(57)【要約】【課題】追加センサを必要とせず、撮像手段のみで、広い範囲の監視を行い、低コストで効率的な道路構造物の異常を検知することができる道路構造物異常検知装置を得る。【解決手段】カメラにより所定の周期で撮像された画像に、検出領域設定部１１により、各検知領域を設定し、その中の昼夜判定領域について昼夜判定部１２が画像処理して、昼夜を判定し、この判定結果が夜のときに、照明破損検知部１３が照明破損検出領域を画像処理して、照明の破損を検出し、昼夜判定の結果が昼のときに、ポール・標識破損検知部１４により、ポール・標識破損検知領域を画像処理してポール及び標識の破損を検出し、さらにガードレール破損検知部１５によりガードレール破損検知領域を画像処理してガードレールの破損を検出するようにした。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定の周期で撮像された道路状態を取得する画像撮像手段、この画像撮像手段により取得された画像上に昼夜を判定するための昼夜判定領域及び上記道路上の構造物の異常を検知するための異常検知領域を設定する検知領域設定手段、この検知領域設定手段により設定された上記昼夜判定領域の画像を処理して昼夜を判定する昼夜判定手段、及びこの昼夜判定手段の判定結果に応じて、上記画像上の異常検知領域について画像処理し、上記道路上の構造物の異常を検知する構造物異常検知手段を備えたことを特徴とする道路構造物異常検知装置。
【請求項２】
上記構造物異常検知手段は、上記昼夜判定手段による判定が夜の場合に、照明設備の破損を検知する照明破損検知手段を含むことを特徴とする請求項１記載の道路構造物異常検知装置。
【請求項３】
上記構造物異常検知手段は、上記昼夜判定手段による判定が昼の場合に、ガードレールの破損を検知するガードレール破損検知手段を含むことを特徴とする請求項１または請求項２記載の道路構造物異常検知装置。
【請求項４】
上記構造物異常検知手段は、上記昼夜判定手段による判定が昼の場合に、ポール及び標識の破損を検知するポール標識破損検知手段を含む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道路構造物異常検知装置。
【請求項５】
道路車線内を通行する車両の路面占有率と車両通行平均速度から渋滞の有無を判定する渋滞判定手段を備えた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交通流計測装置。
【請求項６】
上記画像撮像手段により取得される画像は、プリセット登録型ズーム旋回カメラを用いて撮像されることを特徴とする請求項１〜請求項５のいずれかに記載の道路構造物異常検知装置。
【請求項７】
上記画像撮像手段により取得される画像は、複数台のカメラによって撮像されるとともに、上記複数台のカメラの出力を切替えるカメラ切替え手段を備えたことを特徴とする請求項１〜請求項５のいずれかに記載の道路構造物異常検知装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、道路に固定されて使用され、道路上の標識、ガードレール、照明器具などの破損状況を検出し、管理者に対して通知を行う道路構造物異常検知装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来の道路異常物検知においては、カメラからの映像以外のものを用いて異常物を検知するものがあった。例えば、特許文献１では、テレビカメラと電波センサとを用いて、監視領域内の物体の監視を行うものが示されている。
また、特許文献２では、ミリ波レーダ装置を用いて、落下物や移動目標を、ガードレールや道路標識と区別して、検出するものが示されている。
【０００３】
【特許文献１】特開２００２−２２２４８７号公報（第３〜４頁、図１）
【特許文献２】特開２０００−１０５２７６号公報（第３〜４頁、図１）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１や特許文献２のように、電波センサやミリ波レーダ装置を用いると、その電波センサやミリ波レーダ装置の有効範囲の狭さから、広範囲の監視を低コストで行うことが難しいという問題があった。
【０００５】
この発明は、上述のような課題を解決するためになされたものであり、追加センサを必要とせず、撮像手段のみで、広い範囲の監視を行い、低コストで効率的な道路構造物の異常を検知することができる道路構造物異常検知装置を得ることを目的にしている。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
この発明に係わる道路構造物異常検知装置においては、所定の周期で撮像された道路状態を取得する画像撮像手段、この画像撮像手段により取得された画像上に昼夜を判定するための昼夜判定領域及び道路上の構造物の異常を検知するための異常検知領域を設定する検知領域設定手段、この検知領域設定手段により設定された昼夜判定領域の画像を処理して昼夜を判定する昼夜判定手段、及びこの昼夜判定手段の判定結果に応じて、画像上の異常検知領域について画像処理し、道路上の構造物の異常を検知する構造物異常検知手段を備えたものである。
【発明の効果】
【０００７】
この発明は、以上説明したように、所定の周期で撮像された道路状態を取得する画像撮像手段、この画像撮像手段により取得された画像上に昼夜を判定するための昼夜判定領域及び道路上の構造物の異常を検知するための異常検知領域を設定する検知領域設定手段、この検知領域設定手段により設定された昼夜判定領域の画像を処理して昼夜を判定する昼夜判定手段、及びこの昼夜判定手段の判定結果に応じて、画像上の異常検知領域について画像処理し、道路上の構造物の異常を検知する構造物異常検知手段を備えたので、道路構造物の破損の有無を画像処理のみによって、簡単に効率よく検出することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
実施の形態１．
実施の形態１について図を用いて説明する。
図１は、この発明の実施の形態１による道路構造物異常検知装置の構成を示すブロック図である。
図１において、画像撮像部１０（画像撮像手段）は、ＩＴＶカメラの撮像素子により、所定の周期で撮像された画像を取得し、デジタルデータとして画像撮像部１０内の記憶部に記憶する。このとき撮像素子により撮像された画像がアナログデータであれば、デジタルデータに変更した上で記憶する。検出領域設定部１１（検知領域設定手段）は、後述する各検出部の検出領域を画像上に設定する。設定領域は４種類あり、昼夜を判定するための昼夜判定領域Ａ、照明の破損を検出するための照明破損検知領域Ｂ、ポールや標識の破損を検出するためのポール・標識破損検知領域Ｃ、ガードレールの破損を検出するためのガードレール破損検知領域Ｄである。
昼夜判定部１２（昼夜判定手段）は、検出領域設定部１１で設定された画像上の昼夜判定領域Ａで昼夜を判定する。
【０００９】
照明破損検知部１３（照明破損検知手段）は、昼夜判定部１２で夜と判定された場合に、検出領域設定部１１によって設定された照明破損検知領域Ｂ内の照明が夜間に点灯しているかどうかを検出する。
ポール・標識破損検知部１４（ポール標識破損検知手段）は、昼夜判定部１２で昼と判定された場合に、検出領域設定部１１によって設定されたポール・標識破損検知領域Ｃ内の画像について、ポールや標識が破損しているかどうかを判断する。
ガードレール破損検知部１５（ガードレール破損検知手段）は、昼夜判定部１２で昼と判定された場合に、検出領域設定部１１によってガードレール破損検知領域Ｄ内に設定された画像からガードレール破損検知を行う。
なお、照明破損検知部１３とポール・標識破損検知部１４とガードレール破損検知部１５は、構造物異常検知手段である。
【００１０】
図２は、この発明の実施の形態１による道路構造物異常検知装置の画像撮像手段によって取得された道路状況図である。
図２において、中心線１を有する道路に、ガードレール２と、ポール５の上部に取付けられた標識３と、ポール６の上部に取付けられた照明４が配置されている。
【００１１】
図３は、この発明の実施の形態１による道路構造物異常検知装置の検出領域設定部の領域設定状況を表わす状況図である。
図３において、１〜６は図２におけるものと同一のものである。検出領域設定部１１により画面左上隅の道路構造物が無い位置に矩形の昼夜判定領域Ａ、照明が存在する位置に矩形の照明破損検知領域Ｂ、ポールまたは標識が存在する位置に矩形のポール・標識破損検知領域Ｃ、ガードレールが存在する位置にガードレールを覆うように囲った任意形状のガードレール破損検知領域Ｄが設定されている。
【００１２】
次に、動作について説明する。
実施の形態１は、照明器具、ポール、標識、ガードレールの破損の有無を画像処理のみによって簡単に効率よく検出するものである。
画像撮像部１０は、カメラによって、所定の周期で撮像された、図２のような道路状況を示す画像を取得し、デジタルデータとして記憶する。
検出領域設定部１１は、検出すべき領域を画像上に設定する。具体的には、図３に示されるように、昼夜を判定するための昼夜判定領域Ａ、照明の破損を検知するために照明の部分に設定された照明破損検知領域Ｂ、ポール及び標識の破損を検知するためにポール及び標識のある部分に設定されたポール・標識破損検知領域Ｃ、ガードレールの破損を検知するためにガードレールのある部分に設定されたガードレール破損検知領域Ｄが設定される。
【００１３】
この検出すべき領域が画像上に設定されたら、昼夜判定部１２により、画像上の昼夜判定領域Ａの画素の平均輝度値を監視し、一定の閾値以下になれば夜と判定し、閾値以上になれば昼と判定する。
以下は、この判定を元にして、それぞれの検出を行う。
照明破損検知部１３は、昼夜判定部１２で夜と判定された時に動作し、照明破損検知領域Ｂ内の照明が夜間に点灯しているかどうかを照明破損検知領域Ｂ内の平均輝度値によって換算し、一定の閾値以上なら照明が点灯していると判断し、一定の閾値以下であれば照明が消灯しているか点灯できないという異常状態であると判断する。
【００１４】
また、ポール・標識破損検知部１４は、昼夜判定部１２で昼と判定された時に動作し、検出領域設定部１１によって設定されたポール・標識破損検知領域Ｃ内の画像に対してハフ変換を行い、その直線形状が領域枠に対して十分に長いならば、破損はなく健全であると判断し、領域枠に対して不十分な長さの直線が多い場合は、ポールや標識の一部が破損していると判断する。
【００１５】
次に、ガードレール破損検知部１５は、昼夜判定部１２で昼と判定された時に動作する。ガードレール破損検知領域Ｄ内の正常な画像を予めテクスチャーとして取り込み、それを基準テンプレート画像とする。基準テンプレート画像と、入力画像の同じ座標領域の画像で、画像テクスチャー同士の相関度を正規化を使って行ない、またこの２つの画像のエッジ抽出を行ない、エッジ分布の相関度を比較し、２つの相関値が高ければ、ガードレールの破損はなしと判断し、相関値が低ければ、ガードレールに何らかの破損が認められると判断する。
ここで、ガードレール破損検知部１５が、ポール・標識破損検知部１４と同じ手法を用いないのは、ポールや標識は基本的に直線を多く含むものであり、それが破損すると曲がって変形するため、検知可能であるが、ガードレールは基本的に曲線を含むものを前提としているため、ポール・標識破損検知部１４とは別の手法を用いている。
【００１６】
実施の形態１によれば、照明器具・ポール・標識・ガードレールなどの道路構造物の破損の有無を画像処理のみによって、簡単に効率よく検出することが可能となる。
【００１７】
実施の形態２．
図４は、この発明の実施の形態２による道路構造物異常検知装置の構成を示すブロック図である。
図４において、１０〜１５は図１におけるものと同一のものである。図４では、昼夜判定部１２の前段に、新たに道路の渋滞を判定する渋滞判定部１６と、この渋滞判定部１６からのカメラ画角変更の指示に基づき、カメラの画角を変更させ、検出領域設定部１１にカメラ画角変更を伝えるカメラ制御部１７が設けられている。検出領域設定部１１は、カメラ制御部１７によって画角が変更されたカメラの画角に一致するように検知領域を変更する。ここで、画角は、カメラの向きとズーム倍率をいう。
また、実施の形態２ではカメラとして、プリセット登録型ズーム旋回カメラを用いている。このプリセット登録型ズーム旋回カメラは、画角すなわち、カメラの向きとズーム倍率を予め複数登録することができ、この登録した複数の画角に順次変更することができるカメラである。実施の形態２では、この登録された画角（それぞれプリセット番号をもっている）への変更を、カメラ制御部１７によりプリセット番号を指示することにより行うようにした。
【００１８】
次に、図４をもとに渋滞判定部１６とカメラ制御部１７について説明する。
通常、画像処理を用いた道路監視では、道路上の交通状況を監視する場合がほとんどである。そのため、本発明の道路構造物の異常検知を行なうための道路構造物異常検知装置に、交通状態監視装置の機能を持たせたものが、実施の形態２である。
【００１９】
渋滞判定部１６（渋滞判定手段）は、道路車線上での道路面全体に対する車両の占有率や、車両平均速度を用いて渋滞の有無を判定する。ここでは、さらに渋滞の有無の期間をカウントし、非渋滞期間が一定期間続く閑散期においては、カメラ制御部１７に対してカメラの画角変更を指示する。
【００２０】
カメラは、基本設定されている画角以外にも、プリセット登録型ズーム旋回カメラを用いることで、他の画角、例えば逆向き車線等の監視を行なうことが可能となる。この他にもカメラの旋回可能領域内の道路構造物に対して、ズームを行なうことで、より詳細な破損状況の検知が可能となる。このため、カメラ制御部１７は、カメラの画角を変更し、この変更されたカメラ画角情報を検出領域設定部１１に伝え、検出領域設定部１１は、カメラの画角に合わせて、検知領域を設定する。
【００２１】
渋滞判定部１６は、通常の運用にて利用し、動作時の機能のほぼ大半を交通状態監視に割り当てる。構造物異常検知に際しては、渋滞判定部１６を常時、動作させる必要はなく、離散的に検証を行なえば良い。そこで、非渋滞期間がＴ時間以上続いた場合、カメラ制御部１７に対して、プリセット画角の変更を促す。
カメラ制御部１７では、カメラのプリセット画角を変更する場合、道路異常検知のための検知領域を設定するパラメータを当該画角用に変更させる。このため、検出領域設定部１１に対してプリセット画角の変更情報を出力する。
カメラ制御部１７は、登録プリセット画角全てに対して、所定のタイミングで順次、設定を行い、これによる異常検知を行ない、異常検知の処理が終了すると、通常の基本設定画角へと戻り、渋滞監視へと戻るようにする。
【００２２】
実施の形態２によれば、通常は画像処理監視の基本的な処理である監視道路車線内の渋滞の有無を判定し、車両の閑散期で道路構造物の異常検知を、プリセット登録型ズーム旋回カメラを用いて、道路構造物の対象をズームすることで、より詳細に破損有無の判定を行なうことが可能となる。
【００２３】
実施の形態３．
図５は、この発明の実施の形態３による道路構造物異常検知装置の構成を示すブロック図である。
図５において、１０〜１７は図４におけるものと同一のものである。図５では、カメラ制御部１７からのカメラ切替え信号により、複数台のカメラの映像を切替えるカメラ切替え部１８（カメラ切替え手段）を設けている。
【００２４】
図６は、この発明の実施の形態３による道路構造物異常検知装置のアナログ画像を用いたカメラ切替え部の接続を示すブロック図である。
図６において、ｎ台のカメラからｎ系統の入力アナログ映像がカメラ切替え部１８に入力され、カメラ制御部１７からのカメラ切替え信号により、切替えられた１系統の入力アナログ映像を画像撮像部１０に出力する。カメラ制御部１７は、カメラ切替え部１８によるカメラの切替えを制御する。
【００２５】
図７は、この発明の実施の形態３による道路構造物異常検知装置のデジタル伝送画像を用いたカメラ切替え部の接続を示すブロック図である。
図７において、カメラ切替え部１８は、カメラからネットワーク回線を通じて入力されるデジタルデータを扱うとともに、動画データ展開装置を二つ設け、現在処理中のカメラ用の動画データ展開装置２１と、次周期処理のカメラ用の動画データ展開装置２２とを設けている。現在処理中のカメラ用の動画データ展開装置２１と、次周期処理のカメラ用の動画データ展開装置２２との切替えは、カメラ制御部１７からのカメラ切替え信号により行われる。なお、ネットワーク回線を通じて送られてくるデジタルデータには、現在処理中のカメラ用の動画データ展開装置２１と、次周期処理のカメラ用の動画データ展開装置２２用のものが含まれる。
【００２６】
次に、実施の形態３の動作について説明する。
実施の形態２は、プリセット登録型ズーム旋回カメラを用いて、破損の検出を行ったが、実施の形態３は、カメラ制御部１７の制御に基づき、複数台のカメラを用いて、破損の検出を行うものである。
カメラ映像を扱う場合、カメラ１台に対して１つのアナログ信号が割り当てられる。そのため、複数台のカメラ映像を監視するためにはカメラ台数分の画像撮像部が必要となる。ここで、画像撮像部とは、アナログデジタル変換を行ない、映像をデジタル化する部分であるが、この装置を複数にすると装置規模が大きくなる。
このため、実施の形態３では、複数のカメラの映像をカメラ切替え部１８によって一時集約し、カメラ切替え部１８において必要なカメラ映像１つを取り出すように切替えて、１つの画像撮像部１０に対して映像を供給する。そして、このカメラ切替え部１８の切替えを指示するものが、カメラ制御部１７であり、例えば一定周期で、または手動でカメラ切替えを指示する。
これにより、カメラ切替え部１８で処理対象のカメラを切替えることで、後段の渋滞判定部１６や検出領域設定部１１の検出領域の設定を必要に応じて変更することができる。
【００２７】
また、近年の広域映像監視システムにおいては、監視映像をアナログで扱わず、デジタルデータとして扱う場合もある。そのため、図７のように、カメラ切替え部１８は、デジタルデータを扱うものとする。
広域映像監視システムでは、映像をＭＰＥＧ２と呼ばれる圧縮された動画像によってネットワーク内を伝送される。そのため、静止画の連続画像を取り扱う画像処理においては、圧縮された動画像データの展開作業が必要となる。
圧縮データの展開作業には、一定の期間をかけなければならないため、映像の切替え期間には、不監視期間が存在することになる。そこで圧縮された動画データの展開装置を二重化し、次に切替えるべきカメラの映像展開作業を事前に行ない始めることで、不監視期間をなくし、効率よくカメラ映像を切替えるようにする。
なお、ネットワーク回線を通じて送られてくるデジタルデータには、現在処理中のカメラ用の動画データ展開装置２１と、次周期処理のカメラ用の動画データ展開装置２２用のものが混在している。
【００２８】
実施の形態３によれば、複数台のカメラ映像を１台の装置（画像撮像部）で監視することで、より低コストで道路構造物異常検知装置を管理者に対して提供することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】この発明の実施の形態１による道路構造物異常検知装置の構成を示すブロック図である。
【図２】この発明の実施の形態１による道路構造物異常検知装置の画像撮像手段によって取得された道路状況図である。
【図３】この発明の実施の形態１による道路構造物異常検知装置の検出領域設定部の領域設定状況を表わす状況図である。
【図４】この発明の実施の形態２による道路構造物異常検知装置の構成を示すブロック図である。
【図５】この発明の実施の形態３による道路構造物異常検知装置の構成を示すブロック図である。
【図６】この発明の実施の形態３による道路構造物異常検知装置のアナログ画像を用いたカメラ切替え部の接続を示すブロック図である。
【図７】この発明の実施の形態３による道路構造物異常検知装置のデジタル伝送画像を用いたカメラ切替え部の接続を示すブロック図である。
【符号の説明】
【００３０】
１  道路中心線、２  ガードレール、３  標識、４  照明、５、６  ポール、
１０  画像撮像部、１１  検出領域設定部、１２  昼夜判定部、１３  照明破損検知部、
１４  ポール・標識破損検知部、１５  ガードレール破損検知部、１６渋滞判定部、
１７カメラ制御部、１８カメラ切替え部、２１動画データ展開装置１、２２  動画データ展開装置２。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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