(57)【要約】【課題】撮影画像から撮像素子の設置情報を取得し、試験車両を走行させるなどの煩雑な作業を伴うことなく、的確な画像処理が行えるようにする。【解決手段】ＩＴＶカメラからなる撮像素子によって画像を周期的に撮影する画像撮像部１０による撮影画像を処理するにあたり、撮影画像における道路の左右白線から抽出された近似直線からなる並列線形の線形延在方向における相互間隔の縮小率から消失点算出部１１によって消失点座標情報を取得し、取得された消失点座標情報に基づきカメラ情報測定部１３によって撮像素子の偏角や俯角などの設置情報を得る。【選択図】図１
2014115793.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定条件で設置される撮像素子によって周期的に撮影される画像を処理して２次元平面である撮影画像から被撮像物体の３次元空間における変位状態を特定する装置において、前記撮像素子によって画像を周期的に撮影する撮像手段と、前記撮像手段による撮影画像を元に抽出された並列線形の線形延在方向における相互間隔の縮小率から消失点情報を取得する消失点取得手段と、前記消失点取得手段により取得された前記消失点情報に基づいて前記撮像素子の設置情報を取得する設置情報取得手段とを備えることを特徴とする画像処理装置。
【請求項２】
前記被撮像物体の撮影画像における２次元移動状態から求めた前記被撮像物体の３次元移動状態に基づいて前記撮像素子の設置情報を調整し補正情報を取得する補正情報取得手段を備えることを特徴とする請求項１に記載の画像処理装置。
【請求項３】
前記消失点取得手段は、前記撮像手段による撮影画像における道路形状に基づいて前記並列線形を抽出し、抽出された当該並列線形から消失点情報を取得することを特徴とする請求項１または請求項２に記載の画像処理装置。
【請求項４】
前記消失点取得手段は、前記撮像手段による撮影画像を元に抽出された移動物体における異なる部位の２次元移動履歴に基づいて前記並列線形を抽出し、抽出された当該並列線形から消失点情報を取得することを特徴とする請求項１または請求項２に記載の画像処理装置。
【請求項５】
前記消失点取得手段は、複数の移動物体に係る２次元移動履歴に基づいて前記並列線形を抽出し消失点情報を取得することを特徴とする請求項１または請求項２に記載の画像処理装置。
【請求項６】
前記消失点取得手段は、前記撮像手段による撮影画像における曲線道路形状に基づいて前記並列線形を抽出することを特徴とする請求項３に記載の画像処理装置。
【請求項７】
前記消失点取得手段は、曲線移動する移動物体における異なる部位の２次元移動履歴に基づいて前記並列線形を抽出することを特徴とする請求項４に記載の画像処理装置。
【請求項８】
前記消失点取得手段は、曲線移動する複数の移動物体に係る２次元移動履歴に基づいて前記並列線形を抽出することを特徴とする請求項５に記載の画像処理装置。
【請求項９】
前記被撮像物体の撮影画像における２次元移動履歴を３次元移動履歴に変換して求めた３次元移動比が所定値に近づくように前記撮像素子の設置情報を調整し補正情報を取得する補正情報取得手段を備えることを特徴とする請求項２から請求項８までのいずれかに記載の画像処理装置。
【請求項１０】
前記被撮像物体の撮影画像における被撮像物体としての車両の平均加速度が所定値に近づくように前記撮像素子の設置情報を調整し補正情報を取得する補正情報取得手段を備えることを特徴とする請求項２から請求項８までのいずれかに記載の画像処理装置。
【請求項１１】
前記被撮像物体の撮影画像から参照画像情報を抽出し保存する参照画像情報抽出手段と、前記被撮像物体の撮影画像情報と参照画像情報とを比較し経時誤差を検知する誤差検知手段と、前記誤差検知手段により検知された経時誤差に応じて前記撮像素子の設置情報を調整し補正する設置情報補正手段とを備えることを特徴とする請求項１から請求項１０までのいずれかに記載の画像処理装置。
【請求項１２】
所定条件に設置される撮像素子によって周期的に撮影される画像を処理して２次元平面である撮影画像から被撮像物体の３次元空間における変位状態を特定する方法であって、前記撮像素子によって画像を周期的に撮影する撮像過程と、前記撮像過程での撮影画像を元に抽出された並列線形の線形延在方向における相互間隔の縮小率から消失点情報を取得する消失点取得過程と、前記消失点取得過程で取得された前記消失点情報に基づいて前記撮像素子の設置情報を取得する設置情報取得過程とを含むことを特徴とする画像処理方法。
【請求項１３】
前記被撮像物体の撮影画像における２次元移動状態から求めた前記被撮像物体の３次元移動状態に基づいて前記設置情報取得過程で取得した前記撮像素子の設置情報を調整し補正情報を取得する補正情報取得過程を含むことを特徴とする請求項１２に記載の画像処理方法。
【請求項１４】
前記消失点取得過程では、前記撮像手段による撮影画像における道路形状に基づいて前記並列線形を抽出し、抽出された当該並列線形から消失点情報を取得することを特徴とする請求項１２または請求項１３に記載の画像処理方法。
【請求項１５】
前記消失点取得過程では、前記撮像手段による撮影画像を元に抽出された移動物体における異なる部位の２次元移動履歴に基づいて前記並列線形を抽出し、抽出された当該並列線形から消失点情報を取得することを特徴とする請求項１２または請求項１３に記載の画像処理方法。
【請求項１６】
前記消失点取得過程では、複数の移動物体に係る２次元移動履歴に基づいて前記並列線形を抽出し消失点情報を取得することを特徴とする請求項１２または請求項１３に記載の画像処理方法。
【請求項１７】
前記消失点取得過程では、前記撮像手段による撮影画像における曲線道路形状に基づいて前記並列線形を抽出することを特徴とする請求項１４に記載の画像処理方法。
【請求項１８】
前記消失点取得過程では、曲線移動する移動物体における異なる部位の２次元移動履歴に基づいて前記並列線形を抽出することを特徴とする請求項１５に記載の画像処理方法。
【請求項１９】
前記消失点取得過程では、曲線移動する複数の移動物体に係る２次元移動履歴に基づいて前記並列線形を抽出することを特徴とする請求項１６に記載の画像処理方法。
【請求項２０】
前記被撮像物体の撮影画像における２次元移動履歴を３次元移動履歴に変換して求めた３次元移動比が所定値に近づくように前記設置情報取得過程で取得した前記撮像素子の設置情報を調整し補正情報を取得する補正情報取得過程を含むことを特徴とする請求項１３から請求項１９までのいずれかに記載の画像処理方法。
【請求項２１】
前記被撮像物体の撮影画像における被撮像物体としての車両の平均加速度が所定値となるように前記設置情報取得過程で取得した前記撮像素子の設置情報を調整し補正情報を取得する補正情報取得過程を含むことを特徴とする請求項１３から請求項１９までのいずれかに記載の画像処理方法。
【請求項２２】
前記被撮像物体の撮影画像から参照画像情報を抽出し保存する参照画像情報抽出過程と、前記被撮像物体の撮影画像と参照画像情報とを比較して経時誤差を検知し前記撮像素子の設置情報を調整し補正する経時誤差検知過程を含むことを特徴とする請求項１２から請求項２１までのいずれかに記載の画像処理方法。
【請求項２３】
前記経時誤差検知過程では、前記経時誤差が固定値であるか周期的変化値であるかを検出し、前記経時誤差が固定値である場合に設置情報補正処理を行うことを特徴とする請求項２２に記載の画像処理方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、画像処理装置および画像処理方法に関連するものであり、特に、道路を走行する車両などの移動物体を含む画像を周期的に撮影し処理して屋外道路やトンネル内での交通流を計測する交通流計測により交通監視を行う道路交通監視システムなどに適用されるものである。
【背景技術】
【０００２】
画像処理を用いた道路交通監視システムでは、道路を走行する車両の位置の変化から速度などを計測し、その位置情報や速度情報を道路交通事象の判定に用いられている。そのため、撮像素子としてのカメラからの２次元映像中の任意の場所が３次元空間中のどの場所に存在しているかという計測処理が重要となっている。また、カメラの偏角や俯角といった設置情報については道路上の基準位置を設定しカメラ直下位置から距離測定を行なう必要があり、カメラの台数が増えると非常にコストがかかるという課題があった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００６−１７６７６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
そこで上記特許文献１に記載された計測方法では車両のテールランプ、ヘッドライトといった特徴点をあらかじめ計測しておき、計測領域内を直線的に移動することでカメラ設置情報を算出することを特徴としていた。しかしながら、上記特許文献１では測定車両の特徴点を事前測量する必要性や、道路内を直線的に移動する必要があり、依然として事前準備や撮影条件に制約のあるものとなっていた。
【０００５】
この発明は、以上の問題を解決するためになされたものであって、特定の計測点の事前測量や道路形状などの制約なしに撮像素子としてのカメラの設置情報を取得しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
この発明に係る画像処理装置では、所定条件で設置される撮像素子によって周期的に撮影される画像を処理して２次元平面である撮影画像から被撮像物体の３次元空間における変位状態を特定する装置において、前記撮像素子によって画像を周期的に撮影する撮像手段と、前記撮像手段による撮影画像を元に抽出された並列線形の線形延在方向における相互間隔の縮小率から消失点情報を取得する消失点取得手段と、前記消失点取得手段により取得された前記消失点情報に基づいて前記撮像素子の設置情報を取得する設置情報取得手段とを備えることを特徴とするものである。
【０００７】
また、この発明に係る画像処理方法では、所定条件に設置される撮像素子によって周期的に撮影される画像を処理して２次元平面である撮影画像から被撮像物体の３次元空間における変位状態を特定する方法であって、前記撮像素子によって画像を周期的に撮影する撮像過程と、前記撮像過程での撮影画像を元に抽出された並列線形の線形延在方向における相互間隔の縮小率から消失点情報を取得する消失点取得過程と、前記消失点取得過程で取得された前記消失点情報に基づいて前記撮像素子の設置情報を取得する設置情報取得過程とを含むことを特徴とするものである。
【発明の効果】
【０００８】
この発明の画像処理装置によれば、前記撮像素子によって画像を周期的に撮影する撮像手段と、前記撮像手段による撮影画像を元に抽出された並列線形の線形延在方向における相互間隔の縮小率から消失点情報を取得する消失点取得手段と、前記消失点取得手段により取得された前記消失点情報に基づいて前記撮像素子の設置情報を取得する設置情報取得手段とを備えることにより、撮影画像から撮像素子の設置情報を取得し、試験車両を走行させるなどの煩雑な作業を伴うことなく、的確な画像処理を行える画像処理装置を得ることができる。
【０００９】
また、この発明の画像処理方法によれば、前記撮像素子によって画像を周期的に撮影する撮像過程と、前記撮像過程での撮影画像を元に抽出された並列線形の線形延在方向における相互間隔の縮小率から消失点情報を取得する消失点取得過程と、前記消失点取得過程で取得された前記消失点情報に基づいて前記撮像素子の設置情報を取得する設置情報取得過程とを含むことにより、撮影画像から撮像素子の設置情報を取得し、試験車両を走行させるなどの煩雑な作業を伴うことなく、的確な画像処理を行える画像処理方法を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】この発明による実施の形態１における画像処理装置の構成を示すブロック図である。
【図２】この発明による実施の形態１における消失点算出部の処理過程を示すフロー図である。
【図３】この発明による実施の形態１におけるカメラ情報測定部の処理過程を示すフロー図である。
【図４】この発明による実施の形態１における物体検知部の処理過程を示すフロー図である。
【図５】この発明による実施の形態２における画像処理装置の構成を示すブロック図である。
【図６】この発明による実施の形態３における画像処理装置の構成を示すブロック図である。
【図７】この発明による実施の形態３における多車線消失点算出部の状況を示す移動軌跡に関する説明図である。
【図８】この発明による実施の形態４における画像処理装置の構成を示すブロック図である。
【図９】この発明による実施の形態４における曲線道路での消失点算出状況を示す曲線から直線への線形変換に関する説明図である。
【図１０】この発明による実施の形態５における画像処理装置の構成を示すブロック図である。
【図１１】この発明による実施の形態５における複数台車両の速度分布を示す線図である。
【図１２】この発明による実施の形態５におけるパラメータ補正処理部の処理過程を示すフロー図である。
【図１３】この発明による実施の形態６における画像処理装置の構成を示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
実施の形態１．
この発明における実施の形態１について図１から図４を用いて説明する。図１は実施の形態１における画像処理装置としてのカメラ設置情報測定装置の構成を示すブロック図である。図２は実施の形態１における消失点算出部の処理フローである。図３は実施の形態１における物体検知部の処理フローを示すフロー図である。図４は実施の形態１におけるカメラ設置情報算出処理部の処理フローを示すフロー図である。
【００１２】
この発明における実施の形態１による画像処理装置の構成を示す図１において、画像撮像部１０は監視用ＩＴＶカメラなどの撮像素子により所定の周期で画像を撮像し、その画像をデジタルデータとして記憶する。
画像撮像部１０によって撮像された画像から消失点（vanishing point） を算出する消失点算出部１１は道路線形の特徴となる白線から抽出される並列線形の車両進行方向における縮小率から３次元消失点を算出する処理部である。
物体検知部１２は画像撮像部１０から入力される画像から道路上を通過する車両を検出し、同一車両における撮像周期毎の移動軌跡を測定する処理部である。
カメラ情報測定部１３は最適なカメラ設置情報を算出する処理部であって、消失点算出部１１で算出された消失点から概算のカメラ情報を取得する設置情報取得手段を構成するカメラ情報概算測定部１３Ａと、カメラ情報概算測定部１３Ａにより取得した概算情報および物体検知部１２で算出された移動軌跡から最適なカメラ設置情報を算出する補正情報取得手段を構成するカメラ情報補正部１３Ｂとによって構成される。
【００１３】
ここで、消失点算出部１１および物体検知部１２ならびにカメラ情報測定部１３などの上記各処理部は、ＣＰＵやメインメモリなどによる演算中枢機能を具備し、ＨＤＤなどの記憶装置や入出力装置を含む周辺装置が設けられて、カメラからなる撮像素子が接続される汎用の情報処理装置で構成されるものであって、記憶装置に格納された所定のプログラムによって自動演算処理などの所要の処理操作が行われる。
【００１４】
この発明における実施の形態１による画像処理装置の処理動作は、下記に示す〔１〕および〔２〕の段階で実施される。
〔１〕消失点情報取得
（１Ａ）並列線形抽出：撮影画像の道路左右白線から近似直線Ｌ１，Ｌ２を抽出する。
（１Ｂ）消失点情報導出：近似直線Ｌ１，Ｌ２から消失点座標情報を導出する。
〔２〕設置情報取得
（２Ａ）概算設置情報取得：消失点座標情報から設置情報概算値を取得する。
（２Ｂ）補正情報取得：設置情報概算値を修正し確定する補正情報を取得する。
（２Ｂ−１）２次元移動履歴抽出：撮影画像から車両の２次元移動履歴を抽出する。
（２Ｂ−２）移動履歴３次元変換：２次元移動履歴を３次元移動履歴に変換する。
（２Ｂ−３）移動比算出・最適化：３次元移動履歴から３次元移動比を算出し、最適化して補正情報を取得する。
【００１５】
〔１〕消失点情報取得
図２は消失点算出部１１の処理フローを示し、処理ステップＳ１１にて画像中の道路白線のエッジを抽出し、処理ステップＳ１２にて左右白線のエッジ列を最小自乗和法を用いて直線近似化を行い、処理ステップＳ１３にて２つの近似直線Ｌ１，Ｌ２の交差点から画像中の消失点を算出する。
（１Ａ）並列線形抽出
ここでは、処理ステップＳ１１による道路白線のエッジ抽出処理および処理ステップＳ１２による抽出された左右白線のエッジ列Ｅ１，Ｅ２からの近似直線の導出処理について説明する。
処理ステップＳ１１では、画像撮像部１０によって撮像された画像から道路の左右端縁に沿い車両進行方向に延長して設けられた白線のエッジ列Ｅ１，Ｅ２をそれぞれ抽出する。
処理ステップＳ１２では、抽出された左右白線のエッジ列Ｅ１，Ｅ２について最小自乗和法を用いて直線近似化を行い、近似直線で示される２直線Ｌ１，Ｌ２からなる対をなす並列線形を得る。
左側白線のエッジ列Ｅ１についての座標分布が次の通りとなる場合、
（ｘ，ｙ）＝（ｘ1，ｙ1）（ｘ2，ｙ2）…（ｘn，ｙn）
直線近似式をｙ＝ａｘ＋ｂとすると、最小自乗和より、以下の式１および式２で傾きａおよび切片ｂが求められ、直線Ｌ１を得ることができる。
右側白線のエッジ列Ｅ２についても同様に近似直線Ｌ２を求めることができる。
【００１６】
【数１】
2014115793.tif 000003
【００１７】
（１Ｂ）消失点情報導出
処理ステップＳ１３では、処理ステップＳ１２で得られた近似直線Ｌ１，Ｌ２からなる対をなす並列線形の延在方向すなわち道路白線に沿った車両の進行方向における対をなす並列線形Ｌ１，Ｌ２についての相互間隔の縮小率から当該並列線形の交差点を求め、消失点座標を算出する。
カメラ設置情報算出方法について示す。消失点算出部１１において処理ステップＳ１２で得られる直線Ｌ１および直線Ｌ２上から任意の２点をＰ１（ｘ１，ｙ１）、Ｐ２（ｘ２，ｙ２）、Ｐ３（ｘ３，ｙ３）、Ｐ４（ｘ４，ｙ４）とし、各直線のベクトル内積をｄとすると、ｄは式３で示され、２直線の交点である消失点座標（ｐ，ｑ）は式４および式５で示される。
ｄ ＝ （ｙ２−ｙ１）＊（ｘ４−ｘ３）−（ｙ４−ｙ３）＊（ｘ２−ｘ１） … 式３
ｐ ＝ （（ｘ２−ｘ１）＊（ｘ４＊ｙ３−ｘ３＊ｙ４）
＋（ｘ３−ｘ４）＊（ｘ２＊ｙ１−ｘ１＊ｙ２））／ ｄ……………… 式４
ｑ ＝ （（ｙ２−ｙ１）＊（ｙ４＊ｘ３−ｙ３＊ｘ４）
＋（ｙ３−ｙ４）＊（ｙ２＊ｘ１−ｙ１＊ｘ２））／（−ｄ） ……… 式５
【００１８】
〔２〕設置情報取得
次に、カメラ情報測定部１３におけるカメラ設置情報の算出方法について説明する。既知情報としてカメラ設置高さＨ、レンズ焦点距離Ｆ、レンズ素子サイズＣ、消失点算出部１１により測定された消失点情報、物体検知部１２により測定された移動履歴、車両の通過速度情報が判明している。これらの情報からカメラの偏角αと俯角β情報を算出する。カメラ高さＨとレンズ焦点距離Ｆはカメラの設置条件やズーム旋回型カメラにおけるプリセット誤差を含んでいるため厳密に正確な値を事前算出することは困難であることから概算値となっている。
【００１９】
上記カメラ情報測定部１３における処理フローを図３に示す。カメラ情報概算測定部１３Ａによる処理ステップＳ２１では消失点情報と概算値であるカメラ高さＨとレンズ焦点距離Ｆから概算の偏角αと俯角βを算出する。
カメラ情報補正部１３Ｂによる処理ステップＳ２２では処理ステップＳ２１で算出された概算カメラ設置情報から２次元移動履歴を３次元移動履歴に変換し３次元移動比を算出する。同じくカメラ情報補正部１３Ｂによる処理ステップＳ２３では処理ステップＳ３２で算出された移動比が１．０になり、車両速度が一定速度値と一致するように消失点位置を固定した状態でカメラ高さＨとレンズ焦点距離Ｆの値を変化させ最も近い値を算出する。
カメラ情報概算測定部１３Ａにより処理ステップＳ２１で算出された偏角αと俯角βからなるカメラ設置情報は画像撮像部１０による撮影画像中の車両などの移動物体に係る２次元移動履歴と３次元移動履歴との相関関係を示すものであって、このカメラ設置情報によって車両などの移動物体に係る２次元移動履歴を３次元移動履歴に変換し、３次元移動比を算出して、カメラ高さＨとレンズ焦点距離Ｆに関し最適化を行うものである。
【００２０】
（２Ａ）概算設置情報取得
カメラ情報概算測定部１３Ａにより処理ステップＳ２１で算出された偏角αと俯角βからなるカメラ設置情報は画像撮像部１０による撮影画像中の車両などの移動物体に係る２次元移動履歴と３次元移動履歴との相関関係を示すものであって、
まず、カメラ情報概算測定部１３Ａによる処理ステップＳ２１では消失点算出部１１により算出された消失点情報と概算値であるカメラ高さＨとレンズ焦点距離Ｆから概算の偏角αと俯角βを算出する。
消失点算出部１１により処理ステップＳ１３で算出された消失点座標情報と、この消失点座標情報（ｐ，ｑ）から得られるカメラの偏角αと俯角βとの関係は、以下の式６および式７となる。
ｐ ＝ −Ｆ／Ｃ ＊ ｔａｎ（α）／ｃｏｓ（β） ………………………………… 式６
ｑ ＝   Ｆ／Ｃ ＊ ｔａｎ（β） …………………………………………………… 式７
この式からカメラの偏角αおよび俯角βの算出式は以下の式８および式９となる。
α ＝ ａｔａｎ（  （Ｓ/Ｆ）＊ｑ）………………………………………………… 式８
β ＝ ａｔａｎ（−（Ｓ/Ｆ）＊ｐ＊ｃｏｓ（β））……………………………… 式９
上記よりカメラ偏角αと俯角βはカメラの焦点距離Ｆとレンズ素子サイズＣに依存する値で、カメラ高さＨには依存しない値となる。
【００２１】
（２Ｂ）補正情報取得
カメラ情報補正部１３Ｂは物体検知部１２から入力される車両の２次元移動履歴をカメラ情報概算測定部１３Ａで算出された設置情報に基づいて処理ステップＳ２１において３次元移動履歴に変換し、処理ステップＳ２２においてこの３次元移動履歴から３次元移動比を導出するものである。そして、導出された３次元移動比を所定値１．０とするように最適化が行われ、補正情報が取得される。
（２Ｂ−１）２次元移動履歴抽出
物体検知部１２は画像撮像部１０による撮影画像から車両の２次元移動履歴を抽出する。物体検知部１２における同一車両移動軌跡の測定方法について説明する。
図４は物体検知部１２の処理フローを示し、処理ステップＳ３１にて画像中に存在する車両からなる移動物体を検出し、処理ステップＳ３２にて検出車両の車両下端すなわち画像上における車両が存在する道路面位置を決定する。処理ステップＳ３３では連続した入力画像で処理ステップＳ２１およびＳ２２の結果から得られる車両下端座標の移動履歴を管理するものである。
【００２２】
上記物体検知部１２における処理ステップＳ３１では背景差分方式やフレーム間差分方式によって抽出される変化領域から画像中の移動物体を検出し、その中から車両の特徴を有するものを特定する。また変化領域の抽出については上記に固定するものではなく、エッジ変化の乏しい路面上をエッジ変化の激しい車両が通過することに着目して変化領域を抽出するものとしても良い。
【００２３】
上記物体検知部１２における処理ステップＳ３２では、処理ステップＳ３１で検出した車両の道路面上の下端となる位置を映像的特長を利用して算出する。日中の露天環境や照明設備が整っているトンネル内では画像中の路面輝度値は車両によって発生する車両下部の影より明るいという特徴がある。そのため検出した車両の下端周辺における道路輝度より明度が低下している場所を探索することで車両下端箇所を特定することが可能となる。
【００２４】
また、上記物体検知部１２における処理ステップＳ３３では、道路上を通過する車両の下端位置の移動履歴が管理されるが、車両が一定速度で走行する場合、この移動履歴の２次元移動比は前記消失点算出部１１により算出された消失点方向への比率と依存関係がある。また、一定速度で走行する場合の３次元移動比は常に一定の１．０となる。
【００２５】
（２Ｂ−２）移動履歴３次元変換
また、この算出済みのカメラ設置情報から物体検知部１２で計測した２次元移動履歴を３次元移動履歴に変換し、その３次元移動比が１．０となり、また単位時間当たりの移動距離から車両の速度を求め、それが走行車両の一定速度値と等しくなるようカメラ高さＨと焦点距離Ｆを変化させ最適解を求める。
（２Ｂ−３）移動比算出・最適化
カメラ情報補正部１３Ｂによる３次元移動履歴から３次元移動比の算出手順は、以下の通りである。
時刻ｎに対する３次元移動履歴を以下の関数で定義した場合、
Ｐn（x(n)，y(n)，z(n)）  n＝1…n
式簡略化のため、z軸を移動物体の進行方向と仮定すると、
ｖ ＝（Σz(n+1)−z(n)）／(n-1)  n＝1…n-1
とすることで、各時刻周期での平均移動距離ｖが算出される。
ｄ ＝（Σz(n+1)−z(n)）／ｖ  n＝1…n-1
とすることで、平均移動距離に対する各時刻での移動距離との比率を累積加算していき、この累積加算値が移動比ｄとなるものであり、この移動比が１．０に最も近いカメラ高さＨと焦点距離Ｆを最適なパラメータとして決定する。
【００２６】
そして、このような移動比の最適化にあたっては、カメラ高さＨと焦点距離Ｆにつき情報処理装置にて自動演算を行うものである。
カメラ高さＨと焦点距離Ｆの値を一定間隔で特定範囲内の総当り形式で変化させ、その場合の３次元移動履歴変換後の移動比が１．０に最も近づく値を探索する。
焦点距離Ｆについては、固定焦点レンズの場合は基本となる焦点距離（８ｍｍ，１６ｍｍ，２０ｍｍ，２５ｍｍ，３５ｍｍ）を予め与えておくことで計算量を限定することができる。
【００２７】
移動比による最適化は図３に示す比較処理部による比較処理ステップＳ２４を用いて実施される。比較処理ステップＳ２４では処理ステップＳ２３から導出される３次元移動比が１．０であり、かつ、処理ステップＳ２３から導出される速度算出値が所定速度であるかどうかなどの定義に合致しているかどうかを判別する。ｙｅｓならば偏角αおよび俯角βや焦点距離Ｆなどの設置情報が確定され、補正されたパラメータ出力として導出される。ｎｏならば処理ステップＳ２２および処理ステップＳ２３が繰り返される。これによって、定常状態で走行する車両の撮影画像からカメラの設置情報の最適値を算出できるものである。
【００２８】
このように実施の形態１では、路上の白線などの車線形状から３次元消失点を算出し、速度値が判明している一定速度で通過する車両を認識することにより、その他既知情報を変化させることでカメラの設置情報の最適値を算出することが可能となる。
【００２９】
この実施の形態１における画像処理装置は、偏角αや俯角βおよび焦点距離Ｆなどの設置状況が所定条件で設置されるＩＴＶカメラなどの撮像素子によって周期的に撮影される画像を処理して２次元平面である撮影画像から被撮像物体の３次元空間における変位状態を特定して屋外道路面やトンネル内走路面を走行する車両などの移動物体における位置の変化から速度などを計測して交通流を測定しその位置情報や速度情報を道路交通事象の判定などに用いる装置において、前記撮像素子によって画像を周期的に撮影する撮像手段と、前記撮像手段による撮影画像を元に抽出された並列線形の線形延在方向における相互間隔の縮小率から消失点情報を取得する消失点取得手段と、前記消失点取得手段により取得された前記消失点情報に基づいて前記撮像素子に係る偏角αと俯角βなどの設置情報を取得する設置情報取得手段とを備えるので、撮影画像から撮像素子の設置情報を取得し、試験車両を走行させるなどの煩雑な作業を伴うことなく、的確な画像処理を行うことができる。
【００３０】
また、この実施の形態１における画像処理装置は、前項の装置において、前記被撮像物体の撮影画像における２次元移動履歴を偏角αと俯角βなどの設置情報により３次元移動履歴に変換して求めた３次元移動比が所定値１．０に近づくように前記撮像素子の設置情報を調整して、すなわち、前記被撮像物体の撮影画像における２次元移動状態から求めた前記被撮像物体の３次元移動状態に基づいて前記撮像素子の設置情報を調整し補正情報を取得する補正情報取得手段を備えるので、撮影画像から撮像素子の設置情報を取得し、試験車両を走行させるなどの煩雑な作業を伴うことなく、的確な画像処理を行うことができるとともに、カメラ高さＨと焦点距離Ｆなどのカメラ設置情報からなる撮像素子設置情報の適正値を得ることができ、適正化した画像処理を行えるものである。
【００３１】
さらに、この実施の形態１における画像処理方法では、偏角αや俯角βなどの設置状況が所定条件で設置されるＩＴＶカメラなどの撮像素子によって周期的に撮影される画像を処理して２次元平面である撮影画像から被撮像物体の３次元空間における変位状態を特定して屋外道路面やトンネル内走路面を走行する車両などの移動物体の位置の変化から速度などを計測して交通流を測定しその位置情報や速度情報を道路交通事象の判定などに用いる方法であって、前記撮像素子によって画像を周期的に撮影する撮像過程と、前記撮像過程での撮影画像を元に抽出された並列線形の線形延在方向における相互間隔の縮小率から消失点情報を取得する消失点取得過程と、前記消失点取得過程により取得された前記消失点情報に基づいて前記撮像素子に係る偏角αと俯角βなどの設置情報を取得する設置情報取得過程とを含むので、撮影画像から撮像素子の設置情報を取得し、試験車両を走行させるなどの煩雑な作業を伴うことなく、的確な画像処理を行うことができる。
【００３２】
そして、この実施の形態１における画像処理方法では、前項の方法において、前記被撮像物体の撮影画像における２次元移動履歴を偏角αと俯角βなどの設置情報により３次元移動履歴に変換して求めた３次元移動比が所定値１．０に近づくように前記撮像素子の設置情報を調整して、すなわち、前記被撮像物体の撮影画像における２次元移動状態から求めた前記被撮像物体の３次元移動状態に基づいて前記撮像素子の設置情報を調整し補正情報を取得する補正情報取得過程を備えるので、撮影画像から撮像素子の設置情報を取得し、試験車両を走行させるなどの煩雑な作業を伴うことなく、的確な画像処理を行うことができるとともに、カメラ高さＨと焦点距離Ｆなどのカメラ設置情報からなる撮像素子設置情報の適正値を得ることができ、適正化した画像処理を行えるものである。
【００３３】
実施の形態２．
この発明における実施の形態２につき図５を用いて説明する。図５は実施の形態２におけるカメラ設置情報測定装置の構成を示すブロック図である。この実施の形態２において、ここで説明する特有の構成以外のブロックについては先に説明した実施の形態１における構成と同一構成内容と具備し、同一の作業をするものである。図中の同一符号は同一または相当部分を示している。
【００３４】
実施の形態２における画像処理装置の構成を示す図４において、消失点算出部１１が車両検知部１２の結果を利用しているところが実施の形態１とは異なる。
先に述べた実施の形態１では消失点座標情報を道路上の白線形状から算出するものであったが、ここでは車両の移動時における横幅の縮小率から消失点情報を求めるものであって、車両からなる移動物体における車両の左端と右端などの異なる部位の２次元移動履歴から並列線形を抽出し消失点情報を求めるものである。
【００３５】
車両検知部１２で検知された車両の左端と右端の２次元座標履歴から左端履歴における近似直線と右端履歴における近似直線を最小自乗和法により求める。この２直線の交点が実施の形態１と同様の消失点座標となる。
車両の左端履歴についての座標分布が次の通りとなる場合、
（ｘ，ｙ）＝（ｘ1，ｙ1）（ｘ2，ｙ2）…（ｘn，ｙn）
直線近似式をｙ＝ａｘ＋ｂとすると、最小自乗和より、上記実施の形態１で説明した式１および式２で傾きａおよび切片ｂが求められ、直線Ｌ１を得ることができる。
車両の右端履歴についても同様に近似直線Ｌ２を求めることができる。
このように抽出された近似直線Ｌ１，Ｌ２から実施の形態１のものと同様に消失点情報を求めることができるものである。
【００３６】
このように実施の形態２では、白線による道路線形の特定が不明確な場合でも実施の形態１におけると同様のカメラ設置情報測定を可能とするものであり、低コストで機能が実現可能である。
【００３７】
この実施の形態２における画像処理装置は、偏角αや俯角βなどの設置状況が所定条件で設置されるＩＴＶカメラなどの撮像素子によって周期的に撮影される画像を処理して２次元平面である撮影画像から被撮像物体の３次元空間における変位状態を特定して屋外道路面やトンネル内走路面を走行する車両などの移動物体の位置の変化から速度などを計測して交通流を測定しその位置情報や速度情報を道路交通事象の判定などに用いる装置において、前記撮像素子によって画像を周期的に撮影する撮像手段と、前記撮像手段による撮影画像を元に抽出された移動物体における異なる部位の２次元移動履歴から前記並列線形を抽出し、抽出された当該並列線形から消失点情報を取得する消失点情報を取得する消失点取得手段と、前記消失点取得手段により取得された前記消失点情報に基づいて前記撮像素子に係る偏角αと俯角βなどの設置情報を取得する設置情報取得手段とを備えるので、白線による道路線形の特定が不明確な場合などでも道路を走行する一般車両などの移動物体に係る撮影画像から撮像素子の設置情報を取得し、試験車両を走行させるなどの煩雑な作業を伴うことなく、的確な画像処理を行うことができる。
【００３８】
また、この実施の形態２における画像処理方法では、偏角αや俯角βなどの設置状況が所定条件で設置されるＩＴＶカメラなどの撮像素子によって周期的に撮影される画像を処理して２次元平面である撮影画像から被撮像物体の３次元空間における変位状態を特定して屋外道路面やトンネル内走路面を走行する車両などの移動物体の位置の変化から速度などを計測して交通流を測定しその位置情報や速度情報を道路交通事象の判定などに用いるものであって、前記撮像素子によって画像を周期的に撮影する撮像過程と、前記撮像手段による撮影画像を元に抽出された移動物体における異なる部位の２次元移動履歴から前記並列線形を抽出し、抽出された当該並列線形から消失点情報を取得する３次元消失点情報を取得する消失点取得過程と、前記消失点取得手段により取得された前記消失点情報に基づいて前記撮像素子に係る偏角αと俯角βなどの設置情報を取得する設置情報取得過程とを備えるので、白線による道路線形の特定が不明確な場合などでも道路を走行する一般車両などの移動物体に係る撮影画像から撮像素子の設置情報を取得し、試験車両を走行させるなどの煩雑な作業を伴うことなく、的確な画像処理を行うことができる。
【００３９】
実施の形態３．
この発明における実施の形態３について図６および図７を用いて説明する。図６は実施の形態３における画像処理装置の構成を示すブロック図である。図７は実施の形態３における多車線消失点算出部１６で検出される多車線を走行する車両の状況を示す移動軌跡に関する説明図である。この実施の形態３において、ここで説明する特有の構成以外のブロックについては先に説明した実施の形態１および実施の形態２における構成と同一構成内容と具備し、同一の作業をするものである。図中の同一符号は同一または相当部分を示している。
【００４０】
実施の形態３における画像処理装置の構成を示す図６において、多車線消失点算出部１６は多車線上を走行する車両から消失点情報を算出するものである。
【００４１】
多車線消失点算出部１６における消失点算出方法を図７に示す。図７では２車線以上の道路において複数車線を走行する複数台の車両における下端中央部分の移動軌跡を表したものである。
【００４２】
この実施の形態３では、左車線を通行する車両の移動軌跡から消失点の１次近似直線Ｌ１を求め、右車線を通行する車両の移動軌跡から消失点の１次近似直線Ｌ２を求める。これにより実施の形態１と同様の手法を用いる事で消失点位置を算出することが可能となる。この場合、車線変更等を行って走行する車両の移動軌跡については各車両の移動軌跡位置に対する近似直線との残差の自乗和が一定値であるＤｍａｘを超える場合は当該車両を車線に対して車線変更を行う車両とみなして消失点計算の対象車両から除外し再度消失点算出を繰り返し実施することでより精度の高い消失点計算を行なう。
【００４３】
以上のように実施の形態３では道路を通行する一般の車両群の移動軌跡から消失点算出を可能とし本手法を用いることで監視業務運用中でも補正処理が可能となる。
【００４４】
以上のように実施の形態３では道路を通行する一般の車両群の移動軌跡から消失点算出を可能とし本手法を用いることで監視業務運用中でも補正処理が可能となる。
【００４５】
この実施の形態３における画像処理装置は、偏角αや俯角βなどの設置状況が所定条件で設置されるＩＴＶカメラなどの撮像素子によって周期的に撮影される画像を処理して２次元平面である撮影画像から被撮像物体の３次元空間における変位状態を特定して屋外道路面やトンネル内走路面を走行する車両などの移動物体の位置の変化から速度などを計測して交通流を測定しその位置情報や速度情報を道路交通事象の判定などに用いる装置において、前記撮像素子によって画像を周期的に撮影する撮像手段と、前記撮像手段による撮影画像を元に抽出された多車線を走行する一般車両群の移動軌跡から並列線形を導出して消失点情報を取得する消失点取得手段と、前記消失点取得手段により取得された前記消失点情報に基づいて前記撮像素子の設置情報を取得する設置情報取得手段とを備えるので、多車線を走行する一般車両群の撮影画像から撮像素子の設置情報を取得し、試験車両を走行させるなどの煩雑な作業を伴うことなく、的確な画像処理を行うことができる。
【００４６】
また、この実施の形態３における画像処理方法では、偏角αや俯角βなどの設置状況が所定条件で設置されるＩＴＶカメラなどの撮像素子によって周期的に撮影される画像を処理して２次元平面である撮影画像から被撮像物体の３次元空間における変位状態を特定して屋外道路面やトンネル内走路面を走行する車両などの移動物体の位置の変化から速度などを計測して交通流を測定しその位置情報や速度情報を道路交通事象の判定などに用いる装置において、前記撮像素子によって画像を周期的に撮影する撮像手段と、前記撮像手段による撮影画像を元に抽出された多車線を走行する一般車両群の移動軌跡から並列線形を導出して消失点情報を取得する消失点取得手段と、前記消失点取得手段により取得された前記消失点情報に基づいて前記撮像素子の設置情報を取得する設置情報取得手段とを備えるので、多車線を走行する一般車両群の撮影画像から撮像素子の設置情報を取得し、試験車両を走行させるなどの煩雑な作業を伴うことなく、的確な画像処理を行うことができる。
【００４７】
実施の形態４．
この発明における実施の形態４について図８および図９を用いて説明する。図８は実施の形態４における画像処理装置の構成を示すブロック図である。図９は実施の形態４における曲線道路での消失点算出状況を示す曲線から直線への線形変換に関する説明図である。この実施の形態４において、ここで説明する特有の構成以外のブロックについては先に説明した実施の形態１から実施の形態３までにおける構成と同一構成内容と具備し、同一の作業をするものである。図中の同一符号は同一または相当部分を示している。
【００４８】
図８において曲線道路消失点算出部１４は曲線道路や曲線走行する車両について、実施の形態１の消失点算出部１１と同様に対応するものである。
【００４９】
曲線道路おける消失点算出方法を図９に示す。図９（ａ）では曲線道路での白線のエッジ列Ｅ１，Ｅ２を抽出し、図９（ｂ）では画面下端から順に同一Ｙ軸座標でのエッジ区間中心点ＣのＸ軸位置を中心線ＣＬ上で揃えていく状況を示している。これにより、実施の形態１で示す直線道路での消失点計算処理と同一の処理にて消失点算出の実施が可能となる。
【００５０】
ここで、求められた消失点におけるＹ座標の位置を固定しＸ座標の位置を変化させることで曲線道路における最適な消失点を求めることができる。しかしながら、消失点のＸ方向の変化は３次元空間上でのＸ座標軸方向の変化となるため、車両速度の計測対象となるＺ座標軸方向へは影響を与えない。そのため車両速度とカメラからの奥行き位置のみ判別できればよいシステムにおいては消失点の２次元Ｙ座標位置が重要なものとなる。
【００５１】
また、上述した実施の形態２による車両走行履歴における車両横幅形状の変化による消失点算出方法においても、曲線走行する車両に対して実施の形態４を適用することで消失点を求めることが可能となる。
【００５２】
さらに、上述した実施の形態３による多車線を走行する車両群の移動履歴による消失点算出方法においても、曲線走行する車両に対して実施の形態４を適用することで消失点を求めることが可能となる。
【００５３】
以上のように、この実施の形態４では道路線形が曲線道路においてもこれまでと同様に消失点を算出しカメラ設置情報を測定することが可能となる。
【００５４】
この実施の形態４における画像処理装置は、偏角αや俯角βなどの設置状況が所定条件で設置されるＩＴＶカメラなどの撮像素子によって周期的に撮影される画像を処理して２次元平面である撮影画像から被撮像物体の３次元空間における変位状態を特定して屋外道路面やトンネル内走路面を走行する車両などの移動物体の位置の変化から速度などを計測して交通流を測定しその位置情報や速度情報を道路交通事象の判定などに用いる装置において、前記撮像素子によって画像を周期的に撮影する撮像手段と、前記撮像手段による撮影画像を元に抽出された曲線道路の形状に基づいて並列線形を導出し、導出された並列線形の線形延在方向における相互間隔の縮小率から消失点情報を取得する消失点取得手段と、前記消失点取得手段により取得された前記消失点情報に基づいて前記撮像素子の設置情報を取得する設置情報取得手段とを備えるので、撮影画像から撮像素子の設置情報を取得し、試験車両を走行させるなどの煩雑な作業を伴うことなく、的確な画像処理を行うことができる。
【００５５】
また、この実施の形態４における画像処理装置は、偏角αや俯角βなどの設置状況が所定条件で設置されるＩＴＶカメラなどの撮像素子によって周期的に撮影される画像を処理して２次元平面である撮影画像から被撮像物体の３次元空間における変位状態を特定して屋外道路面やトンネル内走路面を走行する車両などの移動物体の位置の変化から速度などを計測して交通流を測定しその位置情報や速度情報を道路交通事象の判定などに用いる装置において、前記撮像素子によって画像を周期的に撮影する撮像手段と、前記撮像手段による撮影画像を元に抽出された曲線を描いて移動する移動物体の異なる部位の２次元移動履歴に基づいて並列線形を導出し、導出された並列線形の線形延在方向における相互間隔の縮小率から消失点情報を取得する消失点取得手段と、前記消失点取得手段により取得された前記消失点情報に基づいて前記撮像素子の設置情報を取得する設置情報取得手段とを備えるので、撮影画像から撮像素子の設置情報を取得し、試験車両を走行させるなどの煩雑な作業を伴うことなく、的確な画像処理を行うことができる。
【００５６】
さらに、この実施の形態４における画像処理装置は、偏角αや俯角βなどの設置状況が所定条件で設置されるＩＴＶカメラなどの撮像素子によって周期的に撮影される画像を処理して２次元平面である撮影画像から被撮像物体の３次元空間における変位状態を特定して屋外道路面やトンネル内走路面を走行する車両などの移動物体の位置の変化から速度などを計測して交通流を測定しその位置情報や速度情報を道路交通事象の判定などに用いる装置において、前記撮像素子によって画像を周期的に撮影する撮像手段と、前記撮像手段による撮影画像を元に抽出された曲線を描いて移動する複数の移動物体の２次元移動履歴に基づいて並列線形を導出し、導出された並列線形の線形延在方向における相互間隔の縮小率から消失点情報を取得する消失点取得手段と、前記消失点取得手段により取得された前記消失点情報に基づいて前記撮像素子の設置情報を取得する設置情報取得手段とを備えるので、撮影画像から撮像素子の設置情報を取得し、試験車両を走行させるなどの煩雑な作業を伴うことなく、的確な画像処理を行うことができる。
【００５７】
そして、この実施の形態４における画像処理方法では、偏角αや俯角βなどの設置状況が所定条件で設置されるＩＴＶカメラなどの撮像素子によって周期的に撮影される画像を処理して２次元平面である撮影画像から被撮像物体の３次元空間における変位状態を特定して屋外道路面やトンネル内走路面を走行する車両などの移動物体の位置の変化から速度などを計測して交通流を測定しその位置情報や速度情報を道路交通事象の判定などに用いる装置において、前記撮像素子によって画像を周期的に撮影する撮像手段と、前記撮像手段による撮影画像を元に抽出された曲線道路の形状に基づいて並列線形を導出し、導出された並列線形の線形延在方向における相互間隔の縮小率から消失点情報を取得する消失点取得手段と、前記消失点取得手段により取得された前記消失点情報に基づいて前記撮像素子の設置情報を取得する設置情報取得手段とを備えるので、撮影画像から撮像素子の設置情報を取得し、試験車両を走行させるなどの煩雑な作業を伴うことなく、的確な画像処理を行うことができる。
【００５８】
さらにまた、この実施の形態４における画像処理方法では、偏角αや俯角βなどの設置状況が所定条件で設置されるＩＴＶカメラなどの撮像素子によって周期的に撮影される画像を処理して２次元平面である撮影画像から被撮像物体の３次元空間における変位状態を特定して屋外道路面やトンネル内走路面を走行する車両などの移動物体の位置の変化から速度などを計測して交通流を測定しその位置情報や速度情報を道路交通事象の判定などに用いるものであって、前記撮像素子によって画像を周期的に撮影する撮像過程と、前記撮像手段による撮影画像を元に抽出された曲線を描いて移動する移動物体の異なる部位の２次元移動履歴に基づいて並列線形を導出し、導出された並列線形の線形延在方向における相互間隔の縮小率から消失点情報を取得する消失点取得過程と、前記消失点取得手段により取得された前記消失点情報に基づいて前記撮像素子の設置情報を取得する設置情報取得過程とを含むので、撮影画像から撮像素子の設置情報を取得し、試験車両を走行させるなどの煩雑な作業を伴うことなく、的確な画像処理を行うことができる。
【００５９】
そしてまた、この実施の形態４における画像処理方法では、偏角αや俯角βなどの設置状況が所定条件で設置されるＩＴＶカメラなどの撮像素子によって周期的に撮影される画像を処理して２次元平面である撮影画像から被撮像物体の３次元空間における変位状態を特定して屋外道路面やトンネル内走路面を走行する車両などの移動物体の位置の変化から速度などを計測して交通流を測定しその位置情報や速度情報を道路交通事象の判定などに用いるものであって、前記撮像素子によって画像を周期的に撮影する撮像過程と、前記撮像手段による撮影画像を元に抽出された曲線を描いて移動する複数の移動物体の２次元移動履歴に基づいて並列線形を導出し、導出された並列線形の線形延在方向における相互間隔の縮小率から消失点情報を取得する消失点取得過程と、前記消失点取得手段により取得された前記消失点情報に基づいて前記撮像素子の設置情報を取得する設置情報取得過程とを含むので、撮影画像から撮像素子の設置情報を取得し、試験車両を走行させるなどの煩雑な作業を伴うことなく、的確な画像処理を行うことができる。
【００６０】
実施の形態５．
この発明における実施の形態５について図１０から図１２までを用いて説明する。図１０は実施の形態５における画像処理装置の構成を示すブロック図である。図１１は実施の形態５における複数台車両の速度分布を示す線図である。図１２は実施の形態５におけるパラメータ補正処理部の処理過程を示すフロー図である。この実施の形態５において、ここで説明する特有の構成以外のブロックについては先に説明した実施の形態１から実施の形態４における構成と同一構成内容と具備し、同一の作業をするものである。図中の同一符号は同一または相当部分を示している。
【００６１】
実施の形態５における画像処理装置の構成を示す図１０において、パラメータ補正処理部１５は撮像範囲内を走行する車両の速度履歴からパラメータの補正有無を判定し補正処理を行なうものである。
実施の形態５においては、物体検知部１２は画像撮像部１０からの撮影画像から車両などの移動物体における２次元移動履歴を抽出し、パラメータ補正処理部１５では物体検知部１２から入力される車両の２次元移動履歴を実施の形態１から実施の形態４までに説明した偏角αや俯角βなどのカメラ設置情報に基づいて３次元移動履歴に変換して速度および加速度情報が導出され、この速度および加速度情報に基づいて補正情報が取得される。
ここでは、実施の形態１から実施の形態４までの構成を備えるとともに、一度算出した設置情報からズーム旋回型カメラのプリセット動作によるカメラ位置復帰誤差が生じた場合や、カメラ交換、清掃による外的要因により設置情報に誤差が生じた場合でも、複数の移動車両の状況から設置情報を補正するように構成されている。
【００６２】
この実施の形態５では通常走行を行なっている一般車両の速度計測を行いその速度分布からカメラ設置情報の補正有無検知と補正処理を行なっている。
図１１では複数台の通行車両の速度分布を表し、横軸をカメラからの距離、縦軸をその距離での車両速度を表している。渋滞、低速、停止、避走といった交通事象が発生していない場合、速度分布図は比較的高い速度値で推移し、カメラ１台で監視する短い区間内ではほぼ一定速度走行となる。
【００６３】
パラメータ補正処理部１５における補正処理方法を図１２に示す。処理ステップＳ４１では速度Ｖ１以上を計測する複数の車両ｎの加速度Ａｃｃ（ｎ）を計算する。処理ステップＳ４２では定数ＡｃｃＬｏｗ１とＡｃｃＨｉｇｈ１を定義し、加速度の許容範囲を以下のとおりに設定する。
ＡｃｃＬｏｗ１ ＜ Ａｃｃ（ｎ） ＜ ＡｃｃＨｉｇｈ１
これにより加減速をする車両やノイズ成分となるものを除外する。処理ステップＳ４３ではＳ４２での許容加速度範囲に存在する車両の速度分布を正規化し加速度を最小自乗和法にて近似直線を求め、通行車両全体での平均加速度Ａｃｃ＿ａｖｅを算出する。また、平均加速度が所定値０．０付近の許容加速度範囲にあるかどうかを判別する処理ステップＳ４４でｎｏと判別された場合に実行される偏角俯角のどの設置情報を調整する処理ステップＳ４５ではＡｃｃ＿ａｖｅの許容範囲定数ＡｃｃＬｏｗ２とＡｃｃＨｉｇｈ２を定義し、速度変化許容範囲を以下のとおりに設定する。
ＡｃｃＬｏｗ２ ＜ Ａｃｃ＿ａｖｅ ＜ ＡｃｃＨｉｇｈ２
これにより、平均加速度Ａｃｃ＿ａｖｅが許容範囲内の時は補正不要と判断し、許容範囲外の時はＡｃｃ＿ａｖｅが所定値０．０に近づくようなレンズ焦点距離Ｆとカメラ設置高さＨを処理ステップＳ４５にて変更を行ない探索する。
加速度の目標値０．０の近傍には所定の許容幅を持つ許容領域範囲が設定され、平均加速度が許容範囲内に達し所定値０．０に近づくようにして補正情報を取得するものである。
【００６４】
以上のように実施の形態５では一定速度で走行する複数の速度真値を必要としない車両から平均加速度を算出し設定済みのパラメータを補正することが可能となる。
【００６５】
この実施の形態５における画像処理装置は、偏角αや俯角βおよび焦点距離Ｆなどの設置状況が所定条件で設置されるＩＴＶカメラなどの撮像素子によって周期的に撮影される画像を処理して２次元平面である撮影画像から被撮像物体の３次元空間における変位状態を特定して屋外道路面やトンネル内走路面を走行する車両などの移動物体の位置の変化から速度などを計測して交通流を測定しその位置情報や速度情報を道路交通事象の判定などに用いる装置において、前記撮像素子によって画像を周期的に撮影する撮像手段と、前記撮像手段による撮影画像を元に抽出された並列線形の線形延在方向における相互間隔の縮小率から消失点情報を取得する消失点取得手段と、前記消失点取得手段により取得された前記消失点情報に基づいて前記撮像素子に係る偏角αと俯角βなどの設置情報を取得する設置情報取得手段と、前記被撮像物体の撮影画像における前記被撮像物体としての車両の平均加速度が所定値０．０に近づくように前記設置情報取得手段により取得した前記撮像素子の設置情報を調整して、すなわち、前記被撮像物体の撮影画像における２次元移動状態から求めた前記被撮像物体の３次元移動状態に基づいて前記撮像素子の設置情報を調整し補正情報を取得する補正情報取得手段とを備えるので、撮影画像から撮像素子の設置情報を取得し、試験車両を走行させるなどの煩雑な作業を伴うことなく、的確な画像処理を行うことができるとともに、定常状態で走行する車両の平均加速度からカメラ高さＨと焦点距離Ｆなどのカメラ設置情報からなる撮像素子設置情報の適正値を得ることができ、適正化した画像処理を行えるものである。
【００６６】
また、この実施の形態５における画像処理方法では、偏角αや俯角βなどの設置状況が所定条件で設置されるＩＴＶカメラなどの撮像素子によって周期的に撮影される画像を処理して２次元平面である撮影画像から被撮像物体の３次元空間における変位状態を特定して屋外道路面やトンネル内走路面を走行する車両などの移動物体の位置の変化から速度などを計測して交通流を測定しその位置情報や速度情報を道路交通事象の判定などに用いる方法であって、前記撮像素子によって画像を周期的に撮影する撮像過程と、前記撮像過程での撮影画像を元に抽出された並列線形の線形延在方向における相互間隔の縮小率から消失点情報を取得する消失点取得過程と、前記消失点取得過程により取得された前記消失点情報に基づいて前記撮像素子に係る偏角αと俯角βなどの設置情報を取得する設置情報取得過程と、前記被撮像物体の撮影画像における前記被撮像物体としての車両の平均加速度が所定値０．０に近づくように前記設置情報取得手段により取得した前記撮像素子の設置情報を調整して、すなわち、前記被撮像物体の撮影画像における２次元移動状態から求めた前記被撮像物体の３次元移動状態に基づいて前記撮像素子の設置情報を調整し補正情報を取得する補正情報取得過程とを含むので、撮影画像から撮像素子の設置情報を取得し、試験車両を走行させるなどの煩雑な作業を伴うことなく、的確な画像処理を行うことができるとともに、定常状態で走行する車両の平均加速度からカメラ高さＨと焦点距離Ｆなどのカメラ設置情報からなる撮像素子設置情報の適正値を得ることができ、適正化した画像処理を行えるものである。
【００６７】
実施の形態６．
この発明における実施の形態６を図１３を用いて説明する。図１３は実施の形態６における画像処理装置の構成を示すブロック図である。この実施の形態６において、ここで説明する特有の構成以外のブロックについては先に説明した実施の形態１から５における構成と同一構成内容と具備し、同一の作業をするものである。図中の同一符号は同一または相当部分を示している。
【００６８】
実施の形態６における画像処理装置の構成を示す図１３において、揺れ補正判定部１７はカメラで一時的な揺れが発生しているのかもしくは設置条件が変更になったかの判定を行なうものである。データ判定部１８は揺れ補正判定部１７から出力される補正画像を用いるかカメラ情報測定部１３から出力される補正パラメータを用いるかの判定を行なうものである。
【００６９】
揺れ補正判定部１７の処理手順について示す。揺れ補正判定部１７ではカメラ設置情報設定時に撮像画像からエッジ成分の多い特定領域を参照点として３点以上を登録する。そして、これらの参照点を含む矩形画像を撮像画像から抽出してテンプレートとして登録する。
登録されたテンプレート画像と画像撮像部１０からの入力画像について、参照点を基準として撮像周期単位でマッチング処理を実施し、各実施時刻での画像のずれを監視して、参照点における移動量を経時誤差として検知する。
マッチング処理により参照点座標について時系列で監視し、下記（ａ）（ｂ）（ｃ）の判別を行うものであって、下記（ｂ）と判別された際に撮像素子としてのカメラの設置情報について補正処理を実施する。
（ａ）経時誤差としての移動量が０で継続される場合は、画角変更なし。
（ｂ）経時誤差としての一定方向への移動量が固定値として検知される場合は、画角変更あり。
（ｃ）経時誤差を示す移動量が常に周期的に往復変化している場合は、カメラ揺れ発生中。
上記（ｃ）と判別された場合には、カメラ揺れが一時的に発生していると判断し元参照点との移動量が０となるよう撮像画像を平行移動して、元画像と画角条件が一致するように補正することでカメラ揺れ発生時の計測誤差を低減させる。
揺れ補正判定部１７は上記（ｂ）と判別された際には、撮像素子としてのカメラの設置情報について補正処理を実施し、カメラ情報測定部１３のパラメータ出力と同じパラメータを持つ画像出力をデータ判定部１８に出力して、データ判定部１８からカメラ情報測定部１３のパラメータ出力が活用データとして出力される。ここでの設置情報に係る補正処理は先に説明した実施の形態３や実施の形態５での実施内容を適用することが可能である。
また、上記（ｃ）と判別された際には、上記のように補正された画像をデータ判定部１８に出力し、データ判定部１８は揺れ補正判定部１７からの補正画像データがカメラ情報測定部１３からのパラメータ出力と異なることを判別して、補正判定部１７からの補正画像データを活用データとして出力し、補正処理を行う。
【００７０】
この方式で風や振動によって発生するカメラ揺れと条件変化によって発生する画角ずれとを区別し補正する手段を示した。カメラ揺れについては撮像画像の平行移動のみで変動の影響を吸収することが可能なため本方式を組み合わせることで柔軟なシステム構築が可能となる。
【００７１】
以上のように実施の形態６ではカメラ設置条件が変更になったのか、もしくはカメラ揺れが発生しているのかの判定を行なう事で設置条件の補正と撮像画像の補正とを効果的に選択することでより柔軟なシステムとすることが可能となり、あらゆる条件下での計測精度の向上に繋がる。
【００７２】
この実施の形態６における画像処理装置は、実施の形態１から実施の形態５までにおける画像処理装置において、前記被撮像物体の撮影画像から参照画像情報としてのテンプレート画像を抽出し保存する参照画像情報抽出手段と、前記被撮像物体の撮影画像と参照画像情報としてのテンプレート画像とを比較して経時誤差を検知し前記撮像素子の設置情報を調整し補正する経時誤差検知手段とを備えるので、撮影画像から撮像素子としてのカメラの設置情報を取得し、試験車両を走行させるなどの煩雑な作業を伴うことなく、的確な画像処理を行うことができるとともに、カメラ高さＨと焦点距離Ｆなどのカメラ設置情報からなる撮像素子設置情報の適正値を得ることができ、適正化した画像処理を行えるものであって、しかも、経時誤差を確実に修正することができる。
【００７３】
また、この実施の形態６における画像処理方法では、実施の形態１から実施の形態５までにおける画像処理装置において、前記被撮像物体の撮影画像から参照画像情報としてのテンプレート画像を抽出し保存する参照画像情報抽出過程と、前記被撮像物体の撮影画像と参照画像情報としてのテンプレート画像とを比較して経時誤差を検知し前記撮像素子の設置情報を調整し補正する経時誤差検知過程を含むので、撮影画像から撮像素子としてのカメラの設置情報を取得し、試験車両を走行させるなどの煩雑な作業を伴うことなく、的確な画像処理を行うことができるとともに、カメラ高さＨと焦点距離Ｆなどのカメラ設置情報からなる撮像素子設置情報の適正値を得ることができ、適正化した画像処理を行えるものであって、しかも、経時誤差を確実に修正することができる。
【００７４】
さらに、この実施の形態６における画像処理方法では、前項の方法において、前記経時誤差検知過程で、前記経時誤差としての一方向への移動量が固定値として検知される場合に設置情報補正処理を行い、経時誤差を示す移動量が常に周期的に往復変化している場合は撮像素子としてのカメラの揺れと判別してカメラ揺れによる影響を低減するため撮像画像を平行移動して、参照画像情報としてのテンプレート画像における元画像と画角条件が一致するように補正を行うので、撮影画像から撮像素子の設置情報を取得し、試験車両を走行させるなどの煩雑な作業を伴うことなく、的確な画像処理を行うことができるとともに、カメラ高さＨと焦点距離Ｆなどのカメラ設置情報からなる撮像素子設置情報の適正値を得ることができ、適正化した画像処理を行えるものであって、しかも、経時誤差の修正を的確に実施できるものである。
【００７５】
なお、本発明はその発明の範囲内において、各実施の形態の一部または全部を自由に組合わせたり、各実施の形態を適宜、変形、省略することが可能である。
【符号の説明】
【００７６】
１０  画像撮像部（撮像手段）、１１  消失点算出部（消失点取得手段）、１２  物体検知部、１３  カメラ情報測定部、１３Ａ  カメラ情報概算測定部（設置情報取得手段）、１３Ｂ  カメラ情報補正部（補正情報取得手段）、１４  曲線道路消失算出部、１５  パラメータ補正処理部（補正情報取得手段）、１６  多車線消失算出部（消失点取得手段）、１７  揺れ補正判定部、１８  データ判定部。
【図１】
2014115793.tif 000004
【図２】
2014115793.tif 000005
【図３】
2014115793.tif 000006
【図４】
2014115793.tif 000007
【図５】
2014115793.tif 000008
【図６】
2014115793.tif 000009
【図７】
2014115793.tif 000010
【図８】
2014115793.tif 000011
【図９】
2014115793.tif 000012
【図１０】
2014115793.tif 000013
【図１１】
2014115793.tif 000014
【図１２】
2014115793.tif 000015
【図１３】
2014115793.tif 000016