JPH06174443A

JPH06174443A - レーザ照明方法及びその装置並びに交通流計測装置

Info

Publication number: JPH06174443A
Application number: JP32561192A
Authority: JP
Inventors: Toru Nagai; 徹永井; Masao Takato; 政雄高藤; Tadaaki Kitamura; 忠明北村; Kanman Hamada; 亘曼浜田
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1992-12-04
Filing date: 1992-12-04
Publication date: 1994-06-24

Abstract

(57)【要約】【目的】低出力レーザ装置を用い光切断法にて交通流
を測定する。【構成】車両が走行する路面に対して照射する一本の
スリット光を長さ方向に複数に分割したスリット光５
６，５７，…，５８とし、各分割スリット光５６，５
７，…，５８毎にレーザ光投光装置５０，５１，…，５
２を設ける。これにより、個々のレーザ光投光装置５
０，５１，…，５２の出力を小さくすることができ、安
全性が高まる。また、個々のレーザ光投光装置に取り付
ける遮光用カバー５３，５４，…，５５も小さくでき、
レーザ照明装置の設置箇所の美観を損なうことがなくな
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はレーザ光切断法を用いた
交通流計測装置とそのレーザ照明方法及びレーザ照明装
置に係り、特に、取扱いの安全性を高めるのに好適なレ
ーザ照明装置等に関する。

【０００２】

【従来の技術】交通流計測装置として、特開平４−４０
５９５号公報記載のものが提案されている。この交通流
計測装置は、直進道路を走行する車両に対し、路側の高
い位置に設置したレーザ照明装置からスリット光を道路
に直角に投光し、路面及び車両からの反射光をカメラで
撮像して車両画像を路面画像から画像処理技術により分
離し、交通流を自動計測するようになっている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】スリット状のレーザ光
を投光するレーザ照明装置は、レーザ光が照射された路
面上でのレーザ強度が人眼に対し傷害を与えない様に、
十分に強度が小さくなるように、そのレーザ発振部の出
力が設計されている。しかし、スリット状のレーザ光は
レーザ発振部から拡散して路面上に照射されるものであ
り、レーザ発振部から出射された直後のレーザ光強度は
非常に高いものとなっている。

【０００４】交通流計測装置は、レーザ照明装置及びカ
メラを交差点毎に設置し、センタにカメラの撮像画像を
集計し画像処理するようになっている。交差点に設置し
たレーザ照明装置は、故障が生じた時、または定期的に
保守員が巡回して保守点検することになる。この保守点
検で、保守員が修理作業などの為にレーザ照明装置のレ
ーザ出力部に触れる可能性もあり、非常に危険である。
また、光学系が故障してスポット状のレーザ光が照射さ
れることにでもなると、路上の通行人に危険が及ぶこと
になってしまう。

【０００５】本発明の目的は、保守点検するときでも、
また、如何なる故障が生じても安全性が確保されるレー
ザ照明方法及びその装置とこれを用いた交通流計測装置
を提供することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記目的は、レーザによ
るスリット光で物体を照明し反射光を受光して該物体を
識別する画像処理装置において、短いスリット光を照射
する複数のスリット光投光手段から夫々短いスリット光
をずらしながら照射して１本の長いスリット光と等価の
スリット光で物体を照明することで、達成される。

【０００７】

【作用】短いスリット光を照射するスリット光投光手段
に用いるレーザ発振部は、その出力が小さいものを使用
することができる。このため、保守時等にレーザ発振部
に触れても、危険は小さくなる。

【０００８】

【実施例】以下、本発明の一実施例を図面を参照して説
明する。図１は、本発明の一実施例に係る交通流計測装
置の構成図である。この交通流計測装置は、計測対象と
なる車両９の幅方向に２本のスリット光１００，１０１
を斜めに投光するレーザ照明装置２と、スリット光の反
射像を撮像するカメラ１と、カメラ１からの入力信号を
もとに画像処理を行う画像処理装置１３と、計測処理結
果及びレーザ照明装置の異常を監視員に知らせるための
情報を表示するモニタにより構成される。カメラ１とレ
ーザ照明装置２は現場各所に設置され、これらと通信回
線を通して接続される画像処理装置１３及びモニタは、
管理センタ等に設置される。

【０００９】レーザ照明装置２は、複数のスリット光投
光器（図１には３つ示してある。）２４と、レーザ駆動
回路３とを備え、レーザ駆動回路３は、各スリット光投
光器２４のレーザ発振部２３に電源を供給する構成とな
っている。各レーザ発振部２３から発振されたレーザ光
は、夫々、ビームスプリッタ２２を通り、シリンドリカ
ルレンズ２１でスリット状に引き延ばされた後、路上に
照射される。各ビームスプリッタ２２で分離された光
は、光電変換回路５で光電変換され、基準値比較回路御
に入力される。この基準値比較回路６は、入力してくる
電気エネルギ値（実際に照射されるレーザ出力に対応す
る値）と、レーザが正常なときの予め分かっているエネ
ルギ値（基準値）とを比較する。そして、電気エネルギ
値が基準値を所定値以上上回って異常が確認された場合
には、割込処理回路４と警報装置７に異常検出信号を出
力する。割込処理回路４は、異常検出信号を受信すると
レーザの電源を強制的に停止し、警報装置７は、異常が
あったことをモニタ８等の表示装置に表示し、オペレー
タに通報する。

【００１０】ＩＴＶカメラ１は、撮像用のレンズ１１
と、レーザの波長のみの光を透過させる狭帯域干渉フィ
ルタ１２を備える。

【００１１】画像処理装置１３は、ＩＴＶカメラ１の取
り込んだ画像信号をデジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換
器１３０と、デジタル化された画像信号を格納する画像
メモリ１３１と、詳細は後述する背景差分回路１３２
と、２値化回路１３３と、切断線分抽出回路１３４と、
計測処理回路１３６と、異常判定処理回路１３５と、Ｄ
／Ａ変換器１３７とを備えている。

【００１２】図２は、車両の計測方法の手順を示すフロ
ーチャートである。図３に示すように、路上の車両は、
スリット光３２及び３３に対し、状態３４→状態３５→
状態３６→状態３７の順に通過する。スリット光は、繰
り返しパルスレーザ発振によりＯＮ，ＯＦＦされて投光
され、ＩＴＶカメラ１は、レーザの発振に同期して撮像
する。ここで、計測対象となる車両画像の取り込みは、
車両状態３６が同位置でスリット光を投光しないときの
画像１５（図２）と、スリット光を投光したときの画像
１６とをＩＴＶカメラ１により夫々取り込む。取り込ま
れた画像信号は、Ａ／Ｄ変換器１３０によって１２８階
調の濃度データ等に変換され、画像メモリ１３１に記憶
される。

【００１３】次に、背景差分回路１３２により、スリッ
ト光を照射したときの画像１６からスリット光を照射し
ていないときの画像つまり背景画像１５を引くことによ
り、差分画像１７が得られる。そして、差分画像１７を
２値化回路１３３により２値化処理し、２値画像１８を
得る。切断線分抽出回路１３４は２値画像１８をもとに
切断線分を求め、この切断線分から車両の存在を車両形
状抽出処理１９により求め、最後に、計測処理回路１３
６により台数計測処理２０を行う。

【００１４】尚、本実施例では車両の姿勢方向の検出ま
では行っていないが、姿勢方向の検出を行えば、交差点
における右折車両や左折車両についても計測することが
できる。

【００１５】次に、レーザ照明装置２の異常時における
投光停止方法について説明する。まず、レーザビーム出
力値の安全性の評価方法について説明する。図４に示す
様に、レーザ光投光器４０の発振部から、放射照度が人
眼４１に対して傷害を及ぼす距離である公称眼傷害距離
４２を、次の数１に求め、安全性の評価を行う。

【００１６】

【数１】

【００１７】例えば、スリット光投光器の高さ＝５ｍスリット光の長さ＝１０ｍスリット光の幅＝０．２ｍ長さ方向のビームの広がり角＝０．９３ｒａｄ幅方向のビームの広がり角＝０．０２５ｒａｄレーザ光のピークパワー＝１Ｗ最大許容露光量＝７．８Ｗ／ｍ2 レーザ光の直径＝７mm とすると、rＮＯＨＤは約２ｍになる。

【００１８】これは、スリット光投光器の発振部から２
ｍ以内の距離は人眼に対して危険であることを示し、発
振部からrＮＯＨＤ間での距離をカバー等で遮光しなけ
ればならないことを示す。しかし、２ｍのカバーは非常
に大きいため、道路に設置したとき美観を損なうため、
実際に使用するにはサイズの小さいものが好ましい。

【００１９】本実施例は、計測に支障を来さずに小さな
出力のレーザ発振器を用い、発振部を遮光するカバーも
小さくするものであり、レーザ照明装置２のスリット光
投光方法について説明する。本実施例では、図５に示す
様に、レーザ照明装置２を複数の小出力のスリット光投
光器５０，５１，…，５２で構成し、各スリット光投光
器の投光位置をずらしながらスリット光５６，５７，
…，５８を投光し、全体で一本のスリット光が形成され
るように投光する。この方法を採用することで、本実施
例では個々のスリット光投光器の出力を低減し、上記の
数１のrＮＯＨＤを短くして人眼に対する安全性を確保
している。また、rＮＯＨＤが短くなるので、レーザ光
を遮光するカバー５３，５４，…，５５の大きさも小さ
くできる。

【００２０】図６は、本発明の別実施例に係る投光方法
の説明図である。本実施例では、図６に示す様に、スリ
ット光の間を６９，７０，…，７１と間引きながら、ス
リット光投光器６０，６１，…，６２によりスリット光
６６，６７，…，６８と投光することで破線状の１本の
スリット光で車両を照明する。このような投光方法を採
用することで、レーザ発振部を更に小出力とすることが
でき、安全性が更に増加する。当然のことながら遮光カ
バー６３，６４，…，６５の大きさは更に小さくでき
る。なお、スリット光間の間引きの仕方は、この限りで
ない。

【００２１】次に、ＩＴＶカメラ２からのスリット光画
像の入力の方法について説明する。カメラから入力され
る画像は、スリット光のみで良いため、例えば図７に示
す様に、カメラのレンズとしてシリンドリカルレンズ８
４を装着したカメラ８０，８１により、各々注目するス
リット光が投光された領域８５，８６のみを取り出して
撮像する。この場合、路面上のスリット光画像８５０，
８５２，８６０，８６２のみを抽出し、明るさの変化に
不安定な車両の屋根に投光されたスリット光画像８５
１，８６１を除去する。このように、交通流計測の画像
処理に不必要な車両の輪郭情報等のノイズを除去するこ
とで、スリット光画像の分解能を向上させることができ
る。

【００２２】次に、異常判定処理回路１３５により、レ
ーザ照明装置の異常を検出する方法について説明する。
車両が存在しないときのスリット光画像９０（図８）
と、車両が存在するときの画像９１（図９）とを、スリ
ット光を投光するためのシリンドリカルレンズ２１等の
光学系に何等異常がなく正常なときの基準画像として、
画像メモリ１３１に格納しておく。次に、新しく取り込
んだ画像と基準画像とを異常判定処理１３５により比較
する。比較の結果、図１０に示すような画像が得られた
ものとする。この場合、スリット光の投光方法を図５の
方式で投光したものとし、各スリット光投光器の投光範
囲を９２０〜９２９とする。図１０の例では、スリット
光が正常に投光されている部分は、９３０，９３１，９
３２，９３３，９３４，９３５，９３６であり、何らか
の異常により投光が停止しているスリット光投光器が９
２１，９２３，９２８であることが分かる。

【００２３】また、図１１に示すように、シリンドリカ
ルレンズ１２の異常によりスポット光になったときにも
画像により判定することができる。なお、正常時及び異
常時の入力画像の例はこの限りでない。

【００２４】レーザ照明装置の別の異常検出方法として
は、スリット光濃度値テーブル１３８（図１）を用いる
方法がある。スリット光濃度値テーブル１３８の一例を
図１２に示す。この例のテーブル１３８には、正常時の
入力画像９０（図８）のｘ方向の投影分布として、路面
の照度値の変化に応じて予め測定した結果が格納してあ
る。例えばセル９７には、路面照度１００lxで座標値３
のときの濃度値‘８０’が格納されている。そして、取
り込んだ画像からその照度値１００lxのときのｘ投影分
布をとった結果が、スリット光濃度値テーブル１３８中
の照度値１００lxの濃度値と大きく異なる場所が見つか
った場合、異常であることが検出できる。

【００２５】

【発明の効果】本発明によれば、スリット光を複数に分
割して照射することにより、レーザの出力を低減でき
る。このため、レーザ照明装置を至近距離からメンテナ
ンスする際にも、保守員の眼に対して害を及ぼすことが
なくなる。

【００２６】また、レーザ照明装置やその光学系等に何
らかの異常が発生しても、画像により異常を判定し、レ
ーザ照明装置を直ちに停止するので、安全性が向上す
る。さらに、異常があったことを監視員に知らせるの
で、レーザ照明装置の復旧を迅速に行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例に係る交通流計測装置の構成
図である。

【図２】図１に示す実施例の計測処理手順に係るフロー
チャートである。

【図３】計測対象車両の画像取り込みタイミングを示す
図である。

【図４】公称眼傷害距離の原理説明図である。

【図５】レーザスリット光を分割して投光する実施例の
説明図である。

【図６】レーザスリット光を間引きながら投光する実施
例の説明図である。

【図７】注目したいスリット光のみを撮像するカメラの
構成図である。

【図８】車両が撮像領域に存在しない場合の入力画像説
明図である。

【図９】車両が撮像領域に存在する場合の入力画像説明
図である。

【図１０】スリット光投光器の一部に異常がある場合の
入力画像の説明図である。

【図１１】スリット光投光器の光学系に異常がある場合
の入力画像の説明図である。

【図１２】スリット光濃度値テーブルの情報構成図であ
る。

【符号の説明】

１…ＩＴＶカメラ、２…レーザ照明装置、３…レーザ駆
動回路、４…割込処理回路５…光電変換回路、６…基準値比較回路、７…警報装
置、８…モニタ、９…車両、１３…画像処理装置。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者浜田亘曼東京都千代田区神田駿河台四丁目６番地株式会社日立製作所内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】レーザによるスリット光で物体を照明し
反射光を受光して該物体を識別する画像処理装置におい
て、短いスリット光を照射する複数のスリット光投光手
段から夫々短いスリット光をずらしながら照射して１本
の長いスリット光と等価のスリット光で物体を照明する
ことを特徴とするレーザ照明方法。
【請求項２】請求項１において、前記１本の長いスリ
ット光は連続したスリット光であることを特徴とするレ
ーザ照明方法。
【請求項３】請求項１において、前記１本の長いスリ
ット光は不連続の破線状のスリット光であることを特徴
とするレーザ照明方法。
【請求項４】スリット状のレーザ光で物体を照明する
レーザ照明装置において、短いスリット光をずらしなが
ら投光し一本の長いスリット光として物体を照明する複
数のスリット光投光手段を備えることを特徴とするレー
ザ照明装置。
【請求項５】レーザによるスリット光で物体を照明し
反射光を受光して該物体を識別する画像処理装置におい
て、正常時の前記反射光の状態を基準値として記憶して
おき、取り込んだ反射光の状態が前記基準値と所定値以
上異なったときレーザの照明を停止させることを特徴と
するレーザ照明方法。
【請求項６】レーザによるスリット光で物体を照明し
反射光を受光して該物体を識別する画像処理装置におい
て、正常時の前記反射光の状態を基準値として記憶して
おく記憶手段と、取り込んだ反射光の状態を前記基準値
と比較する比較手段と、反射光の状態が前記基準値と所
定値以上異なったときレーザの照明を停止させる手段と
を備えることを特徴とする画像処理装置。
【請求項７】請求項６において、レーザの照明を停止
させるときに警報を出力する手段を備えることを特徴と
する画像処理装置。
【請求項８】請求項４記載のレーザ照明装置と、路上
を走行する車両及び路面からの反射光を撮像する撮像手
段と、該撮像手段の取り込んだ画像を処理して車両の有
無を検出し交通流を計測する画像処理装置とを備えるこ
とを特徴とする交通流計測装置。
【請求項９】請求項８において、画像処理装置は、正
常時の前記反射光の状態を基準値として記憶しておく記
憶手段と、取り込んだ反射光の状態を前記基準値と比較
する比較手段と、反射光の状態が前記基準値と所定値以
上異なったときレーザの照明を停止させる手段とを備え
ることを特徴とする交通流計測装置。
【請求項１０】請求項８または請求項９において、画
像処理装置は、正常時の前記反射光の状態を基準値とし
て記憶しておく記憶手段と、取り込んだ反射光の状態を
前記基準値と比較する比較手段と、反射光の状態が前記
基準値と所定値以上異なったとき警報を出力する手段と
を備えることを特徴とする交通流計測装置。