(57)【要約】【課題】画像処理を用いて旋回可能な監視カメラ３の姿勢を正確に計測することによって、良好な精度で車両の位置や速度を検出する。【解決手段】自動監視モードとマニュアル操作モードとが設定可能であり、マニュアル操作モードから自動監視モードになった時には、画像処理装置７は、道路上の設置位置が分かっている複数の基準点１１を画面上で認識し、その基準点の画面上の位置に基づいて監視カメラ３の姿勢パラメータを算出し、その姿勢パラメータを用いて、車両を撮影した画像に基づいてその車両の位置や速度を検出し、渋滞や事故などの事象を検出する。【選択図】        図１
2004172878.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
旋回可能な監視カメラを用いた画像処理システムであって、
回転台に載せられて旋回可能な監視カメラと、画像処理装置と、カメラ操作部とを有し、
画像処理により対象物を自動監視する自動監視モードと、カメラ操作部からの遠隔マニュアル操作により任意の画角で監視カメラの映像を取得可能なマニュアル操作モードとが切替え設定可能であり、
画像処理装置は、自動監視モード時には、道路上の設置位置が分かっている複数の基準点を画面上で認識し、その基準点の画面上の位置に基づいて監視カメラの姿勢パラメータを算出し、その姿勢パラメータを用いて、対象物を撮影した画像に基づいてその対象物の物理量を検出する機能を備えるものであることを特徴とする画像処理システム。
【請求項２】
自動監視モードにおいて、監視カメラは、プリセット位置に固定可能なことを特徴とする請求項１記載の画像処理システム。
【請求項３】
前記プリセット位置は、画像処理装置において、手動で初期設定できることを特徴とする請求項２記載の画像処理システム。
【請求項４】
カメラ操作部からの遠隔マニュアル操作により任意のズーム倍率を設定できることを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれかに記載の画像処理システム。
【請求項５】
自動監視モードと、マニュアル操作モードとの切替え設定は、カメラ操作部において行われることを特徴とする請求項１〜請求項４のいずれかに記載の画像処理システム。
【請求項６】
マニュアル操作モードへの切替えは、カメラ操作部においてカメラを遠隔操作したことをきっかけとして自動的に行われることを特徴とする請求項５記載の画像処理システム。
【請求項７】
姿勢パラメータは、回転台の水平２軸のまわりの回転角度及び垂直軸のまわりの回転角度であることを特徴とする請求項１〜請求項６のいずれかに記載の画像処理システム。
【請求項８】
前記物理量は、対象物の位置又は動きであり、画像処理装置は、検出された対象物の位置又は動きに基づいて、事象の発生を検知する機能をさらに備えることを特徴とする請求項１〜請求項７のいずれかに記載の画像処理システム。
【請求項９】
前記対象物は、道路上の車両であることを特徴とする請求項１〜請求項８のいずれかに記載の画像処理システム。
【請求項１０】
画像処理装置において検出される対象物の物理量は、車両の移動速度であることを特徴とする請求項９記載の画像処理システム。
【請求項１１】
画像処理装置において検知される事象は、渋滞であることを特徴とする請求項１０記載の画像処理システム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、旋回可能な監視カメラを用いて、対象物の自動監視ができる画像処理システムに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
道路の渋滞などを計測するために、道路に固定式の自動監視カメラを設置し、その画像データを処理して、渋滞などの事象を自動的に検出することが行われている。
一方、道路に可動式の旋回監視カメラを設置し、遠隔マニュアル操作で任意の倍率、画角で画像を撮影することも行われている。
【０００３】
前者の自動監視カメラは、道路の異常を高精度で検出することが目的であり、画像処理の都合上、画角や倍率等は、動かすことはできなかった。
後者の旋回監視カメラは、画角や倍率を自由に操作することができ、道路上又は道路近傍の任意の対象を撮影できるが、画像を目視することが目的であり、それ自体に画像処理機能は付いていなかった。
【０００４】
【特許文献１】特開２００２−１６９０６号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
従来、自動監視カメラと旋回監視カメラとは、１つの監視カメラで兼用することはできず、別々に設ける必要があった。
１つの監視カメラで兼用できなかった理由として考えられることは、旋回監視カメラとして使用した後、自動監視カメラに戻す際に、監視カメラの姿勢を精度よく再現できなかったことである。自動監視カメラとして使用する場合、監視カメラが道路を遠くまで見下ろしているので、わずかな姿勢誤差があっても、車両速度等の物理量の検出精度が大きく低下して、事象の検出に支障を与える。したがって、監視カメラの姿勢を精度よく再現することが望まれる。
【０００６】
監視カメラの姿勢を正確に設定するためには、回転台に、位置・角度の自動制御機構を装備することも考えられるがあるが、こうすれば回転台の構造が複雑になるとともにコストも上がり、実用性が減少する。
そこで、本発明は、旋回可能な監視カメラを用いて、対象物を自動監視する自動監視モードと、遠隔マニュアル操作により任意の画角から監視カメラの映像を取得可能なマニュアル操作モードとが設定可能であり、自動監視モード時においては、画像処理を用いてカメラの姿勢を正確に計測することによって、良好な精度で物理量の検出ができる画像処理システムを実現することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明の画像処理システムは、回転台に載せられて旋回可能な監視カメラと、画像処理装置と、カメラ操作部とを有し、画像処理により対象物を自動監視する自動監視モードと、カメラ操作部からの遠隔マニュアル操作により任意の画角から監視カメラの映像を取得可能なマニュアル操作モードとが切替え設定可能であり、画像処理装置は、自動監視モード時には、道路上の設置位置が分かっている複数の基準点を画面上で認識し、その基準点の画面上の位置に基づいて監視カメラの姿勢パラメータを算出し、その姿勢パラメータを用いて、対象物を撮影した画像に基づいてその対象物の物理量を検出する機能を備えるものである（請求項１）。
【０００８】
前記の構成によれば、自動監視モード時には、画像処理装置は、道路上の設置位置が分かっている複数の基準点を画面上で認識し、その基準点の画面上の位置に基づいて監視カメラの姿勢パラメータを算出し、その姿勢パラメータを用いて、対象物を撮影した画像に基づいてその対象物の物理量を検出することにより、姿勢パラメータが正確に算出され、対象物の位置、速度などの物理量が正確に計測できる。
【０００９】
自動監視モードにおいて、監視カメラを、プリセット位置に固定するようにしてもよい（請求項２）。これにより、いつも同じ画角で画像を自動監視することができる。この場合も、マニュアル操作モードから自動監視モードに切替えたときに、姿勢パラメータに誤差が発生することが起こり得るが、画像処理装置の前記機能により、姿勢パラメータを正確に算出することができ、対象物の位置、速度などの物理量が正確に計測できる。
【００１０】
前記プリセット位置は、画像処理装置において、手動で初期設定できることが好ましい（請求項３）。これにより自動監視するのに最適な画角を、運用員が予め選定できる。設定できるプリセット位置の数は、１つでも複数でもよい。
カメラ操作部からの遠隔マニュアル操作により任意のズーム倍率を設定できることが望ましい（請求項４）。自動監視中に異常事象が発生したときに、運用員が画像をズームアップして、異常の状態を詳しく観察することができる。
【００１１】
自動監視モードと、マニュアル操作モードとの切替え設定は、カメラ操作部において行うようにしてもよい（請求項５）。
マニュアル操作モードへの切替えは、カメラ操作部においてカメラを遠隔操作したことをきっかけとして自動的に行われることが好ましい（請求項６）。自動監視中に異常が発生したときに、運用員がカメラを操作すれば、自然にマニュアル操作モードに切替わるので、運用員への操作負担を減らすことができる。
【００１２】
前記姿勢パラメータは、例えば、回転台の水平２軸及び垂直軸のまわりの回転角度であるが（請求項７）、これに限定されるものではなく、例えばカメラレンズの光軸まわりの回転角、左右への振れ角、上下への振れ角などであってもよい。要するに、カメラの姿勢が特定できるパラメータであればよい。
前記物理量は、対象物の位置又は動きであり、画像処理装置は、検出された対象物の位置又は動きに基づいて、事象の発生を検知する機能をさらに備えることが好ましい（請求項８）。これにより、画像処理に基づいて、自動的に事象の発生を検知することができる。
【００１３】
対象物は、道路上の車両であれば、本発明の画像処理システムを道路監視に適用でき、検出される対象物の物理量が車両の移動速度であれば、本発明の画像処理システムを道路のスピード監視に適用できる。画像処理装置において検知される事象が渋滞であれば、交通流監視に適用できる（請求項９〜１１）。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を、添付図面を参照しながら詳細に説明する。
図１は、本発明の旋回監視カメラを用いた画像処理システム１の構成を示す概要図である。
この画像処理システム１は、道路交通の監視に用いられるものであり、固定画角で渋滞などの事象を自動監視する機能、及び遠隔マニュアル操作により任意の画角で道路を撮影する機能を併せ持つものである。
【００１５】
画像処理システム１は、例えば道路１０を見晴らす位置に固定され、所定軸のまわりに回転することによって、監視カメラ３の姿勢を可変するための回転台２（雲台ともいう）と、この回転台２に設置された監視カメラ３とを備えている。
前記回転台２は、モータによって水平２軸、及び垂直軸のまわりに回転可能となっている。それらの回転角は遠隔操作可能なものである。前記監視カメラ３の焦点距離、ズーム倍率等も遠隔設定可能なものである。これらの遠隔操作は、通信回線４を通して、カメラ操作部５から行われる。
【００１６】
前記監視カメラ３の映像信号は、有線又は無線の通信回線６を通して、中央の画像処理装置７に供給される。
画像処理装置７には、画像処理部７１、画像蓄積部７２、制御部７３、モニター装置７４、入力コンソール７５などが備えられている。
モニター装置７４は、通信回線６を通して画像処理装置７に供給された映像信号に基づく映像を監視するものである。制御部７３は、通信制御、入出力制御など本システム１全体の運用制御を行うものである。また、入力コンソール７５は、本システム１の運用に必要な各種設定を手動入力するためのものであり、マウス、十字キーなどを含む。
【００１７】
画像処理部７１は、本発明に関連する機能を実行するものであり、その機能の全部又は一部は、ＣＤ−ＲＯＭやハードディスクなど所定の媒体に記録されたプログラムを、画像処理装置７のコンピュータが実行することにより実現される。
画像処理部７１は、監視カメラ３で撮影した画像データに基づいて、道路上の基準となる点（基準点）を認識し、これら基準点の実際の位置情報及び撮影画面上での位置に基づいて監視カメラ３の姿勢パラメータを算出する。そして、算出された姿勢パラメータを用いて、監視カメラ３で撮影された車両の画像データに基づいて、道路１０上の車両及びその位置を検出する。
【００１８】
画像処理部７１は、このように検出された各車両の位置に基づき、交通量（単位時間あたりの車両通過台数）、車両速度（複数車両を検出しているときは、各車両平均の速度）、占有率（占有率には時間占有率と空間占有率があり、時間占有率は、ある時間Ｔ内に車両が車両感知器３を横切った時間ｔｋの総和Σｔｋを時間Ｔで割ったものをいう：Σｔｋ／Ｔ。空間占有率は、車長ｍｋの和Σｍｋを道路長Ｌで割ったものをいう：Σｍｋ／Ｌ。添え字ｋは各車両を表す）などの交通に関する各種物理量を算出する。
【００１９】
そして、画像処理部７１は、これらの交通に関する各種物理量に基づいて特定の事象（渋滞、停車・低車速、連続する斜線変更など）が発生しているかどうかを監視する。事象の発生が検出されれば、画像処理部７１は、スピーカや表示灯（図示せず）などを通して、運用員に事象の発生を報知する。
また、本システム１は、画像蓄積機能を有し、自動で異常事象を検出した場合、その前後の画像データを画像蓄積部７２に一定時間蓄積する機能を持つ。
【００２０】
さらに、画像処理装置７に近接して、監視カメラ３や回転台２を遠隔操作するためのカメラ操作部５が設置されている。このカメラ操作部５と回転台２、カメラ操作部５と監視カメラ３とは、通信回線４を通して接続されている。カメラ操作部５の姿勢操作信号は、通信回線４を通して回転台２に送信され、カメラ操作部５のズーム倍率信号や焦点可変信号は通信回線４を通して監視カメラ３に送信される。これにより、監視カメラ３のズーム倍率信号や焦点距離、回転台２の姿勢を遠隔操作することができる。なお、カメラ操作部５には、後述するようにプリセットスイッチが付属している。
【００２１】
以下に本システムの動作を説明する。
（１）初期モード
初期モードは各種初期設定を行うためのモードである。運用員が入力コンソール７５により、初期モード設定を行うと、システムは初期モードに入る。
図２は、初期モードにおける各種設定手順を表すフローチャートである。
初期モード（ステップＳ１）において、運用員は入力コンソール７５を用いて監視カメラ３の姿勢パラメータ、焦点距離、ズーム倍率等を設定する（ステップＳ２）。これらの姿勢パラメータ、焦点距離、ズーム倍率等をまとめて「監視カメラのプリセット位置」という。なお監視カメラ３の光学系の焦点距離が一定のものについては、焦点距離を設定しない場合がある。このプリセット位置に対応して、映像画面の視野ないし範囲（画角という）が一意的に決まる。運用員は、このプリセット位置を複数とおり設定することもできる。
【００２２】
プリセット位置を設定する利点は、予め決められた画角で自動監視することができるので、長期間にわたって連続したデータをとることができることである。また、複数のプリセット位置を設定することができれば、順番にプリセット位置を移行していくことにより、道路、法面など複数の場所を自動監視することができる。
次にプリセット位置での画面上の基準点、例えば道路脇の交通標識、車線を区切る白線、道路標示、ガードレールなどの固定物の位置を特定するための基準点を設定する（ステップＳ３）。さらにその基準点の実際の位置情報（絶対的な座標データあるいは、監視カメラ３からの相対的な距離・角度データ）を入力する。
【００２３】
ここで、基準点として道路脇の交通標識をとった場合の、基準点の位置決定方法を説明する。交通標識をポールに見立てて「基準ポール」という。
図３は、道路わきに設置された基準ポール１１〜１５を示す道路の平面図である。道路の所定の位置（例えば基準ポール１１の立っている根元の位置）を原点とした道路座標系（Ｘ，Ｙ，Ｚ）を次のように定義する。すなわちＸを図３に示すように道路横断方向、Ｙを道路に沿った方向、Ｚを垂直方向（紙面に直角な方向）にとる。そして基準ポール１１〜１５の道路座標系における座標値（Ｘ，Ｙ，Ｚ）（Ｚはポール高さになる）を、実際の測量により正確に求める。
【００２４】
このとき、いくつかのポール（例えばポール１１とポール１２）の座標値を測量し、他のポールとの距離（例えばポール１１とポール１３との間の距離Ｌ１３，ポール１２とポール１３との間の距離Ｌ２３など）を測量しておけば、他のポール（例えばポール１３）の座標値を三角関数に基づく計算により求めることができるので、測量を簡単にすることができる。
このようにして、各基準点の座標値（Ｘ，Ｙ，Ｚ）が決定される。
【００２５】
次に、自動監視したい事象（渋滞、停車・低車速、連続する斜線変更など）とその検出しきい値を初期設定する（ステップＳ４）。例えば渋滞ならば、検出対象は車両の速度、検出しきい値は１０ｋｍ／時、などである。
（２）マニュアル監視モード
初期設定が終わると、システムは、図４のフローチャートに示すようにマニュアル監視モードで動作する（ステップＳ５）。ここで「マニュアル監視モード」とは、運用員が監視カメラ３を遠隔操作して目視監視を行うモードをいう。運用員は、カメラ操作部５を操作して、所望のズーム倍率、パン角、チルト角などを設定する。これにより、運用員は、所望の倍率、画角で画像を撮影することができる。なお、このカメラ操作部５の操作中は、カメラ操作部５から画像処理装置７に対して、通信回線４を通してカメラ操作部５が操作されていることを示す信号（カメラ操作信号という）が送られ、この信号に基づいて、制御部７３は、画像処理部７１に対して画像処理を停止させる。
【００２６】
この状態で前述したプリセットスイッチをオンすると（ステップＳ６）、監視カメラ３は、初期モードで設定されたプリセット位置まで自動的に回転して固定される。また、前記マニュアル監視中であることを示す信号が解除され、画像処理機能が動作を開始する（ステップＳ７）。この画像処理機能の内容は具体的には後述する。
なお、初期モード時に複数のプリセット位置が設定されていれば、運用員は、ステップＳ６において、プリセット位置を１つ選んで指定する。すると、監視カメラ３がその指定されたプリセット位置まで自動的に回転して、固定される。
【００２７】
なお一定時間、カメラ操作信号が画像処理装置７に入らない場合は、運用員に対して、当該監視カメラ３がマニュアル監視モードで運用されていることを知らせて、マニュアル監視モードを解除して自動監視モードへの切替えを促す（ステップＳ８，Ｓ９）。
（３）自動監視モード
図５は、自動監視モードにおける処理手順を示すフローチャートである。
【００２８】
自動監視モードになると、画像処理部７１は、画像処理機能が動作を開始して（ステップＳ１１）、初期モードで設定された基準点の自動認識動作を開始する（ステップＳ１２）。基準点認識のためには、前回自動監視モード時の基準点との相関を取る方法、複数の特徴点のコーナーを基準点として認識する方法、又はこれらを組み合わせた方法、車両の直線軌跡に基づく方法などを用いる。
例えば「コーナーを認識する方法」では、縦方向、横方向及び斜め方向の輝度の勾配（ｇｒａｄｉｅｎｔ）を算出し、縦方向、横方向の畳み込み積分を行うことにより、縦、横、斜めのエッジを強調する。そしてエッジの交叉する点であるコーナーを表す特徴量を算出することにより、コーナーを認識する（Ｓｈｉ，  Ｔｏｍａｓｉ  ”Ｇｏｏｄ  Ｆｅａｔｕｒｅｓ  ｔｏ  Ｔｒａｃｋ”  ＩＥＥＥ  Ｃｏｎｆｅｒｅｎｃｅ  ｏｎ  Ｃｏｍｐｕｔｅｒ  Ｖｉｓｉｏｎ  ａｎｄ  Ｐａｔｔｅｒｎ  Ｒｅｃｏｇｎｉｔｉｏｎ  （ＣＶＰＲ９４）  Ｓｅａｔｔｌｅ，  Ｊｕｎｅ  １９９４）。
【００２９】
なお、図５において、画像処理スタート後、一定時間経過しても基準点の自動認識ができない場合は、システムは自動監視できない旨のアラームを出力して運用員に知らせる。
画像処理部７１は、画面内の基準点を自動認識すると、初期設定された基準点の位置情報（Ｘ，Ｙ，Ｚ）を基に、当該プリセット位置での姿勢パラメータを算出する（ステップＳ１３）。姿勢パラメータを算出する理由は、次のとおりである。プリセットスイッチをオンすると、監視カメラ３は、前述したとおり、初期モードで設定されたプリセット位置まで自動的に回転して固定されるのであるが、このとき角度誤差が発生する。そこで、プリセット情報をそのまま信用しないこととし、画面内で認識した基準点を基にして画像処理をすることにより、姿勢パラメータを自動的に算出するのである。なお、前記角度誤差は、０．５°程度であるので、監視カメラ３を再度の回転させて補正できるものではない。姿勢パラメータの算出は、監視カメラ３を動かさず、画像処理によってデータ上で行うのである。
【００３０】
以下、姿勢パラメータの算出処理を詳しく説明する。図６は、道路を監視カメラ３で撮影したときの画面図である。画面４１の中心を原点とし、ｘは画面の横方向、ｙは画面の縦方向とするように画面座標系（ｘ，ｙ）を定義する。
図７は、道路座標系（Ｘ，Ｙ，Ｚ）と監視カメラ３座標系（ｘ，ｙ，ｚ）との関係を示す図である。道路座標系における監視カメラ３の撮影位置Ｏを（Ｘ０，Ｙ０，Ｚ０）で表す。監視カメラ３座標系は、道路座標系のＺ軸の正方向に対して左回りに角度κだけ回転し、Ｙ軸の正方向に対して左回りに角度ψだけ回転し、Ｘ軸の正方向に対して左回りに角度ωだけ回転しているものとする。
【００３１】
図７に示すように、道路座標系における点Ｐ（Ｘ，Ｙ，Ｚ）は、監視カメラ３座標系では、（ｘｐ，ｙｐ，ｚｐ）で表されるものとする。点Ｐにおける道路座標（Ｘ，Ｙ，Ｚ）と監視カメラ３座標（ｘｐ，ｙｐ，ｚｐ）との関係は、ω，ψ，  κを使って次の（１）式で表される。
【００３２】
【数１】
2004172878.tif 000003
【００３３】
また図７において、撮影位置Ｏ（Ｘ０，Ｙ０，Ｚ０）、点Ｐ（Ｘ，Ｙ，Ｚ）及び撮影位置Ｏから焦点距離ｆの画面に投影された写像ｐ（ｘ，ｙ）が一直線上にあることから、次の（２）（３）式が成立する。
【００３４】
【数２】
2004172878.tif 000004
【００３５】
【数３】
2004172878.tif 000005
【００３６】
これらの（２）（３）式と前記（１）式とから、ｘｐ，ｙｐ，ｚｐを消去すると、次の（４）（５）式が得られる。
【００３７】
【数４】
2004172878.tif 000006
【００３８】
【数５】
2004172878.tif 000007
【００３９】
（４）（５）式において、ｆは監視カメラ３の焦点距離、ａ１１＝ｃｏｓψｓｉｎκ，ａ１２＝−ｃｏｓψｓｉｎκ，ａ１３＝ｓｉｎψ，ａ２１＝ｃｏｓωｓｉｎκ＋ｓｉｎωｓｉｎψｃｏｓκ，ａ２２＝ｃｏｓωｃｏｓκ−ｓｉｎωｓｉｎψｓｉｎκ，ａ２３＝−ｓｉｎωｃｏｓψ，ａ３１＝ｓｉｎωｓｉｎκ−ｃｏｓωｓｉｎψｃｏｓκ，ａ３２＝ｓｉｎωｃｏｓκ＋ｃｏｓωｓｉｎψｓｉｎκ，ａ３３＝ｃｏｓωｓｉｎψであらわされる。
ｆ，Ｘ０，Ｙ０，Ｚ０，κ，ψ，ωが、監視カメラ３の撮影条件に関するパラメータであり、これらのうちω，ψ，κが姿勢パラメータである。
【００４０】
監視カメラ３は、回転台２に設置されるのでＸ０，Ｙ０，Ｚ０は固定値であり、焦点距離ｆも既知であるとする。また、基準ポール座標値（Ｘ，Ｙ，Ｚ）も既知である。画面上の基準ポールの座標（ｘ，ｙ）は、前述したように画像認識で求まっている。結局、未知数はκ，ψ，ωとなり、原理的には、３つの基準ポールについて連立方程式（４）（５）を立てて解けば、解は得られる。
なお、（４）（５）式のような非線形の連立方程式を解く手法として、例えばニュートン・ラプラス法が用いられる。ニュートン・ラプラス法は、未知変量の近似値を与え、その近似値のまわりにテーラー展開して線形方程式とし、最小二乗法により補正量を求めて、近似値を補正し、その補正操作を繰り返して収束解を求める方法である。
【００４１】
このような計算により、基準ポールの画面座標（ｘ，ｙ）に基づいて姿勢パラメータκ，ψ，ωを決定することができる。
以後、画像処理部７１は、自動監視状態を続ける（ステップＳ１４）。すなわち、画像処理部７１は、通過する車両の画像を画像処理することで、前述した「交通に関する物理量」を算出する。
例えば、車両の速度を算出する場合を例にとって説明する。監視カメラ３の映像信号は、通信回線を通して画像処理部７１に入力され、ここで、車両を撮影した画像データが得られる。図８は、監視カメラ３で車両を捉えた撮影画面４２の一例を示す図である。なお姿勢パラメータκ，ψ，ω等は求まっているので、基準点１１〜１５は撮影されていなくてもよい。
【００４２】
画像処理部７１は、この画像データに基づいて、車両を検出する。車両の検出方法としては、例えば空間差分法が用いられる。この空間差分法は、撮影画面上で輝度値が急激に変化するエッジ部を検出し、ニ値化処理を施し、ニ値化結果からパターンマッチングにより車両を検出する。なお、車両の検出方法として、時間差のある撮影画像を比較して車両を検出する時間差分方式など他の手法を用いてもよい。
【００４３】
撮影画像において、車両の特徴点（例えば後輪タイヤの接地点）を抽出し、その画面座標（ｘ，ｙ）を算出する。算出には次の（６）（７）式を用いる。この画面座標（ｘ，ｙ）及び高さＺ＝０を式に入力すれば、車両の特徴点の道路座標（Ｘ，Ｙ，Ｚ）を検出することができる。
【００４４】
【数６】
2004172878.tif 000008
【００４５】
【数７】
2004172878.tif 000009
【００４６】
そして、画像の撮影時から一定時間経過後の撮影画像に基づいて、同じ車両の位置検出を行い、その車両の位置と、一定時間経過前の位置とから、車両の相対移動距離を求めることにより、車両の速度を検出することができる。
この発明では、渋滞判定などするためには、速度情報は高精度のものが必要となるが、前記基準点に基づいて姿勢パラメータを正確に算出することにより、高い精度で速度検出が可能となっているのが特徴である。
【００４７】
画像処理部７１は、この交通に関する物理量に基づいて、設定された事象、具体的には渋滞、停車・低車速、連続する斜線変更などを検出する。検出は、例えば、渋滞であれば、検出した速度としきい値とを比較することにより行う。
このようにして、事象が検出されれば、運用員に対して、ブザーを鳴らしたり、モニター上への異常メッセージを流したりして通報する（ステップＳ１７）。運用員は、このときモニター装置７４を通じて発生前後の画像の確認もできる。
【００４８】
さらに異常メッセージを受けた運用員は、異常内容を確認するためにカメラ操作部５を操作（ズーム、パン、チルト）すると、システムは、当該操作に応じて、自動監視モードを停止して、マニュアル監視モードに自動的に移行する（ステップＳ１５→Ｓ１６）。
さらに、自動監視モード中の画像は、インターネットなどに配信・提供してもよい。
【００４９】
以上で、本発明の実施の形態を説明したが、本発明の実施は、前記の実施形態に限定されるものではない。例えば、前記の実施形態では、初期モードで１又は複数のプリセット位置を設定すれば、自動監視モードになると、監視カメラ３は、設定されたプリセット位置に自動的に復帰するようになっていたが、プリセット位置を設定しない本発明の実施も可能である。
プリセット位置を設定しない場合は、マニュアル監視モードを中止して自動監視モードにするとき、運用員は、監視カメラ３を任意の姿勢（例えば道路全体が見渡せるような姿勢）に固定する。画像処理部７１は、この状態で、画面に基づき基準点を認識し、姿勢パラメータを算出する。そしてその後、通過する車両を検出する監視モードに入る。このようにプリセット位置を設定しないこととすれば、渋滞などの事象を自動監視する際の画角を常時一定にすることはできなくなるが、プリセット位置を設定するためのソフトウェア、ハードウェア上の構成が省けるので、システムが全体として簡素になるという利点がある。
【００５０】
その他、本発明の範囲内で種々の変更を施すことが可能である。
【００５１】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、自動監視モード時には、画像処理装置は、道路上の設置位置が分かっている複数の基準点を画面上で認識し、その基準点の画面上の位置に基づいて監視カメラの旋回角に対応する姿勢パラメータを算出し、その姿勢パラメータを用いて、対象物を撮影した画像に基づいてその対象物の物理量を検出することにより、姿勢パラメータが正確に算出され、対象物の位置、速度などの物理量が正確に計測できるので、マニュアル操作モードから自動監視モードに切替えた時に、監視カメラの姿勢に狂いが発生しても許容できる。したがって、回転台に精密な追尾機構を搭載する必要がなく、画像処理システム全体構成を簡単に、かつ低コストに構築することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の旋回監視カメラ３を用いた画像処理システム１の構成を示す概要図である。
【図２】初期モードにおける各種設定手順を表すフローチャートである。
【図３】道路わきに設置された基準ポール１１〜１５を示す道路の平面図である。
【図４】マニュアル監視モードの動作手順を表すフローチャートである。
【図５】自動監視モードにおける処理手順を示すフローチャートである。
【図６】道路を監視カメラ３で撮影したときの画面図である。
【図７】道路座標系（Ｘ，Ｙ，Ｚ）と監視カメラ３座標系（ｘ，ｙ，ｚ）との関係を示す図である。
【図８】監視カメラ３で車両を捉えた撮影画面の一例を示す図である。
【符号の説明】
１  画像処理システム
２  回転台
３  監視カメラ
４  通信回線
５  カメラ操作部
６  通信回線
７  画像処理装置
８  通信回線
１０  道路
１１〜１５  基準ポール
７１  画像処理部
７２  画像蓄積部
７３  制御部
７４  モニター装置
７５  入力コンソール
【図１】
2004172878.tif 000010
【図２】
2004172878.tif 000011
【図３】
2004172878.tif 000012
【図４】
2004172878.tif 000013
【図５】
2004172878.tif 000014
【図６】
2004172878.tif 000015
【図７】
2004172878.tif 000016
【図８】
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