説明

異常車両検出装置

【課題】有料道路上などにおいて挙動不審車両と暴走車両を区別して検出することが可能で、しかも渋滞回避のための蛇行運転を誤検出することがない異常車両検出装置を提供する。
【解決手段】車両が走行する道路上の画像をカメラにより撮像し、撮像された画像から前記道路を走行する車両を検出し、検出された車両情報に基づき前記道路の状況を判定し、判定された道路状況および前記検出された車両の位置情報に基づき前記道路における異常車両を検出する。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明の実施形態は、たとえば、高速道路等の有料道路上などにおいて、挙動不審車両や暴走車両などの異常車両を検出する異常車両検出装置に関する。
【背景技術】
【0002】
たとえば、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、車両避走等)および不審車両を監視する技術が知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【特許文献1】特開平6−274786号公報
【特許文献2】特開2010−44502号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
しかしながら、従来の公知技術は、道路上を撮像するカメラから得られる画像から画像処理に基づいて、車両の異常走行を定性的および定量的に判定し、それにより路上の障害物などを自動的に検出する道路交通異常検出方法を提供するものであるが、異常車両検出において道路状況を考慮したものではないため、道路渋滞時などに誤検出が発生する可能性がある。
【0005】
そこで、実施形態は、有料道路上などにおいて挙動不審車両と暴走車両を区別して検出することが可能で、しかも渋滞回避のための蛇行運転を誤検出することがない異常車両検出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】
【0006】
実施形態に係る異常車両検出装置は、車両が走行する道路に対して設置され、当該道路上の画像を撮像する撮像手段と、この撮像手段により撮像された画像から前記道路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車両情報に基づき前記道路の状況を判定する道路状況判定手段と、この道路状況判定手段により判定された道路状況および前記車両検出手段により検出された車両の位置情報に基づき前記道路における異常車両を検出する異常車両検出手段とを具備している。
【0007】
また、実施形態に係る異常車両検出装置は、車両が走行する道路に対して設置され、当該道路上の画像を撮像する撮像手段と、この撮像手段により撮像された画像から前記道路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車両情報に基づき、前記道路の状況として、少なくとも前記道路が車両で渋滞している道路渋滞、前記道路上に停止している車両が存在する停止車両、前記道路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が存在する低速車両を判定する道路状況判定手段と、この道路状況判定手段により道路状況が道路渋滞あるいは停止車両でないと判定された場合、前記車両検出手段により検出された車両に対してラベリングを行ない、各ラべリングごとの重心点座標値を求める計算手段と、この計算手段により求められた重心点座標値に基づき、あらかじめ前記道路の幅方向に対するほぼ中央部の位置を示す道路中央部座標値が登録されているテーブルデータを参照することにより、当該重心点座標値における道路中央部座標値を求める道路中央部位置検出手段と、この道路中央部位置検出手段により求められた道路中央部座標値と前記計算手段により求められた重心点座標値との関係から当該車両は蛇行運転であるか否かを判定する第1の判定手段と、この第1の判定手段により当該車両は蛇行運転であると判定された場合、当該車両に対する前記道路状況判定手段の判定結果が低速車両の場合は当該車両は挙動不審車両であると判定し、前記道路状況判定手段の判定結果が低速車両でない場合は当該車両は暴走車両であると判定する第2の判定手段とを具備している。
【図面の簡単な説明】
【0008】
【図1】実施形態に係る異常車両検出装置の構成を概略的に示す模式図。
【図2】道路状況把握装置の構成を概略的に示すブロック図。
【図3】道路上の白線の位置を白線テーブルに登録する処理を説明する図。
【図4】実施形態に係る動作を説明するフローチャート。
【図5】実施形態に係る動作を説明するフローチャート。
【図6】道路状況判定部におけるラベリングおよび重心点座標値計算の概略説明図。
【図7】検出された車両に対しラベリングした画像の具体例を拡大して示す模式図。
【図8】判定した車両の走行車線等を車線テーブルに登録する処理を説明するもので、車線変更がない場合を示す図。
【図9】判定した車両の走行車線等を車線テーブルに登録する処理を説明するもので、車線変更があって走行車両が高速車両の場合を示す図。
【図10】判定した車両の走行車線等を車線テーブルに登録する処理を説明するもので、車線変更があって走行車両が低速車両の場合を示す図。
【発明を実施するための形態】
【0009】
以下、実施形態について図面を参照して説明する。
図1は、実施形態に係る異常車両検出装置の構成を概略的に示すものである。図1において、1は高速道路等の有料道路(以降、単に道路と略称する)で、車両2が図示矢印方向に走行するものとする。道路1は、この例では2つの車線3a,3bからなり、これら2つの車線3a,3b間を区切る区切り線としての白線4が設けられている。なお、白線4は、この例では道路1の幅方向に対する中央部に位置するものとする。
【0010】
道路1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)5が設置されている。カメラ5は、道路1上に設定された検出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道路状況把握装置6に送られる。
なお、カメラ5は、この例では走行する車両2の斜め後方から撮像するようにしているが、車両2の斜め前方あるいは車両2の上方から撮像するようにしてもよい。
【0011】
道路状況把握装置6は、カメラ5で撮影された画像に対し所定の画像処理を行なうことで、道路1を走行する車両2を検出し、その検出結果に基づき道路状況および異常車両を判定するもので、その判定結果は路側処理装置7に送られる。
【0012】
路側処理装置7は、道路状況把握装置6で判定された道路状況を表示装置8および路側無線装置9へ送る。表示装置8は、各種道路状況等を車両2の運転者に対し視覚的に表示するもので、道路1上の所定位置に設置されている。
【0013】
路側無線装置9は、外部の無線機器との間で通信を行なうためのアンテナ10を備えていて、車両2に搭載された車載器11の間で狭域無線通信(DSRC)を利用した無線通信によりデータの送受信を行なうもので、各種道路状況等を車載器11へ送信したり、車載器11から送信される車載器情報等を取得したりするようになっている。アンテナ10は、たとえば、道路1上の所定位置に設置されている。
路側処理装置7は、通信回線12を介して上位装置(ホストコンピュータ)13に接続されている。
【0014】
道路状況把握装置6は、たとえば、図2に示すように、カメラ5で撮影された画像に対し所定の画像処理を行なうことにより道路1を走行する車両2を検出する車両検出部21、車両検出部21で検出された車両情報に基づき道路1の状況を判定する道路状況判定部22、道路状況判定部22により判定された道路状況および車両検出部21により検出された車両の位置情報に基づき道路1における異常車両を検出する異常車両判定部23により構成される。
【0015】
ここで、道路状況判定部22により判定する道路状況とは、少なくとも「道路渋滞」、「停止車両」、「低速車両」の3状態とする。「道路渋滞」とは道路1が車両で渋滞している状態、「停止車両」とは道路1上に停止している車両が存在する状態、「低速車両」とは道路1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が存在する状態を示すものとする。なお、道路状況が上記3状態ではない場合は「通常状態」とする。
【0016】
以下、このような構成において動作を説明する。
まず、道路1上の白線4の位置を異常車両判定部23内に設けられた白線テーブル(メモリ)T1に登録する。すなわち、たとえば、カメラ5により道路1上に設定された検出エリア内の画像(できれば車両が存在しない画像)を撮像し、この撮像した画像を図3(a)に示すようにディスプレイ14に表示することにより、この表示された画像上における白線4の位置を示す座標値、すなわち、y座標値に対するx座標値をy方向の画像高さ分白線テーブルT1に登録する(図3(b)参照)。
【0017】
具体例をあげて説明すると、カメラ5から得られた画像のサイズが例えば320(x方向)×240(y方向)ピクセルの場合、高さ(y方向の座標)が「0」の位置における白線4の部分をクリックすることでx座標値を取得する(白線4が存在しない区間がある場合は後で補間をかけて最適化する)。これを1画素ずつ繰り返していくことで、最終的に高さが「239」の位置になるまでのx座標値を取得する。こうして取得したy座標値に対するx座標値を、図3(b)に示すように白線テーブルT1に登録するものである。
【0018】
なお、上記例では、あらかじめ検出エリア内の画像を撮像することで、白線4の位置を白線テーブルT1に登録する場合について説明したが、白線4の位置ではなく、たとえば、カメラ5により撮像する検出エリア内における道路1の幅方向の距離および幅方向に対するほぼ中央部の位置はあらかじめわかっているので、その中央部の位置を示す座標値、すなわち、y座標値に対するx座標値をy方向のエリア高さ分白線テーブルT1に登録するようにしてもよい。この登録方法は、たとえば、道路1が2車線ではなく1車線の場合に有効であるが、2車線以上の場合にも適用可能なことは勿論である。
【0019】
次に、図4および図5に示すフローチャートを参照して動作を説明する。
カメラ5は、道路1上に設定された検出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道路状況把握装置6の車両検出部21へ順次送る(ステップS1)。車両検出部21は、カメラ5で撮影されたフレーム画像ごとに所定の画像処理を行なうことにより道路1を走行する車両2を検出する(ステップS2)。
【0020】
具体的に説明すると、たとえば、まず、あらかじめ車両2が存在しない背景画像を初期データとして図示しないメモリに保持しておくとともに、画像の座標値をカメラ5からの絶対距離(実際の距離)に変換するための変換テーブルも上記メモリに保持しておく。
【0021】
この状態で、カメラ5で撮影された画像が入力されると、当該入力画像とあらかじめメモリに保持された背景画像との間で各画素の輝度値の差を求めることで輝度の差分画像を生成する。次に、生成した差分画像に対して2値化処理を行なうことで車両領域(車両)を検出する。次に、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(領域)の位置、車両面積、走行速度を求める。なお、車両検出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。
【0022】
次に、道路状況判定部22は、車両検出部21で検出された車両情報に基づき道路1の状況として少なくとも道路渋滞、停止車両、低速車両の3状態を判定する(ステップS3)。
【0023】
具体的に説明すると、たとえば、車両検出部21で取得された車両の位置、車両面積、走行速度に基づき道路1が渋滞しているか否かの判定を行なうとともに、車両検出部21で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。なお、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。
【0024】
ステップS3において、道路状況が「道路渋滞」であると判定された場合(ステップS4)、あるいは「停止車両」であると判定された場合(ステップS5)、ステップS1に戻って次のフレーム画像に対する動作を繰り返す。
【0025】
ステップS3において、道路状況が「道路渋滞」でなく、かつ「停止車両」でないと判定された場合(ステップS4,S5)、異常車両判定部23において異常車両の判定が行なわれる。
【0026】
すなわち、まず、ステップS2で検出された車両に対しラベリングを行ない、各ラベルごとの重心点座標値(Xg,Yg)を求める(ステップS6)。図6にラベリングおよび重心点座標値計算の概略説明図を示す。なお、図6(a)は入力画像を示し、図6(b)は上記入力画像で検出された車両に対するラベリングを示し、図6(c)は求めた重心点座標値(Xg,Yg)を示し、図6(d)は求めた重心点座標値に基づく車線判定(後述するステップS8で行なわれる)を示す。
【0027】
なお、ステップS6における重心点座標値の計算には既存の計算手法を用いるものとする。重心点座標値の計算手法には各種存在するが、下記数1が一般的によく用いられる。
【数1】

【0028】
上記数式は各ラベルのx座標値の平均値およびy座標値の平均値を表している。
【0029】
図7は、検出された車両に対しラベリングした画像の具体例を拡大して示していて、この例は2つの車両(ラベル1、ラベル2)が検出された場合を示している。この画像に対して上記数1を用いて重心点座標値の計算を行なった場合、ラベル1の重心点座標値は下記数2のようになり、ラベル2の重心点座標値は下記数3のようになる。
【数2】

【0030】
【数3】

【0031】
次に、ステップS6で求めた重心点のy座標値(Yg)を基に、図3(b)の白線テーブルT1を参照することにより、当該y座標値(Yg)における白線4のx座標値(Xw)を求める(ステップS7)。
【0032】
次に、ステップS6で求めた重心点のx座標値(Xg)とステップS7で求めた白線4のx座標値(Xw)とを比較することにより、当該車両2が走行する走行車線を判定し(ステップS8)、その判定結果を異常車両判定部23内に設けられた車線テーブル(メモリ)T2に登録する(ステップS9)。
【0033】
すなわち、たとえば、重心点のx座標値(Xg)と白線4のx座標値(Xw)とを比較し、重心点のx座標値(Xg)が白線4のx座標値(Xw)よりも大きければ走行車線は車線3a(車線1)であると判定し、小さければ走行車線は車線3b(車線2)であると判定し、その判定結果を車線テーブルT2に登録する。また、これと同時に、このときの道路状況(ステップS3の判定結果)も車線テーブルT2へ登録しておく。
【0034】
ここで、車線テーブルT2の具体例を図8、図9、図10に示す。図8(a)、図9(a)、図10(a)は、フレーム画像ごとに求めた重心点のx座標値(Xg)の移動軌跡を示しており、図8(b)、図9(b)、図10(b)はこれに対応した車線テーブルT2を示している。なお、図8は車線変更がない場合を示し、図9は車線変更があって走行車両が高速車両の場合を示し、図10は車線変更があって走行車両が低速車両の場合を示している。
【0035】
次に、車線テーブルT2において、現在のフレーム画像の走行車線と1フレーム前の画像の走行車線とを比較し(ステップS10)、両者が等しい場合は当該車両は車線変更なしと判定し(ステップS11)、ステップS1に戻って次のフレーム画像に対する動作を繰り返し、両者が異なる場合は当該車両は車線変更を行なったと判定し(ステップS11)、車線テーブルT2内の車線変更回数をインクリメントする(ステップS12)。
【0036】
次に、車線テーブルT2において、車線変更回数があらかじめ定められた規定値(任意に設定できるものとする)を超えたか否かを判定し(ステップS13)、超えない場合はステップS1に戻って次のフレーム画像に対する動作を繰り返し、超えた場合は異常車両であると判定する。
【0037】
ステップS13において、車線変更回数が規定値を超えた場合(異常車両と判定された場合)、車線テーブルT2内の異常車両と判定されたフレーム画像の道路状況を参照することにより、道路状況が「低速車両」であるか否かを判定し(ステップS14)、「低速車両」の場合(たとえば、図10の場合)、酔っ払いや居眠りによる挙動不審車両と判定し(ステップS15)、「低速車両」でない場合(たとえば、図9の場合)、高速度で車線変更を短期間に繰り返す暴走車両と判定する(ステップS16)。
【0038】
ステップS15,S16の判定結果は、道路状況把握装置6の上位装置である路側処理装置7へ送られる(ステップS17)。路側処理装置7は、道路状況把握装置6から送られた判定結果の内容を解析し、表示装置8への警告表示を行なったり、路側無線装置9を介しての車載器11への各種道路状況の通知等を行なったりする。
【0039】
以上説明したように、上記実施の形態によれば、異常車両検出処理を道路状況を考慮することにより行なっているため、挙動不審車両と暴走車両を区別して検出することが可能となる。
また、道路状況が渋滞の際には異常車両検出処理を行なわないため、渋滞回避のための蛇行運転を誤検出することがない。
【符号の説明】
【0040】
1…道路、2…車両、3a,3b…車線、4…白線(区切り線)、5…ビデオカメラ(撮像手段)、6…道路状況把握装置、7…路側処理装置、8…表示装置、9…路側無線装置、10…アンテナ、11…車載器、13…上位装置(ホストコンピュータ)、21…車両検出部、22…道路状況判定部、23…異常車両判定部、T1…白線テーブル、T2…車線テーブル。

【特許請求の範囲】
【請求項1】
車両が走行する道路に対して設置され、当該道路上の画像を撮像する撮像手段と、
この撮像手段により撮像された画像から前記道路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車両情報に基づき前記道路の状況を判定する道路状況判定手段と、
この道路状況判定手段により判定された道路状況および前記車両検出手段により検出された車両の位置情報に基づき前記道路における異常車両を検出する異常車両検出手段と、
を具備したことを特徴とする異常車両検出装置。
【請求項2】
車両が走行する道路に対して設置され、当該道路上の画像を撮像する撮像手段と、
この撮像手段により撮像された画像から前記道路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車両情報に基づき、前記道路の状況として、少なくとも前記道路が車両で渋滞している道路渋滞、前記道路上に停止している車両が存在する停止車両、前記道路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が存在する低速車両を判定する道路状況判定手段と、
この道路状況判定手段により道路状況が道路渋滞あるいは停止車両でないと判定された場合、前記車両検出手段により検出された車両に対してラベリングを行ない、各ラべリングごとの重心点座標値を求める計算手段と、
この計算手段により求められた重心点座標値に基づき、あらかじめ前記道路の幅方向に対するほぼ中央部の位置を示す道路中央部座標値が登録されているテーブルデータを参照することにより、当該重心点座標値における道路中央部座標値を求める道路中央部位置検出手段と、
この道路中央部位置検出手段により求められた道路中央部座標値と前記計算手段により求められた重心点座標値との関係から当該車両は蛇行運転であるか否かを判定する第1の判定手段と、
この第1の判定手段により当該車両は蛇行運転であると判定された場合、当該車両に対する前記道路状況判定手段の判定結果が低速車両の場合は当該車両は挙動不審車両であると判定し、前記道路状況判定手段の判定結果が低速車両でない場合は当該車両は暴走車両であると判定する第2の判定手段と、
を具備したことを特徴とする異常車両検出装置。
【請求項3】
車両が走行する少なくとも2つの車線からなる道路に対して設置され、当該道路上の画像を撮像する撮像手段と、
この撮像手段により撮像された画像から前記道路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車両情報に基づき、前記道路の状況として、少なくとも前記道路が車両で渋滞している道路渋滞、前記道路上に停止している車両が存在する停止車両、前記道路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が存在する低速車両を判定する道路状況判定手段と、
この道路状況判定手段により道路状況が道路渋滞あるいは停止車両でないと判定された場合、前記車両検出手段により検出された車両に対してラベリングを行ない、各ラべリングごとの重心点座標値を求める計算手段と、
この計算手段により求められた重心点座標値に基づき、あらかじめ前記道路の2つの車線間を区切る区切り線の位置を示す区切り線位置座標値が登録されているテーブルデータを参照することにより、当該重心点座標値における区切り線位置座標値を求める区切り線位置検出手段と、
この区切り線位置検出手段により求められた前記区切り線の位置座標値と前記計算手段により求められた重心点座標値との関係から当該車両は蛇行運転であるか否かを判定する第1の判定手段と、
この第1の判定手段により当該車両は蛇行運転であると判定された場合、当該車両に対する前記道路状況判定手段の判定結果が低速車両の場合は当該車両は挙動不審車両であると判定し、前記道路状況判定手段の判定結果が低速車両でない場合は当該車両は暴走車両であると判定する第2の判定手段と、
を具備したことを特徴とする異常車両検出装置。

【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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【図8】
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【図9】
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【図10】
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【公開番号】特開2012−58851(P2012−58851A)
【公開日】平成24年3月22日(2012.3.22)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2010−199265(P2010−199265)
【出願日】平成22年9月6日(2010.9.6)
【出願人】(000003078)株式会社東芝 (54,554)
【Fターム(参考)】