、Ｍ３
ｅ、Ｍ４ｅ）か断面検知ライン（Ｌ）の設定位置データ
として出力インターフェース（７）を介し画像式車輌感
知器（Ｓ）の画像処理判定装置（３）に供給される。因
みに、上記位置データは、コンピュータ（６）のプリン
タ（６１）によりプリントアウトされ保守時の参考デー
タとして活用される。

画像処理判定Ｗ置（３）は、マイクロブロセ・ン（３１
）とシグナルプロでツサ（３２）とから成っていて、マ
イクロプロセッサ（３１）に初期設定・保守用ツール（
Ｔ）のコンピュータ（６）からの各計測ライン（Ｍｌ、
Ｈ２，Ｈ３，Ｈ４）の設定位置データ（Ｈｌｓ、Ｍ２ｓ
、Ｍ３ｓ、Ｍ４ｓ、　Ｍｌ、ｅ、Ｍ２ｅ、Ｍ３ｅ、Ｍ４
ｅ）か入力インターフェース（３３）を介して入力する
と、このマイクロプロセッサ（３１）はＲＯ〜１（３１
ａ）のプログラムに従って動作し、これら位置データ（
Ｍｌｓ、Ｍ２ｓ、Ｍ３ｓ、Ｍ４ｓ、　Ｍｌｅ、Ｍ２ｅ、
Ｍ３ｅ、Ｍ４ｅ）を基に多車線道路の幅員方向に延びる
第６図に示すような断面検知ライン（Ｉ、）の多数のサ
ンプル点（ＳＰ１〜ＳＰｎ）を割り出して当該各サンプ
ル点（ＳＰ１〜ＳＰｎ）の輝度抽出位置アトルスを画像
輝度抽出装置（２）の入力インターフェース（２２）に
出力する。

画像式車輌感知器（Ｓ）の画像輝度抽出装置（２）は、
ＣＣＤカメラ（１）からの映像信号より断面検知ライン
（Ｌ）の各サンプル点（ＳＰ１〜ＳＰｎ）に対応する画
像輝度信号を抽出して画像処理判定装置（３）のシグナ
ルプロセ・ソサ（３２）に供給するものであって、ＣＣ
Ｄカメラ（１）からの映像信号をビデオアンプク２１）
にて入力する一方、画像処理判定装置（３）のマイクコ
プロセ・ンサ（３１）からの輝度抽出位置アドレスを入
力インターフェース（２２）より入力する。

しかして、ＣＣＤカメラ（１）からの映像信号は、ビデ
オアンプ（２１）を介してクランプレベル固定回路（２
３）および同期信号抽出回路（２４）に供給される。前
記クランプレベル固定回路（２３）は、ビデオアンプ（
２１）からの映像信号成分の黒レベルの直流レヘルを一
定しヘルに固定して次段のビデオＡ／Ｄ変換器（２５）
に出力し、同期信号抽出回路り２４）は、ビデオアンプ
ク２１）からの映像信号の水平同期信号および垂直同期
信号を抽出して、水平同期信号を水平アトルスカウンタ
（２６ａ）に、垂直同期信号を垂直アドレスカウンタ（
２６ｂ）に出力する。水゛ｆアドレスカウンタ（２６ａ
）は、同期信号抽出回路（２４）からの水平同期信号を
カウントして１フレ一ム分の水平アドレスをデジタルコ
ンパレータ（２７）に順次量ツノし、垂直アドレスカウ
ンタ（２６ｂ）は、同期信号抽出回路（２４）からの垂
直同期信号をカウントして１フレ一ム分の垂直アドレス
を同デジタルコンノ々レータ（２７）に出力する。

一方、マイクロプロセッサ（３１）からの輝度抽出位置
アドレスは、入力インターフェース（２２）を介して水
平輝度抽出位置アドルスおよび垂直輝度抽出位置アドレ
スがプリセットカウンタ（２８）に供給される。プリセ
ットカウンタ（２８）は、第１番目から第ｎ番目までの
サンプル点（ＳＰ１〜ＳＰｎ）の水平輝度抽出位置アド
レスと垂直輝度抽出位置アドレスをカウントしてデ、・
タルコンパレータ（２７）に出力する。

そして、前記デジタルコンパレータ（２７）か水平アド
レスカウンタ（２６ａ）からの水平アドレスとプリセン
トカランタフ２８）からの水平輝度抽出位置アドレス、
および垂直アドレスカウンタ（２６ｂ）からの垂直アド
レスとプリセットカウンタ（２８）からの垂直輝度抽出
位置アドレスを比較し、夫々の両アドレスか一致した時
にビデオＡ／Ｄ変換器（２５）にＡ／Ｄサンプリングパ
ルスを出力する。

これにより、ビデオＡ／Ｄ変換器（２５）がクランプし
ヘル固定回路輯３）からの映像信号をＡ／Ｄ変換して、
断面検知ライン（Ｌ）の各サンプル点（ＳＰ１〜ＳＰｎ
）に対応した画像輝度信号を画像判定装置（３）のシグ
ナルプロセッサ＜３２）に出力する。

前記画像処理判定装置（３〉のマイクロプロセッサ（３
１）は、画像輝度抽出装置（２）の同期信号抽出回路（
２４）からの垂直同期信号の割込み信号を入力する毎に
、後述のシグナルプロセッサ（３２）からの道路基準輝
度データおよび車輌通過輝度データを取り込んでＲＡ　
Ｍ　（３１ｂ）に格納する。また、前記マイクロプロセ
ッサ（３１）は、シグナルプロセッサ（３２）より人力
した道路基準輝度データおよび車輌通過輝度データの輝
度レベルか著しく低い場合に、Ｄ／Ａ変換器を介して明
度制御信号をＣＣＤカメラ（１）に出力することによっ
て、画像輝度抽出装置（２）か安定した輝度レベルの画
像輝度信号をシグナルプロセッサ（３２）に供給するこ
とを保障している。

前記画像処理判定装置（３）のシグナルプロセッサ（３
２）は、第４図に示すように、画像輝度抽出装置り２）
のデジタルコンパレータ（２７）よりＡ／Ｄサンプリン
グパルスの割込み信号を入力すると、ＲＯＭ（３２ａ）
のプログラムに従って動作し、ビデオＡ／Ｄ変換器（２
５）からの断面検知ライン（Ｌ）の各サンプル点（ＳＰ
１〜ＳＰｎ）の輝度抽圧位置アドレスに対応する画像輝
度信号より、断面検知ライン（Ｌ）上において車輌が通
過していないときの各サンプル点（ＳＰ１〜ＳＰｎ）の
道路基準輝度データおよび車輌か通過したときの各サン
プル点（ＳＰ１〜ＳＰｎ）の車輌通過輝度データを、プ
リセットカウンタ（２８）より入力した各サンプル点（
ＳＰＩ　＝　５Ｐｎ）の輝度抽出位置アドレスに対応さ
せて順次取込み、全データの取込みが完了した後に、後
述の如く道路基準輝度データと車輌通過輝度データの相
関値（Ｄｊ）を求めてＲＡ　Ｍ　（３２ｂ）に格納し、
検知スレッショルドレベル（Ｔｓ）と断面検知ライン（
Ｌ）方向の相関値（Ｄｊ）の相関曲線（ＣＬ）とより車
輌通過位置座標（Ｐｌ）を算出し、次いで、これら道路
基準輝度データおよび車輌通過輝度データをマイクロプ
ロセッサ（３１）に出力し、当該マイクロプロセッサ（
３１）に転送割込み信号を出力することによって道路基
準輝度データを入力しＲＡ　Ｍ（３２ｂ）に格納する。

車輌感知器（４）は、画像処理判定装置（３）のマイク
ロプロセッサ（３１）より圧力される車輌検知信号およ
び走行速度信号を入力インターフェース（４１）を介し
て入力し、当該入力インターフェース（４■）より出力
された走行位置信号をドライバ回路（４２）に通すこと
によって車輌検知信号に対応する該当車線の表示ランプ
（４３ａ、４３ｂ、４３ｃ、４３ｄ）が点灯し、かつ同
人力インターフェース（４１）より出力された走行速度
信号をドライバ回路（４４）に通すことによって該当車
輌の走行速度をセグメント表示器（４５）がデジタル表
示するようになっている。

次に、か＼る構成の本実施例感知器による基本的な車輌
検知処理動作を、第５図乃至第８図を参照して説明する
。

例えば、第５図に示すように、ＣＣＤカメラ（１）か画
像輝度抽出装置（２）に１台の車輌が断面検知ライン（
Ｌ）に接近する状態の映像信号を出力した場合、画像輝
度抽出装置（２）に路面のみの画像輝度信号が入力する
ことになるので、道路基準輝度データは、第６図に示す
如く各サンプル点（ＳＰＩ−８Ｐｎ）に対応する輝度レ
ベルが略一定となった道路基準輝度パターン（Ｒｉ）と
なる。

また、第５図の状態において車輌が断面検知ライン（ｌ
、）を通過したときの映像信号をＣＣＤカメラ（１）か
画像輝度抽出装置（２）に出力した場合、画像輝度抽出
装置（２）に車輌および路面の画像輝度信号か入力する
ことになるので、車輌通過輝度レベルは、第６図に示す
如く通過車輌部分のサンプル点の輝度レベルが路面部分
のサンプル点の輝度レベルより高い車輌通過輝度パター
ン（Ｃ１）となる。

そして、画像処理判定装置（３）のシグナルプロセッサ
（３２）は、第６図に示すように、断面検知ライン（Ｌ
）方向の複数の連続サンプル点（ＳＰＩ〜５ＰＩＯ）を
−群とした規定長の測定群（Ｄ）を当該断面検知ライン
（Ｌ）方向へ並列的に順次走査して個々の測定群（ｄｉ
〜ｄ１６）に対応する道路基準輝度パターン（Ｒｉ）と
車輌通過輝度パターン（Ｃ１）の相関値（Ｄｊ）を求め
る。この相関値（Ｄｊ）は、α−（ｊ−１）Ｄτとする
と、 の一般式により算出される。ここに、（ｊ）は測定群（
Ｄ）の演算処理番号であり、（Ｄτ）は測定群（Ｄ）の
ずらし量である。

こうして個々の測定群（ｄｉ〜ｄ１６）についてシグナ
ルプロセッサ（３２）より求められた相関値（Ｄｊ）は
、第７図に示すように、断面検知ライン方向において車
輌通過帯域のみが検知スレッショルドレベル（Ｔｓ）を
超える相関曲線（ＣＬ）となる。

そして、前記シグナルプロセッサ（３２）は、相関曲線
（ＣＬ）が検知スレッショルドレベル（Ｔｓ）と交差し
た当該検知スレッショルドレベル（Ｔｓ）の位置座標（
Ｓｌ、Ｓ２＞　　（第７図参照）より相関曲線（ＣＬ）
の車輌通過帯域内のピーク輝度レベルに対応した車輌通
過位置座標（Ｐｊ）を下記の一般式によって求める。

この車輌通過位置座標（Ｐｉ）は、シグナルプロセッサ
（３２）よりマイクロプロセッサ（３１）に時系列に供
給されて当該マイクロプロセッサ（３１）により同一車
輌のものか否かチエツクされる。そして、マイクロプロ
セッサ（３１）は、車輌通過位置座標（Ｐｉ）に対応す
る車輌検知信号に第８図に示すような時系列処理を施し
た後に、この車輌検知信号を車輌感知器（４）に出力す
る。

これにより、前記車輌感知器（４）は、マイクロプロセ
ッサ（３１）からの車輌検知信号をドライバ回路（４２
）に通し、もって、この車輌検知信号に対応する該当車
線の表示ランプ（４３ａ、４３ｂ、４３ｃ、４３ｄ）が
点灯する。

上述した如く動作する本実施例感知器は、第８図に示す
ようなタイミングで一連の処理動作を行うものであり、
また−群の測定群（Ｄ）を１０個のサンプル点て設定し
３車線の断面検知ラインの相関曲線を得るためには、マ
イクロプロセッサ（３１）において約１６０回の８ビツ
ト減算、約１６０回の除算、約１６０回の８ビツト加算
を実行しな（ではならないか、ハードウェア乗除算機構
を備えたシグナルプロセッサ（３２）を用いることによ
って１６ビツトの乗除算を数百ｎ５ｅｃで実行すること
が可能となり、概ね上記相関曲線を１６０　Ｘｏ、２　
μｓｅｃ　Ｘ３−０．２４１１＋ｓｅｃで得ることでき
、従って、映像信号の１フレーム（１／３０ｓｅｃ）に
対し十分な余裕をもって対処できる。

第９図乃至第１１図は、断面検知ライン（Ｌ）上を２台
の車輌が同時に通過した場合に、マイクロプロセッサ（
３１）のＲＡ　Ｍ　（３１ｂ）に格納される車輌通過輝
度パターン（Ｃｉ）と、シグナルプロセンサ（３２）で
演算処理された各測定群（ｄｉ〜ｄ■６）の相関曲線（
Ｃ’Ｌ）を示している。このような場合には、相関曲線
（ＣＬ）の車輌通過帯域上における検知スレッショルド
レベル（Ｔｓ）の位置座標より当該車輌通過帯域内の２
つのピーク輝度レベルに対応する夫々の車輌通過位置座
標（Ｐｌ。

Ｐ２＞を、 および Ｓ３　＋　９４ の式により求めればよく、従って、車輌の走行位置に依
存しない総断面交通流計測の車輌検知が可能となる。

また、多車線道路においてＣＣＤカメラ（１）を設置す
る場合、その設置高さは保守上１０ｉが限界と考えられ
る。それ故、第１２図に示すように、２車線目を走行す
る車高的３１の車輌映像か３車線目に重ならないように
するためには、約２ｍ位のアームを必要とする。それで
も、隣接車線に車輌映像がはみ出し、′２車線目の車輌
映像と３車線目の車輌映像か重なる場合がある。

第１３図乃至第１５図は、断面検知ライン（Ｌ）上を２
台の車輌か接近した状態で同時に通過した場合に、マイ
クロプロセッサ（３１）のＲＡＭ（３Ｉｂ）に格納され
る車輌通過輝度パターン（Ｃｉ）と、シグナルプロセッ
サ（３２）より演算′処理された各測定群（ｄｉ　−ｄ
ｌＢ）のｉ目間曲線（ＣＬ）を示している。このように
車輌映像の重なりによって検知スレッンヨルドレｌ＼ル
（Ｔｓ）を超えた相関曲線（ＣＬ）の車輌通過帯域か２
車輌以上ある場合、シグナルプロセッサ（３２）におい
て前記帯域を２つに分割し車輌の通過位置座標（Ｐｌ、
Ｒ２）を、２−８Ｌ ｐｌ　　−８ｌ＋ および の式により求めればよく、従って、近接した状態で断面
検知ライン（Ｌ）を同時に通過した車輌を個別に検知す
ることが可能となる。

しかしながら、相関曲線（ＣＬ）の車輌通過帯域を２つ
に分割してピーク輝度レベルを個々に算出しても、一方
の車輌通過帯域か晴天時の車輌の影である場合かあるの
で（第１６図参照）、第１７図に示すように、車輌通過
輝度ツマターン（Ｃｉ）から道路基準輝度パターン（Ｒ
１）を減算処理して等分輝度データ（Ｃｉ−Ｒｉ）を求
め、この差分輝度データ（Ｃｉ−Ｒｉ）か負で、かつ当
該差分輝度データ（Ｃｉ−Ｒｉ）の変化率か略一定な測
定群の帯域を除外して相関曲線（ＣＬ）を求めれば、晴
天時に生ずる車輌の影データを除去することができ、よ
って、車輌のダブル検知の防止が可能となる。

薄暮時の車輌検知にあっては、例えば、１台の車輌か断
面検知ライン（Ｌ）を通過した場合、車輌および当該車
輌の影データによる画像輝度信号により車輌通過輝度パ
ターン（Ｃｉ）か上下に僅少に変動するけれども（第１
６図参照）、基準輝度パターン（Ｒ１）と車輌通過輝度
！（ターン（Ｃｉ）の相関曲線（ＣＬ）が第１９図に示
す如く車輌通過帯域で大きく立ち上がるので、車輌通過
位置座標を同等支障なく求めることができる。

また、夜間の車輌検知にあっては、１台の車輌か断面検
知ライン（Ｌ）を通過した場合（第２０図参照）、車輌
通過輝度パターン（Ｃ１）が車輌のヘッドライトによる
画像輝度信号により当該ヘッドライト部分て大きく立ち
上がるので（第２１図参照）、第２２図に示す如く車輌
通過帯域内のヘッドライト間で大きく立ち上がる相関曲
線（ＣＬ）を得ることかでき、従って、前記車輌通過帯
域のピーク輝度レベルの車輌通過位置座標を求めればよ
い。

しかしながら、夜間の車輌検知においては、ヘットライ
トか車輌前方の路面に反映して実車輌存在と誤検知する
場合かあるので、第２３図に示すように、車輌のヘッド
ライト部分て立ち上がる車輌通過輝度パターン（Ｃｉ）
のピーク輝度レベル（ＰＫ）が検知スレッショルドレベ
ル（Ｔｓ）を超えた場合に、第２４図に示す相関曲線（
ＣＬ）の車輌通過帯域内のピーク輝度レベルの車輌通過
位置座標を求めるようシグナルプロセッサ（３２）をプ
ログラミングすることで上記不具合を解決している。

そして、夜間の車輌検知にあっては、車輌後部のスモー
ルライトによって実車輌存在と誤検知する可能性かある
か、断面検知ライン（Ｌ）上を車輌か通過すると（第２
５図り照）、その車輌通過輝度パターン（Ｃｉ）のスモ
ールライト部分のピーク輝度レベルの幅（ΔＬ−）が第
２０図に示すヘッドライトの部分のピーク輝度レベルの
幅（ΔＬ）の３／１〜４／１になるので（第２６図参照
）、これらピーク輝度レベル幅（ΔＬ、ΔＬＭを基に識
別できる。

また、ＣＣＤカメラ（１）の設置高さを第２７図に示す
如＜１０１１とした場合、車高３ｍｓ車長９１１のバス
か到来しても、同図のＡ点、Ｂ点を含むようカメラ視野
を設定すれば、最低車間距離は２Ｉ１１以下となって車
輌映像上の画像分解能は十分に得られる。しかしながら
、停滞時において断面検知ライン（Ｌ）の手前で車輌が
停止した場合、第８図に示す検知保持時間のみでは車輌
検知の感知割れを起こす場合があるので、前記画像処理
判定装置（３）を下記のように構成することにより車輌
検知の感知割れを防止している。即ち、画像処理判定装
置（３）は、断面検知ライン（Ｌ）上において車輌を検
知したら、当該車輌の通過位置に対して車輌進行方向と
反対方向に実道路上約２ｍに相当する後続車輌検知ライ
ン（Ｌ−）（第２８図参照）の水平輝度抽出位置アドレ
スおよび垂直輝度抽出位置アドレスを画像輝度抽出装置
（２）に出力して当該後続車輌検知ライン（Ｌ′）の輝
度抽出位置信号を人力し、かつ前述の手法と同様な手法
によって後続車輌検知ライン（Ｌ′）方向の相関曲線を
求め、この相関曲線か検知スレッショルドルベルを超え
た場合に後続車輌検知ライン（Ｌ′）上の車輌を検知し
て、後続車輌検知ライン（Ｌ′）の車輌検知出力がなく
なってから車輌検知信号を最終の検知出力として車輌感
知器（４）に出力する（第２９図参照）。

次に、本実施例感知器の走行速度検出処理動作を、第３
０図乃至第３３図を参照して説明する。

例えば、第３０図に示すように、モニタＴＶ（５８）の
交通流計測領域の映像画面上において多車線道路の長手
方向に所定間隔離隔した２本の平行な断面検知ライン（
Ｌａ、Ｌｂ）を当該多斜線道路の幅員方向に設定し、こ
れら断面検知ライン（Ｌａ、Ｌｂ）に関して上述と同様
な手法で車輌検知を行なう。そして、画像処理判定装置
（３）は、第３１図に示すように、同一車輌か側断面検
知ライン（Ｌａ、Ｌｂ）を通過する時間（ｔａｂ）と、
当該時間（ｔａｂ）内に車輌か移動した距離（Ｌａｂ）
とによって、一般式 ％式％ より求めた車輌速度Ｖの走行速度信号を車輌感知器（４
）に出力する。

これにより、車輌感知器（４）は、マイクロプロセッサ
（３１）からの走行位置信号をトライｌく回路（４４）
に通し、もって、走行速度かセグメント表示器（４５）
にてデジタル表示される。

従って、既定の走行車線を守って走行する車輌の速度の
みならず、冬期の積雪や違法駐車によって走行位置のず
れた車輌の速度をも検出することができる。

しかしながら、車輌が１２０にω／ｈで走行する場合、
１２０，０００（ｉ＞／　６０　（分）Ｘ６０（分）×
３０＝１．１１１となって映像信号の１フレーム（１／
３０ｓｅｃ）に１．１ｍ移動することとなるので、距離
（Ｌａｂ）を約１０ｍとする時、１０％以下の精度で走
行車輌の速度を計Ｍ］するには、前記距離（Ｌａｂ）の
車輌位置検知を±１ｍ以下の精度で計測しなければなら
ない。しかして、このような場合、ＣＣＤカメラ（１）
は原則としてシャッタカメラを利用することによって、
１２０ｋｍ／ｈの高速走行車輌の映像もブレない映像と
し位置計測を高精度に行う必要がある。そのためには、
第３２図に示すように、前記断面検知ライン（Ｌａ、Ｌ
ｂ）の前後に実道路上約１１１に相当する２本の断面検
知ライン（Ｌａ　−、Ｌｂ　−）を設定して、外側の側
断面検知ライン（Ｌａ　−、Ｌｂ　−）間の距離を（Ｌ
ａｂ）とし、かつ前記ＣＣＤカメラ（１）のシャッタス
ピードを第３３図に示す如く１フイールド当たり１７１
００ｓｅｃに設定して、車輌が距離（Ｌａｂ）間を通過
した時間を（ｔａｂ）とすれば、車輌の位置計測を±ｌ
ｌ１１の誤差で計測することが可能となり、よって、高
速走行の車輌速度を高精度に検出することかできる。

〔発明の効果〕

以上のように本発明によれば、断面検知ライン上の道路
基準輝度パターンと車輌通過輝度パターンのパターン比
較を基軸とするライン検知処理なので、昼〜薄暮〜夜間
にかけて相関曲線による同一のアルゴリズムで走行車輌
の走行位置を計測することができる上、多車線道路上車
輌かどこを通過しても走行車輌の走行位置を高精度に計
測することができる。

また、道路基準輝度パターンと車輌通過輝度パターンの
差分輝度レベルを算出し当該差分輝度レベルが負で、か
つ同差分輝度レベルの変化率が略一定である帯域を除外
することにより、晴天時の車輌通過輝度パターンに表れ
る車輌の影データを除去して相関曲線を求めているので
、晴天時においても車輌のみ確実に検知することがてき
る。

更に、車輌通過輝度パターンを検知スレ・ノショルドレ
ベルと比較することにより、夜間の車輌通過輝度パター
ンに表れる車輌のへ・ソドライト部分の帯域を特定する
ことができ、よって、夜間の走行車輌を確実に検知する
ことが可能となる。

そしてまた、断面検知ライン上において車輌を検知した
後に後続車輌検知ライン上の車輌を検知し、この後続車
輌検知ラインの検知出力がなくなってから車輌検知信号
を出力することにより、断面検知ライン上における車輌
検知の感知割れを防止することができる。

そして、道路の長手方向に所定距離離隔した複数本の平
行な断面検知ラインに関してライン検知処理を行うこと
によって、同一車輌が個々の断面検知ラインを通過した
時間および当該時間内に車輌が移動した距離の関係より
走行車輌の速度計測が可能となる。

したがって、本発明の画像式車輌感知器は、晴天時、薄
暮時、または夜間にあっても走行車輌の位置を高精度に
計測できる上、渋滞時に車輌か断面検知ラインの前方で
停止しても車輌検知の感知割れを防止でき、しかも走行
車輌の速度も計測できるなど、多車線道路の車輌感知器
として誠に有益なものである。

【図面の簡単な説明】

第１図乃至第８図は本発明の画像式車輌感知器による車
輌計測の原理を説明する説明図であって、第１図は画像
式車輌感知器および初期設定・保守用ツールのブロック
図、第２図はＣＣＤカメラの設置状態を示す斜視図、第
３図は断面検知ラインの設定位置データの計測ラインの
説明図、第４図は画像処理装置のシグナルプロセッサの
動作を表わすフローチャート図、第５図は１台の車輌が
断面検知ラインに到来する状態の説明図、第６図は第５
図の状態における道路基準輝度パターン、車輌通過輝度
パターンおよび相関値演算の手法を表わす説明図、第７
図は第６図に示す道路基準輝度パターンと車輌通過輝度
パターンの相関曲線の説明図、第８図は画像処理判定装
置の感知次系列処理を表わすタイムチャート図である。 第９図乃至２９図は同車輌感知器による他の車輌計測の
態様を表わす説明図であって、第９図は２台の車輌か離
れて断面検知ラインに到来する状態の説明図ζ第１０図
は第９図の状態における道路基準輝度パターンおよび車
輌通過輝度パターンの説明図、第１１図は第１０図に示
す道路基準輝度パターンと車輌通過輝度パターンの相関
曲線の説明図、第１２図はＣＣＤカメラの具体的な設置
状態を表わす説明図、第１３図は２台の車輌が接近して
断面検知ラインに到来する状態の説明図、第１４図は第
１３図の状態における道路基準輝度パターンおよび車輌
通過輝度パターンの説明図、第１５図は第１４図に示す
蓬路基準輝度パターンと車輌通過輝度パターンの相関曲
線の説明図、第１６図は晴天時に断面検知ラインに到来
する車輌の説明図、第１７図は第１６図の状態における
道路基準輝度パターン、車輌通過輝度パターンおよび道
路基準輝度パターンと車輌通過輝度パターンの差分輝度
データを表わす説明図、第１８図は薄暮時の道路基準輝
度パターンおよび車輌通過輝度パターンの説明図、第１
９図は第１８図に示す道路基準輝度パターンと車輌通過
輝度パターンの相関曲線の説明図、第２０図は夜間に断
面検知ラインに到来する車輌の説明図、第２１図は第２
０図の状態における道路基準輝度パターンおよび車輌通
過輝度パターンの説明図、第２２図は第２１図に示す道
路基準輝度パターンと車輌通過輝度パターンの相関曲線
の説明図、第２３図および第２４図は夜間の車輌検知に
おける実車輌誤検知を防止する場合の手法を示していて
、第２３図は夜間の道路基準輝度バタニンおよび車輌の
ヘッドライトによる車輌通過輝度パターンの説明図、第
２４図は第２３図の道路基準輝度パターンと車輌通過輝
度パターンの相関曲線の説明図、第２５図は夜間に断面
検知ライ゛ンに到来する車輌の説明図、第２６図は夜間
の道路基準輝度パターンおよび車輌のスモールライトに
よる車輌通過輝度パターンの説明図、第２７図はＣＣＤ
カメラの設置と停滞時の車間画像分解能の関係を表わし
た説明図、第２８図は後続車輌検知ラインの説明図、第
２９図は後続車輌検知ラインにおける画像処理判定装置
の感知次系列処理を表わすタイムチャート図である。 第３０図乃至第３３図は同車輌感知器による走行車輌の
速度計測の説明図であって、第３０図は走行車輌の速度
計測における断面検知ラインの設定説明図、第３１図は
車輌が断面検知ラインを通過した時の検知出力を表わす
説明図、第３２図は高速走行車輌の速度計測における断
面検知ラインの設定説明図、第３３図は高速走行車輌の
速度計測における画像処理判定装置の感知次系列処理を
表わすタイムチャート図である。 第３４図および第３５図は従来の超音波式車輌感知器の
設置状態を表わす説明図である。 （１）：撮影手段、 （２）−画像輝度抽出手段、 （３）・画像処理判定手段、 （Ｌ）、断面検知ライン、 （Ｌ′）二後続車輌検知ライン、 （ＳＰＩ　〜５Ｐｎ）　：サンプル点、（Ｒｉ）：道路
基準輝度パターン、 （Ｃｉ）：車輌通過輝度パターン、 （Ｄ）ニア１ＰＩ定群、 （Ｔｓ）　：検知スレッショルドレベル、（Ｃｉ　−Ｒ
ｉ）　　：差分輝度レベル。 特　許　出　願　人　　　日本信号株式会社′・÷　−
ｊ 第２図 第３図 第４図 」ハ ■ ｐ 儒 第６図 ○　　◎　　○　＠　　■ 第１２図 第１６図 第１７図 一１１面検傾つ１ン月向の位１坐標（ｍ）第１８図 第１９図 ↑ −１面検知ラインｂ向の位１第捺（ｍ）第２３図 一４面倹知つインカ簡の借ｍ（ｍ） 第２４図 ↑ ＝１面検知ラうンｂ向の位１革椋（ｍ）第２５図 第２６図 一狛面検知うイシＴ５Ｉ８１の位ｉ座標（ｍ）第３４図 第３５図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 〔１〕多車線道路の交通流計測領域を撮影して当該交通
   流計測領域の映像信号を出力する撮影手段（１）と、こ
   の撮影手段より映像信号を入力し交通流計測領域の映像
   画面上において多斜線道路の幅員方向に設定された多数
   のサンプル点（ＳＰ１〜ＳＰｎ）からなる断面検知ライ
   ン（Ｌ）の当該各サンプル点（ＳＰ１〜ＳＰｎ）に対応
   する画像輝度信号を抽出して出力する画像輝度抽出手段
   （２）と、この画像輝度抽出手段（２）からの画像輝度
   信号より前記断面検知ライン（Ｌ）上において車輌が通
   過していないときの道路基準輝度パターン（Ｒｉ）と車
   輌が通過したときの車輌通過輝度パターン（Ｃｉ）を格
   納し、かつ前記断面検知ライン（Ｌ）方向の複数の連続
   サンプル点を一群とした規定長の測定群 （Ｄ）を当該断面検知ライン（Ｌ）方向へ並列的に順次
   走査して個々の測定群に対応する道路基準輝度パターン
   （Ｒｉ）と車輌通過輝度パターン（Ｃｉ）の相関値を演
   算して同断面検知ライン（Ｌ）方向の相関曲線（ＣＬ）
   を求め、当該相関曲線（ＣＬ）が検知スレッショルドレ
   ベル（Ｔｓ）を超えた場合に同相関曲線（ＣＬ）のピー
   ク輝度レベル位置に対応する車輌検知信号を出力する画
   像処理判定手段（３）とを包含することを特徴とする画
   像式車輌感知器。 〔２〕前記画像処理判定手段（３）は、断面検知ライン
   （Ｌ）上において車輌が通過していないときの道路基準
   輝度パターン（Ｒｉ）と車両が通過したときの車輌通過
   輝度パターン（Ｃｉ）の相関値の差分輝度レベル（Ｃｉ
   −Ｒｉ）を算出し、当該差分輝度レベル（Ｃｉ−Ｒｉ）
   が負で、かつ同差分輝度レベル（Ｃｉ−Ｒｉ）の変化率
   が略一定である帯域を除外して、断面検知ライン（Ｌ）
   方向に相関曲線を求めるよう構成されていることを特徴
   とする請求項１記載の、画像式車輌感知器。 〔３〕前記画像処理判定手段（３）は、車輌通過輝度パ
   ターン（Ｃｉ）が検知スレッショルドレベル（Ｔｓ）を
   超えた場合に、当該車輌通過輝度パターン（Ｃｉ）と道
   路基準輝度パターン（Ｒｉ）の相関曲線（ＣＬ）のピー
   ク輝度レベル位置に対応する車輌検知信号を出力するよ
   う構成されていることを特徴とする請求項１記載の、画
   像式車輌感知器。 〔４〕前記画像処理判定手段（３）は、断面検知ライン
   （Ｌ）上において車輌を検知した後に、車輌の進行方向
   に延びる後続車輌検知ライン （Ｌ′）の輝度抽出位置信号を画像輝度抽出手段（２）
   に出力して当該後続車輌検知ライン（Ｌ′）の画像輝度
   信号を入力することにより同後続車輌検知ライン（Ｌ′
   ）上の車輌を検知し、この後続車輌検知ライン（Ｌ′）
   の車輌検知出力がなくなってから車輌検知信号を出力す
   るよう構成されていることを特徴とする請求項１記載の
   、画像式車輌感知器。 〔５〕前記画像処理判定手段（３）は、交通流計測領域
   の映像画面上において多車線道路の長手方向に所定距離
   離隔した複数本の平行な断面検知ライン（Ｌａ、Ｌｂ）
   上を同一車輌が通過する時間（ｔａｂ）および当該時間
   （ｔａｂ）内に車輌が移動した距離（Ｌａｂ）の関係よ
   り走行車輌の速度を演算処理して当該車輌の走行速度信
   号を出力するよう構成されていることを特徴とする請求
   項１記載の、画像式車輌感知器。