JPH0516811A - 物体検出システム - Google Patents
物体検出システムInfo
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- JPH0516811A JPH0516811A JP3166618A JP16661891A JPH0516811A JP H0516811 A JPH0516811 A JP H0516811A JP 3166618 A JP3166618 A JP 3166618A JP 16661891 A JP16661891 A JP 16661891A JP H0516811 A JPH0516811 A JP H0516811A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 天候に左右されず適確に物体を検出できる
物体検出システムを提供することを目的とする。 【構成】 本発明の物体検出システムは、位置合わせ
処理部１０６で背景画像の位置合わせを行い、相関処理
部１０７で位置合わせ後の物体画像のずれを一次元フー
リエ変換のような相関処理によって検出する。ここで得
られた相関値は相関値判定部１０８において予め設定さ
れた相関値と比較され、空間内に物体が存在するか否か
の判定がなされる。相関値判定部１０８で空間内に物体
が存在すると判定された場合は警報信号出力部１１０を
直ちに駆動し警報信号を出力する。
物体検出システムを提供することを目的とする。 【構成】 本発明の物体検出システムは、位置合わせ
処理部１０６で背景画像の位置合わせを行い、相関処理
部１０７で位置合わせ後の物体画像のずれを一次元フー
リエ変換のような相関処理によって検出する。ここで得
られた相関値は相関値判定部１０８において予め設定さ
れた相関値と比較され、空間内に物体が存在するか否か
の判定がなされる。相関値判定部１０８で空間内に物体
が存在すると判定された場合は警報信号出力部１１０を
直ちに駆動し警報信号を出力する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は例えば鉄道の踏切道上に
侵入した障害物を自動的に検出する物体検出システムに
関する。
侵入した障害物を自動的に検出する物体検出システムに
関する。
【０００２】
【従来の技術】鉄道の踏切上で、エンジンストップ等に
より立往生した自動車や誤って落とされた積荷などの障
害物を自動的に検出し、踏切に接近する列車に警報を発
する装置として従来から赤外線ビームを用いたものが知
られている。図９はその例で、線路を挟んで送光器・受
光器を対向配置し、送光器から発せられる赤外線ビーム
を障害物が遮断することによって障害物を検出し、警報
を出力するようにしている。
より立往生した自動車や誤って落とされた積荷などの障
害物を自動的に検出し、踏切に接近する列車に警報を発
する装置として従来から赤外線ビームを用いたものが知
られている。図９はその例で、線路を挟んで送光器・受
光器を対向配置し、送光器から発せられる赤外線ビーム
を障害物が遮断することによって障害物を検出し、警報
を出力するようにしている。
【０００３】図９の装置では検出方法が簡便である反
面、降雪時は赤外線が透過せず障害物の検出が困難にな
るという欠点があった。また、送・受光器を地上数１０
センチの高さに設置しなければならないため、大雪の降
る地方では送・受光器が雪に埋もれてしまい検出不能と
なる。さらに、送・受光器の配置箇所によっては赤外線
の透過しない部分（いわゆる死角）が存在するため正確
な障害物の検出が難しかった。
面、降雪時は赤外線が透過せず障害物の検出が困難にな
るという欠点があった。また、送・受光器を地上数１０
センチの高さに設置しなければならないため、大雪の降
る地方では送・受光器が雪に埋もれてしまい検出不能と
なる。さらに、送・受光器の配置箇所によっては赤外線
の透過しない部分（いわゆる死角）が存在するため正確
な障害物の検出が難しかった。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】以上のように従来の赤
外線を用いた障害物検出は、天候によって検出が困難に
なるほか死角が存在することから正確な検出が難しいと
いう欠点があった。
外線を用いた障害物検出は、天候によって検出が困難に
なるほか死角が存在することから正確な検出が難しいと
いう欠点があった。
【０００５】本発明は上記欠点を考慮してなされたもの
で、天候に左右されずに正確な検出が可能で、死角も存
在しない良好な物体検出システムを提供することを目的
とする。
で、天候に左右されずに正確な検出が可能で、死角も存
在しない良好な物体検出システムを提供することを目的
とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に本発明は、所定の空間内に侵入した物体を検出する物
体検出システムにおいて、前記空間を撮像する第１およ
び第２の撮像手段と、前記第１および第２の撮像手段で
得られた画像どうしを比較して画面中の背景画像の位置
を補正する背景画像補正手段と、背景画像を補正した
後、両画像の所定エリアを抽出してエリア上の画素ごと
の濃度を検出し、両画像の画素位置ごとの濃度を比較し
て相関値を得る相関処理手段と、この相関処理手段で得
られた相関値と予め設定された所定の相関値とを比較し
前記空間内の物体の有無を判別する判別手段と、 前記
判別手段で前記所定の空間内に物体が存在していると判
別されたとき警報信号を出力する警報信号出力手段とを
具備したことを特徴とする。
に本発明は、所定の空間内に侵入した物体を検出する物
体検出システムにおいて、前記空間を撮像する第１およ
び第２の撮像手段と、前記第１および第２の撮像手段で
得られた画像どうしを比較して画面中の背景画像の位置
を補正する背景画像補正手段と、背景画像を補正した
後、両画像の所定エリアを抽出してエリア上の画素ごと
の濃度を検出し、両画像の画素位置ごとの濃度を比較し
て相関値を得る相関処理手段と、この相関処理手段で得
られた相関値と予め設定された所定の相関値とを比較し
前記空間内の物体の有無を判別する判別手段と、 前記
判別手段で前記所定の空間内に物体が存在していると判
別されたとき警報信号を出力する警報信号出力手段とを
具備したことを特徴とする。
【０００７】
【作用】上記構成の物体検出システムは、背景画像の補
正をした後の左右の画像について相関処理を施して画像
の視差による物体画像の位置ずれを検出し空間内の物体
の有無を判定するので適確に物体を検出できる。
正をした後の左右の画像について相関処理を施して画像
の視差による物体画像の位置ずれを検出し空間内の物体
の有無を判定するので適確に物体を検出できる。
【０００８】
【実施例】以下本発明の実施例を図１乃至図８を参照し
て説明する。
て説明する。
【０００９】本発明は、比較的近距離にある物体を両目
で見るとき、左右の網膜に生じる像に違いができること
から立体感覚を得るという両眼立体視の考えを応用した
ものである。図２にその原理を示す。図２で２１を左
目、２２を右目とし、２３をある高さを持つ物体とす
る。物体２３を右目２２で見たとき右目に写る像は、ｘ
ｙ平面上に投影された投影像２４となり、物体２３を左
目２１で見たとき左目に写る像は、投影像２５となる。
このように、物体に大きさ（高さ）があれば右目と左目
に視差があるため投影像の位置に違いが生じる。本発明
はこの考えを利用して２台の撮像手段で空間を撮像し、
得られた２つの画像を比較し、視差による画像の位置ず
れを検出することによって空間内の物体を検出するもの
である。本発明の実施例を図１のブロック図を用いて説
明する。
で見るとき、左右の網膜に生じる像に違いができること
から立体感覚を得るという両眼立体視の考えを応用した
ものである。図２にその原理を示す。図２で２１を左
目、２２を右目とし、２３をある高さを持つ物体とす
る。物体２３を右目２２で見たとき右目に写る像は、ｘ
ｙ平面上に投影された投影像２４となり、物体２３を左
目２１で見たとき左目に写る像は、投影像２５となる。
このように、物体に大きさ（高さ）があれば右目と左目
に視差があるため投影像の位置に違いが生じる。本発明
はこの考えを利用して２台の撮像手段で空間を撮像し、
得られた２つの画像を比較し、視差による画像の位置ず
れを検出することによって空間内の物体を検出するもの
である。本発明の実施例を図１のブロック図を用いて説
明する。
【００１０】１０３ａ，１０３ｂは画像入力部で、例え
ばカメラである。これは図２の左目２１，右目２２に相
当し、例えば、図８に示すように、踏切全体を撮影でき
るようにある高さをもって踏切全体を見下ろす位置に設
置される。
ばカメラである。これは図２の左目２１，右目２２に相
当し、例えば、図８に示すように、踏切全体を撮影でき
るようにある高さをもって踏切全体を見下ろす位置に設
置される。
【００１１】踏切開閉信号入力部１０１より踏切閉鎖を
示す信号が画像入力部１０３ａ，１０３ｂに入力され、
各画像入力部１０３ａ，１０３ｂは撮像を開始する。得
られた画像は画像記憶部１０４に取込まれ、アナログ／
デジタル変換されることによって例えば８ｂｉｔ（０か
ら２５５階調）に量子化された後、ＩＣメモリ等のデー
タ保持手段にこの画像が記憶される。デジタル変換され
た画像は位置合せ処理部１０６に入力され二つの画像の
背景画像が以下に示す方法で補正される。（以下これを
位置合わせと呼ぶ。）
示す信号が画像入力部１０３ａ，１０３ｂに入力され、
各画像入力部１０３ａ，１０３ｂは撮像を開始する。得
られた画像は画像記憶部１０４に取込まれ、アナログ／
デジタル変換されることによって例えば８ｂｉｔ（０か
ら２５５階調）に量子化された後、ＩＣメモリ等のデー
タ保持手段にこの画像が記憶される。デジタル変換され
た画像は位置合せ処理部１０６に入力され二つの画像の
背景画像が以下に示す方法で補正される。（以下これを
位置合わせと呼ぶ。）
【００１２】画像入力部１０３ａで得られた画像を図３
（ａ），画像入力部１０３ｂで得られた画像を図３
（ｂ）とすると、背景画像の位置合せは、図３中の黒丸
で示すポイントの画素位置を比較し、一方の画像を他方
の画像に位置を合せることによって行う。ポイントの位
置は例えば踏切道Ｌと線路Ｒとの交点のように両画像に
共通な箇所に設定される。図４（ａ）は位置合せ後の画
像で、背景画像である踏切道Ｌの位置が図４（ｂ）と同
じになるように補正されている。図４（ａ）中の一点鎖
線は位置合わせ前の踏切道である。図４（ｂ）は補正さ
れていないので図３（ｂ）と同じである。図４に示すよ
うに、空間内に大きさ（高さ）を持つ物体が存在すれ
ば、前述した視差によって物体画像に位置ずれが生じ
る。したがって、この位置ずれが検出されれば空間内に
物体が存在することになる。以下その検出方法について
説明する。
（ａ），画像入力部１０３ｂで得られた画像を図３
（ｂ）とすると、背景画像の位置合せは、図３中の黒丸
で示すポイントの画素位置を比較し、一方の画像を他方
の画像に位置を合せることによって行う。ポイントの位
置は例えば踏切道Ｌと線路Ｒとの交点のように両画像に
共通な箇所に設定される。図４（ａ）は位置合せ後の画
像で、背景画像である踏切道Ｌの位置が図４（ｂ）と同
じになるように補正されている。図４（ａ）中の一点鎖
線は位置合わせ前の踏切道である。図４（ｂ）は補正さ
れていないので図３（ｂ）と同じである。図４に示すよ
うに、空間内に大きさ（高さ）を持つ物体が存在すれ
ば、前述した視差によって物体画像に位置ずれが生じ
る。したがって、この位置ずれが検出されれば空間内に
物体が存在することになる。以下その検出方法について
説明する。
【００１３】図１に戻り、位置合せ処理部１０６で位置
合せされた画像は相関処理部１０７に送られる。踏切開
閉信号入力部１０１からの制御信号によって視差計算エ
リア抽出部１０５が作動し、ここから相関処理部１０７
にエリア抽出信号が供給され、画像の一部が抽出され、
抽出されたエリア上の各画素に対応する濃度が検出され
る。図４の斜線部は抽出されたエリアを示す。
合せされた画像は相関処理部１０７に送られる。踏切開
閉信号入力部１０１からの制御信号によって視差計算エ
リア抽出部１０５が作動し、ここから相関処理部１０７
にエリア抽出信号が供給され、画像の一部が抽出され、
抽出されたエリア上の各画素に対応する濃度が検出され
る。図４の斜線部は抽出されたエリアを示す。
【００１４】図５（ａ）のｆa ，（ｂ）のｆb はそれぞ
れ、抽出された図４のエリアｙ1 上の画素位置と濃度の
関係を表すグラフである。濃度は例えば０〜２５５カウ
ントまでの値で表される。得られたｆa ，ｆb は相関処
理部１０７で一次元フーリエ変換が施され両者の相関が
とられる。図６はｆa ，ｆb を一次元フーリエ変換した
時の相関値を示す図である。相関値がピークに達したと
きの横軸の値が物体画像の位置ずれ量である。
れ、抽出された図４のエリアｙ1 上の画素位置と濃度の
関係を表すグラフである。濃度は例えば０〜２５５カウ
ントまでの値で表される。得られたｆa ，ｆb は相関処
理部１０７で一次元フーリエ変換が施され両者の相関が
とられる。図６はｆa ，ｆb を一次元フーリエ変換した
時の相関値を示す図である。相関値がピークに達したと
きの横軸の値が物体画像の位置ずれ量である。
【００１５】この相関値は相関処理部１０７から相関値
判定部１０８に送られ、予め設定された相関値と比較さ
れ、この比較結果が障害物判定部１０９に送られる。障
害物判定部１０９には上述したような方法で比較された
各エリアごとの比較結果が次々と送られ、収集された比
較結果から空間内に物体があるか否かの総合的な判定が
なされる。しかしながら安全のため、一つのエリアでも
障害物があると判定された場合は、直ちに警報信号出力
部１１０を駆動させる信号を出力し、警報信号を出力さ
せる。同時に障害物判定部１０９は画像記録部１０４に
制御信号を送り、このときの画像を検出画像伝送部１１
１に転送して、この画像を例えば線路区間内の中央監視
所へ伝送するように動作させる。以上の動作を図７のフ
ローチャートに示す。
判定部１０８に送られ、予め設定された相関値と比較さ
れ、この比較結果が障害物判定部１０９に送られる。障
害物判定部１０９には上述したような方法で比較された
各エリアごとの比較結果が次々と送られ、収集された比
較結果から空間内に物体があるか否かの総合的な判定が
なされる。しかしながら安全のため、一つのエリアでも
障害物があると判定された場合は、直ちに警報信号出力
部１１０を駆動させる信号を出力し、警報信号を出力さ
せる。同時に障害物判定部１０９は画像記録部１０４に
制御信号を送り、このときの画像を検出画像伝送部１１
１に転送して、この画像を例えば線路区間内の中央監視
所へ伝送するように動作させる。以上の動作を図７のフ
ローチャートに示す。
【００１６】始めにあるタイミングで撮像手段によって
踏切全体の画像が撮像・記録され（ステップ７０１）、
背景画像の位置を合わせ（ステップ７０２）、エリア抽
出手段で抽出されたエリア毎に二つの画像について画像
位置と濃度の関係を取り、一次元フーリエ変換を施して
両画像の相関値をとる（ステップ７０３）。
踏切全体の画像が撮像・記録され（ステップ７０１）、
背景画像の位置を合わせ（ステップ７０２）、エリア抽
出手段で抽出されたエリア毎に二つの画像について画像
位置と濃度の関係を取り、一次元フーリエ変換を施して
両画像の相関値をとる（ステップ７０３）。
【００１７】次にステップ７０３で得られた相関値と予
め定めた所定値と比較され（ステップ７０４）、この比
較結果から抽出したエリア内には障害物があると判定さ
れ（ステップ７０５）、ただちに警報出力され（ステッ
プ７０６）、そのときの画像が中央監視所に伝送される
（ステップ７０７）。
め定めた所定値と比較され（ステップ７０４）、この比
較結果から抽出したエリア内には障害物があると判定さ
れ（ステップ７０５）、ただちに警報出力され（ステッ
プ７０６）、そのときの画像が中央監視所に伝送される
（ステップ７０７）。
【００１８】上述したように、本実施例では踏切全体を
カメラによって撮像し、背景画像の位置合わせをした
後、踏切内の物体の有無を一次元フーリエ変換による相
関処理を行うことによって判別しているので、悪天候時
でも物体の検出を確実にでき、いわゆる死角が生じない
ので適確な物体検出が可能となる。また本実施例では、
踏切内に物体が存在しない背景画像と物体が存在する画
像とを比較する構成を採用していない。従って、急激な
天候の変化によって二つの画像の間に輝度差が生じて誤
認識するといった事はないので安定した検出ができる。
カメラによって撮像し、背景画像の位置合わせをした
後、踏切内の物体の有無を一次元フーリエ変換による相
関処理を行うことによって判別しているので、悪天候時
でも物体の検出を確実にでき、いわゆる死角が生じない
ので適確な物体検出が可能となる。また本実施例では、
踏切内に物体が存在しない背景画像と物体が存在する画
像とを比較する構成を採用していない。従って、急激な
天候の変化によって二つの画像の間に輝度差が生じて誤
認識するといった事はないので安定した検出ができる。
【００１９】図１のブロック図では各エリア毎に相関値
の比較を行い、全エリアにおける判定結果を障害物判定
部１０９で収集し、空間内に障害物があるか否かの総合
的な判断をここで行っているが、処理の速度をあげるた
め全エリアについて処理をおこなうのではなく抽出すべ
きエリアを予め定めておき、そのエリアについてのみ処
理を行ってもよい。逆に、必要に応じてライン状になっ
ている一つのエリアをさらに細かくセル状に分割して、
各セル毎に相関処理・判別を行ってもよい。
の比較を行い、全エリアにおける判定結果を障害物判定
部１０９で収集し、空間内に障害物があるか否かの総合
的な判断をここで行っているが、処理の速度をあげるた
め全エリアについて処理をおこなうのではなく抽出すべ
きエリアを予め定めておき、そのエリアについてのみ処
理を行ってもよい。逆に、必要に応じてライン状になっ
ている一つのエリアをさらに細かくセル状に分割して、
各セル毎に相関処理・判別を行ってもよい。
【００２０】なお撮像手段のカメラは例えば図８のよう
に設置されるが、各カメラの光軸は平行であっても所定
の角度を有していても良い。また、アナログ／デジタル
変換の量子化レベルは必ずしも８ｂｉｔ（０〜２５５階
調）である必要はない。さらに、一次元相関処理は一次
元フーリエ変換を用いず空間領域で行っても良い。ま
た、相関処理の前処理として、画像を鮮明化するフィル
タ処理や輪郭線抽出処理をおこなって２値画像とする方
法を用いることも可能である。
に設置されるが、各カメラの光軸は平行であっても所定
の角度を有していても良い。また、アナログ／デジタル
変換の量子化レベルは必ずしも８ｂｉｔ（０〜２５５階
調）である必要はない。さらに、一次元相関処理は一次
元フーリエ変換を用いず空間領域で行っても良い。ま
た、相関処理の前処理として、画像を鮮明化するフィル
タ処理や輪郭線抽出処理をおこなって２値画像とする方
法を用いることも可能である。
【００２１】
【発明の効果】以上詳述したように、本発明によれば、
天候に左右されずしかもいわゆる死角が存在しないので
正確な物体の検出が可能となる。
天候に左右されずしかもいわゆる死角が存在しないので
正確な物体の検出が可能となる。
【図１】本発明の実施例を示すブロック図である。
【図２】本発明に用いる両眼立体視の原理を示す図であ
る。
る。
【図３】画像入力部で得た画像を示す図である。
【図４】位置合せ後の画像を示す図である。
【図５】画素位置と濃度との関係を表すグラフである。
【図６】位置ずれと相関値との関係を表すグラフであ
る。
る。
【図７】本発明のフローチャートを示す図である。
【図８】本発明の撮像手段の設置状態を示す図である。
【図９】従来の障害物検出装置を示す図である。
１０１…踏切開閉信号入力部、１０３ａ，１０３ｂ…画
像入力部 １０４…画像記憶部、１０５…視差計算エリア抽出部 １０６…位置合わせ処理部、１０７…相関処理部、１０
８…相関値判定部 １０９…障害物判定部、１１０…警報信号出力部 １１１…検出画像記録伝送部、Ｌ…踏切道、Ｒ…線路、
Ｄ…障害物
像入力部 １０４…画像記憶部、１０５…視差計算エリア抽出部 １０６…位置合わせ処理部、１０７…相関処理部、１０
８…相関値判定部 １０９…障害物判定部、１１０…警報信号出力部 １１１…検出画像記録伝送部、Ｌ…踏切道、Ｒ…線路、
Ｄ…障害物
Claims (2)
- 【請求項１】 所定の空間内に侵入した物体の有無を検
出する物体検出システムにおいて、 前記空間を撮像する第１および第２の撮像手段と、 前記第１および第２の撮像手段で得られた画像どうしを
比較して画面中の背景画像の位置を補正する背景画像補
正手段と、 前記背景画像を補正した後、両画像の所定エリアを抽出
してエリア上の画素ごとの濃度を検出し、画素位置と濃
度との関係について両画像の相関値を得る相関処理手段
と、 前記相関処理手段で得られた相関値と予め設定した所定
の相関値とを比較し、前記空間内の物体の有無を判別す
る判別手段と、 前記空間内に物体が存在していると判別されたとき警報
信号を出力する警報信号出力手段とを具備することを特
徴とする物体検出システム。 - 【請求項２】 前記判別手段で前記空間内に物体が存在
していると判別された場合、そのときの画像を記憶し、
これを伝送する伝送手段を具備することを特徴とする請
求項１記載の物体検出システム。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3166618A JPH0516811A (ja) | 1991-07-08 | 1991-07-08 | 物体検出システム |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3166618A JPH0516811A (ja) | 1991-07-08 | 1991-07-08 | 物体検出システム |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0516811A true JPH0516811A (ja) | 1993-01-26 |
Family
ID=15834646
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3166618A Pending JPH0516811A (ja) | 1991-07-08 | 1991-07-08 | 物体検出システム |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0516811A (ja) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002058014A (ja) * | 2000-08-08 | 2002-02-22 | Yokogawa Electric Corp | 物体検知システム |
| JP2004042777A (ja) * | 2002-07-11 | 2004-02-12 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 障害物検知装置 |
| US7260243B2 (en) | 2002-08-30 | 2007-08-21 | Fuji Jukogyo Kabushiki Kaisha | Intruding-object detection apparatus |
| WO2008056765A1 (fr) * | 2006-11-09 | 2008-05-15 | Yamatake Corporation | Procédé de recherche de point correspondant et procédé de mesure de position tridimensionnelle |
| JP2008123142A (ja) * | 2006-11-09 | 2008-05-29 | Yamatake Corp | 対応点探索方法および３次元位置計測方法 |
| EP2249310A1 (en) * | 2008-02-04 | 2010-11-10 | Konica Minolta Holdings, Inc. | Periphery monitoring device and periphery monitoring method |
| JP2016192109A (ja) * | 2015-03-31 | 2016-11-10 | 公益財団法人鉄道総合技術研究所 | 障害物検知方法およびその装置 |
-
1991
- 1991-07-08 JP JP3166618A patent/JPH0516811A/ja active Pending
Cited By (9)
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