JPH11288495A - 交通異常検出装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 映像信号を切り替えて入力しつつ車両交通の
異常事象の検出の向上が図れる交通異常検出装置を提供
すること。 【解決手段】 道路を撮影する複数の監視カメラ２の映
像信号を入力し、その映像信号のうちの少なくとも一つ
を出力可能とすると共に、出力する映像信号を切替可能
とした映像切替器６と、映像切替器６から出力される映
像信号を切り替えさせる機能を有し、映像切替器６から
出力される映像信号を入力して画像処理により道路の交
通状態の検出を行い、その検出結果に応じて映像信号の
切替時間を変化させる制御器６とを備えている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、交通管制システム
などに用いられ交通流の異常事象を検出する交通異常検
出装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】高速道路などのトンネルでは、一般に事
故や火災などの監視を目的として監視カメラが設置され
ている。この監視カメラの出力映像は道路管制センタな
どへ伝送され、モニタに表示されて監視員により監視さ
れている。しかし、長大なトンネルなどにおける交通監
視にあっては、監視カメラの設置数が多大なものとなる
ため、監視員の目視による監視業務の負担は大きくな
る。

【０００３】このような交通監視業務を支援すべく、監
視カメラの映像信号を利用して車両の走行状態を検出す
る異常走行検知システムが提案されている。この異常走
行検知システムは、多数設置される監視カメラの映像出
力を入力し、その映像を画像処理して車両の停止又は低
速走行などの異常事象を検出するものである。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところで、この異常走
行検知システムにおいて、交通の異常事象の検出方法と
して、常時計測方式と切替計測方式とが考えられる。常
時計測方式とは、多数設置される監視カメラのすべての
映像を取り込んで画像処理し、監視領域のすべてについ
てを常時監視するものである。一方、切替計測方式と
は、多数の監視カメラを例えば８台ごとに区分けし、そ
の各区分に割り当てられた監視カメラについての映像を
順次切り替えて入力しその入力順番ごとに画像処理し
て、監視領域を部分的に順次切り替えて監視するもので
ある。

【０００５】しかし、常時計測方式にあっては、監視カ
メラのすべて映像を常時画像処理するためには、画像処
理設備が大掛かりなものとなり、設置コストも膨大なも
のとなる。

【０００６】一方、切替計測方式にあっては、監視領域
において検知されない不感知期間が存在することなり、
交通の異常事象の迅速、かつ、確実な検出が困難であ
る。例えば、監視カメラを８台ごとに区分けして、その
一区分に割り当てられた監視カメラの映像信号を２．５
秒ごとに切り替えて入力し、入力された映像信号につい
て順次画像処理し、車両走行等の異常事象を検出する場
合、この区分における監視カメラの映像をすべて処理す
るのに２０秒（２．５秒×８台）かかることになる。こ
のため、一台の監視カメラについて約１７．５秒（２０
秒−２．５秒）の不感知時間が存在することとなり、交
通の異常事象の検出が最大で１７．５秒遅れるおそれが
ある。

【０００７】そこで本発明は、以上のような問題点を解
決するためになされたものであって、映像信号を切り替
えて入力しつつ交通流の異常事象の検出向上が図れる交
通異常検出装置を提供することを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】このような目的を達成す
るために、本発明に係る交通異常検出装置は、道路を撮
影する複数の監視カメラの映像信号を入力し、その映像
信号のうちの少なくとも一つを出力可能とすると共に、
出力する映像信号を切替可能とした映像切替手段と、映
像切替手段から出力される映像信号を切り替えさせる機
能を有し、映像切替手段から出力される映像信号を入力
して画像処理により道路の交通状態の検出を行い、その
検出結果に応じて映像信号の切替時間を変化させる制御
手段と、を備えて構成されている。

【０００９】この発明によれば、監視すべき道路の交通
状態を検出して、車両が存在せず異常事象を生ずるおそ
れのない監視領域については映像信号の切替時間を短く
し、車両の停止、車両の低速走行などの異常事象を生ず
るおそれのある監視領域については映像信号の切替時間
を長くすることが可能となる。このため、映像信号の切
替方式を用いながら、交通流の異常事象を迅速に検出す
ることができる。

【００１０】また本発明に係る交通異常検出装置は、道
路を撮影する複数の監視カメラの映像信号を入力し、そ
の映像信号のうちの少なくとも一つを出力可能とすると
共に、出力する映像信号を切替可能とした映像切替手段
と、映像切替手段から出力される映像信号を切り替えさ
せる機能を有し、映像切替手段から出力される映像信号
を入力して画像処理により道路の交通状態の検出を行
い、その検出結果に応じて映像信号の切替順序を変化さ
せる制御手段とを備えて構成されている。

【００１１】この発明によれば、監視すべき道路の交通
状態を検出して、車両の停止、車両の低速走行などの異
常事象を生ずるおそれのある監視領域については映像信
号の切替順序を変えて他の監視領域に対しその検出回数
を増やすことが可能となる。このため、映像信号の切替
方式を用いながら、交通流の異常事象を迅速に検出する
ことができる。

【００１２】

【発明の実施の形態】以下、添付図面に基づき、本発明
の実施形態について説明する。尚、各図において同一要
素には同一符号を付して説明を省略する。また、図面の
寸法比率は説明のものと必ずしも一致していない。

【００１３】（第一実施形態）まず、本実施形態に係る
交通異常検出装置の説明に先立って、本実施形態に係る
交通異常検出装置が用いられる交通管制システムについ
て説明する。図１に交通管制システムの説明図を示す。

【００１４】図１に示すように、交通管制システムは、
トンネル１における車両の停車、低速走行などの異常事
象を検出するシステムであり、トンネル１内に車両の走
行状態などを映す監視カメラ２を備えている。

【００１５】監視カメラ２は、トンネル１内に一定の間
隔で複数設置されている。監視カメラ２の設置間隔は、
例えば、約２００ｍとされる。各監視カメラ２は、制御
装置３に接続されており、その制御装置３へ撮影した映
像信号を出力する。制御装置３は、各監視カメラ２の映
像信号を入力して集計し、それらの映像信号を管制セン
タ４へ伝送する。管制センタ４では、制御装置３から伝
送される映像信号をモニタ４１に入力し、トンネル１内
の車両の走行状態などを監視員が目視にて監視できるよ
うになっている。

【００１６】一方、制御装置３には交通異常検出装置５
が接続されており、管制センタ４へ伝送される映像信号
と同様な映像信号が交通異常検出装置５に入力されてい
る。交通異常検出装置５は、映像切替器６と制御器７と
により構成されている。

【００１７】映像切替器６は、制御装置３から出力され
る複数の映像信号を入力し、その映像信号の少なくとも
一つを出力するともに、その出力する映像信号の切り替
えを行うものである。例えば、映像切替器６に入力され
る映像信号は八つの信号とされ、そのうち一つの信号が
選択されて出力される。図１において、交通異常検出装
置５には映像切替器６、制御器７が一つずつ設けられて
いるが、監視カメラ２の設置数に応じてそれら映像切替
器６、制御器７が複数設けられていてもよい。

【００１８】制御器７は、映像切替器６から出力される
映像信号を入力し、画像処理により車両の有無、車両の
走行速度などを検出するものである。例えば、制御器７
は、ＡＤ変換器、ビデオフレームメモリ、画像処理プロ
セッサ及び信号出力インターフェースを備えて構成され
る。

【００１９】ＡＤ変換器は、入力された映像信号をアナ
ログ信号からデジタル信号に変換するものであり、例え
ば、ビデオＡ−Ｄコンバータなどが用いられる。ビデオ
フレームメモリは、デジタル変換された映像信号を画像
データとして記憶するものである。画像データは、ｘ
軸、ｙ軸の座標点ごとに濃淡値を持つ画素の集合であ
り、その画素の濃淡は例えば８ビットの２５６階調とさ
れる。

【００２０】画像処理プロセッサは、ビデオフレームメ
モリに記憶された画像データを画像処理して停止車両の
検出、車両速度の検出を行うものである。また、信号出
力インターフェースは、画像処理プロセッサの指令に基
づき映像切替器６へ映像切替信号を出力するものであ
る。

【００２１】次に交通異常検出装置の動作について説明
する。

【００２２】図２に交通異常検出装置の動作についての
フローチャートを示す。図２のステップＳ１０に示すよ
うに、制御器７に映像信号の入力が行われる。映像信号
は、トンネル１内に複数設置される監視カメラ２のうち
一つのものが撮影した信号であり、制御装置３及び映像
切替器６を介して制御器７に入力される。この映像信号
の入力は、一定周期で行われ、例えば０．２秒周期で断
続的に行われる。

【００２３】そして、ステップＳ１２に移行し、入力し
た映像信号について車両の存在有無又は車両の走行速度
の検出が行われる。車両の存在有無及び車両の走行速度
の検出は、映像信号の画像処理により行われる。

【００２４】車両の存在有無の検出は、例えば、空間微
分方式及び背景差分方式を用いて行われる。すなわち、
映像信号をＡＤ変換器に入力し、このＡＤ変換器により
アナログ信号からデジタル信号に変換した後、デジタル
信号に変換された映像信号をビデオフレームメモリに画
像データとして記憶し、画像データを画像処理プロセッ
サに読み出して、エッジ画像に変換して行われる。

【００２５】エッジ画像の作成は、例えば、図３に示す
ように、画像データが横ｍ×縦ｎの画素により構成され
ている場合、図４に示す３×３の画素からなる横エッジ
抽出オペレータ、図５に示す３×３の画素からなる縦エ
ッジ抽出オペレータを用いて、横エッジ画像及び縦エッ
ジ画像を作成し、それらに基づいて行えばよい。横エッ
ジ画像の作成は、画像データの座標点（ｘ、ｙ）の画素
データＯ（ｘ、ｙ）（画素の輝度レベルデータ）を次の
式（１）に基づいて算出して行われる。

【００２６】 Ｏ（ｘ、ｙ）＝１・Ｉ（ｘ−１、ｙ−１）＋２・Ｉ（ｘ、ｙ−１） ＋１・Ｉ（ｘ＋１、ｙ−１）＋０・Ｉ（ｘ−１、ｙ） ＋０・Ｉ（ｘ、ｙ）＋０・Ｉ（ｘ＋１、ｙ） −１・Ｉ（ｘ−１、ｙ＋１）−２・Ｉ（ｘ、ｙ＋１） −１・Ｉ（ｘ＋１、ｙ＋１） ‥‥（１） なお、Ｉ（ｘ、ｙ）は、座標点（ｘ、ｙ）の画素データ
を表す。

【００２７】また、縦エッジ画像の作成も、横エッジ画
像の作成と同様にして、縦エッジ抽出オペレータを用
い、各画素データが算出される。

【００２８】そして、横エッジ画像と縦エッジ画像の各
座標点における画素データの和をとって映像信号のエッ
ジ画像が作成される。

【００２９】そして、予め制御器７に記憶しておいた背
景のみのエッジ画像を用いて、車両の存在の有無が検出
される。すなわち、監視領域に車両が存在していない背
景のみのエッジ画像を予め制御器７に記憶しておき、そ
の背景のみのエッジ画像と映像信号のエッジ画像の差を
とることにより、監視領域に車両が存在するか否かの検
出が行える。

【００３０】このように、空間微分方式及び背景差分方
式を用いて車両の存在有無の検出を行う場合、空間微分
を行うことにより映像信号の画像データが二値化したも
のとなるため、少ない情報量で車両検出が可能となり記
憶装置の増大化が回避でき、また、背景差分方式を用い
ることにより車両の検出を確実に行うことが可能とな
る。

【００３１】また、走行している車両の有無の検出は、
時間差分方式を用いて行われる。すなわち、初めの映像
信号の画像データをビデオフレームメモリに画像データ
として記憶しておき、その後に入力される映像信号の画
像データと記憶した画像データの差をとって二値化す
る。この二値化した画像には走行した車両が表されるこ
ととなり、車両の存在有無の検出が行える。

【００３２】なお、車両存在の有無の検出は、空間微分
方式又は背景差分方式の一方のみを用いて行う場合もあ
る。例えば、映像信号のエッジ画像を作成し、そのエッ
ジ画像により表される車両形状を検出することにより、
車両の存在有無を検出してもよい。また、監視領域に車
両が存在していない背景のみの画像データを予め記憶し
ておき、その背景のみの画像データと映像信号の画像デ
ータの差をとることにより、監視領域における車両の存
在の有無を検出してもよい。また、この車両の存在有無
の検出は、複数回行うことが望ましい。

【００３３】一方、車両が映像信号に撮影されている場
合の車両の走行速度の検出は、例えば、異なる時刻に撮
影された少なくとも二つの映像信号を用いて車両の位置
の差を演算することにより行われる。まず、初めの映像
信号をデジタル信号とし、その信号の画像データにおけ
る車両の特定位置をサンプル点Ｓ１とする。そして、そ
の後に入力される映像信号における画像データにおける
車両の特定位置をサンプル点Ｓ２として、画面上におけ
るサンプル点Ｓ１とサンプル点Ｓ２の差を算出し、その
差に基づいて実際の路面上の距離を演算する。この演算
は、予め各画素の間の差と実際の路面上の距離と対応さ
せたテーブルを制御器７に記憶させておき、そのテーブ
ルを用いて行えばよい。

【００３４】そして、演算して得られた車両の移動距離
及び初めの映像信号を入力した時刻と後の映像信号を入
力した時刻との差に基づいて車両の走行速度が算出され
る。この車両の走行速度の検出は、検出精度の向上を図
るため、同一車両について複数行うことが望ましく、例
えば、車両の走行速度の検出を同一車両について少なく
とも４回行うことが望ましい。

【００３５】そして、車両の存在及び走行速度の検出を
終えたら、図２のステップＳ１４に移行して、映像信号
の映像に車両が存在しているか否かが判断される。ステ
ップＳ１４にて、車両が存在しないと判断されたときに
は、ステップＳ１６に移行し、映像信号の入力時から一
定時間Ｔ１が経過しているか否かが判定される。ここで
時間Ｔ１は、制御器７に予め設定される時間であって、
例えば、１．５秒に設定される。

【００３６】このステップＳ１６にて、映像信号の入力
時から一定時間Ｔ１が経過していないと判定されたとき
には、ステップＳ１０に戻り、再び映像信号の入力が行
われる。一方、ステップＳ１６にて、映像信号の入力時
から一定時間Ｔ１が経過していると判定されたときに
は、ステップＳ１８に移行し、映像信号の切替が行われ
る。すなわち、制御器７から映像切替器６に切替指令信
号が出力され、その信号の指令に従い映像切替器６が制
御器７へ出力する映像信号を切り替える。そして、ステ
ップＳ１０に戻り、制御器７には他の監視カメラ２の映
像信号が入力され、車両の存在及び車速の検出が行われ
る（ステップＳ１２）。

【００３７】一方、ステップＳ１４にて、車両が存在す
ると判断されたときには、ステップＳ２０に移行し、映
像信号の入力時から一定時間Ｔ２が経過しているか否か
が判定される。ここで時間Ｔ２は、制御器７に予め設定
される時間であって、例えば、５秒に設定される。

【００３８】このステップＳ２０にて、映像信号の入力
時から一定時間Ｔ２が経過していると判定されたときに
は、ステップＳ１８に移行し映像信号の切替が行われ、
ステップＳ１０に戻り、制御器７には他の監視カメラ２
の映像信号が入力される。一方、ステップＳ２０にて、
映像信号の入力時から一定時間Ｔ２が経過していないと
判定されたときには、ステップＳ２２に移行し、車両の
異常事象が発生しているか否かが判定される。

【００３９】ここで、車両の異常事象とは、車両が通常
走行していない状態をいい、例えば、車両が停止してい
る場合、車両が低速で走行している場合などが該当す
る。車両が停止しているか否かの判断は、ステップＳ１
２での車速の検出結果が車速ゼロであるか否かに基づい
て行われる。また、車両が低速で走行しているか否かの
判断は、ステップＳ１２での車速の検出結果が一定の速
度以上であるか否かに基づいて行われる。

【００４０】また、車両の異常事象としては、車両が所
定時間内に一定の割合以上で車線変更する場合、車両が
停止・低速するおそれがある場合を含めてもよい。車両
が車線変更したか否かの判断は、時間差分方式を用いて
道路の幅方向における車両の移動量を検出し、その検出
結果に基づいて行われる。また、車両が停止・低速とな
るおそれがあるか否かの判断は、ステップＳ１２での車
速の検出結果が一定の速度以上であるか否かに基づいて
行われる。車両が停止・低速となるおそれがあると判定
されたときには、映像切替を行わず継続して車両の速度
検出が行われる。

【００４１】そして、ステップＳ２２にて車両の異常事
象が発生していないと判定されたときには、ステップＳ
１８に移行し、映像信号の切替が行われ、ステップＳ１
０に戻り、制御器７には他の監視カメラ２の映像信号が
入力される。一方、ステップＳ２２にて車両の異常事象
が発生していると判定されたときには、ステップＳ２４
に移行し、異常発生信号が管制センタ４へ出力される。
このため、管制センタ４では、モニタ４１を見なくても
トンネル１内の交通流に異常が生じていることを確実に
知ることができ、監視員の目視による監視業務の軽減が
図られる。

【００４２】以上のように、本実施形態に係る交通異常
検出装置５によれば、複数設置される監視カメラ２の映
像信号を入力し、そのうちの一つの映像信号のみを指令
により制御器７に入力して車両の存在及び車速の検出を
行い、映像信号の映像に車両が存在しないときには制御
器７に入力する映像信号を他の監視カメラ２のものに即
座に切り替え、映像に車両が存在するときには車両の異
常事象の発生の検出を行う。このため、車両の異常事象
が発生していない監視カメラ２又は車両の異常事象が発
生するおそれの低い監視カメラ２の映像信号についての
監視時間を短くし、車両の異常事象が発生するおそれの
高い監視カメラ２又は車両の異常事象が発生している監
視カメラ２の監視時間を長くすることにより、複数設置
される監視カメラ２の映像信号を順次切り替えて異常検
出を行いながら、交通流における異常を迅速に検出する
ことができる。

【００４３】（第二実施形態）次に第二実施形態に係る
交通異常検出装置について説明する。

【００４４】本実施形態に係る交通異常検出装置は、図
１に示す第一実施形態の交通異常検出装置５とほぼ同様
に構成されるものであるが、異常事象の検出結果に基づ
き、異常事象を生ずるおそれのある監視領域を重点的に
監視をすべく、監視カメラ２の映像信号の切替順序を変
えるものである。

【００４５】本実施形態に係る交通異常検出装置は、例
えば、８つの監視カメラ２から映像信号Ｓ１〜Ｓ８を順
次入力して車両の存在及び車速の検出を行い、その映像
信号Ｓ１〜Ｓ８のうち映像信号Ｓ１について異常事象を
生じてはいないが生ずるおそれがある場合、映像切替器
６の切替順序を信号Ｓ１、Ｓ２、Ｓ１、Ｓ３、Ｓ１、Ｓ
４、Ｓ１、Ｓ５、‥‥とし、異常事象を生ずるおそれが
ある映像信号Ｓ１を重点的に検出処理するものである。

【００４６】このような交通異常検出装置によれば、異
常事象を生ずるおそれがある監視領域における映像信号
の単位時間あたりの検出回数が増えるため、異常事象の
早期検出が可能となる。

【００４７】（第三実施形態）次に第三実施形態に係る
交通異常検出装置について説明する。

【００４８】図６に本実施形態に係る交通異常検出装置
の概略説明図を示す。本実施形態に係る交通異常検出装
置５ｂは、映像切替器６と複数の制御器７により構成さ
れている。例えば、映像切替器６には、１６台の監視カ
メラ２ａ〜２ｐの映像信号Ｓ１〜Ｓ１６が入力されると
ともに、二つの制御器７ａ、７ｂが接続されて、入力さ
れる映像信号のうち二つがそれぞれ一つずつ制御器７
ａ、７ｂに出力されるようになっている。また、映像切
替器６は、監視カメラ２ａ〜２ｐの映像信号Ｓ１〜Ｓ１
６を任意に切り替えて制御器７ａ、７ｂへ出力可能な構
造となっている。

【００４９】この交通異常検出装置５ｂは、通常の動作
時には、映像信号Ｓ１〜Ｓ８を順次切り替えて制御器７
ａに入力し、映像信号Ｓ９〜Ｓ１６を順次切り替えて制
御器７ｂに入力して、それぞれ制御器７ａ、７ｂにて異
常事象の検出が行われる。そして、例えば映像信号Ｓ１
に異常事象を生ずるおそれがある場合、その映像信号Ｓ
１のみを制御器７ａに常時入力し、他の映像信号Ｓ２〜
Ｓ１６を制御器７ｂに順次切り替えながら入力して、そ
れぞれ制御器７ａ、７ｂにて異常事象の検出が行われ
る。

【００５０】このような検出処理を行うことにより、異
常事象が生ずるおそれのある監視領域を重点的に監視で
きるため、異常事象の検出が迅速、かつ、確実に行え
る。

【００５１】なお、本実施形態に係る交通異常検出装置
において、映像切替器６に入力される映像信号数は１６
に限られるものではなく、１５以下又は１７以上であっ
てもよい。また、映像切替器６に接続される制御器７は
３つ以上であってもよい。

【００５２】（第四実施形態）第一実施形態から第三実
施形態までに係る交通異常検出装置は、トンネル１内の
道路における交通状態における異常を検出するものであ
ったが、本発明に係る交通異常検出装置はそのようなも
のに限られるものではなく、トンネル１以外における交
通状態の異常事象を検出するものであってもよい。ま
た、交通異常検出装置は、異常事象を検出した場合に管
制センタ４に異常を知らせるのみならず、監視領域の道
路表示板に「スピード落とせ」など警告表示を表示させ
るものであってもよい。

【００５３】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、次
のような効果を得ることができる。

【００５４】すなわち、監視すべき道路の交通状態を検
出して、車両が存在せず異常事象を生ずるおそれのない
監視領域については映像信号の切替時間を短くし、車両
の停止、車両の低速走行などの異常事象を生ずるおそれ
のある監視領域については映像信号の切替時間を長くす
ることができる。このため、映像信号の切替方式を用い
ながら、交通流の異常事象を迅速に検出することができ
る。

【００５５】また、監視すべき道路の交通状態を検出し
て、車両の停止、車両の低速走行などの異常事象を生ず
るおそれのある監視領域については映像信号の切替順序
を変えて他の監視領域に対しその検出回数を増やすこと
ができる。このため、映像信号の切替方式を用いなが
ら、交通流の異常事象を迅速に検出することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】交通異常検出装置の説明図である。

【図２】交通異常検出装置の動作を示すフローチャート
である。

【図３】交通異常検出装置における画像処理の説明図で
ある。

【図４】交通異常検出装置における画像処理の説明図で
ある。

【図５】交通異常検出装置における画像処理の説明図で
ある。

【図６】第三実施形態に係る交通異常検出装置の説明図
である。

【符号の説明】

５…交通異常検出装置、６…映像切替器（映像切替手
段）、７…制御器（制御手段）、２…監視カメラ。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 道路を撮影する複数の監視カメラの映像
   信号を入力し、その映像信号のうちの少なくとも一つを
   出力可能とすると共に、出力する映像信号を切替可能と
   した映像切替手段と、 前記映像切替手段から出力される前記映像信号を切り替
   えさせる機能を有し、前記映像切替手段から出力される
   前記映像信号を入力して画像処理により前記道路の交通
   状態の検出を行い、その検出結果に応じて前記映像信号
   の切替時間を変化させる制御手段と、を備えた交通異常
   検出装置。
2. 【請求項２】 道路を撮影する複数の監視カメラの映像
   信号を入力し、その映像信号のうちの少なくとも一つを
   出力可能とすると共に、出力する映像信号を切替可能と
   した映像切替手段と、 前記映像切替手段から出力される前記映像信号を切り替
   えさせる機能を有し、前記映像切替手段から出力される
   前記映像信号を入力して画像処理により前記道路の交通
   状態の検出を行い、その検出結果に応じて前記映像信号
   の切替順序を変化させる制御手段と、を備えた交通異常
   検出装置。