JPH05312819A - Speed detecting device for moving object - Google Patents

Speed detecting device for moving object

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JPH05312819A
JPH05312819A JP4121691A JP12169192A JPH05312819A JP H05312819 A JPH05312819 A JP H05312819A JP 4121691 A JP4121691 A JP 4121691A JP 12169192 A JP12169192 A JP 12169192A JP H05312819 A JPH05312819 A JP H05312819A
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JP
Japan
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moving object
optical flow
vehicle
camera
moving
Prior art date
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Pending
Application number
JP4121691A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Akinori Kosako
明徳 小迫
Tsukasa Maejima
司 前嶋
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N T T DATA TSUSHIN KK
NTT Data Group Corp
Original Assignee
N T T DATA TSUSHIN KK
NTT Data Communications Systems Corp
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Filing date
Publication date
Application filed by N T T DATA TSUSHIN KK, NTT Data Communications Systems Corp filed Critical N T T DATA TSUSHIN KK
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  • Traffic Control Systems (AREA)

Abstract

PURPOSE:To detect the speed of a moving object such as a vehicle with high precision from an arbitrary point by determining the transfer vector of the moving object after the shiftable article existence region and each optical flow are statistically treated. CONSTITUTION:The focus distance, direction angle, and the turning angle of a TV camera are inputted 402, and at the same time, a digital image of a traveling vehicle is inputted 403. The digital image is treated by arbitrary threshold values, and the vehicle region is separated from other regions and extracted 404. While, the input image is smoothed, differentiation-treated, and the optical flow at each image element is extracted 405 through the least square calculation. The vehicle region and the optical flow are statistically treated 406 on the basis of the direction angle and dimension, and the imcorrect optical flow is discharged. The direction and dimension of the transfer vector are calculated from the left optical flow, and further, a transfer vector is determined 407 in each region. The determined transfer vector is projected 408 on the traveling surface or the vehicle by using the focus distance, direction angle and the turning angle of the camera, and the image element is converted to the actual distance, and the actual speed of the vehicle is calculated.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、走行車両の速度を検出
する交通管制システム等に適用して好適な移動物体の速
度検出装置に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a moving object speed detecting apparatus suitable for use in a traffic control system for detecting the speed of a traveling vehicle.

【0002】[0002]

【従来の技術】交通管制システムにおいて用いられる車
両の速度情報には、ある地点における車両の瞬間速度で
ある地点速度、車両が走行した距離を走行時間で割って
得られる走行速度、車両が走行した距離をそれに要した
全時間で割って得られる区間速度等がある。本発明で対
象にしている速度とは車両の地点速度のことである。
2. Description of the Related Art Vehicle speed information used in a traffic control system includes a point speed which is an instantaneous speed of the vehicle at a certain point, a traveling speed obtained by dividing a distance traveled by the vehicle by a traveling time, and a vehicle traveling. There is a section speed obtained by dividing the distance by the total time required for it. The speed targeted by the present invention is a point speed of the vehicle.

【0003】従来の交通管制システムにおいて、車両の
地点速度(以下、速度と略記)の計測に主に用いられて
いる装置としては、ループコイル式のような車両感知器
を用いるものと、超音波のドップラー効果を用いるもの
がある。
In a conventional traffic control system, as a device mainly used for measuring a point speed of a vehicle (hereinafter, abbreviated as speed), a device using a vehicle sensor such as a loop coil type and an ultrasonic wave are used. Some use the Doppler effect of.

【0004】車両感知器を用いた速度計測装置は、数メ
ートル間隔で設置された車両感知器の車両通過時刻の差
を計測することによって速度を算出する方法である。感
知器の設置場所は、超音波を用いたものは、道路上方約
5mもしくは道路斜め上方約2mであり、金属感知を用
いたものは道路面下である。
A speed measuring device using a vehicle detector is a method of calculating a speed by measuring a difference between vehicle passing times of vehicle detectors installed at intervals of several meters. The location of the detector is about 5 m above the road using ultrasonic waves or about 2 m diagonally above the road, and below the road surface using metal sensing.

【0005】ドップラー効果を用いた計測装置は、走行
車両に向かって超音波を放射し、ドップラー効果による
反射波の周波数偏移量を計測することによって速度を算
出する方法である。装置の設置場所は、計測を行う道路
の路側である。
A measuring device using the Doppler effect is a method of radiating an ultrasonic wave toward a traveling vehicle and measuring a frequency shift amount of a reflected wave due to the Doppler effect to calculate a speed. The installation location of the device is on the roadside of the road where measurement is performed.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
ような従来から主に用いられている車両速度検出装置
は、装置の構造上、設置された地点における限られたご
く狭い範囲においてしか適用できなかった。また、他の
地点を計測するために装置位置を変更する場合において
も、工事によって新たに設置したり、人手によって再設
置を行ったりする事が主であった。このようなことか
ら、ある広がりをもった範囲において、観測者が速度検
出を必要とする地点に検出装置を任意に設置し、車両速
度を検出することはできないという問題があった。
However, the above-mentioned vehicle speed detecting device, which has been mainly used conventionally, can be applied only in a limited and very narrow range at the installation point because of the structure of the device. It was In addition, when changing the position of the device to measure another point, it was mainly to newly install it by construction or re-install it manually. For this reason, there is a problem that the observer cannot arbitrarily detect the vehicle speed by installing a detector at a position where speed detection is required within a certain range.

【0007】また、設置状態により検出結果が大きく変
動するといった問題もあった。
There is also a problem that the detection result greatly varies depending on the installation state.

【0008】本発明は、前記問題点を解決するためにな
されたものであり、その目的は、道路等の移動物体の移
動面を臨む任意の地点から移動中の移動物体の速度を精
度良く検出することができる移動物体の速度検出装置を
提供することである。
The present invention has been made to solve the above-mentioned problems, and an object thereof is to accurately detect the speed of a moving moving object from an arbitrary point facing the moving surface of the moving object such as a road. The object of the present invention is to provide a moving object velocity detection device that can do the above.

【0009】[0009]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明においては、移動物体を撮影するカメラの焦
点距離と光軸の方向角および俯角を入力するカメラ情報
入力手段と、設定された時間間隔で撮影された画像中の
移動物体存在領域を抽出する領域抽出手段と、時間的に
連続し、かつ異なる時刻で撮影された複数の画像におけ
る各画素のオプティカルフローを抽出するオプティカル
フロー抽出手段と、抽出されたオプティカルフローを前
記領域抽出手段で抽出された移動物体存在領域について
統計的に処理し不正確なものを排除する統計処理手段
と、残されたオプティカルフローから移動物体存在領域
についての1つのベクトルを算出する移動ベクトル決定
手段と、決定された移動ベクトルをカメラの焦点距離と
光軸の方向角および俯角を用いて移動面上に投影して画
素を実距離に変換し、移動物体の実速度を算出する移動
ベクトル投影手段とを具備させた。
In order to achieve the above object, in the present invention, camera information input means for inputting a focal length of a camera for photographing a moving object and a direction angle and a depression angle of an optical axis are set. Region extraction means for extracting a moving object existing region in images captured at different time intervals, and optical flow extraction for extracting optical flows of respective pixels in a plurality of images captured at different times in time. Means, statistical processing means for statistically processing the extracted optical flow with respect to the moving object existing area extracted by the area extracting means and eliminating inaccurate ones, and moving object existing area from the remaining optical flow Moving vector determining means for calculating one of the vectors, and the determined moving vector as the focal length of the camera and the direction angle of the optical axis. And projected onto the moving surface using the angular converts pixel to the actual distance, it was provided with a moving vector projection means for calculating the actual speed of the moving object.

【0010】[0010]

【作用】移動ベクトルとは、対象移動物体の運動が画像
に投影された時に生じる画像上の見かけの速度ベクトル
のことであり、また、オプティカルフローとは、時間的
に連続する画像間での同一の点の動きを示すベクトルで
ある。
The motion vector is an apparent velocity vector on the image generated when the motion of the target moving object is projected on the image, and the optical flow is the same between images that are temporally continuous. Is a vector indicating the movement of the point.

【0011】上記手段によれば、カメラの焦点距離と光
軸の方向角および俯角をカメラ情報入力手段により入力
し、また、カメラで撮影した走行車両等の移動物体を含
む画像中の移動物体存在領域を領域抽出手段で抽出し、
また時間的に連続した複数の画像における各画素のオプ
ティカルフローを抽出する。そして、そのオプティカル
フローを領域抽出手段で抽出された領域について統計的
に処理を行い、不正確なものを排除する。さらに、残さ
れたオプティカルフローから1つのベクトルを決定し、
その決定された移動ベクトルをカメラの焦点距離と光軸
の方向角および俯角を用いて移動面上に投影し画素を実
距離に変換することにより移動物体の実速度を算出す
る。
According to the above means, the focal length of the camera, the direction angle and the depression angle of the optical axis are input by the camera information input means, and the presence of a moving object in an image including a moving object such as a traveling vehicle photographed by the camera. The region is extracted by the region extraction means,
Also, the optical flow of each pixel in a plurality of temporally continuous images is extracted. Then, the optical flow is statistically processed with respect to the area extracted by the area extracting means, and inaccurate ones are excluded. Furthermore, determine one vector from the remaining optical flow,
The determined moving vector is projected on the moving surface using the focal length of the camera, the direction angle of the optical axis, and the depression angle, and the actual velocity of the moving object is calculated by converting the pixels into the actual distance.

【0012】この結果、道路を臨む任意の地点から走行
中の車両等の移動物体の速度を精度良く検出することが
できる。
As a result, it is possible to accurately detect the speed of a moving object such as a vehicle running from an arbitrary point facing the road.

【0013】[0013]

【実施例】以下、本発明による移動物体の速度検出装置
を図面を用いて詳細に説明する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENT A moving object velocity detecting apparatus according to the present invention will be described in detail below with reference to the drawings.

【0014】図1は本発明による移動物体の速度検出装
置の一実施例を示す全体構成図であり、道路を走行する
車両等の移動物体を撮像するテレビカメラ1、このテレ
ビカメラ1の方向角を検出するセンサ2、テレビカメラ
1で撮像された画像をディジタル画像に変換するアナロ
グ・ディジタル変換回路(A/D)3、コンピュータか
らなる情報処理装置4、画像データや情報データ等を表
示する表示装置(CRT)5、磁気ディスク,光ディス
ク等からなる補助記憶装置6を備えている。この場合、
情報処理装置4は、CPU40とメモリ41とを備えて
いる。
FIG. 1 is an overall configuration diagram showing an embodiment of a moving object speed detecting device according to the present invention. A television camera 1 for picking up an image of a moving object such as a vehicle traveling on a road, and a direction angle of the television camera 1. A sensor 2 for detecting an image, an analog / digital conversion circuit (A / D) 3 for converting an image captured by the television camera 1 into a digital image, an information processing device 4 including a computer, a display for displaying image data, information data, etc. A device (CRT) 5, an auxiliary storage device 6 including a magnetic disk, an optical disk, etc. is provided. in this case,
The information processing device 4 includes a CPU 40 and a memory 41.

【0015】このCPU40とメモリ41とから構成さ
れる情報処理装置4を機能的に分解すると、図2に示す
ように、カメラ情報入力部402、画像入力部403、
領域抽出部404、オプティカルフロー抽出部405、
統計処理部406、移動ベクトル決定部407、移動ベ
クトル投影部408、データバス409から構成され
る。
When the information processing apparatus 4 composed of the CPU 40 and the memory 41 is functionally disassembled, as shown in FIG. 2, a camera information input section 402, an image input section 403,
Region extraction unit 404, optical flow extraction unit 405,
It includes a statistical processing unit 406, a movement vector determination unit 407, a movement vector projection unit 408, and a data bus 409.

【0016】次に、本実施例の移動物体の速度検出装置
の動作を、道路を走行する車両の速度を検出する場合を
例に挙げて説明する。
Next, the operation of the moving object speed detecting apparatus of the present embodiment will be described by taking the case of detecting the speed of a vehicle traveling on a road as an example.

【0017】図1および図2において、道路を走行する
車両を臨む任意の地点にテレビカメラ1を設置し、走行
車両をデレビカメラ1で撮像する。この撮像した画像
は、アナログ・ディジタル変換回路(A/D)3により
ディジタル画像に変換され、画像入力部403に入力さ
れる。同時に、デレビカメラ1の焦点距離および方向角
と俯角がセンサ2によりカメラ情報入力部402に入力
される。
In FIGS. 1 and 2, a television camera 1 is installed at an arbitrary point facing a vehicle traveling on a road, and the traveling vehicle is imaged by the delevi camera 1. The captured image is converted into a digital image by the analog / digital conversion circuit (A / D) 3 and input to the image input unit 403. At the same time, the sensor 2 inputs the focal length, the direction angle, and the depression angle of the delevi camera 1 to the camera information input unit 402.

【0018】画像入力部403に入力された走行車両の
ディジタル画像は、領域抽出部404で任意のしきい値
により処理され、車両領域とその他の領域に分割され
る。
The digital image of the traveling vehicle input to the image input unit 403 is processed by the region extraction unit 404 with an arbitrary threshold value and divided into a vehicle region and other regions.

【0019】一方、オプティカルフロー抽出部405で
は、図3のフローチャートに示すように、入力された画
像に対して任意の窓関数により平滑化処理(ステップ7
1)を行う。次に、この平滑化処理された画像に対して
微分処理(ステップ72)を行い、各画素における水平
・垂直方向の濃度の微分値(Ix,Iy)を求める。ま
た、時間的に連続する2つのフレームの画像から濃度の
差分値(It)を求める。これらの値を用いて構成され
る方程式 Ix・u+Iy・v+It=0 u:移動ベクトルの水平方向成分 v:移動ベクトルの垂直方向成分 から最小自乗演算(ステップ73)により、各画素にお
けるオプティカルフロー(u,v)を求める。この手法
は勾配法と呼ばれる。
On the other hand, in the optical flow extraction unit 405, as shown in the flow chart of FIG. 3, smoothing processing is performed on the input image by an arbitrary window function (step 7).
Perform 1). Next, a differential process (step 72) is performed on the smoothed image to obtain horizontal and vertical density differential values (I x , I y ) in each pixel. Further, the difference value (I t ) of the densities is obtained from the images of the two frames which are temporally continuous. Constructed using these values the equation I x · u + I y · v + I t = 0 u: horizontal component of the movement vector v: by a least squares calculation from the vertical component of the motion vector (step 73), an optical in each pixel Find the flow (u, v). This method is called the gradient method.

【0020】また、統計処理部406では、領域抽出部
404とオプティカルフロー抽出部405から得られた
結果から、図4のフローチャートに示すように、方向角
に基づく統計処理(ステップ81)と大きさに基づく統
計処理(ステップ82)という2つの統計処理により、
1つの領域内で誤りであると想定されるオプティカルフ
ローを排除する。以下に、この二つの統計処理を図6,
図7,図8を用いて説明する。
Further, in the statistical processing unit 406, from the results obtained from the area extracting unit 404 and the optical flow extracting unit 405, as shown in the flowchart of FIG. By the two statistical processing called the statistical processing (step 82) based on
Eliminate optical flows that are assumed to be erroneous within a region. Below, these two statistical processes are shown in FIG.
This will be described with reference to FIGS. 7 and 8.

【0021】図6における(x,y)は画像平面の座標
を表す。ここに示されている領域Rは、領域抽出部40
4において抽出された1つの対象移動物体の領域である
とする。Wi(ui,vi)はオプティカルフローを示す
ベクトルであり、領域R内に存在するものを示す。ま
た、ここで用いた添字iは領域内の第i番目のオプティ
カルフローを示す。
(X, y) in FIG. 6 represents the coordinates of the image plane. The region R shown here is the region extraction unit 40.
It is assumed that the area is one target moving object extracted in 4. W i (u i , v i ) is a vector indicating an optical flow and indicates one existing in the region R. The subscript i used here indicates the i-th optical flow in the area.

【0022】まず、オプティカルフローの方向角に基づ
く統計処理(ステップ81)では、前述の図6のような
入力から、次の式により各Wiの方向角θiを求める。
First, in the statistical processing based on the direction angle of the optical flow (step 81), the direction angle θ i of each W i is obtained from the input as shown in FIG.

【0023】θi=tan~1(vi/ui) (0≦θi<360°) このθiの値を用い、図7に示すように横軸を方向角、
縦軸をオプティカルフローの数としたヒストグラムを作
成する。このヒストグラムのピーク位置P1を中心とし
た任意の範囲D1に含まれないオプティカルフローを排
除する。
[0023] θ i = tan ~ 1 (v i / u i) (0 ≦ θ i <360 °) using the value of the theta i, the direction angle on the horizontal axis as shown in FIG. 7,
Create a histogram with the vertical axis representing the number of optical flows. Optical flows not included in an arbitrary range D1 centered on the peak position P1 of this histogram are excluded.

【0024】次にオプティカルフローの大きさに基づく
統計処理(ステップ82)では、方向角に基づく統計処
理(ステップ81)で残ったものについて、さらに各W
iの大きさ|Wi|を求める。
Next, in the statistical processing based on the magnitude of the optical flow (step 82), each W remaining in the statistical processing based on the direction angle (step 81) is further added.
i of size | W i | a seek.

【0025】|Wi|=√(ui 2+vi 2) この|Wi|の値を用し、同様に図8に示すように横軸
を大きさ、縦軸をオプティカルフローの数としたヒスト
グラムを作成する。このヒストグラムのピーク位置P2
を中心とした任意の範囲D2に含まれないオプティカル
フローをさらに排除する。
| W i | = √ (u i 2 + v i 2 ) Using the value of | W i |, the horizontal axis represents the size and the vertical axis represents the number of optical flows as shown in FIG. Create a histogram. Peak position P2 of this histogram
The optical flow not included in the arbitrary range D2 centered on is further excluded.

【0026】1つの領域内で以上のような処理を行い、
誤りであると想定されるオプティカルフローを排除す
る。
The above processing is performed in one area,
Eliminate optical flows that are assumed to be erroneous.

【0027】移動ベクトル決定部407では、図5のフ
ローチャートに示すように、ベクトル算出処理(ステッ
プ91)において統計処理部406で残ったオプティカ
ルフローの平均をとることにより、移動ベクトルの方向
および大きさの算出を行い、さらに、始点算出処理(ス
テップ92)でオプティカルフローの始点の重心をとる
ことにより,移動ベクトルの始点の決定を行う。これに
より、領域抽出部で得られた各領域について各1つの移
動ベクトルが決定される。
As shown in the flowchart of FIG. 5, the movement vector determination unit 407 averages the optical flows remaining in the statistical processing unit 406 in the vector calculation processing (step 91) to determine the direction and magnitude of the movement vector. Is calculated and the center of gravity of the starting point of the optical flow is calculated in the starting point calculation process (step 92) to determine the starting point of the movement vector. As a result, one movement vector is determined for each area obtained by the area extraction unit.

【0028】移動ベクトル投影部408では、まず、画
像入力部403において得られたディジタル画像の水平
方向の画素数と、カメラ1の水平方向の有効撮像範囲か
ら画素に対する実距離の比を求める。
In the movement vector projection unit 408, first, the ratio of the number of pixels in the horizontal direction of the digital image obtained in the image input unit 403 and the ratio of the actual distance to the pixel is calculated from the effective horizontal image pickup range of the camera 1.

【0029】D=R/C D:1画素の対する実距離の値 R:カメラの水平方向の実距離 C:画像の水平方向の画素数 本発明では、車両の走行する道路を平面であると仮定
し、移動ベクトル決定部407で得られた画像上の移動
ベクトルを該平面に投影し、先出の比の値を用いること
により、実空間における動きべクトルを求める。
D = R / C D: Real distance value for one pixel R: Actual distance in the horizontal direction of the camera C: Number of pixels in the horizontal direction of the image In the present invention, the road on which the vehicle runs is a plane. Assuming that the motion vector on the image obtained by the motion vector determination unit 407 is projected on the plane and the value of the ratio is used, the motion vector in the real space is obtained.

【0030】以下に、用いられる方程式と変数の表記法
について説明する。まず、全体の座標設定を図9によっ
て説明する。
The notation of equations and variables used will be described below. First, the overall coordinate setting will be described with reference to FIG.

【0031】図9における(X,Y,Z)はカメラ1の
焦点を原点Oとした3次元空間の座標であり、X−Z平
面は道路平面と平行に設定してある。
In FIG. 9, (X, Y, Z) are coordinates in a three-dimensional space with the focal point of the camera 1 as the origin O, and the XZ plane is set parallel to the road plane.

【0032】また、(X,Y)は画像平面の座標であ
り、y軸がY−Z平面上に存在するように設定してあ
る。
Further, (X, Y) is a coordinate of the image plane, and the y axis is set so as to exist on the YZ plane.

【0033】Hは、原点Oから道路平面までの距離から
車両の平均車高の半分を減じた距離で表される。
H is represented by a distance obtained by subtracting half the average vehicle height of the vehicle from the distance from the origin O to the road plane.

【0034】平面Pは道路平面と平行な投影平面であ
り、Y軸にそって原点OからHの距離に設定されてい
る。
The plane P is a projection plane parallel to the road plane, and is set at a distance from the origin O to H along the Y axis.

【0035】fはカメラの焦点距離であり、その方向は
画像平面と垂直に交わり、画像原点を通過する。
F is the focal length of the camera, the direction of which is perpendicular to the image plane and passes through the image origin.

【0036】q0は移動ベクトル決定部407で得られ
た移動ベクトルの起点を示す画像上の点である。さら
に、q1はq0から移動ベクトルにより移動した後の画像
上の点である。
Q 0 is a point on the image indicating the starting point of the movement vector obtained by the movement vector determination unit 407. Further, q 1 is a point on the image after moving from q 0 by the movement vector.

【0037】Q0,Q1はそれぞれq0,q1が投影平面上
に射影された点であり、そのベクトルWは実空間におれ
る運動ベクトルである。
Q 0 and Q 1 are points at which q 0 and q 1 are projected on the projection plane, and the vector W thereof is a motion vector in the real space.

【0038】図10は、図9をX軸方向から表したもの
であり、θはZ軸からカメラの光軸方向までの俯角を示
す。
FIG. 10 shows FIG. 9 from the X-axis direction, and θ shows the depression angle from the Z-axis to the optical axis direction of the camera.

【0039】図11は、図9における画像の例であり、
wはq0からq1への移動ベクトルを示し、uはwのx方
向成分であり、vはwのy方向成分である。
FIG. 11 is an example of the image in FIG.
w represents a movement vector from q 0 to q 1 , u is an x-direction component of w, and v is a y-direction component of w.

【0040】以上、図9,図10,図11を用いて説明
した設定の下で、次のような式が導かれる。
As described above, under the settings described with reference to FIGS. 9, 10 and 11, the following equation is derived.

【0041】Y0=Y1=−H X0=DHx0/(fsinθ−Dy0cosθ) Z0=H(Dy0sinθ+fcosθ)/(fsinθ
−Dy0cosθ) X1=DHx1/(fsinθ−Dy1cosθ) Z1=H(Dy1sinθ+fcosθ)/(fsinθ
−Dy1cosθ) U=X1−X0,V=Z1−Z0 (x0,y0):点q0の画像座標 (x1,y1):点q1の画像座標 (x1,y1)=(x0,y0)+(u,v) (X0,Y0,Z0):点Q0の3次元空間座標 (X1,Y1,Z1):点Q1の3次元空間座標 (U,V):ベクトルWのX方向,Z方向成分 D:1画素に対する実距離の値 このような式を用い、実空間における運動ベクトルであ
るWの値が実距離で求められる。
Y 0 = Y 1 = -H X 0 = DHx 0 / (fsin θ-Dy 0 cos θ) Z 0 = H (Dy 0 sin θ + fcos θ) / (fsin θ
−Dy 0 cos θ) X 1 = DHx 1 / (f sin θ −Dy 1 cos θ) Z 1 = H (Dy 1 sin θ + f cos θ) / (f sin θ
−Dy 1 cos θ) U = X 1 −X 0 , V = Z 1 −Z 0 (x 0 , y 0 ): image coordinate of point q 0 (x 1 , y 1 ): image coordinate of point q 1 (x 1 , y 1 ) = (x 0 , y 0 ) + (u, v) (X 0 , Y 0 , Z 0 ): Three-dimensional space coordinates of point Q 0 (X 1 , Y 1 , Z 1 ): Point Three-dimensional space coordinates (U, V) of Q 1 : X-direction and Z-direction components of vector W: Value of actual distance with respect to one pixel: Using such an expression, the value of W, which is a motion vector in real space, is real. Calculated by distance.

【0042】ここで求められた(X0,Y0,Z0)が検
出対象となった車両のカメラ1を基準とした位置を示
し、そのWが検出に要した連続する2フレームの画像間
での位置の変位である。よって、1フレームの画像の時
間間隔をTとすると、その速さSは S=‖W‖/T により求められる。
The value (X 0 , Y 0 , Z 0 ) obtained here indicates the position with reference to the camera 1 of the vehicle to be detected, and W is the distance between the images of two consecutive frames required for the detection. Is the displacement of the position at. Therefore, if the time interval of the image of one frame is T, the speed S can be obtained by S = ‖W‖ / T.

【0043】以上の説明からわかるように、本実施例に
よれば、図1に示す領域抽出部404の処理により得ら
れた領域を用いて、図4に示すような統計的な処理によ
って走行車両の移動ベクトルを決定しているので、精度
の良い領域抽出は必要なく、画像上で検出対象とする領
域(単一車両の領域または複数車両群の領域)を包括す
る範囲の抽出で十分である。したがって、領域抽出によ
る処理負担が少なく、またその結果に移動ベクトル決定
が大きく影響されない。さらに、移動ベクトル決定部4
07において、統計処理を各オプティカルフローの方向
角を用いて行っているため、算出誤りを含むフローによ
る影響を受けにくく、より安定した検出が可能となる。
As can be seen from the above description, according to the present embodiment, the traveling vehicle is subjected to the statistical processing as shown in FIG. 4 using the area obtained by the processing of the area extracting unit 404 shown in FIG. Since the movement vector of the vehicle is determined, it is not necessary to extract the area with high accuracy, and it is sufficient to extract the range including the area to be detected on the image (area of a single vehicle or area of multiple vehicle groups). .. Therefore, the processing load due to the region extraction is small, and the result is not greatly affected by the movement vector determination. Furthermore, the movement vector determination unit 4
In 07, since the statistical processing is performed using the direction angle of each optical flow, it is less affected by the flow including the calculation error, and more stable detection can be performed.

【0044】また、ビデオカメラ1を用いて検出を行っ
ているので、従来の装置と比べてより広い範囲での速度
検出が可能であり、さらに画像内に存在する複数の車両
についても同時に検出が可能である。
Further, since the video camera 1 is used for detection, it is possible to detect the speed in a wider range as compared with the conventional apparatus, and it is also possible to simultaneously detect a plurality of vehicles existing in the image. It is possible.

【0045】また、カメラ情報入力部402によりカメ
ラの俯角等の値を逐次入力し、それに応じて移動ベクト
ル投影部408で速度算出を行っているので、速度検出
地点を変更することが極めて容易となる。
Further, since the values of the depression angle of the camera are sequentially input from the camera information input unit 402 and the velocity is calculated by the movement vector projection unit 408 accordingly, it is extremely easy to change the velocity detection point. Become.

【0046】以上、本発明を実施例に基づき具体的に説
明したが、本発明は、前記実施例に限定されることな
く、その要旨に逸脱しない範囲において種々変更し得る
ことはいうまでもない。例えば、移動物体として道路を
走行する車両を例に挙げたが、人間、その他の物体であ
っても同様に検出することができる。
Although the present invention has been specifically described based on the embodiments, it is needless to say that the present invention is not limited to the above embodiments and can be variously modified without departing from the scope of the invention. .. For example, although a vehicle traveling on a road is taken as an example of a moving object, a human being or other objects can be detected in the same manner.

【0047】[0047]

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
移動物体を撮影するカメラの焦点距離と光軸の方向角お
よび俯角を入力するカメラ情報入力手段と、設定された
時間間隔で撮影された画像中の移動物体存在領域を抽出
する領域抽出手段と、時間的に連続し、かつ異なる時刻
で撮影された複数の画像における各画素のオプティカル
フローを抽出するオプティカルフロー抽出手段と、抽出
されたオプティカルフローを前記領域抽出手段で抽出さ
れた移動物体存在領域について統計的に処理し不正確な
ものを排除する統計処理手段と、残されたオプティカル
フローから移動物体存在領域についての1つのベクトル
を算出する移動ベクトル決定手段と、決定された移動ベ
クトルをカメラの焦点距離と光軸の方向角および俯角を
用いて移動面上に投影して画素を実距離に変換し、移動
物体の実速度を算出する移動ベクトル投影手段とを具備
させたので、道路等の移動面を臨む任意の地点から移動
中の車両等の移動物体の速度を精度良く検出することが
できる。
As described above, according to the present invention,
Camera information input means for inputting a focal length of a camera for shooting a moving object, a direction angle and a depression angle of an optical axis, and an area extracting means for extracting a moving object existing area in an image taken at a set time interval, Optical flow extraction means for extracting the optical flow of each pixel in a plurality of images captured at different times and temporally continuous, and the extracted optical flow for the moving object existing area extracted by the area extraction means Statistical processing means for statistically processing and eliminating inaccurate ones, movement vector determination means for calculating one vector for the moving object existing region from the remaining optical flow, and the determined movement vector for the focus of the camera The actual velocity of the moving object is calculated by projecting it onto the moving surface using the distance and the direction angle of the optical axis and the depression angle to convert the pixels into the actual distance. Movement so was and a vector projection means for the speed of a moving object such as a vehicle in motion from any point facing the moving surface such as a road can be detected accurately.

【0048】さらに、複数の移動物体の速度検出が同時
に可能となるといった効果がある。
Further, there is an effect that the speeds of a plurality of moving objects can be detected at the same time.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】 本発明による移動物体の速度検出装置の一実
施例を示す全体構成図である。
FIG. 1 is an overall configuration diagram showing an embodiment of a moving object velocity detection apparatus according to the present invention.

【図2】 図1における情報処理装置の機能ブロック図
である。
FIG. 2 is a functional block diagram of the information processing device in FIG.

【図3】 オプティカルフロー抽出部における処理の手
順を示すフローチャートである。
FIG. 3 is a flowchart showing a processing procedure in an optical flow extraction unit.

【図4】 統計処理部における処理の手順を示すフロー
チャートである。
FIG. 4 is a flowchart showing a processing procedure in a statistical processing unit.

【図5】 移動ベクトル決定部における処理の手順を示
すフローチャートである。
FIG. 5 is a flowchart showing a procedure of processing in a movement vector determination unit.

【図6】 統計処理を説明するための説明図である。FIG. 6 is an explanatory diagram for explaining statistical processing.

【図7】 方向角に基づいた統計処理を説明するための
説明図である。
FIG. 7 is an explanatory diagram for explaining statistical processing based on direction angles.

【図8】 大きさに基づいた統計処理を説明するための
説明図である。
FIG. 8 is an explanatory diagram illustrating a statistical process based on a size.

【図9】 座標設定と変数表記法を説明するための説明
図である。
FIG. 9 is an explanatory diagram for explaining coordinate setting and variable notation.

【図10】 座標設定と変数表記法を説明するための説
明図である。
FIG. 10 is an explanatory diagram for explaining coordinate setting and variable notation.

【図11】 座標設定と変数表記法を説明するための説
明図である。
FIG. 11 is an explanatory diagram for explaining coordinate setting and variable notation.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…テレビカメラ、2…センサ、3…アナログ・ディジ
タル変換回路、4…情報処理装置、5…表示装置(CR
T)、6…補助記憶装置、401…CPU、402…カ
メラ情報入力部,403…画像入力部、404…領域抽
出部、405…オプティカルフロー抽出部、406…統
計処理部、407…移動ベクトル決定部、408…移動
ベクトル投影部、409…データバス。
1 ... Television camera, 2 ... Sensor, 3 ... Analog / digital conversion circuit, 4 ... Information processing device, 5 ... Display device (CR
T), 6 ... Auxiliary storage device, 401 ... CPU, 402 ... Camera information input unit, 403 ... Image input unit, 404 ... Region extraction unit, 405 ... Optical flow extraction unit, 406 ... Statistical processing unit, 407 ... Movement vector determination Part, 408 ... Movement vector projection part, 409 ... Data bus.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 移動物体を撮影した画像から移動物体の
移動速度を画像処理によって検出する移動物体の速度検
出装置において、移動物体を撮影するカメラの焦点距離
と光軸の方向角および俯角を入力するカメラ情報入力手
段と、設定された時間間隔で撮影された画像中の移動物
体存在領域を抽出する領域抽出手段と、時間的に連続
し、かつ異なる時刻で撮影された複数の画像における各
画素のオプティカルフローを抽出するオプティカルフロ
ー抽出手段と、抽出されたオプティカルフローを前記領
域抽出手段で抽出された移動物体存在領域について統計
的に処理し不正確なものを排除する統計処理手段と、残
されたオプティカルフローから移動物体存在領域につい
ての1つのベクトルを算出する移動ベクトル決定手段
と、決定された移動ベクトルをカメラの焦点距離と光軸
の方向角および俯角を用いて移動物体の移動面上に投影
して画素を実距離に変換し、移動物体の実速度を算出す
る移動ベクトル投影手段とを具備することを特徴とする
移動物体の速度検出装置。
1. A moving object speed detecting device for detecting a moving speed of a moving object from an image obtained by shooting the moving object by image processing, wherein a focal length of a camera for shooting the moving object and a direction angle and a depression angle of an optical axis are input. Camera information inputting means, area extracting means for extracting a moving object existing area in images taken at set time intervals, and pixels in a plurality of images taken at different times consecutively in time An optical flow extracting means for extracting the optical flow of, and a statistical processing means for statistically processing the extracted optical flow with respect to the moving object existing area extracted by the area extracting means and eliminating inaccurate ones, and Vector determining means for calculating one vector for the moving object existing region from the optical flow, and the determined moving vector. A moving vector projecting means for projecting the tor on the moving surface of the moving object by using the focal length of the camera, the direction angle of the optical axis, and the depression angle to convert the pixels into the actual distance and calculate the actual velocity of the moving object. A moving object velocity detecting device characterized by:
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