(57)【要約】【課題】  道路に関する様々な情報を，低いコストで，且つ，高い精度で得られる道路状況計測装置の提供を目的とする。【解決手段】  本発明による道路状況計測装置は，複数の道路状況取得機能のうちから一の機能を選択する機能選択手段（３）と，撮像装置（１）と，撮像装置（１）の視野を，選択された前記一の機能に対応する視野範囲に調整する視野調節手段（２ｆ）と，撮像装置（１）から送信される映像信号（６）を前記一の機能によって処理することにより，道路の状況を示す道路状況データを生成する画像処理手段（２）とを備えている。【選択図】  図１
2005284819.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の道路状況取得機能のうちから一の機能を選択する機能選択手段と，
撮像装置と，
前記撮像装置の視野を，選択された前記一の機能に対応する視野範囲に調節する視野調節手段と，
前記撮像装置から送信される映像信号を前記一の機能によって処理することにより，道路の状況を示す道路状況データを生成する画像処理手段
とを備えた
道路状況計測装置。
【請求項２】
請求項１に記載の道路状況計測装置において，
前記複数の道路状況取得機能は，
道路の交通量と前記道路を走行する車両の平均速度とのうちの少なくとも一方を取得する交通流計測機能と，
前記道路の路面状態を判定する路面状態判定機能と，
前記道路の視程低下を検出する視程低下検出機能と，
前記道路への降雪を感知する降雪感知機能と，
前記道路を走行する車両のナンバープレートを認識するナンバープレート認識機能とのうちから選択された複数の機能である
道路状況計測装置。
【請求項３】
請求項２に記載の道路状況計測装置において，
前記視程低下検出機能に対応する視野範囲には，所定の白色の目標物体が存在し，
前記機能選択手段によって前記視程低下検出機能が選択されたとき，前記視野調節手段は，前記撮像装置の視野を前記視程低下検出機能に対応する前記視野範囲に調節し，前記撮像装置は，前記目標物体の撮影画像を前記映像信号として前記画像処理手段に送信し，前記画像処理手段は，前記目標物体の前記撮影画像から，前記視程低下を検出する
道路状況計測装置。
【請求項４】
複数の道路状況取得機能のうちから一の機能を選択するステップと，
撮像装置の視野を，選択された前記一の機能に対応する視野範囲に調整するステップと，
前記撮像装置から送信される映像信号を前記一の機能によって処理することにより，道路の状況を示す道路状況データを生成するステップ
とを備えた
道路状況計測方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は，道路状況計測装置に関し，特に，交通量，路面状態，視界等に例示される道路状況を取得するための装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
道路を適切に管理するためには，道路に関する様々なデータを取得することが求められる。例えば，道路の交通量，路面状態，及び視界は，道路を管理する上で重要なデータである。
【０００３】
道路に関する様々なデータを取得するために，道路には様々な道路状況計測装置が取り付けられる。典型的な道路状況計測装置としては，道路を撮像装置によって撮像して交通量を計測する装置（例えば特許文献１参照），路面を撮像して路面の状態を監視する路面監視装置（例えば特許文献２参照），及び，視界不良を検出するために設けられる視程計が挙げられる。
【０００４】
道路に関する様々なデータを取得する上で考慮されるべき事項の一つが，それに必要な設備を設置するためのコストである。様々な種類の道路状況計測装置を道路に設置すれば，様々な種類のデータが得られる。しかし，様々な道路状況計測装置を道路に設置することは，その設置に要するコストを増大させ，経済的に好ましくない。
【０００５】
道路に関する様々なデータを取得する上で考慮されるべきもう一つの事項は，得られるデータの精度である。取得されるデータの精度が高いことは，道路状況計測装置に対する基本的な要求の一つである。低い精度のデータは，道路を適切に管理するためには有用でない。
【０００６】
このような背景から，道路に関する様々なデータを，低いコストで且つ高い精度で得られる道路状況計測装置の提供が望まれている。
【特許文献１】特開２００４−００５２０６号公報
【特許文献２】特開平９−２１２７９１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明の目的は，道路に関する様々な情報を，低いコストで且つ高い精度で得られる道路状況計測装置の提供を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記の目的を達成するために，本発明は，以下に述べられる手段を採用する。その手段に含まれる技術的事項には，［特許請求の範囲］の記載と［発明を実施するための最良の形態］の記載との対応関係を明らかにするために，［発明を実施するための最良の形態］で使用される番号・符号が付加されている。但し，付加された番号・符号は，［特許請求の範囲］に記載されている発明の技術的範囲の解釈に用いてはならない。
【０００９】
本発明による道路状況計測装置は，複数の道路状況取得機能のうちから一の機能を選択する機能選択手段（３）と，撮像装置（１）と，撮像装置（１）の視野を，選択された前記一の機能に対応する視野範囲に調整する視野調節手段（２ｆ）と，撮像装置（１）から送信される映像信号（６）を前記一の機能によって処理することにより，道路の状況を示す道路状況データを生成する画像処理手段（２）とを備えている。当該道路状況計測装置は，単一の撮像装置（１）で得られる映像信号（６）から様々な道路状況取得機能を実行可能である。これは，道路に関する様々なデータを得るために，様々な装置を道路に設置する必要性をなくす。更に，当該道路状況計測装置では，撮像装置（１）の視野が，選択された機能に対応する視野範囲に設定される。これは，撮像装置（１）の視野を，選択された機能を実行するために適切な視野範囲に設定することを可能にする。このような構成により，当該道路状況計測装置は，低いコストで，且つ，高い精度で道路の状況に関する様々なデータを得ることができる。
【００１０】
当該道路状況計測装置によって実行され得る複数の道路状況取得機能は，好適には，道路（４）の交通量と道路（４）を走行する車両の平均速度とのうちの少なくとも一方を取得する交通流計測機能と，道路（４）の路面状態を判定する路面状態判定機能と，道路（４）の視程低下を検出する視程低下検出機能と，道路（４）への降雪を検知する降雪感知機能と，道路（４）を走行する車両のナンバープレートを認識するナンバープレート認識機能とのうちから選択された複数の機能である
【００１１】
当該道路状況計測装置が視程低下検出機能を実行可能に構成されている場合，視程低下検出機能は，下記のようにして実現されることが好適である；視程低下検出機能に対応する視野範囲には，所定の白色の目標物体（８）が設けられる。機能選択手段（３）によって前記視程低下検出機能が選択されたとき，視野調節手段（２ｆ）は，撮像装置（１）の視野を視程低下検出機能に対応する視野範囲に調節する。撮像装置（１）は，目標物体（８）の撮影画像を映像信号（６）として画像処理手段（２）に送信する。画像処理手段（２）は，目標物体（８）の撮影画像から，視程低下を検出する。これにより，撮像装置（１）を用いた視程低下の検出が実現可能である。
【００１２】
他の観点において，本発明による道路状況計測方法は，
複数の道路状況取得機能のうちから一の機能を選択するステップと，
撮像装置（１）の視野を，選択された前記一の機能に対応する視野範囲に調整するステップと，
撮像装置（１）から送信される映像信号（６）を前記一の機能によって処理することにより，道路の状況を示す道路状況データを生成するステップ
とを備えている。
【発明の効果】
【００１３】
本発明により，道路に関する様々な情報を，低いコストで且つ高い精度で得ることができる道路状況計測装置が提供される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下，図面を参照しながら，本発明による道路状況計測装置の実施の一形態が詳細に説明される。
【００１５】
第１  道路状況計測装置の構成
本発明による道路状況計測装置は，図１に示されているように，可視カメラ１と，画像処理装置２と，道路管理端末３とを備えている。可視カメラ１は，道路４の路側に設けられ，画像処理装置２及び道路管理端末３は，事務所５に設けられる。
【００１６】
可視カメラ１は，道路４又はその近傍の所望の位置を撮像して撮像画像を取得する撮像装置である。可視カメラ１は，取得した撮像画像の映像信号６を生成して画像処理装置２に供給する。
【００１７】
可視カメラ１は，視野調節機構を有しており，その視野を自在に調節可能である。視野調節機構としては，例えば，首振り機構，旋回機構，ズーム機構，及びこれらの組み合わせが使用される。視野調節機能の制御は，画像処理装置２から送られる制御信号７に応答して行われる。可視カメラ１は，制御信号７に応答して視野調節機構を駆動し，その視野を調節する。
【００１８】
画像処理装置２は，制御信号７を送信して可視カメラ１の視野を制御し，更に，可視カメラ１から送られる映像信号６に画像処理を施して道路に関する様々なデータを取得する。これらの動作を行うために，画像処理装置２には，交通流計測ソフトウェア２ａ，路面状態判定ソフトウェア２ｂ，視程低下検出ソフトウェア２ｃ，降雪感知ソフトウェア２ｄ，ナンバープレート認識ソフトウェア２ｅ，及びメインプログラム２ｆがインストールされている。
【００１９】
交通流計測ソフトウェア２ａは，交通流計測機能を実行するためのソフトウェアプログラムである。具体的には，交通流計測ソフトウェア２ａは，映像信号６の画像処理を行うことにより，道路４の交通量（即ち，道路４を走行する車両の台数），及び／又は道路４を走行する車両の平均速度を取得する。交通流計測ソフトウェア２ａに車種を判別する機能が付されている場合には，車種ごとの交通量，平均速度が計測されることが可能である。
【００２０】
路面状態判定ソフトウェア２ｂは，路面状態判定機能を実行するためのソフトウェアプログラムである。路面状態判定ソフトウェア２ｂは，映像信号６の画像処理を行うことにより，道路４の路面状態を判定する。路面状態としては，例えば，路面が乾燥しているか湿潤しているか，水膜の存在の有無，積雪の有無，及び凍結の有無及び程度が挙げられる。
【００２１】
視程低下検出ソフトウェア２ｃは，視程低下検出機能を実行するためのソフトウェアプログラムである。視程低下検出ソフトウェア２ｃは，映像信号６の画像処理を行うことにより，霧，雨などによる視界不良の有無及び程度を検知する。
【００２２】
降雪感知ソフトウェア２ｄは，降雪感知機能を実行するためのソフトウェアプログラムである。降雪感知ソフトウェア２ｄは，映像信号６の画像処理を行うことにより，道路４への降雪の有無を感知する。
【００２３】
ナンバープレート認識ソフトウェア２ｅは，ナンバープレート認識機能を実行するためのソフトウェアプログラムである。ナンバープレート認識ソフトウェア２ｅは，映像信号６の画像処理を行うことにより，ナンバープレート認識を行う。具体的には，ナンバープレート認識ソフトウェア２ｅは，ナンバープレート認識により，ナンバープレートのサイズ及び色，並びにそれに記載された文字を認識する。認識される文字には，陸運支局コード（即ち，当該車両が登録された陸運支局を示すコード），車種コード，用途コード，及び一連番号（車両番号）が含まれ得る。
【００２４】
メインプログラム２ｆは，画像処理装置２が行う機能の選択と，可視カメラ１の視野の制御とを行うソフトウェアプログラムである。ユーザによって上記の機能のうちから所望の機能が選択されると，メインプログラム２ｆは，選択された機能に応じて可視カメラ１を制御する制御信号７を生成し，可視カメラ１の視野を調節する。
【００２５】
道路管理端末３は，画像処理装置２によって得られたデータを表示し，保存し，管理し，分析するために使用される。画像処理装置２によって得られたデータは，道路管理端末３に用意されたデータベースに保存される。更に，データベースに保存されたデータは，ユーザの操作に応じて道路管理端末３の表示装置に表示される。
【００２６】
道路管理端末３は，当該道路状況計測装置を操作するマン−マシンインターフェースとしても使用される。ユーザは，道路管理端末３を操作することにより，交通流計測機能，路面状態判定機能，視界低下検出機能，降雪感知機能，及びナンバープレート認識機能のうちから所望の機能を選択することができる。更に，道路管理端末３は，可視カメラ１を用いて道路４を目視で監視するためにも使用される。ユーザは，道路管理端末３を利用して，可視カメラ１を操作することができる。
【００２７】
第２  道路状況計測装置の動作
１．  可視カメラ１の視野の制御
可視カメラ１の視野の調節は，道路に関するデータを高い精度で得るために重要である。なぜなら，各機能によって精度の高いデータを取得するために好適な可視カメラ１の視野は，機能ごとに異なるからである。例えば，交通流計測機能と路面状態判定機能とについて考える。図１に示されているように，交通流の計測に好適な視野は，可視カメラ１の近傍であり，且つ，道路４の幅全体をカバーするような視野範囲９ａである。一方，路面状態の判定に好適な視野は，路面状態が悪くなりやすい位置を含む視野範囲９ｂである。路面状態が悪くなりやすい位置としては，例えば，トンネルの出入口の近傍，橋梁の上が上げられる。このように，可視カメラ１の視野は，ユーザによって選択された機能に応じて切り替えられることが好適である。以下では，選択された機能に応じて可視カメラ１の視野を切り替える制御方法が説明される。
【００２８】
可視カメラ１の視野調節機構には，交通流計測機能，路面状態判定機能，視界低下検出機能，降雪感知機能，ナンバープレート認識機能のそれぞれに対応して定められたプリセット位置が定められている。例えば，交通流計測機能に対しては，可視カメラ１の視野が交通流の計測に好適な視野範囲に設定されるようなプリセット位置が定められている。他の機能についても同様である。これは，交通流計測機能，路面状態判定機能，視界低下検出機能，降雪感知機能，ナンバープレート認識機能のそれぞれについて，適切な視野範囲が規定されていることと等価である。
【００２９】
各プリセット位置には（即ち，各機能には），それぞれに対応するプリセット番号が定められている。図２は，プリセット番号と各機能との対応を示す表である。プリセット番号”１”は，交通流計測機能に対応している。同様に，プリセット番号”２”〜”５”は，それぞれ，交通流計測機能，路面状態判定機能，視界低下検出機能，降雪感知機能，ナンバープレート認識機能に対応している。
【００３０】
図１を参照して，画像処理装置２による可視カメラ１の視野の制御は，制御信号７においてプリセット番号を指定することによって行われる。例えば，制御信号７でプリセット番号”１”が指定されると，可視カメラ１の視野調節機構は，プリセット番号”１”に対応するプリセット位置に駆動される。これにより，可視カメラ１の視野は，（プリセット番号”１”に対応付けられた）交通流計測機能に好適な視野範囲に調節される。
【００３１】
２．  道路に関するデータの計測
本実施の形態の道路状況計測装置の動作は，概略的には，単一の可視カメラ１により，道路に関する様々なデータを，ユーザの選択に応じて取得する，というものである。このような動作は，様々なデータを取得するために，それぞれに対応する装置を設ける必要性をなくし，道路に関する様々なデータを取得するためのコストを抑制するために有効である。ただし，可視カメラ１の視野はユーザの選択に応じて切り替えられ，これにより，取得されたデータの精度の向上が図られている。以下では，本実施の形態の道路状況計測装置が，ユーザの希望に応じて道路に関する様々なデータを取得する動作が詳細に説明される。
【００３２】
ユーザによる道路管理端末３の操作によって上記の機能のうちから所望の機能が選択されると，メインプログラム２ｆは，選択された機能に対応するソフトウェアプログラムをアクティブにする。例えば，交通流計測機能が選択されると，メインプログラム２ｆは，交通流計測ソフトウェア２ａをアクティブにする。同様に，路面状態判定機能，視界低下検出機能，降雪感知機能，及びナンバープレート認識機能が選択されると，それぞれ，路面状態判定ソフトウェア２ｂ，視程低下検出ソフトウェア２ｃ，降雪感知ソフトウェア２ｄ，ナンバープレート認識ソフトウェア２ｅがアクティブにされる。
【００３３】
更に，メインプログラム２ｆは，選択された機能に対応するプリセット番号を指定する制御信号７を可視カメラ１に送信する。可視カメラ１は，制御信号７に指定されたプリセット番号に応答して，視野調節機構を，該プリセット番号に対応するプリセット位置に設定する。これにより，可視カメラ１の視野が，選択された機能に好適な視野範囲に設定される。
【００３４】
可視カメラ１の視野の調節の後，可視カメラ１は，その視野の撮像画像の取得を開始する。可視カメラ１は，取得した撮像画像の映像信号６を画像処理装置２に送信する。
【００３５】
画像処理装置２では，アクティブにされたソフトウェアプログラムによって映像信号６の画像処理が行われ，ユーザにより選択された機能が実行される。交通流計測ソフトウェア２ａがアクティブにされている場合，即ち，交通流計測機能が選択されている場合には，映像信号６が交通流計測ソフトウェア２ａによって画像処理され，道路４の交通量，及び道路４を走行する車両の平均速度が取得される。路面状態判定ソフトウェア２ｂ，視程低下検出ソフトウェア２ｃ，降雪感知ソフトウェア２ｄ，ナンバープレート認識ソフトウェア２ｅがアクティブにされている場合にも同様である。映像信号６の画像処理によって得られたデータは，道路管理端末３のデータベースに保存される。
【００３６】
本実施の形態では，視程低下検出ソフトウェア２ｃは，後述されるような，特殊な視程低下検出方法を採用している。これは，可視カメラ１を用いて視程の低下を検出し，もって視程計を別途に設ける必要性をなくすためである。一般的な視程計は，赤外線を利用して視程を計測する；しかし，本実施の形態の視程低下検出ソフトウェア２ｃは，赤外線を用いずに，可視カメラ１を用いて視程の低下を検出する。これは，コスト面で有利である。
【００３７】
具体的には，本実施の形態では，視程低下の検出は，路側に設けられた白色のターゲット板８の撮像画像を用いて行われる。視程低下検出機能が選択されると，可視カメラ１の視野がターゲット板８を含む視野範囲に設定され，ターゲット板８が写された撮像画像の映像信号６が画像処理装置２に送られる。画像処理装置２の視程低下検出ソフトウェア２ｃは，図３Ａ，３Ｂに示されているように，撮像画像におけるターゲット板８のエッジに対応する部分のエッジ強度を算出して，そのエッジ強度から視程不良の発生の有無を判断する。エッジ強度とは，ターゲット板８のエッジに隣接するターゲット板８の内部の画素と，該エッジに隣接するターゲット板８の外部の画素との輝度差を，ターゲット板８のエッジ全体について加算した和で定義される。視程が低下していない場合には，図３Ａに示されているように，ターゲット板８の輪郭がはっきりしているためにエッジ強度は強くなる；逆に，視程が低下している場合には，図３Ｂに示されているように，エッジ強度は低くなる。視程低下検出ソフトウェア２ｃは，算出されたエッジ強度が所定の閾値よりも小さい場合には，道路４の視程が低下していると判断し，そうでないときには，視程は正常であると判断する。
【００３８】
他の実施形態では，視程低下検出ソフトウェア２ｃによる視程低下の検出は，道路に設置された白色の物体を用いて行われ得る。可視カメラ１の近くに設けられた所定の白色の物体，例えば，道路４の路面に描かれた白線，及び白色の支柱が，ターゲット板８の代わりに使用される。視程低下検出機能が選択されると，可視カメラ１の視野が該白色の物体を含む視野範囲に設定され，該白色の物体が写された撮像画像の映像信号６が画像処理装置２に送られる。視程低下検出ソフトウェア２ｃは，ターゲット板８の場合と同様の画像処理を行う。
【００３９】
ユーザは，道路管理端末３をマニュアル操作することによって可視カメラ１の撮像画像を自分の目で見ることもできる。ユーザが可視カメラ１の視野を所望の視野範囲に設定する指示をマニュアル操作によって道路管理端末３に入力すると，画像処理装置２のメインプログラム２ｆは，その指示に応答して，制御信号７を生成する。可視カメラ１は，その制御信号７に応答して視野調節機構を駆動し，その視野を調節する。更に，道路管理端末３の表示装置に可視カメラ１の撮像画像が表示される。これにより，ユーザは，道路４の近傍の所望の位置を目視によって監視することができる。
【００４０】
マニュアル操作による可視カメラ１が操作されるときには，道路４に関するデータの取得は停止される。これは，可視カメラ１の視野が，データの取得に好適な視野範囲から外れることにより，精度の低いデータが取得されるのを防ぐためである。具体的には，マニュアル操作によって視野調節機構が駆動され，可視カメラ１の視野がプリセット位置に対応する視野範囲から外れると，メインプログラム２ｆは，ソフトウェアプログラム２ａ〜２ｅの全てを非アクティブにして，道路に関するデータの測定を停止させる。これにより，可視カメラ１の視野が，データの取得に好適な視野範囲から外れているときには，データが取得されなくなる。
【００４１】
第３  変形例
本実施の形態において，図３に示されているように，複数の可視カメラ１が画像処理装置２に接続されることが可能である。この場合，画像処理装置２は，ユーザによる道路管理端末３の操作に応じて複数の可視カメラ１のうちの一つを選択する。画像処理装置２は，選択された一の可視カメラ１に制御信号７を送り，更に該一の可視カメラ１から映像信号６を受け取って画像処理する。かかる構成は，より少ない数の画像処理装置２で道路の状況に関するデータを取得することを可能にする。
【００４２】
複数の可視カメラ１が画像処理装置２に接続される場合，当該道路状況計測装置は，交通流計測機能によって，旅行時間を計測するように構成され得る。この場合，交通流計測ソフトウェア２ａは，可視カメラ１のそれぞれから送られる映像信号６の撮像画像から車両速度を算出する。算出された車両速度は，道路管理端末３で保存される。道路管理端末３で保存した車両速度を基に，可視カメラ１の間の旅行時間を算出する。旅行時間は，道路４の状況を示す有用なパラメータの一つであり，旅行時間の算出は，道路４の管理に有用である。
【００４３】
第４  まとめと補足
以上に説明されているように，本実施の形態の道路状況計測装置は，道路に関する様々なデータを，単一の可視カメラ１で取得可能に構成されている。可視カメラ１の視野は，ユーザが求める機能に応じて切り替え可能である。これにより，道路状況計測装置は，コストの低減と，計測精度の向上とを同時に実現している。
【００４４】
なお本実施の形態において，画像処理装置２が，交通流計測機能，路面状態判定機能，視界低下検出機能，降雪感知機能，及びナンバープレート認識機能のうちの全ての機能を実行可能に構成される必要がない。画像処理装置２が，これらのうちの複数の機能に対応するように構成されていれば，本発明の目的が達成されることは当業者には自明的である。
【図面の簡単な説明】
【００４５】
【図１】図１は，本発明による道路状況計測装置の実施の一形態を示すブロック図である。
【図２】図２は，プリセット番号と画像処理装置２が実行する機能との対応関係を示す表である。
【図３Ａ】図３Ａは，視程低下の検出方法を示す概念図である。
【図３Ｂ】図３Ｂは，視程低下の検出方法を示す概念図である。
【図４】図４は，本発明による道路状況計測装置の実施の他の形態を示すブロック図である。
【符号の説明】
【００４６】
１：可視カメラ
２：画像処理装置
２ａ：交通流計測ソフトウェア
２ｂ：路面状態判定ソフトウェア
２ｃ：視程低下検出ソフトウェア
２ｄ：降雪感知ソフトウェア
２ｅ：ナンバープレート認識ソフトウェア
２ｆ：メインプログラム
３：道路管理端末
４：道路
５：事務所
６：映像信号
７：制御信号
８：ターゲット板
９ａ，９ｂ：視野範囲
【図１】
2005284819.tif 000003
【図２】
2005284819.tif 000004
【図３Ａ】
2005284819.tif 000005
【図３Ｂ】
2005284819.tif 000006
【図４】
2005284819.tif 000007