(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
道路を撮像して前記道路の画像を取得する撮像部と、
前記道路を走行する車両が撮像される前記画像内の複数の注視領域について、前記撮像部の設置位置及び向きに応じた幾何学変換を行う幾何学変換部と、
前記幾何学変換部により幾何学変換された注視領域の画像から前記車両を検出するとともに、予め設定された注視領域の優先順位と車種との関係に基づいて、検出された前記車両のナンバーを読み取る注視領域を選択し、選択した前記注視領域の画像から前記車両のナンバーを読み取る車両検出部と、
を備える車両検出装置。
【請求項２】
前記車両検出部は、前記注視領域の画像から、ナンバープレートを含む前記車両のフロント部分を検出し、
複数の注視領域における前記車両の検出結果の遷移に基づいて、前記車両の前記道路の通過を判断する状態判定部と、
前記判断に基づいて、前記道路を通過した車両を計数する計数部と、
をさらに備える、
請求項１に記載の車両検出装置。
【請求項３】
前記車両検出部は、車両が検出された注視領域の画像からナンバーが読み取れない場合、予め設定された画像内の所定の位置の領域からナンバーを読み取る、
請求項１又は２に記載の車両検出装置。
【請求項４】
道路を撮像して前記道路の画像を取得する撮像部と、前記道路を走行する車両が撮像される前記画像内の複数の注視領域について、前記撮像部の設置位置及び向きに応じた幾何学変換を行う、幾何学変換部と、前記幾何学変換部により幾何学変換された注視領域の画像から前記車両を検出するとともに、前記画像から前記車両のナンバーを読み取る車両検出部と、を備える車両検出装置の設定を行う調整支援装置であって、
前記車両検出装置の設置に関する情報を設定する設置情報設定部と、
前記画像において撮像された前記道路が位置する領域を設定する道路領域設定部と、
前記画像に定常的に撮像される被写体の位置及び形状に関する情報を設定する特徴設定部と、
前記車両検出部が、検出された前記車両のナンバーを読み取る注視領域を、予め設定された注視領域の優先順位と車種との関係に基づいて選択する注視領域設定部と、
を備える調整支援装置。
【請求項５】
前記注視領域設定部は、撮像された前記道路が位置する領域に基づいて、複数の注視領域を前記車両の車体長と同程度、又はそれより長い間隔で設定する、
請求項４に記載の調整支援装置。
【請求項６】
前記道路領域設定部は、複数車線で構成される道路について、車線ごとの位置を設定し、
前記注視領域設定部は、車線ごとの注視領域を設定し、同一車両が重複して撮像される可能性がある注視領域内の領域をマスクし、１の車線の注視領域からマスクされた領域を除外する、
請求項５に記載の調整支援装置。
【請求項７】
前記注視領域設定部は、ナンバープレートが撮像される可能性のない注視領域と、前記注視領域にナンバープレートが撮像される可能性のない車種とを対応づけて設定する、
請求項６に記載の調整支援装置。
【請求項８】
前記注視領域設定部は、前記車両検出装置における検出結果に基づいて車種ごとに決定された注視領域の優先順位を設定する、
請求項７に記載の調整支援装置。
【請求項９】
前記注視領域設定部は、前記車両検出装置における検出結果に基づいて車種ごとに決定された注視領域の位置情報を設定する、
請求項８に記載の調整支援装置。
【請求項１０】
道路を撮像して前記道路の画像を取得する撮像ステップと、
前記道路を走行する車両が撮像される前記画像内の複数の注視領域について、前記画像を取得する撮像部の設置位置及び向きに応じた幾何学変換を行う、幾何学変換ステップと、
前記幾何学変換ステップにおいて幾何学変換された注視領域の画像から前記車両を検出するとともに、予め設定された注視領域の優先順位と車種との関係に基づいて、検出された前記車両のナンバーを読み取る注視領域を選択し、選択した前記注視領域の画像から前記車両のナンバーを読み取る車両検出ステップと、
を有する車両検出方法。
【請求項１１】
道路を撮像して前記道路の画像を取得する撮像部と、前記道路を走行する車両が撮像される前記画像内の複数の注視領域について、前記撮像部の設置位置及び向きに応じた幾何学変換を行う、幾何学変換部と、前記幾何学変換部により幾何学変換された注視領域の画像から前記車両を検出するとともに、前記画像から前記車両のナンバーを読み取る車両検出部と、を備える車両検出装置の設定を行う調整支援装置が行う調整方法であって、
前記車両検出装置の設置に関する情報を設定する設置情報設定ステップと、
前記画像において撮像された前記道路が位置する領域を設定する道路領域設定ステップと、
前記画像に定常的に撮像される被写体の位置及び形状に関する情報を設定する特徴設定ステップと、
前記車両検出部が、検出された前記車両のナンバーを読み取る注視領域を、予め設定された注視領域の優先順位と車種との関係に基づいて選択する注視領域設定ステップと、
を有する調整方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、車両検出装置、調整支援装置、車両検出方法及び調整方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、カメラ等の撮像装置を用いて道路を撮像し、取得された画像から撮像された道路を走行する車両を検出することが行われている。この車両の検出により、通行車両の計数や、通行車両のナンバー情報の取得が行われている。このような画像から車両を検出する手法の１つにパターンマッチングがある。取得された画像と、パターン画像とのマッチングを行うことにより精度の高い車両の検出が可能である。
しかしながら、パターンマッチングにより車両検出を行う場合、検出精度は、画像に撮像された検出対象の対称性や歪み等によって大きく左右される。そのため、撮像装置の設置位置や設置角度によっては、マッチングの精度が大きく低下する場合があった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１３−１１７７６８号公報
【特許文献２】特開２０１０−２１８４３８号公報
【特許文献３】特開２０１２−３７０８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明が解決しようとする課題は、より精度良く画像から車両を検出することができる車両検出装置、調整支援装置、車両検出方法及び調整方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
実施形態の車両検出装置は、撮像部と、幾何学変換部と、車両検出部と、を持つ。撮像部は、道路を撮像して前記道路の画像を取得する。幾何学変換部は、前記道路を走行する車両が撮像される前記画像内の複数の注視領域について、前記撮像部の設置位置及び向きに応じた幾何学変換を行う。車両検出部は、前記幾何学変換部により幾何学変換された注視領域の画像から前記車両を検出する。
【図面の簡単な説明】
【０００６】
【図１】実施形態の車両検出システム１のシステム構成を示すシステム構成図。
【図２】車両検出装置３の設置例を示す図。
【図３】車両検出装置３の設置例を示す図。
【図４】画像から車両の通過を判断する方法の一例を示す図。
【図５】画像から車両の通過を判断する方法の一例を示す図。
【図６】画像から車両の通過を判断する方法の一例を示す図。
【図７】実施形態の車両検出装置３が車両の通過を判定する方法の概要を示す図。
【図８】実施形態の車両検出装置３が車両の通過を判定する方法の概要を示す図。
【図９】実施形態の車両検出装置３が車両の通過を判定する方法の概要を示す図。
【図１０】車両検出装置３の機能構成を示す機能ブロック図。
【図１１】幾何学変換の具体例を示す図。
【図１２】調整支援装置２の機能構成を示す機能ブロック図。
【図１３】道路領域の分割の例を示す図。
【図１４】注視領域の具体例を示す図。
【図１５】注視領域の具体例を示す図。
【図１６】注視領域の具体例を示す図。
【図１７】車両を背面から撮像する場合の注視領域の具体例を示す図。
【図１８】車両を背面から撮像する場合の注視領域の具体例を示す図。
【図１９】実施形態の車両検出装置３による車両検出処理の流れを示すフローチャート。
【図２０】優先順位テーブル３２１の具体例を示す図。
【図２１】ナンバープレートの認識結果を確認するための画面の具体例を示す図。
【図２２】位置情報テーブル３２２の具体例を示す図。
【発明を実施するための形態】
【０００７】
以下、実施形態の車両検出装置、調整支援装置、車両検出方法及び調整方法を、図面を参照して説明する。
図１は、実施形態の車両検出システム１のシステム構成を示すシステム構成図である。
車両検出システム１は、調整支援装置２及び車両検出装置３を備える。
調整支援装置２は、車両検出装置３の設置又は調整の作業（以下、「調整作業」という。）を支援する装置である。例えば、調整支援装置２は、ＰＣやスマートフォン等の端末装置を用いて構成される。調整支援装置２には、車両検出装置３の調整を行うためのアプリケーション（以下、「調整ツール」という。）がインストールされる。作業者は、調整ツールを操作することにより、設定情報や調整結果等の情報を確認することができる。調整支援装置２は、ＬＡＮ（Local Area Network）等の通信インターフェースを備え、車両検出装置３の設置又は調整の際に、車両検出装置３に接続される。調整支援装置２は、車両検出装置３に直接接続されてもよいし、ネットワークを介して接続されてもよい。また、調整支援装置２の車両検出装置３への接続は、有線接続であってもよいし、無線接続であってもよい。
【０００８】
車両検出装置３は、道路を走行する車両を検出する装置である。車両検出装置３は、道路上空の所定の位置に設置され、道路を撮像する。車両検出装置３は、撮像により取得した画像データから車両を検出する。車両検出装置３は、検出結果に基づいて、車両の通行状況を判断し、通過した車両を計数する。また、車両検出装置３は、検出された車両の画像からナンバーの読み取りを行う。車両検出装置３は、車両の検出有無や、それに基づいて取得される車両の通行状況や車両数、ナンバー等の情報を、他の装置やシステムに送信する。これらの情報をまとめて、検出情報と呼ぶ。図１の例の場合、車両検出装置３は、検出情報を上位システム４に通知する。
【０００９】
なお、車両検出装置３が上位システム４に送信する情報は検出情報に限定されない。車両検知装置３は、自装置に保持されるどのような情報を上位システム４に送信してもよい。例えば、車両検出装置３は、自装置の設定情報や、車両検出処理の過程で取得又は生成された情報などを上位システム４に送信してもよい。また、車両検出装置３は、調整支援装置２から取得される各種の情報を上位システム４に送信してもよい。また、車両検出装置３は、上位システム４から情報を取得してもよい。
【００１０】
上位システム４は、車両検出システム１から検出情報を受信するシステムである。例えば、上位システム４は、交通状況をモニタリングするシステムであってもよいし、料金収受を自動化するＥＴＣ（Electronic Toll Collection）システムであってもよい。
【００１１】
図２及び図３は、車両検出装置３の設置例を示す図である。
図２及び図３における符号５は、道路を走行する車両を表す。また、符号６は、車両検出装置３を道路上空に設置するために、道路脇に設けられた構造物である。車両検出装置３は、構造物６に備え付けられることによって、道路を上空から撮像する。図２は、車両検出装置３が、車両５の進行方向に対して逆方向に道路を撮像するように設置された例である。この場合、車両検出装置３は、車両の全面を撮像することになる。図３は、車両検出装置３が、車両５の進行方向に対して順方向に道路を撮像するように設置された例である。この場合、車両検出装置３は、車両の背面を撮像することになる。
【００１２】
図４、図５及び図６は、画像から車両の通過を判断する方法の一例を示す図である。
図４、図５及び図６は、特許文献１に開示された方法であるため、ここでは概要のみの説明に留める。図４において、画像１０１〜１０４は、道路を通過する車両が画像１０１〜１０４の順に時系列に撮像された画像である。符号１０５及び１０６は、画像１０１〜１０４を車両の進行方向の向きに３分割する境界線である。境界線１０５及び１０６によって、画像１０１〜１０４は、Ａｒｅａ１、Ａｒｅａ２及びＡｒｅａ３に分割される。画像１０１では、Ａｒｅａ１及びＡｒｅａ２において車両が検出される。画像１０２及び画像１０３では、Ａｒｅａ１、Ａｒｅａ２及びＡｒｅａ３において車両が検出される。画像１０４では、Ａｒｅａ３において車両が検出される。
【００１３】
図５は、車両が通過するときのＡｒｅａ１、Ａｒｅａ２及びＡｒｅａ３の状態の遷移を示す図である。画像１１１〜１１５は、それぞれ画像左からＡｒｅａ１、Ａｒｅａ２及びＡｒｅａ３に分割されている。車両の進行方向は、紙面の右方向である。まず、画像１１１が撮像されたタイミングでは、検出対象の車両が存在しない。そして、画像１１２が撮像されたタイミングで、Ａｒｅａ１に新規車両が検出される。検出された車両は進行方向に走行し、画像１１３が撮像されたタイミングで、Ａｒｅａ１、Ａｒｅａ２及びＡｒｅａ３に検出される。検出された車両はさらに走行し、画像１１４が撮像されたタイミングでは、Ａｒｅａ３に検出される。そして、車両はＡｒｅａ３を完全に通過し、画像１１５が撮像されたタイミングでは、再び検出対象の車両が存在しない状態となる。画像１１１〜１１５に示される車両の検出状態をそれぞれ、Ｓ０、Ｓ１、Ｓ３、Ｓ２、Ｓ０と表す。
【００１４】
図６は、Ａｒｅａ１を基準区間ａ、Ａｒｅａ２を基準区間ｂとしたときの、各基準区間における車両検出の状態の遷移をＯＮ又はＯＦＦで示した図である。ＯＮは検出車両有りを示す状態であり、ＯＦＦは検出車両無しを示す状態である。車両が通過するとき、基準区間ａ（Ａｒｅａ１）がＯＮとなるのは、図５よりＳ１及びＳ３の状態である。また、同様に、基準区間ｂ（Ａｒｅａ２）がＯＮとなるのは、Ｓ３及びＳ２の状態である。すなわち、基準区間ａ及び基準区間ｂのＯＮ又はＯＦＦによって表される状態が、Ｓ０、Ｓ１、Ｓ３、Ｓ２、Ｓ０の順に変化したことを検出することによって、車両の通過を判断することができる。
【００１５】
上記の方法は、Ｓ０（車両なし）の状態を検出して車両の通過を判定するため、高い検出精度を得るためには車両を真上又は真横から撮像する必要がある。しかしながら、真上又は真横から車両を撮像した場合、ナンバープレートを撮像することは困難であり、車両を特定するためのナンバー情報を取得することができない。そのため、本実施形態の車両検出装置３は、図２及び図３で示されるように車両の前斜め上方又は後斜め上方から車両を撮像する。
【００１６】
図７、図８及び図９は、実施形態の車両検出装置３が車両の通過を判定する方法の概要を示す図である。
図７の画像２００は、車両検出装置３によって撮像された道路の画像である。画像２００において、符号２０１が示す領域が道路である。以下、画像において道路を示す領域を道路領域と呼ぶ。道路領域が示す道路とは、広い範囲での道路ではなく、車両が走行する１又は複数の車線を指す。画像２００は、１車線の道路領域の例である。符号２０２及び２０３が示す領域は道路以外の領域（以下、「非道路領域」という。）である。道路領域２０１に示された矢印は車両の進行方向を示す。
【００１７】
図８は、車両検出装置３に設定される注視領域の具体例を示す図である。注視領域とは、車両検出装置３が車両検出に用いる画像の領域のことである。図８の画像２００は、図７の画像２００と同じ画像である。図８の例では、車両の進行方向の順に符号Ｖ１〜Ｖ５で示される注視領域が設定されている。各注視領域は、車両の進行方向及び道路面に直交し、道路の幅と同じ長さの幅を持つ平面で構成される。図８の例の場合、車両検出装置３は、車両前斜め上方から道路を撮像するため、注視領域の形状は長方形ではなく、図のような台形となる。
【００１８】
図９の画像２１０は、画像２００に撮像された道路を車両が走行する様子が撮像された画像である。車両検出装置３は、注視領域Ｖ１〜Ｖ５の画像について画像処理を行って、各注視領域からナンバープレートを含む車両のフロント部分を検出する。図９の場合、注視領域Ｖ４において車両のフロント部分が検出される。車両検出装置３は、車両のフロント部分が検出される注視領域の遷移に基づいて車両の通過を判定する。具体的には、車両検出装置３は、まず注視領域Ｖ１で車両のフロント部分を検出する。車両検出装置３は、注視領域Ｖ１で車両を検出すると、検出された車両の追跡を開始する。車両検出装置３は、注視領域Ｖ１で車両を検出した後、注視領域Ｖ２、Ｖ３、Ｖ４及びＶ５の順に車両を検出したときに、車両が通過したことを判定する。
【００１９】
なお、車両検出装置３は、注視領域の画像から車両を検出する際、Ｈｏｕｇｈ変換等の手法により、検出された車両の特徴を取得してもよい。車両検出装置３は、ある注視領域において検出された車両が、その注視領域において前回検出された車両か否かを判定することによって、車両の通過の判定をより正確に行うことができる。車両検出装置３は、車両の幅や、高さ、ナンバープレートの位置などの情報を、車両の特徴として取得してもよい。車両検出装置３は、車両の追跡開始から、車両が通過するまでの間に、いずれかの注視領域において検出された車両の画像からナンバープレートを読み取って、車両のナンバー情報を取得する。
【００２０】
なお、注視領域の画像上の大きさは、車両検出装置３から近い位置の注視領域ほど大きくなる。そのため、図９の例では、注視領域Ｖ１、Ｖ２、Ｖ３、Ｖ４及びＶ５の順に注視領域は大きくなっている。注視領域の大きさが大きいほど、その注視領域は多くの画素を含む。そのため、被写体はより鮮明に撮像される。逆に、注視領域の大きさが小さいほど、その注視領域に含まれる画素が少なくなる。そのため、被写体の鮮明さが低下する。一方、車両検出装置３に近い位置の注視領域では、車両はより真上又は真横に近い向きから撮像される。そのため、車両検出装置３に近い位置の注視領域では、車両は鮮明に撮像されるが、ナンバープレートの読み取りが難しくなる。このような理由により、ナンバープレートの読み取りは、車両検出装置３から遠すぎず、近すぎない中間位置の注視領域において行われるとよい。例えば、図９の例の場合、車両検出装置３は、注視領域Ｖ３又はＶ４の画像でナンバープレートの読み取りを行うとよい。
以下、上記方法で車両検出を行う車両検出装置３の詳細について説明する。
【００２１】
図１０は、車両検出装置３の機能構成を示す機能ブロック図である。
車両検出装置３は、バスで接続されたＣＰＵ（Central Processing Unit）やメモリや補助記憶装置などを備え、車両検出プログラムを実行する。車両検出装置３は、車両検出プログラムの実行によって通信部３１、記憶部３２、撮像部３３、車両候補検出部３４、注視領域補正部３５、車両検出部３６、車両状態判定部３７、車両計数部３８及び設定登録部３９を備える装置として機能する。なお、車両検出装置３の各機能の全て又は一部は、ＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）やＰＬＤ（Programmable Logic Device）やＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）等のハードウェアを用いて実現されてもよい。車両検出プログラムは、コンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録されてもよい。コンピュータ読み取り可能な記録媒体とは、例えばフレキシブルディスク、光磁気ディスク、ＲＯＭ、ＣＤ−ＲＯＭ等の可搬媒体、コンピュータシステムに内蔵されるハードディスク等の記憶装置である。車両検出プログラムは、電気通信回線を介して送信されてもよい。
【００２２】
通信部３１は、ＬＡＮ等の通信インターフェースを用いて構成される。通信部３１は、調整支援装置２と通信する。
記憶部３２は、磁気ハードディスク装置や半導体記憶装置などの記憶装置を用いて構成される。記憶部３２は、車両検出処理において用いられる、マッチング用のパターン画像（以下、「辞書データ」という。）を予め記憶する。
撮像部３３は、カメラ等の撮像装置を用いて構成される。撮像部３３は、所定の位置及び向きで道路を撮像し、画像データを生成する。撮像部３３は、画像データを車両候補検出部３４に出力する。
【００２３】
車両候補検出部３４は、車両候補検出部３４撮像部３３から画像データを取得する。車両候補検出部３４は、車両候補検出部３４取得した画像データに画像処理を行って、画像に撮像された物体の特徴点を抽出する。車両候補検出部３４は、連続する画像データにおける同一の特徴点から、特徴点が示す物体の速度を算出する。車両候補検出部３４は、算出された速度に基づいて、車両候補となる物体を検出する。
注視領域補正部３５（幾何学変換部）は、車両候補が検出された画像の注視領域について幾何学変換を行う。この幾何学変換は、被写体の画像上の長さの比を、実空間における長さの比に変換する処理である。
【００２４】
図１１は、幾何学変換の具体例を示す図である。
図１１は、図９の注視領域Ｖ４に撮像された画像の幾何学変換を示している。注視領域Ｖ４’の画像は、注視領域Ｖ４の画像が幾何学変換された画像である。このように、注視領域補正部３５は、台形状の注視領域Ｖ４を、矩形の注視領域Ｖ４’に幾何学変換することによって、距離の遠近により生じる被写体の画像上の大きさを補正する。この幾何学変換に用いられるパラメータ（以下、「幾何パラメータ」という。）は、すなわち注視領域Ｖ４が注視領域Ｖ４’に対してどれだけ傾いているかを示す角度であり、この角度は注視領域Ｖ４の設定情報から取得可能である。
【００２５】
図１０の説明に戻る。
車両検出部３６は、注視領域補正部３５によって補正された注視領域の画像について、辞書データとのマッチング処理を行うことによって車両のフロント部分を検出する。辞書データには、車種や、車体の大きさ、車幅などの特徴に応じて複数の画像データが予め用意されている。車両検出部３６は、検出結果を車両状態判定部３７に出力する。また、車両検出部３６は、車両が検出された注視領域の画像からナンバープレートを検出し、ナンバーを読み取る。
【００２６】
車両状態判定部３７は、車両検出部３６の検出結果に基づいて、車両の進行状況を判定する。車両状態判定部３７は、車両が通過したことを判定した場合、車両計数部３８及び上位システム４に車両の通過を通知する。
車両計数部３８は、車両通過の通知に基づいて、通過車両を計数する。
設定登録部３９は、調整支援装置２から送信される自装置の設定を記憶部３２に保存する。
【００２７】
図１２は、調整支援装置２の機能構成を示す機能ブロック図である。
調整支援装置２は、バスで接続されたＣＰＵやメモリや補助記憶装置などを備え、調整支援プログラムを実行する。調整支援装置２は、調整支援プログラムの実行によって通信部２１、表示部２２、入力部２３、記憶部２４、情報取得部２５、調整情報取得部２６及び設定部２７を備える装置として機能する。また、調整支援プログラムの実行によって、調整支援装置２は、作業者による調整ツールの使用を可能にする。なお、調整支援装置２の各機能の全て又は一部は、ＡＳＩＣやＰＬＤやＦＰＧＡ等のハードウェアを用いて実現されてもよい。調整支援プログラムは、コンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録されてもよい。コンピュータ読み取り可能な記録媒体とは、例えばフレキシブルディスク、光磁気ディスク、ＲＯＭ、ＣＤ−ＲＯＭ等の可搬媒体、コンピュータシステムに内蔵されるハードディスク等の記憶装置である。調整支援プログラムは、電気通信回線を介して送信されてもよい。
【００２８】
通信部２１は、ＬＡＮ等の通信インターフェースを用いて構成される。通信部２１は、車両検出装置３と通信する。
表示部２２は、ＣＲＴ（Cathode Ray Tube）ディスプレイや液晶ディスプレイ、有機ＥＬ（Electro-Luminescence）ディスプレイ等の表示装置を用いて構成される。又は、表示部２２は、これらの表示装置を自装置に接続するインターフェースとして構成されてもよい。表示部２２は、作業者の操作に応じて調整作業に関する情報（以下、「調整情報」という。）を表示する。
【００２９】
入力部２３は、マウスやキーボード、タッチパネル等の入力装置を用いて構成される。又は、入力部２３は、これらの入力装置を自装置に接続するインターフェースとして構成されてもよい。入力部２３は、作業者の操作を受け付け、操作の内容に応じて各機能部に入力情報を出力する。
【００３０】
記憶部２４は、磁気ハードディスク装置や半導体記憶装置などの記憶装置を用いて構成される。記憶部２４は、車両検出装置３の設定に関する情報や、車両検出装置３から取得された情報を記憶する。
【００３１】
情報取得部２５は、車両検出装置３から、調整作業に必要となる情報を取得する。例えば、調整作業に必要となる情報には、車両の検出結果や検出位置などの車両検出装置３の動作に関する情報や、取得された画像データなどが含まれる。情報取得部２５は、車両検出装置３から取得した情報を記憶部２４に保存する。
【００３２】
調整情報取得部２６は、記憶部２４から各種情報を取得して、表示部２２に表示させる調整情報を生成する。調整情報取得部２６は、入力部２３から取得する入力情報に応じた調整情報を生成する。調整情報取得部２６は、生成した調整情報を表示部２２に出力し、表示させる。
【００３３】
設定部２７は、車両検出装置３の動作に関する各種設定を行う。具体的には、設定部２７は、入力部２３から入力情報を取得する。設定部２７は、入力情報から各種設定の設定情報を取得する。設定情報には、設定の種別を示す情報と設定値とが含まれる。設定部２７は、取得した設定情報を記憶部２４に保存する。また、設定部２７は、取得した設定情報を車両検出装置３に送信し、車両検出装置３に設定を反映させる。設定の種別には、設置設定、道路領域設定、画像特徴設定及び注視領域設定がある。設定部２７は、各種別の設定を行う機能部として、設置情報設定部２７１、道路領域設定部２７２、画像特徴設定部２７３及び注視領域設定部２７４を備える。
【００３４】
設置情報設定部２７１は、画像検出装置３の設置設定を行う。設置設定は、画像検出装置３の設置位置や設置状態に関する設定である。具体的には、設置情報設定部２７１は、画像検出装置３の設置高や俯角、視野角などの設定を行う。また、設置情報設定部２７１は、緯度及び経度などの位置情報を設定するように構成されてもよい。
【００３５】
道路領域設定部２７２は、画像検出装置３の道路領域設定を行う。道路領域設定は、画像検出装置３によって撮像される画像において、道路が撮像される領域（以下、「道路領域」という。）の画像内の位置を登録する設定である。ここでいう道路とは、車両が走行する車線を意味する。この道路領域設定によって、画像は道路領域と道路以外の領域とに分類される。道路領域設定部２７２によって設定される道路領域は、注視領域設定に用いられる。道路領域の画像内の位置は、画像処理によって検出されてもよいし、作業者の入力によって指定されてもよい。本実施形態では、道路領域設定部２７２は、作業者の入力情報に基づいて道路領域の位置を取得する。例えば、作業者は、入力部２３を操作して、車両検出装置３により撮像された画像を表示部２２に表示させる。作業者は、表示された画像における道路領域の境界線を入力する。道路領域設定部２７２は、入力された境界線によって表される道路領域を多角形で近似する。
【００３６】
例えば、画像検出装置３により撮像される画像が図７の画像２００であった場合、作業者は、道路領域２０１と、非道路領域２０２及び２０３との境界線を入力する。画像２００の例では、道路は直線に近い。この場合、道路領域設定部２７２は、入力された境界線を直線で近似することにより、道路領域２０１を５角形で近似する。
【００３７】
図１２の説明に戻る。
道路領域設定部２７２は、道路領域を識別すると、道路領域を複数の領域に分割する。具体的には、道路領域設定部２７２は、車両の進行方向と直交する直線で道路領域を分割する。
【００３８】
図１３は、道路領域の分割の例を示す図である。
図１３は、図７の道路領域２０１が６つの領域に分割された例を示している。この場合、例えば作業者は、道路領域２０１と非道路領域２０２及び２０３との境界線上に、道路領域２０１を分割する点のサンプルを入力する。図１３では、道路右側のサンプル点の例がＲ１、Ｒ２、・・・、で表されている。同様に道路左側のサンプル点の例がＬ１、Ｌ２、・・・、で表されている。道路右側のサンプル点の集合を｛Ｒ｝と記載する。道路左側のサンプル点の集合を｛Ｌ｝と記載する。道路領域設定部２７２は、２点を結ぶ直線が車両の進行方向と直交するように、集合｛Ｒ｝及び｛Ｌ｝からサンプル点を選択する。このように選択されたサンプル点の組を（Ｒｎ、Ｌｎ）（ｎは１以上の整数）と記載する。また、各サンプル点の組において、サンプル点を端点とする直線をＲｎ−Ｌｎと記載する。図１３の例では、道路領域２０１を分割する直線として、Ｒ１−Ｌ１、Ｒ２−Ｌ２、Ｒ３−Ｌ３、Ｒ４−Ｌ４及びＲ５−Ｌ５が得られたことが示されている。
【００３９】
図１２の説明に戻る。
画像特徴設定部２７３は、車両検出装置３の撮像視野内に存在する物体の特徴を設定する。例えば、画像特徴設定部２７３は、柱や街灯など定常的に撮像される物体の位置及び形状に関する情報を設定する。このように設定された特徴を、時系列に撮像される画像間で比較することによって、車両検出装置３の設置状況の変化を検知することが可能となる。
【００４０】
注視領域設定部２７４は、車両検出装置３によって取得される画像について、車両の検出に用いられる領域（以下、「注視領域」という。）を設定する。具体的には、注視領域設定部２７４は、道路領域を分割する直線Ｒｎ−Ｌｎを含み、道路面に直交する平面を注視領域に設定する。例えば、図１３で得られた直線Ｒ１−Ｌ１、Ｒ２−Ｌ２、Ｒ３−Ｌ３、Ｒ４−Ｌ４及びＲ５−Ｌ５に基づいて設定された注視領域は、図８の注視領域Ｖ１〜Ｖ５となる。
【００４１】
図８に示されるように注視領域の設定には、道路面からの高さが必要である。この高さは、長さが既知であるポール等を撮像し、この長さを基準として画像上の距離と比較することによって決定される。ここで、注視領域が示す実空間の領域の高さは、直線Ｒｎ−Ｌｎ上のいずれの点においても同じである。車両検出装置３は、このように設定された注視領域の画像について、予め保持するパターン画像とのマッチング処理を行うことによって車両を検出する。
【００４２】
図１４、図１５及び図１６は、注視領域の具体例を示す図である。
図１４は、注視領域間の距離が車両の車体長より長い間隔で設定された例を示す図である。図１４の画像３００は、画像２００に撮像された道路を２台の車両が近接して走行する様子が撮像された画像である。図１４の例の場合、先行車両は注視領域Ｖ７において車両のフロント部分が検出される。また、後続車両は、注視領域Ｖ６において車両のフロント部分が検出される。このように、注視領域が複数設けられることによって、車両検出装置３は、複数の車両を同時に検出することが可能となる。しかしながら、注視領域を過度に多く設定してしまうと、車両の誤検出や性能劣化等の問題が発生する可能性がある。そのため、注視領域間の距離は車両の車体長と同程度、又はそれより長い間隔で設定されてもよい。
【００４３】
また、撮像対象の道路が複数車線を有する場合、図１５のように、車線毎に異なる注視領域が設定されてもよい。図１５のように、車線毎に注視領域が設定されることによって、車両検出装置３は、１つの画像で複数の車線の車両を検出することが可能となる。ただし、複数の車線について注視領域を設定した場合、同一の車両が複数の注視領域に撮像される場合がある。例えば、車体の大きな車両が手前の車線を走行する場合、その車両は奥の車線の注視領域に撮像される可能性がある。そして、隣接する車線において、注視領域が重複するように設定されている場合には、この可能性はより高まる。例えば、図１５の例の場合、符号４０１の注視領域に撮像された車両は、符号４０２の注視領域に撮像される可能性がある。すなわち、同じ車両が複数の注視領域で検出される可能性があり、このような領域はマッチング処理の精度を低下させる要因となりうる。そのため、注視領域設定部２７４は、同一車両が重複して撮像される注視領域内の領域にマスクを行って、当該領域をマッチング処理に使用される領域から除外してもよい。
【００４４】
また、車両の種類によっては、車両の特徴となる部分が注視領域に収まらない場合がある。そのため、車両検出装置３には複数の高さの注視領域が設定されてもよい。例えば、図１６のように車高の高い車両においては、車両のフロント部分の一部が注視領域に収まらず、マッチング処理の精度が低下する可能性がある。また、夜間など、光量が少ない状況においては、画像中の物体はエッジ情報が大きく失われ、マッチング処理の精度が低下する可能性がある。このような、マッチング処理の精度の低下を抑制するために、より広い範囲の注視領域が設定されてもよい。例えば、図１６の場合、注視領域５０１は、通常の注視領域を表す。この場合、注視領域は、より広い範囲の注視領域として注視領域５０２のように設定されてもよい。注視領域５０２は、注視領域５０１が車両の高さ方向に拡大されたものである。注視領域５０３は、注視領域５０１と注視領域５０２との差分の領域である。マッチング処理は、注視領域５０２に対して行われてもよいし、注視領域５０１及び５０３のそれぞれに対して行われてもよい。
【００４５】
以上、図２のように車両を前面から撮像する場合を例に注視領域を説明した。上記説明した注視領域は、車両を前面又は背面のいずれから撮像する場合に適用されてもよい。これに対して、車両を背面から撮像する場合に特に有効となる注視領域の設定について次に説明する。
【００４６】
図１７及び図１８は、車両を背面から撮像する場合の注視領域の具体例を示す図である。
図１７の符号６０１及び符号６０２は、車両検出装置３の撮像範囲を示す。図１７において符号６０３が示す２台の車両は同一の車両を表している。位置Ａの車両６０３は、紙面左方向に進行し位置Ｂに到達する。図１７のように車両を背面から撮像する場合、車両検出装置３は車両前面のナンバープレートを撮像することはできない。そのため、この場合、車両検出装置３は、車両背面のナンバープレートを検出することになる。
【００４７】
図１８の画像７０１及び７０２は、車両の進行を車両背面から撮像した画像である。この場合、車両検出装置３の向きと、車両の進行方向との関係は図３のようになる。画像７０２は、画像７０１が撮像された時刻より後の時刻で撮像された画像である。そのため、画像７０２において、画像７０１に撮像された車両は進行方向（紙面右上）に移動した位置に撮像されている。符号７０３〜７０５は、画像７０１及び７０２を撮像する車両検出装置３に設定された注視領域である。注視領域７０３〜７０５は、画像７０１及び７０２において同じ位置の領域を示す。画像７０１では、車両背面のナンバープレートは、注視領域７０４の位置に撮像されており、画像７０２では注視領域７０５の位置に撮像されている。
【００４８】
このように、車両を背面から撮像する場合、車両の種類や高さ、車両検出装置３の位置、向きによっては、注視領域７０３には、ナンバープレートが写らない場合がある。例えばトラックなどの車両は、注視領域７０３には、車両の荷台部分しか映らない可能性がある。この場合、車両検出装置３は、車両のナンバープレートが検出される可能性のない又は、検出されるとしても検出精度が低い注視領域に対してマッチング処理を行うことになり、車両検出装置３のシステムリソースが無駄に消費される。そのため、調整支援装置２は、このような注視領域をマッチング処理の対象外としてマスクする設定を、車両検出装置３に行ってもよい。
【００４９】
図１９は、実施形態の車両検出装置３による車両検出処理の流れを示すフローチャートである。
まず、撮像部３３が道路を撮像し、画像データを取得する（ステップＳ１０１）。撮像部３３は、取得した画像データを車両候補検出部３４に出力する。車両候補検出部３４は、撮像部３３から画像データを取得する。車両候補検出部３４は、取得した画像データに前処理を行う（ステップＳ１０２）。前処理において、車両候補検出部３４は、まずＳｏｂｅｌフィルタ等によるフィルタ処理を行い、画像データからノイズを除去する。これは、夜間等、光量が少ない状況における撮像は、ノイズの影響を受けやすいためである。そして、車両候補検出部３４は、ノイズが除去された画像から移動体の特徴点を抽出する。画像から移動体の特徴点を抽出する手法には、既存のどのような手法が用いられてもよい。
【００５０】
車両候補検出部３４は、連続する画像データにおける同一の特徴点から移動ベクトルを算出する。車両候補検出部３４は、複数の特徴点のそれぞれについて移動ベクトルを算出し、移動ベクトル群を算出する。車両候補検出部３４は、各移動ベクトルの絶対値について、平均や分散等の統計値を算出する（ステップＳ１０３）。車両候補検出部３４は、統計値を所定の閾値と比較することによって車両候補の有無を判定する（ステップＳ１０４）。車両候補検出部３４は、統計値が所定の閾値以上である場合、車両候補有りと判定する。車両候補有りと判定された場合（ステップＳ１０４−ＹＥＳ）、車両候補が検出された位置とともに画像データを注視領域補正部３５に出力する。一方、車両検出部３６は、統計値が所定の閾値未満である場合、車両候補無しと判定する。車両候補無しと判定された場合（ステップＳ１０４−ＮＯ）、ステップＳ１０１に戻り、車両検出装置３は次の画像データについて車両候補の検出を行う。
【００５１】
注視領域補正部３５は、車両候補有りと判定された画像の注視領域について幾何学変換を行う（ステップＳ１０５）。注視領域補正部３５は、変換対象の注視領域を、車両候補が検出された画像の位置に基づいて判断する。注視領域補正部３５は、調整支援装置２によって算出された幾何パラメータを用いて注視領域の画像を変換する。注視領域補正部３５は、幾何学変換により補正された注視領域の画像を車両検出部３６に出力する。
【００５２】
車両検出部３６は、補正後の注視領域の画像について、辞書データとのマッチング処理を行う（ステップＳ１０６）。このマッチング処理によって、注視領域の画像から車両を検出する。具体的には、車両検出部３６は、注視領域の画像と辞書データの画像との相関を示すスコアを算出する。このとき、車両検出部３６は、マッチングの精度を向上させるため、辞書データの画像について解像度及びサイズを変化させながらマッチング処理を行う。車両検出部３６は、辞書データに含まれる複数の画像ごとに、かつ解像度及びサイズの変化ごとに、スコアを算出する。車両検出部３６は、算出されたスコアを所定の閾値と比較することによって車両の有無を判定する（ステップＳ１０７）。車両検出部３６は、スコアが所定の閾値以上である場合（ステップＳ１０７−ＹＥＳ）、車両有りと判定し、車両が検出された注視領域を車両状態判定部３７に通知する。一方、車両検出部３６は、スコアが所定の閾値未満である場合（ステップＳ１０７−ＮＯ）、車両無しと判定する。車両無しと判定された場合、ステップＳ１０１に戻り、車両検出装置３は次の画像データについて車両候補の検出を行う。
【００５３】
車両状態判定部３７は、車両検出部３６から車両が検出された注視領域の通知を受ける。車両状態判定部３７は、通知された注視領域と、前回通知された注視領域とにより、車両の進行状況を判定する（ステップＳ１０８）。例えば、車両状態判定部３７は、車両の進行状況を「進入」、「通過中」及び「退出」の３つの状態に判定する。車両状態判定部３７は、「退出」を判定した場合、車両が通過したことを車両計数部３８に通知する。車両検出部３６は、車両が検出された注視領域の画像からナンバープレートを検出し、ナンバーを読み取る（ステップＳ１０９）。車両計数部３８は、車両状態判定部３７から車両が通過したことの通知を受けると、現在の車両数に１を加算する（ステップＳ１１０）。車両計数部３８は、車両数の加算を行うと、新たな車両が通過したことを上位システム４に通知する。
【００５４】
このように構成された実施形態の車両検出システム１では、車両検出装置３は、車両検出処理において注視領域の補正を行う注視領域補正部３５を備える。この注視領域補正部３５を備えることにより、車両検出装置３は、注視領域の画像と辞書データの画像とのマッチング処理をより精度よく行うことが可能となる。その結果、車両検出装置３の車両検出の精度が向上する。
【００５５】
また、実施形態の車両検出システム１では、車両検出装置３を設置又は調整する作業者は、調整支援装置２を用いて作業することにより、設置に関する情報を視覚的に確認することができる。そのため、車両検出装置３の設置又は調整の精度が向上し、車両検出装置３は、より精度良く車両を検出することが可能となる。
【００５６】
以下、実施形態の調整支援装置２及び車両検出装置３の変形例について説明する。
車両検出装置３は、車両の種別ごとに設定された優先順位に基づいて、ナンバープレートの読み取りを行うように構成されてもよい。具体的には、車両検出装置３の記憶部３２は、この優先順位を保持する優先順位テーブル３２１を記憶する。
【００５７】
図２０は、優先順位テーブル３２１の具体例を示す図である。
優先順位テーブル３２１は、注視領域ごとに優先順位レコードを有する。優先順位レコードは、注視領域ＩＤ、解像度、補正角度及び車種１〜車種ｎの各値を有する。注視領域ＩＤは、注視領域の識別情報である。解像度は、注視領域を構成する画素数を表す。すなわち、車両検出装置３に近い位置が撮像される注視領域ほど解像度は高くなる。補正角度は、注視領域に対して行われる幾何学補正の角度を表す。すなわち、車両検出装置３に近い位置が撮像される注視領域ほど補正角度は大きくなる。解像度及び補正角度は、注視量ＩＤが示す注視領域の設定から取得される。
【００５８】
車種１〜ｎ（ｎは１以上の整数）は、大きさや高さなどの車両の特徴によって分類される車両の種別を表す。この分類は、注視領域の画像にマッチしたパターン画像の種別によって分類することができる。車種１〜ｎの値には、各注視領域に設定された優先順位の値が登録される。
【００５９】
この注視領域ごとの優先順位は、車両検出装置３の検出結果に基づいて調整作業の作業者が判断する。この場合、車両検出装置３は、検出結果に関する情報を自装置の記憶部３２に蓄積し、自装置の調整時に調整支援装置２に送信する。作業者は、調整支援装置２を用いて検出結果を確認し、ナンバープレートの読み取りに適した注視領域の優先順位を決定する。作業者は、決定した優先順位を車両検出装置３に設定する。
【００６０】
図２１は、ナンバープレートの認識結果を確認するための画面の具体例を示す図である。
画面８００は、調整支援装置２の表示部２２に表示される。画面８００は、例えば、画像表示領域８０１、ナンバー画像表示領域８０２及びナンバー情報表示領域８０３を備える。画像表示領域８０１は、ナンバープレートの読み取りが行われた画像が表示される領域である。ナンバー画像表示領域８０２は、画像表示領域８０１に表示された画像から検出されたナンバープレートの画像が表示される領域である。ナンバー情報表示領域８０３は、ナンバープレートから読み取られた情報が表示される領域である。作業者は、画面８００を目視により確認し、検出結果を評価する。
【００６１】
このように、車両検出装置３の検出結果に基づいて決定された注視領域の優先順位が車両の種別ごとに設定されることによって、車両検出装置３は、より精度よくナンバープレートを認識することが可能となる。
【００６２】
また、車両検出装置３は、車両の種別ごとに設定された位置情報に基づいて、ナンバープレートの読み取りを行うように構成されてもよい。具体的には、車両検出装置３の記憶部３２は、この位置情報を保持する位置情報テーブル３２２を記憶する。
【００６３】
図２２は、位置情報テーブル３２２の具体例を示す図である。
位置情報テーブル３２２は、車種ごとに位置情報レコードを有する。位置情報レコードは、車種、開始位置情報、終了位置情報及び補正角度の各値を有する。車種は、大きさや高さなどの車両の特徴によって分類される車両の種別を表す。この分類は、注視領域の画像にマッチしたパターン画像の種別によって分類することができる。開始位置情報は、ナンバープレートの検出を行う領域の始点の位置を表す。終了位置情報は、ナンバープレートの検出を行う領域の終点の位置を表す。補正角度は、ナンバープレートの検出を行う領域の傾きを表す。開始位置情報、終了位置情報及び補正角度により、ナンバープレートの検出を行う領域の形状が定まる。
【００６４】
この車種ごとの位置情報は、車両検出装置３の検出結果に基づいて調整作業の作業者が判断する。作業者は、調整支援装置２を用いて検出結果を確認し、ナンバープレートが設置される可能性のある位置を決定する。作業者は、決定した車種ごとの位置情報を車両検出装置３に設定する。
【００６５】
このように、車両検出装置３の検出結果に基づいて決定された位置情報が車両の種別ごとに設定されることによって、車両検出装置３は、通常とは異なる位置に設置されたナンバープレートを検出することが可能となる。
【００６６】
以上説明した少なくともひとつの実施形態によれば、注視領域の画像を補正する注視領域補正部及び車両検出装置の設置又は調整を支援する調整支援装置を持つことにより、車両検出システムにおける車両検出の精度を向上させることができる。
【００６７】
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。
【符号の説明】
【００６８】
１…車両検出システム，２…調整支援装置，２１…通信部，２２…表示部，２３…入力部，２４…記憶部，２５…情報取得部，２６…調整情報取得部，２７…設定部，２７１…設置情報設定部，２７２…道路領域設定部，２７３…画像特徴設定部，２７４…注視領域設定部，３…車両検出装置，３１…通信部，３２…記憶部，３２１…優先順位テーブル，３２２…位置情報テーブル，３３…撮像部，３４…車両候補検出部，３５…注視領域補正部，３６…車両検出部，３７…車両状態判定部，３８…車両計数部，４…上位システム，５…車両，６…構造物，２００…画像，２０１…道路領域，２０２、２０３…非道路領域，３００…画像，４００…画像，４０１、４０２…注視領域，５０１〜５０３…注視領域，６０１、６０２…撮像範囲，６０３…車両，７０１、７０２…画像，７０３〜７０５…注視領域，８００…画面，８０１…画像表示領域，８０２…ナンバー画像表示領域，８０３…ナンバー情報表示領域，Ｖ１〜Ｖ７…注視領域
【図１】
0006316154.tif 000002
【図２】
0006316154.tif 000003
【図３】
0006316154.tif 000004
【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
0006316154.tif 000009
【図９】
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【図１０】
0006316154.tif 000011
【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
0006316154.tif 000014
【図１４】
0006316154.tif 000015
【図１５】
0006316154.tif 000016
【図１６】
0006316154.tif 000017
【図１７】
0006316154.tif 000018
【図１８】
0006316154.tif 000019
【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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