(57)【要約】【課題】特徴点の検出についてロバストな画像処理によって車両の諸元（例えば、幅、長さ、高さ）を算出することができる技術を提供する。【解決手段】画像処理装置は、フレーム画像について、車両の側面にある特徴点である諸元計測用特徴点＃１、＃２と、下面にある特徴点である諸元計測用特徴点＃３とを検出し、諸元計測用特徴点＃１、＃２、＃３に対してモーションステレオ処理を行うことにより車両の幅を算出する。画像処理装置によって検出される諸元計測用特徴点＃１〜＃３は、その位置が車両の側面又は下面において自由度を有するようにして検出される。【選択図】図１Ａ
2014164601.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両を逐次に撮影して前記車両のフレーム画像を取得する撮影装置と、
前記フレーム画像に基づいて前記車両の幅を算出する画像処理装置
とを具備し、
前記画像処理装置は、
前記フレーム画像のうちの少なくとも一について、前記車両の形状を近似する直方体の第１面にある特徴点である第１諸元計測用特徴点と、前記直方体の第２面にある特徴点である第２諸元計測用特徴点と、前記直方体の第３面にある特徴点である第３諸元計測用特徴点とを検出する特徴点検出手段と、
前記第１諸元計測用特徴点、前記第２諸元計測用特徴点及び前記第３諸元計測用特徴点に基づいて前記車両の幅を算出する車両諸元算出手段
とを備え、
前記第１面は、前記車両の第１側面に対応する前記直方体の面であり、
前記第２面は、前記車両の第２側面に対応する前記直方体の面であり、
前記第３面は、前記車両の下面に対応する前記直方体の面であり、
前記車両諸元算出手段は、前記第３諸元計測用特徴点の移動量から前記車両の移動量を算出し、前記車両の移動量を用いて前記第１諸元計測用特徴点及び前記第２諸元計測用特徴点に対してモーションステレオ処理を行うことによって前記第１諸元計測用特徴点及び前記第２諸元計測用特徴点の３次元座標を算出し、算出された前記第１諸元計測用特徴点及び前記第２諸元計測用特徴点の３次元座標から前記車両の幅を算出し、
前記特徴点検出手段によって検出される前記第１諸元計測用特徴点の位置は、前記第１面の面内において自由度があり、
前記特徴点検出手段によって検出される前記第２諸元計測用特徴点の位置は、前記第２面の面内において自由度があり、
前記特徴点検出手段によって検出される前記第３諸元計測用特徴点の位置は、前記第３面の面内において自由度がある
車両諸元計測装置。
【請求項２】
請求項１に記載の車両諸元計測装置であって、
前記特徴点検出手段が、前記フレーム画像から前記車両に対応する移動領域を抽出し、前記移動領域について、実空間において前記車両に接する線に対応している前記フレーム画像内の線である接線を抽出し、抽出された前記接線の交点のうち前記第１面にある交点を前記第１諸元計測用特徴点として決定するように構成された
車両諸元計測装置。
【請求項３】
請求項２に記載の車両諸元計測装置であって、
前記特徴点検出手段が、前記抽出された前記接線の交点のうち前記第２面にある交点を前記第２諸元計測用特徴点として決定するように構成された
車両諸元計測装置。
【請求項４】
請求項２又は３に記載の車両諸元計測装置であって、
前記特徴点検出手段が、抽出された前記接線の交点のうち前記第３面にある交点を前記第３諸元計測用特徴点として決定するように構成された
車両諸元計測装置。
【請求項５】
請求項１に記載の車両諸元計測装置であって、
前記特徴点検出手段が、前記フレーム画像から前記車両に対応する移動領域を抽出し、前記移動領域について、実空間において前記車両に接する線に対応している前記フレーム画像内の線である接線を抽出し、抽出された前記接線のうち前記第１面にある部分で構成された第１探索路に沿って特徴点を探索することにより前記第１諸元計測用特徴点を決定するように構成された
車両諸元計測装置。
【請求項６】
請求項５に記載の車両諸元計測装置であって、
前記特徴点検出手段が、抽出された前記接線のうち前記第２面にある部分で構成された第２探索路に沿って特徴点を探索することにより前記第２諸元計測用特徴点を決定するように構成された
車両諸元計測装置。
【請求項７】
請求項５又は６に記載の車両諸元計測装置であって、
前記特徴点検出手段が、抽出された前記接線のうち前記第３面にある部分で構成された第３探索路に沿って特徴点を探索することにより前記第３諸元計測用特徴点を決定するように構成された
車両諸元計測装置。
【請求項８】
請求項１に記載の車両諸元計測装置であって、
前記特徴点検出手段は、前記車両の第１側面に存在すると想定される部品の第１テンプレートと前記第１テンプレートにおける特徴点の位置を示す第１特徴点位置データとを含む第１テンプレートデータベースを有しており、
前記特徴点検出手段は、前記フレーム画像に対し前記第１テンプレートデータベースの前記テンプレートとのテンプレートマッチングにより最もマッチする前記第１テンプレートの位置である第１マッチング位置を求め、前記第１マッチング位置と前記第１特徴点位置データとから決定した位置に前記第１諸元計測用特徴点があるとして前記第１諸元計測用特徴点を検出するように構成された
車両諸元計測装置。
【請求項９】
請求項１又は８に記載の車両諸元計測装置であって、
前記特徴点検出手段は、前記車両の第２側面に存在すると想定される部品の第２テンプレートと前記第２テンプレートにおける特徴点の位置を示す第２特徴点位置データとを含む第２テンプレートデータベースを有しており、
前記特徴点検出手段は、前記フレーム画像に対し前記第２テンプレートデータベースの前記第２テンプレートとのテンプレートマッチングにより最もマッチする前記第２テンプレートの位置である第２マッチング位置を求め、前記第２マッチング位置と前記第２特徴点位置データとから決定した位置に前記第２諸元計測用特徴点があるとして前記第２諸元計測用特徴点を検出するように構成された
車両諸元計測装置。
【請求項１０】
請求項８又は９に記載の車両諸元計測装置であって、
前記特徴点検出手段は、前記車両の下面に存在すると想定される部品の第３テンプレートと前記第３テンプレートにおける特徴点の位置を示す第３特徴点位置データとを含む第３テンプレートデータベースを有しており、
前記特徴点検出手段は、前記フレーム画像に対し前記第３テンプレートデータベースの前記第３テンプレートとのテンプレートマッチングにより最もマッチする前記第３テンプレートの位置である第３マッチング位置を求め、前記第３マッチング位置と前記第３特徴点位置データとから決定した位置に前記第３諸元計測用特徴点があるとして前記第３諸元計測用特徴点を検出するように構成された
車両諸元計測装置。
【請求項１１】
請求項１に記載の車両諸元計測装置であって、
前記特徴点検出手段は、前記フレーム画像について、前記直方体の第４面にある特徴点である第４諸元計測用特徴点と、前記直方体の第５面にある特徴点である第５諸元計測用特徴点とを検出し、
前記第４面は、前記車両の前面に対応する前記直方体の面であり、
前記第５面は、前記車両の後面に対応する前記直方体の面であり、
前記車両諸元算出手段は、前記車両の移動量を用いて前記第４諸元計測用特徴点及び前記第５諸元計測用特徴点に対してモーションステレオ処理を行うことによって前記第４諸元計測用特徴点及び前記第５諸元計測用特徴点の３次元座標を算出し、算出された前記第４諸元計測用特徴点及び前記第５諸元計測用特徴点の３次元座標から前記車両の長さを算出し、
前記特徴点検出手段によって検出される前記第４諸元計測用特徴点の位置は、前記第４面の面内において自由度があり、
前記特徴点検出手段によって検出される前記第５諸元計測用特徴点の位置は、前記第５面の面内において自由度がある
車両諸元計測装置。
【請求項１２】
請求項１又は１１に記載の車両諸元計測装置であって、
前記特徴点検出手段は、前記フレーム画像について、前記直方体の第６面にある特徴点である第６諸元計測用特徴点を検出し、
前記第６面は、前記車両の上面に対応する前記直方体の面であり、
前記車両諸元算出手段は、前記車両の移動量を用いて前記第３諸元計測用特徴点及び前記第６諸元計測用特徴点に対してモーションステレオ処理を行うことによって前記第３諸元計測用特徴点及び前記第６諸元計測用特徴点の３次元座標を算出し、算出された前記第３諸元計測用特徴点及び前記第６諸元計測用特徴点の３次元座標から前記車両の高さを算出し、
前記特徴点検出手段によって検出される前記第６諸元計測用特徴点の位置は、前記第６面の面内において自由度がある
車両諸元計測装置。
【請求項１３】
車両を逐次に撮影して前記車両のフレーム画像を取得する撮影装置と、
前記フレーム画像に基づいて前記車両の長さを算出する画像処理装置
とを具備し、
前記画像処理装置は、
前記フレーム画像のうちの少なくとも一について、前記車両の形状を近似する直方体の第３面にある特徴点である第３諸元計測用特徴点と、前記直方体の第４面にある特徴点である第４諸元計測用特徴点と、前記直方体の第５面にある特徴点である第５諸元計測用特徴点とを検出する特徴点検出手段と、
前記第３諸元計測用特徴点、前記第４諸元計測用特徴点及び前記第５諸元計測用特徴点に基づいて前記車両の長さを算出する車両諸元算出手段
とを備え、
前記第３面は、前記車両の下面に対応する前記直方体の面であり、
前記第４面は、前記車両の前面に対応する前記直方体の面であり、
前記第５面は、前記車両の後面に対応する前記直方体の面であり、
前記車両諸元算出手段は、前記第３諸元計測用特徴点の移動量から前記車両の移動量を算出し、前記車両の移動量を用いて前記第４諸元計測用特徴点及び前記第５諸元計測用特徴点に対してモーションステレオ処理を行うことによって前記第４諸元計測用特徴点及び前記第５諸元計測用特徴点の３次元座標を算出し、算出された前記第４諸元計測用特徴点及び前記第５諸元計測用特徴点の３次元座標から前記車両の長さを算出し、
前記特徴点検出手段によって検出される前記第３諸元計測用特徴点の位置は、前記第３面の面内において自由度があり、
前記特徴点検出手段によって検出される前記第４諸元計測用特徴点の位置は、前記第４面の面内において自由度があり、
前記特徴点検出手段によって検出される前記第５諸元計測用特徴点の位置は、前記第５面の面内において自由度がある
車両諸元計測装置。
【請求項１４】
車両を逐次に撮影して前記車両のフレーム画像を取得する撮影装置と、
前記フレーム画像に基づいて前記車両の高さを算出する画像処理装置
とを具備し、
前記画像処理装置は、
前記フレーム画像のうちの少なくとも一について、前記車両の形状を近似する直方体の第３面にある特徴点である第３諸元計測用特徴点と、前記直方体の第６面にある特徴点である第６諸元計測用特徴点とを検出する特徴点検出手段と、
前記第３諸元計測用特徴点及び前記第６諸元計測用特徴点に基づいて前記車両の高さを算出する車両諸元算出手段
とを備え、
前記第３面は、前記車両の下面に対応する前記直方体の面であり、
前記第６面は、前記車両の上面に対応する前記直方体の面であり、
前記車両諸元算出手段は、前記第３諸元計測用特徴点の移動量から前記車両の移動量を算出し、前記車両の移動量を用いて前記第３諸元計測用特徴点及び前記第６諸元計測用特徴点に対してモーションステレオ処理を行うことによって前記第３諸元計測用特徴点及び前記第６諸元計測用特徴点の３次元座標を算出し、算出された前記第３諸元計測用特徴点及び前記第６諸元計測用特徴点の３次元座標から前記車両の高さを算出し、
前記特徴点検出手段によって検出される前記第３諸元計測用特徴点の位置は、前記第３面の面内において自由度があり、
前記特徴点検出手段によって検出される前記第６諸元計測用特徴点の位置は、前記第６面の面内において自由度がある
車両諸元計測装置。
【請求項１５】
車両を逐次に撮影して前記車両のフレーム画像を取得するステップと、
前記フレーム画像について、前記車両の形状を近似する直方体の第１面にある特徴点である第１諸元計測用特徴点と、前記直方体の第２面にある特徴点である第２諸元計測用特徴点と、前記直方体の第３面にある特徴点である第３諸元計測用特徴点とを検出するステップと、
前記第１諸元計測用特徴点、前記第２諸元計測用特徴点及び前記第３諸元計測用特徴点に基づいて前記車両の幅を算出するステップ
とを具備し、
前記第１面は、前記車両の第１側面に対応する前記直方体の面であり、
前記第２面は、前記車両の第２側面に対応する前記直方体の面であり、
前記第３面は、前記車両の下面に対応する前記直方体の面であり、
前記車両の幅を算出するステップは、
前記第３諸元計測用特徴点の移動量から前記車両の移動量を算出するステップと、
前記車両の移動量を用いて前記第１諸元計測用特徴点及び前記第２諸元計測用特徴点に対してモーションステレオ処理を行うことによって前記第１諸元計測用特徴点及び前記第２諸元計測用特徴点の３次元座標を算出するステップと、
算出された前記第１諸元計測用特徴点及び前記第２諸元計測用特徴点の３次元座標から前記車両の幅を算出するステップ
とを含み、
前記検出するステップにおいて検出される前記第１諸元計測用特徴点の位置は、前記第１面の面内において自由度があり、
前記検出するステップにおいて検出される前記第２諸元計測用特徴点の位置は、前記第２面の面内において自由度があり、
前記検出するステップにおいて検出される前記第３諸元計測用特徴点の位置は、前記第３面の面内において自由度がある
車両諸元計測方法。
【請求項１６】
車両を逐次に撮影して前記車両のフレーム画像を取得するステップと、
前記フレーム画像のうちの少なくとも一について、前記車両の形状を近似する直方体の第３面にある特徴点である第３諸元計測用特徴点と、前記直方体の第４面にある特徴点である第４諸元計測用特徴点と、前記直方体の第５面にある特徴点である第５諸元計測用特徴点とを検出するステップと、
前記第３諸元計測用特徴点、前記第４諸元計測用特徴点及び前記第５諸元計測用特徴点に基づいて前記車両の長さを算出するステップ
とを具備し、
前記第３面は、前記車両の下面に対応する前記直方体の面であり、
前記第４面は、前記車両の前面に対応する前記直方体の面であり、
前記第５面は、前記車両の後面に対応する前記直方体の面であり、
前記車両の長さを算出するステップは、
前記第３諸元計測用特徴点の移動量から前記車両の移動量を算出するステップと、
前記車両の移動量を用いて前記第４諸元計測用特徴点及び前記第５諸元計測用特徴点に対してモーションステレオ処理を行うことによって前記第４諸元計測用特徴点及び前記第５諸元計測用特徴点の３次元座標を算出するステップと、
算出された前記第４諸元計測用特徴点及び前記第５諸元計測用特徴点の３次元座標から前記車両の長さを算出するステップ
とを含み、
前記検出するステップにおいて検出される前記第３諸元計測用特徴点の位置は、前記第３面の面内において自由度があり、
前記検出するステップにおいて検出される前記第４諸元計測用特徴点の位置は、前記第４面の面内において自由度があり、
前記検出するステップにおいて検出される前記第５諸元計測用特徴点の位置は、前記第５面の面内において自由度がある
車両諸元計測方法。
【請求項１７】
車両を逐次に撮影して前記車両のフレーム画像を取得するステップと、
前記フレーム画像のうちの少なくとも一について、前記車両の形状を近似する直方体の第３面にある特徴点である第３諸元計測用特徴点と、前記直方体の第６面にある特徴点である第６諸元計測用特徴点とを検出するステップと、
前記第３諸元計測用特徴点及び前記第６諸元計測用特徴点に基づいて前記車両の高さを算出するステップ
とを具備し、
前記第３面は、前記車両の下面に対応する前記直方体の面であり、
前記第６面は、前記車両の上面に対応する前記直方体の面であり、
前記車両の高さを算出するステップは、
前記第３諸元計測用特徴点の移動量から前記車両の移動量を算出するステップと、
前記車両の移動量を用いて前記第３諸元計測用特徴点及び前記第６諸元計測用特徴点に対してモーションステレオ処理を行うことによって前記第３諸元計測用特徴点及び前記第６諸元計測用特徴点の３次元座標を算出するステップと、
算出された前記第３諸元計測用特徴点及び前記第６諸元計測用特徴点の３次元座標から前記車両の高さを算出するステップ
とを含み、
前記検出するステップにおいて検出される前記第３諸元計測用特徴点の位置は、前記第３面の面内において自由度があり、
前記検出するステップにおいて検出される前記第６諸元計測用特徴点の位置は、前記第６面の面内において自由度がある
車両諸元計測方法。
【請求項１８】
演算装置に、下記ステップ：
車両を逐次に撮影してすることで得られた前記車両のフレーム画像について、前記車両の形状を近似する直方体の第１面にある特徴点である第１諸元計測用特徴点と、前記直方体の第２面にある特徴点である第２諸元計測用特徴点と、前記直方体の第３面にある特徴点である第３諸元計測用特徴点とを検出するステップ、及び、
前記第１諸元計測用特徴点、前記第２諸元計測用特徴点及び前記第３諸元計測用特徴点に基づいて前記車両の幅を算出するステップ
を実行させ、
前記第１面は、前記車両の第１側面に対応する前記直方体の面であり、
前記第２面は、前記車両の第２側面に対応する前記直方体の面であり、
前記第３面は、前記車両の下面に対応する前記直方体の面であり、
前記車両の幅を算出するステップは、
前記第３諸元計測用特徴点の移動量から前記車両の移動量を算出するステップと、
前記車両の移動量を用いて前記第１諸元計測用特徴点及び前記第２諸元計測用特徴点に対してモーションステレオ処理を行うことによって前記第１諸元計測用特徴点及び前記第２諸元計測用特徴点の３次元座標を算出するステップと、
算出された前記第１諸元計測用特徴点及び前記第２諸元計測用特徴点の３次元座標から前記車両の幅を算出するステップ
とを含み、
前記検出するステップにおいて検出される前記第１諸元計測用特徴点の位置は、前記第１面の面内において自由度があり、
前記検出するステップにおいて検出される前記第２諸元計測用特徴点の位置は、前記第２面の面内において自由度があり、
前記検出するステップにおいて検出される前記第３諸元計測用特徴点の位置は、前記第３面の面内において自由度がある
プログラム。
【請求項１９】
演算装置に、下記ステップ：
車両を逐次に撮影して前記車両のフレーム画像を取得するステップと、
前記フレーム画像のうちの少なくとも一について、前記車両の形状を近似する直方体の第３面にある特徴点である第３諸元計測用特徴点と、前記直方体の第４面にある特徴点である第４諸元計測用特徴点と、前記直方体の第５面にある特徴点である第５諸元計測用特徴点とを検出するステップ、及び、
前記第３諸元計測用特徴点、前記第４諸元計測用特徴点及び前記第５諸元計測用特徴点に基づいて前記車両の長さを算出するステップ
を実行させ、
前記第３面は、前記車両の下面に対応する前記直方体の面であり、
前記第４面は、前記車両の前面に対応する前記直方体の面であり、
前記第５面は、前記車両の後面に対応する前記直方体の面であり、
前記車両の長さを算出するステップは、
前記第３諸元計測用特徴点の移動量から前記車両の移動量を算出するステップと、
前記車両の移動量を用いて前記第４諸元計測用特徴点及び前記第５諸元計測用特徴点に対してモーションステレオ処理を行うことによって前記第４諸元計測用特徴点及び前記第５諸元計測用特徴点の３次元座標を算出するステップと、
算出された前記第４諸元計測用特徴点及び前記第５諸元計測用特徴点の３次元座標から前記車両の長さを算出するステップ
とを含み、
前記検出するステップにおいて検出される前記第３諸元計測用特徴点の位置は、前記第３面の面内において自由度があり、
前記検出するステップにおいて検出される前記第４諸元計測用特徴点の位置は、前記第４面の面内において自由度があり、
前記検出するステップにおいて検出される前記第５諸元計測用特徴点の位置は、前記第５面の面内において自由度がある
プログラム。
【請求項２０】
演算装置に、下記ステップ：
車両を逐次に撮影して前記車両のフレーム画像を取得するステップと、
前記フレーム画像のうちの少なくとも一について、前記車両の形状を近似する直方体の第３面にある特徴点である第３諸元計測用特徴点と、前記直方体の第６面にある特徴点である第６諸元計測用特徴点とを検出するステップと、
前記第３諸元計測用特徴点及び前記第６諸元計測用特徴点に基づいて前記車両の高さを算出するステップ
とを具備し
前記第３面は、前記車両の下面に対応する前記直方体の面であり、
前記第６面は、前記車両の上面に対応する前記直方体の面であり、
前記車両の長さを算出するステップは、
前記第３諸元計測用特徴点の移動量から前記車両の移動量を算出するステップと、
前記車両の移動量を用いて前記第３諸元計測用特徴点及び前記第６諸元計測用特徴点に対してモーションステレオ処理を行うことによって前記第３諸元計測用特徴点及び前記第６諸元計測用特徴点の３次元座標を算出するステップと、
算出された前記第３諸元計測用特徴点及び前記第６諸元計測用特徴点の３次元座標から前記車両の高さを算出するステップ
とを含み、
前記検出するステップにおいて検出される前記第３諸元計測用特徴点の位置は、前記第３面の面内において自由度があり、
前記検出するステップにおいて検出される前記第６諸元計測用特徴点の位置は、前記第６面の面内において自由度がある
プログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両諸元計測処理装置、車両諸元計測方法及びプログラムに関し、特に、車両諸元計測処理装置、車両諸元計測方法及びプログラムに関し、特に、車両の諸元（幅、長さ、高さ）を計測するための装置及び方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
高速道路、有料道路等の料金所には、通過する車両の車種を判別するための車種判別装置が設けられることがある。車種判別には様々な手法が用いられるが、近年では、車両の画像を撮影し、撮影した画像を用いて車種判別を行うことが検討されている。車両の画像からは車両に関する様々な情報を得ることができるため、車両の画像を用いた車種判別は、車種の判別の精度を高めるために有用である。
【０００３】
車両の画像を用いた車種判別においては、車両の画像から特徴点を抽出し、抽出された特徴点に基づいて車種の判別を行うことがある。例えば、非特許文献１（J  Prokai,  G  Medioni,  "3-D  model  based  vehicle  recognition,"  Applications  of  Computer  Vision  (WACV),  2009）は、ＣＧ（computer  graphic）によって車両の車種ごとに特徴点を学習することで作成したテンプレートを登録したデータベースを事前に用意し、画像から抽出した特徴点と、データベースのテンプレートとのマッチング処理によって車種を推定する技術を開示している。しかしながら、この方法では、車両の車種毎にテンプレートを用意することが必要になる。
【０００４】
車両の画像を用いた車種判別の他の手法として、車両の諸元（例えば、幅、長さ、高さ）を画像処理によって算出し、算出された車両の諸元を車種判別のための情報として用いる技術が知られている。例えば、特許文献１（特開平１１−８６１８５号公報）は、撮影した車両の画像に対して補正を行うことで車両の正面及び側面の幾何補正画像を生成し、正面及び側面の幾何補正画像から車両の大きさを推定する技術を開示している。より具体的には、特許文献１に開示された技術では、タイヤと路面の接地位置が検出され、該接地位置と撮影装置の設置条件から車両の３次元空間での位置と進入角度が計算される。計算した車両の３次元空間での位置と進入角度に基づいて車両を撮影した画像に対して補正を行うことで車両の正面及び側面の幾何補正画像が生成され、生成された幾何補正画像から車両の大きさが推定される。
【０００５】
また、非特許文献２（A.  Lai,  G.  Fung  and  N.  Yung,  "Vehicle  type  classification  from  visual-based  dimension  estimation"  IEEE,  Intelligent  Transportation  Systems,  pages  201-206,  2001）は、画像における車両の見かけの大きさから車両の諸元を推定する技術を開示している。具体的には、非特許文献２に開示された技術では、画像のうち、車両の外形に対応する領域が六角形の領域として抽出される。その六角形の頂点のうち、路面近傍の位置にある３つの頂点の座標が算出され、その座標から車両の幅、長さが算出され、更に、車両の高さが、実空間で高さ方向に対応する該六角形の辺の長さから算出される。
【０００６】
車両の諸元を画像処理によって算出する手法においては、特徴点の抽出の確実性が求められないような画像処理、即ち、特徴点の検出についてロバストな画像処理で車両の諸元が算出可能であることが望ましい。特定の特徴点が算出できない場合に、車両の諸元が算出できない、又は、精度が低下するような手法は好ましくない。例えば、非特許文献２に開示された技術では、車両の外形に対応する六角形の頂点のうち路面近傍に対応する３つの頂点が特徴点として検知できなければ、車両の諸元を算出することができない。検出される特徴点の制約が強いことは、車両の諸元の画像処理による計測を不確実にしてしまう。
【０００７】
このような背景から、特徴点の検出についてロバストな画像処理によって車両の諸元（例えば、幅、長さ、高さ）を算出することができる技術の提供が求められている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開平１１−８６１８５号公報
【非特許文献】
【０００９】
【非特許文献１】J  Prokai,  G  Medioni,  "3-D  model  based  vehicle  recognition,"  Applications  of  Computer  Vision  (WACV),  2009
【非特許文献２】A.  Lai,  G.  Fung  and  N.  Yung,  "Vehicle  type  classification  from  visual-based  dimension  estimation"  IEEE,  Intelligent  Transportation  Systems,  pages  201-206,  2001
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
したがって、本発明の目的は、特徴点の検出についてロバストな画像処理によって車両の諸元（例えば、幅、長さ、高さ）を算出することができる技術を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明の一の観点では、車両諸元計測装置が、車両を逐次に撮影して車両のフレーム画像を取得する撮影装置と、フレーム画像に基づいて車両の幅を算出する画像処理装置とを具備している。画像処理装置は、フレーム画像のうちの少なくとも一について、車両の形状を近似する直方体の第１面にある特徴点である第１諸元計測用特徴点と、直方体の第２面にある特徴点である第２諸元計測用特徴点と、直方体の第３面にある特徴点である第３諸元計測用特徴点とを検出する特徴点検出手段と、第１諸元計測用特徴点、第２諸元計測用特徴点及び第３諸元計測用特徴点に基づいて車両の幅を算出する車両諸元算出手段とを備えている。ここで、第１面は、車両の第１側面に対応する直方体の面であり、第２面は、車両の第２側面に対応する直方体の面であり、第３面は、車両の下面に対応する直方体の面である。車両諸元算出手段は、第３諸元計測用特徴点の移動量から車両の移動量を算出し、車両の移動量を用いて第１諸元計測用特徴点及び第２諸元計測用特徴点に対してモーションステレオ処理を行うことによって第１諸元計測用特徴点及び第２諸元計測用特徴点の３次元座標を算出し、算出された第１諸元計測用特徴点及び第２諸元計測用特徴点の３次元座標から車両の幅を算出する。特徴点検出手段によって検出される第１諸元計測用特徴点の位置は、第１面の面内において自由度があり、特徴点検出手段によって検出される第２諸元計測用特徴点の位置は、第２面の面内において自由度がある。更に、特徴点検出手段によって検出される第３諸元計測用特徴点の位置は、第３面の面内において自由度がある。
【００１２】
一実施形態では、特徴点検出手段が、フレーム画像から車両に対応する移動領域を抽出し、移動領域について、実空間において車両に接する線に対応しているフレーム画像内の線である接線を抽出し、抽出された接線の交点のうち第１面にある交点を第１諸元計測用特徴点として決定するように構成されてもよい。このとき、特徴点検出手段が、抽出された接線の交点のうち第２面にある交点を第２諸元計測用特徴点として決定するように構成されてもよく、抽出された接線の交点のうち第３面にある交点を第３諸元計測用特徴点として決定するように構成されてもよい。
【００１３】
一実施形態では、特徴点検出手段が、フレーム画像から車両に対応する移動領域を抽出し、移動領域について、実空間において車両に接する線に対応しているフレーム画像内の線である接線を抽出し、抽出された接線のうち第１面にある部分で構成された第１探索路に沿って特徴点を探索することにより第１諸元計測用特徴点を決定するように構成されてもよい。このとき、特徴点検出手段が、抽出された接線のうち第２面にある部分で構成された第２探索路に沿って特徴点を探索することにより第２諸元計測用特徴点を決定するように構成されてもよく、特徴点検出手段が、抽出された接線のうち第３面にある部分で構成された第３探索路に沿って特徴点を探索することにより第３諸元計測用特徴点を決定するように構成されてもよい。
【００１４】
一実施形態では、特徴点検出手段が、車両の第１側面に存在すると想定される部品の第１テンプレートと第１テンプレートにおける特徴点の位置を示す第１特徴点位置データとを含む第１テンプレートデータベースを有していてもよい。この場合、特徴点検出手段は、フレーム画像に対し第１テンプレートデータベースのテンプレートとのテンプレートマッチングにより最もマッチする第１テンプレートの位置である第１マッチング位置を求め、第１マッチング位置と第１特徴点位置データとから決定した位置に第１諸元計測用特徴点があるとして第１諸元計測用特徴点を検出するように構成されてもよい。
【００１５】
また、特徴点検出手段は、車両の第２側面に存在すると想定される部品の第２テンプレートと第２テンプレートにおける特徴点の位置を示す第２特徴点位置データとを含む第２テンプレートデータベースを有していてもよい。この場合、特徴点検出手段は、フレーム画像に対し第２テンプレートデータベースの第２テンプレートとのテンプレートマッチングにより最もマッチする第２テンプレートの位置である第２マッチング位置を求め、第２マッチング位置と第２特徴点位置データとから決定した位置に第２諸元計測用特徴点があるとして第２諸元計測用特徴点を検出するように構成されてもよい。
【００１６】
更に、特徴点検出手段は、車両の下面に存在すると想定される部品の第３テンプレートと第３テンプレートにおける特徴点の位置を示す第３特徴点位置データとを含む第３テンプレートデータベースを有していてもよい。この場合、特徴点検出手段は、フレーム画像に対し第３テンプレートデータベースの第３テンプレートとのテンプレートマッチングにより最もマッチする第３テンプレートの位置である第３マッチング位置を求め、第３マッチング位置と第３特徴点位置データとから決定した位置に第３諸元計測用特徴点があるとして第３諸元計測用特徴点を検出するように構成されてもよい。
【００１７】
本発明の他の観点において、車両諸元計測装置が、車両を逐次に撮影して車両のフレーム画像を取得する撮影装置と、フレーム画像に基づいて車両の長さを算出する画像処理装置とを具備している。画像処理装置は、フレーム画像のうちの少なくとも一について、車両の形状を近似する直方体の第３面にある特徴点である第３諸元計測用特徴点と、直方体の第４面にある特徴点である第４諸元計測用特徴点と、直方体の第５面にある特徴点である第５諸元計測用特徴点とを検出する特徴点検出手段と、第３諸元計測用特徴点、第４諸元計測用特徴点及び第５諸元計測用特徴点に基づいて車両の長さを算出する車両諸元算出手段とを備えている。ここで、第３面は、車両の下面に対応する直方体の面であり、第４面は、車両の前面に対応する直方体の面であり、第５面は、車両の後面に対応する直方体の面である。車両諸元算出手段は、第３諸元計測用特徴点の移動量から車両の移動量を算出し、車両の移動量を用いて第４諸元計測用特徴点及び第５諸元計測用特徴点に対してモーションステレオ処理を行うことによって第４諸元計測用特徴点及び第５諸元計測用特徴点の３次元座標を算出し、算出された第４諸元計測用特徴点及び第５諸元計測用特徴点の３次元座標から車両の長さを算出する。特徴点検出手段によって検出される第３諸元計測用特徴点の位置は、第３面の面内において自由度がある。特徴点検出手段によって検出される第４諸元計測用特徴点の位置は、第４面の面内において自由度があり、特徴点検出手段によって検出される第５諸元計測用特徴点の位置は、第５面の面内において自由度がある。
【００１８】
本発明の更に他の観点において、車両諸元計測装置が、車両を逐次に撮影して車両のフレーム画像を取得する撮影装置と、フレーム画像に基づいて車両の高さを算出する画像処理装置とを具備する。画像処理装置は、フレーム画像のうちの少なくとも一について、車両の形状を近似する直方体の第３面にある特徴点である第３諸元計測用特徴点と、直方体の第６面にある特徴点である第６諸元計測用特徴点とを検出する特徴点検出手段と、第３諸元計測用特徴点及び第６諸元計測用特徴点に基づいて車両の高さを算出する車両諸元算出手段とを備えている。ここで、第３面は、車両の下面に対応する直方体の面であり、第６面は、車両の上面に対応する直方体の面である。車両諸元算出手段は、第３諸元計測用特徴点の移動量から車両の移動量を算出し、車両の移動量を用いて第３諸元計測用特徴点及び第６諸元計測用特徴点に対してモーションステレオ処理を行うことによって第３諸元計測用特徴点及び第６諸元計測用特徴点の３次元座標を算出し、算出された第３諸元計測用特徴点及び第６諸元計測用特徴点の３次元座標から車両の高さを算出する。特徴点検出手段によって検出される第３諸元計測用特徴点の位置は、第３面の面内において自由度があり、特徴点検出手段によって検出される第６諸元計測用特徴点の位置は、第６面の面内において自由度がある。
【００１９】
本発明の更に他の観点において、車両諸元計測方法が、
車両を逐次に撮影して車両のフレーム画像を取得するステップと、
フレーム画像について、車両の形状を近似する直方体の第１面にある特徴点である第１諸元計測用特徴点と、直方体の第２面にある特徴点である第２諸元計測用特徴点と、直方体の第３面にある特徴点である第３諸元計測用特徴点とを検出するステップと、
第１諸元計測用特徴点、第２諸元計測用特徴点及び第３諸元計測用特徴点に基づいて車両の幅を算出するステップとを具備している。ここで、第１面は、車両の第１側面に対応する直方体の面であり、第２面は、車両の第２側面に対応する直方体の面であり、第３面は、車両の下面に対応する直方体の面である。車両の幅を算出するステップは、
第３諸元計測用特徴点の移動量から車両の移動量を算出するステップと、
車両の移動量を用いて第１諸元計測用特徴点及び第２諸元計測用特徴点に対してモーションステレオ処理を行うことによって第１諸元計測用特徴点及び第２諸元計測用特徴点の３次元座標を算出するステップと、
算出された第１諸元計測用特徴点及び第２諸元計測用特徴点の３次元座標から車両の幅を算出するステップとを含む。該検出するステップにおいて検出される第１諸元計測用特徴点の位置は、第１面の面内において自由度があり、該検出するステップにおいて検出される第２諸元計測用特徴点の位置は、第２面の面内において自由度がある。また、該検出するステップにおいて検出される第３諸元計測用特徴点の位置は、第３面の面内において自由度がある。
【００２０】
本発明の更に他の観点では、車両諸元計測方法が、
車両を逐次に撮影して車両のフレーム画像を取得するステップと、
フレーム画像のうちの少なくとも一について、車両の形状を近似する直方体の第３面にある特徴点である第３諸元計測用特徴点と、直方体の第４面にある特徴点である第４諸元計測用特徴点と、直方体の第５面にある特徴点である第５諸元計測用特徴点とを検出するステップと、
第３諸元計測用特徴点、第４諸元計測用特徴点及び第５諸元計測用特徴点に基づいて車両の長さを算出するステップ
とを具備する。ここで、第３面は、車両の下面に対応する直方体の面であり、第４面は、車両の前面に対応する直方体の面であり、第５面は、車両の後面に対応する直方体の面である。車両の長さを算出するステップは、
第３諸元計測用特徴点の移動量から車両の移動量を算出するステップと、
車両の移動量を用いて第４諸元計測用特徴点及び第５諸元計測用特徴点に対してモーションステレオ処理を行うことによって第４諸元計測用特徴点及び第５諸元計測用特徴点の３次元座標を算出するステップと、
算出された第４諸元計測用特徴点及び第５諸元計測用特徴点の３次元座標から車両の長さを算出するステップとを含む。該検出するステップにおいて検出される第３諸元計測用特徴点の位置は、第３面の面内において自由度がある。また、該検出するステップにおいて検出される第４諸元計測用特徴点の位置は、第４面の面内において自由度があり、該検出するステップにおいて検出される第５諸元計測用特徴点の位置は、第５面の面内において自由度がある。
【００２１】
本発明の更に他の観点では、車両諸元計測方法が、
車両を逐次に撮影して車両のフレーム画像を取得するステップと、
フレーム画像のうちの少なくとも一について、車両の形状を近似する直方体の第３面にある特徴点である第３諸元計測用特徴点と、直方体の第６面にある特徴点である第６諸元計測用特徴点とを検出するステップと、
第３諸元計測用特徴点及び第６諸元計測用特徴点に基づいて車両の高さを算出するステップ
とを具備する。ここで、第３面は、車両の下面に対応する直方体の面であり、第６面は、車両の上面に対応する直方体の面である。車両の高さを算出するステップは、
第３諸元計測用特徴点の移動量から車両の移動量を算出するステップと、
車両の移動量を用いて第３諸元計測用特徴点及び第６諸元計測用特徴点に対してモーションステレオ処理を行うことによって第３諸元計測用特徴点及び第６諸元計測用特徴点の３次元座標を算出するステップと、
算出された第３諸元計測用特徴点及び第６諸元計測用特徴点の３次元座標から車両の高さを算出するステップ
とを含む。検出するステップにおいて検出される第３諸元計測用特徴点の位置は、第３面の面内において自由度があり、検出するステップにおいて検出される第６諸元計測用特徴点の位置は、第６面の面内において自由度がある。
【００２２】
上記の車両諸元計測方法は、演算装置がプログラムを実行することによって行われても良い。
【発明の効果】
【００２３】
本発明によれば、特徴点の検出についてロバストな画像処理によって車両の諸元（例えば、幅、長さ、高さ）を算出することができる技術を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１Ａ】本発明の一実施形態において、車両の幅の計測に用いられる諸元計測用特徴点の位置を示す概念図である。
【図１Ｂ】本実施形態において、車両の長さの計測に用いられる諸元計測用特徴点の位置を示す概念図である。
【図１Ｃ】本実施形態において、車両の高さの計測に用いられる諸元計測用特徴点の位置を示す概念図である。
【図２】一実施形態における車両諸元計測処理装置のハードウェア構成の例を示すブロック図である。
【図３Ａ】本実施形態における、車両の諸元を算出するための画像処理を示すフローチャートである。
【図３Ｂ】本実施形態における、車両の諸元を算出するための画像処理を示すフローチャートである。
【図４】本実施形態における移動特徴点の検出を概念的に示す図である。
【図５】本実施形態における移動特徴点のクラスタリングを概念的に示す図である。
【図６】本実施形態における移動領域の検出を概念的に示す図である。
【図７Ａ】本実施形態において、各移動領域について接線及び交点を求める手順を示す図である。
【図７Ｂ】本実施形態において、各移動領域について接線及び交点を求める手順を示す図である。
【図８Ａ】本実施形態において、各移動領域について求められた接線及び交点から、車両の側面、下面にある諸元計測用特徴点を検出する手順を示す図である。
【図８Ｂ】本実施形態において、各移動領域について求められた接線及び交点から、車両の前面、後面にある諸元計測用特徴点を検出する手順を示す図である。
【図８Ｃ】本実施形態において、各移動領域について求められた接線及び交点から、車両の上面にある諸元計測用特徴点を検出する手順を示す図である。
【図９Ａ】本実施形態において、各移動領域について求められた接線及び交点で決まる探索路にそって特徴点を探索することにより、車両の側面、下面にある諸元計測用特徴点を検出する手順を示す図である。
【図９Ｂ】本実施形態において、各移動領域について求められた接線及び交点で決まる探索路にそって特徴点を探索することにより、車両の前面、後面にある諸元計測用特徴点を検出する手順を示す図である。
【図９Ｃ】本実施形態において、各移動領域について求められた接線及び交点で決まる探索路にそって特徴点を探索することにより、車両の上面にある諸元計測用特徴点を検出する手順を示す図である。
【図１０】本実施形態において、車両の各面にある諸元計測用特徴点を検出するために用いられるテンプレートデータベースの内容を示す概念図である。
【図１１】本実施形態において、テンプレートマッチングにより車両の各面にある諸元計測用特徴点を検出する手法を概念的に示す図である。
【図１２】本実施形態における、車両の処理エリアへの進入及び退出の検出を概念的に示す図である。
【図１３Ａ】本実施形態において行われるモーションステレオ処理を概念的に説明する図である。
【図１３Ｂ】本実施形態において行われるモーションステレオ処理を概念的に説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
まず、本発明の一実施形態の車両諸元計測方法の概略について説明する。本実施形態では、走行する車両の画像が逐次に撮影され（即ち、異なる時刻において車両の画像が撮像され）、該複数の画像について特徴点の検知と追尾が行われる。更に、特徴点についてモーションステレオ（motion  stereo）処理が行われる。モーションステレオ処理とは、移動する物体について異なる時刻に画像を撮影すると共に、何らかの手法で該物体の移動距離を算出し（撮影された画像自体から算出してもよい）、撮影された画像と該物体の移動距離とから、物体と共に移動する３次元座標における物体の３次元座標を計算する技術である。同一場所から撮像された画像であっても物体の位置が該移動距離だけ異なるという情報から、一般的なステレオ処理と類似した手法により、物体の３次元座標が計算可能である。本発明では、モーションステレオ処理によって特徴点の３次元座標（厳密には、車両と共に移動する３次元座標における３次元座標）が計算され、その３次元座標から車両の諸元が算出される。
【００２６】
本実施形態における車両の諸元の計測処理の一つの特徴は、車両の幅、長さ、高さの算出に用いられる特徴点の抽出の手法にある。図１Ａ〜図１Ｃは、それぞれ、車両の幅、長さ、高さの計測に用いられる特徴点を示す図である。本発明では、車両の外形を近似する直方体３０が定義され、該直方体３０の特定面に沿った位置にある特徴点が、車両の幅、長さ、高さの計測に用いられる特徴点として使用される。なお、直方体３０は、あくまで仮想的に決定されるものである。図１Ａ〜図１Ｃにおいて、記号ｖ１〜ｖ８は、直方体３０の頂点を表わしている。なお、車両の幅、長さ、高さの計測に用いられる特徴点を、（後述されるような、画像から移動体を検知するために使用される特徴点（移動体検出用特徴点）と区別するために）、以下では、諸元計測用特徴点と呼ぶことにする。
【００２７】
詳細には、図１Ａに図示されているように、車両の幅の算出においては次の３種類の諸元計測用特徴点が使用される：
諸元計測用特徴点＃１：車両の側面３１にある特徴点（厳密には、車両の側面３１に対応する直方体３０の面に沿った位置にある特徴点）
諸元計測用特徴点＃２：車両の側面３２にある特徴点（厳密には、車両の側面３２に対応する直方体３０の面に沿った位置にある特徴点
諸元計測用特徴点＃３：車両の下面３３にある特徴点（厳密には、車両の下面３３に対応する直方体３０の面に沿った位置にある特徴点）
ここで、側面３１は、車両の２つの側面のうち、走行する車両を計測するカメラに対向する方の側面であり、側面３２は、他方の側面である。側面３１に対応する直方体３０の面は、頂点ｖ１〜ｖ４を有しており、側面３２に対応する直方体３０の面は、頂点ｖ５〜ｖ６を有している。
【００２８】
本実施形態では、諸元計測用特徴点＃１、＃２、＃３は、それぞれ、側面３１、３２、下面３３にあるという条件を満たしていれば、任意の位置から抽出することが許容される。例えば、カメラに対向する側面３１については、側面３１の任意の位置にある特徴点が、諸元計測用特徴点＃１として使用されることが許容される。
【００２９】
同様に、カメラと反対側の側面３２についても、側面３２の任意の位置にある特徴点が、諸元計測用特徴点＃２として使用されることが許容される。ただし、側面３２は実際には車両に隠れているので、実際には、辺ｖ５ｖ６及び辺ｖ６ｖ７に沿った車両の輪郭の任意の位置から抽出された特徴点が、側面３２の上の特徴点として使用されることになる。
【００３０】
更に、下面３３についても、下面３３の任意の位置にある特徴点が、諸元計測用特徴点＃３として使用されることが許容される。ただし、下面３３は実際には車両に隠れているので、実際には、辺ｖ３ｖ７及び辺ｖ３ｖ４に沿った車両の輪郭の任意の位置から抽出された特徴点が、下面３３の上の特徴点として使用されることになる。
【００３１】
後述されるように、抽出された諸元計測用特徴点＃１〜＃３のうち、下面３３にある諸元計測用特徴点＃３は、車両の移動距離を算出するために使用される。更に、算出された移動距離を用いて諸元計測用特徴点＃１、＃２についてモーションステレオ処理が行われ、車両とともに移動する３次元座標系における諸元計測用特徴点＃１、＃２の３次元座標（例えば、諸元計測用特徴点＃３に対する相対座標）が算出され、算出された諸元計測用特徴点＃１、＃２の３次元座標から、車両の幅が算出される。
【００３２】
一方、図１Ｂに図示されているように、車両の長さの算出においては、次の３種類の諸元計測用特徴点が使用される：
諸元計測用特徴点＃３：車両の下面３３にある特徴点
諸元計測用特徴点＃４：車両の前面３４にある特徴点（厳密には、車両の前面３４に対応する直方体３０の面に沿った位置にある特徴点）
諸元計測用特徴点＃５：車両の後面３５にある特徴点（厳密には、車両の後面３５に対応する直方体３０の面に沿った位置にある特徴点）
【００３３】
諸元計測用特徴点＃４、＃５も、諸元計測用特徴点＃１〜＃３と同様に、前面３４、後面３５にあるという条件を満たしていれば、任意の位置から抽出することが許容される。ただし、実際に抽出される特徴点の位置は、カメラの配置によって異なる。カメラが、走行する車両を後ろから撮影するように配置されている場合、後面３５がカメラに対向することになる。この場合、後面３５については、後面３５の任意の位置にある特徴点が、諸元計測用特徴点＃５として使用されることが許容される一方で、実際には車両に隠れている前面３４については、辺ｖ１ｖ５及び辺ｖ１ｖ４に沿った車両の輪郭の任意の位置から抽出された特徴点が、前面３４の上の諸元計測用特徴点＃４として使用されることになる。図１Ｂには、このようなカメラの配置の場合が図示されている。一方、カメラが、走行する車両を前から撮影するように配置されている場合、前面３４がカメラに対向することになる。この場合、前面３４については、前面３４の任意の位置にある特徴点が、諸元計測用特徴点＃４として使用されることが許容される一方で、実際には車両に隠れている後面３５については、カメラから撮影可能な辺に沿った車両の輪郭の任意の位置から抽出された特徴点が、後面３５の上の諸元計測用特徴点＃５として使用されることになる。
【００３４】
車両の長さの算出においては、下面３３にある諸元計測用特徴点＃３に基づいて算出された車両の移動距離を用いて諸元計測用特徴点＃４、＃５についてモーションステレオ処理が行われる。これにより、車両とともに移動する３次元座標系における諸元計測用特徴点＃４、＃５の３次元座標（例えば、諸元計測用特徴点＃３に対する相対座標）が算出される、算出された諸元計測用特徴点＃４、＃５の３次元座標から、車両の長さが算出される。
【００３５】
更に、図１Ｃに図示されているように、車両の高さの算出においては次の２種類の諸元計測用特徴点が使用される：
諸元計測用特徴点＃３：車両の下面３３にある特徴点（厳密には、車両の下面３３に対応する直方体３０の面に沿った位置にある特徴点）
諸元計測用特徴点＃６：車両の上面３６にある特徴点（厳密には、車両の上面３６に対応する直方体３０の面に沿った位置にある特徴点）
【００３６】
諸元計測用特徴点＃１〜＃５と同様に、諸元計測用特徴点＃６も、上面３６にあるという条件を満たしていれば、任意の位置から抽出することが許容される。道路を走行する車両を撮影する場合、通常、カメラは車両の上方に設置される（例えば、道路に設けられたガントリに設置される）ので、車両の上面３６は、通常、その全体が撮影されることに留意されたい。
【００３７】
車両の高さの算出においては、下面３３にある諸元計測用特徴点＃３に基づいて算出された車両の移動距離を用いて諸元計測用特徴点＃６についてモーションステレオ処理が行われる。これにより、車両とともに移動する３次元座標系における諸元計測用特徴点＃３、＃６の３次元座標（例えば、諸元計測用特徴点＃３に対する相対座標）が算出され、算出された諸元計測用特徴点＃３、＃６の３次元座標から、車両の高さが算出される。
【００３８】
続いて、本発明の一実施形態における車両諸元計測処理装置及び車両諸元計測方法について、詳細に説明する。
【００３９】
図２は、本実施形態の車両諸元計測処理装置１０の構成の例を示すブロック図である。車両諸元計測処理装置１０は、カメラ１と、画像処理装置２とを備えている。カメラ１は、道路を走行する車両を撮影する撮像装置である。カメラ１は、車両の画像（フレーム画像）の画像データ２１を生成し、生成した画像データ２１を画像処理装置２に供給する。画像処理装置２は、カメラ１から受け取った画像データ２１に対して画像処理を行って画像データ２１の画像に撮影されている車両の諸元、より具体的には、車両の幅、長さ、高さを計測し、車両の幅、長さ、高さを示す車両諸元データ２２を生成する。
【００４０】
画像処理装置２は、画像処理ＩＣ（integrated  circuit）３と、外部インターフェース４と、外部記憶装置５と、メモリ６と、ＲＯＭ（read  only  memory）７とを備えている。外部インターフェース４は、カメラ１に接続されており、カメラ１から受け取った画像データ２１を、画像処理ＩＣ３に供給する。外部記憶装置５は、画像処理装置２における画像処理において生成されるデータを保存する。外部記憶装置５に保存されるデータは、車両諸元データ２２を含んでいる。メモリ６は、画像処理ＩＣ３による演算処理のワーキングエリアとして使用される。ＲＯＭ７は、画像処理ＩＣ３によって実行されるプログラムを保存している。ＲＯＭ７に記憶されているプログラムは、車両の諸元を計測する画像処理を実行するためのプログラムである車両諸元計測処理プログラム７ａを含んでいる。
【００４１】
なお、上記には、画像データ２１から車両の諸元を算出するための画像処理装置２の構成が説明されているが、画像処理装置２において、車両諸元データ２２を利用した車種判別も行われてもよい。この場合、車種判別に必要なプログラムは、ＲＯＭ７にインストールされていてもよい。
【００４２】
画像処理ＩＣ３は、演算モジュール１１と、画像入力インターフェース１２と、データ入出力インターフェース１３と、メモリコントローラ１４と、ＲＯＭコントローラ１５とを備えている。演算モジュール１１と、画像入力インターフェース１２と、データ入出力インターフェース１３と、メモリコントローラ１４と、ＲＯＭコントローラ１５とは、内部バス１６によって接続されている。演算モジュール１１は、メモリ６をワーキングエリアとして使用しながら車両諸元計測処理プログラム７ａを実行して、画像データ２１から車両の諸元を算出するための画像処理を行う。画像入力インターフェース１２は、カメラ１から画像データ２１を受け取るインターフェースである。データ入出力インターフェース１３は、外部記憶装置５へのアクセスを行うためのインターフェースである。メモリコントローラ１４は、メモリ６へのアクセスを行うためのインターフェースである。また、ＲＯＭコントローラ１５は、ＲＯＭ７へのアクセスを行うためのインターフェースである。
【００４３】
以下に述べられる車両の諸元を算出するための画像処理は、図２に示されているハードウェアを用いて実行される。以下では、車両の諸元を算出するための画像処理について、詳細に説明する。
【００４４】
図３Ａ、図３Ｂは、本発明の一実施形態における、車両の諸元を算出するための画像処理を示すフローチャートである。上述の車両諸元計測処理プログラム７ａは、この画像処理を実行するためのプログラムコード群である。車両の諸元を算出するための画像処理は、大きく分けて、下記の３つのステージがある：
１．移動体検知用特徴点の検知及び追尾（図３ＡのステップＳ０１〜Ｓ０４）
２．移動体の検知、分離、及び、諸元計測用特徴点の検知及び追尾（図３ＡのステップＳ０５〜Ｓ０７）
３．諸元計測用特徴点に基づく車両の諸元の算出（図３ＢのステップＳ０８〜Ｓ１２）
以下、それぞれのステージについて、詳細に説明する。
【００４５】
１．移動体検知用特徴点の検知及び追尾
図３Ａを参照して、まず、画像処理装置２の初期化が行われた後（ステップＳ０１）、車両を撮影したフレーム画像の画像データ２１が逐次に取り込まれる（ステップＳ０２）。更に、画像データ２１に示されているフレーム画像に含まれる特徴点が検知され、更に、各特徴点が追尾される（ステップＳ０３）。ただし、ステップＳ０３で検知され、追尾される特徴点は、上述の諸元計測用特徴点に一致するとは限らない。そこで、諸元計測用特徴点と区別するために、ステップＳ０３で検知され、追尾される特徴点を、以下、移動体検知用特徴点と呼ぶ。ステップＳ０３では、検知され、追尾される移動体検知用特徴点を列挙したリストである移動体検知用特徴点リスト２３が生成される。移動体（多くの場合、車両）が進入してきた領域において新たに移動体検知用特徴点が検知されると、該移動体検知用特徴点が移動体検知用特徴点リスト２３に追加される。また、画像の外に消えた移動体検知用特徴点又は追尾に失敗した移動体検知用特徴点は、移動体検知用特徴点リスト２３から除去される。
【００４６】
画像データ２１の取り込み（ステップＳ０２）、及び、移動体検知用特徴点の検知及び追尾（ステップＳ０３）は、画像処理装置２に終了信号が与えられるまで逐次に行われる。画像処理装置２に終了信号が与えられると（ステップＳ０４）、画像処理装置２における画像処理が終了する。
【００４７】
２．移動体の検知、分離、及び、諸元計測用特徴点の検知及び追尾
このステージでは、移動体検知用特徴点リスト２３に列挙されている移動体検知用特徴点、即ち、現在、追尾されている移動体検知用特徴点の中から、各車両に対応する特徴点が検出される。詳細には、まず、移動体検知用特徴点リスト２３に列挙されている移動体検知用特徴点のうち、車両に対応する特徴点（即ち、車両に対応しない特徴点を除く特徴点）が、移動特徴点として検出される（ステップＳ０５）。より具体的には、移動体検知用特徴点リスト２３に列挙されている移動体検知用特徴点のうち、静止している特徴点、及び、移動しているが車両の動きとは異なる動きをしている特徴点が除去される。道路を走行する車両は、概ね道路の向きに動くので、このような動きをしない特徴点は、車両に対応していない特徴点であると判別可能である。
【００４８】
図４は、ステップＳ０５における移動特徴点の検出の例を示す図である。図４の左図に示されているように、ステップＳ０３において、一連の画像において特徴点４１が検知され、更に、移動している特徴点４１については追尾が行われる。図４の左図において、追尾が行われている特徴点４１は、互いに線分で結ばれて図示されている。静止していると判断された特徴点は、移動体検知用特徴点リスト２３から除去される。
【００４９】
更に、追尾されている特徴点のうち、下記の条件（１）〜（３）を満たす特徴点が、車両に対応する移動特徴点として検出される：
（１）所定数ＮＳＴＤ以上の連続したフレーム画像に渡って追尾ができていること（所定数ＮＳＴＤは、パラメータとして与えられる）。
（２）開始点（当該特徴点について画像上で追尾が開始された位置）と、現在点（即ち、当該特徴点の画像上の最新の位置）とを結ぶベクトルの大きさが、μ×ＮＴＲＣ以上であること。ここで、μは、所定のパラメータ値（技術的には、単位時間当たりの移動量の閾値を意味している）であり、ＮＴＲＣは、当該特徴点について追尾が行われているフレーム画像の数である。
（３）開始点から現在点に向かうベクトルと、開始点から画像の消失点に向かうベクトルとがなす角度が所定の閾値角度以下であること。ここでいう画像の消失点とは、車両の画像を透視図と近似した場合において、当該透視図に規定される消失点を意味している。図４の右図には、消失点４３が図示されている。
【００５０】
図４の右図は、ステップＳ０５において検出される移動特徴点の例を示している。図４の右図には、所定数以上の連続したフレーム画像に渡って追尾されている特徴点４２ａ、４２ｂ、４２ｃが図示されている。ここで、符号４２ａ−１は、特徴点４２ａの開始点を示しており、符号４２ａ−３は、特徴点４２ａの現在点を示している。符号４２ａ−２は、開始点に対応するフレーム画像と現在点に対応するフレーム画像の間のフレーム画像における特徴点４２ａの位置を示している。同様に、符号４２ｂ−１は、特徴点４２ｂの開始点を示しており、符号４２ｂ−３は、特徴点４２ｂの現在点を示している。符号４２ｂ−２は、開始点に対応するフレーム画像と現在点に対応するフレーム画像の間のフレーム画像における特徴点４２ｂの位置を示している。更に、符号４２ｃ−１は、特徴点４２ｃの開始点を示しており、符号４２ｃ−３は、特徴点４２ｃの現在点を示している。符号４２ｃ−２は、開始点に対応するフレーム画像と現在点に対応するフレーム画像の間のフレーム画像における特徴点４２ｃの位置を示している。
【００５１】
特徴点４２ａについては、開始点４２ａ−１と現在点４２ａ−３とを結ぶベクトルの大きさが、μ×ＮＴＲ以上であるかの判断、及び、開始点４２ａ−１から現在点４２ａ−３に向かうベクトルと開始点４２ａ−１から消失点４３に向かうベクトルの間の角度が、所定の閾値θＴＨ１以下であるかの判断が行われる。これらの判断に基づき、特徴点４２ａが移動特徴点として抽出されるか否かが判断される。
【００５２】
特徴点４２ｂ、４２ｃについても、同様の判断が行われる。以下では、ステップＳ０５において、特徴点４２ａ、４２ｂ、４２ｃが移動特徴点として検出されたとして説明を行う。
【００５３】
図３Ａに示されているように、移動特徴点の検出（ステップＳ０５）の後、検出された移動特徴点のクラスタリングが行われる。（ステップＳ０６）。図５を参照して、このクラスタリングは、各特徴点の消失点４３までの距離と、開始点から現在点に向かうベクトルの向きとに基づいて行われる。なお、特徴点の消失点４３までの距離としては、現在点から消失点４３までの距離（図５では、距離ＤＭとして図示されている）を用いても良いし、開始点から消失点４３までの距離が用いられても良いし、また、特徴点の追尾の間の平均の距離が用いられても良い。このクラスタリングにより、１台の車両に対応する一群の特徴点が、同一のクラスタに分類される。
【００５４】
図５は、ステップＳ０６におけるクラスタリングの例を示している。図５を参照して、ステップＳ０５において、６つの特徴点：特徴点４２ａ、４２ｂ、４２ｃ、４２ｄ、４２ｅ、４２ｆが抽出されたとする。この場合、特徴点４２ａ、４２ｂ、４２ｃ、４２ｄ、４２ｅ、４２ｆのそれぞれについて、消失点４３までの距離と、開始点から現在点に向かうベクトルの向きが算出される。図５では各特徴点の消失点４３までの距離は、現在点から消失点４３までの距離ＤＭとして定義され、また、開始点から現在点に向かうベクトルの向きは、画像の水平方向からの角度として定義されている。
【００５５】
例えば、特徴点４２ａについては、現在点４２ａ−３から消失点４３までの距離と、開始点４２ａ−１から現在点４２ａ−３に向かうベクトルと画面の水平方向との角度θが算出される。他の特徴点４２ｂ、４２ｃ、４２ｄ、４２ｅ、４２ｆについても、同様に、現在点から消失点４３までの距離と、開始点から現在点に向かうベクトルの向きが算出される。算出された現在点から消失点４３までの距離と開始点から現在点に向かうベクトルの向きに基づいて、特徴点４２ａ、４２ｂ、４２ｃ、４２ｄ、４２ｅ、４２ｆのクラスタリングが行われる。図５の例では、クラスタリングの結果、特徴点４２ａ、４２ｂ、４２ｃが、第１の車両に対応するクラスタに分類され、特徴点４２ｄ、４２ｅ、４２ｆが、第２の車両に対応するクラスタに分類されることになる。
【００５６】
図３Ａに示されているように、移動特徴点のクラスタリングの後、各車両に対応する移動領域が画像から抽出され、更に、各移動領域について諸元計測用特徴点の検出と追尾が行われる（ステップＳ０７）。
【００５７】
まず、図６に示されているように、各クラスタの移動特徴点から、各画像において当該車両が撮影されている領域である移動領域が抽出される。移動領域は、各クラスタについて抽出される。移動領域は、画像における車両の輪郭に対応する多角形の形状の領域として抽出される。このとき、各クラスタの移動特徴点が、該多角形の頂点となるように移動領域が抽出される。
【００５８】
更に、各車両に対応する移動領域について、上述の諸元計測用特徴点を検出する処理、及び、追尾する処理が行われる。ここで、図１Ａを参照して説明したように、諸元計測用特徴点＃１、＃２は、それぞれ、車両の側面３１、３２にある特徴点であり、諸元計測用特徴点＃３は、車両の下面３３にある特徴点である。また、諸元計測用特徴点＃４は、車両の前面３４にある特徴点であり、諸元計測用特徴点＃５は、車両の後面３５にある特徴点である。更に、諸元計測用特徴点＃６は、車両の上面３６にある特徴点である。抽出される諸元計測用特徴点＃１の数は、必ずしも一つには限定されず、複数の諸元計測用特徴点＃１が抽出されても良いことに留意されたい。他の諸元計測用特徴点＃２〜＃６についても同様である。
【００５９】
ここで、諸元計測用特徴点の追尾は、各フレーム画像について諸元計測用特徴点の検出し、フレーム画像の間で諸元計測用特徴点を対応づける手法によっても行われても良い。また、諸元計測用特徴点の追尾は、移動領域が最初に出現したフレーム画像（初期フレーム画像）について諸元計測用特徴点を検出し、後続のフレーム画像において該諸元計測用特徴点について動体追尾を行う手法によって行われても良い。
【００６０】
いずれの場合についても、少なくとも初期フレームについて諸元計測用特徴点を検出する処理が行われるので、以下では、まず、諸元計測用特徴点を検出する処理について説明する。諸元計測用特徴点を検出する処理は、下記の手法（１）〜（３）の少なくとも一つを利用して行われる。ここで、抽出される諸元計測用特徴点＃１の数は、必ずしも一つには限定されず、複数の諸元計測用特徴点＃１が抽出されても良いことに留意されたい。したがって、下記の手法（１）〜（３）の複数が用いられて複数の諸元計測用特徴点＃１が抽出されても良い。他の諸元計測用特徴点＃２〜＃６についても同様である。
【００６１】
手法（１）：
諸元計測用特徴点を検出する手法（１）では、各車両に接する接線を抽出すると共に該接線が交わる交点が求められる。諸元計測用特徴点は、求められた交点のうちから選択されて決定される。ここでいう「接線」とは、実空間において車両に接する接線に対応している画像内の線を意味している。図７Ａ、図７Ｂは、車両に接する接線及びそれらの交点を求める処理の例を示している。該接線は、画像内においても移動領域に接する接線である場合もあるが（符号６１〜６６で示された接線）、必ずしも、それに限定されない（例えば、符号６７〜６９で示された接線）。
【００６２】
図７Ａ、図７Ｂの（１）欄に図示されているように、手法（１）では、まず、実空間において、路面上にあり、且つ、車線に平行であるような線に対応する接線６１、６２が抽出される。実空間において、路面上にあり且つ車線に平行な線が画像においてどのような角度で撮像されるかは、カメラ１の空間的配置により決定されるから、予め分かっている情報である。この事実を利用して、路面上にあり且つ車線に平行な線に対応する接線が抽出される。ここで、接線６１は、抽出された車線に平行な線に対応する接線のうち、（カメラ１から見たときに）車両の手前側にある接線であり、接線６２は、車両の向こう側にある接線である。
【００６３】
更に、図７Ａ、図７Ｂの（２）欄に図示されているように、実空間において、路面上にあり、且つ、車線に垂直であるような線に対応する接線が抽出される。実空間において車線に平行な線と同様に、実空間において車線に垂直な線が画像においてどのような角度で撮像されるかは、カメラ１の空間的配置により決定され、予め分かっている情報である。この事実を利用して、実空間において車線に垂直な線に対応する接線が抽出される。図７Ａ、図７Ｂの（２）欄では、接線６３は、抽出された車線に垂直な線に対応する接線のうち、（カメラ１から見たときに）車両の手前側にある接線であり、接線６４は、車両の向こう側にある接線である。
【００６４】
加えて、接線６１と接線６３の交点５１が求められ、接線６２、６４の交点５２が求められる。
【００６５】
更に、図７Ａ、図７Ｂの（３）欄に図示されているように、実空間において路面に垂直であるような線に対応する接線が抽出される。実空間において路面に垂直な線が画像においてどのような角度で撮像されるかは、予め分かっている情報であるから、この事実を利用して、実空間において、車線に垂直な線に対応する移動領域の接線を抽出することができる。図７Ａ、図７Ｂの（３）欄では、抽出された路面に垂直であるような線に対応する接線のうち、車両の向こう側にある接線が符号６５で示されており、車両の手前側にある接線が符号６６、６７で示されている。ここで、接線６７は、車両の手前側にある接線６１、６３の交点５１を通過するような線として抽出される。
【００６６】
加えて、（３）欄に図示されているように、接線６１と接線６５の交点５３、接線６４と接線６５の交点５４、接線６３と接線６６の交点５５、及び、接線６２と接線６６の交点５６が求められる。
【００６７】
更に、図７Ａ、図７Ｂの（３）欄に図示されているように、実空間において路面の上方に離れて位置し、路面に平行な平面内にあり、且つ、車線に垂直又は平行な線に対応する接線６８、６９が抽出される。ここで、接線６８は、車線に垂直な線に対応する接線であり、接線６９は、車線に平行な線に対応する接線である。接線６８は、交点５６を通過するような線として抽出される。加えて、接線６７、６８の交点５７が求められ、接線６９は、交点５７を通過するような線として抽出される。
【００６８】
図８Ａ〜図８Ｃは、求められた交点のうちから各諸元計測用特徴点を決定する手法を示す図である。詳細には、図８Ａは、車両の側面３１、３２にある諸元計測用特徴点＃１、＃２、及び、車両の下面３３にある諸元計測用特徴点＃３の決定方法を示す図である。また、図８Ｂは、車両の前面３４にある諸元計測用特徴点＃４、車両の後面３５にある諸元計測用特徴点＃５の決定方法を示す図である。図８Ｃは、車両の上面３６にある諸元計測用特徴点＃６の決定方法を示す図である。なお、車両の下面３３にある諸元計測用特徴点＃３の決定方法は、図８Ａのみならず、図８Ｂ、図８Ｃにも図示されている。
【００６９】
図８Ａを参照して、上述のようにして求められた交点のうち車両の側面３１にある交点（即ち、交点５１、５３、５４、５７）から諸元計測用特徴点＃１が選択される。ここで、交点５１、５３、５４、５７の全てが諸元計測用特徴点＃１として決定されてもよく、また、交点５１、５３、５４、５７のうちから適宜に選択された一又は複数の交点が諸元計測用特徴点＃１として決定されてもよい。
【００７０】
更に、車両の側面３２にある交点（即ち、交点５２、５５、５６）のうちから諸元計測用特徴点＃２が選択される。ここで、交点５２、５５、５６の全てが諸元計測用特徴点＃２として決定されてもよく、また、交点５２、５５、５６のうちから適宜に選択された一又は複数の交点が諸元計測用特徴点＃２として決定されてもよい。
【００７１】
また、車両の下面３３にある交点（即ち、交点５１、５３、５５）のうちから諸元計測用特徴点＃３が選択される。ここで、交点５１、５３、５５の全てが諸元計測用特徴点＃３として決定されてもよく、また、交点５１、５３、５５のうちから適宜に選択された一又は複数の交点が諸元計測用特徴点＃３として決定されてもよい。
【００７２】
更に、図８Ｂに図示されているように、車両の前面３４にある交点（即ち、交点５２、５３、５４）のうちから諸元計測用特徴点＃４が選択される。ここで、交点５２、５３、５４の全てが諸元計測用特徴点＃４として決定されてもよく、また、交点５２、５３、５４のうちから適宜に選択された一又は複数の交点が諸元計測用特徴点＃４として決定されてもよい。
【００７３】
また、車両の後面３５にある交点（即ち、交点５１、５５、５６、５７）のうちから諸元計測用特徴点＃５が選択される。ここで、交点５１、５５、５６、５７の全てが諸元計測用特徴点＃５として決定されてもよく、また、交点５１、５５、５６、５７のうちから適宜に選択された一又は複数の交点が諸元計測用特徴点＃５として決定されてもよい。
【００７４】
更に、図８Ｃに図示されているように、車両の上面３６にある交点（即ち、交点５２、５６、５７）のうちから諸元計測用特徴点＃６が選択される。ここで、交点５２、５６、５７の全てが諸元計測用特徴点＃６として決定されてもよく、また、交点５２、５６、５７のうちから適宜に選択された一又は複数の交点が諸元計測用特徴点＃６として決定されてもよい。
【００７５】
手法（２）：
諸元計測用特徴点を検出する手法（２）では、手法（１）と同様にして接線、交点を求めた後、求められた接線及び交点で決まる探索路に沿って特徴点を探索することにより、より追尾しやすい特徴点が各面について探索される。この探索によって求められた特徴点が諸元計測用特徴点として決定される。図９Ａ〜図９Ｃは、手法（２）において各諸元計測用特徴点を決定する手法を示す図である。
【００７６】
図９Ａを参照して、側面３１にある諸元計測用特徴点＃１の決定においては、上記のようにして求められた接線のうち側面３１にある部分で構成される経路が探索路として定められ、この探索路の周辺について特徴点の探索が行われる。このとき、交点は、この探索路の決定の際に、接線のうち側面３１にある部分を得るために用いられる。より具体的には、接線６５のうち交点５４と交点５３とを結ぶ部分、接線６２のうち交点５３と交点５１とを結ぶ部分、及び、及び、接線６７のうち、交点５１と交点５７とを結ぶ部分で構成される探索路の周辺について特徴点の探索が行われる。この探索によって得られた特徴点が、諸元計測用特徴点＃１として決定される。決定される諸元計測用特徴点＃１の数は１つでもよいし、複数であっても良い。
【００７７】
側面３２にある諸元計測用特徴点＃２の決定においては、求められた接線のうち側面３２にある部分で構成される経路が探索路として定められ、この探索路の周辺について特徴点の探索が行われる。より具体的には、接線６６のうち交点５５と交点５６とを結ぶ部分、及び、接線６２のうち交点５６と交点５２とを結ぶ部分で構成される探索路の周辺について特徴点の探索が行われる。この探索によって得られた特徴点が、諸元計測用特徴点＃２として決定される。決定される諸元計測用特徴点＃２の数は１つでもよいし、複数であっても良い。
【００７８】
更に、下面３３にある諸元計測用特徴点＃３の決定においては、求められた接線のうちの下面３３にある部分で構成される経路が探索路として定められ、この探索路の周辺について特徴点の探索が行われる。より具体的には、接線６１のうち交点５３と交点５１とを結ぶ部分、及び、接線６３のうち交点５１と交点５５とを結ぶ部分で構成される探索路の周辺について特徴点の探索が行われる。この探索によって得られた特徴点が、諸元計測用特徴点＃２として決定される。決定される諸元計測用特徴点＃２の数は１つでもよいし、複数であっても良い。
【００７９】
更に、図９Ｂを参照して、前面３４にある諸元計測用特徴点＃４の決定においては、上記のようにして求められた接線のうち前面３４にある部分で構成される経路が探索路として定められ、この探索路の周辺について特徴点の探索が行われる。より具体的には、接線６５のうち交点５３と交点５４とを結ぶ部分、及び、接線６４のうち交点５４と交点５２とを結ぶ部分で構成される探索路の周辺について特徴点の探索が行われる。この探索によって得られた特徴点が、諸元計測用特徴点＃４として決定される。決定される諸元計測用特徴点＃４の数は１つでもよいし、複数であっても良い。
【００８０】
また、後面３５にある諸元計測用特徴点＃５の決定においては、求められた接線のうち後面３５にある部分で構成される経路が探索路として定められ、この探索路の周辺について特徴点の探索が行われる。より具体的には、接線６６のうち交点５５と交点５６とを結ぶ部分、接線６８のうち交点５６と交点５７とを結ぶ部分、接線６７のうち交点５７と交点５１とを結ぶ部分、及び、接線６３のうち交点５１と交点５５とを結ぶ部分で構成される探索路の周辺について特徴点の探索が行われる。この探索によって得られた特徴点が、諸元計測用特徴点＃５として決定される。決定される諸元計測用特徴点＃５の数は１つでもよいし、複数であっても良い。
【００８１】
更に、図９Ｃを参照して、上面３６にある諸元計測用特徴点＃６の決定においては、求められた接線のうち上面３６にある部分で構成される経路が探索路として定められ、この探索路の周辺について特徴点の探索が行われる。より具体的には、接線６８のうち交点５７と交点５６とを結ぶ部分、及び、接線６２のうち交点５６と交点５２とを結ぶ部分で構成される探索路の周辺について特徴点の探索が行われる。この探索によって得られた特徴点が、諸元計測用特徴点＃６として決定される。決定される諸元計測用特徴点＃６の数は１つでもよいし、複数であっても良い。
【００８２】
手法（３）：
諸元計測用特徴点を検出する手法（３）では、車両の各面について、直接に（即ち、上述の手法（１）で求められるような接線、交点を参照せずに）特徴点の探索が行われる。この探索によって求められた特徴点が諸元計測用特徴点として決定される。図１０〜図１１は、手法（３）において諸元計測用特徴点を決定する手法を示す図である。
【００８３】
諸元計測用特徴点を検出する手法（３）が採用される場合、車両の各面に存在することが想定される部品のテンプレートのデータベースが用意され、該テンプレートを用いたテンプレートマッチングが行われる。図１０は、用意されるテンプレートのデータベースの内容の例を概念的に示す図である。用意されるテンプレートのデータベースは、下記の６つのデータベースを含んでいる：
・カメラ側の側面３１にある部品のテンプレートを含むテンプレートデータベース７１
・カメラと反対側の側面３２にある部品のテンプレートを含むテンプレートデータベース７２
・下面３３にある部品のテンプレートを含むテンプレートデータベース７３
・前面３４にある部品のテンプレートを含むテンプレートデータベース７４
・後面３５にある部品のテンプレートを含むテンプレートデータベース７５
・上面３６にある部品のテンプレートを含むテンプレートデータベース７６
テンプレートデータベース７１〜７６のそれぞれにおいて、各部品のテンプレートには、該テンプレートにおける特徴点の位置を示す特徴点位置データが添付される。
【００８４】
例えば、テンプレートデータベース７１については、側面３１にあると想定される部品（例えば、タイヤ、窓、ミラー、ライト）の画像から作成されたテンプレートが登録され、更に、各テンプレートに特徴点の位置が指定される。図１０の黒点は、各テンプレートに定められた特徴点を示している。複数の車種に対応するために、テンプレートデータベース７１においては、各部品について複数のテンプレートが用意される。他のテンプレートデータベース７２〜７６についても同様に、各面にあると想定される部品の画像から作成されたテンプレートが登録され、各テンプレートに特徴点が指定される。テンプレートデータベース７１〜７６は、適宜の記憶手段、例えば、図２に図示されている外部記憶装置５に記憶される。
【００８５】
図１１は、テンプレートマッチングによる諸元計測用特徴点の検出を概念的に説明する図である。なお、図１１は、テンプレートデータベース７５に登録されたテンプレートを用いた、後面３５にある諸元計測用特徴点＃５の検出を図示している。後面３５にある諸元計測用特徴点＃５では、処理対象のフレーム画像の全体に対して、テンプレートデータベース７５に含まれるテンプレート（即ち、後面３５にある部品のテンプレート）とのマッチング処理が行われる。各フレーム画像の各位置について各テンプレートについて類似度が求められ、各部品について、最もマッチするテンプレートと、該テンプレートの位置（マッチング位置）が算出される。更に、最もマッチするテンプレートの位置と、該テンプレートについて特徴点位置データによって指定された特徴点の位置から、諸元計測用特徴点の位置が決定される。このような手順により、諸元計測用特徴点が検出される。
【００８６】
以上には、後面３５にある諸元計測用特徴点＃５の検出について説明しているが、他の面（側面３１、３２、下面３３、前面３４、上面３６）についても同様にしてテンプレートマッチングによる諸元計測用特徴点の検出が行われる。
【００８７】
上記の手法（１）〜（３）による諸元計測用特徴点の検出は、各フレーム画像について行われても良い。この場合、諸元計測用特徴点の追尾は、フレーム画像の間で諸元計測用特徴点を対応づける手法によっても行われる。
【００８８】
上記の手法（１）〜（３）による諸元計測用特徴点の検出は、移動領域が最初に出現したフレーム画像（初期フレーム画像）について行われても良い。この場合、後続のフレーム画像については、検出された諸元計測用特徴点について適宜のアルゴリズムを用いた動体追尾が行われる。ステップＳ０７における諸元計測用特徴点の検出及び追尾は、以上のようにして行われる。
【００８９】
図３Ａを再度に参照して、ステップＳ０７における諸元計測用特徴点の検出と追尾が行われると、諸元計測用特徴点の検出と追尾の履歴データ、即ち、各時刻におけるフレーム画像における諸元計測用特徴点の位置を示すデータが諸元計測用特徴点リスト２４に記録される。諸元計測用特徴点リスト２４は、適宜の記憶手段（例えば、図２の外部記憶装置５）に記録される。諸元計測用特徴点リスト２４は、画像に移動領域が出現する度に各移動領域について生成される。
【００９０】
３．諸元計測用特徴点に基づく車両の諸元の算出
諸元計測用特徴点の検出と追尾の処理が行われた後、その諸元計測用特徴点を用いて車両の諸元が算出される。より具体的には、図３Ｂに示されているように、まず、各車両の全体が各フレーム画像に規定された特定の処理エリアに進入した時点が検出され（ステップＳ０８）、更に、該処理エリアから該車両全体が退出した時点が検出される（ステップＳ０９）。図１２は、車両の処理エリアへの進入と退出の検出について概念的に示した図である。各フレーム画像の特定の領域（例えば、フレーム画像の下部に規定された領域）が、処理エリア４４として規定され、各車両に対応する移動領域の全体が、処理エリア４４に進入した時点、及び、処理エリア４４から退出した時点が検出される。
【００９１】
更に、諸元計測用特徴点リスト２４に記録されている各移動領域（即ち、各車両）の諸元計測用特徴点の履歴データのうち、各車両の全体が処理エリア４４に進入した時点と処理エリア４４から退出した時点の間の時間についての履歴データを用いて、車両の諸元を示す車両諸元データ２２が算出される（ステップＳ１３）。車両諸元データ２２の算出は、各車両の全体が処理エリア４４に進入した時点と処理エリア４４から退出した時点の間の時間の各時刻における、フレーム画像における諸元計測用特徴点の位置のデータに対してモーションステレオ処理が行われることによって行われる。モーションステレオ処理により、各時刻における諸元計測用特徴点の３次元座標（厳密には、車両と共に移動する３次元座標における３次元座標）が計算され、その３次元座標から車両の諸元が得られる。
【００９２】
図１３Ａ、図１３Ｂは、本実施形態における、各諸元計測用特徴点の３次元座標を求めるためのモーションステレオ処理を説明する概念図である。図１３Ａを参照して、本実施形態におけるモーションステレオ処理では、車両の下面３３にある諸元計測用特徴点＃３のフレーム画像における移動量から、実空間内における車両の移動量ｄＣが算出される。実空間路面上にある点のフレーム画像における移動量と、当該点の実空間における移動量との対応関係は、カメラ１の空間的配置に基づいて事前に得ることができる。この事実を利用して、車両の下面３３にある諸元計測用特徴点＃３（これは、実空間において路面上にある点と近似できる）のフレーム画像における移動量から、諸元計測用特徴点＃３の実空間における移動量ｄＣを算出することができる。
【００９３】
図１３Ｂに図示されているように、モーションステレオ処理は、諸元計測用特徴点＃１、〜＃６が、算出された移動量ｄＣだけ移動しているという前提に基づいて行われる。即ち、諸元計測用特徴点＃１〜＃６の３次元座標は、諸元計測用特徴点＃１〜＃６が移動量ｄＣだけ移動しているとして行われたモーションステレオ処理により算出される。
【００９４】
各諸元計測用特徴点の３次元座標が算出されると、その３次元座標を用いて車両の諸元即ち、車両の幅、長さ、高さが算出される。車両の幅は、図１Ａに示されているように、側面３１、３２にある諸元計測用特徴点＃１、＃２の３次元座標から算出される。また、図１Ｂに示されているように、車両の長さは、前面３４及び後面３５にある諸元計測用特徴点＃４、＃５の３次元座標から算出される。更に、図１Ｃに示されているように、車両の高さは、下面３３及び上面３６にある諸元計測用特徴点＃３、＃６の３次元座標から算出される。
【００９５】
更に、図３Ｂに示されているように、算出された車両の諸元を示す車両諸元データ２２が生成される。車両諸元データ２２は、外部記憶装置５に記憶される。その後、算出された車両の諸元が適宜の出力装置（例えば、表示装置）を用いて出力され（ステップＳ１１）、諸元が算出された車両に対応する諸元計測用特徴点リスト２４が削除される（ステップＳ１２）。以上で、車両の諸元を算出するための処理が完了する。
【００９６】
以上に説明されているように、本実施形態では、車両の各面について諸元計測用特徴点が抽出され、その諸元計測用特徴点に対してモーションステレオ処理を行うことで各諸元計測用特徴点の３次元座標が算出される。算出された各諸元計測用特徴点の３次元座標から、車両の諸元（幅、長さ、高さ）が算出される。ここで、本実施形態における車両の諸元の計測処理では、車両の各面において抽出される諸元計測用特徴点の位置について一定の自由度があり、よって、ロバストな画像処理によって諸元計測用特徴点を検出可能である。このように、本実施形態における車両の諸元の計測処理によれば、ロバストな画像処理によって車両の諸元（例えば、幅、長さ、高さ）を算出することができる。
【００９７】
以上には、本発明の実施形態が具体的に記述されているが、本発明は、上記の実施形態には限定されない。本発明が、様々な変更と共に実施され得ることは、当業者には自明的であろう。例えば、上記には、車両の幅、長さ、高さの全てが算出される実施形態が記述されているが、車両の幅、長さ、高さの全てが算出されなくてもよい。本発明は、車両の幅、長さ、高さのうちの少なくとも一つを算出する場合に適用可能である。この場合、諸元計測用特徴点＃１〜＃６のうちの必要があるもののみが検出されてもよい。
【符号の説明】
【００９８】
１        ：カメラ
２        ：画像処理装置
４        ：外部インターフェース
５        ：外部記憶装置
６        ：メモリ
７        ：ＲＯＭ
７ａ      ：車両諸元計測処理プログラム
１０      ：車両諸元計測処理装置
１１      ：演算モジュール
１２      ：画像入力インターフェース
１３      ：データ入出力インターフェース
１４      ：メモリコントローラ
１５      ：ＲＯＭコントローラ
１６      ：内部バス
２１      ：画像データ
２２      ：車両諸元データ
２３      ：移動体検知用特徴点リスト
２４      ：諸元計測用特徴点リスト
３０      ：直方体
３１、３２：側面
３３      ：下面
３４      ：前面
３５      ：後面
３６      ：上面
４１、４２ａ、４２ｂ、４２ｃ、４２ｄ：特徴点
４３      ：消失点
４４      ：処理エリア
５１〜５７：交点
６１〜６９：接線
７１〜７６：テンプレートデータベース
【図１Ａ】
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【図１Ｂ】
2014164601.tif 000004
【図１Ｃ】
2014164601.tif 000005
【図２】
2014164601.tif 000006
【図３Ａ】
2014164601.tif 000007
【図３Ｂ】
2014164601.tif 000008
【図４】
2014164601.tif 000009
【図５】
2014164601.tif 000010
【図６】
2014164601.tif 000011
【図７Ａ】
2014164601.tif 000012
【図７Ｂ】
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【図８Ａ】
2014164601.tif 000014
【図８Ｂ】
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【図８Ｃ】
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【図９Ａ】
2014164601.tif 000017
【図９Ｂ】
2014164601.tif 000018
【図９Ｃ】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３Ａ】
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【図１３Ｂ】
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