JP2000209567A - 障害物検出装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 進入物を監視するのではなく、指定領域内に
滞留している障害物を監視できる障害物検出装置を提供
する。 【解決手段】 基準画像の画像データを基準画像メモリ
４に記憶し、監視中の画像を撮影した対象画像を対象画
像メモリ３に記憶して、高速演算装置１０が対象画像メ
モリ３の画像データと基準画像メモリ４の画像データと
を比較して障害物を検出し、処理用メモリ５に設定され
た滞留制限時間を越えて、連続して滞留する障害物（滞
留物）を検出すると警報発生器６から警報を発生させる
障害物検出装置である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、踏切監視等に用い
られる障害物検出装置に係り、特に障害物が滞留してい
ることを検出できる障害物検出装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の画像処理によるセキュリティシス
テムである障害物検出装置は、主に監視対象領域内への
進入物に対して機能するもので、例えば監視対象領域に
進入するものがあれば警報を発するシステムであった。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の障害物検出装置では、例えば立ち入り禁止区域内の
監視においては有効であるが、例えば踏切のように、進
入物の中でも特に滞留してしまっているものを監視した
い場合には適していないという問題点があった。

【０００４】本発明は上記実情に鑑みて為されたもの
で、進入物を監視するのではなく、指定領域内に滞留し
ている障害物を監視できる障害物検出装置を提供するこ
とを目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記従来例の問題点を解
決するための請求項１記載の発明は、障害物検出装置に
おいて、監視対象領域内に障害物が存在しない状態を撮
影した基準画像と、監視中の状態を撮影した対象画像と
を比較し、設定された滞留制限時間を越えて、連続して
滞留する障害物を検出すると警報を発生することを特徴
としており、監視対象領域内に障害物が滞留している場
合だけを監視できる。

【０００６】上記従来例の問題点を解決するための請求
項２記載の発明は、障害物検出装置において、監視対象
領域の画像を撮影してビデオ信号を出力するカメラと、
前記ビデオ信号を画像データに変換するビデオデコーダ
と、前記画像データを記憶する対象画像メモリと、障害
物が存在しない監視対象領域の画像である基準画像の画
像データに階調変換を施した画像データを記憶する基準
画像メモリと、予め設定された滞留制限時間及び検出さ
れた障害物を特定する情報を記憶する処理用メモリと、
外部からの警報指示信号により警報を発生する警報発生
器と、警報発生時の画像を記憶する二次記憶装置と、前
記カメラからのビデオ信号を入力し、外部からの送信指
示信号により入力したビデオ信号を伝送用に変換して画
像を伝送する画像伝送装置と、前記対象画像メモリの画
像データに前記階調変換を施した画像データと前記基準
画像メモリに記憶された画像データとから障害物を検出
したなら、前記障害物の情報を前記処理用メモリに格納
し、同一の障害物が前記滞留制限時間を越えて滞留して
いる場合に、前記警報発生器に警報指示信号を出力し、
前記二次記憶装置に前記対象画像メモリに記憶されてい
る画像データを格納し、前記画像伝送装置に対して送信
指示信号を出力する高速演算装置とを有することを特徴
としており、監視対象領域内に障害物が滞留している場
合だけを監視できる。

【０００７】上記従来例の問題点を解決するための請求
項３記載の発明は、請求項２記載の障害物検出装置にお
いて、カメラ及びビデオデコーダ及び対象画像メモリ及
び基準画像メモリの組を複数有し、撮影角度の異なる複
数の画像から障害物を評価し、障害物と認められれば警
報を発することを特徴としており、障害物を立体的に評
価できる。

【０００８】

【発明の実施の形態】請求項に係る発明について、その
実施の形態を図面を参照しながら説明する。本発明に係
る障害物検出装置は、監視対象領域内に障害物が存在し
ない状態の画像を撮影した基準画像と、監視中の画像を
撮影した対象画像とを比較し、設定された滞留制限時間
を越える期間に渡って、連続して滞留する障害物（滞留
物）を検出すると警報を発生させるものなので、滞留し
ている障害物を監視できるものである。

【０００９】まず、本発明に係る障害物検出装置の構成
について図１を使って説明する。図１は、本発明に係る
障害物検出装置の構成ブロック図である。

【００１０】本発明の障害物検出装置（本装置）は、カ
メラ１と、ビデオデコーダ２と、対象画像メモリ３と、
基準画像メモリ４と、処理用メモリ５と、警報発生器６
と、二次記憶装置７と、画像伝送装置８と、入力部９
と、高速演算装置１０とから構成されている。

【００１１】次に、本装置の各部について具体的に説明
する。カメラ１は、監視対象領域が含まれる画像範囲を
撮影する撮像装置で、一般的なＮＴＳＣ（National Tel
evision System Committee）やＰＡＬ（Phase Alternat
ion by Line ）のビデオ信号を出力するものである。

【００１２】ビデオデコーダ２は、カメラ１からのビデ
オ信号を復調し、ＲＧＢやＹＵＶといった形式の信号に
変換し、更にＡ／Ｄ変換してデジタルの画像データを出
力するものである。

【００１３】対象画像メモリ３は、ビデオデコーダ２か
ら出力される画像データを１画面分記憶する画像メモリ
である。

【００１４】基準画像メモリ４は、１画面分の画像デー
タを記憶する画像メモリで、基準画像の画像データにつ
いて後述する高速演算装置１０で階調変換処理が施され
た画像データを記憶するようになっている。

【００１５】入力部９は、障害物検出装置における監視
条件の入力や、基準画像を準備する基準画像撮影要求を
入力し、後述する高速演算装置１０に出力するもので、
高速演算装置１０と例えばＲＳ−２３２Ｃ等のインター
フェースで接続して、他の構成要素とは離れた場所に配
置しても構わない。

【００１６】処理用メモリ５は、監視処理に必要な各種
情報を記憶するもので、具体的には、予め設定された監
視対象領域情報と滞留制限時間情報、及び監視処理の過
程で記憶する障害物情報とを記憶している。

【００１７】ここで、監視対象領域情報とは、カメラ１
の撮像範囲のなかで、障害物の監視対象となる監視対象
領域を、対象画像メモリ３及び基準画像メモリ４のアド
レス範囲で表す情報である。尚、本発明において監視対
象領域情報は、入力部９からの範囲設定に対して、高速
演算装置１０が対応するアドレス範囲を演算して、処理
用メモリ５に格納するようになっている。

【００１８】また、滞留制限時間情報とは、監視対象領
域の中で同一の障害物がどれくらいの時間滞留したら、
警報を発生するかを示す時間情報で、入力部９から設定
された滞留制限時間が処理用メモリ５に格納されるよう
になっている。

【００１９】そして、障害物情報とは、後述する高速演
算装置１０における監視処理の中で障害物と認識された
ものの位置及び大きさ等の状況情報と、その滞留時間を
示す情報である。

【００２０】警報発生器６は、後述する高速演算装置１
０からの警報指示信号に従って、音、光、音声等で警報
を発生するものである。

【００２１】二次記憶装置７は、例えば、ＭＯディスク
やＰＤディスク、ＰＣＭＣＩＡカード等のようにリムー
バブルな記憶装置であり、警報発生時の対象画像の画像
データを記憶するものである。

【００２２】画像伝送装置８は、カメラ１からのビデオ
信号を入力し、後述する高速演算装置１０からの送信指
示信号に従って、伝送に必要な処理を施して電話回線等
に送信する一般的な画像伝送装置である。

【００２３】高速演算装置１０は、障害物検出装置全体
を制御するもので、具体的には、基準画像を準備する基
準画像撮影処理と、監視条件を設定する監視条件設定処
理と、実際に滞留する障害物の監視を行う監視処理とを
行うようになっている。

【００２４】ここで、基準画像撮影処理は、入力部９か
らの基準画像撮影要求に従って起動され、対象画像メモ
リ３に記憶された画像データに対して、監視の際に滞留
物の有無を評価し易くするための画像の階調変換処理を
施し、階調変換された画像データを基準画像メモリ４に
格納する処理である。

【００２５】階調変換処理の代表的なものは、画像の境
界を検出して強調するエッジ強調処理や、特定のしきい
値で画像データを２値化する２値化処理等である。尚、
２値化におけるスレッショルド値等は、撮影条件やその
変化及び検出精度等を鑑みて設定されるものである。

【００２６】尚、障害物検出装置内に周囲の明るさを感
知するセンサーを設け、明るさの変化に応じて基準画像
撮影処理を起動するようにしても構わない。

【００２７】監視条件設定処理は、入力部９からの指示
で起動され、入力部９から滞留制限時間が入力される
と、滞留制限時間情報として処理用メモリ５に格納し、
入力部９から、障害物の監視対象となる監視対象領域の
範囲が設定されると、対応するアドレス範囲を演算し
て、監視対象領域情報として処理用メモリ５に格納する
処理である。

【００２８】監視処理は、一定時間間隔で起動され、対
象画像メモリ３に記憶された画像データに対して、階調
変換処理を施し、階調変換後の画像データと、基準画像
メモリ４に記憶された画像データとから、処理用メモリ
５に記憶された対象領域内で障害物の有無を評価する。

【００２９】ここで、障害物の有無の評価方法として最
も簡単な方法としては、基準画像メモリ４の画像データ
と対象画像の階調変換後の画像データとの差分を計算
し、差分が特定値以上で、且つ特定の大きさを越えた集
合である場合に１つの障害物として認識する方法がある
が、これに限定しない。

【００３０】そして、新たな障害物が認識されると、各
障害物に関する例えば位置や大きさ等の状況情報を処理
用メモリ５の障害物情報に記憶し、滞留時間を０に設定
する。この時、認識された障害物について、既に記憶さ
れている障害物に関する情報と照らし合わせ、同一の障
害物であると判断された場合は、その障害物の滞留時間
に１を加算し、滞留時間が処理用メモリ５の滞留制限時
間情報に記憶されている時間を超えた場合は、この障害
物を滞留物と判断して警報処理を行う。

【００３１】尚、監視対象領域内に進入した複数の物体
を、時間の経過に沿って個別に認識する技術について
は、既に実用化されており、「画像処理産業応用総覧」
第三編第９章「動体・移動物体の計測・測定」pp.174〜
pp.239（下巻）、（株）フジ・テクノシステム、１９９
４に詳しく記載されている。

【００３２】警報処理とは、具体的に、警報発生器６に
警報を発生させる警報指示信号を出力して音、光、音声
等で警報を発生させ、警報信号を外部に出力して警報を
伝え、対象画像メモリ３の内容を二次記憶装置７に格納
し、更に画像伝送装置８に対して画像を伝送させるため
の送信指示信号を出力して、画像を外部に伝送させる処
理である。

【００３３】次に、本装置の高速演算装置１０における
監視処理の流れについて、図２を用いて説明する。図２
は、本装置の高速演算装置１０における監視処理の流れ
を示すフローチャート図である。尚、図２では監視処理
が１秒間隔で起動される場合を例にとって説明してい
る。

【００３４】本装置における監視処理は、一定時間（単
位時間：例えば１秒）間隔で起動され、対象画像メモリ
３に記憶された画像データに対して階調変換処理を行い
（１００）、基準画像メモリ４の内容との比較によって
障害物が存在するかを評価する障害物評価処理を行い
（１０２）、障害物があるか判断し（１０４）、ない場
合（Ｎｏ）は、監視処理を終了する。

【００３５】一方、処理１０４において障害物がある場
合（Ｙｅｓ）は、処理用メモリ５の障害物情報を参照し
て、新規の障害物であるかを判断し（１０６）、新規の
場合（Ｙｅｓ）は、処理用メモリ５の障害物情報に障害
物の状況情報を格納し、滞留時間を０に設定する情報格
納を行い（１０８）、処理１０２に戻る。

【００３６】一方、処理１０６において新規の障害物で
なかった場合（Ｎｏ）は、処理用メモリ５の障害物情報
の該当する障害物の滞留時間に単位時間（例えば、１）
を加算し、滞留時間が処理用メモリ５に記憶されている
滞留制限時間を越えたか判断し（１１２）、越えていな
い場合（Ｎｏ）は、処理１０２に戻り、越えた場合は、
警報処理を行って（１１４）、処理１０２に戻るように
なっている。

【００３７】次に、障害物の監視を２つの異なる方向か
ら行って監視精度を向上する例について、図３を使って
説明する。図３は、本発明において２つの異なる方向か
ら障害物を監視する場合の画像入力部分の構成図であ
る。

【００３８】本発明において２つの異なる方向から障害
物を監視する場合は、図３に示すように、カメラ１とビ
デオデコーダ２と、対象画像メモリ３と、基準画像メモ
リ４の組を２つ設け、一方のカメラ１で撮影した画像で
滞留物が検出された場合に、他方のカメラ１からの画像
で滞留物が警報を発すべき障害物であるかを評価し、評
価の結果障害物と認められれば警報を発するようになす
る。

【００３９】例えばカメラ１ａは監視対象領域を含む画
像範囲を水平方向から撮影し、カメラ１ｂは監視対象領
域を含む画像範囲を垂直方向から撮影する。そして、カ
メラ１ｂで撮影した画像の監視対象領域中に、図３に示
すような猫に似た障害物が検出されて滞留していた場合
に、カメラ１ａで撮影した画像から障害物の厚さが評価
できる。

【００４０】例えば、本当に猫であればカメラ１ａで撮
影した画像から障害物にある程度の厚さがあることがわ
かり、障害物と認められて警報が発せられるし、例え
ば、床にこぼれたコーヒーのシミであった場合等は、カ
メラ１ａで撮影した画像から障害物に厚みがないことが
わかり、障害物と認められず警報は発せられず、警報を
発すべき障害物の検出精度が向上する。

【００４１】本発明の障害物検出装置によれば、障害物
の存在しない基準画像と、監視中の対象画像とを比較し
て障害物を検出し、障害物が予め設定された滞留制限時
間を越えて滞留していた場合に、滞留物と判断して音、
光、音声等の警報を発し、外部に警報信号を出力し、そ
の時の画像をリムーバル可能な二次記憶装置７に記憶し
たり、画像伝送装置８で外部に伝送するものであるの
で、単なる進入物ではなく、滞留物を監視して検出した
場合に警報を発することができる効果がある。

【００４２】また、本発明では、カメラ１の画像範囲内
で監視対象領域を設定できるので、監視対象領域を絞り
込んで障害物の検出処理の速度を上げ、また監視対象領
域を自由に変更することができる効果がある。

【００４３】また、本発明では、基準画像と対象画像に
ついて共に階調変換した画像で比較して障害物を検出す
るので、障害物の検出処理を高速化できる効果がある。

【００４４】また、本発明において２方向から画像を撮
影する事によって、障害物の厚さを判断でき、警報を発
すべき滞留物の検出精度を向上できる効果がある。

【００４５】

【発明の効果】請求項１記載の発明によれば、監視対象
領域内に障害物が存在しない状態を撮影した基準画像
と、監視中の状態を撮影した対象画像とを比較し、設定
された滞留制限時間を越えて、連続して滞留する障害物
を検出すると警報を発生する障害物検出装置としている
ので、監視対象領域内に滞留している障害物を監視でき
る効果がある。

【００４６】請求項２記載の発明によれば、カメラが監
視対象領域の画像を撮影してビデオ信号を出力し、ビデ
オデコーダがビデオ信号を画像データに変換し、対象画
像メモリが画像データを記憶し、基準画像メモリが基準
画像に階調変換を施した画像データを記憶し、処理用メ
モリが予め設定された滞留制限時間及び検出された障害
物を特定する情報を記憶し、高速演算装置が対象画像メ
モリの画像データに階調変換を施した画像データと基準
画像メモリに記憶された画像データとから障害物を検出
したなら、障害物の情報を処理用メモリに格納し、同一
の障害物が滞留制限時間を越えて滞留している場合に、
警報発生器に警報指示信号を出力し、二次記憶装置に対
象画像メモリに記憶されている画像データを格納し、画
像伝送装置に対して送信指示信号を出力し、画像伝送装
置がカメラからのビデオ信号を入力し、高速演算装置か
らの送信指示信号により入力したビデオ信号を伝送用に
変換して画像を伝送する障害物検出装置としているの
で、監視対象領域内に滞留している障害物を監視できる
効果がある。

【００４７】請求項３記載の発明によれば、カメラ及び
ビデオデコーダ及び対象画像メモリ及び基準画像メモリ
の組を複数有し、撮影角度の異なる複数の画像から障害
物を評価し、障害物と認められれば警報を発する請求項
２記載の障害物検出装置としているので、障害物を立体
的に評価でき、障害物の検出精度を向上できる効果があ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る障害物検出装置の構成ブロック図
である。

【図２】本装置の高速演算装置における監視処理の流れ
を示すフローチャート図である。

【図３】本発明において２つの異なる方向から障害物を
監視する場合の画像入力部分の構成図である。

【符号の説明】

１，１ａ，１ｂ…カメラ、 ２…ビデオデコーダ、 ３
…対象画像メモリ、４…基準画像メモリ、 ５…処理用
メモリ、 ６…警報発生器、 ７…二次記憶装置、 ８
…画像伝送装置、 ９…入力部、 １０…高速演算装置

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 監視対象領域内に障害物が存在しない状
   態を撮影した基準画像と、監視中の状態を撮影した対象
   画像とを比較し、設定された滞留制限時間を越えて、連
   続して滞留する障害物を検出すると警報を発生すること
   を特徴とする障害物検出装置。
2. 【請求項２】 監視対象領域の画像を撮影してビデオ信
   号を出力するカメラと、前記ビデオ信号を画像データに
   変換するビデオデコーダと、前記画像データを記憶する
   対象画像メモリと、障害物が存在しない監視対象領域の
   画像である基準画像の画像データに階調変換を施した画
   像データを記憶する基準画像メモリと、予め設定された
   滞留制限時間及び検出された障害物を特定する情報を記
   憶する処理用メモリと、外部からの警報指示信号により
   警報を発生する警報発生器と、警報発生時の画像を記憶
   する二次記憶装置と、前記カメラからのビデオ信号を入
   力し、外部からの送信指示信号により入力したビデオ信
   号を伝送用に変換して画像を伝送する画像伝送装置と、
   前記対象画像メモリの画像データに前記階調変換を施し
   た画像データと前記基準画像メモリに記憶された画像デ
   ータとから障害物を検出したなら、前記障害物の情報を
   前記処理用メモリに格納し、同一の障害物が前記滞留制
   限時間を越えて滞留している場合に、前記警報発生器に
   警報指示信号を出力し、前記二次記憶装置に前記対象画
   像メモリに記憶されている画像データを格納し、前記画
   像伝送装置に対して送信指示信号を出力する高速演算装
   置とを有することを特徴とする障害物検出装置。
3. 【請求項３】 カメラ及びビデオデコーダ及び対象画像
   メモリ及び基準画像メモリの組を複数有し、撮影角度の
   異なる複数の画像から障害物を評価し、障害物と認めら
   れれば警報を発することを特徴とする請求項２記載の障
   害物検出装置。