JP3507857B2

JP3507857B2 - 交通流検出装置

Info

Publication number: JP3507857B2
Application number: JP30493899A
Authority: JP
Inventors: 俊広小笠原; 祐司岡本
Original assignee: National Institute for Land and Infrastructure Management
Current assignee: National Institute for Land and Infrastructure Management
Priority date: 1999-10-27
Filing date: 1999-10-27
Publication date: 2004-03-15
Anticipated expiration: 2019-10-27
Also published as: JP2001126183A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、道路上を走行す
る複数の車両を判別し検出するための交通流検出装置に
関するものである。

【０００２】

【従来の技術】図９(ａ)は従来の交通流検出装置におけ
る概略構成図を示している。すなわち、図９(ａ)に示す
ように従来では走行道路１の路側に沿って１台の可視カ
メラ２を配置し、この可視カメラ２により道路を走行す
る複数の車両を撮影し、撮影した画像データを所定のア
ルゴリズムにより判定することにより車両の判別及び交
通量の把握を行っていた。この場合、大型車両３に対し
て普通車４（小型車両）が並走している場合には、車両
の判別が難しいため所謂「分離方式」のアルゴリズム判
定により両車両３，４の識別を行っていた。この「分離
方式」のアルゴリズム判定について簡単に説明すると、
先ず撮影した背景画像データの生成を行い、その背景差
分を２値化整形することにより車両領域の形状を検出
し、次いでこれらを複数の矩形データ（個別車両デー
タ）として検出し、融合或は消去による画像処理により
判別を行うものである。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところが、前記従来の
交通流検出装置の場合には以下のような問題がある。す
なわち、図９(ｂ)に示すように大型車両３に対して普通
車４が完全に隠蔽された場合には、可視カメラ２の撮影
条件により車種を正確にかつ精度良く把握することがで
きず検出精度が低下してしまうという問題があった。ま
た、このような不具合を解決すべく可視カメラを１台で
はなく２台の可視カメラを使用するものも提案されてお
り、この場合には１台の可視カメラよりは検出精度を向
上することができるが、車両による影等の影響により誤
差が軽減されない場合もある。さらに、車両の撮像手段
として可視カメラを採用しているので、車両自体や建造
物の影による誤検出が生じる恐れがあると共に、夜間時
には照明が必要となるという問題がある。また、近年で
は交通量の増加と共に、多種類の車両が増加しているた
め、これら複数の車両の判別及び検出精度をより向上す
ることができる交通流検出装置の実現が望まれている。

【０００４】そこで、この発明の目的は前記従来の交通
流検出装置のもつ問題を解消し、大型車両に隠蔽された
車両でも精度よく判別及び検出すると共に、道路を走行
している複数の車両の検出精度をより向上することがで
きる交通流検出装置を提供するにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】この発明は、前記のよう
な目的を達成するために、請求項１に記載の発明は、走
行道路の路側に沿って所定の間隔で左右に配置された複
数台の赤外線カメラと、これら複数台の赤外線カメラに
より撮影された複数の走行車両を含んだ画像データをそ
れぞれ入力し、これらの入力された画像データから、単
一の車両であるとした走行車両の画像データを抽出処理
し、この画像データから、少なくとも車両の存在位置、
速度、走行車線位置、車幅を算出し、これらの画像デー
タ、および算出した車両の存在位置、速度、走行車線位
置、車幅を、各走行車両毎の車両データとして出力する
複数の車両検出部と、これら各車両検出部により処理さ
れた各走行車両毎の車両データが入力される統合判定部
とを有した交通流検出装置であって、前記統合判定部
は、前記走行道路の左右に配置された２台の赤外線カメ
ラによりそれぞれ撮影され走行車両が抽出処理された２
つの画像データを、それぞれ個別に輪郭抽出処理し、該
走行車両の輪郭を示した図形として抽出画像を作成し、
これらの２つの抽出画像に対応した前記２台の赤外線カ
メラから撮像した走行車両までのそれぞれの距離が互い
に異なる場合には、これらのうちの前記距離が長い一方
の抽出画像を両距離の比率に応じた倍率で倍率変換処理
し、一方の抽出画像における画像としての走行車両の大
きさを他方の距離が短い抽出画像の走行車両の大きさに
合わせ、この倍率変換処理した一方の抽出画像を左右反
転処理し、該抽出画像の走行車両の向きを他方の抽出画
像の走行車両の向きに一致させ、これらの２つの抽出画
像を相互相関演算することにより、これらの抽出画像間
の相関値を算出し、この算出した相関値が、予め設定さ
れた「スレッショルド」を越えた場合に、前記２台の赤
外線カメラによって撮影した画像データから得た２つの
抽出画像が同一車両を示した単一の車両であるとし、
「スレッショルド」以上でない場合に、隠蔽車両を示し
た複数の車両であるとした統合判定していることを特徴
とするものである。

【０００６】請求項２に記載の発明は、請求項１に記載
の発明において、車両検出部は、Ａ／Ｄ変換部、フレー
ムメモリ、ＣＰＵ、通信Ｉ／Ｆとを有し、統合判定部
は、通信Ｉ／Ｆ、車両位置判定部、出力Ｉ／Ｆとを有す
ることを特徴とするものである。

【０００７】請求項３に記載の発明は、請求項１に記載
の発明において、統合判定処理部は、前記輪郭抽出処理
の過程で各抽出画像における重心点を特定して各重心点
を各抽出画像に設定し、前記２つの抽出画像を、同じ座
標内に配置し、互いに接近する方向に向けて少しずつず
らして、前記２つの抽出画像の重心点を同一の位置に整
合させる変換処理し、前記２つの抽出画像を近づける過
程で、前記座標内での両抽出画像の走行車両の輪郭を形
成した画素を積和演算して、前記相互相関演算の相関値
を算出していることを特徴とするものである。

【０００８】請求項４に記載の発明は、請求項３に記載
の発明において、統合判定処理部は、前記両抽出画像に
設定した重心点の位置が同一の位置を占めた場合及び何
れの位置の場合においても、前記相関値が前記「スレッ
ショルド」以上でないときには、車両の同一性がなく
「隠蔽車両」の存在が検出されたと判断し、次いで、前
記２つの画像データを処理した各車両検出部における車
両存在位置の比較を行ない、この車両存在位置の比較に
よって、「存在位置が一致」であると判断した場合に
は、「同一車両の確定」を行なって左右側面の見え方が
異なる車両を検出している一方、「存在位置が一致」で
ないと判断した場合には、「隠蔽車両の確定」を行なっ
て隠蔽車両を検出していることを特徴とするものであ
る。

【０００９】

【発明の実施の形態】図１，２は本発明が適用される道
路の一実施形態を示すもので、このうち図１は車両の進
行方向に対する正面図を、図２は平面図をそれぞれ示し
ており、大型車両３に隣接した普通車４が並走している
状態を想定している。また、図２に示すように、本発明
では走行道路の路側に沿って所定の間隔（100ｍ程度）
で左右に配置される複数台（４台）の赤外線カメラ６
（前左），７（前右），８（後左）９（後右）を有して
おり、これら複数台の赤外線カメラ６〜９は道路上方位
置から道路を走行する複数の車両をそれぞれ撮影できる
ように配置されている。車両に対する視野位置もほぼ同
様となっている。この例では、４台の赤外線カメラによ
る実施形態を示しているが、本発明では少なくても２台
の赤外線カメラを必要とするものとする。

【００１０】図３は本発明の一実施形態である機能構成
の全体ブロック図を示している。すなわち、図３に示す
ように本発明の交通流検出装置は４台の赤外線カメラ６
〜９から撮影された複数の走行車両の画像データが入力
される、それぞれ単独の車両検出部10〜13と、これら各
車両検出部10〜13により処理された複数の車両情報が入
力される統合判定部14とを有している。このうち各車両
検出部10〜13はＡ／Ｄ変換部16、フレームメモリ17、Ｃ
ＰＵ18、通信Ｉ／Ｆ19とを有し、統合判定部14は通信Ｉ
／Ｆ20、車両位置判定部21、出力Ｉ／Ｆ22とを有してい
る。

【００１１】この全体ブロック図の各機能の概略を説明
すると、赤外線カメラ６により撮影された映像（画像デ
ータ）は車両検出部10に入力され、その内部のＡ／Ｄ変
換部16によりデジタル変換され、この変換後の画像デー
タはフレームメモリ17内に一時的にストアされる。そし
て、ＣＰＵ18によって車両の存在位置の検出、速度、走
行車線位置、車幅などの各車両データが算出され、この
各車両データは通信Ｉ／Ｆ19を介して統合判定部14に送
出される。同様に各赤外線カメラ７，８，９により撮影
された映像（画像データ）は、それぞれの車両検出部1
1，12，13に入力され、前記の画像処理後にそれぞれの
各車両データが統合判定部14に送出される。そして、こ
の統合判定部14により車両データに対しての相互相関演
算を行い車両の幅、高さ及び長さを計算して処理結果を
統合することにより車両を検出する。後述するように、
最終的に統合判定部14により統合され判定された車両の
データは車両情報として出力される。

【００１２】以下、本発明の詳細について図４，５の判
定概念図及び図６のフローチャート（統合判定処理）を
参照して説明する。ここで図４は大型車両１台が「隠蔽
車両」なく走行しているときの撮像画面とその画像デー
タ処理過程を示すもので、また図５は「隠蔽車両」が存
在するときの撮像画面とその画像データ処理過程を示す
もので、ここでは相互相関演算による画像の一致、不一
致を判定する際の判定概念図となる。この場合、普通車
が大型車両に対する「隠蔽車両」となる。先ず、図４に
示すように道路上を大型車両１台が走行している状態を
想定すると、先ず大型車両の映像（前左）は赤外線カメ
ラ６により撮影され（「画面Ａ」）、その撮影画像を基
に車両検出部10から抽出した車両情報が取得され（Ｓ
１）、次いで同様に赤外線カメラ６の反対位置にある赤
外線カメラ７により大型車両の映像（前右）が撮影され
（「画面Ｂ」）、その撮影画像を基に車両検出部11から
抽出した車両情報が取得される（Ｓ２）。つまり、この
段階で大型車両は両側面から車両全体が撮影され、その
画像データが車両情報として検出される。

【００１３】この際、各赤外線カメラ６，７から撮影さ
れた車両の撮影画像に対しては、輪郭抽出処理が行なわ
れる。つまり、車両検出部10においてＡ／Ｄ変換部16よ
り変換後の画像データはその１画素単位で「黒データ
（１）」から「白データ（０）」に変換（０〜255）さ
れているため、これを輪郭処理により輪郭レベル値の高
い画像データの輪郭部のみを「黒（１）」とし、その他
を「白（０）」とする処理が行われる。この輪郭抽出処
理の過程では各抽出画像においての画像データ上での重
心位置が特定され設定される。例えば、この輪郭抽出処
理は所定値にスライスレベルを設定した比較器などを利
用することにより行われる。また、ここで赤外線カメラ
６，７から車両までの距離が異なる場合には、取得した
一方の画像データに対しての倍率変換処理を行う（Ｓ
３）。この倍率変換処理により両画像データの大きさが
ほぼ同じものとなる。また、その後倍率変換処理により
拡大した側の画像データに対しての左右反転処理を行う
（Ｓ４）。

【００１４】つまり、図７に示すように車両が道路の片
側（図７の左側）を走行している場合には、赤外線カメ
ラ６，７と車両までの距離Ｌ₁，Ｌ₂には差異が生じる
（Ｌ₁＜Ｌ₂）と共に、当然赤外線カメラ７側から撮影し
た撮影画像（前右）は離間距離が長いため小さくなる。
また、赤外線カメラ６，７は互いに車両に対して反対方
向から撮影するため、それぞれの抽出画像（図４「画面
Ａ，Ｂ」参照）はその向きが異なることとなる。このた
め、後述する「相互相関演算処理」を行うため抽出画像
に対しての拡大処理を行い同様に、この拡大した側の抽
出画像に対しての左右反転処理を行う。この左右反転処
理（鏡像処理）はラインメモリ上にある１走査分の画像
データを逆方向から読み出すことなどにより行われる。

【００１５】そして、前記画像処理後の２画像に対して
「相互相関演算処理」を行う（Ｓ５）。ここで、図８
(ａ)，(ｂ)を参照して「相互相関演算処理」について簡
単に説明する。例えば、図８(ａ)に示す同形である「図
形α」と「図形β」との同一性を判断する場合に、「相
互相関演算処理」では「図形α」と「図形β」をそれぞ
れ内側に向けて少しずつずらし重心位置を整合させる積
和処理を行う。この場合、図形同士が同一である場合に
はそれぞれ該当するマトリックス（整合する輪郭デー
タ）は「１×１」の積であり「１」となるため重心点で
の線図（相関処理結果図）は図４に示すように、その頂
点である「１」となる。つまり、重心位置が予め設定さ
れた「スレッショルド」を越えたものとなる。したがっ
て、この予め設定された「スレッショルド」相関値の判
定（Ｓ６）を行うことにより、この場合は２方向から撮
影された抽出画像が同一車両であると判定される（Ｓ
７）。一方、図８(ｂ)に示すように「図形α」と「図形
γ」とが同形でない場合には積和処理を行った場合でも
線図は図５に示すように、重心位置及び何れの位置にお
いても予め設定された「スレッショルド」を越えたもの
とはならない平坦な線図として表れる。つまり、図５に
示すように赤外線カメラ６により撮影された大型車両の
映像（前左）が「画面Ａ」であり、赤外線カメラ７によ
り撮影された大型車両の映像（前右）が「画面Ｃ」であ
った場合には、車両の同一性がないと判断され「隠蔽車
両」の存在が検出されるものとなる。

【００１６】さらに、これを図６の判定フローチャート
により手順を説明すると、積和した相関値が「スレッシ
ョルド」以上でない場合には、車両検出部10，11におけ
る車両存在位置の比較を行う（Ｓ８）。次いで、存在位
置が一致か否かの判定が行われる（Ｓ９）。具体的に
は、両赤外線カメラ６，７で検出した車両底部における
存在位置が一致するかの判定が行われ、その結果が「存
在位置が一致」と判断された場合には同一車両であると
の確定が行われる（Ｓ10）。そして、「存在位置が一
致」でないと判断された場合には「隠蔽車両の確定」が
行われる（Ｓ11）。すなわち、どの位置においても積算
相関値が「スレッショルド」を越えることはなく同一車
両でないことが判定できる。

【００１７】

【発明の効果】この発明は上記のようであって、請求項
１に記載の発明は、走行道路の路側に沿って所定の間隔
で左右に配置された複数台の赤外線カメラと、これら複
数台の赤外線カメラにより撮影された複数の走行車両を
含んだ画像データをそれぞれ入力し、これらの入力され
た画像データから、単一の車両であるとした走行車両の
画像データを抽出処理し、この画像データから、少なく
とも車両の存在位置、速度、走行車線位置、車幅を算出
し、これらの画像データ、および算出した車両の存在位
置、速度、走行車線位置、車幅を、各走行車両毎の車両
データとして出力する複数の車両検出部と、これら各車
両検出部により処理された各走行車両毎の車両データが
入力される統合判定部とを有した交通流検出装置であっ
て、前記統合判定部は、前記走行道路の左右に配置され
た２台の赤外線カメラによりそれぞれ撮影され走行車両
が抽出処理された２つの画像データを、それぞれ個別に
輪郭抽出処理し、該走行車両の輪郭を示した図形として
抽出画像を作成し、これらの２つの抽出画像に対応した
前記２台の赤外線カメラから撮像した走行車両までのそ
れぞれの距離が互いに異なる場合には、これらのうちの
前記距離が長い一方の抽出画像を両距離の比率に応じた
倍率で倍率変換処理し、一方の抽出画像における画像と
しての走行車両の大きさを他方の距離が短い抽出画像の
走行車両の大きさに合わせ、この倍率変換処理した一方
の抽出画像を左右反転処理し、該抽出画像の走行車両の
向きを他方の抽出画像の走行車両の向きに一致させ、こ
れらの２つの抽出画像を相互相関演算することにより、
これらの抽出画像間の相関値を算出し、この算出した相
関値が、予め設定された「スレッショルド」を越えた場
合に、前記２台の赤外線カメラによって撮影した画像デ
ータから得た２つの抽出画像が同一車両を示した単一の
車両であるとし、「スレッショルド」以上でない場合
に、隠蔽車両を示した複数の車両であるとした統合判定
しているので、大型車両と普通車が隣接して並走してい
る場合でも隠蔽された車両を検出できると共に、道路上
を走行している複数車両の検出精度を向上できるという
効果がある。また、可視カメラではなく赤外線カメラを
採用しているので、車両自体や建造物の影響による誤検
出を防止でき、夜間時でも照明が不要となり正確な検出
機能を発揮することができるという効果がある。

【００１８】請求項３に記載の発明は、請求項１に記載
の発明において、統合判定処理部は、前記輪郭抽出処理
の過程で各抽出画像における重心点を特定して各重心点
を各抽出画像に設定し、前記２つの抽出画像を、同じ座
標内に配置し、互いに接近する方向に向けて少しずつず
らして、前記２つの抽出画像の重心点を同一の位置に整
合させる変換処理し、前記２つの抽出画像を近づける過
程で、前記座標内での両抽出画像の走行車両の輪郭を形
成した画素を積和演算して、前記相互相関演算の相関値
を算出しているので、大型車両と普通車が隣接して並走
している場合でも隠蔽された車両を検出できると共に、
道路上を走行している複数車両の検出精度を向上できる
という効果がある。また、可視カメラではなく赤外線カ
メラを採用しているので、車両自体や建造物の影等によ
る影響で生じる誤検出を防止でき、夜間時でも照明が不
要となり正確な検出機能を発揮することができという効
果がある。

【００１９】請求項４に記載の発明は、請求項３に記載
の発明において、統合判定処理部は、前記両抽出画像に
設定した重心点の位置が同一の位置を占めた場合及び何
れの位置の場合においても、前記相関値が前記「スレッ
ショルド」以上でないときには、車両の同一性がなく
「隠蔽車両」の存在が検出されたと判断し、次いで、前
記２つの画像データを処理した各車両検出部における車
両存在位置の比較を行ない、この車両存在位置の比較に
よって、「存在位置が一致」であると判断した場合に
は、「同一車両の確定」を行なって左右側面の見え方が
異なる車両を検出している一方、「存在位置が一致」で
ないと判断した場合には、「隠蔽車両の確定」を行なっ
て隠蔽車両を検出しているので、道路上を走行している
複数車両の検出精度をより向上できるという効果があ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の一実施形態を示す正面図である。

【図２】同配置構成を示す平面図である。

【図３】同機能構成の一例を示す全体ブロック図であ
る。

【図４】同一車両時の判定概念図である。

【図５】隠蔽車両存在時の判定概念図である。

【図６】統合処理判定手順を示すフローチャートであ
る。

【図７】離間距離の相違を示す説明図である。

【図８】相互相関演算処理を説明する説明図である。

【図９】従来の交通流検出装置の概略構成図である。

【符号の説明】

１道路２可視カメラ３大型車両４普通車６，７，８，９赤外線カメラ 10，11，12，13 車両検出部 14 統合判定部 16 Ａ／Ｄ変換部 17 フレームメモリ 18 ＣＰＵ 19，20 通信Ｉ／Ｆ 21 車両位置判定部 22 出力Ｉ／Ｆ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号ＦＩＨ０４Ｎ 5/225 Ｈ０４Ｎ 5/225 Ｃ 7/18 7/18 ＣＫＮ (56)参考文献特開平８−322040（ＪＰ，Ａ) 特開平11−265496（ＪＰ，Ａ) 特開平11−272989（ＪＰ，Ａ) 特開平11−219493（ＪＰ，Ａ) 特開平11−259641（ＪＰ，Ａ) 特開平11−259658（ＪＰ，Ａ) 特表平10−505176（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G08G 1/00 - 1/16 G06T 1/00 G06T 7/00 G06T 7/20 H04N 5/225 H04N 7/18

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】走行道路の路側に沿って所定の間隔で左
右に配置された複数台の赤外線カメラと、これら複数台
の赤外線カメラにより撮影された複数の走行車両を含ん
だ画像データをそれぞれ入力し、これらの入力された画
像データから、単一の車両であるとした走行車両の画像
データを抽出処理し、この画像データから、少なくとも
車両の存在位置、速度、走行車線位置、車幅を算出し、
これらの画像データ、および算出した車両の存在位置、
速度、走行車線位置、車幅を、各走行車両毎の車両デー
タとして出力する複数の車両検出部と、これら各車両検
出部により処理された各走行車両毎の車両データが入力
される統合判定部とを有した交通流検出装置であって、前記統合判定部は、前記走行道路の左右に配置された２
台の赤外線カメラによりそれぞれ撮影され走行車両が抽
出処理された２つの画像データを、それぞれ個別に輪郭
抽出処理し、該走行車両の輪郭を示した図形として抽出
画像を作成し、これらの２つの抽出画像に対応した前記２台の赤外線カ
メラから撮像した走行車両までのそれぞれの距離が互い
に異なる場合には、これらのうちの前記距離が長い一方
の抽出画像を両距離の比率に応じた倍率で倍率変換処理
し、一方の抽出画像における画像としての走行車両の大
きさを他方の距離が短い抽出画像の走行車両の大きさに
合わせ、この倍率変換処理した一方の抽出画像を左右反転処理
し、該抽出画像の走行車両の向きを他方の抽出画像の走
行車両の向きに一致させ、これらの２つの抽出画像を相互相関演算することによ
り、これらの抽出画像間の相関値を算出し、この算出した相関値が、予め設定された「スレッショル
ド」を越えた場合に、前記２台の赤外線カメラによって
撮影した画像データから得た２つの抽出画像が同一車両
を示した単一の車両であるとし、「スレッショルド」以
上でない場合に、隠蔽車両を示した複数の車両であると
した統合判定していることを特徴とする交通流検出装
置。
【請求項２】車両検出部は、Ａ／Ｄ変換部、フレーム
メモリ、ＣＰＵ、通信Ｉ／Ｆとを有し、統合判定部は、
通信Ｉ／Ｆ、車両位置判定部、出力Ｉ／Ｆとを有するこ
とを特徴とする請求項１に記載の交通流検出装置。
【請求項３】統合判定処理部は、前記輪郭抽出処理の
過程で各抽出画像における重心点を特定して各重心点を
各抽出画像に設定し、前記２つの抽出画像を、同じ座標内に配置し、互いに接
近する方向に向けて少しずつずらして、前記２つの抽出
画像の重心点を同一の位置に整合させる変換処理し、前記２つの抽出画像を近づける過程で、前記座標内にお
ける両抽出画像の輪郭を形成する画素を積和演算して、
前記相互相関演算の相関値を算出していることを特徴と
する請求項１に記載の交通流検出装置。
【請求項４】統合判定処理部は、前記両抽出画像に設
定した重心点の位置が同一の位置を占めた場合及び何れ
の位置の場合においても、前記相関値が前記「スレッシ
ョルド」以上でないときには、車両の同一性がなく「隠
蔽車両」の存在が検出されたと判断し、次いで、前記２
つの画像データを処理した各車両検出部における車両存
在位置の比較を行ない、この車両存在位置の比較によって、「存在位置が一致」
であると判断した場合には、「同一車両の確定」を行な
って左右側面の見え方が異なる車両を検出している一
方、「存在位置が一致」でないと判断した場合には、
「隠蔽車両の確定」を行なって隠蔽車両を検出している
ことを特徴とする請求項３に記載の交通流検出装置。