(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
駐車場の車両を駐車する車室を撮影するテレビカメラと、該テレビカメラからの映像を入力する画像入力手段と、該画像入力手段により入力された画像を記憶する画像メモリとを備え、前記画像を画像処理して車両を監視する駐車場画像監視装置であって、
前記テレビカメラは、駐車場の走行路に面した当該走行路を挟んで並ぶ複数の車室について、車室の正面後方から前記走行路を挟んだ対面の複数車室を前記走行路と同時に、前記走行路が前記対面の複数車室に対して手前になるように俯瞰的に撮影する位置に設置され、
前記画像入力手段から入力される画像に対して、前記対面の複数車室の領域と前記走行路の領域の各処理領域を設定する領域設定手段と、
該領域設定手段により設定された前記走行路の領域について、前記画像メモリに記憶された背景画像との画像間演算により移動体を検出する走行路監視手段と、
前記領域設定手段により設定された車室の領域について、予め前記画像メモリに記憶された車室の画像と、前記テレビカメラからの入力画像とのパターンマッチング処理による類似度に基づいて車室の状態を監視する車室監視手段とを備え、
前記走行路監視手段により前記走行路に車両が存在しないと判断した場合に、前記車室監視手段により、各車室における車両の存在を監視すること、を特徴とする駐車場画像監視装置。
【請求項２】
請求項１記載の駐車場画像監視装置において、
前記走行路監視手段は、設定された前記走行路の領域について微分処理を実行して走行路に車両が存在しているかを判定することにより車両の走行又は存在を判定する機能を備えることを特徴とする駐車場画像監視装置。
【請求項３】
請求項１記載の駐車場画像監視装置において、
前記車室監視手段は、設定された前記対面の複数車室の領域について微分処理を実行して在車判定する機能と、当該領域についてあらかじめ記憶している空き状態の車室画像と入力画像の間でパターンマッチング処理を実行して在車判定する機能とで各車室における在車を判定することを特徴とする駐車場画像監視装置。
【請求項４】
請求項２記載の駐車場画像監視装置において、
前記走行路監視手段は、設定された前記走行路の領域について車両を抽出し、抽出した車両の座標を出力することを特徴とする駐車場画像監視装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、駐車場における駐車スペース（車室）の空き状態を監視する技術に関し、特にテレビカメラを用いて車室の在車状態計測と走行路の異常監視を行う駐車場画像監視装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
駐車場の管理においては、車室の在車管理を行い、空きスペースがあれば駐車場利用者（ユーザー）にその案内を行っているが、車室の在車判定には特開平4−363800号公報に記載されているように、超音波センサなどのセンサを各車室に設置し、車両が各車室に存在しているかどうかを判定している。また、駐車場の管理者は、走行路を走る車の状態を監視するために、通路に設置されたテレビカメラの映像を監視し、走行路に事故などの異常がないかを常にモニタ画面を見ることにより監視している。一方、画像処理による駐車場管理として特開平4−   290199号公報では、駐車場全体をカメラで撮影し、このカメラ映像のフレーム間差分処理で車両を抽出し、抽出画像の座標データとあらかじめ駐車場マップを作成しているデータと付き合わせて、車の移動軌跡を求め、駐車場内における駐車位置，空車位置を管理するものがある。また、特開平9−16897号公報に記載された発明によれば、駐車場をカメラで真上から撮影し、この画像とあらかじめ撮影された駐車場の背景画像との差分処理で車両を抽出し空車位置の管理を行うことにより、在車管理を行うというものである。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
このような超音波センサなどのセンサそのものは安価であるが、多数のセンサを設置するためにその工事費を含めるとかなりのコストになる問題があるとともに、人がセンサの上又は下に立っている場合などは、車両が存在しない場合にも車両の存在判定の結果を出力してしまうという問題がある。また、駐車場の管理者は、常にモニタ画面を監視し、異常の有無をチェックする必要があるため非常に大変な作業となってしまう。一方、画像処理による従来技術の課題は、特開平4−290199 号公報による画像処理では、カメラの撮影画角が車両の重なりによって見えなくなることを考慮していないため、的確な処理ができないという問題があり、またフレーム間差分処理だけでは車両を全て検出できない（停止車両は検出できない）という問題がある。また、特開平9−16897号公報では、カメラが駐車スペースを真上から撮影することができる場所では効果的な手法であるが、地下駐車場などのように天井が低い場合ではこのような画角に設定できないという問題がある。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
本発明では、上記課題を解決するために、本発明による駐車場画像監視装置は、駐車場の駐車スペースである複数の車室と走行路を同時に撮影するテレビカメラと、このテレビカメラの映像を入力し画像処理する画像処理装置とからなる駐車場画像監視装置であって、カメラの映像を入力する画像入力手段と、画像入力手段により入力された画像を記憶する画像メモリと、画像入力手段から入力されるカメラ映像に対して走行路の領域と車室の領域の処理領域をそれぞれ設定する領域設定手段と、領域設定手段により設定された各領域について車両の走行又は車両の存在を監視する監視手段とにより構成する。このようにして、駐車場の複数の車室を正面後方から１台のテレビカメラにより撮影し、この映像を画像処理技術により、各車室の車両存在判定を自動的に行うようにしたものである。この時のカメラ設置条件としては、対面に並んでいる複数の車室の内、一方の車室側を通路を挟んで、正面後方から俯瞰的に撮影することにする。このような画角にすれば、走行路の車両の有無によって車室を車両が隠しているかの判断が可能となるため、車室の在車判定を正確に行うことができる。また、走行路も同時に撮影しているため、走行路の異常監視も実行可能である。この走行路の異常監視は走行路のエリアに車両が長く止まっている場合などにアラームを出力するような機能である。すなわち、一枚の画像を処理する場合に、走行路の監視と車室の監視に分けることで、従来の手法では正確な車室計測が困難であった点を解決可能であるとともに、新たに走行路の異常監視も同時に実現可能である。
【０００５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施例を図面を用いて説明する。
【０００６】
図１は本発明のテレビカメラの撮影状態を示す。
【０００７】
テレビカメラは対面に並んでいる複数の車室を通路を挟んだ正面後方に設置し、この場所から撮影したものである。テレビカメラの映像１の中に車室２−１〜２−６が映っており、その手前に走行路３が映っている。車室には駐車車両４が入り、走行路には通行車両５が映っている。このような視野に設定することで、複数の車室の在車管理を１台のカメラで計測できると共に、走行路の異常監視も同時に実行することができる。
【０００８】
図２に本発明のシステム構成を示す。
【０００９】
カメラの映像を入力する画像入力手段８と、入力した画像を記憶する画像記憶手段９と、画像メモリ上に処理領域を設定する領域設定手段１０と、走行路を監視する走行路監視手段１１と、車室の在車判定を実行する車室監視手段１２と、計測結果を伝送する通信手段１３から構成される。
【００１０】
まず最初に車室監視手段１２について説明する。各車室領域を監視する場合、走行路に車両が存在していると、その車両によって車室を隠してしまい、このため車室の車両存在判定に誤りが生じる可能性がある。そこで、車室の車両存在判定の前に、走行路に車両が存在しているかを判定する機能を設け、走行路に車両が存在していないときに車室の車両存在判定を実行するようにしている。すなわち、あらかじめ、図１のように走行路の監視を行うための処理領域６を定め、各車室の所定エリアに計測領域７を定める。処理は図３のように画像を入力し１４、その画像の走行路領域に処理領域を設定し１５、その走行路に車両が存在しているかどうかを判定し１６、存在していない場合に、各車室の状態を計測する車室監視手段１２を実行する。このように走行路の監視と、車室の監視に分けることで、走行路の車両によって、車室の車両存在判定が誤ることがなくなるため、正確な車室存在判定が可能となる。走行路に車両が存在しているかの判断は後述する。図３の車室監視手段１２は図４のようなフローとなる。まず、車室数ループ処理になり１８、各車室の所定領域に処理領域を設定１９し、その領域を微分処理する２０。車両は水平縞が多いので、微分処理するとそのパターンが現れる。車両が存在しない場合はほとんど何も現れない。この微分処理の概念を図５に示す。微分画像を更にある所定しきい値で２値化し２１、この２値の面積を算出する２２。２値の面積が設定値より大きい場合に、在車状態２４、少ない場合に空車状態と判定する２５。このような処理で、各車室の在車判定が可能である。ここで、微分処理を使って在車判定しているが、この他に、濃淡のパターンマッチング方式もある。
【００１１】
図６，図７にその原理を示す。
【００１２】
図６のように車室２の所定領域にパターンマッチングする領域を２６−１，２６−２のように設定し、その領域についてあらかじめ車が存在しないときの画像を記憶しておく。これをテンプレート画像と呼ぶ。このテンプレート画像と入力画像の同じ場所でパターンマッチングすると、空車の場合は記憶している画像とほとんど同じ画像であるので類似度が高く、図７のように車が入ると類似度が著しく下がる。このような違いにより、車室の在車判定が可能である。本実施例では、２カ所のパターンマッチングエリアを設定しているが、大きめの領域を１カ所設定し、その領域のパターンマッチング処理でも同様の効果がある。２カ所方式では、２つの領域で類似度が異なる場合は、車が移動していることを把握できるので、２カ所とも類似度が下がることが判定条件である。このように、パターンマッチング方式は２値化処理を用いないため、判定の精度が高い利点がある。しかしながら、あらかじめ空車の状態を記憶する必要があるため、システム立ち上げ時に、たまたま車両が存在しているときは、誤判定してしまう欠点がある。そこで、図８のように微分方式とパターンマッチング方式の２方式を組みあわせた処理が考えられる。車室監視手段１７を各車室で空き状態が過去に有ったかどうかを判定し２８、過去に該当車室の状態で空き状態がなければ背景画像（テンプレート画像）が作られていないので、微分方式で在車判定を行い３４〜３７、空車と判定した場合は、空き状態フラグをオンにするとともに４１、パターンマッチング用の背景画像（テンプレート画像）を作成する４２。また、空き状態が過去に有った場合は、既に背景画像（テンプレート画像）が作成されているので、この背景画像（テンプレート画像）と入力画像でパターンマッチング２９し、類似度が低いかどうかを判定し３０、低い場合は車両が存在していると判定３１し、高いと空車状態と判定する３２。上記で空車状態と判定した場合は、記憶している背景画像を更新する３３。この更新処理は、空車状態の画像が照明の影響や、カメラレンズの汚れなどによって明るさなどが変化するために、逐次空車状態と判定した場合に画像の入れ換えもしくは、記憶している画像と新しい入力画像との平均化などを実行し、記憶背景画像を更新するものである。ここで、パターンマッチング処理は画像処理の基本機能である正規化相関処理などを用いることが最適である。ところで、パターンマッチング処理と微分処理で在車判定が可能であるが、両方の機能を同時に実行し判定する方式もある。図９にそのフローを示す。図８と異なる点は、空き状態が過去に有った場合はパターンマッチングを実行し、空き状態があっても無くても常に微分処理を実行する点である。その結果、２つの判定結果が得られるが、両方式の判定結果が同じ場合は当然そのまま出力し、異なる場合は、パターンマッチング処理を優先（パターンマッチング処理を実行した場合）し、出力するようにしたものである。このような処理にすることで、判定の精度を向上することが可能である。図１０に本発明のハードウエア構成を示す。画像監視装置４７はテレビカメラ４８の映像信号はＡ／Ｄ変換器４９を経由し画像メモリ５０に取り込まれる。この画像メモリ５０の内容を読み出し各種画像処理を実行する画像処理プロセッサ５１と画像メモリ５０の内容をモニタ等に表示するためのＤ／Ａ変換器５２と、各種制御を実行する
ＣＰＵ５３とプログラム格納メモリＲＡＭ／ＲＯＭ  ５４と各種処理領域などを格納する画像処理パラメータファイル５５と認識結果の通信部５６が備わっている。このような構成は一般的な画像処理ハードウエアと特に変わるものではない。次に、走行路監視手段について説明する。走行路監視手段１１は、２つの機能を有する。すなわち、車室監視手段１２を動作させるかを判定するための走行路に車両が存在しているかの判定機能と、走行路の異常監視機能である。まず最初に、走行路車両存在判定機能について説明する。走行路に車両が存在しているかの判定は、図１の処理領域６について、図５と同じように微分処理し、この微分画像を所定のしきい値で２値化しこの２値画像の面積が所定値より大きい場合に車両が走行路に存在していると判断することができる。また、フレーム間差分処理（所定時間間隔で画像を取り込み画像同士で差分処理する）を実行すると、移動物体が検出できるので、この方式で判定してもよい。ただし、車両が停止している場合に検出できないので、車室監視手段が誤って起動される可能性がある。また、走行路に車両が存在しない画像をあらかじめ入力し、その背景画像と入力画像の差分処理で車両を抽出する方式がある。通常、営業開始時には通路を走行する車両はいないため(車室の場合は夜を明かした車両が存在する可能性がある)、駐車場の営業開始前に背景画像を記憶することができる。このように、背景画像を記憶できる場合は、車室監視手段と同様に、入力画像と背景画像との間でパターンマッチング処理を実行し、類似度が低い場合は車両が存在していると判断することもできる。このような処理により、走行路の車両存在確認が実行できる。一方、走行路監視手段の異常監視機能とは、走行路に長く車両が停止しているような状態を監視するもので、図１１に示す処理で実現する。車両が停止しているかの判断であるので、画像を２枚所定時間間隔で入力し、その画像の差分処理を実行する。明るさの差が小さい部分は動いていない領域であるので、この画像を作成し、この画像と、あらかじめ記憶している背景画像と入力画像との差分処理で車両を抽出し、この画像と先ほどのフレーム間差分の差が小さい領域とのＡＮＤ処理を実行すれば、停止している車両の画像を得ることができる。この画像の中心位置座標（ｘｃ，ｙｃ）を算出し、この座標が所定範囲内から移動していない場合はその時間を計測し、所定時間経過した場合にアラーム信号として報知するようにすることができる。あるいは、背景差分画像だけを用い、抽出した画像の中心座標を管理するだけでも同様な出力が得られる。このような処理により、走行路の異常監視機能が実現できる。また、背景差分処理で走行路の車両を抽出し、この中心座標を上位コンピュータに送ることで、駐車場全体の走行路の状態を把握することも可能である。図１２にその概念図を示す。複数の画像処理装置（駐車場画像監視装置）４７から走行路の車両の座標を上位コンピュータ５７が受取り、このデータとあらかじめ駐車場全体の地図をデータ化しておきこのデータと受け取ったデータとの対応をとり、駐車場全体のマップ上５８にそのデータをプロットすれば、走行路全体の車両の状態を把握することができる。��像監視装置と上位コンピュータはネットワーク５９で結んでいる。また、図１３のように各画像処理装置に画像圧縮伝送機能を設け、上位コンピュータからの要求に応じ、撮影しているテレビカメラの映像を圧縮伝送し、上位コンピュータでは受け取ったデータを伸長し、駐車場全体のマップ上５８に指定された画像として表示することができる。尚、圧縮方式は伝送時間と必要な画質によって選択する。これにより、走行路などの異常が発生した場合に、その映像を瞬時に管理者が見ることができるため、管理運用が非常にスムーズとなる。以上、走行路監視手段と車室監視手段を主に説明したが、走行路監視手段と車室監視手段に分けて画像処理することにより、車室の車両存在判定が正確に実行できる。
【００１３】
【発明の効果】
１台のテレビカメラで複数の車室と走行路を撮影し、走行路監視手段と車室監視手段を設けることで、低コストで駐車場の在室管理を実現できると共に、走行路監視手段により、走行路の異常検出が可能である。また、これらのデータを上位コンピュータに送ることで、在車管理、走行路の車両状況を一括して把握することが可能である。更に、画像処理装置に画像圧縮伝送機能、上位コンピュータに画像伸長機能、及び表示機能を設けることにより、走行路で異常が発生した場合に、即座にその近傍の映像を管理者が確認できるため管理運用がスムーズに行える効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の撮影画角の一例と、各部の名称を示す図である。
【図２】本発明の画像監視装置のシステム構成を示す図である。
【図３】本発明の在車判定フローを示す図である。
【図４】車室監視手段の一実施例のフローを示す図である。
【図５】車両検出のための微分処理の概念を示す図である。
【図６】パターンマッチング方式で車両検出する場合の領域設定の一例を示す図である。
【図７】パターンマッチング領域に車両が存在している場合の例を示す図である。
【図８】微分方式とパターンマッチング方式を兼用した時の車室監視手段の一実施例のフローを示す図である。
【図９】微分方式とパターンマッチング方式を同時に実行する場合の車室監視手段の一実施例のフローを示す図である。
【図１０】本発明の画像監視装置のハードウエア構成を示す図である。
【図１１】走行路監視手段の異常監視機能の処理概念図である。
【図１２】上位コンピュータと画像監視装置を接続し、駐車場全体の状況を把握する場合のシステム構成図の一例である。
【図１３】上位コンピュータと画像監視装置を接続し、画像伝送機能を付加した駐車場全体の状況を把握する場合のシステム構成図の一例である。
【符号の説明】
８…画像入力手段、１１…走行路監視手段、１２…車室監視手段、１３…通信手段、４７…画像監視装置。
【図１】
0003806508.tif 000002
【図２】
0003806508.tif 000003
【図３】
0003806508.tif 000004
【図４】
0003806508.tif 000005
【図５】
0003806508.tif 000006
【図６】
0003806508.tif 000007
【図７】
0003806508.tif 000008
【図８】
0003806508.tif 000009
【図９】
0003806508.tif 000010
【図１０】
0003806508.tif 000011
【図１１】
0003806508.tif 000012
【図１２】
0003806508.tif 000013
【図１３】
0003806508.tif 000014