JP4858280B2 - Container vehicle tilt angle detection device - Google Patents
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Description
本発明は、コンテナ車両の傾き角度を検出する装置に関する。特に通路に設置されたカメラによりコンテナ車両を撮影した画像から、コンテナ車両の傾き角度を検出する、コンテナ車両傾き角度検出装置に関するものである。 The present invention relates to an apparatus for detecting an inclination angle of a container vehicle. In particular, the present invention relates to a container vehicle inclination angle detection device that detects an inclination angle of a container vehicle from an image obtained by photographing the container vehicle with a camera installed in a passage.
特許文献1は、地磁気を検出するXY2軸地磁気センサを自動二輪車に搭載し、地磁気センサの出力より自動二輸車の傾き角度を計算する。
特許文献2は、四輪車両の各車輪を支えるサスペンションの伸縮量を計測し、その伸縮量から車両の傾き角度を算出する。
Patent Document 2 measures the amount of expansion / contraction of a suspension that supports each wheel of a four-wheel vehicle, and calculates the tilt angle of the vehicle from the amount of expansion / contraction.
特許文献1,2はいずれも車両に物理量を計測するセンサを搭載し、そのセンサ情報を基に車両の傾き角度を検出する。
この方法は計測した物理量から車両の傾き角度を計算するため、確実に車両傾き角度を検出できる利点がある。
In each of Patent Documents 1 and 2, a sensor for measuring a physical quantity is mounted on a vehicle, and the tilt angle of the vehicle is detected based on the sensor information.
Since this method calculates the vehicle tilt angle from the measured physical quantity, there is an advantage that the vehicle tilt angle can be detected reliably.
しかしながら、センサを含めた装置を車両毎に搭載する必要があるため、不特定多数のコンテナ車両が走行する港湾施設や工場内でコンテナ車両の傾き角度を検出しようとした場合、センサを搭載していないコンテナ車両に対する傾き角度の検出は不可能である。
また、全ての車両に対して傾き角度を検出する場合は、施設内を走行する全てのコンテナ車両にセンサを搭載する必要がありコスト高となってしまう。
However, since it is necessary to mount a device including a sensor for each vehicle, a sensor is mounted when trying to detect the tilt angle of a container vehicle in a port facility or factory where an unspecified number of container vehicles travel. It is impossible to detect the tilt angle for a non-container vehicle.
Moreover, when detecting an inclination angle with respect to all the vehicles, it is necessary to mount a sensor in all the container vehicles which drive | work the inside of a facility, and it will become high cost.
さらに、各車両の傾き角度データについては各車両に搭載されたセンサを含めた装置に保存されており、各車両の傾き角度データを一括管理するためには、それぞれの車両からデータを読み取る必要があり、煩雑な手段を必要とする。 Furthermore, the tilt angle data of each vehicle is stored in a device including a sensor mounted on each vehicle. In order to collectively manage the tilt angle data of each vehicle, it is necessary to read the data from each vehicle. Yes, requiring complicated means.
本発明の目的は、通路に設置されたカメラによりコンテナ車両を撮影した画像から、コンテナ車両の傾き角度を検出する、コンテナ車両傾き角度検出装置を提供することである。 An object of the present invention is to provide a container vehicle inclination angle detection device that detects an inclination angle of a container vehicle from an image obtained by photographing the container vehicle with a camera installed in a passage.
上記課題を解決する本発明の請求項1に係るコンテナ車両傾き角度検出装置は、コンテナ車両を撮影するカメラ等の画像撮影部、前記画像撮影部で撮影された画像をメモリヘ入力する画像入力部、前記画像入力部で前記メモリに入力された前記画像中から前記コンテナ車両の位置及び前記コンテナ車両が存在する領域を特定する車両抽出部、前記車両抽出部で特定された前記コンテナ車両の位置及び前記コンテナ車両が存在する領域に基づいて前記コンテナ車両の傾き角度を検出する傾き角度検出部、前記傾き角度検出部で検出した傾き角度を出力する傾き角度出力部及び各種データを保存しておく前記メモリからなるコンテナ車両傾き角度検出装置において、前記画像撮影部は、コンテナ車両を撮影して画像データを作成し、また、前記画像入力部は、前記画像撮影部が作成した画像データを前記メモリヘ入力し、また、前記車両抽出部は、予め作成しておいた車両の映っていない背景画像と前記画像入力部で前記メモリに入力された画像の差分を取り、当該画像中でのコンテナ車両の存在する領域を抽出し、前記領域を囲む画像軸に平行な矩形枠を計算すると共に、前記領域に関する各種データをメモリヘ保存し、また、前記傾き角度検出部は、予め作成しておいたコンテナ四隅の部分画像を用い、前記画像入力部で前記メモリに入力された画像の車両領域から画像のテンプレートマッチングによりコンテナ四隅の位置を検出し、検出されたコンテナ四隅の位置関係から前記コンテナ車両の傾き角度を計算し、計算した傾き角度データを前記メモリヘ保存し、また、前記傾き角度出力部は、前記メモリに保存された前記コンテナ車両の傾き角度データを取り出して出力することを特徴とする。 A container vehicle tilt angle detection device according to claim 1 of the present invention that solves the above-described problem is an image photographing unit such as a camera that photographs a container vehicle, an image input unit that inputs an image photographed by the image photographing unit to a memory, A vehicle extraction unit that identifies a position of the container vehicle and a region where the container vehicle exists from the image input to the memory by the image input unit, a position of the container vehicle identified by the vehicle extraction unit, and the An inclination angle detection unit that detects an inclination angle of the container vehicle based on an area where the container vehicle exists, an inclination angle output unit that outputs an inclination angle detected by the inclination angle detection unit, and the memory that stores various data In the container vehicle tilt angle detecting device, the image photographing unit photographs the container vehicle to create image data, and The input unit inputs the image data created by the image capturing unit to the memory, and the vehicle extraction unit inputs a previously created background image of the vehicle that is not shown and the image input unit to the memory. has been taking the difference of images, to extract the existing areas of container vehicle in the image, along with calculating the parallel rectangular frame in the image axis surrounding the region, various data for the previous SL area saved Memorihe, In addition, the tilt angle detection unit detects the positions of the four corners of the container by template matching of the image from the vehicle region of the image input to the memory by the image input unit using the partial images of the four corners of the container prepared in advance. And calculating the tilt angle of the container vehicle from the detected positional relationship of the four corners of the container, storing the calculated tilt angle data in the memory, and Output unit, and outputs taken out inclination angle data of the container vehicle stored in the memory.
上記課題を解決する本発明の請求項2に係るコンテナ車両傾き角度検出装置は、請求項1記載の前記傾き角度検出部に代えて、前記領域からSobelフィルタ、LOGフィルタ等の鮮鋭化フィルタを用いてコンテナ両端部の縦方向のエッジを抽出し、抽出した縦方向エッジを直線近似して直線特徴を検出し、検出された直線特徴の角度データから前記コンテナ車両の傾き角度を検出することを特徴とする。 A container vehicle inclination angle detection device according to a second aspect of the present invention that solves the above problem uses a sharpening filter such as a Sobel filter or a LOG filter from the area instead of the inclination angle detection unit according to the first aspect. Extracting vertical edges at both ends of the container, detecting the linear feature by approximating the extracted vertical edges to a straight line, and detecting the inclination angle of the container vehicle from the angle data of the detected linear feature And
上記課題を解決する本発明の請求項3に係るコンテナ車両傾き角度検出装置は、請求項1記載の前記傾き角度検出部に代えて、前記領域からSobelフィルタ、LOGフィルタ等の鮮鋭化フィルタを用いてコンテナ輪郭線のエッジを抽出し、抽出した輪郭線エッジを直線近似して直線特徴を検出し、検出した直線特徴の角度データからコンテナ車両の傾き角度を検出することを特徴とする。 A container vehicle tilt angle detection device according to a third aspect of the present invention that solves the above problem uses a sharpening filter such as a Sobel filter or a LOG filter from the region instead of the tilt angle detection unit according to the first aspect. Then, an edge of the container contour line is extracted, a linear feature is detected by linear approximation of the extracted contour line edge, and a tilt angle of the container vehicle is detected from the angle data of the detected linear feature.
(1)通路に設置したカメラの画像からコンテナ車両の傾き角度を検出することができる。
(2)通路に設置したカメラの画像からコンテナ車両の傾き角度を検出するために、特別な装置を車両に搭載する必要がない。
(3)コンテナ車両の傾き角度を検出する装置をコンテナ外部に設置するため、コンテナ車両の画像が撮影できるならば不特定多数のコンテナ車両の傾き角度データの検出に対応できる。
(4)コンテナ車両毎に特別な装置を搭載する必要がないため、計測対象となるコンテナ車両が多数になった場合でもコストを小さく抑えることができる。
(1) The tilt angle of the container vehicle can be detected from the image of the camera installed in the passage.
(2) In order to detect the tilt angle of the container vehicle from the image of the camera installed in the passage, it is not necessary to mount a special device on the vehicle.
(3) Since the device for detecting the tilt angle of the container vehicle is installed outside the container, detection of tilt angle data of an unspecified number of container vehicles can be supported if an image of the container vehicle can be taken.
(4) Since it is not necessary to mount a special device for each container vehicle, the cost can be reduced even when the number of container vehicles to be measured becomes large.
以下に実施例として説明する態様が本発明を実施するための最良の形態である。 The mode described below as an example is the best mode for carrying out the present invention.
(1)基本的な考え方
本発明の第1実施例に係るコンテナ車両傾き角度検出装置を図1に示す。
(1) Basic concept FIG. 1 shows a container vehicle tilt angle detection apparatus according to a first embodiment of the present invention.
本実施例では、コンテナ車両を撮影するカメラ等の画像撮影部10、画像撮影部10で撮影された画像をメモリ25ヘ入力する画像入力部21、入力画像中からコンテナ車両の位置やコンテナ車両が存在する領域を特定する車両抽出部22、入力画像からコンテナ車両の傾き角度を検出する傾き角度検出部23、検出した傾き角度を出力する傾き角度出力部24、および、各種データを保存しておくメモリ25から構成する。
In the present embodiment, the
画像撮影部10は、通路に設置され、通路を走行するコンテナ車両を真後ろから撮影して画像データを作成する。コンテナ車両は、「積荷を積載するコンテナ」と「コンテナを牽引するトレーラ」から構成されるため、作成された画像データにおける矩形部分はコンテナである。
画像入力部21は、画像撮影部10が作成した画像データをメモリ25ヘ入力する。
The
The
車両抽出部22は、予め作成しておいた車両の映っていない背景画像と、画像入力部21でメモリ25へ入力された画像(以下、入力画像という)の差分をとり、入力画像中でのコンテナ車両の存在する領域(以下、車両領域という)を抽出し、車両領域を囲む画像軸に平行な矩形枠を計算すると共に、車両領域に関する各種データをメモリ25ヘ保存する。
The
車両抽出部22による画像処理の例を図4、図5及び図6に示す。図4は、コンテナ車両の写っていない背景画像であり、図5は、コンテナ車両の写っている入力画像であり、何れも同一位置の画像撮影部10から撮影されたものである。図6は、背景画像と入力画像との差分により、車両位置及び車両領域を抽出した画像である。
Examples of image processing by the
傾き角度検出部23は、予め作成しておいたコンテナ四隅の部分画像(コンテナ角テンプレート画像)を用い、入力画像の車両領域から画像のテンプレートマッチングによりコンテナ四隅の位置を検出し、コンテナ四隅の位置関係からコンテナ車両の傾き角度を計算し、計算した傾き角度データをメモリ25ヘ保存する。
The inclination
コンテナ角テンプレート画像の例を図7に示す。コンテナ角テンプレート画像1,2,3,4は、図7に示すように、コンテナ車両のうちコンテナにおける上左、上右、下左、下右の4隅をそれぞれ含む。
傾き角検出部23では、コンテナ四隅の位置関係から次のようにコンテナ車両の傾き角度を計算する。
An example of a container corner template image is shown in FIG. As shown in FIG. 7, the container corner template images 1, 2, 3, and 4 each include four corners of the upper left, upper right, lower left, and lower right in the container of the container vehicle.
The inclination
まず、コンテナ四隅の位置が次のように検出されたとする。
左上隅の位置:p1(u1,v1)
左下隅の位置:p2(u2,v2)
右下隅の位置:p3(u3,v3)
右上隅の位置:p4(u4,v4)
First, assume that the positions of the four corners of the container are detected as follows.
Upper left corner position: p 1 (u 1 , v 1 )
Lower left corner position: p 2 (u 2 , v 2 )
Lower right corner position: p 3 (u 3 , v 3 )
Upper right corner position: p 4 (u 4 , v 4 )
コンテナの4辺の水平方向又は鉛直方向に対する傾き角度は、以下の通りに求められる。
t12=atan((u2−u1)/(v2−v1))
t23=atan((v3−v2)/(u3−u2))
t34=atan((u4−u3)/(v4−v3))
t41=atan((v1−v4)/(ul−u4))
The inclination angles of the four sides of the container with respect to the horizontal direction or the vertical direction are obtained as follows.
t 12 = atan ((u 2 −u 1 ) / (v 2 −v 1 ))
t 23 = atan ((v 3 −v 2 ) / (u 3 −u 2 ))
t 34 = atan ((u 4 −u 3 ) / (v 4 −v 3 ))
t 41 = atan ((v 1 −v 4 ) / (u l −u 4 ))
上記各位置の組み合わせから計算された傾き角度を平均して、コンテナ傾き角度tを求める。
t=(t12+t23+t34+t41)/4
傾き角度出力部24では、メモリ25に保存されたコンテナ車両の傾き角度データを取り出して出力する。
The container tilt angle t is obtained by averaging the tilt angles calculated from the combinations of the positions.
t = (t 12 + t 23 + t 34 + t 41) / 4
The inclination
本実施例の効果としては、通路に設置したカメラ等の画像撮影部10で撮影された画像からコンテナ車両の傾き角度を検出できるため、コンテナ車両の傾きを検出する装置を車両毎に搭載する必要がなく、画像が撮影できれば不特定多数のコンテナ車両の傾き角度を検出することができる。
また、カメラ等の画像撮影部10を通路に設置すればコンテナ車両の傾きを検出できるため、計測対象となる全ての車両に装置を搭載する方法に比べてコストを小さく抑えることができる。
As an effect of the present embodiment, since the tilt angle of the container vehicle can be detected from the image captured by the
Moreover, since the inclination of the container vehicle can be detected by installing the
カメラ等の画像撮影部10を通路に設置するほか、画像入力部21、車両抽出部22、傾き角度検出部23、傾き角度出力部24については、ソフトウェアで実現し、メモリ25を備えるコンピュータ20にインストールすることにより、本実施例のコンテナ車両傾き角度検出装置を実現するようにしても良い。
In addition to installing the
(2)コンテナ縦線からコンテナ車両傾き角度を求める方法
本発明の第2実施例に係るコンテナ車両傾き角度検出装置を図2に示す。
本実施例では、前述した第1実施例のコンテナ車両傾き角度検出装置を構成する「傾き角度検出部23」に代えて「傾き角度検出部232」を用いて構成するものである。その他の構成については、実施例1同様であるので、同一部分には同一符号を付して重複する説明を省略する。
(2) Method for Obtaining Container Vehicle Tilt Angle from Container Vertical Line FIG. 2 shows a container vehicle tilt angle detecting device according to a second embodiment of the present invention.
In the present embodiment, the “
即ち、傾き角度検出部232は、入力画像の車両領域から鮮鋭化フィルタ(Sobelフィルタ、LOGフィルタ等)を用いてコンテナ両端部の縦方向のエッジを抽出し、抽出した縦方向エッジを直線近似して直線特徴を検出し、直線特徴の角度データからコンテナ車両の傾き角度を検出する。
That is, the tilt
傾き角度検出部232の画像処理を図8,9に示す。図8に示すように、コンテナ両端部の縦方向のエッジを抽出し、図9に示すように、抽出した縦方向エッジを直線近似して直線特徴を検出する。
傾き角度検出部26では、検出した直線特徴データからコンテナ傾き角度tを次のように求める。
t=(t1+t2)/2
t1,t2は、何れも検出された直線特徴の鉛直方向に対する角度である。
Image processing of the tilt
The tilt angle detector 26 obtains the container tilt angle t from the detected straight line feature data as follows.
t = (t 1 + t 2 ) / 2
t 1 and t 2 are angles with respect to the vertical direction of the detected linear feature.
本実施例の効果としては、実施例1の効果に加え、コンテナ車両の傾き角度を、コンテナ両端部の縦線から検出した直線特徴を基に計算するため、より精度の良いコンテナ車両の傾き角度データを得ることができる。 As an effect of the present embodiment, in addition to the effect of the first embodiment, since the tilt angle of the container vehicle is calculated based on the straight line feature detected from the vertical lines at both ends of the container, the tilt angle of the container vehicle with higher accuracy can be obtained. Data can be obtained.
(3)コンテナ輪郭線からコンテナ車両傾き角度を求める方法
本発明の第3実施例に係るコンテナ車両傾き角度検出装置を図3に示す。
本実施例では、前述した第1実施例のコンテナ車両傾き角度検出装置を構成する「傾き角度検出部23」に代えて「傾き角度検出部233」を用いて構成する。その他の構成については、実施例1同様であるので、同一部分には同一符号を付して重複する説明を省略する。
(3) Method for Obtaining Container Vehicle Tilt Angle from Container Contour Line FIG. 3 shows a container vehicle tilt angle detecting device according to a third embodiment of the present invention.
In this embodiment, the “
即ち、傾き角度検出部233では、入力画像の車両領域から鮮鋭化フィルタ(Sobelフィルタ、LOGフィルタ等)を用いてコンテナ輪郭線の縦方向及び横方向のエッジを抽出し、抽出した縦方向及び横方向の輪郭線エッジを直線近似して直線特徴を検出し、直線特徴の角度データからコンテナ車両の傾き角度を検出する。
That is, the tilt
傾き角度検出部233の画像処理を図10,11に示す。図10に示すように、コンテナ4辺の縦方向及び横方向のエッジを抽出し、図11に示すように、抽出した縦方向及び横方向エッジを直線近似して直線特徴を検出する。
傾き角度検出部233では、検出した直線特徴データからコンテナ傾き角度tを次のように求める。
t=(t1+t2+t3+t4)/4
t1,t2,t3,t4は、何れも検出された直線特徴の縦方向及び横方向に対する角度である。
Image processing of the tilt
The tilt
t = (t 1 + t 2 + t 3 + t 4 ) / 4
Each of t 1 , t 2 , t 3 , and t 4 is an angle with respect to the vertical direction and the horizontal direction of the detected linear feature.
本実施例の効果としては、実施例1の効果に加え、コンテナ車両の傾き角度を、コンテナ輪郭線から検出した直線特徴を基に計算するため、さらに精度の良いコンテナ車両の傾き角度データを得ることができる。 As an effect of the present embodiment, in addition to the effect of the first embodiment, since the tilt angle of the container vehicle is calculated based on the straight line feature detected from the container outline, more accurate tilt angle data of the container vehicle is obtained. be able to.
本発明は、通路に設置されたカメラによりコンテナ車両を撮影した画像から、コンテナ車両の傾き角度を検出するコンテナ車両傾き角度検出装置として広く利用可能なものである。 INDUSTRIAL APPLICABILITY The present invention can be widely used as a container vehicle tilt angle detection device that detects the tilt angle of a container vehicle from an image obtained by photographing the container vehicle with a camera installed in a passage.
1,2,3,4 コンテナ角テンプレート画像
10 カメラ等の画像撮影部
20 コンピュータ
21 画像入力部
22 車両抽出部
23,232,233 傾き角度検出部
24 傾き角度出力部
25 メモリ
1, 2, 3, 4 Container
Claims (3)
前記画像撮影部は、コンテナ車両を撮影して画像データを作成し、また、
前記画像入力部は、前記画像撮影部が作成した画像データを前記メモリヘ入力し、また、
前記車両抽出部は、予め作成しておいた車両の映っていない背景画像と前記画像入力部で前記メモリに入力された画像の差分を取り、当該画像中でのコンテナ車両の存在する領域を抽出し、前記領域を囲む画像軸に平行な矩形枠を計算すると共に、前記領域に関する各種データをメモリヘ保存し、また、
前記傾き角度検出部は、予め作成しておいたコンテナ四隅の部分画像を用い、前記画像入力部で前記メモリに入力された画像の車両領域から画像のテンプレートマッチングによりコンテナ四隅の位置を検出し、検出されたコンテナ四隅の位置関係から前記コンテナ車両の傾き角度を計算し、計算した傾き角度データを前記メモリヘ保存し、また、
前記傾き角度出力部は、前記メモリに保存された前記コンテナ車両の傾き角度データを取り出して出力することを特徴とするコンテナ車両傾き角度検出装置。 An image photographing unit such as a camera for photographing a container vehicle, an image input unit for inputting an image photographed by the image photographing unit to a memory, a position of the container vehicle from the image inputted to the memory by the image input unit, and Inclination angle detection that detects an inclination angle of the container vehicle based on a vehicle extraction unit that specifies an area where the container vehicle exists, a position of the container vehicle specified by the vehicle extraction unit and an area where the container vehicle exists A container vehicle inclination angle detection device comprising an inclination angle output section for outputting an inclination angle detected by the inclination angle detection section and the memory for storing various data,
The image photographing unit creates image data by photographing a container vehicle,
The image input unit inputs the image data created by the image photographing unit to the memory, and
The vehicle extraction unit takes a difference between a background image in which the vehicle is not shown and an image input to the memory by the image input unit, and extracts an area where the container vehicle exists in the image and, together with calculating the parallel rectangular frame in the image axis surrounding the region, various data for the previous SL area Save Memorihe, also,
The inclination angle detection unit uses the partial images of the container corners prepared in advance, detects the positions of the container corners by image template matching from the vehicle region of the image input to the memory by the image input unit, Calculate the tilt angle of the container vehicle from the detected positional relationship of the four corners of the container, store the calculated tilt angle data in the memory,
The container vehicle inclination angle detection device, wherein the inclination angle output unit extracts and outputs the inclination angle data of the container vehicle stored in the memory.
前記領域からSobelフィルタ、LOGフィルタ等の鮮鋭化フィルタを用いてコンテナ両端部の縦方向のエッジを抽出し、抽出した縦方向エッジを直線近似して直線特徴を検出し、検出された直線特徴の角度データから前記コンテナ車両の傾き角度を検出することを特徴とするコンテナ車両傾き角度検出装置。 In place of the tilt angle detector according to claim 1,
Extract vertical edges at both ends of the container using a sharpening filter such as a Sobel filter or a LOG filter from the region, detect the linear features by approximating the extracted vertical edges to a straight line, and detect the detected linear features. A container vehicle tilt angle detection device that detects a tilt angle of the container vehicle from angle data.
前記領域からSobelフィルタ、LOGフィルタ等の鮮鋭化フィルタを用いてコンテナ輪郭線のエッジを抽出し、抽出した輪郭線エッジを直線近似して直線特徴を検出し、検出した直線特徴の角度データからコンテナ車両の傾き角度を検出することを特徴とするコンテナ車両傾き角度検出装置。 In place of the tilt angle detector according to claim 1,
The edge of the container contour line is extracted from the region using a sharpening filter such as a Sobel filter or a LOG filter, and the extracted contour edge is linearly approximated to detect a linear feature, and the container is detected from the angle data of the detected linear feature. A container vehicle tilt angle detecting device for detecting a tilt angle of a vehicle.
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