JPH11211738A - 移動体の速度計測方法およびその方法を用いた速度計測装置 - Google Patents
移動体の速度計測方法およびその方法を用いた速度計測装置Info
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- JPH11211738A JPH11211738A JP10030607A JP3060798A JPH11211738A JP H11211738 A JPH11211738 A JP H11211738A JP 10030607 A JP10030607 A JP 10030607A JP 3060798 A JP3060798 A JP 3060798A JP H11211738 A JPH11211738 A JP H11211738A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 移動体の動きを正しくとらえて、その移動速
度を精度良く計測する。 【解決手段】 ２台のカメラ１ａ，１ｂは、同じタイミ
ングで道路ＲＤを上方から撮像し、その画像データを制
御装置２に出力する。制御装置２は、これら入力画像間
で、観測領域内に新たに入った車輌を示す特徴点を対応
づけた後、対応する各特徴点の組毎に、三角測量の原理
を用いてそれら特徴点の示す物点の３次元座標を算出
し、前記車輌の初期位置を特定する。また制御装置２
は、カメラ１ａからの現入力画像上で、１フレーム前に
認識された車輌の移動位置を示す特徴点を抽出し、その
移動位置の３次元座標を求めた後、前回の車輌位置と今
回の移動位置との各３次元座標を用いて、前記車輌の速
度を算出する。
度を精度良く計測する。 【解決手段】 ２台のカメラ１ａ，１ｂは、同じタイミ
ングで道路ＲＤを上方から撮像し、その画像データを制
御装置２に出力する。制御装置２は、これら入力画像間
で、観測領域内に新たに入った車輌を示す特徴点を対応
づけた後、対応する各特徴点の組毎に、三角測量の原理
を用いてそれら特徴点の示す物点の３次元座標を算出
し、前記車輌の初期位置を特定する。また制御装置２
は、カメラ１ａからの現入力画像上で、１フレーム前に
認識された車輌の移動位置を示す特徴点を抽出し、その
移動位置の３次元座標を求めた後、前回の車輌位置と今
回の移動位置との各３次元座標を用いて、前記車輌の速
度を算出する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、所定の通過経路を通
過する移動体の速度を、画像処理の手法を用いて計測す
る技術に関連するもので、特に、複数の撮像手段を用い
た３次元計測処理により移動体の空間位置の変化を追跡
して、速度計測を行う方法および装置に関する。
過する移動体の速度を、画像処理の手法を用いて計測す
る技術に関連するもので、特に、複数の撮像手段を用い
た３次元計測処理により移動体の空間位置の変化を追跡
して、速度計測を行う方法および装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】道路の交通流を計測するための装置とし
て、出願人は、先般、３次元認識およびパターンマッチ
ングの手法を用いて、道路上における車輌の位置を認識
し、その位置の変化により、車輌の速度や通過台数など
を認識する方法を提案した（特開平９−３３２３２
号）。この方法では、複数台のテレビカメラにより道路
上の観測位置を撮像し、各カメラからの画像上で抽出さ
れた車輌の特徴点を画像間で対応づけて３次元計測処理
を実施した後、この３次元計測結果を道路に沿う仮想平
面上に投影し、さらにこの投影部分に対し複数種の２次
元モデルを用いたマッチング処理を行って、各車輌の位
置を認識する。さらに各画像取り込み時毎に認識された
車輌位置を時間軸上で対応づけることにより、各車輌の
動きが追跡され、速度計測が行われる。
て、出願人は、先般、３次元認識およびパターンマッチ
ングの手法を用いて、道路上における車輌の位置を認識
し、その位置の変化により、車輌の速度や通過台数など
を認識する方法を提案した（特開平９−３３２３２
号）。この方法では、複数台のテレビカメラにより道路
上の観測位置を撮像し、各カメラからの画像上で抽出さ
れた車輌の特徴点を画像間で対応づけて３次元計測処理
を実施した後、この３次元計測結果を道路に沿う仮想平
面上に投影し、さらにこの投影部分に対し複数種の２次
元モデルを用いたマッチング処理を行って、各車輌の位
置を認識する。さらに各画像取り込み時毎に認識された
車輌位置を時間軸上で対応づけることにより、各車輌の
動きが追跡され、速度計測が行われる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】この時間軸上での車輌
位置の対応づけは、具体的には、前記マッチング処理に
より検出された車輌位置について、一段階前に得られた
検出位置の中で最も近い位置にあり、かつその距離が所
定のしきい値内にある検出位置に対応づけるというもの
である。しかしながらこの方法では、マッチング処理に
よる車種の認識結果を考慮せずに、時間軸上における各
車輌検出位置間の距離のみを用いて対応づけを行ってい
るため、対応づけを誤る可能性があり、速度の計測値の
精度が悪くなるという問題が生じている。
位置の対応づけは、具体的には、前記マッチング処理に
より検出された車輌位置について、一段階前に得られた
検出位置の中で最も近い位置にあり、かつその距離が所
定のしきい値内にある検出位置に対応づけるというもの
である。しかしながらこの方法では、マッチング処理に
よる車種の認識結果を考慮せずに、時間軸上における各
車輌検出位置間の距離のみを用いて対応づけを行ってい
るため、対応づけを誤る可能性があり、速度の計測値の
精度が悪くなるという問題が生じている。
【０００４】この発明は上記問題点に着目してなされた
もので、所定の時間間隔を隔てて得られた画像間で同じ
物点を表す特徴点を対応づけした後、これら時間軸上で
対応する特徴点の示す各３次元座標を用いて、移動体の
動きを正しくとらえることにより、その移動速度を精度
良く計測することを技術課題とする。
もので、所定の時間間隔を隔てて得られた画像間で同じ
物点を表す特徴点を対応づけした後、これら時間軸上で
対応する特徴点の示す各３次元座標を用いて、移動体の
動きを正しくとらえることにより、その移動速度を精度
良く計測することを技術課題とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】請求項１〜５の各発明
は、複数の撮像手段を移動体の通過経路に向けて配備
し、各撮像手段からの画像データを取り込んで、前記通
過経路上の移動体の速度を計測する方法に関する。請求
項１の発明にかかる速度計測方法は、各撮像手段より同
じタイミングで取り込まれた各画像間で、移動体の同じ
物点を表す特徴点を対応づけて、前記物点の３次元座標
を算出するとともに、少なくともいずれか１個の撮像手
段について、所定の時間間隔をおいて取り込まれた画像
間で前記移動体の同じ物点を表す特徴点を対応づけし、
これら時間軸上で対応する特徴点の示す各３次元座標を
用いて前記移動体の速度を計測することを特徴とする。
は、複数の撮像手段を移動体の通過経路に向けて配備
し、各撮像手段からの画像データを取り込んで、前記通
過経路上の移動体の速度を計測する方法に関する。請求
項１の発明にかかる速度計測方法は、各撮像手段より同
じタイミングで取り込まれた各画像間で、移動体の同じ
物点を表す特徴点を対応づけて、前記物点の３次元座標
を算出するとともに、少なくともいずれか１個の撮像手
段について、所定の時間間隔をおいて取り込まれた画像
間で前記移動体の同じ物点を表す特徴点を対応づけし、
これら時間軸上で対応する特徴点の示す各３次元座標を
用いて前記移動体の速度を計測することを特徴とする。
【０００６】請求項２の発明では、請求項１に示した方
法において、移動体の一部分を表す複数個の特徴点を、
前記時間軸上で対応づけられる特徴点として採用する。
法において、移動体の一部分を表す複数個の特徴点を、
前記時間軸上で対応づけられる特徴点として採用する。
【０００７】請求項３の発明にかかる速度計測方法は、
各撮像手段より同じタイミングで取り込まれた各画像間
で、各撮像手段の視野の重なり領域に初めて入った移動
体の同じ物点を表す特徴点を対応づけて、前記移動体の
初期位置を示す３次元座標を算出しておき、少なくとも
いずれか１個の撮像手段について、所定の時間後に得ら
れた画像上で前記移動体の移動位置を示す特徴点を抽出
した後、この移動位置に対応する３次元座標と前記初期
位置の３次元座標とを用いて前記移動体の速度を計測す
ることを特徴とする。
各撮像手段より同じタイミングで取り込まれた各画像間
で、各撮像手段の視野の重なり領域に初めて入った移動
体の同じ物点を表す特徴点を対応づけて、前記移動体の
初期位置を示す３次元座標を算出しておき、少なくとも
いずれか１個の撮像手段について、所定の時間後に得ら
れた画像上で前記移動体の移動位置を示す特徴点を抽出
した後、この移動位置に対応する３次元座標と前記初期
位置の３次元座標とを用いて前記移動体の速度を計測す
ることを特徴とする。
【０００８】請求項４の発明にかかる速度計測方法は、
各撮像手段より同じタイミングで取り込まれた各画像間
で同じ物点を表す特徴点同士を対応づけて、各物点の３
次元座標を算出するとともに、少なくともいずれか１個
の撮像手段について、所定の時間間隔をおいて取り込ま
れた画像間で同じ物点を表す特徴点を対応づけした後、
これら時間軸上で対応する各特徴点の各３次元座標を用
いて各物点の移動速度を計測する。そして各物点を、そ
れぞれの３次元座標と移動速度とを用いて、所定の空間
領域内を同じ速度で移動する物点毎にグループ分けし
て、前記通過経路上の各移動体の速度を計測することを
特徴とする。
各撮像手段より同じタイミングで取り込まれた各画像間
で同じ物点を表す特徴点同士を対応づけて、各物点の３
次元座標を算出するとともに、少なくともいずれか１個
の撮像手段について、所定の時間間隔をおいて取り込ま
れた画像間で同じ物点を表す特徴点を対応づけした後、
これら時間軸上で対応する各特徴点の各３次元座標を用
いて各物点の移動速度を計測する。そして各物点を、そ
れぞれの３次元座標と移動速度とを用いて、所定の空間
領域内を同じ速度で移動する物点毎にグループ分けし
て、前記通過経路上の各移動体の速度を計測することを
特徴とする。
【０００９】請求項５の発明にかかる速度計測方法は、
請求項４の発明と同様の処理を行った後、前記移動速度
に代えて各物点の空間内における移動ベクトルを特定す
る。そして各物点の３次元座標と特定された移動ベクト
ルとを用いて、空間内の所定領域を同じ方向に移動する
物点毎にグループ分けして、前記通過経路上の各移動体
の速度を計測することを特徴とする。
請求項４の発明と同様の処理を行った後、前記移動速度
に代えて各物点の空間内における移動ベクトルを特定す
る。そして各物点の３次元座標と特定された移動ベクト
ルとを用いて、空間内の所定領域を同じ方向に移動する
物点毎にグループ分けして、前記通過経路上の各移動体
の速度を計測することを特徴とする。
【００１０】請求項６の発明は、所定の通過経路を通過
する移動体上に、複数の撮像手段を、それぞれその移動
体より外側の所定方向に向けて配備し、各撮像手段から
の画像データを取り込んで、前記移動体の速度を計測す
る方法であって、各撮像手段より同じタイミングで取り
込まれた各画像間で、撮像方向に位置する所定の物体に
ついて、その物体の同じ物点を表す特徴点を対応づけ
て、前記物点の３次元座標を算出するとともに、少なく
ともいずれか１個の撮像手段について、所定の時間間隔
をおいて取り込まれた画像間で同じ物点を表す特徴点を
対応づけし、これら時間軸上で対応する特徴点の各３次
元座標の算出値を用いて前記移動体の速度を計測するこ
とを特徴とする。
する移動体上に、複数の撮像手段を、それぞれその移動
体より外側の所定方向に向けて配備し、各撮像手段から
の画像データを取り込んで、前記移動体の速度を計測す
る方法であって、各撮像手段より同じタイミングで取り
込まれた各画像間で、撮像方向に位置する所定の物体に
ついて、その物体の同じ物点を表す特徴点を対応づけ
て、前記物点の３次元座標を算出するとともに、少なく
ともいずれか１個の撮像手段について、所定の時間間隔
をおいて取り込まれた画像間で同じ物点を表す特徴点を
対応づけし、これら時間軸上で対応する特徴点の各３次
元座標の算出値を用いて前記移動体の速度を計測するこ
とを特徴とする。
【００１１】請求項７の発明にかかる速度計測装置は、
請求項１の方法を実施するための装置であって、移動体
の通過経路に向けて配備された複数の撮像手段と、各撮
像手段からの画像を入力するための画像入力手段と、前
記画像入力手段より画像が入力される都度、各入力画像
上の移動体を表す特徴点を抽出する特徴点抽出手段と、
同じタイミングで入力された各画像間で、前記特徴点抽
出手段により抽出された各特徴点の中から移動体の同じ
物点を表す特徴点を対応づけする対応づけ手段と、対応
づけられた各特徴点の２次元座標を用いて、これら特徴
点の表す物点の３次元座標を算出する３次元座標算出手
段と、少なくともいずれか１つの撮像手段について、所
定の時間間隔をおいて取り込まれた画像間で同じ物点を
表す特徴点を対応づけする第２の対応づけ手段と、第２
の対応づけ手段により時間軸上で対応づけられた特徴点
の各３次元座標の算出値を用いて、前記移動体の速度を
算出する速度算出手段とを具備している。
請求項１の方法を実施するための装置であって、移動体
の通過経路に向けて配備された複数の撮像手段と、各撮
像手段からの画像を入力するための画像入力手段と、前
記画像入力手段より画像が入力される都度、各入力画像
上の移動体を表す特徴点を抽出する特徴点抽出手段と、
同じタイミングで入力された各画像間で、前記特徴点抽
出手段により抽出された各特徴点の中から移動体の同じ
物点を表す特徴点を対応づけする対応づけ手段と、対応
づけられた各特徴点の２次元座標を用いて、これら特徴
点の表す物点の３次元座標を算出する３次元座標算出手
段と、少なくともいずれか１つの撮像手段について、所
定の時間間隔をおいて取り込まれた画像間で同じ物点を
表す特徴点を対応づけする第２の対応づけ手段と、第２
の対応づけ手段により時間軸上で対応づけられた特徴点
の各３次元座標の算出値を用いて、前記移動体の速度を
算出する速度算出手段とを具備している。
【００１２】請求項８の発明では、請求項２の方法を実
施するために、前記第２の対応づけ手段を、各画像上の
移動体の一部分を表す複数個の特徴点を処理対象とする
ように構成する。
施するために、前記第２の対応づけ手段を、各画像上の
移動体の一部分を表す複数個の特徴点を処理対象とする
ように構成する。
【００１３】請求項９の発明では、請求項３の方法を実
施するための装置として、前記と同様の複数の撮像手
段、画像入力手段を具備するとともに、前記画像入力手
段より画像が入力される都度、各入力画像上で、撮像手
段の視野の重なり領域に新たに入った移動体を表す特徴
点を抽出する特徴点抽出手段と、同じタイミングで入力
された各画像間で、前記特徴点抽出手段により抽出され
た各特徴点の中から移動体の同じ物点を表す特徴点を対
応づけする対応づけ手段と、対応づけられた各特徴点の
２次元座標を用いた３次元計測処理により、前記移動体
の初期位置を示す３次元座標を特定する初期位置特定手
段と、少なくともいずれか１つの撮像手段について、所
定の時間後に取り込まれた画像上で前記移動体の移動位
置を表す特徴点を抽出した後、その特徴点の示す３次元
座標を算出する移動位置抽出手段と、前記移動体の移動
位置を示す３次元座標と前記初期位置の３次元座標とを
用いて前記移動体の速度を算出する速度算出手段とを具
備する装置を構成する。
施するための装置として、前記と同様の複数の撮像手
段、画像入力手段を具備するとともに、前記画像入力手
段より画像が入力される都度、各入力画像上で、撮像手
段の視野の重なり領域に新たに入った移動体を表す特徴
点を抽出する特徴点抽出手段と、同じタイミングで入力
された各画像間で、前記特徴点抽出手段により抽出され
た各特徴点の中から移動体の同じ物点を表す特徴点を対
応づけする対応づけ手段と、対応づけられた各特徴点の
２次元座標を用いた３次元計測処理により、前記移動体
の初期位置を示す３次元座標を特定する初期位置特定手
段と、少なくともいずれか１つの撮像手段について、所
定の時間後に取り込まれた画像上で前記移動体の移動位
置を表す特徴点を抽出した後、その特徴点の示す３次元
座標を算出する移動位置抽出手段と、前記移動体の移動
位置を示す３次元座標と前記初期位置の３次元座標とを
用いて前記移動体の速度を算出する速度算出手段とを具
備する装置を構成する。
【００１４】請求項１０，１１の発明は、請求項４，５
の方法を実施するための装置であって、それぞれ複数の
撮像手段，画像入力手段、特徴点抽出手段，対応づけ手
段，３次元座標算出手段，および第２の対応づけ手段の
各手段を具備する。このうち特徴点抽出手段は、画像入
力手段より画像が入力される都度、各入力画像上の特徴
点を抽出するように構成され、対応づけ手段は、同じタ
イミングで入力された各画像間で、前記特徴点抽出手段
により抽出された各特徴点の中から同じ物点を表す特徴
点を対応づけするように構成される。
の方法を実施するための装置であって、それぞれ複数の
撮像手段，画像入力手段、特徴点抽出手段，対応づけ手
段，３次元座標算出手段，および第２の対応づけ手段の
各手段を具備する。このうち特徴点抽出手段は、画像入
力手段より画像が入力される都度、各入力画像上の特徴
点を抽出するように構成され、対応づけ手段は、同じタ
イミングで入力された各画像間で、前記特徴点抽出手段
により抽出された各特徴点の中から同じ物点を表す特徴
点を対応づけするように構成される。
【００１５】さらに請求項１０の発明の装置は、第２の
対応づけ手段により時間軸上で対応づけられた特徴点の
各３次元座標の算出値を用いて、各物点の移動速度を算
出する速度算出手段と、各物点を、それぞれの３次元座
標と前記移動速度の算出値とを用いて、所定の空間領域
内を同じ速度で移動する物点毎にグループ分けして、前
記通過経路上の各移動体の速度を特定する速度特定手段
とを具備する。
対応づけ手段により時間軸上で対応づけられた特徴点の
各３次元座標の算出値を用いて、各物点の移動速度を算
出する速度算出手段と、各物点を、それぞれの３次元座
標と前記移動速度の算出値とを用いて、所定の空間領域
内を同じ速度で移動する物点毎にグループ分けして、前
記通過経路上の各移動体の速度を特定する速度特定手段
とを具備する。
【００１６】請求項１１の発明の装置は、請求項１０の
速度算出手段に代えて、第２の対応づけ手段により時間
軸上で対応づけられた特徴点の各３次元座標の算出値を
用いて、各物点の空間内における移動ベクトルを特定す
る移動ベクトル特定手段を具備する。そして速度特定手
段は、各物点を、それぞれの３次元座標と特定された移
動ベクトルとを用いて、所定の空間領域内を同じ速度で
同じ方向に移動する物点毎にグループ分けして、通過経
路上の各移動体の速度を特定するように構成される。
速度算出手段に代えて、第２の対応づけ手段により時間
軸上で対応づけられた特徴点の各３次元座標の算出値を
用いて、各物点の空間内における移動ベクトルを特定す
る移動ベクトル特定手段を具備する。そして速度特定手
段は、各物点を、それぞれの３次元座標と特定された移
動ベクトルとを用いて、所定の空間領域内を同じ速度で
同じ方向に移動する物点毎にグループ分けして、通過経
路上の各移動体の速度を特定するように構成される。
【００１７】請求項１２の発明では、請求項６の方法を
実施するための装置として、所定の通過経路上を移動す
る移動体に、それぞれこの移動体より外側の所定方向に
向けて取り付けられる複数個の撮像手段と、各撮像手段
からの画像を入力するための画像入力手段と、前記画像
入力手段より画像が入力される都度、各入力画像上で、
撮像方向に位置する所定の物体を表す特徴点を抽出する
特徴点抽出手段と、同じタイミングで入力された各画像
間で、前記特徴点抽出手段により抽出された各特徴点の
中から前記物体の同じ物点を表す特徴点を対応づけする
対応づけ手段と、対応づけられた各特徴点の２次元座標
を用いて、これら特徴点の表す物点の３次元座標を算出
する３次元座標算出手段と、少なくともいずれか１つの
撮像手段について、所定の時間間隔をおいて取り込まれ
た画像間で同じ物点を表す特徴点を対応づけする第２の
対応づけ手段と、第２の対応づけ手段により時間軸上で
対応づけられた特徴点の各３次元座標の算出値を用い
て、前記移動体の速度を算出する速度算出手段とを具備
する装置を構成する。
実施するための装置として、所定の通過経路上を移動す
る移動体に、それぞれこの移動体より外側の所定方向に
向けて取り付けられる複数個の撮像手段と、各撮像手段
からの画像を入力するための画像入力手段と、前記画像
入力手段より画像が入力される都度、各入力画像上で、
撮像方向に位置する所定の物体を表す特徴点を抽出する
特徴点抽出手段と、同じタイミングで入力された各画像
間で、前記特徴点抽出手段により抽出された各特徴点の
中から前記物体の同じ物点を表す特徴点を対応づけする
対応づけ手段と、対応づけられた各特徴点の２次元座標
を用いて、これら特徴点の表す物点の３次元座標を算出
する３次元座標算出手段と、少なくともいずれか１つの
撮像手段について、所定の時間間隔をおいて取り込まれ
た画像間で同じ物点を表す特徴点を対応づけする第２の
対応づけ手段と、第２の対応づけ手段により時間軸上で
対応づけられた特徴点の各３次元座標の算出値を用い
て、前記移動体の速度を算出する速度算出手段とを具備
する装置を構成する。
【００１８】
【作用】移動体を複数の撮像手段により撮像して、３次
元計測処理によりその空間位置を検出するとともに、そ
の検出位置を正しく追跡することができれば、移動体の
速度を正確に求めることができる。
元計測処理によりその空間位置を検出するとともに、そ
の検出位置を正しく追跡することができれば、移動体の
速度を正確に求めることができる。
【００１９】請求項１および７の発明では、上記原理に
基づき、同じ撮像手段により所定の時間間隔をおいて得
られた画像上で、移動体の同じ物点を表す特徴点を対応
づけし、これら時間軸上で対応する特徴点の各３次元座
標の算出結果を用いて速度を算出するので、計測対象の
移動体の位置の変化を正しく追跡できる。したがってそ
の追跡結果から移動体の速度を正確に計測することがで
きる。
基づき、同じ撮像手段により所定の時間間隔をおいて得
られた画像上で、移動体の同じ物点を表す特徴点を対応
づけし、これら時間軸上で対応する特徴点の各３次元座
標の算出結果を用いて速度を算出するので、計測対象の
移動体の位置の変化を正しく追跡できる。したがってそ
の追跡結果から移動体の速度を正確に計測することがで
きる。
【００２０】請求項２および８の発明では、移動体の一
部分を表す複数個の特徴点について、それぞれ前記した
時間軸上の対応づけを行うので、移動体の特徴部分を構
成する各物点の位置の変化を追跡することにより、速度
計測の精度をさらに向上することができる。
部分を表す複数個の特徴点について、それぞれ前記した
時間軸上の対応づけを行うので、移動体の特徴部分を構
成する各物点の位置の変化を追跡することにより、速度
計測の精度をさらに向上することができる。
【００２１】請求項３および９の発明では、各撮像手段
から画像を取り込む都度、これら撮像手段の視野の重な
り領域に新たに入った移動体について、その初期位置を
示す３次元座標が算出される。そして所定時間経過後に
取り込まれた画像上で前記物点の移動位置を表す特徴点
が抽出され、その特徴点の示す３次元座標と前記初期位
置の３次元座標とを用いて、移動体の速度が精度良く算
出される。
から画像を取り込む都度、これら撮像手段の視野の重な
り領域に新たに入った移動体について、その初期位置を
示す３次元座標が算出される。そして所定時間経過後に
取り込まれた画像上で前記物点の移動位置を表す特徴点
が抽出され、その特徴点の示す３次元座標と前記初期位
置の３次元座標とを用いて、移動体の速度が精度良く算
出される。
【００２２】請求項４および１０の発明では、各撮像手
段から画像を取り込む都度、これら画像上に共通に表れ
る物点の３次元座標が算出される。同時に、同じ撮像手
段に所定の時間間隔をおいて得られた画像上で、同じ物
点を表す特徴点が対応づけられ、これら対応づけられた
各特徴点の示す３次元座標により、各物点の移動速度が
算出される。そしてこれら物点を、所定の空間内を同じ
速度で移動する物点毎にグループ分けすることにより、
通過経路上の移動体の速度が特定される。同じ移動体上
の物点は、所定の空間領域内を同じ速度で速度で移動す
るはずであるから、この発明によれば、通過経路上に複
数の移動体が存在しても、各移動体を精度良く切り分け
て、その移動速度を正確に計測することができる。
段から画像を取り込む都度、これら画像上に共通に表れ
る物点の３次元座標が算出される。同時に、同じ撮像手
段に所定の時間間隔をおいて得られた画像上で、同じ物
点を表す特徴点が対応づけられ、これら対応づけられた
各特徴点の示す３次元座標により、各物点の移動速度が
算出される。そしてこれら物点を、所定の空間内を同じ
速度で移動する物点毎にグループ分けすることにより、
通過経路上の移動体の速度が特定される。同じ移動体上
の物点は、所定の空間領域内を同じ速度で速度で移動す
るはずであるから、この発明によれば、通過経路上に複
数の移動体が存在しても、各移動体を精度良く切り分け
て、その移動速度を正確に計測することができる。
【００２３】請求項５および１１の発明では、時間軸上
で対応づけられた各特徴点の示す３次元座標を用いて、
各物点の空間内における移動ベクトルを特定した後、各
物点を、所定の空間領域内を同じ方向に同じ速度で移動
する物点毎にグループ分けし、各移動体の移動速度を特
定するようにしたから、通過経路が複数方向に分岐する
ような地点においても、各移動体を精度良く切り分け
て、それぞれの移動速度を認識することが可能となる。
で対応づけられた各特徴点の示す３次元座標を用いて、
各物点の空間内における移動ベクトルを特定した後、各
物点を、所定の空間領域内を同じ方向に同じ速度で移動
する物点毎にグループ分けし、各移動体の移動速度を特
定するようにしたから、通過経路が複数方向に分岐する
ような地点においても、各移動体を精度良く切り分け
て、それぞれの移動速度を認識することが可能となる。
【００２４】請求項６および１２の発明では、移動体側
に配備された撮像手段により移動体の外側の所定方向を
撮像し、その撮像方向に位置する所定の物体の特徴点を
用いた３次元計測処理が行われる。さらに所定の特徴点
について、前記と同様、所定の時間をおいて撮像された
画像間における対応づけを行うことにより、対応づけら
れた特徴点の各３次元座標により移動体から見た物体の
位置の変化が追跡され、この追跡結果から移動体の速度
を計測することができる。
に配備された撮像手段により移動体の外側の所定方向を
撮像し、その撮像方向に位置する所定の物体の特徴点を
用いた３次元計測処理が行われる。さらに所定の特徴点
について、前記と同様、所定の時間をおいて撮像された
画像間における対応づけを行うことにより、対応づけら
れた特徴点の各３次元座標により移動体から見た物体の
位置の変化が追跡され、この追跡結果から移動体の速度
を計測することができる。
【００２５】
【実施例】図１は、この発明の一実施例にかかる車輌速
度計測装置の設置例を示す。この車輌速度計測装置は、
道路ＲＤの近傍にＦ字形状の支柱３を配備して、この支
柱２に２台のカメラ１ａ，１ｂと制御装置２とを取り付
けて構成されるもので、各カメラ１ａ，１ｂにより道路
ＲＤを上方より撮像して得られた画像を制御装置２に取
り込んで、道路ＲＤの各車道毎に通過車輌の速度計測を
行って、管理センターなどの外部にその計測結果を出力
する。
度計測装置の設置例を示す。この車輌速度計測装置は、
道路ＲＤの近傍にＦ字形状の支柱３を配備して、この支
柱２に２台のカメラ１ａ，１ｂと制御装置２とを取り付
けて構成されるもので、各カメラ１ａ，１ｂにより道路
ＲＤを上方より撮像して得られた画像を制御装置２に取
り込んで、道路ＲＤの各車道毎に通過車輌の速度計測を
行って、管理センターなどの外部にその計測結果を出力
する。
【００２６】前記支柱３は、その横桟を道路上に突出さ
れて配備されている。各カメラ１ａ，１ｂは、焦点距離
を同じくするレンズを有しており、支柱２の各横桟間に
固定配備された支持部材５により、道路１上方の所定位
置に、光軸を斜め下方向に向けて縦並びに取り付けられ
ている。なおこの実施例では、後記する対応づけ処理や
３次元計測処理を簡単に行うために、各カメラ１ａ，１
ｂの光軸が道路の方向に向けて平行になり、かつ各撮像
面が同一平面上に位置するように、それぞれの取り付け
位置を調整している。一方、制御装置２は、保守，点検
などの必要から支柱２の基部付近に取り付けられる。
れて配備されている。各カメラ１ａ，１ｂは、焦点距離
を同じくするレンズを有しており、支柱２の各横桟間に
固定配備された支持部材５により、道路１上方の所定位
置に、光軸を斜め下方向に向けて縦並びに取り付けられ
ている。なおこの実施例では、後記する対応づけ処理や
３次元計測処理を簡単に行うために、各カメラ１ａ，１
ｂの光軸が道路の方向に向けて平行になり、かつ各撮像
面が同一平面上に位置するように、それぞれの取り付け
位置を調整している。一方、制御装置２は、保守，点検
などの必要から支柱２の基部付近に取り付けられる。
【００２７】なおこの実施例では、２台のカメラ１ａ，
１ｂにより道路ＲＤを撮像しているが、これに限らず、
３台以上のカメラを用いてもよい。またカメラ１ａ，１
ｂの配置は縦並びに限らず横並びにしても良い。またカ
メラ１ａ，１ｂを取り付ける支柱も上記のＦ字型支柱３
に限らず、既存の電信柱や照明柱などを改良して用いて
もよい。
１ｂにより道路ＲＤを撮像しているが、これに限らず、
３台以上のカメラを用いてもよい。またカメラ１ａ，１
ｂの配置は縦並びに限らず横並びにしても良い。またカ
メラ１ａ，１ｂを取り付ける支柱も上記のＦ字型支柱３
に限らず、既存の電信柱や照明柱などを改良して用いて
もよい。
【００２８】図２は、上記の車輌速度計測装置の構成を
示す。前記制御装置２は、２個のＡ／Ｄ変換部６ａ，６
ｂ，画像メモリ７，メモリ８，装置全体を制御するＣＰ
Ｕ９のほか、エッジ抽出部１０，対応づけ処理部１１，
３次元計測部１２，車輌認識部１３，追跡処理部１４，
速度計測部１５の各処理部を、画像・データバス１６を
介して相互に接続して成る。
示す。前記制御装置２は、２個のＡ／Ｄ変換部６ａ，６
ｂ，画像メモリ７，メモリ８，装置全体を制御するＣＰ
Ｕ９のほか、エッジ抽出部１０，対応づけ処理部１１，
３次元計測部１２，車輌認識部１３，追跡処理部１４，
速度計測部１５の各処理部を、画像・データバス１６を
介して相互に接続して成る。
【００２９】前記Ａ／Ｄ変換部６ａ，６ｂは、それぞれ
カメラ１ａ，１ｂからのアナログ量の画像信号をディジ
タル量の濃淡画像信号に変換する。エッジ抽出部１０
は、これらディジタル変換後の入力画像上で、車輌など
の物体の輪郭を示すエッジ構成点を抽出し、各エッジ構
成点を黒画素とする２値のエッジ画像を生成する。これ
ら入力画像やエッジ画像は、それぞれ画像メモリ７内の
個別の記憶エリア内に格納される。
カメラ１ａ，１ｂからのアナログ量の画像信号をディジ
タル量の濃淡画像信号に変換する。エッジ抽出部１０
は、これらディジタル変換後の入力画像上で、車輌など
の物体の輪郭を示すエッジ構成点を抽出し、各エッジ構
成点を黒画素とする２値のエッジ画像を生成する。これ
ら入力画像やエッジ画像は、それぞれ画像メモリ７内の
個別の記憶エリア内に格納される。
【００３０】対応づけ処理部１１は、前記各エッジ画像
上のエッジ構成点（以下これを「特徴点」という）につ
いて、各画像上で空間内の同じ物点を表す特徴点同士を
対応づけする。３次元計測部１２は、対応づけられた特
徴点の組毎に、各２次元座標を三角測量の原理にあては
めて、各特徴点の表す物点の３次元座標を算出する。
上のエッジ構成点（以下これを「特徴点」という）につ
いて、各画像上で空間内の同じ物点を表す特徴点同士を
対応づけする。３次元計測部１２は、対応づけられた特
徴点の組毎に、各２次元座標を三角測量の原理にあては
めて、各特徴点の表す物点の３次元座標を算出する。
【００３１】前記特徴点の対応づけ処理、および３次元
座標の計測処理は、後記するように、観測領域内に新た
に出現した車輌を示す特徴点に対して行われる。車輌認
識部１３は、これら３次元座標を用いて各車輌の位置を
個別に認識し、追跡処理部１４は、以後の画像取り込み
毎に、この認識された車輌の位置の変化を追跡する。各
段階における車輌位置の認識結果は、車輌の先頭を表す
物点など、所定の代表点の３次元座標により表されるも
ので、速度計測部１５は、この車輌位置の変化を用いて
各車輌の速度を算出し、その算出結果を、図示しない伝
送部を介して外部へと出力する。
座標の計測処理は、後記するように、観測領域内に新た
に出現した車輌を示す特徴点に対して行われる。車輌認
識部１３は、これら３次元座標を用いて各車輌の位置を
個別に認識し、追跡処理部１４は、以後の画像取り込み
毎に、この認識された車輌の位置の変化を追跡する。各
段階における車輌位置の認識結果は、車輌の先頭を表す
物点など、所定の代表点の３次元座標により表されるも
ので、速度計測部１５は、この車輌位置の変化を用いて
各車輌の速度を算出し、その算出結果を、図示しない伝
送部を介して外部へと出力する。
【００３２】つぎにこの制御装置２における詳細な処理
手順について、順を追って説明する。各カメラ１ａ，１
ｂは、図示しないタイミング制御部により、撮像動作が
同期するように制御されており、各フレーム毎の画像デ
ータは、Ａ／Ｄ変換部６ａ，６ｂによりディジタル変換
された後、画像メモリ７に格納される。
手順について、順を追って説明する。各カメラ１ａ，１
ｂは、図示しないタイミング制御部により、撮像動作が
同期するように制御されており、各フレーム毎の画像デ
ータは、Ａ／Ｄ変換部６ａ，６ｂによりディジタル変換
された後、画像メモリ７に格納される。
【００３３】エッジ抽出部１０は、各カメラ１ａ，１ｂ
からの入力画像上にラプラシアンフィルタなどのエッジ
抽出用フィルタを走査して、ゼロクロッシング点を抽出
する。さらにエッジ抽出部１０は、前記ゼロクロッシン
グ点の座標を算出して、この座標位置の画素を黒画素，
他の画素を白画素とした２値のエッジ画像を生成する。
からの入力画像上にラプラシアンフィルタなどのエッジ
抽出用フィルタを走査して、ゼロクロッシング点を抽出
する。さらにエッジ抽出部１０は、前記ゼロクロッシン
グ点の座標を算出して、この座標位置の画素を黒画素，
他の画素を白画素とした２値のエッジ画像を生成する。
【００３４】図３（１）（２）は、前記カメラ１ａ，１
ｂから入力された画像の具体例であって、それぞれ道路
上の車線，車輌，車輌の影などの画像を含む画像データ
が生成されている。
ｂから入力された画像の具体例であって、それぞれ道路
上の車線，車輌，車輌の影などの画像を含む画像データ
が生成されている。
【００３５】図４（１）（２）は、前記図３（１）
（２）に示した各入力画像ＩU ，ＩL について、それぞ
れエッジ抽出処理を施して得られたエッジ画像ＥU ，Ｅ
L を示すもので、それぞれ車輌や車輌の影の輪郭に相当
するエッジ成分が抽出されている。
（２）に示した各入力画像ＩU ，ＩL について、それぞ
れエッジ抽出処理を施して得られたエッジ画像ＥU ，Ｅ
L を示すもので、それぞれ車輌や車輌の影の輪郭に相当
するエッジ成分が抽出されている。
【００３６】上記のエッジ抽出処理が完了すると、以
下、今回の入力画像ＩU ，ＩL 上に新たに出現した車輌
の初期位置を認識する処理、および過去の処理により既
に認識されている車輌の移動位置を認識する処理が実施
される。
下、今回の入力画像ＩU ，ＩL 上に新たに出現した車輌
の初期位置を認識する処理、および過去の処理により既
に認識されている車輌の移動位置を認識する処理が実施
される。
【００３７】まず新たな車輌の認識処理について説明す
る。この認識処理の対象となる特徴点は、各車線の車輌
の進行方向に基づき定められる。車輌認識部１３は、各
画像ＩU ，ＩL に対し、図５に示すように、それぞれカ
メラ１ａ，１ｂの視野が重なる領域内に入った直後の車
輌が現れる位置に、所定大きさの検出エリアｒU1，
ｒU2，ｒL1，ｒL2を定め、各検出エリアｒU1，ｒU2，ｒ
L1，ｒL2毎に、それぞれエリア内で抽出された各特徴点
について、各画像間で空間内の同じ物点を表す特徴点同
士を特定し、両者を対応づけする。
る。この認識処理の対象となる特徴点は、各車線の車輌
の進行方向に基づき定められる。車輌認識部１３は、各
画像ＩU ，ＩL に対し、図５に示すように、それぞれカ
メラ１ａ，１ｂの視野が重なる領域内に入った直後の車
輌が現れる位置に、所定大きさの検出エリアｒU1，
ｒU2，ｒL1，ｒL2を定め、各検出エリアｒU1，ｒU2，ｒ
L1，ｒL2毎に、それぞれエリア内で抽出された各特徴点
について、各画像間で空間内の同じ物点を表す特徴点同
士を特定し、両者を対応づけする。
【００３８】この対応づけ処理は、具体的には、いずれ
か一方のエッジ画像（ここでは上側のカメラ１ａに対応
するエッジ画像ＥU とする）上の前記検出エリアｒU1，
ｒU2内にある所定の特徴点について、他方のエッジ画像
ＥL 上での対応点を抽出するもので、図６（１）〜
（４）には、この対応づけ処理の具体的な方法が示され
ている。
か一方のエッジ画像（ここでは上側のカメラ１ａに対応
するエッジ画像ＥU とする）上の前記検出エリアｒU1，
ｒU2内にある所定の特徴点について、他方のエッジ画像
ＥL 上での対応点を抽出するもので、図６（１）〜
（４）には、この対応づけ処理の具体的な方法が示され
ている。
【００３９】図示例は、検出エリアｒU1内の特徴点Ｐに
対応する特徴点Ｑを特定するもので、まず対応づけ処理
部１１は、エッジ画像ＥL 上に、前記特徴点Ｐにかかる
エピポーララインＬを設定し、検出エリアｒL1内におい
てこのエピポーララインＬ上に位置する各特徴点Ｑ1 〜
Ｑ5 を、特徴点Ｐの対応候補点として抽出する。なおこ
の場合、カメラ１ａ，１ｂは、前記したように縦並びに
配備されているので、エピポーララインＬはｘ軸に垂直
になり、対応候補点を容易に抽出することができる。
対応する特徴点Ｑを特定するもので、まず対応づけ処理
部１１は、エッジ画像ＥL 上に、前記特徴点Ｐにかかる
エピポーララインＬを設定し、検出エリアｒL1内におい
てこのエピポーララインＬ上に位置する各特徴点Ｑ1 〜
Ｑ5 を、特徴点Ｐの対応候補点として抽出する。なおこ
の場合、カメラ１ａ，１ｂは、前記したように縦並びに
配備されているので、エピポーララインＬはｘ軸に垂直
になり、対応候補点を容易に抽出することができる。
【００４０】つぎに対応づけ処理部１１は、前記エッジ
画像ＥU に対応する入力画像ＩU 上の点Ｐの位置（ｘ，
ｙu ）に、この点Ｐを中心点とする所定の大きさのウィ
ンドウＷu を設定する。また前記エッジ画像ＥL に対応
する第２の入力画像ＩL の前記対応候補点Ｑ1 〜Ｑ5 の
位置にも、それぞれ、その点Ｑ1 〜Ｑ5 を中心点とし、
前記ウィンドウＷu と同じ大きさを有するウィンドウＷ
1 〜Ｗ5 を設定する。
画像ＥU に対応する入力画像ＩU 上の点Ｐの位置（ｘ，
ｙu ）に、この点Ｐを中心点とする所定の大きさのウィ
ンドウＷu を設定する。また前記エッジ画像ＥL に対応
する第２の入力画像ＩL の前記対応候補点Ｑ1 〜Ｑ5 の
位置にも、それぞれ、その点Ｑ1 〜Ｑ5 を中心点とし、
前記ウィンドウＷu と同じ大きさを有するウィンドウＷ
1 〜Ｗ5 を設定する。
【００４１】各ウィンドウが設定されると、対応づけ処
理部１１は、入力画像ＩL 上の各ウィンドウＷ1 〜Ｗ5
についてそれぞれつぎの（１）式を実行し、各ウィンド
ウと前記ウィンドウＷu との画像データの相違度ＤＦを
算出する。なお、次式において、ｇU （ｘ，ｙ）はウィ
ンドウＷU 内の所定の画素の輝度値を、ｇL （ｘ，ｙ）
はウィンドウＷL （Ｌ＝１〜５）内の所定の画素の輝度
値を、SZはウィンドウのサイズを、それぞれ示す。また
ｉ，ｊは、０〜SZの範囲内で変動して、各ウィンドウ内
の着目画素を特定するための変数である。
理部１１は、入力画像ＩL 上の各ウィンドウＷ1 〜Ｗ5
についてそれぞれつぎの（１）式を実行し、各ウィンド
ウと前記ウィンドウＷu との画像データの相違度ＤＦを
算出する。なお、次式において、ｇU （ｘ，ｙ）はウィ
ンドウＷU 内の所定の画素の輝度値を、ｇL （ｘ，ｙ）
はウィンドウＷL （Ｌ＝１〜５）内の所定の画素の輝度
値を、SZはウィンドウのサイズを、それぞれ示す。また
ｉ，ｊは、０〜SZの範囲内で変動して、各ウィンドウ内
の着目画素を特定するための変数である。
【００４２】
【数１】
【００４３】対応づけ処理部１１は、各ウィンドウＷ1
〜Ｗ5 について求められたウィンドウＷU との相違度Ｄ
Ｆを比較し、相違度が最も小さくなるウィンドウをウィ
ンドウＷU に対応するものとして判別する。そしてその
ウィンドウの中心点ＱL （図示例の場合Ｌ＝２）を前記
特徴点Ｐの対応点として決定する。
〜Ｗ5 について求められたウィンドウＷU との相違度Ｄ
Ｆを比較し、相違度が最も小さくなるウィンドウをウィ
ンドウＷU に対応するものとして判別する。そしてその
ウィンドウの中心点ＱL （図示例の場合Ｌ＝２）を前記
特徴点Ｐの対応点として決定する。
【００４４】なお上記の相違度の代わりに、各ウィンド
ウＷ1 〜Ｗ5 毎にウィンドウＷU との間の正規化相互相
関演算を行い、最も高い相関値が得られたウィンドウを
ウィンドウＷU に対応するものと判別するようにしても
よい。
ウＷ1 〜Ｗ5 毎にウィンドウＷU との間の正規化相互相
関演算を行い、最も高い相関値が得られたウィンドウを
ウィンドウＷU に対応するものと判別するようにしても
よい。
【００４５】上記の対応づけ処理が、抽出されたすべて
の特徴点について行われると、３次元計測部１２は、対
応する各特徴点Ｐ，Ｑ毎に、これら特徴点の２次元座標
を三角測量の原理にあてはめて、対応する物点の３次元
座標を算出する。
の特徴点について行われると、３次元計測部１２は、対
応する各特徴点Ｐ，Ｑ毎に、これら特徴点の２次元座標
を三角測量の原理にあてはめて、対応する物点の３次元
座標を算出する。
【００４６】図７は、上記の三角測量の原理を示す。図
中Ｒは、道路上の車輌１６の所定の構成点を示すもの
で、各カメラ１ａ，１ｂの撮像面ＧU ，ＧL 上にこの点
Ｒの物点像Ｐ，Ｑが現れている。なお図中、ＣU はカメ
ラ１ａの焦点を、ＣL はカメラ３ｂの焦点を、それぞれ
示す。
中Ｒは、道路上の車輌１６の所定の構成点を示すもの
で、各カメラ１ａ，１ｂの撮像面ＧU ，ＧL 上にこの点
Ｒの物点像Ｐ，Ｑが現れている。なお図中、ＣU はカメ
ラ１ａの焦点を、ＣL はカメラ３ｂの焦点を、それぞれ
示す。
【００４７】上記の物点像Ｐ，Ｑが前記エッジ画像
ＥU ，ＥL 間の対応する特徴点として現れるもので、各
点上に対応する３次元座標は物点Ｒの空間位置に相当す
る。したがってこの対象物の代表的な物点について、そ
の物点の画像上の結像位置を特定し、これら結像位置の
２次元座標を用いて各物点の３次元座標を算出すること
により、対象物の立体形状や空間位置を把握することが
できる。
ＥU ，ＥL 間の対応する特徴点として現れるもので、各
点上に対応する３次元座標は物点Ｒの空間位置に相当す
る。したがってこの対象物の代表的な物点について、そ
の物点の画像上の結像位置を特定し、これら結像位置の
２次元座標を用いて各物点の３次元座標を算出すること
により、対象物の立体形状や空間位置を把握することが
できる。
【００４８】図８（１）は、前記各カメラ１ａ，１ｂの
位置関係により決定される空間座標系（以下これを「ス
テレオ座標系」という）を示し、図８（２）は、実際の
空間における各物点の位置を表すための空間座標系と上
記ステレオ座標系との位置関係を示す。
位置関係により決定される空間座標系（以下これを「ス
テレオ座標系」という）を示し、図８（２）は、実際の
空間における各物点の位置を表すための空間座標系と上
記ステレオ座標系との位置関係を示す。
【００４９】図８（１）中、ＸU ＹU ＺU ，ＸL ＹL Ｚ
L で表される各空間座標系は、それぞれ各カメラ１ａ，
１ｂのカメラ座標系を示し、これらカメラ座標系の原点
ＣU，ＣL （前記焦点の位置）を結ぶ基線の中心点Ｏ′
を原点としてステレオ座標系が設定される。なお前記し
たように、各カメラ１ａ，１ｂは光軸を平行に配置され
ているから、各カメラ座標系およびステレオ座標系の各
軸ＸU ＹU ＺU ，ＸLＹL ＺL ，Ｘ′Ｙ′Ｚ′は、互い
に平行の位置関係にある。
L で表される各空間座標系は、それぞれ各カメラ１ａ，
１ｂのカメラ座標系を示し、これらカメラ座標系の原点
ＣU，ＣL （前記焦点の位置）を結ぶ基線の中心点Ｏ′
を原点としてステレオ座標系が設定される。なお前記し
たように、各カメラ１ａ，１ｂは光軸を平行に配置され
ているから、各カメラ座標系およびステレオ座標系の各
軸ＸU ＹU ＺU ，ＸLＹL ＺL ，Ｘ′Ｙ′Ｚ′は、互い
に平行の位置関係にある。
【００５０】各撮像面ＧU ，ＧL 上における２次元座標
は、それぞれ対応するカメラ座標系のＺU ，ＺL 軸との
交点位置を原点ｏU ，ｏL とし、撮像面の水平方向にｘ
U ，ｘL 軸が、垂直方向にｙU ，ｙL 軸が定められてい
る。また実際の空間位置を表す座標系は、図８（２）に
示すように、カメラ座標系の原点Ｏ′から路面上に下ろ
した垂線の足を原点Ｏとし、道路の幅方向をＸ軸，長さ
方向をＺ軸，高さ方向をＹ軸として、定められる。
は、それぞれ対応するカメラ座標系のＺU ，ＺL 軸との
交点位置を原点ｏU ，ｏL とし、撮像面の水平方向にｘ
U ，ｘL 軸が、垂直方向にｙU ，ｙL 軸が定められてい
る。また実際の空間位置を表す座標系は、図８（２）に
示すように、カメラ座標系の原点Ｏ′から路面上に下ろ
した垂線の足を原点Ｏとし、道路の幅方向をＸ軸，長さ
方向をＺ軸，高さ方向をＹ軸として、定められる。
【００５１】このような座標系の設定において、前記対
応づけられた各特徴点Ｐ，Ｑの２次元座標を（ｘ，
ｙU ），（ｘ，ｙL ），各カメラ３ａ，３ｂの俯角を
θ，各カメラ座標系の原点ＣU ，ＣL 間の距離をＢ，原
点Ｏ，Ｏ′間の距離をＨとすると、各特徴点Ｐ，Ｑによ
り表される物点Ｒの３次元座標（Ｘ，Ｙ，Ｚ）は、つぎ
の（２）〜（４）式により算出される。
応づけられた各特徴点Ｐ，Ｑの２次元座標を（ｘ，
ｙU ），（ｘ，ｙL ），各カメラ３ａ，３ｂの俯角を
θ，各カメラ座標系の原点ＣU ，ＣL 間の距離をＢ，原
点Ｏ，Ｏ′間の距離をＨとすると、各特徴点Ｐ，Ｑによ
り表される物点Ｒの３次元座標（Ｘ，Ｙ，Ｚ）は、つぎ
の（２）〜（４）式により算出される。
【００５２】
【数２】
【００５３】
【数３】
【００５４】
【数４】
【００５５】このようにして、前記検出エリアｒU1，ｒ
U2，ｒL1，ｒL2内で抽出されたすべての特徴点に対応す
る３次元座標が算出されると、車輌認識部１３は、各検
出エリアｒU1，ｒU2，ｒL1，ｒL2毎に、算出された各３
次元座標をクラスタリング処理して、各座標を車輌毎に
グループ化する。そしてこのグループの中から車輌の先
頭位置を示す座標を抽出し、その抽出位置をもって車輌
位置とする。この車輌位置として抽出された物点の３次
元座標は、メモリ８内に格納され、以後、画像入力毎
に、その時点での車輌の移動位置を示す３次元座標が順
次蓄積されて、車輌の軌跡データが生成される。
U2，ｒL1，ｒL2内で抽出されたすべての特徴点に対応す
る３次元座標が算出されると、車輌認識部１３は、各検
出エリアｒU1，ｒU2，ｒL1，ｒL2毎に、算出された各３
次元座標をクラスタリング処理して、各座標を車輌毎に
グループ化する。そしてこのグループの中から車輌の先
頭位置を示す座標を抽出し、その抽出位置をもって車輌
位置とする。この車輌位置として抽出された物点の３次
元座標は、メモリ８内に格納され、以後、画像入力毎
に、その時点での車輌の移動位置を示す３次元座標が順
次蓄積されて、車輌の軌跡データが生成される。
【００５６】なお車輌の認識処理は、クラスタリング処
理に限らず、前述した特開平９−３３２３２号公報に記
載のように、各３次元座標を、それぞれ道路の長さ方向
（すなわちＺ軸方向）に沿う仮想垂直平面上に投影し、
その投影結果を車輌の２次元モデルと照合する方法を用
いてもよい。
理に限らず、前述した特開平９−３３２３２号公報に記
載のように、各３次元座標を、それぞれ道路の長さ方向
（すなわちＺ軸方向）に沿う仮想垂直平面上に投影し、
その投影結果を車輌の２次元モデルと照合する方法を用
いてもよい。
【００５７】つぎに既に過去の処理により認識されてい
る車輌について、その移動位置を追跡して速度を算出す
る処理を説明する。いまある時点で、車輌の初期位置ま
たは移動位置が認識されると、いずれか一方の入力画像
（ここではカメラ３ａにより得られた入力画像ＩU とす
る）において、認識された車輌の位置に対応する特徴点
（すなわち車輌の先頭位置を示す特徴点）の座標、およ
びこの特徴点を中心とする所定大きさの画像領域内の画
像データ（以下これを「特徴画像Ｍ」という）が切り出
され、追跡処理用のデータとしてメモリ８内に格納され
る。そして所定時間Ｔ経過後に、つぎの画像が入力され
ると、追跡処理部１４は、この時点でのカメラ１ａから
の入力画像ＩUT上で、前記１フレーム前に認識された車
輌の移動位置を特定した後、この特定された２次元上の
車輌位置を３次元座標に変換する。
る車輌について、その移動位置を追跡して速度を算出す
る処理を説明する。いまある時点で、車輌の初期位置ま
たは移動位置が認識されると、いずれか一方の入力画像
（ここではカメラ３ａにより得られた入力画像ＩU とす
る）において、認識された車輌の位置に対応する特徴点
（すなわち車輌の先頭位置を示す特徴点）の座標、およ
びこの特徴点を中心とする所定大きさの画像領域内の画
像データ（以下これを「特徴画像Ｍ」という）が切り出
され、追跡処理用のデータとしてメモリ８内に格納され
る。そして所定時間Ｔ経過後に、つぎの画像が入力され
ると、追跡処理部１４は、この時点でのカメラ１ａから
の入力画像ＩUT上で、前記１フレーム前に認識された車
輌の移動位置を特定した後、この特定された２次元上の
車輌位置を３次元座標に変換する。
【００５８】図９は、入力画像UT上において車輌の移動
位置を特定するための具体的な方法を示す。この入力画
像ＩUTは、前記図３（１）の入力画像ＩU の入力から所
定時間経過後に得られた画像であって、図中の点Ａは、
前記図３（１）の入力画像ＩU 上で車輌位置として特定
された位置を示す。追跡処理部１４は、この点Ａの座標
位置を基準に所定大きさの走査領域１７を設定した後、
その走査領域内に前記特徴画像Ｍを走査して、各走査位
置毎に前記対応づけ処理と同様の（１）式を実行する。
この結果、相違度ＤＦが最も小さくなる走査位置におい
て特徴画像Ｍの中心点に対応する点Ａ′が、車輌の移動
位置として認識される。
位置を特定するための具体的な方法を示す。この入力画
像ＩUTは、前記図３（１）の入力画像ＩU の入力から所
定時間経過後に得られた画像であって、図中の点Ａは、
前記図３（１）の入力画像ＩU 上で車輌位置として特定
された位置を示す。追跡処理部１４は、この点Ａの座標
位置を基準に所定大きさの走査領域１７を設定した後、
その走査領域内に前記特徴画像Ｍを走査して、各走査位
置毎に前記対応づけ処理と同様の（１）式を実行する。
この結果、相違度ＤＦが最も小さくなる走査位置におい
て特徴画像Ｍの中心点に対応する点Ａ′が、車輌の移動
位置として認識される。
【００５９】入力画像ＩUT上において車輌の移動位置を
示す点Ａ′が特定されると、つぎに追跡処理部１４は、
この点Ａ′の２次元座標（ｘT ，ｙT ）を（５）〜
（７）式にあてはめて、前記点Ａ′に対応する物点の３
次元座標、すなわち空間内における車輌の移動位置（Ｘ
T ，ＹT ，ＺT ）を算出し、これをメモリ８内の軌跡デ
ータに追加する。
示す点Ａ′が特定されると、つぎに追跡処理部１４は、
この点Ａ′の２次元座標（ｘT ，ｙT ）を（５）〜
（７）式にあてはめて、前記点Ａ′に対応する物点の３
次元座標、すなわち空間内における車輌の移動位置（Ｘ
T ，ＹT ，ＺT ）を算出し、これをメモリ８内の軌跡デ
ータに追加する。
【００６０】なおこの（５）〜（７）式は、車輌が移動
しても、空間内における車輌の高さデータは変動しない
点に着目してなされるもので、（５）（７）式のαx ，
αyは、それぞれ、入力画像上のｘ，ｙの各軸方向にお
ける１画素分の長さを示す。また各式中のＹ0 は、該当
車輌の画像が検出エリアに入った時点、すなわちこの車
輌の３次元計測が認識可能となった時点で得られた車輌
初期位置のＹ座標値である。この方法によれば、前記点
Ａ′について、他方のカメラ１ｂからの入力画像ＩL 上
での対応点を抽出することなく、３次元計測処理を実施
することができるので、制御装置２の処理負担が削減さ
れる。したがって処理速度の遅い安価なシステム構成で
あっても、車輌速度の計測処理を高速化することが可能
となる。
しても、空間内における車輌の高さデータは変動しない
点に着目してなされるもので、（５）（７）式のαx ，
αyは、それぞれ、入力画像上のｘ，ｙの各軸方向にお
ける１画素分の長さを示す。また各式中のＹ0 は、該当
車輌の画像が検出エリアに入った時点、すなわちこの車
輌の３次元計測が認識可能となった時点で得られた車輌
初期位置のＹ座標値である。この方法によれば、前記点
Ａ′について、他方のカメラ１ｂからの入力画像ＩL 上
での対応点を抽出することなく、３次元計測処理を実施
することができるので、制御装置２の処理負担が削減さ
れる。したがって処理速度の遅い安価なシステム構成で
あっても、車輌速度の計測処理を高速化することが可能
となる。
【００６１】
【数５】
【００６２】
【数６】
【００６３】
【数７】
【００６４】以下同様にして、画像入力の都度、カメラ
１ａからの入力画像を用いて、車輌の新たな移動位置が
認識されるもので、速度計測部１５は、各車輌毎に、１
段階前の車輌位置（ＸT-1 ，ＹT-1 ，ＺT-1 ）と今回求
められた車輌位置（ＸT ，ＹT ，ＺT ）とを、つぎの
（８）式にあてはめて、車輌の速度Ｓを算出する。
１ａからの入力画像を用いて、車輌の新たな移動位置が
認識されるもので、速度計測部１５は、各車輌毎に、１
段階前の車輌位置（ＸT-1 ，ＹT-1 ，ＺT-1 ）と今回求
められた車輌位置（ＸT ，ＹT ，ＺT ）とを、つぎの
（８）式にあてはめて、車輌の速度Ｓを算出する。
【００６５】
【数８】
【００６６】このように、入力画像上の車輌位置を時間
軸上で正しく対応づけすることにより、対応づけられた
各点の示す３次元座標をもって実際の空間における車輌
の動きを正しくとらえることができるので、各車輌の速
度を精度良く算出することができる。
軸上で正しく対応づけすることにより、対応づけられた
各点の示す３次元座標をもって実際の空間における車輌
の動きを正しくとらえることができるので、各車輌の速
度を精度良く算出することができる。
【００６７】なおここでは説明を簡単にするために、車
輌位置として、車輌の先頭位置を示す１特徴点を抽出
し、この先頭位置の変化により速度を算出しているが、
認識精度を向上させるには、車輌のフロント部など所定
の特徴形状を表す複数個の特徴点を認識対象とした方が
良い。この場合、一方のカメラ１ａからの毎時の入力画
像を用いて認識対象の各特徴点の位置を時間軸上で追跡
し、その移動位置を３次元座標に変換して各特徴点毎の
速度を算出した後、算出された各速度の平均値などをも
って車輌の移動速度とすることになる。
輌位置として、車輌の先頭位置を示す１特徴点を抽出
し、この先頭位置の変化により速度を算出しているが、
認識精度を向上させるには、車輌のフロント部など所定
の特徴形状を表す複数個の特徴点を認識対象とした方が
良い。この場合、一方のカメラ１ａからの毎時の入力画
像を用いて認識対象の各特徴点の位置を時間軸上で追跡
し、その移動位置を３次元座標に変換して各特徴点毎の
速度を算出した後、算出された各速度の平均値などをも
って車輌の移動速度とすることになる。
【００６８】また上記の方法では、まず３次元計測が可
能な領域内に入った直後の車輌を認識して、その車輌の
空間内の車輌位置を特定した後、順次同一車輌の移動位
置を追跡するようにしているが、これに代えて、空間内
を同じ速度で移動する物点を同一車輌として認識し、そ
の共通の速度をもって車輌の移動速度とすることも可能
である。
能な領域内に入った直後の車輌を認識して、その車輌の
空間内の車輌位置を特定した後、順次同一車輌の移動位
置を追跡するようにしているが、これに代えて、空間内
を同じ速度で移動する物点を同一車輌として認識し、そ
の共通の速度をもって車輌の移動速度とすることも可能
である。
【００６９】すなわち画像入力毎に、各入力画像ＩU ，
ＩL 上のすべての特徴点について、前記した画像間の対
応づけ処理を行った後、対応する特徴点の組毎に３次元
座標値を求めておく。ついで一方の入力画像ＩU 上で、
１フレーム前の入力画像上の各特徴点と今回の入力画像
上の特徴点とを対応づけし、これら時間軸上で対応する
特徴点の組毎に、それぞれの３次元座標の算出値を前記
（８）式にあてはめて、空間内を移動する各物点の速度
を算出する。この後、各物点を、それぞれの３次元座標
と移動速度とを用いて、所定距離範囲内にありかつ所定
の誤差範囲内の速度で移動する物点毎にグループ分けす
ることにより、各車輌の物点を切り分けて認識できるの
である。
ＩL 上のすべての特徴点について、前記した画像間の対
応づけ処理を行った後、対応する特徴点の組毎に３次元
座標値を求めておく。ついで一方の入力画像ＩU 上で、
１フレーム前の入力画像上の各特徴点と今回の入力画像
上の特徴点とを対応づけし、これら時間軸上で対応する
特徴点の組毎に、それぞれの３次元座標の算出値を前記
（８）式にあてはめて、空間内を移動する各物点の速度
を算出する。この後、各物点を、それぞれの３次元座標
と移動速度とを用いて、所定距離範囲内にありかつ所定
の誤差範囲内の速度で移動する物点毎にグループ分けす
ることにより、各車輌の物点を切り分けて認識できるの
である。
【００７０】なおこのように画像上の各物点の速度を求
める場合にも、各入力画像上に新たに出現した物点につ
いてのみ、各入力画像間で特徴点を対応づけした後、そ
の結果を前記（２）〜（４）にあてはめて３次元座標を
算出し、その後は、一方の画像上で特徴点の位置を追跡
して、その追跡結果を前記（５）〜（７）式にあてはめ
ることにより３次元座標を算出するようにすれば、速度
計測処理を高速化することができる。
める場合にも、各入力画像上に新たに出現した物点につ
いてのみ、各入力画像間で特徴点を対応づけした後、そ
の結果を前記（２）〜（４）にあてはめて３次元座標を
算出し、その後は、一方の画像上で特徴点の位置を追跡
して、その追跡結果を前記（５）〜（７）式にあてはめ
ることにより３次元座標を算出するようにすれば、速度
計測処理を高速化することができる。
【００７１】また上記の移動速度に代えて、各物点毎
に、その３次元座標の推移から空間内における移動ベク
トルを特定するようにしてもよい。この場合、各物点
は、各移動ベクトルの方向および長さを比較することに
より、所定距離範囲内にあり、かつ空間内を同じ方向に
同じ速度で移動する物点毎に切り分けて認識される。こ
れにより交差点など、車輌の移動方向が複数方向に分岐
する地点でも、各車輌の進行方向と移動速度とを、精度
良く計測することができる。なお前記したように、車輌
上の各物点の高さは、移動に関わらず常に一定であるか
ら、前記移動ベクトルの比較は、Ｘ軸方向とＺ軸方向に
おいてのみ行えばよい。
に、その３次元座標の推移から空間内における移動ベク
トルを特定するようにしてもよい。この場合、各物点
は、各移動ベクトルの方向および長さを比較することに
より、所定距離範囲内にあり、かつ空間内を同じ方向に
同じ速度で移動する物点毎に切り分けて認識される。こ
れにより交差点など、車輌の移動方向が複数方向に分岐
する地点でも、各車輌の進行方向と移動速度とを、精度
良く計測することができる。なお前記したように、車輌
上の各物点の高さは、移動に関わらず常に一定であるか
ら、前記移動ベクトルの比較は、Ｘ軸方向とＺ軸方向に
おいてのみ行えばよい。
【００７２】つぎに、車輌速度計測装置の他の例を説明
する。この速度計測装置は一車輌に取り付けられて、そ
の車輌や前方車輌の速度を算出するためのものである。
する。この速度計測装置は一車輌に取り付けられて、そ
の車輌や前方車輌の速度を算出するためのものである。
【００７３】図１０は、速度計測装置の設置例を示すも
ので、車輌１９の前面位置に、２台のカメラ２０ａ，２
０ｂが収容されたカメラボックス２１が取り付けられる
とともに、車体内部にこれらカメラからの画像を処理し
て速度計測を実施するための制御装置２２が配備され
る。なお図中、２５は、計測結果などを送信するための
アンテナである。
ので、車輌１９の前面位置に、２台のカメラ２０ａ，２
０ｂが収容されたカメラボックス２１が取り付けられる
とともに、車体内部にこれらカメラからの画像を処理し
て速度計測を実施するための制御装置２２が配備され
る。なお図中、２５は、計測結果などを送信するための
アンテナである。
【００７４】各カメラ２０ａ，２０ｂは、前記実施例と
同様、光軸を平行かつ撮像面をカメラボックス２１外の
同一平面上に位置させた状態で、カメラボックス２１内
に固定配備されており、車輌走行中に同一タイミングで
動作して、車輌１９の前方位置の画像データを生成す
る。
同様、光軸を平行かつ撮像面をカメラボックス２１外の
同一平面上に位置させた状態で、カメラボックス２１内
に固定配備されており、車輌走行中に同一タイミングで
動作して、車輌１９の前方位置の画像データを生成す
る。
【００７５】図１１は、いずれか一方のカメラからの入
力画像を示すもので、車輌の前方位置にある静止物体２
４や、前方車輌の画像２３が現れている。制御装置２２
は、このような画像上で、静止物体２４や車輌２３を表
す特徴点を抽出し、これら特徴点の座標により前記した
実施例と同様の３次元計測処理や速度計測処理を実施し
て、空間内の各物点毎に自車輌から見た移動速度を算出
する。
力画像を示すもので、車輌の前方位置にある静止物体２
４や、前方車輌の画像２３が現れている。制御装置２２
は、このような画像上で、静止物体２４や車輌２３を表
す特徴点を抽出し、これら特徴点の座標により前記した
実施例と同様の３次元計測処理や速度計測処理を実施し
て、空間内の各物点毎に自車輌から見た移動速度を算出
する。
【００７６】上記のように、道路上を走行する車輌から
前方位置を撮像して、その画像上のエッジを抽出する
と、図１２に示すように、前記静止物体２４や道路の境
界ラインなど、空間内の位置が不動の物点にかかる特徴
点が、多数、抽出される。また前記車輌よりこれら静止
物体の特徴点を観測して得られた移動速度は、自車輌の
移動速度に相当するものと考えられる。
前方位置を撮像して、その画像上のエッジを抽出する
と、図１２に示すように、前記静止物体２４や道路の境
界ラインなど、空間内の位置が不動の物点にかかる特徴
点が、多数、抽出される。また前記車輌よりこれら静止
物体の特徴点を観測して得られた移動速度は、自車輌の
移動速度に相当するものと考えられる。
【００７７】制御装置２２は、上記原理に基づき、前記
抽出された各物点をその速度に応じてクラスタリング
し、最も構成点の多いクラスタの速度を、静止物体の移
動速度、すなわち自車輌の速度として認識する。またそ
の他のクラスタに分類された特徴点は、空間内の位置デ
ータに基づいてさらにグループ化され、各グループ毎の
速度により、自車輌の前方にある車輌の各速度が切り分
けて認識される。なおこの前方車輌の速度は、自車輌に
対する相対速度として算出されるものであって、実際の
速度が自車輌より遅い場合は負の値をとり、自車輌より
速い速度の場合は正の値をとる。
抽出された各物点をその速度に応じてクラスタリング
し、最も構成点の多いクラスタの速度を、静止物体の移
動速度、すなわち自車輌の速度として認識する。またそ
の他のクラスタに分類された特徴点は、空間内の位置デ
ータに基づいてさらにグループ化され、各グループ毎の
速度により、自車輌の前方にある車輌の各速度が切り分
けて認識される。なおこの前方車輌の速度は、自車輌に
対する相対速度として算出されるものであって、実際の
速度が自車輌より遅い場合は負の値をとり、自車輌より
速い速度の場合は正の値をとる。
【００７８】このような方法により、前方車輌の速度を
精度良く計測することが可能となるので、車間距離や衝
突の危険度の認識を正確に行うことができ、高速道路に
おける車輌の走行速度の自動制御などに有効な速度計測
装置を提供することができる。
精度良く計測することが可能となるので、車間距離や衝
突の危険度の認識を正確に行うことができ、高速道路に
おける車輌の走行速度の自動制御などに有効な速度計測
装置を提供することができる。
【００７９】なお上記の各実施例は、いずれも車輌を計
測対象としたが、この発明は、これに限らず、セキュリ
ティシステムにおける人間の移動速度や、工場の製造ラ
インや物流システムにおける物体の移動速度を計測する
際にも、適用することができる。
測対象としたが、この発明は、これに限らず、セキュリ
ティシステムにおける人間の移動速度や、工場の製造ラ
インや物流システムにおける物体の移動速度を計測する
際にも、適用することができる。
【００８０】
【発明の効果】請求項１，７の発明では、移動体の通過
経路を複数の撮像手段により撮像して、同じタイミング
で得られた各画像により移動体の各物点の３次元座標を
算出するとともに、同一の撮像手段により所定の時間間
隔をおいて得られた画像間で、同じ物点を表す特徴点を
対応づけし、さらにこれら時間軸上で対応する特徴点の
各３次元座標の算出結果を用いて移動体の速度を算出す
るので、計測対象の移動体の位置の変化を正しく追跡し
て、その速度を正確に計測することができる。
経路を複数の撮像手段により撮像して、同じタイミング
で得られた各画像により移動体の各物点の３次元座標を
算出するとともに、同一の撮像手段により所定の時間間
隔をおいて得られた画像間で、同じ物点を表す特徴点を
対応づけし、さらにこれら時間軸上で対応する特徴点の
各３次元座標の算出結果を用いて移動体の速度を算出す
るので、計測対象の移動体の位置の変化を正しく追跡し
て、その速度を正確に計測することができる。
【００８１】請求項２および８の発明では、移動体の一
部分を表す複数個の特徴点について、それぞれ前記した
時間軸上の対応づけを行うので、移動体の特徴部分を構
成する各物点の位置の変化を追跡することにより、速度
計測の精度をさらに向上することができる。
部分を表す複数個の特徴点について、それぞれ前記した
時間軸上の対応づけを行うので、移動体の特徴部分を構
成する各物点の位置の変化を追跡することにより、速度
計測の精度をさらに向上することができる。
【００８２】請求項３および９の発明では、各撮像手段
から画像を取り込む都度、これら撮像手段の視野の重な
り領域に新たに入った移動体について、その初期位置を
示す３次元座標を算出した後、所定時間経過後に取り込
まれた画像上で前記物点の移動位置を表す特徴点を抽出
して、その特徴点の示す３次元座標と前記初期位置の３
次元座標とを用いて、移動体の速度を算出するので、特
定の計測対象の位置の変化を正確に追跡して、その速度
を精度良く算出することができる。しかも移動後の３次
元座標は、入力画像上の特徴点の２次元座標と初期位置
の３次元座標の高さデータとを用いて算出することが可
能であるので、３次元座標の算出処理を高速化でき、装
置コストを削減することができる。
から画像を取り込む都度、これら撮像手段の視野の重な
り領域に新たに入った移動体について、その初期位置を
示す３次元座標を算出した後、所定時間経過後に取り込
まれた画像上で前記物点の移動位置を表す特徴点を抽出
して、その特徴点の示す３次元座標と前記初期位置の３
次元座標とを用いて、移動体の速度を算出するので、特
定の計測対象の位置の変化を正確に追跡して、その速度
を精度良く算出することができる。しかも移動後の３次
元座標は、入力画像上の特徴点の２次元座標と初期位置
の３次元座標の高さデータとを用いて算出することが可
能であるので、３次元座標の算出処理を高速化でき、装
置コストを削減することができる。
【００８３】請求項４および１０の発明では、各画像上
に共通に表れる特徴点を抽出して、これら特徴点の表す
物点の移動速度が算出した後、これら物点を、所定の空
間領域内を同じ速度で移動する物点毎にグループ分けす
ることにより、通過経路上の移動体の速度が特定するの
で、通過経路上に複数の移動体が存在しても、各移動体
を精度良く切り分けて、その移動速度を正確に計測する
ことができる。
に共通に表れる特徴点を抽出して、これら特徴点の表す
物点の移動速度が算出した後、これら物点を、所定の空
間領域内を同じ速度で移動する物点毎にグループ分けす
ることにより、通過経路上の移動体の速度が特定するの
で、通過経路上に複数の移動体が存在しても、各移動体
を精度良く切り分けて、その移動速度を正確に計測する
ことができる。
【００８４】請求項５および１１の発明では、各物点に
対し、前記移動速度に代えて空間内における移動ベクト
ルを特定した後、各物点を、所定の空間領域内を同じ方
向に同じ速度で移動する物点毎にグループ分けし、各移
動体の移動速度を特定するようにしたから、通過経路が
複数方向に分岐するような地点においても、各移動体を
精度良く切り分けて、それぞれの移動速度を認識するこ
とが可能となる。
対し、前記移動速度に代えて空間内における移動ベクト
ルを特定した後、各物点を、所定の空間領域内を同じ方
向に同じ速度で移動する物点毎にグループ分けし、各移
動体の移動速度を特定するようにしたから、通過経路が
複数方向に分岐するような地点においても、各移動体を
精度良く切り分けて、それぞれの移動速度を認識するこ
とが可能となる。
【００８５】請求項６および１２の発明では、移動体側
に配備された撮像手段により移動体の外側の所定方向を
撮像し、その撮像方向に位置する所定の物体を構成する
特徴点について、所定の時間をおいて撮像された画像間
で対応づけられた特徴点の各３次元座標を用いて移動体
の速度を算出するので、移動体から見た物体の位置の変
化を正確に追跡して、速度を精度良く計測することがで
きる。
に配備された撮像手段により移動体の外側の所定方向を
撮像し、その撮像方向に位置する所定の物体を構成する
特徴点について、所定の時間をおいて撮像された画像間
で対応づけられた特徴点の各３次元座標を用いて移動体
の速度を算出するので、移動体から見た物体の位置の変
化を正確に追跡して、速度を精度良く計測することがで
きる。
【図１】この発明の一実施例にかかる車輌速度計測装置
の設置例を示す斜視図である。
の設置例を示す斜視図である。
【図２】図１の車輌速度計測装置の構成を示すブロック
図である。
図である。
【図３】入力画像の一例を示す説明図である。
【図４】図３の各入力画像より生成されたエッジ画像を
示す説明図である。
示す説明図である。
【図５】検出エリアの設定例を示す説明図である。
【図６】各画像間における特徴点の対応づけ処理の具体
例を示す説明図である。
例を示す説明図である。
【図７】三角測量の原理を示す説明図である。
【図８】３次元計測処理にかかる各座標系の位置関係を
示す説明図である。
示す説明図である。
【図９】入力画像上で車輌の移動位置を抽出する方法を
示す説明図である。
示す説明図である。
【図１０】第２の車輌速度計測装置の設置状態を示す斜
視図である。
視図である。
【図１１】図１０の車輌速度計測装置における入力画像
の例を示す説明図である。
の例を示す説明図である。
【図１２】図１１の入力画像から生成されたエッジ画像
を示す説明図である。
を示す説明図である。
１ａ，１ｂ，２０ａ，２０ｂ カメラ ２，２２ 制御装置 １０ エッジ抽出部 １１ 対応づけ処理部 １２ ３次元計測部 １３ 車輌認識部 １４ 追跡処理部 １５ 速度算出部
Claims (12)
- 【請求項１】 複数の撮像手段を移動体の通過経路に向
けて配備し、各撮像手段からの画像データを取り込ん
で、前記通過経路上の移動体の速度を計測する方法であ
って、 各撮像手段より同じタイミングで取り込まれた各画像間
で、移動体の同じ物点を表す特徴点を対応づけて、前記
物点の３次元座標を算出するとともに、 少なくともいずれか１個の撮像手段について、所定の時
間間隔をおいて取り込まれた画像間で前記移動体の同じ
物点を表す特徴点を対応づけし、これら時間軸上で対応
する特徴点の示す各３次元座標を用いて前記移動体の速
度を計測することを特徴とする移動体の速度認識方法。 - 【請求項２】 前記時間軸上で対応づけられる特徴点
は、移動体の一部分を表す複数個の特徴点である請求項
１に記載された移動体の速度計測方法。 - 【請求項３】 複数の撮像手段を移動体の通過経路に向
けて配備し、各撮像手段からの画像データを取り込ん
で、前記通過経路上の移動体の速度を計測する方法であ
って、 各撮像手段より同じタイミングで取り込まれた各画像間
で、各撮像手段の視野の重なり領域に初めて入った移動
体の同じ物点を表す特徴点を対応づけて、前記移動体の
初期位置を示す３次元座標を算出しておき、 少なくともいずれか１個の撮像手段について、所定の時
間後に得られた画像上で前記移動体の移動位置を示す特
徴点を抽出した後、この移動位置に対応する３次元座標
と前記初期位置の３次元座標とを用いて前記移動体の速
度を計測することを特徴とする移動体の速度認識方法。 - 【請求項４】 複数の撮像手段を移動体の通過経路に向
けて配備し、各撮像手段からの画像データを取り込ん
で、前記通過経路上の移動体の速度を計測する方法であ
って、 各撮像手段より同じタイミングで取り込まれた各画像間
で同じ物点を表す特徴点同士を対応づけて、各物点の３
次元座標を算出するとともに、 少なくともいずれか１個の撮像手段について、所定の時
間間隔をおいて取り込まれた画像間で同じ物点を表す特
徴点を対応づけした後、これら時間軸上で対応する特徴
点の各３次元座標を用いて各物点の移動速度を計測し、 各物点を、それぞれの３次元座標と移動速度とを用い
て、所定の空間領域内を同じ速度で移動する物点毎にグ
ループ分けして、前記通過経路上の各移動体の速度を計
測することを特徴とする移動体の速度認識方法。 - 【請求項５】 複数の撮像手段を移動体の通過経路に向
けて配備し、各撮像手段からの画像データを取り込ん
で、前記通過経路上の移動体の速度を計測する方法であ
って、 各撮像手段より同じタイミングで取り込まれた各画像間
で同じ物点を表す特徴点同士を対応づけて、各物点の３
次元座標を算出するとともに、 少なくともいずれか１個の撮像手段について、所定の時
間間隔をおいて取り込まれた画像間で同じ物点を表す特
徴点を対応づけした後、これら時間軸上で対応する特徴
点の各３次元座標を用いて各物点の空間内における移動
ベクトルを特定し、 各物点を、それぞれの３次元座標と特定された移動ベク
トルとを用いて、所定の空間領域内を同じ速度で同じ方
向に移動する物点毎にグループ分けして、前記通過経路
上の各移動体の速度を計測することを特徴とする移動体
の速度認識方法。 - 【請求項６】 所定の通過経路を通過する移動体上に、
複数の撮像手段を、それぞれその移動体より外側の所定
方向に向けて配備し、各撮像手段からの画像データを取
り込んで、前記移動体の速度を計測する方法であって、 各撮像手段より同じタイミングで取り込まれた各画像間
で、撮像方向に位置する所定の物体について、その物体
の同じ物点を表す特徴点を対応づけて、前記物点の３次
元座標を算出するとともに、 少なくともいずれか１個の撮像手段について、所定の時
間間隔をおいて取り込まれた画像間で同じ物点を表す特
徴点を対応づけし、これら時間軸上で対応する特徴点の
各３次元座標の算出値を用いて前記移動体の速度を計測
することを特徴とする移動体の速度認識方法。 - 【請求項７】 移動体の通過経路に向けて配備された複
数の撮像手段と、 各撮像手段からの画像を入力するための画像入力手段
と、 前記画像入力手段より画像が入力される都度、各入力画
像上の移動体を表す特徴点を抽出する特徴点抽出手段
と、 同じタイミングで入力された各画像間で、前記特徴点抽
出手段により抽出された各特徴点の中から移動体の同じ
物点を表す特徴点を対応づけする対応づけ手段と、 対応づけられた各特徴点の２次元座標を用いて、これら
特徴点の表す物点の３次元座標を算出する３次元座標算
出手段と、 少なくともいずれか１つの撮像手段について、所定の時
間間隔をおいて取り込まれた画像間で同じ物点を表す特
徴点を対応づけする第２の対応づけ手段と、 第２の対応づけ手段により時間軸上で対応づけられた特
徴点の各３次元座標の算出値を用いて、前記移動体の速
度を算出する速度算出手段とを具備して成る速度計測装
置。 - 【請求項８】 前記第２の対応づけ手段は、各画像上の
移動体の一部分を表す複数個の特徴点を処理対象とする
請求項７に記載された速度計測装置。 - 【請求項９】 移動体の通過経路に向けて配備された複
数の撮像手段と、 各撮像手段からの画像を入力するための画像入力手段
と、 前記画像入力手段より画像が入力される都度、各入力画
像上で、撮像手段の視野の重なり領域に新たに入った移
動体を表す特徴点を抽出する特徴点抽出手段と、 同じタイミングで入力された各画像間で、前記特徴点抽
出手段により抽出された各特徴点の中から移動体の同じ
物点を表す特徴点を対応づけする対応づけ手段と、 対応づけられた各特徴点の２次元座標を用いた３次元計
測処理により、前記移動体の初期位置を示す３次元座標
を特定する初期位置特定手段と、 少なくともいずれか１つの撮像手段について、所定の時
間後に取り込まれた画像上で前記移動体の移動位置を表
す特徴点を抽出した後、その特徴点の示す３次元座標を
算出する移動位置抽出手段と、 前記移動体の移動位置を示す３次元座標と前記初期位置
の３次元座標とを用いて前記移動体の速度を算出する速
度算出手段とを具備して成る速度計測装置。 - 【請求項１０】 移動体の通過経路に向けて配備された
複数の撮像手段と、 各撮像手段からの画像を入力するための画像入力手段
と、 前記画像入力手段より画像が入力される都度、各入力画
像上の特徴点を抽出する特徴点抽出手段と、 同じタイミングで入力された各画像間で、前記特徴点抽
出手段により抽出された各特徴点の中から同じ物点を表
す特徴点を対応づけする対応づけ手段と、 対応づけられた各特徴点の２次元座標を用いて、これら
特徴点の表す物点の３次元座標を算出する３次元座標算
出手段と、 少なくともいずれか１つの撮像手段について、所定の時
間間隔をおいて取り込まれた画像間で同じ物点を表す特
徴点を対応づけする第２の対応づけ手段と、 第２の対応づけ手段により時間軸上で対応づけられた特
徴点の各３次元座標の算出値を用いて、各物点の移動速
度を算出する速度算出手段と、 各物点を、それぞれの３次元座標と前記移動速度の算出
値とを用いて、所定の空間領域内を同じ速度で移動する
物点毎にグループ分けして、前記通過経路上の各移動体
の速度を特定する速度特定手段とを具備して成る速度計
測装置。 - 【請求項１１】 移動体の通過経路に向けて配備された
複数の撮像手段と、 各撮像手段からの画像を入力するための画像入力手段
と、 前記画像入力手段より画像が入力される都度、各入力画
像上の特徴点を抽出する特徴点抽出手段と、 同じタイミングで入力された各画像間で、前記特徴点抽
出手段により抽出された各特徴点の中から同じ物点を表
す特徴点を対応づけする対応づけ手段と、 対応づけられた各特徴点の２次元座標を用いて、これら
特徴点の表す物点の３次元座標を算出する３次元座標算
出手段と、 少なくともいずれか１つの撮像手段について、所定の時
間間隔をおいて取り込まれた画像間で同じ物点を表す特
徴点を対応づけする第２の対応づけ手段と、 第２の対応づけ手段により時間軸上で対応づけられた特
徴点の各３次元座標の算出値を用いて、各物点の空間内
における移動ベクトルを特定する移動ベクトル特定手段
と、 各物点を、それぞれの３次元座標と特定された移動ベク
トルとを用いて、所定の空間領域内を同じ速度で同じ方
向に移動する物点毎にグループ分けして、前記通過経路
上の各移動体の速度を特定する速度特定手段とを具備し
て成る速度計測装置。 - 【請求項１２】 所定の通過経路上を移動する移動体
に、それぞれこの移動体より外側の所定方向に向けて取
り付けられる複数個の撮像手段と、 各撮像手段からの画像を入力するための画像入力手段
と、 前記画像入力手段より画像が入力される都度、各入力画
像上で、撮像方向に位置する所定の物体を表す特徴点を
抽出する特徴点抽出手段と、 同じタイミングで入力された各画像間で、前記特徴点抽
出手段により抽出された各特徴点の中から前記物体の同
じ物点を表す特徴点を対応づけする対応づけ手段と、 対応づけられた各特徴点の２次元座標を用いて、これら
特徴点の表す物点の３次元座標を算出する３次元座標算
出手段と、 少なくともいずれか１つの撮像手段について、所定の時
間間隔をおいて取り込まれた画像間で同じ物点を表す特
徴点を対応づけする第２の対応づけ手段と、 第２の対応づけ手段により時間軸上で対応づけられた特
徴点の各３次元座標の算出値を用いて、前記移動体の速
度を算出する速度算出手段とを具備して成る速度計測装
置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP03060798A JP3629935B2 (ja) | 1998-01-27 | 1998-01-27 | 移動体の速度計測方法およびその方法を用いた速度計測装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP03060798A JP3629935B2 (ja) | 1998-01-27 | 1998-01-27 | 移動体の速度計測方法およびその方法を用いた速度計測装置 |
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| JPH11211738A true JPH11211738A (ja) | 1999-08-06 |
| JP3629935B2 JP3629935B2 (ja) | 2005-03-16 |
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ID=12308573
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|---|---|---|---|
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- 1998-01-27 JP JP03060798A patent/JP3629935B2/ja not_active Expired - Lifetime
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| JP3629935B2 (ja) | 2005-03-16 |
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