(57)【要約】【課題】正確に車両の長さを算出する車長計測装置、およびそれを利用した車種判定装置を提供する。【解決手段】車種判定装置１０は、画像から車両を検出する車両検出手段２１と、画像から車両の影領域５２および５４のうち車両の真下にある影領域５２を分離して抽出する車両影抽出手段２２，２３と、車両の真下にある影領域５２の長さに基づいて車両の長さを算出する車長算出手段２５と、車両の長さから車種を判定する車種判定手段２６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】
画像から車両を検出する車両検出手段と、
画像から前記車両の影領域のうち前記車両の真下にある影領域を分離して抽出する車両影抽出手段と、
前記車両の真下にある影領域の長さに基づいて前記車両の長さを算出する車長算出手段と、
を備えることを特徴とする車長計測装置。
【請求項２】
前記車両影抽出手段は、前記車両の下側にある低輝度領域を前記車両の影領域として抽出し、前記低輝度領域を輝度を基準として複数の分割領域に分割し、当該複数の分割領域の中で最も輝度の低い分割領域を前記車両の真下にある影領域として抽出することを特徴とする請求項１に記載の車長計測装置。
【請求項３】
前記車両影抽出手段は、前記車両の下側にある低輝度領域を前記車両の影領域として抽出し、前記車両の高さに基づいて前記車両の斜め下側にある影領域を推定し、前記車両の影領域から前記車両の斜め下側にある影領域を除去した領域を前記車両の真下にある影領域として抽出することを特徴とする請求項１に記載の車長計測装置。
【請求項４】
前記車長算出手段は、前記車両の真下にある影領域を前記車両の上方から見た俯瞰図に投影し、当該俯瞰図における前記車両の真下にある影領域の長さを前記車両の長さとして算出することを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の車長計測装置。
【請求項５】
画像から車両を検出する車両検出手段と、
画像から前記車両の影領域のうち前記車両の真下にある影領域を分離して抽出する車両影抽出手段と、
前記車両の真下にある影領域の長さに基づいて前記車両の長さを算出する車長算出手段と、
前記車両の長さから車種を判定する車種判定手段と、
を備えることを特徴とする車種判定装置。
【請求項６】
前記車両影抽出手段は、前記車両の下側にある低輝度領域を前記車両の影領域として抽出し、前記低輝度領域を輝度を基準として複数の分割領域に分割し、当該複数の分割領域の中で最も輝度の低い分割領域を前記車両の真下にある影領域として抽出することを特徴とする請求項５に記載の車種判定装置。
【請求項７】
前記車両影抽出手段は、前記車両の下側にある低輝度領域を前記車両の影領域として抽出し、前記車両の高さに基づいて前記車両の斜め下側にある影領域を推定し、前記車両の影領域から前記車両の斜め下側にある影領域を除去した領域を前記車両の真下にある影領域として抽出することを特徴とする請求項５に記載の車種判定装置。
【請求項８】
前記車長算出手段は、前記車両の真下にある影領域を前記車両の上方から見た俯瞰図に投影し、当該俯瞰図における前記車両の真下にある影領域の長さを前記車両の長さとして算出することを特徴とする請求項５〜７のいずれか１項に記載の車種判定装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両を撮影して得られた画像を処理して当該車両の長さを計測する車長計測装置、および車両を撮影して得られた画像を処理して当該車両の車種を判定する車種判定装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来文献（特許文献１）には、車両の長さを算出するための装置が示されている。この従来文献に係る装置では、カメラで車両の画像を撮影し、この画像を利用して車両の長さを算出する。
【特許文献１】特開平９−３５１９７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
車両を撮影した画像を利用して車両の長さを算出するためには、画像における車両の前面、側面、背面などの一部または車両の影を利用することとなる。しかし、画像において車両の前面、側面、背面などの一部しか撮影されていない場合には、画像に表れない車両の長さを正確に算出することができない。
【０００４】
本発明は、上記の課題を解決するためになされたもので、より正確に車両の長さを算出する車長計測装置、およびそれを利用した車種判定装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上述した目的を達成するために、本発明に係る車長計測装置は、画像から車両を検出する車両検出手段と、画像から車両の影領域のうち車両の真下にある影領域を分離して抽出する車両影抽出手段と、車両の真下にある影領域の長さに基づいて車両の長さを算出する車長算出手段と、を備えることを特徴とする。
【０００６】
本発明に係る車長計測装置によれば、画像から車両を検出し、画像から車両の影領域のうち車両の真下にある影領域を分離して抽出し、車両の真下にある影領域の長さに基づいて車両の長さを算出する。このため、画像において車両の前面、側面、背面などの一部しか撮影されておらず、画像における車両の形状のみからでは車両の長さを算出することができない場合であっても、画像から車両の影領域のうち特に車両の真下にある影領域を抽出し、車両の真下にある影領域の長さに基づいて車両の長さを正確に算出することができる。
【０００７】
本発明に係る車長計測装置において、車両影抽出手段は、車両の下側にある低輝度領域を車両の影領域として抽出し、低輝度領域を輝度を基準として複数の分割領域に分割し、当該複数の分割領域の中で最も輝度の低い分割領域を車両の真下にある影領域として抽出することが好ましい。この構成によれば、車両の真下にある影領域を好適に抽出することができる。
【０００８】
本発明に係る車長計測装置において、車両影抽出手段は、車両の下側にある低輝度領域を車両の影領域として抽出し、車両の高さに基づいて車両の斜め下側にある影領域を推定し、車両の影領域から車両の斜め下側にある影領域を除去した領域を車両の真下にある影領域として抽出することが好ましい。この構成によれば、車両の真下にある影領域を好適に抽出することができる。
【０００９】
本発明に係る車長計測装置において、車長算出手段は、車両の真下にある影領域を車両の上方から見た俯瞰図に投影し、当該俯瞰図における車両の真下にある影領域の長さを車両の長さとして算出することが好ましい。この構成によれば、車両の真下にある影領域の長さを算出することで、車両の長さを正確に算出することができる。
【００１０】
上述した目的を達成するために、本発明に係る車種判定装置は、画像から車両を検出する車両検出手段と、画像から車両の影領域のうち車両の真下にある影領域を分離して抽出する車両影抽出手段と、車両の真下にある影領域の長さに基づいて車両の長さを算出する車長算出手段と、車両の長さから車種を判定する車種判定手段と、を備えることを特徴とする。
【００１１】
本発明に係る車種判定装置によれば、画像から車両を検出し、画像から車両の影領域のうち車両の真下にある影領域を分離して抽出し、車両の真下にある影領域の長さに基づいて車両の長さを算出し、車両の長さから車種を判定する。このため、画像において車両の前面、側面、背面などの一部しか撮影されておらず、画像における車両の形状のみからでは車両の長さを算出することができない場合であっても、画像から車両の影領域のうち特に車両の真下にある影領域を抽出し、車両の真下にある影領域の長さに基づいて車両の長さを正確に算出することができる。よって、正確に算出された車両の長さに基づいて、車両の車種を的確に判定することができる。
【００１２】
本発明に係る車種判定装置において、車両影抽出手段は、車両の下側にある低輝度領域を車両の影領域として抽出し、低輝度領域を輝度を基準として複数の分割領域に分割し、当該複数の分割領域の中で最も輝度の低い分割領域を車両の真下にある影領域として抽出することが好ましい。この構成によれば、車両の真下にある影領域を好適に抽出することができる。
【００１３】
本発明に係る車種判定装置において、車両影抽出手段は、車両の下側にある低輝度領域を車両の影領域として抽出し、車両の高さに基づいて車両の斜め下側にある影領域を推定し、車両の影領域から車両の斜め下側にある影領域を除去した領域を車両の真下にある影領域として抽出することが好ましい。この構成によれば、車両の真下にある影領域を好適に抽出することができる。
【００１４】
本発明に係る車種判定装置において、車長算出手段は、車両の真下にある影領域を車両の上方から見た俯瞰図に投影し、当該俯瞰図における車両の真下にある影領域の長さを車両の長さとして算出することが好ましい。この構成によれば、車両の真下にある影領域の長さを算出することで、車両の長さを正確に算出することができる。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、より正確に車両の長さを算出する車長計測装置、およびそれを利用した車種判定装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、添付図面を参照して、本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。なお、説明において、同一要素または同一機能を有する要素には、同一符号を用いることとし、重複する説明は省略する。
【００１７】
図１は、本発明の実施形態に係る自動車に搭載された装置（以下、車載装置と呼ぶ）１０を示している。本発明の実施形態に係る車載装置１０は、車両の長さを計測するための車長計測装置であり、また、車両の種別を判定するための車種判定装置である。
【００１８】
車載装置１０は、自車両１の前方を撮影するためのカメラ１２と、カメラ１２により撮影された画像を処理するための画像処理装置２０と、を備えている。画像処理装置２０は、物理的には、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＡＭ（Random Access Memory）、ＲＯＭ（Read OnlyMemory）などを含んで構成されている。また、画像処理装置２０は、機能的には、車両検出部２１、第１影領域抽出部２２、第２影領域抽出部２３、俯瞰画像生成部２４、車長算出部２５、車種判定部２６を含んで構成されている。
【００１９】
車両検出部２１は、カメラ１２により撮影された自車両１前方の画像を処理して、自車両１前方に存在する先行車両５０を検出する。ここで、車両検出部２１は、先行車両５０を検出するためにパターンマッチング等の既存の検出技術を利用すればよい。例えば、図２に示される画像では、画像中央にある先行車両５０が検出される。
【００２０】
第１影領域抽出部２２は、カメラ１２により撮影された自車両１前方の画像から車両検出部２１により検出された先行車両５０およびその周辺の画素の画素値を取り出し、これらの複数の画素の各々について輝度値が影領域検出用の所定閾値ＴＨ１以下であるか否かを判定する。そして、第１影領域抽出部２２は、輝度値が影領域検出用の所定閾値ＴＨ１以下である画素からなる領域５２および５４を、先行車両５０の影領域５２および５４として抽出する。
【００２１】
第１影領域抽出部２２により抽出される先行車両５０の影領域５２および５４には、先行車両５０の真下にある暗い影領域５２と、先行車両５０の斜め下側にある比較的に明るい影領域５４と、を含んでいる。先行車両５０の真下にある影領域５２は、日光が先行車両５０により遮られてできる影領域であり、周辺からの反射光を殆ど受けないため、周囲の影領域と比較しても顕著に暗くなっている。一方、先行車両５０の斜め下側にある影領域５４は、日光が先行車両５０により遮られてできる影領域であるが、周辺からの反射光を受けるため、周辺の影領域と比較すると比較的に明るくなっている。
【００２２】
第２影領域抽出部２３は、第１影領域抽出部２２で抽出された影領域５２および５４から、先行車両５０の真下にある暗い影領域５２を抽出する。第２影領域抽出部２３は、先行車両５０の真下のある影領域５２を抽出するために、次に説明する第１の方法または第２の方法のいずれか一方を利用する。なお、第２影領域抽出部２３は、第１の方法および第２の方法の双方を利用してもよい。
【００２３】
第１の方法では、第２影領域抽出部２３は、第１影領域抽出部２２で抽出された影領域５２および５４を、輝度値を基準として２以上の領域に分割し、異なる輝度値範囲の複数の分割領域を生成する。そして、第２影領域抽出部２３は、先行車両５０の真下にある暗い影領域５２として、複数の分割領域の中で最も輝度値範囲の低い分割領域を抽出する。ここで、第２影領域抽出部２３は、影領域５２および５４を分割するために、１つまたは２以上の影領域分割用の所定閾値ＴＨ２を用いる。例えば、影領域分割用の所定閾値ＴＨ２が１つである場合には、第２影領域抽出部２３は、輝度値がその所定閾値ＴＨ２よりも小さい影領域５２と、輝度値がその所定閾値ＴＨ２よりも大きい影領域５４とに分割する。
【００２４】
なお、第２影領域抽出部２３は、影領域５２および５４を複数の領域に分割する際に、影領域５２および５４の輝度分布のヒストグラムを生成し、このヒストグラムを用いて影領域分割用の所定閾値ＴＨ２を決定してもよい。すなわち、図３に示されるように、影領域５２および５４の輝度分布のヒストグラムが、比較的に高い輝度値のピークと比較的に低い輝度値のピークとを有する場合には、影領域５２および５４は２種類に分離できる領域から構成されるものと推測されるため、２つのピークの間に影領域分割用の所定閾値ＴＨ２を設定する。これにより、第２影領域抽出部２３は、比較的に輝度値の低い影領域５２と比較的に輝度値の高い影領域５４とを分離して、先行車両５０の真下にある暗い影領域５２を抽出することができる。
【００２５】
第２の方法では、第２影領域抽出部２３は、カメラ１２により撮影された画像から先行車両５０の高さを検出する。次に、第２影領域抽出部２３は、先行車両５０の高さおよび太陽の高度に基づいて、先行車両５０の高さに応じた影の長さを算出する。ここで、算出される影の長さは、先行車両５０の斜め下側にある影領域５４の長さに相当する。そして、第２影領域抽出部２３は、第１影領域抽出部２２で抽出された影領域５２および５４から、先行車両５０の高さによる影領域５４の長さ分を除去する。この結果、第２影領域抽出部２３は、先行車両５０の真下にある暗い影領域５２を抽出することができる。
【００２６】
俯瞰画像生成部２４は、第２影領域抽出部２３により抽出された先行車両５０の真下にある暗い影領域５２を射影変換して、先行車両５０を上方から見た俯瞰画像を生成する。例えば、俯瞰画像生成部２４は、図２に示される画像を射影変換して、図４に示される俯瞰画像を生成する。なお、図４では、理解を容易にするために、射影変換後の影領域５２に加えて、射影変換後の先行車両５０を示している。
【００２７】
図５を参照して、俯瞰画像生成部２４による俯瞰画像の生成方法について説明する。俯瞰画像生成部２４は、自車両１の中央上部に前方に向けて取り付けられた車載カメラ１２により撮影された画像を、先行車両５０の上方に仮想的に存在する仮想カメラ１２’により撮影された俯瞰画像に射影変換する。ここで、カメラ１２により撮影された画像の画素座標をｍｉ＝（ｕｉ，ｖｉ，１）Ｔと定義し、俯瞰画像の画素座標をｍｖ＝（ｕｖ，ｖｖ，１）Ｔと定義すると、俯瞰画像生成部２４により射影変換は、次の数式（１）で表される。
【００２８】
【数１】
2009070097.tif 000003
【００２９】
なお、数式（１）において、Ｒｖは車載カメラ１２から仮想カメラ１２’への運動の回転成分であり、ｔｖは車載カメラ１２から仮想カメラ１２’への運動の並進成分であり、Ｋは車載カメラ１２の内部変数であり、ｎは道路の法線ベクトルである。また、数式（１）において、２次元画像中の点の座標はｍ＝（ｕ，ｖ，１）と表現し、３次元空間中の点の座標はＭ＝（Ｘ，Ｙ，Ｚ，１）と表現している。また、射影変換前については、車幅方向をＸ軸とし、車両高さ方向をＹ軸とし、車両前後方向をＺ軸としている。また、射影変換後については、車幅方向をＸ軸とし、車両前後方向をＹ軸とし、車両高さ方向をＺ軸としている。
【００３０】
車長算出部２５は、俯瞰画像を利用して先行車両５０の長さを算出する。図４に示すように、俯瞰画像において、縦方向は車両前後方向であり、横方向は車幅方向である。車長算出部２５は、俯瞰画像の車両前後方向の各座標値ごとに、車幅方向に並んだ影領域５２の画素数を計数する。この結果、図４において右側に示される影領域５２の画素数のヒストグラムが得られる。このヒストグラムでは、横方向にバーの長さで影領域５２の画素数の計数値が示されている。車長算出部２５は、このヒストグラムにおいて、影領域５２の画素数の計数値が連続して車長検出用の所定閾値ＴＨ３以上となる車両前後方向の区間の長さを、先行車両５０の長さとして算出する。
【００３１】
車種判定部２６は、車長算出部２５により算出された先行車両５０の長さに基づいて先行車両５０の種別を判定する。すなわち、車種判定部２６は、先行車両５０の種別ごとに車両の長さが登録されたデータベースを有しており、車長算出部２５により算出された先行車両５０の長さがデータベースに登録された車両の長さと近似する場合に、先行車両５０の種別がその一致した車両の種別であることを判定する。これにより、車種判定部２６は、先行車両５０の種別が小型車、中型車、大型車、大型トラックなどのいずれかであることを判定することができる。
【００３２】
次に、図６のフローチャートを参照して、車載装置１０の画像処理装置２０による処理手順について説明する。なお、図６のフローチャートの処理は、画像処理装置２０がプログラムを実行することにより実現される。
【００３３】
画像処理装置２０は、カメラ１２により撮影された画像を取り込んで、画像内から先行車両５０を検出する（Ｓ６０１，Ｓ６０２）。次に、画像処理装置２０は、検出された先行車両５０の下側にある暗い影領域５２および５４を抽出する（Ｓ６０３）。さらに、画像処理装置２０は、画素の輝度値を基準として影領域５２および５４を複数の分割領域に分割し、最も暗い分割領域を車両真下にある影領域５２として抽出する（Ｓ６０４，Ｓ６０５）。次に、画像処理装置２０は、車両真下にある影領域５２を俯瞰画像に投影し、俯瞰画像における影領域５２の長さから先行車両５０の長さを算出する（Ｓ６０６，Ｓ６０７）。
【００３４】
本実施形態の車載装置１０によれば、カメラ１２により撮影された画像から先行車両５０を検出し、先行車両５０の影領域５２および５４のうち先行車両５０の真下にある影領域５２を分離して抽出し、先行車両５０の真下にある影領域５２の長さに基づいて先行車両５０の長さを算出し、先行車両５０の長さから先行車両５０の車種を判定する。このため、カメラ１２により撮影された画像において先行車両５０の背面しか撮影されておらず、画像における先行車両５０の形状のみからでは先行車両５０の長さを算出することができない場合であっても、先行車両５０の影領域５２および５４のうち特に先行車両５０の真下にある影領域５２を抽出し、先行車両５０の真下にある影領域５２の長さに基づいて先行車両５０の長さを正確に算出することができる。さらに、正確に算出された先行車両５０の長さに基づいて、先行車両５０の車種を的確に判定することができる。
【００３５】
なお、以上に説明した実施形態では、車載装置１０は、先行車両５０の背面のみを撮影した画像を処理して先行車両５０の車両前後方向の長さを算出したり車種を判定したが、本発明はこれに限らない。他の実施形態では、車載装置１０は、先行車両５０の前面のみを撮影した画像を処理して先行車両５０の車両前後方向の長さを算出したり車種を判定してもよい。また、他の実施形態では、車載装置１０は、先行車両５０の側面のみを撮影した画像を処理して先行車両５０の車幅方向の長さを算出したり車種を判定してもよい。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】本発明の実施形態に係る車載装置の構成を示すブロック図である。
【図２】カメラにより撮影された先行車両を含む画像を示す図である。
【図３】先行車両の影領域における輝度値‐度数のグラフである。
【図４】射影変換後の画像を示す図である。
【図５】射影変換を説明するための模式図である。
【図６】車載装置の処理を示すフローチャートである。
【符号の説明】
【００３７】
１…自車両、１０…車載装置（車長計測装置、車種判定装置）、１２…カメラ、１２’…仮想カメラ、２０…画像処理装置、２１…車両検出部、２２…第１影領域抽出部、２３…第２影領域抽出部、２４…俯瞰画像生成部、２５…車長算出部、２６…車種判定部、５０…先行車両、５２，５４…影領域。
【図１】
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【図２】
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【図３】
2009070097.tif 000006
【図４】
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【図５】
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【図６】
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