JPH0636014A - 移動物体計測装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 処理及び構成が簡単で、一部のフレームで移
動物体の検出に失敗しても高い精度での計測を可能に
し、また、計測対象移動物体が他の移動物体と重なって
撮像されるような場合でも、高い分離能力で移動物体を
検出できる移動物体計測装置を得る。 【構成】 移動物体の情報を計測するための処理領域
を、撮像部１の設置位置に応じて、画像データ中で移動
物体の一部分でも通過する任意の位置に設定し、この処
理領域内の画像データから移動物体の少なくとも一部を
示すデータを抽出し、抽出データを１次元に圧縮して一
定時間蓄積し、時系列に並べてデータ時系列蓄積画像を
得、これを２値化し、さらに穴埋めされた画像データを
線分の要素として抽出して、上記処理領域中を移動する
移動物体の時間的変化を検出する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は移動物体の状態諸量の
検出、例えば自動車交通流における交通量、速度、車間
距離、密度、占有率、渋滞長、区間通過所要時間等の状
態量を検出する移動物体計測装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】移動物体計測装置の１つとして、ＴＶカ
メラを用い、車両交通情報を計測する交通流計測画像処
理装置の開発が行われている。図７は特開昭６０−８６
６９９号公報に示された従来の交通流計測画像処理装置
の構成を示すブロック図である。図において、１は撮像
器で、例えばＴＶカメラ、２はＴＶカメラ１を制御する
ＴＶカメラ制御回路、３はデジタル化された撮像信号を
取り込むフレームメモリ、４は車両の情報を抽出する領
域を設定する処理領域設定回路、５は処理領域内の特徴
を抽出する特徴量抽出回路、６は抽出された特徴量から
車両を認識する車両回路、７は前フレームと現フレーム
の認識状態の対応付けを行う車両追跡回路、８は上記の
処理で得られた情報から車両の状況を計測する交通パラ
メータ計測回路である。

【０００３】次に動作について説明する。ＴＶカメラ１
はＴＶカメラ制御回路２に従って任意のフレーム間隔で
走行車両を撮像する。フレームメモリ３は、ＴＶカメラ
１の撮像信号をデジタルに変換したデータを取り込む。
処理領域設定回路４は、フレームメモリに記憶された画
像データ中、車両が通過する路面に相当する領域に計測
対象となる処理領域を予め設定する。特徴量抽出回路５
は、処理領域設定回路４で設定された領域における輝度
の最大値や平均値又は合計値の特徴量を抽出する。車両
検出回路６は、特徴量抽出回路５で検出された特徴値が
予め設定された輝度の閾値を満足する場合、即ち、処理
領域中に一定以上の輝度値がある場合に車両の存在を検
出する。車両追跡回路７は、今回解析された画像のフレ
ームの車両検出状態と同じ特徴輝度を有する別の画像フ
レームとを選別して、画像のフレーム間での車両の対応
付けを行う。交通パラメータ計測回路８は、これまでの
処理で得られた情報に基づいて、ある計測線で検出した
車両数を計測実施時間で除した量、及びサンプリングさ
れた画像フレーム中、同一車両を検出した時のサンプリ
ング時間間隔と車両位置とから車両速度を計測する。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上記のような従来の移
動物体計測装置では、フレーム間の対応付けによる移動
物体の追跡処理が必要で、処理及び構成が複雑になる。
また、計測領域を路面上に設定しているので、撮像部の
設置位置やアングルによっては計測対象移動物体以外の
移動物体等が計測領域に被さって見えてしまい、誤認す
る恐れがあった。また、ノイズ等の影響によって、ある
フレームでの移動物体の検出ができなくなった場合には
移動物体の追跡処理ができず、計測精度が低下するとい
う問題があった。

【０００５】この発明は、上記のような問題点を解決す
るためになされたものであり、追跡のためのフレーム間
での移動物体の対応付けを必要とせず、処理及び構成が
簡単で、一部のフレームで移動物体の検出に失敗しても
高い精度での計測を可能にし、また、計測領域を路面上
のような特定の領域に限定することなく、移動物体の一
部分でも通過する領域に、可変でかつ任意に処理領域を
設定できるため、計測対象移動物体が他の移動物体と重
なって撮像されるような場合でも、高い分離能力で移動
物体を検出でき、更に同じフレームにおける画面上に同
時に存在する複数の移動物体を検出できる移動物体計測
装置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】この発明に係わる移動物
体計測装置は、移動物体の情報を計測するための処理領
域を、撮像部の設置位置に応じて、画像データ中で移動
物体の一部分でも通過する任意の位置に、任意の形状、
かつ大きさで設定する処理領域設定手段と、この処理領
域内の画像データから上記移動物体の少なくとも一部を
示すデータを抽出する抽出手段と、この抽出手段で抽出
した上記データを１次元に圧縮して一定時間蓄積し、時
系列に並べてデータ時系列蓄積画像を得るデータ時系列
蓄積手段と、上記データ時系列蓄積画像を２値化し、２
次元２値データを作成する２値化手段と、この２値化手
段によって２値化された画像データのうち、基準とする
２値データの所定の方向にのびる両隣のデータが、基準
データと同じ２値データであるとき、上記基準データの
上記所定の方向と垂直方向にある２値データを上記基準
データと同じデータに変化させる穴埋め手段と、この穴
埋め手段により穴埋めされた画像データのうち、基準と
する２値データの所定の方向で、上記基準データの片側
一方に、上記基準データと同じ値の２値データが連続
し、かつ上記基準データの上記所定の方向と反対方向に
上記基準データと違う値の２値データが連続するとき、
その基準データを線分の要素として抽出する線分要素抽
出手段とを備え、予め設定した上記処理領域中を移動す
る上記移動物体の時間的変化を検出するものである。

【０００７】

【作用】この発明における移動物体計測装置は、複数の
移動物体間の分離精度が最も高くなるように移動物体検
出のための処理領域を設定し、この処理領域内で移動物
体を示すデータを一定周期のフレーム毎に任意のフレー
ム数だけ抽出し、抽出されたこれらのデータを時系列に
連続して蓄積して作成されるデータ時系列蓄積画像を作
成する。このデータ時系列蓄積画像を２値化した２値化
データに対して、基準とする２値データの所定の方向に
のびる両隣のデータが、基準データと同じ２値データで
あるとき、基準データの所定の方向と垂直方向にある２
値データを基準データと同じデータに変化させて２値デ
ータの穴埋め処理を行い、移動物体の検出の欠落等の補
完を行う。この穴埋め処理後の２値化データに対して、
基準とする２値データの所定の方向で、同じ値の２値デ
ータが連続し、かつ基準データの所定の方向と反対方向
に基準データと違う値の２値データが連続するとき、そ
の基準データを線分の要素として抽出し、この線分要素
から移動物体の時間的変化の検出を行う。

【０００８】

【実施例】

実施例１．図１は、この発明の一実施例に係る交通流計
測画像処理装置の構成を示すブロック図である。図にお
いて、９は処理領域設定回路、１０は垂直線検出回路、
１１はプロジェクションデータ作成回路、１２はデータ
時系列蓄積回路、１３は２値化回路、１４は穴埋め回
路、１５は線分要素抽出回路、１６は線分抽出回路、１
７は車両判定回路、１８は車両情報計測回路である。

【０００９】次に動作について説明する。ＴＶカメラ１
はＴＶカメラ制御回路２に従って任意のフレーム間隔で
走行車両を撮像する。フレームメモリ３は、ＴＶカメラ
１の撮像信号をデジタルに変換したデータを取り込む。
このデータは２次元画像データであり、以後、水平方向
をｘ方向、垂直方向をｙ方向とする。

【００１０】処理領域設定回路９は、ＴＶカメラの設置
位置や設置アングルに従い、車線毎の車両の分離精度が
最も高くなるように車両検出のための処理領域を設定
し、処理領域の画像データをフレームメモリ３から取り
出す。図２は、ＴＶカメラでトンネル内の２車線道路を
撮像した画面上に処理領域設定回路９を用いて設定され
た存在領域の一例を示した図で、Ａは壁面、Ｂはセンタ
ライン、２０は手前車線に対する処理領域、２１は奥側
車線に対する処理領域である。この例における処理領域
は、手前車線の車両と奥側車線の車両の分離精度が高く
なるように、手前車線に対する処理領域２０と奥側車線
に対する処理領域２１とを離して、奥側車線の処理領域
２１を従来のように路面上のみに設定するのではなく、
路面上の一部とトンネル壁面まで含めて設定している。
このようにすることにより、手前車線の車両を奥側車線
の車両と誤認することが少なくなる。

【００１１】垂直線検出回路１０は、処理領域内の画像
データから、例えば垂直線検出フィルタ等を用いて垂直
線エッジを取り出す。このとき、垂直線エッジの存在す
るところを１、それ以外のところを０とする垂直線エッ
ジデータが作成される。

【００１２】プロジェクションデータ作成回路１１は、
垂直線エッジデータをｘ方向に投影し、ｘ方向サイズは
１、ｙ方向サイズは画面サイズの１次元プロジェクショ
ンデータを作成する。図３は手前側車線に対する設定領
域内における垂直線エッジデータ及びプロジェクション
データを示した図で、３０は垂直線エッジデータ、３１
はプロジェクションデータを示す。プロジェクションデ
ータ３１は、１フレームで１つ作成される。上記までの
処理を一定周期で繰り返す。

【００１３】データ時系列蓄積回路１２は、プロジェク
ションデータ３１を予め決められた個数だけ、時系列で
蓄積していき、２次元データを作成する。２値化回路１
３は、この２次元データを適当なしきい値で２値化す
る。図４は、２値データを示した図で、水平方向は時刻
（以後ｔ方向）を、垂直方向は、ｙ方向を示し、４０
ａ、４０ｂは車両の軌跡を示す。図４で、時刻は左から
右へいくにつれて遅くなっている。

【００１４】２値データは、他車両の隠蔽等により、垂
直エッジが抽出できなかった場合には、４１に示す穴が
生じる。穴埋め回路１４は、２値データの穴埋めを以下
の処理により行う。２値データをｙ方向を下から上に、
またｔ方向を左或は右から順にアクセスし、基準データ
を選ぶ。基準データが１で、かつｔ方向において、基準
データと隣合う２つのデータが、共に１であるという条
件が成り立つとき、ｙ方向において基準データの上にあ
るデータを１にする。上記以外の条件の場合には、何も
行わない。この操作をすべてのデータに対して行う。図
５は、穴埋め法の説明図で、５０は、穴埋めをする前の
２値データの一部を示し、５１は、上記の穴埋めを行っ
た結果の２値データを示す。図中、斜線部は、２値デー
タで１の値のデータを示し、それ以外は、０の値のデー
タを示す。

【００１５】線分要素抽出回路１５は、車両の一部の軌
跡を示す線分の要素となるデータを以下に示す処理で行
う。穴埋めされた２値データをｙ方向を上或は下から順
に、またｔ方向を左或は右から順にアクセスし、基準デ
ータを選ぶ。基準データが１で、ｔ方向において、基準
データの左側に予め設定された個数だけ１の値を持つデ
ータが連続し、かつ基準データの右側に予め設定された
個数だけ０の値を持つデータが連続するという条件が成
立するとき、又は基準データが１で、ｙ方向において、
基準データの上側に予め設定された個数だけ１の値を持
つデータが連続し、かつ基準データの下側に予め設定さ
れた個数だけ０の値を持つデータが連続するという条件
が成立するとき、基準データを線分の要素として抽出す
る。この操作をすべてのデータに対して行う。この処理
により、２値データで１の領域の右側の輪郭線が線分の
要素として抽出される。図６は、線分要素抽出法の説明
図で、６０は、２値データの一部を示し、６１は、上記
の線分要素抽出を基準データの左側に１の値を持つデー
タが１個、かつ基準データの右側に０の値を持つデータ
が１個存在するという条件のもとで処理した結果を示
す。図中、斜線部は、６０では２値データで１の値のデ
ータを示し、６１では、線分として抽出されたデータを
示す。

【００１６】線分抽出回路１６は線分の要素を連結し
て、線分を抽出する。車両判定回路１７は線分の長さや
画面上の位置により判定を行い、車両となる線分を抽出
する。車両情報計測回路１８は、車両として抽出された
線分の始点及び終点の３次元位置情報を用いて、車両の
速度や前車との車間距離などを計測する。

【００１７】以上のように上記実施例の交通流計測画像
処理装置では、垂直線検出回路及びデータ時系列蓄積手
段を用いて画像データの処理をしているので、車両の一
部でも特徴を抽出すればよいため、処理領域は路面に限
らず高い自由度で設定できる。その結果、計測対象移動
物体以外の移動物体等が重なって撮像されるような場合
でも、この重複領域を避けて処理領域を設定することに
より、計測対象移動物体以外の移動物体を誤認すること
が低減でき、高い分離能力で移動物体を検出できる。

【００１８】なお、上記の実施例では、処理領域内の画
像データの処理として、垂直線検出回路を設けたが、車
両の特徴を抽出する処理ならなんでもよい。

【００１９】また、２値化回路をデータ時系列蓄積回路
の後に設けたが、プロジェクション作成回路とデータ時
系列蓄積回路の間に設けてもよい。

【００２０】さらに、穴埋め回路を設けたが、車両情報
の欠落のない場合には、省略してもよい。また、穴埋め
回路では、２値データをｙ方向を下から上にアクセスし
たが、上から下にアクセスしてもよく、その場合には、
基準データが１で、かつｔ方向において、基準データと
隣合う２つのデータが、共に１であるという条件が成り
立つとき、ｙ方向において基準データの下にあるデータ
を１にする処理を行う。

【００２１】また、線分要素抽出回路では、基準データ
が１で、ｔ方向において、基準データの左側に予め設定
された個数だけ１の値を持つデータが連続し、かつ基準
データの右側に予め設定された個数だけ０の値を持つデ
ータが連続するか、又は基準データが１で、ｙ方向にお
いて、基準データの上側に予め設定された個数だけ１の
値を持つデータが連続し、かつ基準データの下側に予め
設定された個数だけ０の値を持つデータが連続するとい
う条件を用いたが、基準データが１で、ｔ方向におい
て、基準データの左側に予め設定された個数だけ０の値
を持つデータが連続し、かつ基準データの右側に予め設
定された個数だけ１の値を持つデータが連続するか、又
は基準データが１で、ｙ方向において、基準データの上
側に予め設定された個数だけ０の値を持つデータが連続
し、かつ基準データの下側に予め設定された個数だけ１
の値を持つデータが連続するという条件を用いてもよ
く、この場合には、２値データで１の領域の左側の輪郭
線が線分の要素として抽出される。

【００２２】また、２値データの値は、１の値を０に、
０の値を１に置き換えてもよく、上記実施例と同様の効
果を奏する。

【００２３】また、上記の実施例では片側車線のみの処
理例について説明したが、複数車線の同時処理も可能で
ある。

【００２４】さらに、上記の実施例では交通流の計測に
利用する場合について説明したが、その他の移動物体の
計測にも利用できることは言うまでもない。

【００２５】

【発明の効果】以上のように、この発明においては移動
物体の情報を計測するための処理領域を、撮像部の設置
位置に応じて、画像データ中で移動物体の一部分でも通
過する任意の位置に、任意の形状、かつ大きさで設定す
る処理領域設定手段と、この処理領域内の画像データか
ら上記移動物体の少なくとも一部を示すデータを抽出す
る抽出手段と、この抽出手段で抽出した上記データを１
次元に圧縮して一定時間蓄積し、時系列に並べてデータ
時系列蓄積画像を得るデータ時系列蓄積手段と、上記デ
ータ時系列蓄積画像を２値化し、２次元２値データを作
成する２値化手段と、この２値化手段によって２値化さ
れた画像データのうち、基準とする２値データの所定の
方向にのびる両隣のデータが、基準データと同じ２値デ
ータであるとき、上記基準データの上記所定の方向と垂
直方向にある２値データを上記基準データと同じデータ
に変化させる穴埋め手段と、この穴埋め手段により穴埋
めされた画像データのうち、基準とする２値データの所
定の方向で、上記基準データの片側一方に、上記基準デ
ータと同じ値の２値データが連続し、かつ上記基準デー
タの上記所定の方向と反対方向に上記基準データと違う
値の２値データが連続するとき、その基準データを線分
の要素として抽出する線分要素抽出手段とを備え、予め
設定した上記処理領域中を移動する上記移動物体の時間
的変化を検出するようにしたので、ＴＶカメラ等の撮像
部から得られた複数の移動物体の情報を、時間−移動距
離平面上に２値の画像データとしてマッピングできるた
め、フレーム間の移動物体の対応付けや追跡といった複
雑な処理は必要なく、ノイズや他の移動物体の影響によ
り、移動物体の情報の一部が欠落しても単純な２値画像
処理により欠落した情報を補完できるので計測精度の向
上を図ることができる。また、移動物体の一部の情報で
も、時間−移動距離平面上に２値の画像データとしてマ
ッピングできるため、ＴＶカメラの設置位置や設置アン
グルに従い、複数の移動物体間の分離精度が最も高くな
るように移動物体検出のための処理領域を画像データ中
の任意の位置に、任意の形状、かつ大きさで設定でき
る。その結果、計測対象移動物体が他の移動物体と重な
って撮像されるような場合でも、高い分離能力で移動物
体を検出できる。更に、複数の移動物体の計測が可能で
ある。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の一実施例に係る交通流計測画像処理
装置の構成を示すブロック図である。

【図２】この発明の一実施例における、処理領域の一例
を示した説明図である。

【図３】この発明の一実施例における、垂直線エッジデ
ータ及びプロジェクションデータを示した説明図であ
る。

【図４】この発明の一実施例における、データ時系列蓄
積画像を２値化したデータを示す説明図である。

【図５】この発明の一実施例における、穴埋め法の説明
図である。

【図６】この発明の一実施例における、線分要素抽出法
の説明図である。

【図７】従来の交通流計測画像処理装置の構成を示すブ
ロック図である。

【符号の説明】

１ ＴＶカメラ ２ ＴＶカメラ制御回路 ３ フレームメモリ ９ 処理領域設定回路 １０ 垂直線検出回路 １１ プロジェクション作成回路 １２ データ時系列蓄積回路 １３ ２値化回路 １４ 穴埋め回路 １５ 線分要素抽出回路 １６ 線分抽出回路 １７ 車両判定回路 １８ 車両情報計測回路 ２０ 手前車線に対する処理領域 ２１ 奥側車線に対する処理領域

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 関 明伸 尼崎市塚口本町８丁目１番１号 三菱電機 株式会社産業システム研究所内

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 移動物体の移動中の映像を撮像する撮像
   部と、この撮像部を制御する制御手段と、上記撮像部か
   らの画像データを記憶するフレームメモリとを備え、上
   記画像データを処理して上記移動物体を検出し、上記移
   動物体の情報を計測する移動物体計測装置において、上
   記移動物体の情報を計測するための処理領域を、上記撮
   像部の設置位置に応じて、上記画像データ中で移動物体
   の一部分でも通過する任意の位置に、任意の形状、かつ
   大きさで設定する処理領域設定手段と、この処理領域内
   の画像データから上記移動物体の少なくとも一部を示す
   データを抽出する抽出手段と、この抽出手段で抽出した
   上記データを１次元に圧縮して一定時間蓄積し、時系列
   に並べてデータ時系列蓄積画像を得るデータ時系列蓄積
   手段と、上記データ時系列蓄積画像を２値化し、２次元
   ２値データを作成する２値化手段と、この２値化手段に
   よって２値化された画像データのうち、基準とする２値
   データの所定の方向にのびる両隣のデータが、基準デー
   タと同じ２値データであるとき、上記基準データの上記
   所定の方向と垂直方向にある２値データを上記基準デー
   タと同じデータに変化させる穴埋め手段と、この穴埋め
   手段により穴埋めされた画像データのうち、基準とする
   ２値データの所定の方向で、上記基準データの片側一方
   に、上記基準データと同じ値の２値データが連続し、か
   つ上記基準データの上記所定の方向と反対方向に上記基
   準データと違う値の２値データが連続するとき、その基
   準データを線分の要素として抽出する線分要素抽出手段
   とを備え、予め設定した上記処理領域中を移動する上記
   移動物体の時間的変化を検出することを特徴とする移動
   物体計測装置。