JP2002063568A - 道路監視装置および道路監視方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 平均速度の測定結果を用いることなく正確に
渋滞の発生を検出することが可能な道路監視装置および
道路監視方法を提供する。 【解決手段】 背景差分算出部７にて車両の存在しない
背景画像と現在の画像とを比較して、背景差分データを
求め、このデータの特徴点数と車両台数との関係を背景
差分ヒストグラム作成部８がヒストグラム化する。また
その一方で、時間差分算出部１０により、所定時間前の
過去の画像と現在の画像とを比較して、時間差分データ
を求め、このデータの特徴点数と車両台数との関係を時
間差分ヒストグラム作成部１１がヒストグラム化する。
そして、渋滞判定閾値算出部１２が、上記２つのヒスト
グラムを比較して、渋滞判定閾値を決定し、渋滞判定部
１３が上記渋滞判定値と、画像処理部５にて検出された
車両台数とを比較して、渋滞が発生の有無を判定するよ
うにしたものである。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、例えば高速道路
をはじめとする種々の道路の交通流諸量を検出するのに
用いられる道路監視装置および道路監視方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】周知のように、従来より高速道路をはじ
めとする主要な幹線道路には、その交通状況を把握する
ために、道路監視システムが適用されることがある。従
来の道路監視システムでは、監視対象となる道路を電子
カメラにより撮影し、この撮影データを画像処理して上
記道路における交通量と平均速度をそれぞれ求め、これ
らの測定結果の相関に基づいて渋滞の発生を検出するよ
うにしている。

【０００３】しかしながら、このような従来の道路監視
システムで行われる画像処理では、個別の車両速度を正
確に求めることができなくなって、正確な平均速度が求
められなくなると、正確に渋滞の発生を検出することが
困難になるという問題があった。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】従来では、正確な平均
速度が求められなくなるような状況では、渋滞の発生を
正確に検出することが困難になるという問題があった。
この発明は上記の問題を解決すべくなされたもので、平
均速度の測定結果を用いることなく正確に渋滞の発生を
検出することが可能な道路監視装置および道路監視方法
を提供することを目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、この発明は、電子カメラにより撮影された映像に
基づいて、交通諸量の検出を行う道路監視装置におい
て、電子カメラにより撮影された映像に基づいて、監視
対象の道路を走行する車両数を求める車両数検出手段
と、予め設定した背景画像と、電子カメラにより撮影さ
れた映像との間の差分データを背景差分データとして求
める背景差分検出手段と、背景差分データの特徴点の数
を求め、この特徴点の数と、この特徴点を求める際に基
となった電子カメラの映像に基づいて車両数検出手段が
求めた車両数とを対応づけて、ヒストグラムを作成する
背景差分ヒストグラム作成手段と、電子カメラにより撮
影された映像と、電子カメラにより所定時間前に撮影さ
れた過去の映像との間の差分データを時間差分データと
して求める時間差分検出手段と、時間差分データの特徴
点の数を求め、この特徴点の数と、この特徴点を求める
際に基となった電子カメラの映像に基づいて車両数検出
手段が求めた車両数とを対応づけて、ヒストグラムを作
成する時間差分ヒストグラム作成手段と、背景差分ヒス
トグラム作成手段にて作成したヒストグラムと、背景差
分ヒストグラム作成手段にて作成したヒストグラムとに
基づいて、車両数による渋滞判定の閾値を求める閾値決
定手段と、この閾値決定手段にて求めた閾値と車両数と
を比較して、車両数が上記閾値以上の場合に、渋滞が発
生していると判定する渋滞判定手段とを具備して構成す
るようにした。

【０００６】また、この発明では、電子カメラにより撮
影された映像に基づいて、交通諸量の検出を行う道路監
視方法であって、電子カメラにより撮影された映像に基
づいて、監視対象の道路を走行する車両数を求める車両
数検出工程と、予め設定した背景画像と、電子カメラに
より撮影された映像との間の差分データを背景差分デー
タとして求める背景差分検出工程と、背景差分データの
特徴点の数を求め、この特徴点の数と、この特徴点を求
める際に基となった電子カメラの映像に基づいて車両数
検出工程が求めた車両数とを対応づけて、ヒストグラム
を作成する背景差分ヒストグラム作成工程と、電子カメ
ラにより撮影された映像と、電子カメラにより所定時間
前に撮影された過去の映像との間の差分データを時間差
分データとして求める時間差分検出工程と、時間差分デ
ータの特徴点の数を求め、この特徴点の数と、この特徴
点を求める際に基となった電子カメラの映像に基づいて
車両数検出工程が求めた車両数とを対応づけて、ヒスト
グラムを作成する時間差分ヒストグラム作成工程と、背
景差分ヒストグラム作成工程にて作成したヒストグラム
と、背景差分ヒストグラム作成工程にて作成したヒスト
グラムとに基づいて、車両数による渋滞判定の閾値を求
める閾値決定工程と、この閾値決定工程にて求めた閾値
と車両数とを比較して、車両数が上記閾値以上の場合
に、渋滞が発生していると判定する渋滞判定工程とを具
備して構成するようにした。

【０００７】上記構成の道路監視装置および道路監視方
法では、背景差分による特徴点と車両台数のヒストグラ
ムと、時間差分による特徴点と車両台数のヒストグラム
とに基づいて、渋滞発生時の車両台数の判定値を求め、
この値と検出した車両台数とを比較して、渋滞の発生の
有無を判定するようにしている。

【０００８】したがって、上記構成の道路監視装置およ
び道路監視方法によれば、画像処理により通過車両の平
均速度を求めなくても、正確に渋滞の発生を検出するこ
とができる。

【０００９】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して、この発明
の一実施形態について説明する。図１は、この発明の一
実施形態に係わる道路監視システムの構成を示すもので
ある。

【００１０】電子カメラ１は、監視対象となる道路を撮
影するものである。電子カメラ１によって得られたアナ
ログ撮影信号は、Ａ／Ｄ変換部２にてディジタル信号に
変換され、そしてフレーム毎の画像データに変換され
る。この画像データは、画像記憶部３と画像処理部５に
出力される。

【００１１】画像記憶部３は、Ａ／Ｄ変換部２より入力
される画像データを、所定のフレーム数だけ一時的に蓄
積することができる。そして、画像記憶部３は、蓄積し
ている画像データのうち、後述するコンソールユニット
（ＣＵ）４を通じて予めオペレータから受け付けた要求
に応じて、蓄積している画像データを背景画像記憶部６
あるいは過去画像記憶部９に選択的に出力するととも
に、最新のフレームの画像データについては、逐次、背
景差分算出部７と時間差分算出部１０に出力する。

【００１２】コンソールユニット４は、例えばパーソナ
ルコンピュータなどの制御端末であって、当該道路監視
システムの各部の設定制御機能を有する。そして、例え
ば、後述する画像処理部５の画像処理に関わる種々のパ
ラメータ設定制御機能や、画像記憶部３に蓄積される画
像データを閲覧し、ここに蓄積される画像データのうち
いずれかを背景画像データとして背景画像記憶部６に記
録する制御機能、画像記憶部３に蓄積される画像データ
のうち、一定時間前の画像データを、過去画像データと
して、逐次、過去画像記憶部９に記録する制御機能など
を備える。

【００１３】画像処理部５は、入力される画像データを
画像処理して、監視対象の道路上を走行する車両の台数
を検出し、この検出結果を後述する背景差分ヒストグラ
ム作成部８、時間差分ヒストグラム作成部１１および渋
滞判定部１３に出力する。

【００１４】背景画像記憶部６は、予め、コンソールユ
ニット４を通じてオペレータから要求されたフレームの
画像データを、画像記憶部３から読み込んで背景画像デ
ータとして記憶するものである。ここで記憶される背景
画像データとしては、上記監視対象の道路上に車両が存
在しない画像が望ましい。

【００１５】背景差分算出部７は、画像記憶部３より入
力される最新のフレームの画像データと、背景画像記憶
部６に記憶される背景画像データとの間の、対応する画
素間の輝度差を画素毎に求め、この結果を背景差分デー
タとして背景差分ヒストグラム作成部８に出力する。

【００１６】背景差分ヒストグラム作成部８は、背景差
分算出部７にて求められた背景差分データを、画素単位
で、予め設定した閾値と比較して、その輝度差情報が上
記閾値以上であるか否かを２値判定する。

【００１７】そして、背景差分ヒストグラム作成部８
は、上記２値判定の結果のうち、閾値以上の輝度差があ
った画素の数を計数する。この計数結果（以後、背景差
分特徴点数と称する）と、画像処理部５にて検出された
車両台数の情報を対応づけて、図２に示すような車両台
数と背景差分特徴点数の関係をヒストグラム化する。

【００１８】過去画像記憶部９は、実際の運用の前に、
上述したようにコンソールユニット４の制御により、画
像記憶部３から定期的に過去画像データを読み込んで記
憶するものである。

【００１９】時間差分算出部１０は、画像記憶部３より
入力される最新のフレームの画像データと、過去画像記
憶部９に記憶される過去画像データとの間の、対応する
画素間の輝度差を画素毎に求め、この結果を時間差分デ
ータとして時間差分ヒストグラム作成部１１に出力す
る。

【００２０】時間差分ヒストグラム作成部１１は、時間
差分算出部１０にて求められた時間差分データを、画素
単位で、予め設定した閾値と比較して、その輝度差情報
が上記閾値以上であるか否かを２値判定する。

【００２１】そして、時間差分ヒストグラム作成部１１
は、上記２値判定の結果のうち、閾値以上の輝度差があ
った画素の数を計数する。この計数結果（以後、時間差
分特徴点数と称する）と、画像処理部５にて検出された
車両台数の情報を対応づけて、図３に示すような車両台
数と時間差分特徴点数の関係をヒストグラム化する。

【００２２】渋滞判定閾値算出部１２は、背景差分ヒス
トグラム作成部８にて作成されたヒストグラムと、時間
差分ヒストグラム作成部１１にて作成されたヒストグラ
ムとを比較して、渋滞判定閾値を決定し、この値を渋滞
判定部１３に出力する。

【００２３】この決定方法としては、例えば図４に示す
ように、背景差分ヒストグラム作成部８にて作成された
ヒストグラムと、時間差分ヒストグラム作成部１１にて
作成されたヒストグラムが交差する点のうち、大きい方
の車両台数を渋滞判定閾値とする。

【００２４】渋滞判定部１３は、画像処理部５にて検出
された車両台数と、渋滞判定閾値算出部１２にて求めら
れた渋滞判定閾値とを比較し、上記車両台数が渋滞判定
閾値以上の場合に、渋滞が発生していると判定する。こ
の判定結果は、出力部１４に入力される。

【００２５】出力部１４は、監視対象の道路、あるいは
この道路に通ずる道路などに設けられる電子式の交通情
報表示板や、交通監視センタの表示器であって、渋滞判
定部１３が渋滞を検出した場合に、監視対象の道路に渋
滞が発生している旨を表示する。

【００２６】次に、上記構成の道路監視システムによる
渋滞検出動作について説明する。まず、渋滞検出動作に
先立つ前処理として、オペレータは、予めコンソールユ
ニット４を操作して、画像処理部５の画像処理に関わる
種々のパラメータ設定制御する。

【００２７】また、オペレータは、予めコンソールユニ
ット４を操作して、画像記憶部３に記憶される画像デー
タを閲覧し、背景画像データとして好適する画像データ
を背景画像記憶部６に記憶させる。

【００２８】そしてまた、画像記憶部３に記憶される画
像データのうち、どれだけ前に撮影された画像データ
を、過去画像データとして過去画像記憶部９に記録する
かを決める遅延時間を設定する。

【００２９】以上のような初期設定が終了すると、背景
差分算出部７により、画像記憶部３から出力される最新
のフレームの画像データと、背景画像記憶部６に記憶さ
れる背景画像データとの間の、対応する画素間の輝度差
が画素毎に求められ、この結果は、背景差分データとし
て背景差分ヒストグラム作成部８に出力される。

【００３０】そして、上記背景差分データは、背景差分
ヒストグラム作成部８により、画素単位で、予め設定し
た閾値と比較され、その輝度差情報が上記閾値以上であ
るか否かが２値判定される。

【００３１】そしてさらに、背景差分ヒストグラム作成
部８により、上記２値判定の結果のうち、閾値以上の輝
度差があった画素の数、すなわち背景差分特徴点数が計
数され、この点数は画像処理部５にて検出された車両台
数の情報と対応づけられて、図２に示すようなヒストグ
ラムとして集計される。

【００３２】一方、時間差分算出部１０では、画像記憶
部３より入力される最新のフレームの画像データと、過
去画像記憶部９に記憶される所定フレーム前の過去画像
データとの間の、対応する画素間の輝度差が画素毎に求
められ、この結果は時間差分データとして時間差分ヒス
トグラム作成部１１に出力される。

【００３３】そして、上記時間差分データは、時間差分
ヒストグラム作成部１１により、画素単位で、予め設定
した閾値と比較され、その輝度差情報が上記閾値以上で
あるか否かが２値判定される。

【００３４】そしてさらに、時間差分ヒストグラム作成
部１１により、上記２値判定の結果のうち、閾値以上の
輝度差があった画素の数、すなわち時間差分特徴点数が
計数され、この点数は画像処理部５にて検出された車両
台数の情報と対応づけられて、図３に示すようなヒスト
グラムとして集計される。

【００３５】このようにして、背景差分ヒストグラム作
成部８と、時間差分ヒストグラム作成部１１により、２
つのヒストグラムが作成されると、これらのヒストグラ
ムに基づいて、渋滞判定閾値算出部１２が渋滞判定閾値
を決定し、この値を渋滞判定部１３に出力する。

【００３６】これに対して、渋滞判定部１３は、画像処
理部５にて検出された車両台数と、渋滞判定閾値算出部
１２にて求められた渋滞判定閾値とを比較し、上記車両
台数が渋滞判定閾値以上の場合には、渋滞が発生してい
るものと判定し、出力部１４を通じて渋滞発生を報知す
る。

【００３７】以上のように、上記構成の道路監視システ
ムでは、背景差分算出部７にて車両の存在しない背景画
像と現在の画像とを比較して、背景差分データを求め、
このデータの特徴点数と車両台数との関係を背景差分ヒ
ストグラム作成部８がヒストグラム化する。

【００３８】またその一方で、時間差分算出部１０によ
り、所定時間前の過去の画像と現在の画像とを比較し
て、時間差分データを求め、このデータの特徴点数と車
両台数との関係を時間差分ヒストグラム作成部１１がヒ
ストグラム化する。

【００３９】そして、渋滞判定閾値算出部１２が、上記
２つのヒストグラムを比較して、渋滞判定閾値を決定
し、渋滞判定部１３が上記渋滞判定値と、画像処理部５
にて検出された車両台数とを比較して、渋滞が発生の有
無を判定するようにしている。

【００４０】すなわち、上記構成の道路監視システムで
は、背景差分による特徴点と車両台数のヒストグラム
と、時間差分による特徴点と車両台数のヒストグラムと
に基づいて、渋滞発生時の車両台数の判定値を求め、こ
の値と画像処理部５にて検出された車両台数とを比較し
て、渋滞の発生の有無を判定するようにしている。

【００４１】したがって、上記構成の道路監視装置およ
び道路監視方法によれば、画像処理により通過車両の平
均速度を求めなくても、正確に渋滞の発生を検出するこ
とができる。

【００４２】尚、この発明は上記実施の形態に限定され
るものではない。その他、この発明の要旨を逸脱しない
範囲で種々の変形を施しても同様に実施可能であること
はいうまでもない。

【００４３】

【発明の効果】以上述べたように、この発明では、背景
差分による特徴点と車両台数のヒストグラムと、時間差
分による特徴点と車両台数のヒストグラムとに基づい
て、渋滞発生時の車両台数の判定値を求め、この値と検
出した車両台数とを比較して、渋滞の発生の有無を判定
するようにしている。

【００４４】したがって、したがって、この発明によれ
ば、画像処理により通過車両の平均速度を求めなくて
も、正確に渋滞の発生を検出することが可能な道路監視
装置および道路監視方法を提供できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明に係わる道路監視システムの一実施形
態の構成を示す回路ブロック図。

【図２】図１に示した道路監視システムの背景差分ヒス
トグラム作成部にて生成されるヒストグラムの一例を示
す図。

【図３】図１に示した道路監視システムの時間差分ヒス
トグラム作成部にて生成されるヒストグラムの一例を示
す図。

【図４】図１に示した道路監視システムの渋滞判定閾値
算出部による渋滞判定閾値の決定方法の一例を説明する
ための図。

【符号の説明】

１…電子カメラ ２…Ａ／Ｄ変換部 ３…画像記憶部 ４…コンソールユニット ５…画像処理部 ６…背景画像記憶部 ７…背景差分算出部 ８…背景差分ヒストグラム作成部 ９…過去画像記憶部 １０…時間差分算出部 １１…時間差分ヒストグラム作成部 １２…渋滞判定閾値算出部 １３…渋滞判定部 １４…出力部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 森田 昭一 東京都日野市旭が丘３丁目１番地の１ 東 芝通信システムエンジニアリング株式会社 内 Ｆターム(参考） 5B057 AA16 BA02 DA13 DC32 5C054 AA01 AA05 CA04 CC03 EA01 EA05 FC01 FC12 FC15 FC16 HA26 5H180 AA01 CC04 DD04 JJ03 5L096 BA04 CA02 FA35 GA08

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 電子カメラにより撮影された映像に基づ
   いて、交通諸量の検出を行う道路監視装置において、 前記電子カメラにより撮影された映像に基づいて、監視
   対象の道路を走行する車両数を求める車両数検出手段
   と、 予め設定した背景画像と、前記電子カメラにより撮影さ
   れた映像との間の差分データを背景差分データとして求
   める背景差分検出手段と、 前記背景差分データの特徴点の数を求め、この特徴点の
   数と、この特徴点を求める際に基となった前記電子カメ
   ラの映像に基づいて前記車両数検出手段が求めた前記車
   両数とを対応づけて、ヒストグラムを作成する背景差分
   ヒストグラム作成手段と、 前記電子カメラにより撮影された映像と、前記電子カメ
   ラにより所定時間前に撮影された過去の映像との間の差
   分データを時間差分データとして求める時間差分検出手
   段と、 前記時間差分データの特徴点の数を求め、この特徴点の
   数と、この特徴点を求める際に基となった前記電子カメ
   ラの映像に基づいて前記車両数検出手段が求めた前記車
   両数とを対応づけて、ヒストグラムを作成する時間差分
   ヒストグラム作成手段と、 前記背景差分ヒストグラム作成手段にて作成したヒスト
   グラムと、前記背景差分ヒストグラム作成手段にて作成
   したヒストグラムとに基づいて、車両数による渋滞判定
   の閾値を求める閾値決定手段と、 この閾値決定手段にて求めた閾値と前記車両数とを比較
   して、前記車両数が前記閾値以上の場合に、渋滞が発生
   していると判定する渋滞判定手段とを具備することを特
   徴とする道路監視装置。
2. 【請求項２】 電子カメラにより撮影された映像に基づ
   いて、交通諸量の検出を行う道路監視方法であって、 前記電子カメラにより撮影された映像に基づいて、監視
   対象の道路を走行する車両数を求める車両数検出工程
   と、 予め設定した背景画像と、前記電子カメラにより撮影さ
   れた映像との間の差分データを背景差分データとして求
   める背景差分検出工程と、 前記背景差分データの特徴点の数を求め、この特徴点の
   数と、この特徴点を求める際に基となった前記電子カメ
   ラの映像に基づいて前記車両数検出工程が求めた前記車
   両数とを対応づけて、ヒストグラムを作成する背景差分
   ヒストグラム作成工程と、 前記電子カメラにより撮影された映像と、前記電子カメ
   ラにより所定時間前に撮影された過去の映像との間の差
   分データを時間差分データとして求める時間差分検出工
   程と、 前記時間差分データの特徴点の数を求め、この特徴点の
   数と、この特徴点を求める際に基となった前記電子カメ
   ラの映像に基づいて前記車両数検出工程が求めた前記車
   両数とを対応づけて、ヒストグラムを作成する時間差分
   ヒストグラム作成工程と、 前記背景差分ヒストグラム作成工程にて作成したヒスト
   グラムと、前記背景差分ヒストグラム作成工程にて作成
   したヒストグラムとに基づいて、車両数による渋滞判定
   の閾値を求める閾値決定工程と、 この閾値決定工程にて求めた閾値と前記車両数とを比較
   して、前記車両数が前記閾値以上の場合に、渋滞が発生
   していると判定する渋滞判定工程とを具備することを特
   徴とする道路監視方法。