(57)【要約】【課題】  監視カメラ等の撮像手段を用いながらも、外光の影響及び種々の変動要因の影響を低減することができ、これにより、視認状況を示す測定結果を高い精度で得る。【解決手段】  指標６は、発光可能な第１の領域と、この領域から位置のずれた非発光の第２の領域とを有する。監視カメラ１は、前記第１及び第２の領域を撮像する。処理装置３は、第１の領域の発光時に得られた画像に基づく発光時第１領域撮像輝度情報Ｌ及び発光時第２領域撮像輝度情報Ｖと、第１の領域の非発光時に得られた画像に基づく非発光時第１領域撮像輝度情報Ｌ０及び非発光時第２領域撮像輝度情報Ｖ０とを、取得する。処理装置３は、第１領域差分輝度情報Ｌｒ＝Ｌ−Ｌ０と第２領域差分輝度情報Ｖｒ＝Ｖ−Ｖ０との比Ｌｒ／Ｖｒを取得し、この比Ｌｒ／Ｖｒに応じて視程を得てこれを出力する。【選択図】  図１
2006221608.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
発光可能な第１の領域と該第１の領域から位置のずれた非発光の第２の領域とを有する指標と、
前記指標の前記第１の領域の発光状態を制御し、前記第１の領域を互いに異なる比率を持つ複数の発光レベルの短パルスで発光させる発光制御手段と、
前記指標の前記第１及び第２の領域を含む画像を撮像する撮像手段と、
前記第１の領域の各発光レベルの発光時に前記撮像手段によりそれぞれ得られた各画像にそれぞれ基づく前記第１の領域の輝度情報である各レベル発光時第１領域撮像輝度情報を得る第１の取得手段と、
前記第１の領域の各発光レベルの発光時に前記撮像手段によりそれぞれ得られた各画像にそれぞれ基づく前記第２の領域の輝度情報である各レベル発光時第２領域撮像輝度情報を得る第２の取得手段と、
前記各レベル発光時第１領域撮像輝度情報のうちから１つのレベル発光時第１領域撮像輝度情報を選択する第１の選択手段と、
前記第１の選択手段により選択されたレベル発光時第１領域撮像輝度情報を当該レベル発光時第１領域撮像輝度情報に対応する発光レベルの前記比率に従って換算して、換算後の発光時第１領域撮像輝度情報を得る手段と、
前記各レベル発光時第２領域撮像輝度情報のうちから１つのレベル発光時第２領域撮像輝度情報を選択する第２の選択手段と、
前記第２の選択手段により選択されたレベル発光時第２領域撮像輝度情報を当該レベル発光時第２領域撮像輝度情報に対応する発光レベルの前記比率に従って換算して、換算後の発光時第２領域撮像輝度情報を得る手段と、
前記第１の領域の非発光時に前記撮像手段により得られた画像に基づく前記第１の領域の輝度情報である非発光時第１領域撮像輝度情報を得る第３の取得手段と、
前記第１の領域の非発光時に前記撮像手段により得られた画像に基づく前記第２の領域の輝度情報である非発光時第２領域撮像輝度情報を得る第４の取得手段と、
前記換算後の発光時第１領域撮像輝度情報と前記非発光時第１領域撮像輝度情報との差である第１領域差分輝度情報を得る手段と、
前記換算後の発光時第２領域撮像輝度情報と前記非発光時第２領域撮像輝度情報との差である第２領域差分輝度情報を得る手段と、
前記第１領域差分輝度情報と前記第２領域差分輝度情報との比を得る手段と、
予め設定された前記比と視認状況を示す測定結果との関係に従って、前記比に応じた視認状況を示す測定結果を得る手段と、
を備えたことを特徴とする視認状況測定装置。
【請求項２】
前記第１の選択手段は、前記各レベル発光時第１領域撮像輝度情報のうちから、飽和していないもののうち最大の輝度情報を選択し、
前記第２の選択手段は、前記各レベル発光時第２領域撮像輝度情報のうちから、飽和していないもののうち最大の輝度情報を選択することを特徴とする請求項１記載の視認状況測定装置。
【請求項３】
前記第１の取得手段は、前記撮像手段のガンマ係数に基づいて、前記第１の領域の各発光レベルの発光時に前記撮像手段によりそれぞれ得られた前記各画像の前記第１の領域の濃淡値に対してガンマ補正の逆補正を行う手段を含み、当該逆補正された濃淡値に基づいて前記各レベル発光時第１領域撮像輝度情報を取得し、
前記第２の取得手段は、前記ガンマ係数に基づいて、前記第１の領域の各発光レベルの発光時に前記撮像手段によりそれぞれ得られた前記各画像の前記第２の領域の濃淡値に対してガンマ補正の逆補正を行う手段を含み、当該逆補正された濃淡値に基づいて前記各レベル発光時第２領域撮像輝度情報を取得し、
前記第３の取得手段は、前記ガンマ係数に基づいて、前記第１の領域の非発光時に前記撮像手段により得られた前記画像の前記第１の領域の濃淡値に対してガンマ補正の逆補正を行う手段を含み、当該逆補正された濃淡値に基づいて前記非発光時第１領域撮像輝度情報を取得し、
前記第４の取得手段は、前記ガンマ係数に基づいて、前記第１の領域の非発光時に前記撮像手段により得られた前記画像の前記第２の領域の濃淡値に対してガンマ補正の逆補正を行う手段を含み、当該逆補正された濃淡値に基づいて前記非発光時第２領域撮像輝度情報を取得することを特徴とする請求項１又は２記載の視認状況測定装置。
【請求項４】
前記ガンマ係数を検出するガンマ係数検出手段を備え、前記第１乃至第４の取得手段は、前記ガンマ係数検出手段により検出されたガンマ係数に基づいて前記逆補正を行うことを特徴とする請求項３記載の視認状況測定装置。
【請求項５】
前記ガンマ係数検出手段は、前記第１の領域の各発光レベルの発光時に前記撮像手段によりそれぞれ得られた各画像にそれぞれ基づく前記第１の領域の濃淡値情報である各レベル発光時第１領域濃淡値情報を得る第５の取得手段と、前記各レベル発光時第１領域濃淡値情報のうちから飽和していない２つ以上のレベル発光時第１領域濃淡値情報を選択する第３の選択手段と、前記第３の選択手段により選択された２つ以上のレベル発光時第１領域濃淡値情報とこれらに対応する発光レベルの前記比率に基づいて、前記ガンマ係数を算出する手段と、を含むことを特徴とする請求項４記載の視認状況測定装置。
【請求項６】
発光可能な第１の領域と該第１の領域から位置のずれた非発光の第２の領域とを有する指標と、
前記指標の前記第１の領域の発光状態を制御し、前記第１の領域を所定の発光レベルの短パルスで発光させる発光制御手段と、
前記指標の前記第１及び第２の領域を含む画像を撮像する撮像手段と、
前記第１の領域の前記所定の発光レベルの発光時に前記撮像手段により得られた画像に基づく前記第１の領域の輝度情報である発光時第１領域撮像輝度情報を得る第１の取得手段と、
前記第１の領域の前記所定の発光レベルの発光時に前記撮像手段により得られた画像に基づく前記第２の領域の輝度情報である発光時第２領域撮像輝度情報を得る第２の取得手段と、
前記第１の領域の非発光時に前記撮像手段により得られた画像に基づく前記第１の領域の輝度情報である非発光時第１領域撮像輝度情報を得る第３の取得手段と、
前記第１の領域の非発光時に前記撮像手段により得られた画像に基づく前記第２の領域の輝度情報である非発光時第２領域撮像輝度情報を得る第４の取得手段と、
前記発光時第１領域撮像輝度情報と前記非発光時第１領域撮像輝度情報との差である第１領域差分輝度情報を得る手段と、
前記発光時第２領域撮像輝度情報と前記非発光時第２領域撮像輝度情報との差である第２領域差分輝度情報を得る手段と、
前記第１領域差分輝度情報と前記第２領域差分輝度情報との比を得る手段と、
予め設定された前記比と視認状況を示す測定結果との関係に従って、前記比に応じた視認状況を示す測定結果を得る手段と、
を備えたことを特徴とする視認状況測定装置。
【請求項７】
前記第１の取得手段は、前記撮像手段のガンマ係数に基づいて、前記第１の領域の前記所定の発光レベルの発光時に前記撮像手段により得られた前記画像の前記第１の領域の濃淡値に対してガンマ補正の逆補正を行う手段を含み、当該逆補正された濃淡値に基づいて前記発光時第１領域撮像輝度情報を取得し、
前記第２の取得手段は、前記ガンマ係数に基づいて、前記第１の領域の前記所定の発光レベルの発光時に前記撮像手段により得られた前記画像の前記第２の領域の濃淡値に対してガンマ補正の逆補正を行う手段を含み、当該逆補正された濃淡値に基づいて前記発光時第２領域撮像輝度情報を取得し、
前記第３の取得手段は、前記ガンマ係数に基づいて、前記第１の領域の非発光時に前記撮像手段により得られた前記画像の前記第１の領域の濃淡値に対してガンマ補正の逆補正を行う手段を含み、当該逆補正された濃淡値に基づいて前記非発光時第１領域撮像輝度情報を取得し、
前記第４の取得手段は、前記ガンマ係数に基づいて、前記第１の領域の非発光時に前記撮像手段により得られた前記画像の前記第２の領域の濃淡値に対してガンマ補正の逆補正を行う手段を含み、当該逆補正された濃淡値に基づいて前記非発光時第２領域撮像輝度情報を取得することを特徴とする請求項６記載の視認状況測定装置。
【請求項８】
前記ガンマ係数を検出するガンマ係数検出手段を備え、前記第１乃至第４の取得手段は、前記ガンマ係数検出手段により検出されたガンマ係数に基づいて前記逆補正を行うことを特徴とする請求項７記載の視認状況測定装置。
【請求項９】
前記発光制御手段は、前記第１の領域を前記所定の発光レベルとは異なる比率を持つ１つ以上の発光レベルの短パルスによっても発光させ、
前記ガンマ係数検出手段は、前記第１の領域の各発光レベルの発光時に前記撮像手段によりそれぞれ得られた各画像にそれぞれ基づく前記第１の領域の濃淡値情報である各レベル発光時第１領域濃淡値情報を得る第５の取得手段と、前記各レベル発光時第１領域濃淡値情報とこれらに対応する発光レベルの前記比率に基づいて、前記ガンマ係数を算出する手段と、を含むことを特徴とする請求項８記載の視認状況測定装置。
【請求項１０】
前記比と別途設置された光の減衰検知によるＶＩ計測器で計測された視程データとを対応させて予め収集した収集データを統計処理して算出した、前記比と前記視程データとの回帰曲線が、前記関係として設定されたことを特徴とする請求項１乃至９のいずれかに記載の視認状況測定装置。
【請求項１１】
前記撮像手段が監視カメラであることを特徴とする請求項１乃至１０のいずれかに記載の視認状況測定装置。
【請求項１２】
前記測定結果が視程又は透過率であることを特徴とする請求項１乃至１２のいずれかに記載の視認状況測定装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、道路上等における視認状況を示す測定結果、例えば視程などを測定する視認状況測定装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
例えば、道路交通においては、霧などによる大気中の視程障害により危険な状況となるため、視認状況測定装置を用いて視程などの視認状況が測定され、その状況に応じて視線誘導等の点灯や速度規制、通行止めなどが実施されている。例えば、高速道路などでは、視程２００ｍで速度規制、視程５０ｍで通行止めが行われている。また、例えば、トンネル内においては、車両の排気ガスなどにより視程が低下するため、視程などの視認状況が測定され、視程不良時にはトンネル内の換気が行われている。
【０００３】
従来、このような視認状況測定装置としての視程計測装置として、互いに所定距離をあけて配置された投光器及び受光器を有し光の減衰検知によるＶＩ計測器が使用されていた。しかしながら、ＶＩ計測器では、コストアップや設置の手数の増大が免れなかった。
【０００４】
そこで、近年、道路の種々の交通状況の監視をテレビカメラ等の監視カメラを用いて行うようになってきたことから、この監視カメラを視程計測用としても兼用し得るように、監視カメラを用いた視程計測装置が提案されている（例えば、下記特許文献１）。
【０００５】
特許文献１に開示された視程計測装置は、視程計測する方向を撮像してビデオ信号を出力する撮像手段と、該撮像手段からのビデオ信号を２次元の画像データに変換し、該画像データ内の輝度情報から、予め設定された変換関数を用いて視程を算出する視程算出手段とを備え、上記輝度情報が、上記画像データ内の所定の高輝度部および低輝度部における高輝度情報と低輝度情報との差分輝度情報であるものである。
【特許文献１】特開２００１−３３０４１２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献１に開示された従来の視程計測装置では、撮像された画像内の高輝度部および低輝度部における高輝度情報と低輝度情報との差分輝度情報から、視程を得ているので、外光が変化すると、その影響を大きく受けてしまい、視程の測定精度が低下してしまう。特に、トンネル外などの野外における視程を測定しようとすると、昼間と夜間とでは外光の変化が著しいことから、実際上、昼夜に渡る視程の測定が困難であった。
【０００７】
また、特許文献１に開示された従来の視程計測装置では、監視カメラの前面ガラスの汚れ等による透過率変化、監視カメラの自動利得変化、監視カメラのレンズの自動絞り変化などの変動要因の影響が大きく、これらにより視程の測定精度が低下してしまう。
【０００８】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、監視カメラ等の撮像手段を用いながらも、外光の影響及び前述したような変動要因の影響を低減することができ、これにより、視程などの視認状況を示す測定結果を高い精度で得ることができる視認状況測定装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
今、発光可能な第１の領域と該第１の領域から位置のずれた非発光の第２の領域とを有する指標を用い、前記第１の領域を発光させた状態でこの指標を撮像手段で撮像する場合を、考える。この場合に撮像手段により得られる画像に基づいて得られる前記第１の領域の輝度（発光時第１領域撮像輝度）Ｌ及び前記第２領域の輝度（発光時第２領域撮像輝度）Ｖは、下記の数１及び数２によりそれぞれ表されるものと考えられる。一方、前記第１の領域を発光させない状態で前記指標を撮像する場合に撮像手段により得られる画像に基づいて得られる前記第１の領域の輝度（非発光時第１領域撮像輝度）Ｌ０及び前記第２領域の輝度（非発光時第２領域撮像輝度）Ｖ０は、下記の数３及び数４によりそれぞれ表されるものと考えられる。
【００１０】
【数１】
2006221608.tif 000003
【００１１】
【数２】
2006221608.tif 000004
【００１２】
【数３】
2006221608.tif 000005
【００１３】
【数４】
2006221608.tif 000006
【００１４】
数１〜数４において、Ｌｓは前記第１の領域の発光による前記第１の領域の実際の輝度、Ｖｓｓは前記第１の領域の発光によって前記第１の領域に対応する部分に現れる光幕輝度、Ｖｂは外光による光幕輝度、Ｖｓは前記第１の領域の発光によって前記第２の領域に対応する部分に現れる光幕輝度、Ｂｂは外光による前記第２の領域の輝度である。なお、光幕輝度は、光が霧等の粒子により散乱されることにより生ずる輝度である。Ｌｓ、光幕輝度Ｖｓｓ，Ｖｓ，Ｖｂは、霧等の濃度によって変化するものと考えられる。
【００１５】
発光時第１領域撮像輝度Ｌと非発光時第１領域撮像輝度Ｌ０との差（第１領域差分輝度）Ｌｒは、数１及び数３から、下記の数５で表される。また、発光時第２領域撮像輝度Ｖと非発光時第２領域撮像輝度Ｖ０との差（第２領域差分輝度）Ｖｒは、数２及び数４から、下記の数６で表される。
【００１６】
【数５】
2006221608.tif 000007
【００１７】
【数６】
2006221608.tif 000008
【００１８】
第１領域差分輝度Ｌｒと第２領域差分輝度Ｖｒとの比Ｌｒ／Ｖｒは、数５及び数６から、下記の数７で表される。
【００１９】
【数７】
2006221608.tif 000009
【００２０】
数７からわかるように、比Ｌｒ／Ｖｒには、視程などの視認状況に依存するＬｓ，Ｖｓｓ，Ｖｓが含まれているので、比Ｌｒ／Ｖｒは視認状況に対応した値となる。よって、比Ｌｒ／Ｖｒから視程などの視認状況を求めることができる。一方、数７からわかるように、比Ｌｒ／Ｖｒには、外光に依存するＶｂ，Ｂｂが含まれていないので、比Ｌｒ／Ｖｒは外光の影響を受けない。よって、比Ｌｒ／Ｖｒから視認状況を求めれば、外光が変化してもその影響が低減され、視認状況を精度良く求めることができる。
【００２１】
ところで、変動要因として、前記指標の第１の領域の発光レベルの経年変化や温度変化、前記撮像手段としての監視カメラ等の前面ガラスの汚れ等による透過率変化、監視カメラ等の自動利得変化、監視カメラ等のレンズの自動絞り変化などを考えることができる。しかしながら、これらの要因が変動しても、その変動量に応じて定まる値の係数が、第１領域差分輝度Ｌｒに乗算されると同時に第２領域差分輝度Ｖｒに乗算されるため、その変動係数は比Ｌｒ／Ｖｒにおいてキャンセルされ、比Ｌｒ／Ｖｒは前述したような変動要因の影響を受けない。よって、比Ｌｒ／Ｖｒから視認状況を求めれば、前述したような変動要因の影響が低減され、視認状況を精度良く求めることができる。
【００２２】
以上が、本発明の基本的な原理である。
【００２３】
ところで、トンネル内などにおける視認状況を測定する場合などでは、外光の変化量が比較的小さいので、前記指標の第１の領域の発光時の発光レベルを常に一定にしても、撮像手段のダイナミックレンジにもよるが、特別な支障なく視認状況を測定することが可能である。しかし、トンネル外などの野外における視認状況を昼夜に渡って測定しようとする場合などでは、外光の変化量が著しく大きい。このような場合、前記指標の第１の領域の発光時の発光レベルを常に一定にすると、撮像手段のダイナミックレンジとの関係で、入力光信号が過大な信号となったり過小な信号となったりしてしまい、発光時第１領域撮像輝度Ｌや発光時第２領域撮像輝度Ｖの値が本来の値からかけ離れたものとなったりその精度が低下したりしてしまう。
【００２４】
そこで、トンネル外などの野外における視認状況を昼夜に渡って測定しようとする場合など、外光の変化量が著しく大きい場合には、前記指標の第１の領域を互いに異なる比率を持つ複数の発光レベルの短パルスで発光させ、各発光レベルのときに得られる各レベル発光時第１領域撮像輝度情報のうちから選択したものを用いてこれを対応する比率で換算して前記発光時第１領域撮像輝度Ｌとして用いる。同様に、各発光レベルのときに得られる各レベル発光時第２領域撮像輝度情報のうちから選択したものを用いてこれを対応する比率で換算して前記発光時第２領域撮像輝度Ｖとして用いる。このような手法を採用すれば、トンネル外などの野外における視認状況を昼夜に渡って測定しようとする場合など、外光の変化量が著しく大きくても、発光時第１領域撮像輝度Ｌ及び発光時第２領域撮像輝度Ｖを精度良く得ることができ、ひいては、視認状況を精度良く得ることができる。また、トンネル内の視認状況を測定する場合など、外光の変化量が比較的小さくても、前述したような手法を採用すれば、発光時第１領域撮像輝度Ｌ及び発光時第２領域撮像輝度Ｖをより精度良く得ることができ、ひいては、視認状況をより精度良く得ることができる。
【００２５】
本発明の第１の態様による視認状況測定装置は、発光可能な第１の領域と該第１の領域から位置のずれた非発光の第２の領域とを有する指標と、前記指標の前記第１の領域の発光状態を制御し、前記第１の領域を互いに異なる比率を持つ複数の発光レベルの短パルスで発光させる発光制御手段と、前記指標の前記第１及び第２の領域を含む画像を撮像する撮像手段と、前記第１の領域の各発光レベルの発光時に前記撮像手段によりそれぞれ得られた各画像にそれぞれ基づく前記第１の領域の輝度情報である各レベル発光時第１領域撮像輝度情報を得る第１の取得手段と、前記第１の領域の各発光レベルの発光時に前記撮像手段によりそれぞれ得られた各画像にそれぞれ基づく前記第２の領域の輝度情報である各レベル発光時第２領域撮像輝度情報を得る第２の取得手段と、前記各レベル発光時第１領域撮像輝度情報のうちから１つのレベル発光時第１領域撮像輝度情報を選択する第１の選択手段と、前記第１の選択手段により選択されたレベル発光時第１領域撮像輝度情報を当該レベル発光時第１領域撮像輝度情報に対応する発光レベルの前記比率に従って換算して、換算後の発光時第１領域撮像輝度情報を得る手段と、前記各レベル発光時第２領域撮像輝度情報のうちから１つのレベル発光時第２領域撮像輝度情報を選択する第２の選択手段と、前記第２の選択手段により選択されたレベル発光時第２領域撮像輝度情報を当該レベル発光時第２領域撮像輝度情報に対応する発光レベルの前記比率に従って換算して、換算後の発光時第２領域撮像輝度情報を得る手段と、前記第１の領域の非発光時に前記撮像手段により得られた画像に基づく前記第１の領域の輝度情報である非発光時第１領域撮像輝度情報を得る第３の取得手段と、前記第１の領域の非発光時に前記撮像手段により得られた画像に基づく前記第２の領域の輝度情報である非発光時第２領域撮像輝度情報を得る第４の取得手段と、前記換算後の発光時第１領域撮像輝度情報と前記非発光時第１領域撮像輝度情報との差である第１領域差分輝度情報を得る手段と、前記換算後の発光時第２領域撮像輝度情報と前記非発光時第２領域撮像輝度情報との差である第２領域差分輝度情報を得る手段と、前記第１領域差分輝度情報と前記第２領域差分輝度情報との比を得る手段と、予め設定された前記比と視認状況を示す測定結果との関係に従って、前記比に応じた視認状況を示す測定結果を得る手段と、を備えたものである。
【００２６】
この第１の態様によれば、前述した基本的な原理により、外光が変化してもその影響が低減されて視認状況を精度良く求めることができるとともに、前述したような変動要因の影響が低減されて視認状況を精度良く求めることができる。
【００２７】
また、前記第１の態様によれば、前述したような手法が採用されているので、トンネル外などの野外における視認状況を昼夜に渡って測定しようとする場合など、外光の変化量が著しく大きくても、発光時第１領域撮像輝度及び発光時第２領域撮像輝度を精度良く得ることができ、ひいては、視認状況を精度良く得ることができる。また、前記第１の態様によれば、前述したような手法が採用されているので、トンネル内の視認状況を測定する場合など、外光の変化量が比較的小さくても、発光時第１領域撮像輝度及び発光時第２領域撮像輝度をより精度良く得ることができ、ひいては、視認状況をより精度良く得ることができる。
【００２８】
なお、前記指標の前記第２の領域の反射率が高い場合、前記数２中のＢｂが大きくなるが、数７で表される比Ｌｒ／ＶｒにはＢｂが含まれていないので、前記第２の領域の反射率が高くても支障はない。しかしながら、Ｂｂが大きいと、撮像手段のダイナミックレンジとの関係で、発光時第２領域撮像輝度が飽和し易くなるので、前記第２の領域の反射率は低ければ低いほど好ましい。この点は、後述する第６の態様についても、同様である。
【００２９】
本発明の第２の態様による視認状況測定装置は、前記第１の態様において、前記第１の選択手段は、前記各レベル発光時第１領域撮像輝度情報のうちから、飽和していないもののうち最大の輝度情報を選択し、前記第２の選択手段は、前記各レベル発光時第２領域撮像輝度情報のうちから、飽和していないもののうち最大の輝度情報を選択するものである。
【００３０】
この第２の態様によれば、前記第１及び第２の選択手段がこのような選択を行うので、他のレベル発光時第１領域撮像輝度情報や他のレベル発光時第２領域撮像輝度情報を選択する場合に比べて、発光時第１領域撮像輝度情報や発光時第１領域撮像輝度情報を最も精度良く得ることができ、ひいては、より精度良く視認状況を測定することができる。もっとも、前記第１の態様では、例えば、飽和していないもののうち、他のレベル発光時第１領域撮像輝度情報や他のレベル発光時第２領域撮像輝度情報を選択してもよい。
【００３１】
本発明の第３の態様による視認状況測定装置は、前記第１又は第２の態様において、（i）前記第１の取得手段は、前記撮像手段のガンマ係数に基づいて、前記第１の領域の各発光レベルの発光時に前記撮像手段によりそれぞれ得られた前記各画像の前記第１の領域の濃淡値に対してガンマ補正の逆補正を行う手段を含み、当該逆補正された濃淡値に基づいて前記各レベル発光時第１領域撮像輝度情報を取得し、（ii）前記第２の取得手段は、前記ガンマ係数に基づいて、前記第１の領域の各発光レベルの発光時に前記撮像手段によりそれぞれ得られた前記各画像の前記第２の領域の濃淡値に対してガンマ補正の逆補正を行う手段を含み、当該逆補正された濃淡値に基づいて前記各レベル発光時第２領域撮像輝度情報を取得し、（iii）前記第３の取得手段は、前記ガンマ係数に基づいて、前記第１の領域の非発光時に前記撮像手段により得られた前記画像の前記第１の領域の濃淡値に対してガンマ補正の逆補正を行う手段を含み、当該逆補正された濃淡値に基づいて前記非発光時第１領域撮像輝度情報を取得し、（iv）前記第４の取得手段は、前記ガンマ係数に基づいて、前記第１の領域の非発光時に前記撮像手段により得られた前記画像の前記第２の領域の濃淡値に対してガンマ補正の逆補正を行う手段を含み、当該逆補正された濃淡値に基づいて前記非発光時第２領域撮像輝度情報を取得するものである。
【００３２】
この第３の態様によれば、ガンマ補正の逆補正を行うので、入力光信号と輝度情報との間にリニアリティを持たせることができるため、より精度良く輝度情報を得ることができ、ひいては、より精度良く視認状況を測定することができる。もっとも、前記第１及び第２の態様では、必ずしも、ガンマ補正の逆補正を行う必要はない。
【００３３】
本発明の第４の態様による視認状況測定装置は、前記第３の態様において、前記ガンマ係数を検出するガンマ係数検出手段を備え、前記第１乃至第４の取得手段は、前記ガンマ係数検出手段により検出されたガンマ係数に基づいて前記逆補正を行うものである。
【００３４】
この第４の態様によれば、ガンマ係数検出手段を備えているので、前記撮像手段のガンマ係数が既知である必要ないため、既知のガンマ係数を設定するような手間が省けて便利である。また、一般的なカメラではガンマ係数は０．４５付近又は１となっているが、そのガンマ係数は０．４５又は１に対してカメラ毎にばらつきがある。したがって、既知のガンマ係数として０．４５又は１を採用してしまえば、精度良く前記逆補正を行うことができない。これに対し、前記第４の態様では、ガンマ係数検出手段により撮像手段のガンマ係数を検出してこれを前記逆補正に用いているので、精度良く前記逆補正を行うことができ、ひいては、より精度良く視認状況を測定することができる。もっとも、前記第３の態様では、撮像手段のガンマ係数として既知のガンマ係数を用いてもよい。
【００３５】
本発明の第５の態様による視認状況測定装置は、前記第４の態様において、前記ガンマ係数検出手段は、前記第１の領域の各発光レベルの発光時に前記撮像手段によりそれぞれ得られた各画像にそれぞれ基づく前記第１の領域の濃淡値情報である各レベル発光時第１領域濃淡値情報を得る第５の取得手段と、前記各レベル発光時第１領域濃淡値情報のうちから飽和していない２つ以上のレベル発光時第１領域濃淡値情報を選択する第３の選択手段と、前記第３の選択手段により選択された２つ以上のレベル発光時第１領域濃淡値情報とこれらに対応する発光レベルの前記比率に基づいて、前記ガンマ係数を算出する手段と、を含むものである。この第５の態様は、ガンマ係数検出手段の具体例を挙げたものである。
【００３６】
本発明の第６の態様による視認状況測定装置は、発光可能な第１の領域と該第１の領域から位置のずれた非発光の第２の領域とを有する指標と、前記指標の前記第１の領域の発光状態を制御し、前記第１の領域を所定の発光レベルの短パルスで発光させる発光制御手段と、前記指標の前記第１及び第２の領域を含む画像を撮像する撮像手段と、前記第１の領域の前記所定の発光レベルの発光時に前記撮像手段により得られた画像に基づく前記第１の領域の輝度情報である発光時第１領域撮像輝度情報を得る第１の取得手段と、前記第１の領域の前記所定の発光レベルの発光時に前記撮像手段により得られた画像に基づく前記第２の領域の輝度情報である発光時第２領域撮像輝度情報を得る第２の取得手段と、前記第１の領域の非発光時に前記撮像手段により得られた画像に基づく前記第１の領域の輝度情報である非発光時第１領域撮像輝度情報を得る第３の取得手段と、前記第１の領域の非発光時に前記撮像手段により得られた画像に基づく前記第２の領域の輝度情報である非発光時第２領域撮像輝度情報を得る第４の取得手段と、前記発光時第１領域撮像輝度情報と前記非発光時第１領域撮像輝度情報との差である第１領域差分輝度情報を得る手段と、前記発光時第２領域撮像輝度情報と前記非発光時第２領域撮像輝度情報との差である第２領域差分輝度情報を得る手段と、前記第１領域差分輝度情報と前記第２領域差分輝度情報との比を得る手段と、予め設定された前記比と視認状況を示す測定結果との関係に従って、前記比に応じた視認状況を示す測定結果を得る手段と、を備えたものである。
【００３７】
この第６の態様によれば、前述した基本的な原理により、外光が変化してもその影響が低減されて視認状況を精度良く求めることができるとともに、前述したような変動要因の影響が低減されて視認状況を精度良く求めることができる。この第６の態様では、前記第１の態様と異なり前述した手法が採用されていない。このため、前記第６の態様は、トンネル内などにおける視認状況を測定する場合など、外光の変化量が比較的小さい場合に用いられる。
【００３８】
本発明の第７の態様による視認状況測定装置は、前記第６の態様において、（i）前記第１の取得手段は、前記撮像手段のガンマ係数に基づいて、前記第１の領域の前記所定の発光レベルの発光時に前記撮像手段により得られた前記画像の前記第１の領域の濃淡値に対してガンマ補正の逆補正を行う手段を含み、当該逆補正された濃淡値に基づいて前記発光時第１領域撮像輝度情報を取得し、（ii）前記第２の取得手段は、前記ガンマ係数に基づいて、前記第１の領域の前記所定の発光レベルの発光時に前記撮像手段により得られた前記画像の前記第２の領域の濃淡値に対してガンマ補正の逆補正を行う手段を含み、当該逆補正された濃淡値に基づいて前記発光時第２領域撮像輝度情報を取得し、（iii）前記第３の取得手段は、前記ガンマ係数に基づいて、前記第１の領域の非発光時に前記撮像手段により得られた前記画像の前記第１の領域の濃淡値に対してガンマ補正の逆補正を行う手段を含み、当該逆補正された濃淡値に基づいて前記非発光時第１領域撮像輝度情報を取得し、（iv）前記第４の取得手段は、前記ガンマ係数に基づいて、前記第１の領域の非発光時に前記撮像手段により得られた前記画像の前記第２の領域の濃淡値に対してガンマ補正の逆補正を行う手段を含み、当該逆補正された濃淡値に基づいて前記非発光時第２領域撮像輝度情報を取得するものである。
【００３９】
この第７の態様によれば、ガンマ補正の逆補正を行うので、入力光信号と輝度情報との間にリニアリティを持たせることができるため、より精度良く輝度情報を得ることができ、ひいては、より精度良く視認状況を測定することができる。もっとも、前記第６の態様では、必ずしも、ガンマ補正の逆補正を行う必要はない。
【００４０】
本発明の第８の態様による視認状況測定装置は、前記第７の態様において、前記ガンマ係数を検出するガンマ係数検出手段を備え、前記第１乃至第４の取得手段は、前記ガンマ係数検出手段により検出されたガンマ係数に基づいて前記逆補正を行うものである。
【００４１】
この第８の態様によれば、ガンマ係数検出手段を備えているので、前記撮像手段のガンマ係数が既知である必要ないため、既知のガンマ係数を設定するような手間が省けて便利である。また、一般的なカメラではガンマ係数は０．４５付近又は１となっているが、そのガンマ係数は０．４５又は１に対してカメラ毎にばらつきがある。したがって、既知のガンマ係数として０．４５又は１を採用してしまえば、精度良く前記逆補正を行うことができない。これに対し、前記第８の態様では、ガンマ係数検出手段により撮像手段のガンマ係数を検出してこれを前記逆補正に用いているので、精度良く前記逆補正を行うことができ、ひいては、より精度良く視認状況を測定することができる。もっとも、前記第７の態様では、撮像手段のガンマ係数として既知のガンマ係数を用いてもよい。
【００４２】
本発明の第９の態様による視認状況測定装置は、前記第８の態様において、前記発光制御手段は、前記第１の領域を前記所定の発光レベルとは異なる比率を持つ１つ以上の発光レベルの短パルスによっても発光させ、前記ガンマ係数検出手段は、前記第１の領域の各発光レベルの発光時に前記撮像手段によりそれぞれ得られた各画像にそれぞれ基づく前記第１の領域の濃淡値情報である各レベル発光時第１領域濃淡値情報を得る第５の取得手段と、前記各レベル発光時第１領域濃淡値情報とこれらに対応する発光レベルの前記比率に基づいて、前記ガンマ係数を算出する手段と、を含むものである。この第９の態様は、ガンマ係数検出手段の具体例を挙げたものである。
【００４３】
本発明の第１０の態様による視認状況測定装置は、前記第１乃至第９のいずれかの態様において、前記比と別途設置された光の減衰検知によるＶＩ計測器で計測された視程データとを対応させて予め収集した収集データを統計処理して算出した、前記比と前記視程データとの回帰曲線が、前記関係として設定されたものである。
【００４４】
この第１０の態様は、前記関係の例を挙げたものであるが、前記関係はこのような回帰曲線に限定されるものではない。なお、前記回帰曲線は、式の形式で設定してもよいし、ルックアップテーブルの形式で設定してもよい。
【００４５】
本発明の第１１の態様による視認状況測定装置は、前記第１乃至第１０のいずれかの態様において、前記撮像手段が監視カメラであるものである。
【００４６】
この第１１の態様によれば、前記撮像手段として監視カメラが用いられているので、視認状況測定用として専用に撮像手段を設ける必要がないので、コストダウンや設置の手数の軽減を図ることができる。もっとも、前記第１乃至第１０の態様では、前記撮像手段を監視カメラと兼用せずに別に設けてもよい。
【００４７】
本発明の第１２の態様による視認状況測定装置は、前記測定結果が視程又は透過率であるものである。
【００４８】
この第１２の態様は測定結果の形態の例を挙げたものであるが、視認状況を示す測定結果の形態はこれらに限定されるものではない。
【発明の効果】
【００４９】
本発明によれば、監視カメラ等の撮像手段を用いながらも、外光の影響及び前述したような変動要因の影響を低減することができ、これにより、視程などの視認状況を示す測定結果を高い精度で得ることができる視認状況測定装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００５０】
以下、本発明による一実施の形態による視認状況測定装置について、図面を参照して説明する。
【００５１】
図１は、本発明の第１の実施の形態による視認状況測定装置を示す概略斜視図である。図２は、本実施の形態による視認状況測定装置の電気的な構成を示す概略ブロック図である。図３は、指標ユニット２の拡大正面図である。図４は指標ユニット２の発光部７を示す図であり、図４（ａ）は拡散板１４を省略して示す概略正面図、図４（ｂ）は図４（ａ）中のＦ−Ｆ’線に沿った概略断面図である。図５は、点滅期間における発光部７の発光状態を示すタイムチャートである。
【００５２】
本実施の形態による視認状況測定装置は、図１に示すように、撮像手段としてのテレビカメラ等の監視カメラ１と、指標ユニット２と、監視カメラ１からの画像信号を処理して、視認状況を示す測定結果として視程を出力する処理装置３とを備えている。
【００５３】
監視カメラ１は、野外の道路４の路肩に立設された支柱５により支持され、道路４の付近を撮像視野とするように配置されている。本実施の形態では、監視カメラ１として白黒のカメラが用いられているが、フルカラーのカメラを用いてもよいことは、言うまでもない。なお、本発明では、監視カメラ１の代わりに他の撮像手段を用いることも可能である。
【００５４】
指標ユニット２は、図３に示すように、正面側（監視カメラ１側）に設けられた指標６を有している。この指標６は、発光部７と暗部８とから構成されている。暗部８は、非発光の反射率の低い例えば黒色に塗布された短冊状の領域となっている。この部分８は、反射率を高くしておいてもよいが、既に説明した理由から、その反射率は低い方が好ましい。発光部７の発光可能領域は、略々正方形状となっている。なお、暗部８や発光部７の発光可能領域の形状は、前述した形状に限定されるものではない。図１に示すように、指標ユニット２は、支柱９により道路４の路肩に立設され、指標６が監視カメラ１に向かうとともに監視カメラ１の撮像視野内に入るように、かつ、監視カメラ１から適当距離離れるように、配置されている。
【００５５】
本実施の形態では、図２に示すように、指標ユニット２には、処理装置３からの制御信号を受けて発光部７の発光状態を制御する発光制御回路１０が内蔵されている。
【００５６】
本実施の形態では、発光部７は、図５に示すように、互いに異なる比率を持つ８つの発光レベル１〜８で発光し得るように構成されている。本実施の形態では、８つの発光レベル１〜８で１〜１０，０００ｃｄ／ｍ２の輝度範囲をカバーしている。
【００５７】
ここで、このように１〜１０，０００ｃｄ／ｍ２の輝度範囲に渡る複数の発光レベルで発光部７を発光させる理由について、図６を参照して説明する。図６は、監視カメラ１の撮像輝度範囲と指標６の発光部７の発光輝度範囲を示す図である。
【００５８】
一般的に監視カメラ１の撮像できる有効な明るさダイナミックレンジは、３００倍程度しか得られないため、夜間から薄暮、昼間において変化する明るさに対応して、監視カメラ１のレンズ絞り値を自動制御（３００倍）することで、約１００，０００倍に及ぶ屋外環境下での明るさダイナミックレンジに対応している。
【００５９】
一般的に道路交通での視程障害として扱う視程１０００ｍ以下の霧発生時の天候を考えると、晴天時に発生することが無い。そのため、監視カメラ１の背景輝度としては、図６からわかるように、最大１０，０００ｃｄ／ｍ２以下となり、カメラ視野内の平均背景輝度では数１，０００ｃｄ／ｍ２程度となる。したがって、霧発生時のカメラ撮影輝度範囲は、おおよそ図６のようになる。
【００６０】
道路交通で特に問題となる視程障害は、視程が数ｍ〜数百ｍである。そのときの発光部輝度情報と光幕部輝度情報との比率は、１〜１０００倍程度変化する。
【００６１】
したがって、指標６の発光部７の輝度も夜間〜昼間において対応するためには、図６に示すように、発光部７の輝度範囲として、１〜１０，０００ｃｄ／ｍ２の輝度範囲が必要となる。このため、本実施の形態では、１〜１０，０００ｃｄ／ｍ２の輝度範囲に渡る８つの発光レベル１〜８で発光部７を発光させるのである。なお、発光レベルの数が８段階に限定されるものではないことは、言うまでもない。
【００６２】
しかし、一つの光源で１〜１０，０００ｃｄ／ｍ２の輝度範囲の発光レベル１〜８に調光制御することは困難である。ＬＥＤ光源を用いて電流制御により発光輝度を制御する場合では、最大１００％として最低１％程度の制御が限度となり、それ以下になると温度や個体差により電流と発光輝度との比例関係が不安定となる。
【００６３】
そこで、本実施の形態では、発光部７は、図４に示すように、２系統の光源（第１系統のＬＥＤ１１ａ，１１ｂと、第２系統のＬＥＤ１２ａ，１２ｂ）を組み合わせることで、１〜１０，０００ｃｄ／ｍ２の輝度範囲の調光を実現し得るように構成されている。勿論、３系統以上の光源を組み合わせてもよい。
【００６４】
本実施の形態では、具体的には、第１系統のＬＥＤ１１ａ，１１ｂでは、その電流制御によって、１〜１００ｃｄ／ｍ２の輝度範囲の発光レベル１〜４をカバーし、第２系統のＬＥＤ１２ａ，１２ｂでは、その電流制御によって、１００〜１０，０００ｃｄ／ｍ２の輝度範囲の発光レベル５〜８をカバーする。ここでは、発光レベルが１段階変わると、発光レベルが４倍になるものとしている。
【００６５】
なお、第１系統のＬＥＤ１１ａ，１１ｂと第２系統のＬＥＤ１２ａ，１２ｂは、同種類のＬＥＤを用い、対応する発光レベル（例えば、発光レベル１と発光レベル５）に関しては同発光電流を流して点灯（発光）させる。そして、第１系統のＬＥＤ１１ａ，１１ｂは、その前面に配置されたＮＤフィルタ（減衰フィルタ）１３ａ，１３ｂでそれぞれ１００分の１に減衰する。この減衰フィルタは、経年変化が無い、ガラスフィルタなどの安定したものを使用することが好ましい。したがって、第１系統のＬＥＤ１１ａ，１１ｂによる発光レベル４と第２系統のＬＥＤ１２ａ，１２ｂによる発光レベル５とを比較すれば、１：１．５６の関係が成り立つ。このことから第１と第２系統の回路上又は光源特性上に起因する発光輝度レベルを補正し、正確な輝度レベルを維持することが可能である。
【００６６】
以上の説明からわかるように、図５に示すように、発光レベル１〜８は、それぞれ比率０．０１５６％、０．０６２５％、０．２５％、１．００％、１．５６％、６．２５％、２５％及び１００％を持っている。
【００６７】
なお、本実施の形態では、図４に示すように、発光部７において、ＬＥＤ１２ａ，１２ｂ及びＮＤフィルタ１３ａ，１３ｂの前面には、出来る限り均一発光面とするために、拡散板１４が取り付けられている。
【００６８】
そして、本実施の形態では、処理装置３は、後述するように点滅期間を開始させると、制御信号を発光制御回路１０に供給することで、当該点滅期間において、図５に示すように、指標６の発光部７を発光レベル１〜８の短パルスで順次発光させる。各発光レベルの発光パルス幅ｔ１は、例えば０．１ｓｅｃに設定され、各発光パルス間の不点時間（非発光時間）ｔ２は、例えば、０．１ｓｅｃに設定される。なお、後の説明からわかるように、点滅期間は、点滅期間より長い任意の周期で、周期的に開始されるようになっている。
【００６９】
図２に示すように、処理装置３は、監視カメラ１からの画像信号をＡ／Ｄ変換するＡ／Ｄ変換器２１と、Ａ／Ｄ変換器２１でＡ／Ｄ変換された画像データを格納する画像メモリ２２と、ＣＰＵ２３と、後述する処理を行うために必要な動作をＣＰＵ２３に実現させるためのプログラムやデータ等を記憶するメモリ２４と、処理結果として視程を出力したり、発光制御回路１０に制御信号を出力したり、後述する視程変換関数の決定処理の際に用いられるＶＩ計測器からの視程データを取り込んだりする入出力インターフェース２５とを備えている。
【００７０】
次に、本実施の形態による視認状況測定装置の動作について、図７を参照して説明する。図７は、設置時の処理と処理装置３の動作の一例を示す概略フローチャートである。
【００７１】
図７中のステップＳ１〜Ｓ４は、本装置の設置時にのみ行われる前処理である。監視カメラ１、指標ユニット２及び処理装置３を据え付けた後、まず、監視カメラ１で撮像された画像における指標６の発光部７の大部分の領域（図８中の破線で囲んだ矩形領域）である第１の領域Ａ（図８参照）の像の位置及び指標６の暗部８の一部の領域（図８中の破線で囲んだ領域）である第２の領域Ｂの像の位置を設定する（ステップＳ１，Ｓ２）。これは、画像からマスクにより領域Ａ，Ｂの像を取り出すための位置の設定であり、設置者が撮像された画像をモニタ（図示せず）で見ながら、入力装置（図示せず）でそれらの位置を指定することにより、行われる。なお、図８は、監視カメラ１で撮像された画像における指標６の像及びこれに対して設定された第１の領域Ａの像及び第２の領域Ｂの像を示す図である。なお、領域Ａ，Ｂ間の間隔ｄを変えることで、精度良く測定できる視程範囲が変わる。また、間隔ｄが同じでも、指標６と監視カメラ１との間の距離が変われば、精度良く測定できる視程範囲が変わる。よって、設置時に、第２の領域Ｂを設定する際には、精度良く測定できる視程範囲が所望の範囲（例えば、道路交通用の場合は、数ｍ〜数百ｍの範囲）となるように、指標６と監視カメラ１との間の距離に応じて、第２の領域Ｂの位置を設定することが、好ましい。本実施の形態では、このような設定が可能となるように、暗部８が短冊状に長く延びた形状とされているのである。
【００７２】
ここで、監視カメラ１で撮像された画像における図８中のＸ−Ｘ’線に沿った輝度分布及び差分輝度分布の一例を、図９に示している。図９において、（ａ−１）は視程１０００ｍ以上の場合における発光部７の発光時の輝度分布、（ａ−２）は視程１０００ｍ以上の場合における発光部７の非発光時の輝度分布、（ａ−３）は（ａ−１）と（ａ−２）との差分を取った差分輝度分布、（ｂ−１）は視程２００ｍの場合における発光部７の発光時の輝度分布、（ｂ−２）は視程２００ｍの場合における発光部７の非発光時の輝度分布、（ｂ−３）は（ｂ−１）と（ｂ−２）との差分を取った差分輝度分布、（ｃ−１）は視程５０ｍの場合における発光部７の発光時の輝度分布、（ｃ−２）は視程５０ｍの場合における発光部７の非発光時の輝度分布、（ｃ−３）は（ｃ−１）と（ｃ−２）との差分を取った差分輝度分布を示している。
【００７３】
再び図７を参照すると、ステップＳ１，Ｓ２の後、監視カメラ１のガンマ係数γの検出処理を行い、このガンマ係数γを検出する（ステップＳ３）。監視カメラ１の入力信号変換特性は、下記の数８で近似され、一般にガンマ特性と呼ばれている。下記の数８において、Ｅは監視カメラ１の撮像画像の画素の濃淡値、Ｌは監視カメラ１の撮像対象の輝度、ｋは係数、γは監視カメラ１のガンマ係数である。ステップＳ３の監視カメラ１のガンマ係数γの検出処理については、後に詳述する。
【００７４】
【数８】
2006221608.tif 000010
【００７５】
次に、後述する比Ｌｒ／Ｖｒと視程との関係を示す視程変換関数の決定処理を行う（ステップＳ４）。この決定処理についても、後に詳述する。
【００７６】
その後、処理装置３は、本測定処理を行い（ステップＳ５）、これを周期的に繰り返す。
【００７７】
ここで、ステップＳ５の本測定処理について、図１０及び図１１を参照して説明する。図１０及び図１１は、図７中のステップＳ５の本測定処理を示す概略フローチャートである。
【００７８】
処理装置３は、この本測定処理を開始すると、まず、カウント値ｎをゼロにセットする（ステップＳ１１）。
【００７９】
次いで、処理装置３は、前回の点滅期間（図５を参照）の終了時から、所定の遅延時間が経過したか否かを判定する（ステップＳ１２）。所定の遅延時間が経過していなければ経過するまで待つ。所定の遅延時間が経過すると、処理装置３は、監視カメラ１で撮像された画像Ｉｎを画像メモリ２２に格納する（ステップＳ１３）。このとき、ステップＳ１１の後に最初に行うステップＳ１３では、ｎがゼロにセットされているので、画像Ｉ０を画像メモリ２２に取り込むことになるが、前回の点滅期間が終了した後に今回の点滅期間は未だ開始していないので、この画像Ｉ０は、第１の領域Ａの非発光時（すなわち、発光部７の非発光時）に監視カメラ１により撮像された画像である。
【００８０】
引き続いて、処理装置３は、図７中のステップＳ３で検出されたガンマ係数γに基づいて、ステップＳ１３で取り込まれた画像Ｉｎの第１の領域Ａの各濃淡値に対してガンマ補正の逆補正（リニアリティ補正）を行う（ステップＳ１４）。この逆補正は、画像Ｉｎの第１の領域Ａの濃淡値を数８中のＥとし、数８中のガンマ係数γをステップＳ３で検出されたガンマ係数γとし、数８に従って、数８中のＬを補正後の濃淡値として得ることで、行われる。
【００８１】
次に、処理装置３は、図７中のステップＳ３で検出されたガンマ係数γに基づいて、ステップＳ１３で取り込まれた画像Ｉｎの第２の領域Ｂの各濃淡値に対してガンマ補正の逆補正（リニアリティ補正）を行う（ステップＳ１５）。
【００８２】
次いで、処理装置３は、画像Ｉｎの第１の領域ＡのステップＳ１４による補正後の濃淡値の平均値を、画像Ｉｎに基づく第１の領域Ａの輝度情報Ｌｎとして、算出する（ステップＳ１６）。
【００８３】
引き続いて、処理装置３は、画像Ｉｎの第２の領域ＢのステップＳ１５による補正後の濃淡値の平均値を、画像Ｉｎに基づく第２の領域Ｂの輝度情報Ｖｎとして、算出する（ステップＳ１７）。
【００８４】
その後、処理装置３は、カウント値ｎが８であるか否かを判定する（ステップＳ１８）。カウント値ｎが８であれば、ステップＳ３１へ移行し、カウント値ｎが８でなければ、カウント値ｎを１だけインクリメントした（ステップＳ１９）後、カウント値ｎが１であるか否かを判定する（ステップＳ２０）。カウント値ｎが１であれば、図５に示す点滅期間を開始させた（ステップＳ２１）後にステップＳ２２へ移行する一方、カウント値ｎが１でなければ、ステップＳ２１を経ることなく、ステップＳ２２へ移行する。
【００８５】
ステップＳ２２において、処理装置３は、第１の領域Ａの発光レベルｎの発光が行われているか否かを判定し、その発光が行われていなければその発光が行われるまで待つ。その発光が行われていれば、ステップＳ１３へ戻る。
【００８６】
以上のステップＳ１１〜Ｓ２２の動作によって、ステップＳ１８でＹＥＳとなってステップＳ３１へ移行するまでに、第１の領域Ａの非発光時に得られた画像Ｉ０に基づく第１の領域Ａの輝度情報（非発光時第１領域撮像輝度情報）Ｌ０、第１の領域Ａの非発光時に得られた画像Ｉ０に基づく第２の領域Ｂの輝度情報（非発光時第２領域撮像輝度情報）Ｖ０、第１の領域Ａの各発光レベル１〜８の発光時にそれぞれ得られた画像Ｉ１〜Ｉ８にそれぞれ基づく第１の領域Ａの輝度情報（レベル発光時第１領域撮像輝度情報）Ｌ１〜Ｌ８、及び、第１の領域Ａの各発光レベル１〜８の発光時にそれぞれ得られた画像Ｉ１〜Ｉ８にそれぞれ基づく第２の領域Ｂの輝度情報（レベル発光時第２領域撮像輝度情報）Ｖ１〜Ｖ８が取得されることになる。
【００８７】
ステップＳ３１において、処理装置３は、最新に取得された輝度情報Ｌ１〜Ｌ８のうちの１つの輝度情報Ｌｘを選択する。本実施の形態では、この１つの輝度情報Ｌｘとして、最新に取得された輝度情報Ｌ１〜Ｌ８のうちから、飽和していない（すなわち、とり得る最大の値より小さい値を有する）もののうちから最大の輝度情報を選択する。このような選択を行うことが、測定精度を高めるために好ましいが、例えば、最新に取得された輝度情報Ｌ１〜Ｌ８のうちから、飽和していない他の輝度情報を選択してもよい。
【００８８】
次に、処理装置３は、ステップＳ３１で選択された輝度情報Ｌｘを当該輝度情報Ｌｘに対応する発光レベルｘの比率に従って換算して、この換算後の輝度情報を発光時第１領域撮像輝度情報Ｌとする（ステップＳ３２）。すなわち、下記の数９によって、発光時第１領域撮像輝度情報Ｌを得る。例えば、ステップＳ３１で選択された輝度情報Ｌｘが輝度情報Ｌ３である場合は、発光時第１領域撮像輝度情報Ｌは、Ｌ３／０．２５％となる。
【００８９】
【数９】
2006221608.tif 000011
【００９０】
次いで、処理装置３は、最新に取得された輝度情報Ｖ１〜Ｖ８のうちの１つの輝度情報Ｖｙを選択する（ステップＳ３３）。本実施の形態では、この１つの輝度情報Ｖｙとして、最新に取得された輝度情報Ｖ１〜Ｖ８のうちから、飽和していない（すなわち、とり得る最大の値より小さい値を有する）もののうちから最大の輝度情報を選択する。このような選択を行うことが、測定精度を高めるために好ましいが、例えば、最新に取得された輝度情報Ｖ１〜Ｖ８のうちから、飽和していない他の輝度情報を選択してもよい。
【００９１】
引き続いて、処理装置３は、ステップＳ３３で選択された輝度情報Ｖｙを当該輝度情報Ｖｙに対応する発光レベルｙの比率に従って換算して、この換算後の輝度情報を発光時第２領域撮像輝度情報Ｖとする（ステップＳ３４）。すなわち、下記の数１０によって、発光時第２領域撮像輝度情報Ｖを得る。例えば、ステップＳ３３で選択された輝度情報Ｖｙが輝度情報Ｖ６である場合は、発光時第２領域撮像輝度情報Ｖは、Ｖ６／６．２５％となる。
【００９２】
【数１０】
2006221608.tif 000012
【００９３】
次に、処理装置３は、最新に取得された輝度情報Ｌ０とステップＳ３２で最新に取得された輝度情報Ｌとから、下記の数１１によって、第１領域差分輝度情報Ｌｒを算出する（ステップＳ３５）。
【００９４】
【数１１】
2006221608.tif 000013
【００９５】
次いで、処理装置３は、最新に取得された輝度情報Ｖ０とステップＳ３４で最新に取得された輝度情報Ｖとから、下記の数１２によって、第２領域差分輝度情報Ｖｒを算出する（ステップＳ３６）。
【００９６】
【数１２】
2006221608.tif 000014
【００９７】
引き続いて、処理装置３は、ステップＳ３５で算出された差分輝度情報ＬｒとステップＳ３６で算出された差分輝度情報Ｖｒとの比Ｌｒ／Ｖｒを算出する（ステップＳ３７）。
【００９８】
その後、処理装置３は、図７中のステップＳ４で予め決定された視程変換関数に従って、ステップＳ３７で算出された比Ｌｒ／Ｖｒを視程に変換し（ステップＳ３８）、ステップＳ３８で得た視程を外部へ出力し（ステップＳ３９）、ステップＳ１１へ戻り、ステップＳ１１〜Ｓ２２，Ｓ３１〜Ｓ３９の処理を繰り返す。
【００９９】
以上、図７中のステップＳ５の本測定処理について説明した。
【０１００】
次に、図７中のステップＳ３の監視カメラ１のガンマ係数γの検出処理について、図１２を参照して説明する。図１２は、図７中のステップＳ３の監視カメラ１のガンマ係数γの検出処理を示す概略フローチャートである。
【０１０１】
処理装置３は、この検出処理を開始すると、まず、カウント値ｎを１にセットする（ステップＳ４１）。
【０１０２】
次いで、処理装置３は、図５に示す点滅期間を開始させた（ステップＳ４２）後に、第１の領域Ａの発光レベルｎの発光が行われているか否かを判定し（ステップＳ４３）、その発光が行われていなければその発光が行われるまで待つ。その発光が行われていれば、監視カメラ１で撮像された画像Ｉｎを画像メモリ２２に格納する（ステップＳ４４）。
【０１０３】
ステップＳ４４の後に、処理装置３は、ステップＳ４４で取り込まれた画像Ｉｎの濃淡値の平均値を、画像Ｉｎに基づく第１の領域Ａの濃淡値情報（レベル発光時第１領域濃淡値情報）Ｅｎとして、算出する（ステップＳ４５）。
【０１０４】
その後、処理装置３は、カウント値ｎが８であるか否かを判定する（ステップＳ４６）。カウント値ｎが８であれば、ステップＳ４８へ移行し、カウント値ｎが８でなければ、カウント値ｎを１だけインクリメントした（ステップＳ４７）後、ステップＳ４３へ戻る。
【０１０５】
以上のステップＳ４１〜Ｓ４７の動作によって、ステップＳ４６でＹＥＳとなってステップＳ４８へ移行するまでに、第１の領域Ａの各発光レベル１〜８の発光時にそれぞれ得られた画像Ｉ１〜Ｉ８にそれぞれ基づく第１の領域Ａの濃淡値情報（レベル発光時第１領域濃淡値情報）Ｅ１〜Ｅ８が取得されることになる。
【０１０６】
次に、処理装置３は、このようにして取得された濃淡値情報Ｅ１〜Ｅ８のうちから、飽和していない（すなわち、とり得る最大の値より小さい値を有する）２つの濃淡値情報Ｅｘ，Ｅｙを選択する（ステップＳ４８）。
【０１０７】
その後、処理装置３は、ステップＳ４８で選択された濃淡値情報Ｅｘ，Ｅｙとこれらに対応する発光レベルｘ，ｙの各比率とから、前記数８を用いて、監視カメラ１のガンマ係数γを、検出値として算出する（ステップＳ４９）。
【０１０８】
例えば、ステップＳ４８で選択された濃淡値情報Ｅｘ，Ｅｙが濃淡値情報Ｅ１，Ｅ２である場合には、濃淡値情報Ｅ１，Ｅ２にそれぞれ対応する撮像対象の輝度は発光レベル１及び発光レベル２であるので、ここでは、数８の表記に準じて、発光レベル１及び発光レベル２をそれぞれＬ１，Ｌ２と表記する。すると、発光レベル１の比率が０．０１５６で、発光レベル２の比率が０．０６２５であるので、下記の数１３が成立する。
【０１０９】
【数１３】
2006221608.tif 000015
【０１１０】
一方、数８から、監視カメラ１のガンマ係数γは、下記の数１４で表される。
【０１１１】
【数１４】
2006221608.tif 000016
【０１１２】
数１４に数１３を代入して整理すると、下記の数１５が得られる。
【０１１３】
【数１５】
2006221608.tif 000017
【０１１４】
したがって、濃淡値情報Ｅ１，Ｅ２とこれらに対応する発光レベル１，２の各比率とから、監視カメラ１のガンマ係数γが求まる。
【０１１５】
ステップＳ４９が終了すると、処理装置３は、監視カメラ１のガンマ係数γの検出処理を終了して、図７中のステップＳ４へ移行する。
【０１１６】
次に、図７中のステップＳ４の視程変換関数の決定処理について、説明する。この決定処理では、光の減衰検知によるＶＩ計測器を、本装置の測定対象となる視程と実質的に同じ視程を計測するように別途設置し、このＶＩ計測器からの視程データが入出力インターフェース２５から処理装置３に入力されるようにする。そして、処理装置３は、前述したステップＳ１１〜Ｓ３７までの処理と同じ処理を繰り返して行うことで比Ｌｒ／Ｖｒを順次得ていく。このとき、処理装置３は、各比Ｌｒ／Ｖｒに対応づけて、当該比Ｌｒ／Ｖｒに対応する各点滅期間と一致するタイミングで計測されたＶＩ計測器からの視程測定データも取り込んでいく。そして、処理装置３は、このようにして収集された比Ｌｒ／Ｖｒと視程データとから、統計処理して比Ｌｒ／Ｖｒと視程データとの回帰曲線を算出し、この回帰曲線を、比Ｌｒ／Ｖｒと視程との関係を示す視程変換関数として設定する。なお、その形式は、式の形式でもよいし、ルックアップテーブルの形式でもよい。
【０１１７】
このようにして設定された視程変換関数の一例を図１３に示す。この例は、監視カメラ１と指標６との間の距離を３０ｍ、領域Ａ，Ｂ間の間隔ｄを０．２ｍとしたときに得たものである。
【０１１８】
なお、ステップＳ４の視程変換関数の決定処理が終了すると、ＶＩ計測器は取り除かれる。
【０１１９】
本実施の形態によれば、前述したように、第１領域差分輝度情報Ｌｒ＝Ｌ−Ｌ０と第２領域差分輝度情報Ｖｒ＝Ｖ−Ｖ０との比Ｌｒ／Ｖｒを求め、これに応じて視程を得ているので、既に説明した本発明の基本的な原理により、外光が変化してもその影響が低減されて視程を精度良く求めることができるとともに、指標６の第１の領域Ａの発光レベルの経年変化や温度変化、監視カメラ１の前面ガラスの汚れ等による透過率変化、監視カメラ１の自動利得変化などの影響が低減されて視程を精度良く求めることができる。
【０１２０】
また、本実施の形態では、前述したように、指標６の第１の領域Ａを互いに異なる比率を持つ複数の発光レベル１〜８の短パルスで発光させ、各発光レベル１〜８のときに得られる各レベル発光時第１領域撮像輝度情報Ｌ１〜Ｌ８のうちから選択したものを用いてこれを対応する比率で換算して発光時第１領域撮像輝度Ｌとして用いている。同様に、本実施の形態では、各発光レベル１〜８のときに得られる各レベル発光時第２領域撮像輝度情報Ｖ１〜Ｖ８のうちから選択したものを用いてこれを対応する比率で換算して前記発光時第２領域撮像輝度Ｖとして用いている。このような手法を採用しているため、本実施の形態によれば、外光の変化量が著しく大きくても、発光時第１領域撮像輝度Ｌ及び発光時第２領域撮像輝度Ｖを精度良く得ることができ、ひいては、視程を精度良く得ることができる。したがって、本実施の形態によれば、トンネル外などの野外における視程を、昼夜に渡って、精度良く測定することができる。もっとも、本実施の形態による視認状況測定装置は、トンネル内の視認状況を測定するために用いてもよい。
【０１２１】
以上、本発明の一実施の形態について説明したが、本発明はこの実施の形態に限定されるものではない。
【０１２２】
例えば、監視カメラ１のガンマ係数γが既知である場合には、ステップＳ３を行わずに、ステップＳ１４，Ｓ１５の補正の際に既知のガンマ係数γを用いてもよい。また、ステップＳ１４，１５の補正は必ずしも行う必要はない。
【０１２３】
また、本実施の形態では、外光の変化量が著しく大きい場合に対処し得るように前述したような手法が採用されているが、本発明では、トンネル内の視程を測定する場合など、外光の変化量が比較的小さい場合には、例えば、前述した本測定処理において、所定の発光レベルの短パルスでのみ第１の領域Ａを発光させ、その発光時に得られた画像から発光時第１領域撮像輝度情報Ｌ及び発光時第２領域撮像輝度情報Ｖを得るようにしてもよい。
【０１２４】
本実施の形態では、視認状況を示す測定結果として視程を出力しているが、視程と透過率とは対応しているので、測定結果として視程の代わりに透過率を出力してもよい。本発明による装置は、火災感知やスモッグ測定等のためなどの他の用途のために透過率を計測する透過率計測装置としても、用いることができる。
【図面の簡単な説明】
【０１２５】
【図１】本発明の第１の実施の形態による視認状況測定装置を示す概略斜視図である。
【図２】本実施の形態による視認状況測定装置の電気的な構成を示す概略ブロック図である。
【図３】指標ユニットの拡大正面図である。
【図４】指標ユニットの発光部を示す図である。
【図５】点滅期間における発光部の発光状態を示すタイムチャートである。
【図６】監視カメラの撮像輝度範囲と指標の発光部の発光輝度範囲を示す図である。
【図７】設置時の処理と処理装置の動作の一例を示す概略フローチャートである。
【図８】監視カメラで撮像された画像における指標の像及びこれに対して設定された第１の領域の像及び第２の領域の像を示す図である。
【図９】撮像画像における図８中のＸ−Ｘ’線に沿った輝度分布及び差分輝度分布の一例を示す図である。
【図１０】図７中のステップＳ５の本測定処理を示す概略フローチャートである。
【図１１】図７中のステップＳ５の本測定処理を示す他の概略フローチャートである。
【図１２】図７中のステップＳ３の監視カメラのガンマ係数の検出処理を示す概略フローチャートである。
【図１３】視程変換関数の一例を示す図である。
【符号の説明】
【０１２６】
１  監視カメラ
２  指標ユニット
３  処理装置
６  指標
７  発光部
８  暗部
Ａ  発光可能な第１の領域
Ｂ  非発光の第２の領域
【図１】
2006221608.tif 000018
【図２】
2006221608.tif 000019
【図３】
2006221608.tif 000020
【図４】
2006221608.tif 000021
【図５】
2006221608.tif 000022
【図６】
2006221608.tif 000023
【図７】
2006221608.tif 000024
【図８】
2006221608.tif 000025
【図９】
2006221608.tif 000026
【図１０】
2006221608.tif 000027
【図１１】
2006221608.tif 000028
【図１２】
2006221608.tif 000029
【図１３】
2006221608.tif 000030