(57)【要約】【課題】非監視対象車線を走行する車両の誤判定を防止し、監視対象車線に対する道路状況を正確に判定することが可能となる道路状況把握装置を提供することである。【解決手段】実施形態に係る道路状況把握装置は、車両が走行する複数の車線からなる道路上の画像を撮像手段により撮像し、この撮像された画像に基づき前記道路の状況を判定する道路状況把握装置において、前記撮像された画像から移動ベクトル画像を作成し、この作成された移動ベクトル画像の方向性とあらかじめ与えられる車両の進行方向情報とから非監視対象車線を走行する車両を検出し、この検出された非監視対象車線を走行する車両の画像を前記撮像された画像から除外することを特徴としている。【選択図】図１
2013047878.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両が走行する複数の車線からなる道路上の画像を撮像手段により撮像し、この撮像された画像に基づき前記道路の状況を判定する道路状況把握装置において、前記撮像された画像から移動ベクトル画像を作成し、この作成された移動ベクトル画像の方向性とあらかじめ与えられる車両の進行方向情報とから非監視対象車線を走行する車両を検出し、この検出された非監視対象車線を走行する車両の画像を前記撮像された画像から除外することを特徴とする道路状況把握装置。
【請求項２】
監視対象車線と非監視対象車線とが並設された道路において、前記監視対象車線上の画像を撮像手段により撮像し、この撮像された画像に対し所定の画像処理を施すことにより前記監視対象車線の状況を判定する道路状況把握装置であって、
前記撮像された画像から移動ベクトル画像を作成する移動ベクトル画像作成手段と、
この移動ベクトル画像作成手段により作成された移動ベクトル画像の方向性とあらかじめ与えられる車両の進行方向情報とから前記非監視対象車線を走行する車両を検出する車両検出手段と、
この車両検出手段により検出された非監視対象車線を走行する車両の画像を前記撮像された画像から除外する画像除外手段と、
を具備したことを特徴とする道路状況把握装置。
【請求項３】
車両が走行する複数の車線からなる道路上の画像を撮像手段により撮像し、この撮像された画像に基づき前記道路の状況を判定する道路状況把握装置において、前記撮像された画像から移動ベクトル画像を作成するとともに、前記撮像された画像から車両が停止している停止車両領域画像を作成し、この作成された停止車両領域画像の重心座標および当該停止車両領域画像直近の前記作成された移動ベクトル画像の方向性および重心座標およびあらかじめ与えられる車両の進行方向情報から非監視対象車線にて停止する車両を検出し、この検出された非監視対象車線にて停止する車両の画像を前記撮像された画像から除外することを特徴とする道路状況把握装置。
【請求項４】
監視対象車線と非監視対象車線とが並設された道路において、前記監視対象車線上の画像を撮像手段により撮像し、この撮像された画像に対し所定の画像処理を施すことにより前記監視対象車線の状況を判定する道路状況把握装置であって、
前記撮像された画像から移動ベクトル画像を作成する移動ベクトル画像作成手段と、
前記撮像された画像から車両が停止している停止車両領域画像を作成する停止車両領域画像作成手段と、
この停止車両領域画像作成手段により抽出された停止車両領域画像の重心座標および当該停止車両領域画像直近の前記作成された移動ベクトル画像の方向性および重心座標およびあらかじめ与えられる車両の進行方向情報から前記非監視対象車線にて停止する車両を検出する車両検出手段と、
この車両検出手段により検出された非監視対象車線にて停止する車両の画像を前記撮像された画像から除外する画像除外手段と、
を具備したことを特徴とする道路状況把握装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、道路の状況を判定する道路状況把握装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
高速道路等の有料道路上などにおいて、路側に設置されたカメラで道路上の画像を撮像し、撮像された画像から画像処理等によって道路上を走行する車両を検出し、検出した車両の位置、速度等の情報から現在の道路状況（道路渋滞、停止車両、低速車両等）を判定する道路状況把握装置が知られている。
【０００３】
このような道路状況把握装置では、カメラの設置位置による非監視対象車線の画像内への写り込みを想定していないため、非監視対象車線を走行する車両の一部が監視対象車線上に投影された場合に、道路状況を誤判定する可能性がある。
【０００４】
すなわち、カメラの設置位置によっては、たとえば、図２１に示すように、車両３が走行する監視対象車線１の画像内に非監視対象車線２が写りこみ、場合によっては非監視対象車線２を走行する車両４の一部が監視対象車線１に投影されることにより、道路状況を誤判定する可能性がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平６−２７４７８６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明が解決しようとする課題は、非監視対象車線を走行する車両の誤判定を防止し、監視対象車線に対する道路状況を正確に判定することが可能となる道路状況把握装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
実施形態に係る道路状況把握装置は、車両が走行する複数の車線からなる道路上の画像を撮像手段により撮像し、この撮像された画像に基づき前記道路の状況を判定する道路状況把握装置において、前記撮像された画像から移動ベクトル画像を作成し、この作成された移動ベクトル画像の方向性とあらかじめ与えられる車両の進行方向情報とから非監視対象車線を走行する車両を検出し、この検出された非監視対象車線を走行する車両の画像を前記撮像された画像から除外することを特徴としている。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】実施形態に係る道路状況把握装置の構成を概略的に示す模式図。
【図２】実施形態に係る道路状況把握装置の動作を説明するフローチャート。
【図３】実施形態に係る道路状況把握装置の動作を説明するフローチャート。
【図４】あらかじめ登録される監視対象車線画像の一例を示す模式図。
【図５】あらかじめ登録される背景画像の一例を示す模式図。
【図６】あらかじめ登録される車両の進行方向情報の一例を示す図。
【図７】入力された撮像画像の一例を示す模式図。
【図８】入力された撮像画像の一例を示す模式図。
【図９】作成された移動ベクトル画像の一例を示す模式図。
【図１０】作成された車両領域画像の一例を示す模式図。
【図１１】作成された車両領域移動ベクトル画像の一例を示す模式図。
【図１２】抽出された車両領域ベクトルの一例を示す模式図。
【図１３】ベクトル履歴保持部の具体的な内容例を示す模式図。
【図１４】誤検出された非監視対象車線を走行する車両の画像を除外した車両領域画像の一例を示す模式図。
【図１５】作成された背景差分画像の一例を示す模式図。
【図１６】作成された停止車両領域画像の一例を示す模式図。
【図１７】抽出された停止車両領域重心の一例を示す模式図。
【図１８】誤検出された非監視対象車線に停止する車両の画像を除外した車両領域画像の一例を示す模式図。
【図１９】ベクトル履歴保持部の具体的な内容例を示す模式図。
【図２０】登録された進行方向情報および停止車両領域重心座標の一例を示す模式図。
【図２１】非監視対象車線の車両が監視対象車線の画像内に写りこむ一例を説明する模式図。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、実施形態に係る道路状況把握装置について図面を参照して説明する。  
図１は、本実施形態に係る道路状況把握装置の構成を概略的に示すものである。図１において、道路１１は例えば高速道路等の有料道路で、監視対象車線１２と非監視対象車線１３とが並設されていて、監視対象車線１２を車両（たとえば、乗用車）１４が図示矢印ａ方向に走行し、非監視対象車線１３を車両（たとえば、トラック）１５が図示矢印ｂ方向（監視対象車線１２とは逆方向）に走行するものとする。なお、監視対象車線１２および非監視対象車線１３は、図示のようにカーブしているものとする。
【００１０】
道路１１のカーブ部分近傍の側部には、撮像手段としてのビデオカメラ（以降、単にカメラと略称する）１６が設置されている。カメラ１６は、監視対象車線１２のカーブ部分を通過する車両１４を含む所定エリア内の画像を常時一定間隔（たとえば、３３ｍｓごと）で撮像してフレーム画像として出力するもので、出力されたフレーム画像は順次、処理装置１７に送られる。
【００１１】
処理装置１７は、カメラ１６により撮像された画像に対し所定の画像処理を行なうことにより車両を検出し、車両検出結果から監視対象車線１２における交通事象および異常車両などの状況を判定するもので、画像処理を実行する画像処理部１８、画像処理により得られる移動ベクトル情報を保持するベクトル履歴保持部１９、画像処理に使用する各種パラメータを保持するパラメータ保持部２０、画像処理結果から最終的な道路状況の判定を行なう判定部２１によって構成される。
【００１２】
ここで、判定部２１により判定する道路状況とは、たとえば、「道路渋滞」、「停止車両」、「低速車両」、「通常状態」の４状態とする。「道路渋滞」とは監視対象車線１２が車両１４で渋滞している状態、「停止車両」とは監視対象車線１２上に停止している車両１４が存在する状態、「低速車両」とは監視対象車線１２上にあらかじめ定められた所定値以下の速度で走行する車両１４が存在する状態を示すものとする。なお、道路状況が上記４状態ではない場合は「通常状態」とする。
【００１３】
次に、このような構成において、図２および図３に示すフローチャートを参照して本実施形態に係る道路状況把握装置の動作を説明する。
【００１４】
まず、あらかじめパラメータ保持部２０に、たとえば、図４に示すような監視対象車線画像（監視対象車線１２を示す画像）、図５に示すような背景画像（車両１４が存在しない監視対象車線１２上の画像）、および、図６に示すような車両の進行方向情報（監視対象車線１２を走行する車両１４の進行方向情報）を保持（登録）しておく（ステップＳ１）。
【００１５】
なお、進行方向情報は、たとえば、図６（ａ）に示すように真上を０°とした進行方向を情報として保持するもので、その具体例を図６（ｂ）に示す。図６（ｂ）の例は進行方向情報が「１５０」の場合である。
【００１６】
カメラ１６は、監視対象車線１２上に設定された所定エリア内の画像を常時一定間隔で撮像し、撮像したフレーム画像を処理装置１７の画像処理部１８へ順次送る（ステップＳ２）。
【００１７】
画像処理部１８は、カメラ１６で時系列に撮影された複数枚のフレーム画像から画像処理により移動ベクトル画像を作成する（ステップＳ３）。すなわち、たとえば、図７、図８に示すような時刻ｔのフレーム画像と時刻ｔ＋Δｔのフレーム画像とから、フレーム間における移動ベクトルを求めて移動ベクトル画像（図９参照）として作成する。図９において、１４ａ部が車両１４に対応し、１５ａ部が車両１５に対応している。
【００１８】
移動ベクトル画像の作成する範囲は、ステップＳ１で登録された監視対象車線画像で定義された領域とする。なお、移動ベクトル画像の作成方法には種々の方法があるが、ここでは濃淡パターンマッチング法を用いるものとする。
【００１９】
次に、画像処理部１８は、ステップＳ３で作成した図９の移動ベクトル画像に対して、移動ベクトルの有無による２値化処理を行なうことにより、移動ベクトルを持つ画素を抽出し、さらにラベリング処理を実施して移動車両領域画像（図１０参照）を作成する（ステップＳ４）。図１０において、１４ｂ部が車両１４に対応し、１５ｂ部が車両１５に対応している。
【００２０】
次に、画像処理部１８は、ステップＳ４で作成された図１０の移動車両領域画像に対しステップＳ３で作成した図９の移動ベクトル画像を投影することにより、図１１に示すような車両領域ラベルごとの移動ベクトル画像（車両領域移動ベクトル画像）を作成する（ステップＳ５）。図１１において、１４ｃ部が車両１４に対応し、１５ｃ部が車両１５に対応している。
【００２１】
次に、画像処理部１８は、ステップＳ５で作成された図１１の車両領域移動ベクトル画像に対して、車両領域ラベルごとに各画素の平均値算出および重心点算出を実施し、最終的に車両領域ベクトル（図１２参照）として抽出する（ステップＳ６）。図１２において、１４ｄ部が車両１４に対応し、１５ｄ部が車両１５に対応し、１４ｅ，１５ｅがそれぞれの重心点を示している。
【００２２】
次に、画像処理部１８は、ステップＳ６で抽出した図１２の車両領域ベクトルおよび重心点の座標値（Ｘ，Ｙ）をベクトル履歴保持部１９に時系列に保持（登録）する（ステップＳ７）。図１３に、ベクトル履歴保持部１９の具体的な内容例を示す。
【００２３】
次に、画像処理部１８は、ステップＳ７で登録した車両領域ベクトルと、ステップＳ１で登録された進行方向情報とを比較し（ステップＳ８）、車両領域ベクトルが進行方向情報と大きく異なる場合、非監視対象車線１３の車両１５を誤検出したと判断し、図１０に示した移動車両領域画像から車両１５に対応する画像１５ｂの除去を行ない（ステップＳ９）、図１４に示すような車両１４に対応する画像１４ｂだけの移動車両領域画像を作成する。
【００２４】
具体例に基づき説明すると、ベクトル履歴保持部１９に登録された車両領域ベクトルが図１３の枠Ａ内の値であった場合、これらの車両領域ベクトルと進行方向情報とを比較し、差が大きい（たとえば、９０以上等）場合は、非監視対象車線１３を走行する車両１５を誤検出したと判断し、移動車両領域画像から車両１５に対応する画像１５ｂを除外する。
【００２５】
なお、ステップＳ８において、車両領域ベクトルと進行方向情報との差が小さい場合は、誤検出なしと判断し、ステップＳ９を飛び越してステップＳ１０に進む。
【００２６】
次に、画像処理部１８は、ステップＳ２で得られた撮影画像とステップＳ１で登録された背景画像とから背景差分画像を作成する（ステップＳ１０）。すなわち、図８に示した時刻ｔ＋Δｔの画像と図５に示した背景画像とから、図１５に示すような背景差分画像を作成する。図１５において、１４ｆ部が車両１４に対応し、１５ｆ部が車両１５に対応している。
【００２７】
次に、画像処理部１８は、ステップＳ１０で作成された図１５の背景差分画像と図１４に示した移動車両領域画像との差分を求めることにより、図１６に示すような停止車両領域画像を作成する（ステップＳ１１）。
【００２８】
次に、画像処理部１８は、ステップＳ１１で作成された図１６の停止車両領域画像に対しラベリング処理を実施し、さらにラベルごとに重心点算出を実施し、停止車両領域の重心点１５ｇ（図１７参照）を抽出する（ステップＳ１２）。
【００２９】
次に、画像処理部１８は、ステップＳ１２で重心点を抽出した場合（すなわち、停止車両領域が存在する場合、ステップＳ１３）、当該フレーム直近（たとえば、当該フレームから３フレーム前まで）のベクトル履歴をベクトル履歴保持部１９から参照する（ステップＳ１４）。ここで、当該フレーム直近の車両領域ベクトルとステップＳ１で登録された進行方向情報との差分が大きい場合で（ステップＳ１５）、かつ、ステップＳ１２で抽出された停止車両領域の重心点と、当該フレーム直近の移動車両領域の重心点との差分が少ない場合（ステップＳ１６）、非監視対象車線１３の車両１５が停止しているのを誤検出しているものと判断し、図１６に示した停止車両領域画像から車両１５に対応する画像１５ｆの除去を行ない、図１８に示すような停止車両領域画像を作成する（ステップＳ１７）。
【００３０】
具体例に基づき説明すると、ベクトル履歴保持部１９に登録された移動車両領域の重心点座標（Ｘ，Ｙ）および車両領域ベクトルが図１９の枠Ｂ内の値であり、ステップＳ１２で抽出された停止車両領域の重心座標（Ｘ，Ｙ）およびあらかじめ登録された進行方向情報が図２０に示す値であった場合、図１９の車両領域ベクトルと図２０の進行方向情報とを比較し、差が大きい（たとえば、９０以上等）場合で、かつ、図２０の停止車両領域の重心座標と図１９の移動車両領域の重心座標とを比較し、差が小さい場合（たとえば、５０未満等）は、非監視対象車線１３に停止している車両１５を誤検出したと判断し、停止車両領域画像から車両１５に対応する画像１５ｆを除外する。
【００３１】
なお、ステップＳ１３において、重心点を抽出しなかった場合（すなわち、停止車両領域が存在しない場合）、あるいは、ステップＳ１５において、車両領域ベクトルと進行方向情報との差分が小さい場合、あるいは、ステップＳ１６において、停止車両領域の重心点と移動車両領域の重心点との差分が大きい場合は、誤検出なしと判断し、ステップＳ１８に進む。
【００３２】
次に、画像処理部１８は、上記のようにして求めた図１４の移動車両領域画像および図１８の停止車両領域画像を判定部２１へ送り（ステップＳ１８）、判定部２１で最終的な道路状況の判定を実施する（ステップＳ１９）。
【００３３】
以下、判定部２１により行なわれる道路状況の判定処理の一例について簡単に説明する。移動車両領域画像から監視対象車線１２で走行する車両１４が検出されているか認識でき、停止車両領域画像から監視対象車線１２で停止している車両１４が検出されているか認識できるので、たとえば、検出した車両領域の座標値をあらかじめメモリに保持された変換テーブルを用いて絶対距離に変換することにより、検出された車両１４（領域）の位置、車両面積、走行速度を求める。
【００３４】
次に、このようにして検出された車両情報に基づき監視対象車線１２の状況として少なくとも道路渋滞、停止車両、低速車両、通常状態の４状態を判定する。具体的に説明すると、たとえば、上記のようにして取得された車両１４の位置、車両面積、走行速度に基づき監視対象車線１２が渋滞しているか否かの判定を行なうとともに、取得された走行速度に基づき停止車両、低速車両の判定を行なう。
【００３５】
なお、このような道路状況判定処理の詳細については、たとえば、特願２００８−２０７０３４号に記載されているので、それを参照されたい。
【００３６】
以上説明した動作は１つのフレーム画像に対する動作であり、したがって各フレーム画像ごとに上記動作が繰り返される。
【００３７】
以上述べた少なくとも１つの実施形態の道路状況把握装置によれば、非監視対象車線１３の車両１５を誤検出しても、それを除外することができる。これにより、非監視対象車線１３を走行する車両１５の誤判定を防止し、監視対象車線１２に対する道路状況を正確に判定することが可能となる。
【００３８】
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、変更を行なうことができる。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】
【００３９】
１１…道路、１２…監視対象車線、１３…非監視対象車線、１４，１５…車両、１６…ビデオカメラ（撮像手段）、１７…処理装置、１８…画像処理部、１９…ベクトル履歴保持部、２０…パラメータ保持部、２１…判定部。
【図１】
2013047878.tif 000003
【図２】
2013047878.tif 000004
【図３】
2013047878.tif 000005
【図４】
2013047878.tif 000006
【図５】
2013047878.tif 000007
【図６】
2013047878.tif 000008
【図７】
2013047878.tif 000009
【図８】
2013047878.tif 000010
【図９】
2013047878.tif 000011
【図１０】
2013047878.tif 000012
【図１１】
2013047878.tif 000013
【図１２】
2013047878.tif 000014
【図１３】
2013047878.tif 000015
【図１４】
2013047878.tif 000016
【図１５】
2013047878.tif 000017
【図１６】
2013047878.tif 000018
【図１７】
2013047878.tif 000019
【図１８】
2013047878.tif 000020
【図１９】
2013047878.tif 000021
【図２０】
2013047878.tif 000022
【図２１】
2013047878.tif 000023