JP2004078303A - 交通複合監視装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】交通流や排ガス量の計測を１台の装置にて簡易に行なうことのできる、交通複合監視装置を提供すること。
【解決手段】本発明にかかる交通複合監視装置１は、車両の通過台数を計測する通過台数計測部１６と、車両の速度を計測する車速計測部１７と、車両の車種を識別する車種識別部１５と、複数の車種それぞれについての所定速度毎の排ガス量を記憶する記憶部１３と、計測された速度と車種とに基づいて記憶部１３から各車両毎の排ガス量を抽出し、この排ガス量と上記計測された通過台数とに基づいて全体の排ガス量を算出する排ガス量算出部１９とを備える。
【選択図】 図２
【解決手段】本発明にかかる交通複合監視装置１は、車両の通過台数を計測する通過台数計測部１６と、車両の速度を計測する車速計測部１７と、車両の車種を識別する車種識別部１５と、複数の車種それぞれについての所定速度毎の排ガス量を記憶する記憶部１３と、計測された速度と車種とに基づいて記憶部１３から各車両毎の排ガス量を抽出し、この排ガス量と上記計測された通過台数とに基づいて全体の排ガス量を算出する排ガス量算出部１９とを備える。
【選択図】 図２
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、路上を走行する各種車両の車種、通過台数、速度、占有率、および、排ガス流量等を監視するための交通複合監視装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、路上を走行する車両の各種の状況を監視するための交通監視装置が提案され実用化されている。このような従来の交通監視装置は、その目的別に、道路の渋滞状況を監視するための交通流計測装置と、車両から排出される排ガス量を監視するための排ガス量計測装置と、車両の車種を識別するための車種識別装置とに大別することができる。
【０００３】
このうち、交通流計測装置は、路面付近に配置したカメラから画像データを取得し、この画像データを画像処理することによって、車両の通過台数、速度、あるいは、車両の占有率を計測する。そして、これら通過台数等に基づいて、道路の渋滞状況が分析される。このような交通流計測装置としては、本件出願人による特開平１０−３０７９８７号がある。
【０００４】
また、排ガス量計測装置は、路面周囲の大気にレーザ光を照射し、このレーザ光の減光率等に基づいて、排ガス量を測定する。また、車種識別装置は、交通流計測装置と同様に画像データを画像処理し、車種を特定するための既知の数値とのパターンマッチングを行なうことにより、車両の車種を識別する。
【０００５】
ここで、近年は環境に対する関心が高まっているため、交通監視に対する要望も高まっており、その内容も複雑になっている。特に、排ガス量の監視は重要視されており、排ガス量計測装置を配置すべき箇所が増えている。また、都市部へ流入する大型自動車の台数制限が検討される等、どのような車種の自動車がどの程度走行しているのかを監視することが要求されており、交通流計測装置や車種識別装置を配置すべき箇所も増えている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このような従来の各種の交通監視装置は、単にそれぞれ個別的に構成されており、また、いずれの装置も特定の１箇所を点計測するものであって広域をカバーすることが困難である。したがって、上述のような複雑な交通監視に対する要求に応えるためには、複数の箇所のそれぞれに複数の装置を設置する必要があった。例えば、ある特定の幹線道路において交通流と排ガス量を監視したい場合には、当該幹線道路に沿って所定間隔で交通流計測装置および排ガス量計測装置の両方を配置する必要があった。このため、交通監視に要する設備コストが膨大になり、その改善が要望されていた。
【０００７】
本発明は上記問題に鑑みてなされたもので、交通流や排ガス量の計測を１台の装置にて簡易に行なうことのできる、交通複合監視装置を提供することを目的としている。
【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、請求項１に記載の交通複合監視装置は、所定方法で取得された画像データに対して所定の画像処理を行い、当該画像データに含まれる車両の数を検知することにより、車両の通過台数を計測する通過台数計測手段と、所定方法で取得された複数の画像データに対して所定の画像処理を行い、これら複数の画像データに含まれる所定の車両の位置変化を検知することにより、車両の速度を計測する車速計測手段と、所定方法で取得された画像データに対して所定の画像処理を行い、当該画像データに含まれる車両の車種を識別する車種識別手段と、予め取得された、複数の車種それぞれについての所定速度毎の排ガス量を記憶する記憶手段と、上記車速計測手段にて計測された速度と、上記車種識別手段にて識別された車種とに基づいて、上記記憶手段から各車両毎の排ガス量を抽出し、この排ガス量と、上記通過台数計測手段にて計測された通過台数とに基づいて、車両全体の排ガス量を算出する排ガス量算出手段とを備えることを特徴とする。
【０００９】
この構成によれば、通過台数計測手段によって車両の通過台数が計測され、車速計測手段によって車両の速度が計測され、車速計測手段によって車両の速度が計測され、車種識別手段によって車種が識別される。そして、排ガス量算出手段によって、車速計測手段にて計測された速度と、車種識別手段にて識別された車種とに基づいて、記憶手段から各車両毎の排ガス量が抽出され、この排ガス量と、通過台数計測手段にて計測された通過台数とに基づいて、車両全体の排ガス量が算出される。したがって、１台の装置で、通過台数の計測、速度の計測、車種の識別、および、これらの結果を用いた排ガス量の計測を行なうことができ、複数の装置を個別的に配置する必要がなくなるので、装置の設置コストを低減することができる。
【００１０】
また、請求項２に記載の交通複合監視装置は、所定方法で取得された画像データに対して所定の画像処理を行い、当該画像データに含まれる車両の数を検知することにより、車両の占有率を計測する占有率計測手段と、所定方法で取得された複数の画像データに対して所定の画像処理を行い、これら複数の画像データに含まれる所定の車両の位置変化を検知することにより、車両の速度を計測する車速計測手段と、所定方法で取得された画像データに対して所定の画像処理を行い、当該画像データに含まれる車両の車種を識別する車種識別手段と、予め取得された、複数の車種それぞれについての所定速度毎の排ガス量を記憶する記憶手段と、上記車速計測手段にて計測された速度と、上記車種識別手段にて識別された車種とに基づいて、上記記憶手段から各車両毎の排ガス量を抽出し、この排ガス量と、上記占有率計測手段にて計測された占有率とに基づいて、車両全体の排ガス量を算出する排ガス量算出手段と、を備える。
【００１１】
この構成によれば、占有率計測手段によって車両の占有率が計測され、車速計測手段によって車両の速度が計測され、車種識別手段によって車種が識別される。そして、排ガス量算出手段によって、車速計測手段にて計測された速度と、車種識別手段にて識別された車種とに基づいて、記憶手段から各車両毎の排ガス量が抽出され、この排ガス量と、占有率計測手段にて計測された占有率とに基づいて、車両全体の排ガス量が算出される。したがって、１台の装置で、占有率の計測、速度の計測、車種の識別、および、これらの結果を用いた排ガス量の計測を行なうことができ、複数の装置を個別的に配置する必要がなくなるので、装置の設置コストを低減することができる。なお、占有率には空間占有率および時間占有率があるが、ここでは空間占有率をいう。
【００１２】
また、請求項３に記載の交通複合監視装置は、請求項１および２に記載の交通複合監視装置において、上記排ガス量算出手段は、通過台数、速度、および、車種に基づいて算出された排ガス量と、占有率、速度、および、車種に基づいて算出された排ガス量とを相互に比較し、その比較結果に応じた所定の方法によって、最終的な排ガス量を決定することを特徴とする。
【００１３】
この構成によれば、排ガス量算出手段によって、通過台数等に基づいて算出された排ガス量と、占有率等に基づいて算出された排ガス量とが相互に比較され、その比較結果に応じた方法で、最終的な排ガス量が決定される。例えば、これら２つの排ガス量の差分が比較的小さい場合には、計測の安全率を高めるために、いずれか大きい方の排ガス量が最終的な排ガス量として採用される。また、逆に、２つの排ガス量の差分が比較的大きい場合には、計測誤差を緩和するために、２つの排ガス量の平均値が最終的な排ガス量として採用される。このように、２つの方法によって排ガス量を計測し、両方の排ガス量に基づいて、一層正確な排ガス量を得ることができるので、計測精度や計測の信頼性を向上させることができる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明にかかる交通複合監視装置（本装置）の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。
【００１５】
（実施の形態１）
図１は実施の形態１にかかる本装置を用いた交通監視システムの構成を示すブロック図、図２は図１の本装置の全体構成を示すブロック図である。
本実施の形態は概略的に、車種の識別、通過台数の計測、速度の計測、占有率の計測、および、排ガス量の計測を１台で行なうことのできる交通複合監視装置に関する。
【００１６】
まず、図１の交通監視システムの全体構成について説明する。この交通監視システムは、本装置１に加えて、カメラ２、連続画像入力装置３、表示切り替え装置４、画像表示装置５、データ処理装置６、外部記憶装置７、および、印刷装置８を備えて構成されている。特に、カメラ２、連続画像入力装置３、および、本装置１は、それぞれ図示のように複数台設けられている。
【００１７】
このうち、カメラ２は、道路上における任意の監視地点の上方に配置され、この監視地点を走行する車両を俯瞰的に連続撮影し、デジタル化された連続画像データを連続画像入力装置３に出力する。このカメラ２の構成は任意であり、例えば、ＩＴＶカメラを用いることができる。また、連続画像入力装置３は、カメラ２から出力された連続画像を取り込み、白黒の不連続画像データとして本装置１に出力するものである。
【００１８】
表示切り替え装置４は、各カメラ２またはデータ処理装置６からの出力を本装置１を介して取り込み、これらを選択的に切り替えて画像表示装置５に出力する。また、データ処理装置６は、例えば、パーソナルコンピュータによって構成されるもので、複数台の本装置１から出力された計測結果を所定時間毎に集計する。このように集計されたデータは、外部記憶装置７によって任意の記憶媒体に記憶され、印刷装置８にて任意形式で印刷され、あるいは、上述のように画像表示装置５に出力され表示される。
【００１９】
なお、本装置１とその他のシステム構成要素との対応関係は図示のものに限られず、例えば、本装置１のそれぞれにデータ処理装置６を接続してデータ集計を行なうこともできる。また、本装置１に対して、連続画像入力装置３やデータ処理装置６を一体に構成することもできる。その他、本装置１を含んだシステム構成は、図１の構成に限られることなく任意に改変することができ、本装置１は任意の目的で使用することができる。
【００２０】
次に、図２の本装置１の構成について説明する。この図２に示すように、本装置１は、入力装置１０、入力ＩＦ（ＩＦ＝インターフェース）１１、出力ＩＦ１２、記憶部１３、および、制御部１４を備えて構成されている。このうち、入力装置１０は、各種のデータを入力するための入力手段である。このデータとしては、例えば、基準特徴量を取得する際の車種データを挙げることができる（その内容については後述する）。この入力装置１０の構成は任意であり、例えば、テンキーやキーボードとして構成することができる。
【００２１】
また、入力ＩＦ１１は、連続画像入力装置３から入力された画像データ、データ処理装置６から入力された集計データ、あるいは、入力装置１０から入力された入力データを本装置１に取り込む。また、出力ＩＦ１２は、連続画像入力装置３から入力された画像データや、データ処理装置６から入力された集計データを表示切り替え装置４に出力する。また、出力ＩＦ１２は、本装置１にて計測された各種のデータをデータ処理装置６に出力する。
【００２２】
また、記憶部１３は、各種のデータおよびプログラムを記憶する記憶手段であり、各車両の画像データから抽出された基準特徴量と各車両の車種データとを相互に関連付けた状態で不揮発的に記憶する。また、記憶部１３は、各車両の車種データと、各車両の速度と、各車両から排出される排ガス量とを相互に関連付けた状態で不揮発的に記憶する。
【００２３】
この記憶部１３の具体的な構成は任意であり、例えば、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）、フラッシュメモリー、あるいは、ハードディスクを用いることができる。その他、記憶部１３は、路面状況等に応じて基準特徴量を容易に変更することができるように、基準特徴量を記憶した記憶媒体の内容を読み取ることのできる外部記憶装置として構成することもできる。
【００２４】
また、制御部１４は、本装置１の各部を制御する制御手段であり、車種識別部１５、通過台数計測部１６、車速計測部１７、占有率計測部１８、および、排ガス量算出部１９を備えて構成されている。
このうち、車種識別部１５は車両の車種を識別する車種識別処理を行なう車種識別手段であり、通過台数計測部１６は車両の通過台数を識別する通過台数計測処理を行なう通過台数計測手段であり、車速計測部１７は車両の速度を計測する車速計測処理を行なう車速計測手段であり、占有率計測部１８は車両による路面の占有率を計測する占有率計測処理を行なう占有率計測手段である。
【００２５】
また、排ガス量算出部１９は、排ガス量を算出するための排ガス量算出処理を行なう排ガス量算出手段である。具体的に排ガス量算出部１９は、車種識別部１５にて識別された車種、通過台数計測部１６にて計測された通過台数、および、車速計測部１７にて計測された速度に基づいて、車両から排出される排ガス量を算出する。また、排ガス量算出部１９は、車種識別部１５にて識別された車種、占有率計測部１８にて測定された占有率、および、車速計測部１７にて計測された速度に基づいて、車両から排出される排ガス量を算出する。そして、これら２つの方法にて算出された排ガス量を比較し、最終的な排ガス量を１つ決定する。
【００２６】
このような制御部１４の構成要素のうち、通過台数計測部１６、車速計測部１７、および、占有率計測部１８については、上述の特開平１０−３０７９８７号における通過台数計測手段、車速計測手段および占有率計測手段とそれぞれ同様に構成することができるため、ここでは、車種識別部１５を中心として説明する。図３は車種識別部１５の構成を示すブロック図である。この図３において、車種識別部１５は、識別部２０および基準データ取得部２１を備えて構成されている。このうち、識別部２０は、車両の識別を行なう識別手段であり、輪郭線抽出部２０ａ、特徴量抽出部２０ｂ、および、特徴量マッチング部２０ｃを備えて構成されている。また、基準データ取得部２１は、基準データを取得する基準データ取得手段であり、基準輪郭線抽出部２１ａおよび基準特徴量抽出部２１ｂを備えて構成されている。
【００２７】
まず、識別部２０の各構成要素について説明する。この輪郭線抽出部２０ａは、入力ＩＦ１１を介して取り込まれた画像データに対して、微分フィルタを用いた微分処理を行ない、当該画像データに含まれる車両の所定方向の輪郭線を抽出する。この微分処理は、公知の方法によって行なわれるもので、具体的には、画像データの各画素あるいは複数画素のブロックの輝度値に対して、図４、５に示すような所定の微分フィルタ（差分フィルタ）を構成する各画素の値との積和を演算する。図６、７には、この輪郭線抽出部２０ａにて抽出される輪郭線の概要を示す。図６は普通車の画像データの輪郭線抽出等を示す図、図７は大型車の画像データの輪郭線抽出等を示す図である。これら図６、７に矢印にて示すように、画像データ領域内においては、各車両のバンパー、ボンネット、窓ガラス、および、車体天井のそれぞれの輪郭線が抽出されている。
【００２８】
また、特徴量抽出部２０ｂは、輪郭線抽出部２０ａにて抽出された輪郭線に対して、所定の複数の連続領域を設定し、各領域内に含まれる輪郭線の所定抽出方向成分の頻度を算出することにより、当該輪郭線の特徴量を抽出する。この連続領域の設定は、画像データを、相互に連続するｎ１×ｎ２個の均等マトリクス領域に分割することによって行なわれる。例えば、図６、７には、分割数を３×３に設定した例を示す。この図６、７において、点線で分割された領域が連続領域である。ここで、所定抽出方向とは、上記連続領域のそれぞれに対して設定される任意数の方向である。この所定抽出方向の方向数ｎ３は任意である。例えば、図６に示すように、１つの領域内に、水平方向Ｄ１、水平方向Ｄ１に対して３０度の方向Ｄ２、水平方向Ｄ１に対して６０度の方向Ｄ３、および、垂直方向Ｄ４の４つの抽出方向が設定される（方向数ｎ３＝４）。
【００２９】
また、特徴量マッチング部２０ｃは、特徴量抽出部２０ｂにて抽出された特徴量と、記憶部１３に記憶されている複数の基準特徴量のそれぞれとを相互にマッチングし、最もマッチング率の高い基準特徴量を選択することにより、識別対象となっている車両の車種を識別する特徴量マッチング手段である。このマッチングは、公知の統計的手法を用いて行なうことができ、例えば、特徴量と各基準特徴量とのパターン間最小距離（例えば、マハラノビス距離やレーベンシュタイン距離）を求め、当該距離が最も短くなる基準特徴量を、最もマッチング率の高い基準特徴量として選択することができる。
【００３０】
次に、基準データ取得部２１の各構成要素について説明する。まず、基準輪郭線抽出部２１ａは、上述した輪郭線抽出部２０ａと同様に、車両の画像データから輪郭線を抽出する。ただし、基準輪郭線抽出部２１ａによる抽出対象となる画像データは、実際の識別対象となる車両でなく、基準値設定のために取得された画像データである。このような画像データは、本装置１の管理者や保守者等によって、実際の識別開始前等に予め取得される。
また、基準特徴量抽出部２１ｂは、基準輪郭線抽出部２１ａにて抽出された輪郭線から、上述した特徴量抽出部２０ｂと同様に、特徴量を抽出する。この基準特徴量抽出部２１ｂにて抽出された基準特徴量は、入力装置１０にて入力された車種データと関連付けて、上述の記憶部１３に記憶される。
【００３１】
次に、本装置１による処理内容について説明する。本処理においては、まず、車種識別のための基準データを取得する基準データ取得処理が行なわれる。その後、車種識別処理、通過台数計測処理、車速計測処理、および、占有率計測処理が相互に並列的に行われる。さらに、その後、排ガス量計測処理が行われる。ここで、通過台数計測処理、車速計測処理、および、占有率計測処理については、上述の特開平１０−３０７９８７号と同様に行なうことができるので、これら各処理は概要を述べるに留める。なお、車両の種別については、車両を「大型自動車」、「普通自動車」、または、「自動二輪車」に識別するものとし、いずれにも識別できなかった車両については「不明」に分類する例を示す。ただし、この例に限られず、より詳細な車種に識別することもできる。
【００３２】
まず、基準データ取得処理について説明する。図８は基準データ取得部２１による基準データ取得処理のフローチャートである。この基準データ取得処理では、まず最初に、基準となる１台の車両（基準設定用車両）の画像データが基準輪郭線抽出部２１ａに取りこまれる（ステップＳ８−１）。この画像データは、例えば、路上を走行している車両を、赤外線センサ等を用いた同期タイミングでカメラ２にて撮影し、このカメラ２から出力される連続画像を連続画像入力装置３にて取り込んで、白黒の不連続画像データとすることによって取得することができる。
【００３３】
そして、このように取り込まれた画像データから、基準輪郭線抽出部２１ａによって基準輪郭線が抽出される（ステップＳ８−２）。この基準輪郭線の算出は、上述したように、画像データの各画素あるいは複数画素のブロックの輝度に対して、所定の微分フィルタを構成する各画素の値との積和を演算することによって行なわれる。その後、このように抽出された輪郭線のデータが基準特徴量抽出部２１ｂに入力され、基準特徴量が算出される（ステップＳ８−３）。具体的には、基準輪郭線抽出部２１ａにて抽出された輪郭線に対して連続領域を設定し、各領域内に含まれる輪郭線の所定抽出方向成分の頻度を算出し、この頻度を当該輪郭線の特徴量とする。全ての領域にこの頻度算出を行なうことにより、特徴量を算出することができる。
【００３４】
その後、基準設定用車両の車種を、管理者等が任意のタイミングで目視等にて識別し、車種に対応する所定の車種データを入力装置１０を介して入力する。この車種データは、ステップＳ７−３で取得された基準特徴量と相互に関連付けた状態で記憶部１３に記憶される（ステップＳ８−４）。以下、「大型自動車」、「普通自動車」、および、「自動二輪車」の全ての車種について基準特徴量が取得されるまで、これらステップＳ８−１〜Ｓ８−４までの一連の処理が繰り返され（ステップＳ８−５）、基準データ取得処理が終了する。
【００３５】
次に、車種識別処理について説明する。図９は車種識別処理のフローチャートである。この車種識別処理では、最初に識別対象となる１台の車両（識別用車両）の画像データが輪郭線抽出部２０ａに取りこまれる（ステップＳ９−１）。この画像データも、基準設定用車両の画像データと同様に、識別用車両をカメラ２にて撮影し、連続画像入力装置３にて不連続画像データとすることで取得できる。そして、このように取り込まれた画像データから、輪郭線抽出部２０ａによって輪郭線を抽出し（ステップＳ９−２）、さらに特徴量抽出部２０ｂにて特徴量を算出する（ステップＳ９−３）。これらは、それぞれステップＳ８−２、Ｓ８−３と同様に行われる。
【００３６】
次いで、特徴量マッチング部２０ｃによって、識別用車両の特徴量と、記憶部１３に記憶された各基準設定用車両の基準特徴量とのマッチングが行なわれる（ステップＳ９−４）。そして、各基準設定用車両の基準特徴量のうち、最も識別用車両の特徴量に近い基準特徴量が１つ決定され、この基準特徴量に関連付けて記憶された車種データが、識別用車両の車種を示す車種識別データとして取得される（ステップＳ９−５）。ただし、マッチングの結果、最も識別用車両の特徴量に近い基準特徴量を何らかの理由により決定できない場合には、識別用車両の車種が「不明」であると判断される。そして最後に、このように取得された車種識別データを、排ガス量算出部１９に出力すると共に、出力ＩＦ１２を介して交通監視装置に出力し（ステップＳ９−６）、車種識別処理が終了する。
【００３７】
次に、通過台数計測処理について説明する。この通過台数計測処理では、まず、車両がない場合の画像データ（背景画像データ）を、任意のタイミングで、カメラ２および連続画像入力装置３を介して取り込む。そして、この背景画像データに対して、オペレータ等の指示に基づく車両検知領域を設定する。その後、計測対象となる画像データを、カメラ２および連続画像入力装置３を介して取り込む。そして、この画像データに対して、微分処理等の所定の画像処理を順次行なうことにより、車両画像データを抽出する。そして、この車両画像データの車両検知領域と、先に取得した背景画像データの関心領域との相関を取ることによって車両部分を検出し、この検出した車両の台数を計数することによって通過台数を求める。その後、所定時間が経過するまで、計測対象となる画像データの取得〜通過台数の算出までを繰り替えし、所定時間が経過した時点で積算された通過台数データを、排ガス量算出部１９に出力すると共に、出力ＩＦ１２を介して交通監視装置に出力し、通過台数計測処理が終了する。
【００３８】
次に、車速計測処理について説明する。この車速計測処理では、上述の処理と同様に背景画像データを取り込み、この背景画像データに対して車両追跡領域を設定する。また、上述の通過台数計測処理と同様に車両画像データを抽出する。その後、既に特定の車両について追跡処理を行っているか否かを判断し、追跡処理を行っていない場合には、車両画像データの検知対象領域と、先に取得した背景画像データの車両追跡領域との相関を取ることによって車両部分を検出する。そして、この検知された車両をテンプレート登録する。このテンプレート登録後、新たに取り込んだ画像からテンプレート登録されている車両を検出し、その位置を判断する。そして、追跡車両の位置が車両追跡領域から出たか否かを判断し、追跡が終了するまでに要したフレーム数と、車両追跡領域の距離とに基づいて速度を算出し、この速度を速度データとして、排ガス量算出部１９に出力すると共に、出力ＩＦ１２を介して交通監視装置に出力し、車速計測処理処理が終了する。
【００３９】
次に、占有率計測処理について説明する。この占有率計測処理では、上述の処理と同様に背景画像データを取り込み、この背景画像データに対して占有率計測領域を設定する。また、上述の通過台数計測処理と同様に車両画像データを抽出する。そして、抽出した車両画像のうちの占有率計測領域と、背景画像データの占有率計測領域との相関をとることで画像の車両部分を検知し、この車両部分の画素数を、占有率計測領域のうちで車両の占有面積として計数する。その後、所定時間が経過するまで、計測対象となる画像データの取得〜占有面積の算出までを繰り替えし、所定時間が経過した時点で計数された占有面積の累計を、占有率データとして、排ガス量算出部１９に出力すると共に、出力ＩＦ１２を介して交通監視装置に出力し、占有率計測処理が終了する。
【００４０】
最後に、排ガス量算出処理について説明する。この排ガス量算出処理は、通過台数等を用いた排ガス量算出処理と、占有率等を用いた排ガス量算出処理と、これら処理の結果に基づく排ガス量決定処理とを含むものである。まず、通過台数等を用いた算出処理について説明する。図１０は通過台数等を用いた算出処理のフローチャートである。この図１０に示すように、車種識別処理にて出力された車種識別データ、通過台数計測処理にて出力された通過台数データ、および、車速計測処理にて出力された速度データを、排ガス量算出部１９にて順次取り込む（Ｓ１０−１〜Ｓ１０−３）。これら各データは、相互に同一時刻に取得された画像データを対象として計測されたものである。そして、取り込まれた車種識別データおよび速度データに対応する排ガス量を記憶部１３から抽出し、この排ガス量と、通過台数データにて示される通過台数とを積算することによって、排ガス量を算出する（Ｓ１０−４）。これにて、通過台数等を用いた算出処理が終了する。
【００４１】
次に、占有率等を用いた算出処理について説明する。図１１は占有率等を用いた算出処理のフローチャートである。この図１１に示すように、車種識別処理にて出力された車種識別データ、車速計測処理にて出力された速度データ、および、占有率計測処理にて出力された占有率データを、排ガス量算出部１９にて順次取り込む（Ｓ１１−１〜Ｓ１１−３）。これら各データは、相互に同一時刻に取得された画像データを対象として計測されたものである。そして、取り込まれた車種識別データおよび速度データに対応する排ガス量を記憶部１３から抽出し、この排ガス量と、占有率データにて示される占有率とを積算することによって、排ガス量を算出する（Ｓ１１−４）。これにて、占有率等を用いた算出処理が終了する。
【００４２】
このように、通過台数等を用いた算出処理と、占有率等を用いた算出処理とを行なうのは次の理由による。すなわち、通常は通過台数等を用いた算出処理によって、上述のように排ガス量を得ることができるが、例えば渋滞している場合のように通過台数計測処理で計測対象となる画像データ中に、複数の車両が相互に重なり合っているような場合には、通過台数を正確に計測できない可能性がある。そこで、占有率等を用いた算出処理を併せて行い、排ガス量決定処理において両者の排ガス量を比較等することによって、最終的な排ガス量を決定するのである。
【００４３】
この排ガス量決定処理について説明する。図１２は排ガス量決定処理のフローチャートである。この図１２に示すように、排ガス量算出部１９において、通過台数等を用いた算出処理にて求められた排ガス量と、占有率等を用いた算出処理にて求められた排ガス量との相互の差分を算出する（ステップＳ１２−１）。そして、この差分と所定値とを相互に比較する（ステップＳ１２−２）。
【００４４】
ここで、差分が所定値より大きくない場合には、通過台数等を用いた算出処理にて求められた排ガス量と、占有率等を用いた算出処理にて求められた排ガス量との差が許容できると判断し、いずれか所定の大きい方の排ガス量を最終的な排ガス量と決定し（ステップＳ１２−３）、この排ガス量を排ガス量データとして出力ＩＦ１２を介して交通監視装置に出力し（ステップＳ１２−４）、排ガス量決定処理を終了する。このように、大きい方の排ガス量を採用するのは、排ガス計測における安全率を考慮するためであるが、この他にも、小さい方の排ガス量を採用したり、両方の排ガス量の平均値を採用すること等ができる。
【００４５】
一方、差分が所定値より大きい場合には、両方の排ガス量の差が許容できない程度に大きいと判断し、これら両方の排ガス量の平均値を算出して、この平均値を最終的な排ガス量と決定する（ステップＳ１２−５）。そして、この排ガス量を排ガス量データとして出力ＩＦ１２を介して交通監視装置に出力し（ステップＳ１２−４）、排ガス量決定処理を終了する。このように、平均値を採用するのは、排ガス量計測において生じた計測誤差を緩和するためであるが、この他にも、比較的信頼性の高いと思われる方の排ガス量を予め決定しておき、この排ガス量を採用してもよい。さらに、例えば占有率をパラメータとして、占有率が一定値以下の場合には、排ガス量と占有率データにて示される占有率とを積算することによって得られた排ガス量を最終的な排ガス量とし、占有率が一定値を超えた場合には、占有率の値に対する排ガス値を最終的な排ガス量としてもよい。
【００４６】
【発明の効果】
以上に説明したように、本発明にかかる交通複合監視装置（請求項１）によれば、車速計測手段にて計測された速度と、車種識別手段にて識別された車種とに基づいて、記憶手段から各車両毎の排ガス量が抽出され、この排ガス量と、通過台数計測手段にて計測された通過台数とに基づいて、全体の排ガス量が算出されるので、１台の装置で、通過台数の計測、速度の計測、車種の識別、および、これらの結果を用いた排ガス量の計測を行なうことができ、複数の装置を個別的に配置する必要がなくなるので、装置の設置コストを低減することができる。
【００４７】
また、本発明にかかる交通複合監視装置（請求項２）によれば、車速計測手段にて計測された速度と、車種識別手段にて識別された車種とに基づいて、記憶手段から各車両毎の排ガス量が抽出され、この排ガス量と、占有率計測手段にて計測された占有率とに基づいて、全体の排ガス量が算出されるので、１台の装置で、占有率の計測、速度の計測、車種の識別、および、これらの結果を用いた排ガス量の計測を行なうことができ、複数の装置を個別的に配置する必要がなくなるので、装置の設置コストを低減することができる。
【００４８】
また、本発明にかかる交通複合監視装置（請求項３）によれば、通過台数等に基づいて算出された排ガス量と、占有率等に基づいて算出された排ガス量とが相互に比較され、その比較結果に応じた方法で、最終的な排ガス量が決定されるので、両方の排ガス量に基づいて、一層正確な排ガス量を得ることができるので、計測精度や計測の信頼性を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態１にかかる交通複合監視装置を用いた交通監視システムの構成を示すブロック図である。
【図２】図１の本装置の全体構成を示すブロック図である。
【図３】図２の車種識別部の構成を示すブロック図である。
【図４】微分フィルタの構成例を示す図である。
【図５】微分フィルタの構成例を示す図である。
【図６】普通車の画像データの輪郭線抽出等を示す図である。
【図７】大型車の画像データの輪郭線抽出等を示す図である。
【図８】基準データ取得処理のフローチャートである。
【図９】車種識別処理のフローチャートである。
【図１０】通過台数等を用いた算出処理のフローチャートである。
【図１１】占有率等を用いた算出処理のフローチャートである。
【図１２】排ガス量決定処理のフローチャートである。
【符号の説明】
１ 交通複合監視装置
２ カメラ
３ 連続画像入力装置
４ 表示切り替え装置
５ 画像表示装置
６ データ処理装置
７ 外部記憶装置
８ 印刷装置
１０ 入力装置
１１ 入力ＩＦ
１２ 出力ＩＦ
１３ 記憶部
１４ 制御部
１５ 車種識別部
１６ 通過台数計測部
１７ 車速計測部
１８ 占有率計測部
１９ 排ガス量算出部
２０ 識別部
２０ａ 輪郭線抽出部
２０ｂ 特徴量抽出部
２０ｃ 特徴量マッチング部
２１ 基準データ取得部
２１ａ 基準輪郭線抽出部
２１ｂ 基準特徴量抽出部
【発明の属する技術分野】
本発明は、路上を走行する各種車両の車種、通過台数、速度、占有率、および、排ガス流量等を監視するための交通複合監視装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、路上を走行する車両の各種の状況を監視するための交通監視装置が提案され実用化されている。このような従来の交通監視装置は、その目的別に、道路の渋滞状況を監視するための交通流計測装置と、車両から排出される排ガス量を監視するための排ガス量計測装置と、車両の車種を識別するための車種識別装置とに大別することができる。
【０００３】
このうち、交通流計測装置は、路面付近に配置したカメラから画像データを取得し、この画像データを画像処理することによって、車両の通過台数、速度、あるいは、車両の占有率を計測する。そして、これら通過台数等に基づいて、道路の渋滞状況が分析される。このような交通流計測装置としては、本件出願人による特開平１０−３０７９８７号がある。
【０００４】
また、排ガス量計測装置は、路面周囲の大気にレーザ光を照射し、このレーザ光の減光率等に基づいて、排ガス量を測定する。また、車種識別装置は、交通流計測装置と同様に画像データを画像処理し、車種を特定するための既知の数値とのパターンマッチングを行なうことにより、車両の車種を識別する。
【０００５】
ここで、近年は環境に対する関心が高まっているため、交通監視に対する要望も高まっており、その内容も複雑になっている。特に、排ガス量の監視は重要視されており、排ガス量計測装置を配置すべき箇所が増えている。また、都市部へ流入する大型自動車の台数制限が検討される等、どのような車種の自動車がどの程度走行しているのかを監視することが要求されており、交通流計測装置や車種識別装置を配置すべき箇所も増えている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このような従来の各種の交通監視装置は、単にそれぞれ個別的に構成されており、また、いずれの装置も特定の１箇所を点計測するものであって広域をカバーすることが困難である。したがって、上述のような複雑な交通監視に対する要求に応えるためには、複数の箇所のそれぞれに複数の装置を設置する必要があった。例えば、ある特定の幹線道路において交通流と排ガス量を監視したい場合には、当該幹線道路に沿って所定間隔で交通流計測装置および排ガス量計測装置の両方を配置する必要があった。このため、交通監視に要する設備コストが膨大になり、その改善が要望されていた。
【０００７】
本発明は上記問題に鑑みてなされたもので、交通流や排ガス量の計測を１台の装置にて簡易に行なうことのできる、交通複合監視装置を提供することを目的としている。
【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、請求項１に記載の交通複合監視装置は、所定方法で取得された画像データに対して所定の画像処理を行い、当該画像データに含まれる車両の数を検知することにより、車両の通過台数を計測する通過台数計測手段と、所定方法で取得された複数の画像データに対して所定の画像処理を行い、これら複数の画像データに含まれる所定の車両の位置変化を検知することにより、車両の速度を計測する車速計測手段と、所定方法で取得された画像データに対して所定の画像処理を行い、当該画像データに含まれる車両の車種を識別する車種識別手段と、予め取得された、複数の車種それぞれについての所定速度毎の排ガス量を記憶する記憶手段と、上記車速計測手段にて計測された速度と、上記車種識別手段にて識別された車種とに基づいて、上記記憶手段から各車両毎の排ガス量を抽出し、この排ガス量と、上記通過台数計測手段にて計測された通過台数とに基づいて、車両全体の排ガス量を算出する排ガス量算出手段とを備えることを特徴とする。
【０００９】
この構成によれば、通過台数計測手段によって車両の通過台数が計測され、車速計測手段によって車両の速度が計測され、車速計測手段によって車両の速度が計測され、車種識別手段によって車種が識別される。そして、排ガス量算出手段によって、車速計測手段にて計測された速度と、車種識別手段にて識別された車種とに基づいて、記憶手段から各車両毎の排ガス量が抽出され、この排ガス量と、通過台数計測手段にて計測された通過台数とに基づいて、車両全体の排ガス量が算出される。したがって、１台の装置で、通過台数の計測、速度の計測、車種の識別、および、これらの結果を用いた排ガス量の計測を行なうことができ、複数の装置を個別的に配置する必要がなくなるので、装置の設置コストを低減することができる。
【００１０】
また、請求項２に記載の交通複合監視装置は、所定方法で取得された画像データに対して所定の画像処理を行い、当該画像データに含まれる車両の数を検知することにより、車両の占有率を計測する占有率計測手段と、所定方法で取得された複数の画像データに対して所定の画像処理を行い、これら複数の画像データに含まれる所定の車両の位置変化を検知することにより、車両の速度を計測する車速計測手段と、所定方法で取得された画像データに対して所定の画像処理を行い、当該画像データに含まれる車両の車種を識別する車種識別手段と、予め取得された、複数の車種それぞれについての所定速度毎の排ガス量を記憶する記憶手段と、上記車速計測手段にて計測された速度と、上記車種識別手段にて識別された車種とに基づいて、上記記憶手段から各車両毎の排ガス量を抽出し、この排ガス量と、上記占有率計測手段にて計測された占有率とに基づいて、車両全体の排ガス量を算出する排ガス量算出手段と、を備える。
【００１１】
この構成によれば、占有率計測手段によって車両の占有率が計測され、車速計測手段によって車両の速度が計測され、車種識別手段によって車種が識別される。そして、排ガス量算出手段によって、車速計測手段にて計測された速度と、車種識別手段にて識別された車種とに基づいて、記憶手段から各車両毎の排ガス量が抽出され、この排ガス量と、占有率計測手段にて計測された占有率とに基づいて、車両全体の排ガス量が算出される。したがって、１台の装置で、占有率の計測、速度の計測、車種の識別、および、これらの結果を用いた排ガス量の計測を行なうことができ、複数の装置を個別的に配置する必要がなくなるので、装置の設置コストを低減することができる。なお、占有率には空間占有率および時間占有率があるが、ここでは空間占有率をいう。
【００１２】
また、請求項３に記載の交通複合監視装置は、請求項１および２に記載の交通複合監視装置において、上記排ガス量算出手段は、通過台数、速度、および、車種に基づいて算出された排ガス量と、占有率、速度、および、車種に基づいて算出された排ガス量とを相互に比較し、その比較結果に応じた所定の方法によって、最終的な排ガス量を決定することを特徴とする。
【００１３】
この構成によれば、排ガス量算出手段によって、通過台数等に基づいて算出された排ガス量と、占有率等に基づいて算出された排ガス量とが相互に比較され、その比較結果に応じた方法で、最終的な排ガス量が決定される。例えば、これら２つの排ガス量の差分が比較的小さい場合には、計測の安全率を高めるために、いずれか大きい方の排ガス量が最終的な排ガス量として採用される。また、逆に、２つの排ガス量の差分が比較的大きい場合には、計測誤差を緩和するために、２つの排ガス量の平均値が最終的な排ガス量として採用される。このように、２つの方法によって排ガス量を計測し、両方の排ガス量に基づいて、一層正確な排ガス量を得ることができるので、計測精度や計測の信頼性を向上させることができる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明にかかる交通複合監視装置（本装置）の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。
【００１５】
（実施の形態１）
図１は実施の形態１にかかる本装置を用いた交通監視システムの構成を示すブロック図、図２は図１の本装置の全体構成を示すブロック図である。
本実施の形態は概略的に、車種の識別、通過台数の計測、速度の計測、占有率の計測、および、排ガス量の計測を１台で行なうことのできる交通複合監視装置に関する。
【００１６】
まず、図１の交通監視システムの全体構成について説明する。この交通監視システムは、本装置１に加えて、カメラ２、連続画像入力装置３、表示切り替え装置４、画像表示装置５、データ処理装置６、外部記憶装置７、および、印刷装置８を備えて構成されている。特に、カメラ２、連続画像入力装置３、および、本装置１は、それぞれ図示のように複数台設けられている。
【００１７】
このうち、カメラ２は、道路上における任意の監視地点の上方に配置され、この監視地点を走行する車両を俯瞰的に連続撮影し、デジタル化された連続画像データを連続画像入力装置３に出力する。このカメラ２の構成は任意であり、例えば、ＩＴＶカメラを用いることができる。また、連続画像入力装置３は、カメラ２から出力された連続画像を取り込み、白黒の不連続画像データとして本装置１に出力するものである。
【００１８】
表示切り替え装置４は、各カメラ２またはデータ処理装置６からの出力を本装置１を介して取り込み、これらを選択的に切り替えて画像表示装置５に出力する。また、データ処理装置６は、例えば、パーソナルコンピュータによって構成されるもので、複数台の本装置１から出力された計測結果を所定時間毎に集計する。このように集計されたデータは、外部記憶装置７によって任意の記憶媒体に記憶され、印刷装置８にて任意形式で印刷され、あるいは、上述のように画像表示装置５に出力され表示される。
【００１９】
なお、本装置１とその他のシステム構成要素との対応関係は図示のものに限られず、例えば、本装置１のそれぞれにデータ処理装置６を接続してデータ集計を行なうこともできる。また、本装置１に対して、連続画像入力装置３やデータ処理装置６を一体に構成することもできる。その他、本装置１を含んだシステム構成は、図１の構成に限られることなく任意に改変することができ、本装置１は任意の目的で使用することができる。
【００２０】
次に、図２の本装置１の構成について説明する。この図２に示すように、本装置１は、入力装置１０、入力ＩＦ（ＩＦ＝インターフェース）１１、出力ＩＦ１２、記憶部１３、および、制御部１４を備えて構成されている。このうち、入力装置１０は、各種のデータを入力するための入力手段である。このデータとしては、例えば、基準特徴量を取得する際の車種データを挙げることができる（その内容については後述する）。この入力装置１０の構成は任意であり、例えば、テンキーやキーボードとして構成することができる。
【００２１】
また、入力ＩＦ１１は、連続画像入力装置３から入力された画像データ、データ処理装置６から入力された集計データ、あるいは、入力装置１０から入力された入力データを本装置１に取り込む。また、出力ＩＦ１２は、連続画像入力装置３から入力された画像データや、データ処理装置６から入力された集計データを表示切り替え装置４に出力する。また、出力ＩＦ１２は、本装置１にて計測された各種のデータをデータ処理装置６に出力する。
【００２２】
また、記憶部１３は、各種のデータおよびプログラムを記憶する記憶手段であり、各車両の画像データから抽出された基準特徴量と各車両の車種データとを相互に関連付けた状態で不揮発的に記憶する。また、記憶部１３は、各車両の車種データと、各車両の速度と、各車両から排出される排ガス量とを相互に関連付けた状態で不揮発的に記憶する。
【００２３】
この記憶部１３の具体的な構成は任意であり、例えば、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）、フラッシュメモリー、あるいは、ハードディスクを用いることができる。その他、記憶部１３は、路面状況等に応じて基準特徴量を容易に変更することができるように、基準特徴量を記憶した記憶媒体の内容を読み取ることのできる外部記憶装置として構成することもできる。
【００２４】
また、制御部１４は、本装置１の各部を制御する制御手段であり、車種識別部１５、通過台数計測部１６、車速計測部１７、占有率計測部１８、および、排ガス量算出部１９を備えて構成されている。
このうち、車種識別部１５は車両の車種を識別する車種識別処理を行なう車種識別手段であり、通過台数計測部１６は車両の通過台数を識別する通過台数計測処理を行なう通過台数計測手段であり、車速計測部１７は車両の速度を計測する車速計測処理を行なう車速計測手段であり、占有率計測部１８は車両による路面の占有率を計測する占有率計測処理を行なう占有率計測手段である。
【００２５】
また、排ガス量算出部１９は、排ガス量を算出するための排ガス量算出処理を行なう排ガス量算出手段である。具体的に排ガス量算出部１９は、車種識別部１５にて識別された車種、通過台数計測部１６にて計測された通過台数、および、車速計測部１７にて計測された速度に基づいて、車両から排出される排ガス量を算出する。また、排ガス量算出部１９は、車種識別部１５にて識別された車種、占有率計測部１８にて測定された占有率、および、車速計測部１７にて計測された速度に基づいて、車両から排出される排ガス量を算出する。そして、これら２つの方法にて算出された排ガス量を比較し、最終的な排ガス量を１つ決定する。
【００２６】
このような制御部１４の構成要素のうち、通過台数計測部１６、車速計測部１７、および、占有率計測部１８については、上述の特開平１０−３０７９８７号における通過台数計測手段、車速計測手段および占有率計測手段とそれぞれ同様に構成することができるため、ここでは、車種識別部１５を中心として説明する。図３は車種識別部１５の構成を示すブロック図である。この図３において、車種識別部１５は、識別部２０および基準データ取得部２１を備えて構成されている。このうち、識別部２０は、車両の識別を行なう識別手段であり、輪郭線抽出部２０ａ、特徴量抽出部２０ｂ、および、特徴量マッチング部２０ｃを備えて構成されている。また、基準データ取得部２１は、基準データを取得する基準データ取得手段であり、基準輪郭線抽出部２１ａおよび基準特徴量抽出部２１ｂを備えて構成されている。
【００２７】
まず、識別部２０の各構成要素について説明する。この輪郭線抽出部２０ａは、入力ＩＦ１１を介して取り込まれた画像データに対して、微分フィルタを用いた微分処理を行ない、当該画像データに含まれる車両の所定方向の輪郭線を抽出する。この微分処理は、公知の方法によって行なわれるもので、具体的には、画像データの各画素あるいは複数画素のブロックの輝度値に対して、図４、５に示すような所定の微分フィルタ（差分フィルタ）を構成する各画素の値との積和を演算する。図６、７には、この輪郭線抽出部２０ａにて抽出される輪郭線の概要を示す。図６は普通車の画像データの輪郭線抽出等を示す図、図７は大型車の画像データの輪郭線抽出等を示す図である。これら図６、７に矢印にて示すように、画像データ領域内においては、各車両のバンパー、ボンネット、窓ガラス、および、車体天井のそれぞれの輪郭線が抽出されている。
【００２８】
また、特徴量抽出部２０ｂは、輪郭線抽出部２０ａにて抽出された輪郭線に対して、所定の複数の連続領域を設定し、各領域内に含まれる輪郭線の所定抽出方向成分の頻度を算出することにより、当該輪郭線の特徴量を抽出する。この連続領域の設定は、画像データを、相互に連続するｎ１×ｎ２個の均等マトリクス領域に分割することによって行なわれる。例えば、図６、７には、分割数を３×３に設定した例を示す。この図６、７において、点線で分割された領域が連続領域である。ここで、所定抽出方向とは、上記連続領域のそれぞれに対して設定される任意数の方向である。この所定抽出方向の方向数ｎ３は任意である。例えば、図６に示すように、１つの領域内に、水平方向Ｄ１、水平方向Ｄ１に対して３０度の方向Ｄ２、水平方向Ｄ１に対して６０度の方向Ｄ３、および、垂直方向Ｄ４の４つの抽出方向が設定される（方向数ｎ３＝４）。
【００２９】
また、特徴量マッチング部２０ｃは、特徴量抽出部２０ｂにて抽出された特徴量と、記憶部１３に記憶されている複数の基準特徴量のそれぞれとを相互にマッチングし、最もマッチング率の高い基準特徴量を選択することにより、識別対象となっている車両の車種を識別する特徴量マッチング手段である。このマッチングは、公知の統計的手法を用いて行なうことができ、例えば、特徴量と各基準特徴量とのパターン間最小距離（例えば、マハラノビス距離やレーベンシュタイン距離）を求め、当該距離が最も短くなる基準特徴量を、最もマッチング率の高い基準特徴量として選択することができる。
【００３０】
次に、基準データ取得部２１の各構成要素について説明する。まず、基準輪郭線抽出部２１ａは、上述した輪郭線抽出部２０ａと同様に、車両の画像データから輪郭線を抽出する。ただし、基準輪郭線抽出部２１ａによる抽出対象となる画像データは、実際の識別対象となる車両でなく、基準値設定のために取得された画像データである。このような画像データは、本装置１の管理者や保守者等によって、実際の識別開始前等に予め取得される。
また、基準特徴量抽出部２１ｂは、基準輪郭線抽出部２１ａにて抽出された輪郭線から、上述した特徴量抽出部２０ｂと同様に、特徴量を抽出する。この基準特徴量抽出部２１ｂにて抽出された基準特徴量は、入力装置１０にて入力された車種データと関連付けて、上述の記憶部１３に記憶される。
【００３１】
次に、本装置１による処理内容について説明する。本処理においては、まず、車種識別のための基準データを取得する基準データ取得処理が行なわれる。その後、車種識別処理、通過台数計測処理、車速計測処理、および、占有率計測処理が相互に並列的に行われる。さらに、その後、排ガス量計測処理が行われる。ここで、通過台数計測処理、車速計測処理、および、占有率計測処理については、上述の特開平１０−３０７９８７号と同様に行なうことができるので、これら各処理は概要を述べるに留める。なお、車両の種別については、車両を「大型自動車」、「普通自動車」、または、「自動二輪車」に識別するものとし、いずれにも識別できなかった車両については「不明」に分類する例を示す。ただし、この例に限られず、より詳細な車種に識別することもできる。
【００３２】
まず、基準データ取得処理について説明する。図８は基準データ取得部２１による基準データ取得処理のフローチャートである。この基準データ取得処理では、まず最初に、基準となる１台の車両（基準設定用車両）の画像データが基準輪郭線抽出部２１ａに取りこまれる（ステップＳ８−１）。この画像データは、例えば、路上を走行している車両を、赤外線センサ等を用いた同期タイミングでカメラ２にて撮影し、このカメラ２から出力される連続画像を連続画像入力装置３にて取り込んで、白黒の不連続画像データとすることによって取得することができる。
【００３３】
そして、このように取り込まれた画像データから、基準輪郭線抽出部２１ａによって基準輪郭線が抽出される（ステップＳ８−２）。この基準輪郭線の算出は、上述したように、画像データの各画素あるいは複数画素のブロックの輝度に対して、所定の微分フィルタを構成する各画素の値との積和を演算することによって行なわれる。その後、このように抽出された輪郭線のデータが基準特徴量抽出部２１ｂに入力され、基準特徴量が算出される（ステップＳ８−３）。具体的には、基準輪郭線抽出部２１ａにて抽出された輪郭線に対して連続領域を設定し、各領域内に含まれる輪郭線の所定抽出方向成分の頻度を算出し、この頻度を当該輪郭線の特徴量とする。全ての領域にこの頻度算出を行なうことにより、特徴量を算出することができる。
【００３４】
その後、基準設定用車両の車種を、管理者等が任意のタイミングで目視等にて識別し、車種に対応する所定の車種データを入力装置１０を介して入力する。この車種データは、ステップＳ７−３で取得された基準特徴量と相互に関連付けた状態で記憶部１３に記憶される（ステップＳ８−４）。以下、「大型自動車」、「普通自動車」、および、「自動二輪車」の全ての車種について基準特徴量が取得されるまで、これらステップＳ８−１〜Ｓ８−４までの一連の処理が繰り返され（ステップＳ８−５）、基準データ取得処理が終了する。
【００３５】
次に、車種識別処理について説明する。図９は車種識別処理のフローチャートである。この車種識別処理では、最初に識別対象となる１台の車両（識別用車両）の画像データが輪郭線抽出部２０ａに取りこまれる（ステップＳ９−１）。この画像データも、基準設定用車両の画像データと同様に、識別用車両をカメラ２にて撮影し、連続画像入力装置３にて不連続画像データとすることで取得できる。そして、このように取り込まれた画像データから、輪郭線抽出部２０ａによって輪郭線を抽出し（ステップＳ９−２）、さらに特徴量抽出部２０ｂにて特徴量を算出する（ステップＳ９−３）。これらは、それぞれステップＳ８−２、Ｓ８−３と同様に行われる。
【００３６】
次いで、特徴量マッチング部２０ｃによって、識別用車両の特徴量と、記憶部１３に記憶された各基準設定用車両の基準特徴量とのマッチングが行なわれる（ステップＳ９−４）。そして、各基準設定用車両の基準特徴量のうち、最も識別用車両の特徴量に近い基準特徴量が１つ決定され、この基準特徴量に関連付けて記憶された車種データが、識別用車両の車種を示す車種識別データとして取得される（ステップＳ９−５）。ただし、マッチングの結果、最も識別用車両の特徴量に近い基準特徴量を何らかの理由により決定できない場合には、識別用車両の車種が「不明」であると判断される。そして最後に、このように取得された車種識別データを、排ガス量算出部１９に出力すると共に、出力ＩＦ１２を介して交通監視装置に出力し（ステップＳ９−６）、車種識別処理が終了する。
【００３７】
次に、通過台数計測処理について説明する。この通過台数計測処理では、まず、車両がない場合の画像データ（背景画像データ）を、任意のタイミングで、カメラ２および連続画像入力装置３を介して取り込む。そして、この背景画像データに対して、オペレータ等の指示に基づく車両検知領域を設定する。その後、計測対象となる画像データを、カメラ２および連続画像入力装置３を介して取り込む。そして、この画像データに対して、微分処理等の所定の画像処理を順次行なうことにより、車両画像データを抽出する。そして、この車両画像データの車両検知領域と、先に取得した背景画像データの関心領域との相関を取ることによって車両部分を検出し、この検出した車両の台数を計数することによって通過台数を求める。その後、所定時間が経過するまで、計測対象となる画像データの取得〜通過台数の算出までを繰り替えし、所定時間が経過した時点で積算された通過台数データを、排ガス量算出部１９に出力すると共に、出力ＩＦ１２を介して交通監視装置に出力し、通過台数計測処理が終了する。
【００３８】
次に、車速計測処理について説明する。この車速計測処理では、上述の処理と同様に背景画像データを取り込み、この背景画像データに対して車両追跡領域を設定する。また、上述の通過台数計測処理と同様に車両画像データを抽出する。その後、既に特定の車両について追跡処理を行っているか否かを判断し、追跡処理を行っていない場合には、車両画像データの検知対象領域と、先に取得した背景画像データの車両追跡領域との相関を取ることによって車両部分を検出する。そして、この検知された車両をテンプレート登録する。このテンプレート登録後、新たに取り込んだ画像からテンプレート登録されている車両を検出し、その位置を判断する。そして、追跡車両の位置が車両追跡領域から出たか否かを判断し、追跡が終了するまでに要したフレーム数と、車両追跡領域の距離とに基づいて速度を算出し、この速度を速度データとして、排ガス量算出部１９に出力すると共に、出力ＩＦ１２を介して交通監視装置に出力し、車速計測処理処理が終了する。
【００３９】
次に、占有率計測処理について説明する。この占有率計測処理では、上述の処理と同様に背景画像データを取り込み、この背景画像データに対して占有率計測領域を設定する。また、上述の通過台数計測処理と同様に車両画像データを抽出する。そして、抽出した車両画像のうちの占有率計測領域と、背景画像データの占有率計測領域との相関をとることで画像の車両部分を検知し、この車両部分の画素数を、占有率計測領域のうちで車両の占有面積として計数する。その後、所定時間が経過するまで、計測対象となる画像データの取得〜占有面積の算出までを繰り替えし、所定時間が経過した時点で計数された占有面積の累計を、占有率データとして、排ガス量算出部１９に出力すると共に、出力ＩＦ１２を介して交通監視装置に出力し、占有率計測処理が終了する。
【００４０】
最後に、排ガス量算出処理について説明する。この排ガス量算出処理は、通過台数等を用いた排ガス量算出処理と、占有率等を用いた排ガス量算出処理と、これら処理の結果に基づく排ガス量決定処理とを含むものである。まず、通過台数等を用いた算出処理について説明する。図１０は通過台数等を用いた算出処理のフローチャートである。この図１０に示すように、車種識別処理にて出力された車種識別データ、通過台数計測処理にて出力された通過台数データ、および、車速計測処理にて出力された速度データを、排ガス量算出部１９にて順次取り込む（Ｓ１０−１〜Ｓ１０−３）。これら各データは、相互に同一時刻に取得された画像データを対象として計測されたものである。そして、取り込まれた車種識別データおよび速度データに対応する排ガス量を記憶部１３から抽出し、この排ガス量と、通過台数データにて示される通過台数とを積算することによって、排ガス量を算出する（Ｓ１０−４）。これにて、通過台数等を用いた算出処理が終了する。
【００４１】
次に、占有率等を用いた算出処理について説明する。図１１は占有率等を用いた算出処理のフローチャートである。この図１１に示すように、車種識別処理にて出力された車種識別データ、車速計測処理にて出力された速度データ、および、占有率計測処理にて出力された占有率データを、排ガス量算出部１９にて順次取り込む（Ｓ１１−１〜Ｓ１１−３）。これら各データは、相互に同一時刻に取得された画像データを対象として計測されたものである。そして、取り込まれた車種識別データおよび速度データに対応する排ガス量を記憶部１３から抽出し、この排ガス量と、占有率データにて示される占有率とを積算することによって、排ガス量を算出する（Ｓ１１−４）。これにて、占有率等を用いた算出処理が終了する。
【００４２】
このように、通過台数等を用いた算出処理と、占有率等を用いた算出処理とを行なうのは次の理由による。すなわち、通常は通過台数等を用いた算出処理によって、上述のように排ガス量を得ることができるが、例えば渋滞している場合のように通過台数計測処理で計測対象となる画像データ中に、複数の車両が相互に重なり合っているような場合には、通過台数を正確に計測できない可能性がある。そこで、占有率等を用いた算出処理を併せて行い、排ガス量決定処理において両者の排ガス量を比較等することによって、最終的な排ガス量を決定するのである。
【００４３】
この排ガス量決定処理について説明する。図１２は排ガス量決定処理のフローチャートである。この図１２に示すように、排ガス量算出部１９において、通過台数等を用いた算出処理にて求められた排ガス量と、占有率等を用いた算出処理にて求められた排ガス量との相互の差分を算出する（ステップＳ１２−１）。そして、この差分と所定値とを相互に比較する（ステップＳ１２−２）。
【００４４】
ここで、差分が所定値より大きくない場合には、通過台数等を用いた算出処理にて求められた排ガス量と、占有率等を用いた算出処理にて求められた排ガス量との差が許容できると判断し、いずれか所定の大きい方の排ガス量を最終的な排ガス量と決定し（ステップＳ１２−３）、この排ガス量を排ガス量データとして出力ＩＦ１２を介して交通監視装置に出力し（ステップＳ１２−４）、排ガス量決定処理を終了する。このように、大きい方の排ガス量を採用するのは、排ガス計測における安全率を考慮するためであるが、この他にも、小さい方の排ガス量を採用したり、両方の排ガス量の平均値を採用すること等ができる。
【００４５】
一方、差分が所定値より大きい場合には、両方の排ガス量の差が許容できない程度に大きいと判断し、これら両方の排ガス量の平均値を算出して、この平均値を最終的な排ガス量と決定する（ステップＳ１２−５）。そして、この排ガス量を排ガス量データとして出力ＩＦ１２を介して交通監視装置に出力し（ステップＳ１２−４）、排ガス量決定処理を終了する。このように、平均値を採用するのは、排ガス量計測において生じた計測誤差を緩和するためであるが、この他にも、比較的信頼性の高いと思われる方の排ガス量を予め決定しておき、この排ガス量を採用してもよい。さらに、例えば占有率をパラメータとして、占有率が一定値以下の場合には、排ガス量と占有率データにて示される占有率とを積算することによって得られた排ガス量を最終的な排ガス量とし、占有率が一定値を超えた場合には、占有率の値に対する排ガス値を最終的な排ガス量としてもよい。
【００４６】
【発明の効果】
以上に説明したように、本発明にかかる交通複合監視装置（請求項１）によれば、車速計測手段にて計測された速度と、車種識別手段にて識別された車種とに基づいて、記憶手段から各車両毎の排ガス量が抽出され、この排ガス量と、通過台数計測手段にて計測された通過台数とに基づいて、全体の排ガス量が算出されるので、１台の装置で、通過台数の計測、速度の計測、車種の識別、および、これらの結果を用いた排ガス量の計測を行なうことができ、複数の装置を個別的に配置する必要がなくなるので、装置の設置コストを低減することができる。
【００４７】
また、本発明にかかる交通複合監視装置（請求項２）によれば、車速計測手段にて計測された速度と、車種識別手段にて識別された車種とに基づいて、記憶手段から各車両毎の排ガス量が抽出され、この排ガス量と、占有率計測手段にて計測された占有率とに基づいて、全体の排ガス量が算出されるので、１台の装置で、占有率の計測、速度の計測、車種の識別、および、これらの結果を用いた排ガス量の計測を行なうことができ、複数の装置を個別的に配置する必要がなくなるので、装置の設置コストを低減することができる。
【００４８】
また、本発明にかかる交通複合監視装置（請求項３）によれば、通過台数等に基づいて算出された排ガス量と、占有率等に基づいて算出された排ガス量とが相互に比較され、その比較結果に応じた方法で、最終的な排ガス量が決定されるので、両方の排ガス量に基づいて、一層正確な排ガス量を得ることができるので、計測精度や計測の信頼性を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態１にかかる交通複合監視装置を用いた交通監視システムの構成を示すブロック図である。
【図２】図１の本装置の全体構成を示すブロック図である。
【図３】図２の車種識別部の構成を示すブロック図である。
【図４】微分フィルタの構成例を示す図である。
【図５】微分フィルタの構成例を示す図である。
【図６】普通車の画像データの輪郭線抽出等を示す図である。
【図７】大型車の画像データの輪郭線抽出等を示す図である。
【図８】基準データ取得処理のフローチャートである。
【図９】車種識別処理のフローチャートである。
【図１０】通過台数等を用いた算出処理のフローチャートである。
【図１１】占有率等を用いた算出処理のフローチャートである。
【図１２】排ガス量決定処理のフローチャートである。
【符号の説明】
１ 交通複合監視装置
２ カメラ
３ 連続画像入力装置
４ 表示切り替え装置
５ 画像表示装置
６ データ処理装置
７ 外部記憶装置
８ 印刷装置
１０ 入力装置
１１ 入力ＩＦ
１２ 出力ＩＦ
１３ 記憶部
１４ 制御部
１５ 車種識別部
１６ 通過台数計測部
１７ 車速計測部
１８ 占有率計測部
１９ 排ガス量算出部
２０ 識別部
２０ａ 輪郭線抽出部
２０ｂ 特徴量抽出部
２０ｃ 特徴量マッチング部
２１ 基準データ取得部
２１ａ 基準輪郭線抽出部
２１ｂ 基準特徴量抽出部
Claims (3)
- 所定方法で取得された画像データに対して所定の画像処理を行い、当該画像データに含まれる車両の数を検知することにより、車両の通過台数を計測する通過台数計測手段と、
所定方法で取得された複数の画像データに対して所定の画像処理を行い、これら複数の画像データに含まれる所定の車両の位置変化を検知することにより、車両の速度を計測する車速計測手段と、
所定方法で取得された画像データに対して所定の画像処理を行い、当該画像データに含まれる車両の車種を識別する車種識別手段と、
予め取得された、複数の車種それぞれについての所定速度毎の排ガス量を記憶する記憶手段と、
上記車速計測手段にて計測された速度と、上記車種識別手段にて識別された車種とに基づいて、上記記憶手段から各車両毎の排ガス量を抽出し、この排ガス量と、上記通過台数計測手段にて計測された通過台数とに基づいて、車両全体の排ガス量を算出する排ガス量算出手段と、
を備えることを特徴とする交通複合監視装置。 - 所定方法で取得された画像データに対して所定の画像処理を行い、当該画像データに含まれる車両の数を検知することにより、車両の占有率を計測する占有率計測手段と、
所定方法で取得された複数の画像データに対して所定の画像処理を行い、これら複数の画像データに含まれる所定の車両の位置変化を検知することにより、車両の速度を計測する車速計測手段と、
所定方法で取得された画像データに対して所定の画像処理を行い、当該画像データに含まれる車両の車種を識別する車種識別手段と、
予め取得された、複数の車種それぞれについての所定速度毎の排ガス量を記憶する記憶手段と、
上記車速計測手段にて計測された速度と、上記車種識別手段にて識別された車種とに基づいて、上記記憶手段から各車両毎の排ガス量を抽出し、この排ガス量と、上記占有率計測手段にて計測された占有率とに基づいて、車両全体の排ガス量を算出する排ガス量算出手段と、
を備えることを特徴とする交通複合監視装置。 - 上記排ガス量算出手段は、通過台数、速度、および、車種に基づいて算出された排ガス量と、占有率、速度、および、車種に基づいて算出された排ガス量とを相互に比較し、その比較結果に応じた所定の方法によって、最終的な排ガス量を決定することを特徴とする請求項１および２に記載の交通複合監視装置。
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| CN111693566A (zh) * | 2020-05-12 | 2020-09-22 | 江苏理工学院 | 一种基于红外热成像技术的汽车尾气检测装置及检测方法 |
| CN112289022A (zh) * | 2020-09-29 | 2021-01-29 | 西安电子科技大学 | 基于时空背景比对的黑烟车检测判定及*** |
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