(57)【要約】【課題】道路における落下物を検知するシステムにおいて、車両の通行の障害となる落下物のみを確実に検知することができるようにする。【解決手段】道路上の落下物を検知するシステム１００が、道路の落下物の検知の対象部分となるトンネル１０内部を上方から撮影する監視カメラ３０と、監視カメラ３０により撮影された画像に基づき道路上の物体の侵入を検知する物体検知部５１と、トンネル１０内部の所定の高さにおいて、両側部の間への物体の侵入を検知する赤外線センサ２０と、物体検知部５１により物体の侵入が検知され、かつ、赤外線センサ２０により物体が検知された場合に、物体が落下物であるか否かを判定する手段とを備える。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
道路上の落下物を検知するシステムであって、
前記道路を上方から撮影する撮影手段と、
前記撮影手段により撮影された画像に基づき前記道路上における物体の存否を検知する第１の検知手段と、
前記道路上の所定の高さにおいて、前記道路上における物体の存否を検知する第２の検知手段と、
前記第１の検知手段により物体の存在が検知され、かつ、前記第２の検知手段により物体の存在が検知された場合に、前記物体が落下物であるか否かを判定する落下物判定手段とを備えることを特徴とする落下物検知システム。
【請求項２】
請求項１記載の落下物検知システムであって、
前記落下物判定手段は、
前記撮影手段により撮影された画像に基づき、前記物体が自動車であるか否かを判定する車両検知手段と、
前記撮影手段により撮影された画像に基づき、前記物体が所定の時間の経過後に移動しているか否かを判定する移動検知手段と、を備え、
前記車両検知手段により前記物体が自動車ではないと判定され、かつ、前記移動検知手段により前記物体が所定の時間の経過後に移動していないと判定された場合に、前記物体が落下物であると判定することを特徴とする落下物検知システム。
【請求項３】
請求項２記載の落下物検知システムであって、
前記道路の渋滞情報を取得する渋滞情報取得手段を備え、
前記渋滞情報取得手段が、前記道路に渋滞が発生している旨の渋滞情報を取得した場合には、先に、前記車両検知手段により前記物体が自動車であるか否かを判定し、前記車両検知手段により、前記物体が自動車でないと判定された場合にのみ、前記移動検知手段により前記物体が所定の時間の経過後に移動しているか否かを判定し、
前記渋滞情報取得手段が、前記道路に渋滞が発生していない旨の渋滞情報を取得した場合には、先に、前記移動検知手段により前記物体が所定の時間の経過後に移動しているか否かを判定し、前記移動検知手段により前記物体が所定の時間の経過後に移動していないと判定された場合にのみ、前記車両検知手段により前記物体が自動車であるか否かを判定することを特徴とする落下物検知システム。
【請求項４】
請求項１から３のうち何れか１項に記載の落下物検知システムであって、
前記落下物判定手段により前記物体が落下物であると判定された場合に、
前記道路上を通行する車両に対して、前記落下物の存在を警報する警報手段を備えることを特徴とする落下物検知システム。
【請求項５】
請求項１から４のうち何れか１項に記載の落下物検知システムであって、
前記道路はトンネルを通っており、
前記撮影手段は、前記トンネルの上部に取り付けられていることを特徴とする落下物検知システム。
【請求項６】
道路上の落下物を検知する方法であって、
前記道路を上方から撮影する撮影手段と、
前記道路上の所定の高さにおいて、前記道路上における物体の存否を検知する検知手段と、を設け、
前記撮影手段により撮影された画像に基づき前記道路上における物体の存在を検知し、かつ、前記検知手段により道路上における物体の存在を検知した場合に、前記物体が落下物であるか否かを判定することを特徴とする落下物の検知方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、道路上に自動車から落下した落下物を検知するシステム及び方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、高速道路などにおいて、道路上に落下物があると、後続車が事故を起こす可能性があるため、落下物が発見された場合には、その情報を電子掲示板に表示して、注意を喚起する。しかしながら、落下物の発見から電子掲示板に表示されるまでには時間がかかるため、落下物を落とした自動車の後方近傍を走る自動車には、その情報が伝わらず、落下物と接触する可能性がある。
【０００３】
これに対して、例えば、特許文献１には、鉄道の駅の軌道上への人や落下物の侵入を検知するシステムが記載されており、このシステムを道路における落下物の検知に応用することが考えられる。このシステムでは、鉄道の軌道をカメラにより監視して所定時間ごとに撮影した画像を出力し、所定時間の前後における出力画像の変化の有無に基づき鉄道軌道への侵入の有無を判定している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００４―９９９３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ここで、例えば、紙や薄い板材などは道路上に落下しても、車両の通行の障害とはならない。しかしながら、特許文献１に記載されているようにカメラの出力画像に基づき判定を行う場合には、このようの紙や薄い板材などと、実際に車両の通行の障害となる落下物とを区別することができない。
【０００６】
本発明は、上記の問題に鑑みなされたものであり、道路における落下物を検知するシステムにおいて、車両の通行の障害となる落下物のみを確実に検知することができるようにすることである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の落下物検知システムは、道路上の落下物を検知するシステムであって、前記道路を上方から撮影する撮影手段と、前記撮影手段により撮影された画像に基づき前記道路上における物体の存否を検知する第１の検知手段と、前記道路上の所定の高さにおいて、前記道路上における物体の存否を検知する第２の検知手段と、前記第１の検知手段により物体の存在が検知され、かつ、前記第２の検知手段により物体の存在が検知された場合に、前記物体が落下物であるか否かを判定する落下物判定手段とを備えることを特徴とする。
【０００８】
上記の落下物検知システムにおいて、前記落下物判定手段は、前記撮影手段により撮影された画像に基づき、前記物体が自動車であるか否かを判定する車両検知手段と、前記撮影手段により撮影された画像に基づき、前記物体が所定の時間の経過後に移動しているか否かを判定する移動検知手段と、を備え、前記車両検知手段により前記物体が自動車ではないと判定され、かつ、前記移動検知手段により前記物体が所定の時間の経過後に移動していないと判定された場合に、前記物体が落下物であると判定してもよい。
【０００９】
また、前記道路の渋滞情報を取得する渋滞情報取得手段を備え、前記渋滞情報取得手段が、前記道路に渋滞が発生している旨の渋滞情報を取得した場合には、先に、前記車両検知手段により前記物体が自動車であるか否かを判定し、前記車両検知手段により、前記物体が自動車でないと判定された場合にのみ、前記移動検知手段により前記物体が所定の時間の経過後に移動しているか否かを判定し、前記渋滞情報取得手段が、前記道路に渋滞が発生していない旨の渋滞情報を取得した場合には、先に、前記移動検知手段により前記物体が所定の時間の経過後に移動しているか否かを判定し、前記移動検知手段により前記物体が所定の時間の経過後に移動していないと判定された場合にのみ、前記車両検知手段により前記物体が自動車であるか否かを判定してもよい。
また、前記落下物判定手段により前記物体が落下物であると判定された場合に、前記道路上を通行する車両に対して、前記落下物の存在を警報する警報手段を備えてもよい。
また、前記道路はトンネルを通っており、前記撮影手段は、前記トンネルの上部に取り付けられていてもよい。
【００１０】
また、本発明の落下物の検知方法は、道路上の落下物を検知する方法であって、前記道路を上方から撮影する撮影手段と、前記道路上の所定の高さにおいて、前記道路上における物体の存否を検知する検知手段と、を設け、前記撮影手段により撮影された画像に基づき前記道路上における物体の存在を検知し、かつ、前記検知手段により道路上における物体の存在を検知した場合に、前記物体が落下物であるか否かを判定することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、例えば、紙や薄い板材などの自動車の通行の障害とならないような落下物は、検知センサにより検知されない。このため、自動車の通行の障害となるような落下物のみを確実に検知することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本実施形態の落下物検知システムの構成を示し、（Ａ）は斜視図、（Ｂ）は鉛直断面図である。
【図２】落下物検知システムによりトンネル内の落下物の有無を検知する流れを示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明の落下物検知システムの一実施形態を図面を参照しながら詳細に説明する。本実施形態では、トンネルを通過する車道において落下物を検知する場合を例として説明する。
図１は、本実施形態の落下物検知システム１００の構成を示し、（Ａ）は斜視図、（Ｂ）は鉛直断面図である。同図に示すように、本実施形態の落下物検知システム１００は、トンネル１０の側壁下部に車道に沿って間隔をあけて設けられた複数の赤外線センサ２０と、トンネル１０の上部に車道に沿って間隔をあけて設けられた複数の監視カメラ３０と、トンネル１０の前後に設けられた警報手段４０と、制御端末５０とにより構成される。
【００１４】
各赤外線センサ２０は、トンネル１０の一方の側壁下部の所定の高さ（例えば、約１０ｃｍ）に設けられたレーザ発光装置２０Ａと、レーザ発光装置２０Ａが取り付けられた側と反対側の側壁下部のレーザ発光装置２０Ａに対応する位置に設けられた受光装置２０Ｂとにより構成される。レーザ発光装置２０Ａは、道路を横切るように赤外線レーザを受光装置２０Ｂに向けて照射し、受光装置２０Ｂは赤外線レーザが観測されるか否かに基づき、レーザ発光装置２０Ａと受光装置２０Ｂとの間に物体があるか否かを判定する。すなわち、レーザ発光装置２０Ａと受光装置２０Ｂの間に物体がある場合には、レーザ発光装置２０Ａから照射された赤外線レーザを受光装置２０Ｂにより観測できなくなるため、これに基づき、物体の存否を判定する。赤外線センサ２０は、有線又は無線で制御端末５０と通信可能に接続されており、判定結果は制御端末５０へ送信される。なお、上記の所定の高さは、落下物がこの所定の高さ以上の厚みを有する場合に、車両の通行の障害となるような高さに設定する。
【００１５】
監視カメラ３０は、それぞれトンネル１０の上部に下方を撮影するように設置されている。これら複数の監視カメラ３０は、撮影範囲がトンネル内の道路全域をカバーするように、適宜広角のレンズが用いられるとともに、その取り付け間隔が設定されている。これら監視カメラ３０は有線又は無線で制御端末５０と通信可能に接続されており、監視カメラ３０からの出力画像は、制御端末５０へ送信される。
【００１６】
制御端末５０は、物体検知部５１と、車両判定部５３と、移動判定部５２と、警報部５５と、渋滞情報取得部５４とにより構成される。
物体検知部５１は、監視カメラ３０からの画像データを受信し、この画像データを基準となる基準画像データ（例えば、車両や異物が侵入していない状態における監視カメラ３０からの出力画像データ）と比較することで、道路上に物体が侵入したことを検知する。物体が侵入したと判定した場合には、画像データ内における物体の位置に基づき、トンネル１０内における物体の位置を求めて位置情報として出力する。
【００１７】
車両判定部５３は、予め、監視カメラ３０により撮影された車両の形状に関する車両基準データされており、監視カメラ３０からの画像データを車両基準データとパターンマッチングすることにより、物体検知部５１により検知された物体が車両であるか否かを判定する。
【００１８】
移動判定部５２は、物体検知部５１により道路上に物体が侵入したと判定された場合に、所定の時間（例えば、５秒程度）経過した後に、再度監視カメラ３０からの画像データを取得し、この画像データを基準画像データと比較して、道路上に物体が残っているか否かを判定する。
【００１９】
警報部５５は、道路上に落下物が存在すると判定された場合に、落下物がある旨の警報情報とともに、落下物の位置情報を警報手段に送信する。
渋滞情報取得部５４は、ネットワーク等を介して、トンネル１０の道路における渋滞の発生の有無に関する渋滞情報を取得する。
【００２０】
警報手段４０は、例えば、電光掲示板などの表示手段４２と、電波を発信する電波発信手段４１とを備える。警報手段４０は、制御端末５０と無線又は有線により通信可能に接続されており、制御端末５０から受信した警報情報及び位置情報を、表示手段４２に表示するとともに、電波発信手段４１により近傍を通過する自動車のカーナビゲーションシステム及びＥＴＣシステムにその情報を送信することができる。
【００２１】
以下、落下物検知システム１００により、トンネル１０内の落下物の有無を検知する方法を、図２に示すフローチャートを参照しながら説明する。
まず、ＳＴＥＰ１００において、赤外線センサ２０により道路に物体があるか否かを監視する。また、これと並行してＳＴＥＰ１０２において、監視カメラ３０によりトンネル１０内を撮影する。監視カメラ３０により撮影された画像データは制御端末５０へ送信される。また、ＳＴＥＰ１０４において、渋滞情報取得部５４によりトンネル１０周囲の渋滞情報を取得する。
【００２２】
次に、ＳＴＥＰ１０６において、制御端末５０は、物体検知部５１により監視カメラ３０から受信した画像データと基準画像データとを比較することにより、道路上に物体が侵入したか否かを判定する。ＳＴＥＰ１０６において、物体が確認されなかった場合には、ＳＴＥＰ１０８において異常なしと判定して、ＳＴＡＲＴへ戻る。
【００２３】
また、ＳＴＥＰ１０８において物体が確認された場合には、ＳＴＥＰ１１２において、赤外線センサ２０により道路上に物体が侵入したか否かを判定する。ＳＴＥＰ１１２において、物体が確認されなかった場合には、ＳＴＥＰ１１４において異常なしと判定して、ＳＴＡＲＴへ戻る。
【００２４】
また、ＳＴＥＰ１１２において、物体が確認された場合には、ＳＴＥＰ１１８において、物体検知部５１により、画像データ内における物体の位置に基づき、トンネル１０内における物体の位置情報を求める。
【００２５】
次に、ＳＴＥＰ１２０において、渋滞情報取得部５４により取得した渋滞情報に基づき、トンネル１０近傍において渋滞が発生しているか否かを判定する。ＳＴＥＰ１２０において、渋滞が発生していると判定された場合には、ＳＴＥＰ１２２〜１３４の工程を行い、渋滞が発生していないと判定された場合には、ＳＴＥＰ１４０〜１５２の工程を行う。
【００２６】
ＳＴＥＰ１２０において、渋滞が発生していると判定された場合には、まず、ＳＴＥＰ１２２において、車両判定部５３により、画像データに対して、車両基準データによりパターンマッチングを行い、道路上に侵入した物体が車両であるか否かを判定する。ＳＴＥＰ１２２において、車両判定部５３により道路上に侵入した物体が車両であると判定された場合には、ＳＴＥＰ１２４において異常なしと判定して、ＳＴＡＲＴへ戻る。
【００２７】
また、ＳＴＥＰ１２２において、車両判定部５３により道路上に侵入した物体が車両以外であると判定された場合には、ＳＴＥＰ１２８において、移動判定部５２により、所定の時間後、再度、監視カメラからの出力画像データを取得し、この出力画像データを基準画像データと比較し、道路上に侵入した物体が所定の時間後に残っているか否かを判定する。
【００２８】
そして、ＳＴＥＰ１２８において移動判定部５２により道路上に物体が残っていない場合には、この物体は、車両の通行を妨げることのないビニールなどの飛来物や小動物であると判定して、ＳＴＥＰ１２４において異常なしと判定して、ＳＴＡＲＴへ戻る。また、ＳＴＥＰ１２８において、移動判定部５２により道路上に侵入した物体が残っていると判定された場合には、ＳＴＥＰ１２４において、この物体は落下物であると判定し、ＳＴＥＰ１５４〜１５８を行う。
【００２９】
また、ＳＴＥＰ１２０において、トンネル１０の近傍に渋滞が発生していないと判定された場合には、ＳＴＥＰ１４０において、ＳＴＥＰ１２８と同様に、移動判定部５２により、所定の時間後、道路上に侵入した物体が所定の時間後に残っているか否かを判定する。そして、ＳＴＥＰ１４０において移動判定部５２により道路上に物体が残っていない場合には、この物体は、ビニールなどの飛来物や衝動物又は車両であると判定して、ＳＴＥＰ１４２において異常なしと判定して、ＳＴＡＲＴへ戻る。また、ＳＴＥＰ１４２において、移動判定部５２により道路上に侵入した物体が残っていると判定された場合には、ＳＴＥＰ１４６において、ＳＴＥＰ１２２と動揺に、車両判定部５３により、道路上に侵入した物体が車両であるか否かを判定する。ＳＴＥＰ１４６において、車両判定部５３により道路上に侵入した物体が車両であると判定された場合には、ＳＴＥＰ１４８において異常なしと判定して、ＳＴＡＲＴへ戻る。また、ＳＴＥＰ１５２において、車両判定部５３により道路上に侵入した物体が車両以外であると判定された場合には、ＳＴＥＰ１５２において、この物体は落下物であると判定し、ＳＴＥＰ１５４〜１５８を行う。
【００３０】
ＳＴＥＰ１３４又はＳＴＥＰ１５２において、発見された物体が落下物であると判定された場合には、ＳＴＥＰ１５４において、警報部５５により、落下物がある旨の警報情報とともに、落下物の位置情報を警報手段４０に送信する。そして、警報手段４０は、警報情報及び位置情報を受信すると、ＳＴＥＰ１５６において、表示手段４２により、警報情報及び位置情報を表示するとともに、ＳＴＥＰ１５８において、電波発信手段４１により近傍を通過する自動車のカーナビゲーションシステム及びＥＴＣシステムにその情報を送信する。警報手段４０の近傍を通行する自動車のカーナビゲーションシステム及びＥＴＣシステムは、警報情報及び位置情報を受信すると、画面表示又は音声ガイダンスなどにより、警報情報及び位置情報を運転手に提示する。トンネル近傍を通行する自動車の運転手は、電光掲示板を確認することで、あるいは、カーナビゲーションシステム又はＥＴＣシステムによる警報情報及び位置情報の音声ガイダンスにより、トンネル内に落下物が存在すること及びその位置を把握し、これに備えて速度を低下させるなどの対応をとることができる。
【００３１】
本実施形態によれば、監視カメラ３０の出力画像データに基づき落下物の有無を判定するとともに、赤外線センサ２０により落下物の有無を判定している。このため、例えば、板材や紙などの厚みが小さく自動車の通行の障害とならないような落下物について、監視カメラ３０では落下物ありと判定されるが、赤外線センサ２０は所定の高さに設置されているため、赤外線センサ２０では落下物なしとして判定されるため、確実に自動車の通行の障害となるような落下物のみを検知することができる。
【００３２】
また、監視カメラ３０はトンネル１０の上部から下方に向かって撮影を行うため、撮影範囲に死角が生じない。このため、確実に落下物を検知することができる。これにより、トンネル１０は路側帯が狭く、自動車運転中の緊急時に回避するスペースが限られるが、落下物の存在を予め認識することができるため、安全にこれを回避できる。
【００３３】
また、本実施形態では、車両判定部５３により、パターンマッチングにより車両以外であると判定され、かつ、移動判定部５２により、所定の時間経過後においても道路上の物体が残っていると判定された場合に、落下物であると判定している。このため、例えば、ビニールなどの飛来物や小動物は所定の時間経過後に移動することが多く、このような飛来物や小動物は車両の通行の障害とならないが、移動判定部５２により飛来物や小動物であると判定された場合には、警報の対象とならないため、確実に自動車の通行の障害となるような落下物が検知された場合のみに警報を発することができる。
【００３４】
また、本実施形態では、渋滞が発生していない場合には、先に、移動判定部５２により、所定に時間の経過後にも物体が道路上に存在するか否かの判定を行っている。渋滞が発生していない場合には、ビニールなどの飛来物や小動物のみならず、車両も所定の時間で移動するため、移動判定部５２により大部分の車両を判別することができ、これにより車両判定部５３によって車両であるか否かを判定する対象が減り、制御端末５０への負担を減らすことができる。
【００３５】
なお、本実施形態では、トンネルにおいて落下物の有無を判定する場合について説明したが、これに限らず、通常の道路であっても本発明を適用できる。この場合、監視カメラは例えば、陸橋などを利用して取り付けるとよい。
【００３６】
また、本実施形態では、トンネルの側壁下部に赤外線センサ２０を取り付けることとしたが、これに限らず、その他レーザ光や超音波などにより異物の有無を判定する装置を用いることとしてもよい。
【符号の説明】
【００３７】
１０  トンネル                          ２０  赤外センサ
３０  監視カメラ                        ４０  警報手段
４１  電波発信手段                      ４２  表示手段
５０  制御端末                          ５１  物体検知部
５２  移動判定部                        ５３  車両判定部
５４  渋滞情報取得部                    ５５  警報部
１００  落下物検知システム
【図１】
2011090513.tif 000003
【図２】
2011090513.tif 000004