JP2965733B2 - 画像式車両感知方法 - Google Patents

画像式車両感知方法

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JP2965733B2
JP2965733B2 JP3068035A JP6803591A JP2965733B2 JP 2965733 B2 JP2965733 B2 JP 2965733B2 JP 3068035 A JP3068035 A JP 3068035A JP 6803591 A JP6803591 A JP 6803591A JP 2965733 B2 JP2965733 B2 JP 2965733B2
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  • Image Analysis (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、道路を撮像し得られた
映像信号を処理して、同一道路位置に対応する輝度レベ
ルの道路通過車両による変化より道路を走行する車両を
感知する画像式車両感知方法に関し、特に走行車両によ
る路面への影に基づく誤感知を無くした方法に関する。
【0002】
【従来の技術】交通状況の把握のために道路を撮像手段
にて撮像し、得られた映像信号を処理して当該道路を通
過する車両を検知する方法及び装置が実用に供されてい
る。このような装置は例えば、本願発明者等により実願
平2−318992号として提案されている。画像式車
両感知方法では一般に、例えば図5に示すごとき画像式
車両感知装置を用いている。この画像式車両感知装置
は、概略画像撮像手段10、輝度データ変換部20、演
算処理部30及び制御部40から構成されている。撮像
手段10は、例えばCCDカメラであり、図6に示すご
とく道路の検知領域の画像を撮像して対応するNTSC
方式の映像信号を輝度データ変換部20へ送出する。こ
の映像信号を用いて図6の画像中道路の横断方向に想定
された直線(検知ライン、L1 )上に設定された複数の
計測点(P1 、P2 、…)の位置に時間的に対応する輝
度信号中の輝度レベルを一組とした輝度データ群を、所
定時間間隔で求めた輝度データ群相互の差異に基づきあ
る時刻での検知ライン(L1)の車両の存在を検出す
る。即ち、図7に示すように、検知ライン上に車両が存
在しない時の輝度データ群(基準路面レベルデータ、D
r)と、検知ライン上に車両が存在し輝度レベルが検知
ラインに沿って大きく変化している時の輝度データ群
(車両検知レベルデータ、Di)との差を検出すること
により車両を検知する。また、検知ラインを複数設定し
ておけば双方への車両到達時間に基づき当該車両の速度
を求めることもできる。
【0003】前記輝度データ変換部20は映像信号より
水平同期信号及び垂直同期信号を得る同期信号抽出回路
21、これらの同期信号に基づいて捜査線上の現在の捜
査位置を数値化して対応する水平座標及び垂直座標を得
るための水平アドレスカウンタ22と垂直アドレスカウ
ンタ23、これらの出力とマイクロプロセツサ41(後
述)が順次指定する座標とを比較し一致した瞬間に取込
み信号を発生するデジタルコンパレータ24、この取込
み信号に応じて前記映像信号の対応する瞬間の輝度を数
値化し輝度データを得て出力するビデオA/D変換回路
25からなっている。なお、入力部には伝送されてくる
映像信号を適切なレベルに増幅するビデオアンプ27、
これに続きA/D変換に先立って映像信号を一定振幅に
正規化するためのクランプレベル固定回路28も設けら
れている。演算処理部30は、前記ビデオA/D変換回
路25からの輝度データを受けて複数の輝度データの平
均化をしたり相関を演算したりするための回路で、高速
演算を要求されるためシグナルプロセッサ31を用いて
おりデータの記憶に必要な記憶部も備えている。
【0004】制御部40は上述各部を制御するととも
に、前記演算処理部30からのデータを受取りこれに更
に演算処理を施し、車両の存在を感知したりこの車両の
速度を算定したりして後続装置に出力する部分で、マイ
クロプロセツサ41、制御プログラムを記憶したROM
42、データ記憶用のRAM43、出力用のI/O回路
44からなる。45はマイクロプロセツサ41が他の部
分とデータやアドレスさらに制御命令や応答信号をやり
とりするCPUバスである。なお、本実施例装置にはそ
の他にも直流電源51、各部に供給されるクロック回路
52、撮像手段10からの映像信号のレベルが低く処理
に不適切な場合に撮像手段10の感度を上げるための信
号を送出するD/A変換回路53等が具備されている。
【0005】このような装置を用い映像信号を処理して
走行車両の感知を行うため一般に画像式車両感知方法
は、概略次のような過程を含んでいる。即ち、 CCDカメラ等の撮像手段により感知対象となる道路
を含む領域の画像に対応する映像信号を得る。 映像信号中、道路の横断方向の直線(検知ライン)上
に位置する計測点に対応する位置(映像信号中の時間的
位置)を予め複数設定し、これらの位置に対応する輝度
データ群を順次得る(図6参照)。 検知ライン上に車両が存在しない路面のみの場合に対
応する輝度データ群を所定時に抽出して基準路面レベル
データとして保持する。この基準路面レベルデータは道
路の照度等の状況に応じて時間経過とともに適宜修正さ
れる(図7参照)。 検知ラインに沿った輝度データ群を前記基準路面レベ
ルと比較し充分な差が認められる場合(高い場合及び低
い場合の双方)には車両が存在すると見做し感知信号を
送出する(図7参照)。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】ところで、この種装置
を実際に道路に設置し使用すると周囲環境によっては様
々な悪影響を受ける。この一つに走行車両の影による誤
感知がある。すなわち、昼間晴天時には、太陽光が車両
により遮られて路面に明瞭な影(輝度の低い部分)がで
きる。一方、装置の検知対象とする車両は種々の塗色の
ものがあり、輝度が影と同程度の車両も多い。従って、
図6に示すように走行車両(CA)の影(SD)が隣接
する車線(R3)に投影され移動していく場合、車両感
知装置がこの車両の影を誤って車両と識別してしまい正
確な情報が得られないという問題が生じていた。この解
決のための車両の影を除去する有効な方法は従来提案さ
れていない。本発明は、以上述べた状況に鑑みてなされ
たもので、走行車両の影を的確に判定しこれを検知対象
外として処理することにより、正確な車両感知ができる
画像式車両感知方法を提案することを課題とするもので
ある。
【0007】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に本発明の画像式車両感知方法では、撮像手段により道
路を含む領域の画像に対応する映像信号を得て、画像中
での道路の横断方向に想定した検知ライン上に位置する
複数の計測点(Pi)に時間的に対応する映像信号中の
位置での夫々の輝度レベル(Ci)からなる輝度データ
群(Dt)を順次得て、検知ライン上に車両が存在せず
路面のみの場合に対応し複数の輝度レベル(Ri)から
なる輝度データ群を所定時に抽出して基準路面レベルデ
ータ(Dr)として保持し、輝度データ群(Dt)を処
理して、道路幅員方向で所定ウインド幅Dw区間に属す
る各計測ポイント(Pi)の差分データ(Ci−Ri)
の平均値Laを中心とするバラツキを微分値(Dfp)
として、ずらし量Dnで道路の一端から他端にわたって
順次走査して各計測ポイントについて求めて計測ライン
に対応する一連のデータ群(微分曲線)(Df)を得
て、微分曲線(Df)を検知スレッショルドレベルTs
を境に2値化して微分2値化曲線(Df′)を得て、空
間平滑化時定数ΔL′で平滑し空間平滑化微分2値化デ
ータ(DfL)を得て、差分データ(Ci−Ri)が、
連続してある負値より低く、且つ空間平滑化微分2値信
号が“0”であるとき対応部分は影信号(SD′)と判
定し、空間平滑化微分2値化データ(DfL)を、影信
号(SD′)相当部を除き前記基準路面レベルデータ
(Dr)と比較し充分な差が認められる場合に車両が存
在すると判定する
【0008】
【作用】上述した方法によると、晴天時には黒色車両と
いえども基準路面レベルより輝度レベルが高い成分があ
るが、影の場合は基準路面レベルより輝度レベルが低く
且つ変化がほとんどないという特質を巧みに利用して、
車両の影を判別しこれを除去して正確な画像式車両感知
処理が行える。
【0009】
【実施例】以下、本発明を添附図面とともに詳細に説明
する。本願発明方法では、例えば図5に示す如き装置を
用いて、その演算制御部で車両の感知を行う。図6に示
すように、昼間晴天時、影によって2車線にわたって車
両が存在する旨の信号が得られた場合、実際には得られ
た信号が全て真に車両の通過によるものか、あるいは影
によるものなのかを判定しなければならない。様々な塗
色の車両のなかでも白色系統の車両は輝度レベルの差異
から影との識別ができる。しかし、黒色系統の車両は輝
度レベルが低く影によるものと近い値となり、輝度レベ
ルの差異から影との識別を行うことが困難である。従っ
て、晴天時の影判定とは黒色車両なのか影なのかを判定
することである。本願発明では、図7の輝度レベルの分
布図に示すように、晴天時においては、たとえ黒色車両
といえども基準路面レベルより輝度レベルが高い成分
(P1、P2)を含んでおり、一方影の場合には、輝度
レベルは基準路面レベルより低く且つ略一定のレベルで
変化がほとんどないという特徴を捕らえてこの性質を利
用して車両と影とを識別する。
【0010】図1及び図2は合わせて本願発明方法の一
実施例を示すフローチャートであり、特に図1に示す車
両感知にあたって車両の影を判別し影による誤感知を排
除するアルゴリズムに特徴をもつものである。本願発明
の画像式車両感知方法では、以下の各過程を含み構成さ
れる。 CCDカメラ等の撮像手段により感知対象となる道路
を含む領域の画像に対応する映像信号を得る。 画像中での、道路の横断方向に想定した直線(検知ラ
イン)上に位置する複数の計測点(Pi)に対応する映
像信号中の位置(映像信号中の時間的位置)を予め複数
設定し、これらの位置に対応する輝度レベル(Ci)か
らなる輝度データ群(Dt)を順次得る(S1・S2、
図6参照)。 検知ライン上に車両が存在しない路面のみの場合に対
応する輝度データ群を所定時に抽出して基準路面レベル
データ(Dr)として保持する。この基準路面レベルデ
ータ(Dr)は道路の照度等の状況に応じて時間経過と
ともに適宜修正される(S6)。
【0011】以下、影の判定過程等(S3)を(S31
〜S39)に別けて説明する。 検知ラインに沿った輝度データ群(Dt)を処理し
て、道路幅員方向でウインド幅Dw区間に属する各計測
ポイント(Pi)の差分データ(Ci−Ri)の平均値
Laを中心とするバラツキを微分値として求める。この
走査を図3に示すようにずらし量Dnで道路の一端から
他端にわたって順次走査して各計測ポイントについて求
めて計測ラインに対応する一連のデータ群(微分曲線、
Df)を求める(S31〜S34)。なお、Dn区間に
差分データ(Ci−Ri)の平均値Laは、図1中の
(1)式で、またDn区間における平均値を中心とする
バラツキの累積である微分値(Dfp)は、図1中の
(2)式で求めることができる。 微分曲線(Df)を検知スレッショルドレベルTsを
境に2値化して微分2値化曲線(Df′)を得る(S3
5)。 空間平滑化時定数ΔL′で平滑し空間平滑化微分2値
化データ(DfL)を得る(S36)。これは、影から
路面への境目(エッジ)等に対応する微分値が出てデー
タが突出する場合があるのでこの分を除去するための処
理である。 差分データ(Ci−Ri)が連続してある負値より低
く、且つ空間平滑化微分2値信号が“0”であるとき対
応部分は影信号(SD′)と判定する(S37〜S3
8)。これらの各過程により、車両による影の抽出がで
きる。
【0012】空間平滑化微分2値化データ(DfL)
を、影信号(SD′)相当部を除き前記基準路面レベル
データ(Dr)と比較し充分な差が認められる場合(高
い場合及び低い場合の双方)には車両が存在すると判定
し感知信号を生成送出する(S39、S5)。 本願発明は上述の各過程を含み構成される。以上述べた
ようにして、晴天時に影によって計測ライン上に生じた
影成分を影として判定しこれを除去して誤検出を無く
し、真の車両感知信号のみを出力することができる。な
お、図2中の過程「発展処理、(S4)」は、必要に応
じて行われる処理で、更に他の計測ライン上でも車両感
知を行い両検知ライン上での感知時間の差と両検知ライ
ンの距離から感知車両の走行速度を求めたり、あるいは
車両感知後そのナンバープレート部の画像を抽出して処
理し車両番号を識別する等の画像処理を指す。また、基
準路面レベルデータの抽出は、各種方法より適宜のもの
を採用することができ、また抽出あるいは更新過程は実
施例の位置に限らない。
【0013】
【発明の効果】以上詳述したとおり本願発明の画像式車
両感知方法は、撮像手段により道路を含む領域の画像に
対応する映像信号を得て、画像中での道路の横断方向に
想定した検知ライン上に位置する複数の計測点(Pi)
に時間的に対応する映像信号中の位置での夫々の輝度レ
ベル(Ci)からなる輝度データ群(Dt)を順次得
て、輝度データ群(Dt)を処理して、道路幅員方向で
所定ウインド幅Dw区間に属する各計測ポイント(P
i)の差分データ(Ci−Ri)の平均値Laを中心と
するバラツキを微分値(Dfp)として、ずらし量Dn
で道路の一端から他端にわたって順次走査して各計測ポ
イントについて求めて計測ラインに対応する一連のデー
タ群(微分曲線)(Df)を得て、微分曲線(Df)を
検知スレッショルドレベルTsを境に2値化して微分2
値化曲線(Df′)を得て、空間平滑化時定数ΔL′で
平滑し空間平滑化微分2値化データ(DfL)を得て、
差分データ(Ci−Ri)が、連続してある負値より低
く、且つ空間平滑化微分2値信号が“0”であるとき対
応部分は影信号(SD′)と判定する過程を含んで成
り、影信号(SD′)相当部を除き車両感知を行うの
で、隣接車線を走行する車両の影を、誤って車両と誤検
知することななく、従って従来より正確な画像式車両感
知方法となっている。
【図面の簡単な説明】
【図1】本願発明の画像式車両感知方法が含む影判定過
程の一実施例を示すフローチャートである。
【図2】本願発明の画像式車両感知方法の一実施例を示
すフローチャートである。
【図3】本願発明の画像式車両感知方法が含む影判定過
程の説明図である。
【図4】本願発明の画像式車両感知方法が含む影判定過
程の説明図である。
【図5】本願発明に係る画像式車両感知装置の一例を示
すブロック図である。
【図6】画像式車両感知装置に係る画像を説明する図で
ある。
【図7】画像式車両感知方法の車両感知過程等を説明す
るための図である。
【符号の説明】
10…撮像手段、 20…輝度データ変換部、 30…演算処理部、 40…制御部。

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 撮像手段により道路を含む領域の画像に
    対応する映像信号を得て、 画像中での道路の横断方向に想定した検知ライン上に位
    置する複数の計測点(Pi)に時間的に対応する映像信
    号中の位置での夫々の輝度レベル(Ci)からなる輝度
    データ群(Dt)を順次得て、 検知ライン上に車両が存在せず路面のみの場合に対応し
    複数の輝度レベル(Ri)からなる輝度データ群を所定
    時に抽出して基準路面レベルデータ(Dr)として保持
    し、 輝度データ群(Dt)を処理して、道路幅員方向で所定
    ウインド幅Dw区間に属する各計測ポイント(Pi)の
    差分データ(Ci−Ri)の平均値Laを中心とするバ
    ラツキを微分値(Dfp)として、ずらし量Dnで道路
    の一端から他端にわたって順次走査して各計測ポイント
    について求めて計測ラインに対応する一連のデータ群
    (微分曲線)(Df)を得て、 微分曲線(Df)を検知スレッショルドレベルTsを境
    に2値化して微分2値化曲線(Df′)を得て、空間平
    滑化時定数ΔL′で平滑し空間平滑化微分2値化データ
    (DfL)を得て、 差分データ(Ci−Ri)が、連続してある負値より低
    く、且つ空間平滑化微分2値信号が“0”であるとき対
    応部分は影信号(SD′)と判定し、 空間平滑化微分2値化データ(DfL)を、影信号(S
    D′)相当部を除き前記基準路面レベルデータ(Dr)
    と比較し充分な差が認められる場合に車両が存在すると
    判定することを特徴とする画像式車両感知方法。
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US7526103B2 (en) 2004-04-15 2009-04-28 Donnelly Corporation Imaging system for vehicle
US7972045B2 (en) 2006-08-11 2011-07-05 Donnelly Corporation Automatic headlamp control system

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