(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
交差点に設けられるＴＶカメラ等の映像信号をコンピュータに入力して車両間隔を計測する方法において、直進車線および右折車線の検出領域内の背景画面とＴＶカメラ等から送られてくる入力画面との差分の大きい領域を抽出し、該差分の大きい領域の中から車両に対応するものを選別し、選別された前記領域を実道路の実位置に変換し、順次、各時刻ごとの画面における前記領域の追跡を行うことにより直進車の車両間隔と右折車との相関を計測するものであって、ある交差点の直進車線における一般ドライバの直進車両間隔及び右折車線における右折車両の右折間隔のデータを長期間にわたって収集し、これらのデータを解析して直進車両の車両間隔と右折車両の右折決行との相関をみることにより当該交差点の特性を把握するようにしたことを特徴とする交差点における車両間隔計測方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、車両等が対向する直進車との衝突の危険を回避し、安全に交差点で右折することができるようにするためのタイミングデータを取得するための車両間隔計測方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
図８、図９を用いて従来技術を説明する。
交差点１には右折車両ａ１、ａ２が待機中で、信号機２の進行現示による直進車ｂ１、ｂ２の通過を待っている。交差点流入部直近には車両通過時間計測装置３が設置され、図９のように車両ｂ１、ｂ２が存在したことを示すパルス波形が求められ、それぞれ時間Ｔ１およびＴ２の間には車両ｂ１、ｂ２が通過し、かつ時間△Ｔは車間時間であったことを示している。
表示装置４は交差点の近傍、かつ右折車ａ１、ａ２から目視できるよう路上に設置され、前記車両通過時間計測装置３から前記車両時間△Ｔが送信され、記憶される。表示装置４は信号機２の灯色現示に対応する信号を受信し、これが該流入路方向の進行現示中であれば、法定の交差点通過制限速度、車両の長さ等から求められる基準値△Ｔ０と前記車間時間△Ｔとを比較し、次の２ケースに分けて、それぞれ、右折に関する車両の通行表示を表示装置４上に行う。
（１）△Ｔ≦△Ｔ０  ならば待機表示とする。
（２）△Ｔ＞△Ｔ０  ならば注意して通過してよいことを表示する。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
従来の車両通過時間計測装置、または、車頭間隔計測装置に用いられるマシンビジョンを用いた画像処理方式では、まず、車両を含む道路の画像から車両のみを抽出、検出するために、測定すべき領域に車両等の移動物を含まない基準となる画像を予め記憶しておく。これを背景画像として、車両を含む画像との明るさの差を計算し、その差が大きな領域を求め、その外形（外接長方形で近似する場合もある。）を車両として求めることが行われている。このとき、最初にに記録した背景画像をそのまま使用していると、車両等の移動物体ではなく、画像の明るさの時間的な変動（日射角度の変化等による影の移動や、日射量の変化）も検出してしまい、車両のみの検出が困難となる。そこで、道路面の一点に着目した場合、道路面が直接見えている時間と、車両（及びその影）によって道路面が覆われる時間では、前者がその多くを占めるものと推定し、カルマンフィルターを適用することにより、ゆっくりした背景画面の変化は検出せずに、変化の早い、車両の通過による明るさの変化のみを検出するように工夫されている場合が多い。なお、このとき、車両が赤信号等により比較的長時間停止していると、背景の一部として溶け込んでしまい、特に、車両の一部にミラーの反射のように著しく明るさの違う部分があると、それが移動した後にも、残像のように検出されてしまうことがあり、車両の外形だけが抽出できるわけではない。また、同様の理由により、検出された領域は、実際の車両と異なる個所や不足する個所を生じることがある。
【０００４】
本発明は、上記の得られた出力個所の欠点を補正するプログラムを開発し、このプログラムを用いてヒューリスティックに実車両を識別することにより、直進車両群通過時間、および該直進する車両間隔に対応する右折車両の右折決行の有無を計測することにより、直進車両群の通過時間間隔−右折決行タイミングを計測可能とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明の車両間隔計測方法は、交差点に設けられるＴＶカメラ等の映像信号をコンピュータに入力して車両間隔を計測する方法において、検出領域内の背景画面とＴＶカメラ等から送られてくる入力画面との差分の大きい領域を抽出し、該差分の大きい領域の中から車両に対応するものを選別し、選別された前記領域を実道路の実位置に変換し、順次、各時刻ごとの画面における前記領域の追跡を行うことにより車両間隔を計測することを特徴とする。また、本発明の車両間隔計測方法は、交差点に設けられるＴＶカメラ等の映像信号をコンピュータに入力して車両間隔を計測する方法において、直進車線および右折車線の検出領域内の背景画面とＴＶカメラ等から送られてくる入力画面との差分の大きい領域を抽出し、該差分の大きい領域の中から車両に対応するものを選別し、選別された前記領域を実道路の実位置に変換し、順次、各時刻ごとの画面における前記領域の追跡を行うことにより直進車の車両間隔と右折車との相関を計測することを特徴とする。
また、本発明の車両間隔計測方法は、車両に対応するものの選別においては、上記差分の大きい領域に含まれる多数のノイズを除去するとともに車両の大きさに対応するものを抽出することにより行うことを特徴とする。
【０００６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明による実施の形態を図１〜図７に基づき説明する。
図１は、本実施の形態に係る交差点付近の全体概略を示す図であり、計測の対象とする交差点には、該交差点と車両の流入路、例えば右折車線等が見渡せるような高所にＴＶカメラ１が設置されている。検出する手段としては、ＴＶカメラに限らず、路面に埋め込んだセンサのようなものでもＴＶカメラと同様に検出できる機能を持つものであれば良い。以下、ＴＶカメラを用いた例で説明する。
ＴＶカメラ１は、パーソナルコンピュータ２に直接あるいはＶＴＲを介して接続される。パーソナルコンピュータ２には、図２に示すように、画像入力ボード３および専用アプリケーションソフト（以下「専用ソフト」という。）が構築されている。この専用ソフトとしては、カルマンフィルタ理論を利用して背景推定を行う画像処理機能をもつ公知のソフトをベースとして開発したものを使用する。
【０００７】
本装置を使用して車両間隔を計測するには、次のような手順で行う。
（ステップ１）
ＴＶカメラ１で撮影した映像信号４が、パーソナルコンピュータ２の画像入力ボード３に入力される。
（ステップ２）
パーソナルコンピュータ２の専用ソフトを稼動させ、マウス等を使ってＴＶカメラ１で撮影した映像信号による画像上の検出したい領域、すなわち、
（１）右折車両の流入する車線（右折車線）
（２）直進対向車線
を検出領域処理部５においてマニュアル操作で指定する。
【０００８】
（ステップ３）
検出領域内である、右折車線２０および直進対向車線２１に余分なもの（例えば、車両等）が存在しない時の画面を「背景画面」として指定しておく。
（ステップ４）
専用ソフトを稼動させて差分検出処理部６において上記「背景画面」とＴＶカメラ１から送られてくる入力画面との差分の大きい領域（個所）を抽出する。この差分としては、画像上の各ピクセルごとの階調の差分がある。
図３は、上記差分の大きい領域を抽出し、それを長方形で近似して、その長方形の４隅の座標を出力したものであり、時刻４４から時刻７１までの各時刻２３（1/30秒ごとの時刻）における数セットの長方形の４隅の座標２４が出力されている。
【０００９】
（ステップ５）
各時刻２３における数セットの長方形の出力データの中から、図５に示す長方形のように車両でない長方形２５を示すもの、すなわちノイズを除外し、図６に示すような車両に対応する大きさの長方形２６を車両と判断する。この処理作業は、図２の直進車両検出部７および右折車両検出部８において行う。
【００１０】
（ステップ６）
画面上の各位置（座標）を実道路の実位置に変換する。
この作業は、あらかじめ、実道路のある特定の位置、例えば停止線２２を基準とした距離を測定し、図４に示すような画面上の各ピクセルと停止線２２からの距離との対応表を作成しておくことにより行う。
【００１１】
（ステップ７）
順次、各画面ごと（時刻ごと）の車両の実位置を求め、直進車両追跡処理部９および右折車両追跡処理部１０において車両の実位置の追跡を行う。ここでは1/30秒ごとに計測する。
（ステップ８）
車両の追跡から速度を求める。すなわち、車両位置の単位時間あたりの変化から車両の速度を求める。
【００１２】
（ステップ９）
車両の追跡において、直進車線上の各車両の前バンパ位置に注目することにより、各車頭距離、すなわち各車両間隔を求めることができる。
また、ある地点、例えば停止線を基準として、順次、各車両の停止線を通過する時刻を求め、その時刻差と速度を演算することからも車両間隔を求めることができる。
その結果は図７に示すように頻度分布で表すことが可能である。
このデータを長時間にわたって収集する。
【００１３】
（ステップ１０）
ステップ９において、ある交差点における一般ドライバの走行状況を表す速度、車両間隔などのデータを長期間にわたって収集し、これを解析して、この交差点の特性を把握する。
【００１４】
なお、右折車線２０については、上記と同様、車両検出処理、車両追跡処理を同時に行うことにより、右折検出処理部１２において右折したか否かの結果を得る。その結果は、右折−直進タイミング処理部１３において処理し、図７に示すように、直進車の車両間隔に依存して通過が行われるかどうかの相関をみることができるようにもあらわせる。
【００１５】
上記したように、本発明は、交差点内交通と流入部交通、特に右折−直進の交通を、ＴＶカメラの出力映像情報から画像処理を有する処理ソフトを用いて車両走行軌跡を検出ることを特徴としている。さらにこれを、交差点近傍を見渡せる高所に設置すれば、交差点に流入する４方向の交通（４方向の直進−右折状況）を同時に情報収集が可能となり、交通管制センター１５への貴重な情報提供を可能ならしめる。
【００１６】
以上の収集データは、各交差点の交通状況（大きさ、構造、天候、交通量）により異なり、それぞれの特性を有するものであり、交差点の特性を解析する基礎的なデータとしての性格を有している。従って、これらのデータを収集し、データベース１１として蓄積し、各交差点の特性として、交差点の信号制御に用いることも可能である。
また、右折−直進タイミング処理部１３において処理蓄積されたデータベース１４は車両１６の車載機のデータとして右折待ちのとき右折可能範囲に自分の車があるかどうかの判定に用いることができる。
【００１７】
【発明の効果】
本発明は、次の効果を奏する。
（１）車両の停止状態から高速度の状態まで、車両速度に関係なく正確に実車両を識別することにより車両間隔を適切に把握できる。
（２）直進車両の車両間隔と右折車両とのタイミングを的確に計測することにより、右折待ちのとき右折可能範囲に自分の車があるかどうかの判定に用いることができる。
（３）交差点内における車両走行軌跡を検出することにより、これらのデータを収集し、データベースとして蓄積し、各交差点の特性として、交差点の信号制御にもちいることも可能である。
（４）交差点内における車両走行軌跡を検出することにより、これらのデータを収集し、データベースとして蓄積し、交差点を安全に走行させるためのデータとしてドライバに提供することも可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態に係る交差点付近の全体概略を示す図である。
【図２】本発明の実施の形態に係るシステム構成を示す図である。
【図３】各時刻にける背景画面と入力画面との差分の大きい領域を抽出し、それを長方形で近似して、その長方形の４隅の座標を出力したものである。
【図４】画面上の各ピクセルと実道路の特定の位置からの距離との対応表である。
【図５】入力画面の一例を示す図である。
【図６】入力画面の一例を示す図である。
【図７】直進車の車頭時間に依存して右折車両の通過が行われたかどうかの相関をあらわす図である。
【図８】従来技術をあらわす平面図である。
【図９】従来技術において車両が存在したことを示すパルス波形の図である。
【符号の説明】
１  ＴＶカメラ
２  パーソナルコンピュータ
３  画像入力ボード
４  映像信号
５  検出領域処理部
６  差分検出処理部
７  直進車両検出部
８  右折車両検出部
９  直進車両追跡処理部
１０  右折車両追跡処理部
１１  データベース
１２  右折検出処理部
１３  右折−直進タイミング処理部
１４  データベース
１５  交通管制センター
１６  車両
２０  右折車線
２１  直進対向車線
２２  停止線
２３  時刻
２４  長方形の４隅の座標
２５  長方形
２６  長方形
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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