JP2672863B2 - Vehicle detection method - Google Patents
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Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、夜間あるいは暗所において道路や駐車場な
どの所定の監視対象領域に存在する車両を検知するため
の車両検知方法に関する。The present invention relates to a vehicle detection method for detecting a vehicle existing in a predetermined monitoring target area such as a road or a parking lot at night or in a dark place.
夜間走行車両の検知方法として、テレビカメラで撮影
した画像から車両のヘッドライトやテールランプなどの
車両光源を抽出し、車両の検知を行う手法が提案されて
いる。例えば、特開昭63−184898号には、テレビカメラ
などによって夜間走行中の車両を多値画像として捉え、
各画素の明暗濃度を垂直方向に投影加算し、この加算結
果の最大値に基づいて定めたしきい値により垂直加算画
像を2値化し、この2値化画像に対して所定の車両判定
条件を適用することにより車両を検知するようにした装
置が提案されている。As a method of detecting a night-time traveling vehicle, a method of detecting a vehicle by extracting a vehicle light source such as a headlight or a tail lamp of the vehicle from an image captured by a television camera has been proposed. For example, in JP-A-63-184898, a vehicle running at night is captured as a multi-valued image by a television camera or the like,
The light and dark densities of each pixel are projected and added in the vertical direction, and the vertically added image is binarized by a threshold value determined based on the maximum value of this addition result, and a predetermined vehicle determination condition is set for this binarized image. There has been proposed a device adapted to detect a vehicle.
しかしながら、上記従来装置の車両検知方法は、例え
ば第10図(a)に示すように2台の車両が前後して走行
しているような場合、後方の車両のヘッドライトが前方
の車両のテール部分に照射(第10図(a)のハッチング
で示す部分)されたりすると、垂直方向の濃度加算結果
は第10図(b)に示すようになり、ヘッドライトによる
照射輝度がテールランプの輝度に比べて高いことから、
ヘッドライトの照射部分を加算濃度の最大値として検知
してしまう。したがって、この最大値を基準としてしき
い値が設定されるため、これを用いてしきい値処理を行
った場合、第10図(c)に示すように後続車両のヘッド
ライトの照射部分を抽出してしまい、本来のテールラン
プ部分の情報を抽出できず、判定を誤る場合がある。However, the vehicle detection method of the above-mentioned conventional device is such that, for example, when two vehicles are traveling back and forth as shown in FIG. 10 (a), the headlight of the vehicle behind is tail light of the vehicle ahead. When the area is illuminated (hatched area in Fig. 10 (a)), the vertical density addition result is as shown in Fig. 10 (b), and the illumination intensity of the headlight is higher than that of the tail lamp. Because it is expensive
The irradiated part of the headlight is detected as the maximum value of the added density. Therefore, the threshold value is set with this maximum value as a reference. Therefore, when the threshold value processing is performed using this value, the irradiation portion of the headlight of the following vehicle is extracted as shown in FIG. 10 (c). However, the original information of the tail lamp portion cannot be extracted, and the determination may be erroneous.
また、雨天時の場合、第11図(a)に示すように路面
に水たまりなどが存在すると、この水たまりからのテー
ルランプや夜間照明灯などの反射光も画像として捉える
ことになる。したがって、垂直方向の濃度加算結果は第
11図(b)に示すようになり、このような場合にも第11
図(c)に示すようにテールランプ部分の情報を抽出で
きなくなる。Further, in the case of rain, if a puddle or the like exists on the road surface as shown in FIG. 11 (a), reflected light from the puddle such as a tail lamp or a night illumination lamp will be captured as an image. Therefore, the vertical density addition result is
As shown in Fig. 11 (b), the 11th
As shown in FIG. 7C, the information on the tail lamp portion cannot be extracted.
上記したように従来の方法では、ヘッドライトやテー
ルランプなどと同程度あるいはこれよりも高輝度の反射
光が存在すると、誤検知の原因となり、ヘッドライトや
テールランプなどの車両光源を必ずしも安定に検知する
ことができないという問題があった。As described above, in the conventional method, the presence of reflected light of the same level as or higher than that of headlights and tail lamps causes erroneous detection, and always detects vehicle light sources such as headlights and tail lamps in a stable manner. There was a problem that I could not.
本発明は、このような事情に基づきなされたもので、
反射光を生ずる車両の車体表面や水たまりのある路面な
どのいわゆる不要反射領域を画像中から除去し、夜間あ
るいは暗所における車両の特徴であるヘッドライトやテ
ールランプなどの車両光源のみを安定に抽出することの
できる車両検知方法を提供することを目的とする。The present invention has been made under such circumstances,
So-called unnecessary reflection areas such as the vehicle body surface of the vehicle and the road surface with puddle that generate reflected light are removed from the image, and only the vehicle light sources such as headlights and tail lamps that are characteristic of the vehicle at night or in the dark are stably extracted. An object of the present invention is to provide a vehicle detection method capable of performing the above.
本発明の第1の車両検知方法は、撮影範囲からの入射
光の内、路面に垂直な入射面に対して平行に振動する偏
光が通過するように設定した偏光素子をテレビカメラの
前面に取り付け、監視対象領域を撮像する。そして、こ
の得られた水平偏光画像の濃度値に対して所定のしきい
値処理を施すことによりヘッドライトやテールランプな
どの車両光源以外の不要照射領域の除去を行うようにし
た。According to a first vehicle detection method of the present invention, a polarizing element set so that polarized light that oscillates in parallel with an incident surface perpendicular to a road surface among incident light from a shooting range is attached to the front surface of a television camera. , The monitoring target area is imaged. Then, by performing predetermined threshold value processing on the obtained density value of the horizontally polarized image, unnecessary irradiation areas other than vehicle light sources such as headlights and tail lamps are removed.
また、本発明の第2の車両検知方法は、上記不要照射
領域の除去をさらに確実に行うために、撮影範囲からの
入射光の内、路面に垂直な入射面に平行に振動する偏光
および垂直に振動する偏光が通過するように可変できる
偏光素子をテレビカメラの前面に取り付け、この偏光素
子の偏光面を水平方向と垂直方向に交互に切り換え、こ
の偏光面の切り換えに同期して監視対象領域を撮影す
る。このようにして得られた水平偏光画像と垂直偏光画
像の対応する各画素の濃度比を算出し、この算出した濃
度比からなる画像に対して所定のしきい値処理を施すこ
とにより、ヘッドライトやテールランプなどの車両光源
以外の不要照射領域の除去をより安定に行うようにし
た。In addition, the second vehicle detection method according to the present invention, in order to more reliably remove the unnecessary irradiation area, polarized light and vertical light that oscillate parallel to an incident surface perpendicular to the road surface among incident light from the shooting range. A polarizing element that can be changed so that the oscillating polarized light can pass through is attached to the front of the TV camera, and the polarization plane of this polarizing element is alternately switched between the horizontal direction and the vertical direction, and the monitored area is synchronized with the switching of this polarization plane. To shoot. By calculating the density ratio of the corresponding pixels of the horizontally polarized image and the vertically polarized image obtained in this way and applying a predetermined threshold value processing to the image having the calculated density ratio, the headlight The unnecessary irradiation area other than the vehicle light source, such as a tail lamp and a tail lamp, is removed more stably.
本発明の車両検知方法の原理を説明する前に、本発明
における不要照射領域の除去処理の基礎となる光の屈折
と反射および偏光について述べる。Before explaining the principle of the vehicle detection method of the present invention, the refraction, reflection, and polarization of light, which is the basis of the unnecessary irradiation area removal processing in the present invention, will be described.
なお、一般に自然光の振動面はランダムであるが、以
下においては理解を容易とするため、第3図に示すよう
な入射面に対して垂直に振動する垂直偏光(S偏光)
と、入射面に対して平行に振動する水平偏光(P偏光)
の2つの光のみを採り上げる。Generally, the vibration plane of natural light is random, but in order to facilitate understanding in the following, vertical polarization (S polarization) that vibrates perpendicularly to the incident surface as shown in FIG.
And horizontally polarized light (P polarized light) that oscillates parallel to the plane of incidence
Only the two lights of
いま、第4図(a)において、Ii,Ir,Ifを入射光,反
射光,屈折光の光強度、Mi,Mr,Mfを入射光の面積,反射
光の面積,屈折光の面積とすると、入射光Ii,反射Ir,屈
折光Ifの各エネルギーWi,Wr,Wfは次式で表すことができ
る。Now, in FIG. 4 (a), I i , I r , and I f are the light intensities of the incident light, the reflected light, and the refracted light, M i , M r , and M f are the incident light area, the reflected light area, Assuming the area of refracted light, the energies W i , W r , and W f of the incident light I i , the reflected light I r , and the refracted light I f can be expressed by the following equations.
また、光の入射する物質Aのエネルギー反射率Rは次
のように定義される。 Further, the energy reflectance R of the substance A on which light is incident is defined as follows.
ここで、Fresnelの公式から任意の入射角φに対する
水平偏光(P偏光)と垂直偏光(S偏光)のそれぞれの
エネルギー反射率Rp,Rsを求めると、次式のようにな
る。 Here, when the energy reflectances R p and R s of the horizontally polarized light (P-polarized light) and the vertically polarized light (S-polarized light) with respect to an arbitrary incident angle φ are obtained from the Fresnel formula, the following equations are obtained.
なお、φ,γは第4図(b)に示す入射角と屈折角で
ある。 Note that φ and γ are the incident angle and the refraction angle shown in FIG. 4 (b).
この式(3)から、(φ+γ)がπ/2となると、Rpの
分母のtan2(φ+γ)は無限大となり、したがって水平
偏光(P偏光)のエネルギー反射率Rpは0となる。つま
り、(φ+γ)がπ/2のときは、水平偏光成分は全て透
過し、物質Aから反射してくる反射光は垂直偏光(S偏
光)成分のみとなる。これを式で表すと、 となる。Snellの法則から、第4図(b)の屈折率n1,n2
との関係は、 したがって、式(4)の関係を用いると、 となり、この式(6)の関係が成立する場合には、水平
偏光成分は全て物質Aを透過し、物質Aからの反射光は
垂直偏光のみとなる。From this equation (3), when (φ + γ) becomes π / 2, tan 2 (φ + γ) in the denominator of R p becomes infinite, so that the energy reflectance R p of horizontal polarized light (P polarized light) becomes 0. That is, when (φ + γ) is π / 2, all the horizontally polarized components are transmitted, and the reflected light reflected from the substance A is only the vertically polarized (S polarized) component. Expressing this as an equation, Becomes According to Snell's law, the refractive indices n 1 and n 2 in FIG.
The relationship is Therefore, using the relationship of equation (4), When the relation of this expression (6) is established, all the horizontally polarized components pass through the substance A, and the reflected light from the substance A becomes only the vertically polarized light.
以上の内容を、第5図の実際の撮影画像を用いて説明
すると以下のようになる。The above content will be described below with reference to an actual captured image in FIG.
すなわち、式(6)を満足する場合、入射光の水平偏
光成分をすべて水たまりを透過してその下の路面で吸収
され、反射光のエネルギーはそれだけ減衰する。したが
って、水たまりからの反射光の明暗濃度値は、垂直偏光
画像(第5図(b))に比べて水平偏光画像(第5図
(a))の方がそれだけ小さくなり、画像としては不要
照射領域はより暗くなる。この現象は、車体表面におけ
る反射に対しても程度の差はあるが同様に成り立つ。That is, when the expression (6) is satisfied, all the horizontally polarized components of the incident light are transmitted through the puddle and are absorbed by the road surface thereunder, and the energy of the reflected light is attenuated as much. Therefore, the light-dark density value of the reflected light from the puddle becomes smaller in the horizontally polarized image (FIG. 5 (a)) than in the vertically polarized image (FIG. 5 (b)), and it is unnecessary as an image. The area gets darker. This phenomenon also holds true with respect to the reflection on the vehicle body surface, although to a different degree.
すなわち、水平偏光画像においては、直接光たるヘッ
ドライトやテールランプなどの車両光源とそれ以外の不
要照射領域からの反射光との明暗の濃度差がより大きく
なるため、この濃度差の大きくなる水平偏光画像を用い
てしきい値処理すれば、不要照射領域を除去してヘッド
ライトやテールランプなどの車両光源のみからなる画像
を得ることが可能となる。In other words, in a horizontally polarized image, the density difference between the light source and the vehicle light source, which is a direct light, such as a headlight and a tail lamp, and the light reflected from other unnecessary irradiation areas becomes larger, so that the horizontally polarized image becomes larger. If threshold processing is performed using an image, it is possible to remove an unnecessary irradiation area and obtain an image composed of only vehicle light sources such as headlights and tail lamps.
本発明は上記理論に基づいてなされたもので、第1の
車両検知方法は、第1図にその原理を示すように、撮像
手段1で監視対象領域を画像として捉える。撮像手段1
の前面には偏光面を水平方向に設定した偏光素子2を配
置する。画像記憶手段3は撮像手段1の出力する前記水
平偏光画像をディジタル画像データとして記憶し、その
画像データを不要照射領域除去手段4に送る。不要照射
領域除去手段4は送られてきた画像データに対してしき
い値処理を施すことにより不要照射領域を除去し、ヘッ
ドライトやテールランプのみの画像データを求める。そ
して、この得られた画像データを車両検出手段5に送
り、車両判定を行う。The present invention has been made based on the above theory. In the first vehicle detection method, the monitoring target area is captured as an image by the image pickup means 1 as shown in the principle thereof in FIG. Imaging means 1
A polarizing element 2 having a polarization plane set in the horizontal direction is disposed on the front surface of the. The image storage means 3 stores the horizontal polarized image output from the image pickup means 1 as digital image data, and sends the image data to the unnecessary irradiation area removing means 4. The unnecessary irradiation area removing means 4 removes the unnecessary irradiation area by performing threshold processing on the sent image data, and obtains image data of only the headlights and tail lamps. Then, the obtained image data is sent to the vehicle detection means 5 to make a vehicle determination.
さらに、本発明の第2の車両検知方法は、上記不要照
射領域をより安定に除去するために、垂直偏光画像も利
用したものである。Furthermore, the second vehicle detection method of the present invention uses a vertically polarized image in order to more stably remove the unnecessary irradiation region.
すなわち、水平偏光画像と垂直偏光画像を比べると、
ヘッドライトやテールランプなどの車両光源の明暗濃度
値にはほとんど差がない。この理由は、車両光源は直接
光であり、光の振動面はランダムであるために偏光成分
に対する影響がほとんどないためである。That is, comparing the horizontally polarized image and the vertically polarized image,
There is almost no difference between the light and dark density values of vehicle light sources such as headlights and tail lamps. The reason for this is that the vehicle light source is direct light and the vibrating surface of the light is random, so there is almost no effect on the polarization component.
一方、前述したようにヘッドライトやテールランプな
どの車両光源以外の不要照射領域の画像濃度値には水平
偏光画像と垂直偏光画像とで大きな差が生じる。一例と
して水の反射率を第6図に示す。図中、RPは水平偏光に
対する反射率、RSは垂直偏光に対する反射率であって、
この図から明らかなように、水平偏光は垂直偏光に比べ
て反射率が極端に小さい。つまり、水平偏光画像は垂直
偏光画像に比べて不要照射領域の明暗濃度値が極端に小
さくなる。そこで、これら垂直・水平偏光の2つの画像
間の濃度比を算出すると、直接光たるヘッドライトやテ
ールランプなどの車両光源部分の濃度比はあまり変わら
ないが、不要照射領域の濃度比は大きな値となる。した
がって、この濃度比の画像において車両光源と不要照射
領域の境界にしきい値を設定することにより、不要照射
領域を画面上からより確実に除去することが可能とな
る。On the other hand, as described above, a large difference occurs in the image density value of the unnecessary irradiation area other than the vehicle light source such as the headlight and the tail lamp between the horizontally polarized image and the vertically polarized image. As an example, the reflectance of water is shown in FIG. In the figure, R P is the reflectance for horizontally polarized light, R S is the reflectance for vertically polarized light,
As is apparent from this figure, the reflectance of the horizontally polarized light is extremely smaller than that of the vertically polarized light. That is, in the horizontally polarized image, the light and dark density value of the unnecessary irradiation region becomes extremely smaller than that in the vertically polarized image. Therefore, when calculating the density ratio between these two vertically and horizontally polarized images, the density ratio of the vehicle light source parts such as headlights and tail lamps that emit direct light does not change much, but the density ratio of the unnecessary irradiation area is a large value. Become. Therefore, by setting a threshold on the boundary between the vehicle light source and the unnecessary irradiation area in the image of this density ratio, the unnecessary irradiation area can be more reliably removed from the screen.
本発明の第2の車両検知方法は、上記論理を利用した
もので、第2図にその原理を示すように、撮像手段11で
監視対象領域を画像として捉える。このとき、撮像手段
11の前面に配置した偏光素子12の偏光角を偏光角制御手
段16により水平方向と垂直方向に交互に切り換える。し
たがって、撮像手段11には水平偏光画像と垂直偏光画像
が交互に入力し、それぞれの画像は撮像手段11において
濃度を与える撮像信号に変換される。The second vehicle detection method of the present invention uses the above logic, and the imaging means 11 captures the monitoring target area as an image, as the principle thereof is shown in FIG. At this time, the imaging means
The polarization angle of the polarization element 12 arranged in front of 11 is switched alternately by the polarization angle control means 16 between the horizontal direction and the vertical direction. Therefore, the horizontally polarized image and the vertically polarized image are alternately input to the image pickup means 11, and each image is converted into an image pickup signal giving a density in the image pickup means 11.
画像記憶手段13は撮像手段11の出力する前記水平偏光
画像と垂直偏光画像をそれぞれディジタル画像データと
して記憶し、この画像データを不要照射領域除去手段14
に送る。不要照射領域除去手段14は水平偏光画像と垂直
偏光画像の濃度データを用いて対応する画素毎の濃度比
を算出し、この濃度比からなる画像に対して所定のしき
い値処理を施すことにより不要照射領域を除去し、ヘッ
ドライトやテールランプなどの車両光源のみからなる画
像データを求める。そして、この画像データを車両検出
手段15に送り、車両判定を行うものである。The image storage means 13 stores the horizontally polarized image and the vertically polarized image output from the image pickup means 11 as digital image data, respectively, and the image data is stored in the unnecessary irradiation area removing means 14
Send to The unnecessary irradiation area removing means 14 calculates the density ratio of each corresponding pixel using the density data of the horizontally polarized image and the vertically polarized image, and performs a predetermined threshold value process on the image having this density ratio. Unnecessary irradiation areas are removed and image data consisting only of vehicle light sources such as headlights and tail lamps are obtained. Then, this image data is sent to the vehicle detection means 15 to determine the vehicle.
〔実施例1〕 以下、図面を参照して本発明の第1の実施例につき説
明する。[Embodiment 1] Hereinafter, a first embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
第7図は本発明の第1の車両検出方法を適用して構成
した車両検知装置の一例を示し、図中、21は撮像手段と
してのITVカメラ等のテレビカメラ、22はテレビカメラ2
1の前面に配置した直線偏光子、23はローパスフィル
タ、24はAD変換器、25は入力画像の1画面以上の画像デ
ータを格納可能な画像メモリ、26は画像メモリ25から転
送された画像データを格納する出力メモリ、27は車両判
定処理を行うマイクロプロセッサである。FIG. 7 shows an example of a vehicle detection device configured by applying the first vehicle detection method of the present invention. In the figure, 21 is a TV camera such as an ITV camera as an image pickup means, and 22 is a TV camera 2
Linear polarizer placed in front of 1, 23 is a low-pass filter, 24 is an AD converter, 25 is an image memory that can store image data of one or more screens of the input image, and 26 is image data transferred from the image memory 25. Is an output memory for storing, and 27 is a microprocessor for performing vehicle determination processing.
次に、上記実施例の動作を説明する。 Next, the operation of the above embodiment will be described.
直接偏光子22の偏光面を水平方向に設定し、テレビカ
メラ21で監視対象領域を撮影する。この撮影した影像信
号はローパスフィルタ23を通じてAD変換器24へ送られ
る。そして、AD変換器24はこの水平偏光画像の影像信号
をサンプリングして多階調のディジタル濃度データaに
変換し、画像メモリ25へ送る。The polarization plane of the polarizer 22 is directly set in the horizontal direction, and the television camera 21 captures an image of the monitoring target area. The captured image signal is sent to the AD converter 24 through the low pass filter 23. Then, the AD converter 24 samples the image signal of this horizontally polarized image, converts it into multi-tone digital density data a, and sends it to the image memory 25.
なお、前記ローパスフィルタ23は高域雑音成分の除去
を目的として挿入されたものである。一般にテレビカメ
ラ等の撮像機器内部の増幅器等から発生する雑音は、高
い周波数成分から低い周波数成分までほぼ均一に存在す
るので、ローパスフィルタ23でこの高い周波数成分を除
去することにより、ランダム雑音成分の減少を図るとと
もに、サンプリング時の折り返し雑音の発生を防止す
る。The low pass filter 23 is inserted for the purpose of removing high frequency noise components. Generally, noise generated from an amplifier inside an image pickup device such as a television camera exists almost uniformly from a high frequency component to a low frequency component. Therefore, by removing the high frequency component with a low pass filter 23, a random noise component In addition to reducing the number, it also prevents the generation of aliasing noise during sampling.
上記のようにして水平偏光画像の1画面分のディジタ
ル濃度データの取り込みが終了すると、画像メモリ25に
格納されたディジタル濃度データはデータバスbを通じ
て出力メモリ26へ送られる。マイクロプロセッサ27はデ
ータ転送終了信号cを受信すると、データバスdを通じ
て出力メモリ26から画像データを読み出し、この画像デ
ータに基づいて設定したしきい値でしきい値処理を施す
ことにより不要照射領域を除去し、ヘッドライトやテー
ルランプなどの光源のみからなる画像データを得る。そ
して、この画像データを基に以下に述べる車両判定を実
行し、車両判定処理が終了すると、マイクロプロセッサ
27はAD変換器24へ処理終了信号eを出力し再び上述した
各処理を繰り返す。When the acquisition of the digital density data for one screen of the horizontally polarized image is completed as described above, the digital density data stored in the image memory 25 is sent to the output memory 26 through the data bus b. When the microprocessor 27 receives the data transfer end signal c, it reads the image data from the output memory 26 through the data bus d, and performs threshold processing with a threshold value set on the basis of the image data to remove the unnecessary irradiation area. Image data consisting of only light sources such as headlights and tail lamps is obtained. Then, the vehicle determination described below is executed based on this image data, and when the vehicle determination processing ends, the microprocessor
27 outputs the processing end signal e to the AD converter 24 and repeats the above-mentioned processing again.
第9図は上記したマイクロプロセッサ27の車両判定処
理のフローチャートである。マイクロプロセッサ27は上
記した不要照射領域の除去処理後、車両判定を行うべき
検知領域を指定し(ステップ〔1〕)、この指定した領
域内に存在する各画素の濃度値の垂直方向の投影加算を
行う(ステップ〔2〕)。FIG. 9 is a flowchart of the vehicle determination process of the microprocessor 27 described above. After removing the unnecessary irradiation area, the microprocessor 27 specifies the detection area in which the vehicle determination is to be performed (step [1]), and the vertical projection addition of the density value of each pixel existing in the specified area. Is performed (step [2]).
そして、この加算結果において、著しく高く輝度の正
の極性が存在すれば「車両有り」と判定し(ステップ
〔3〕〔4〕)、また存在しなければ「車両無し」と判
定し(ステップ〔3〕〔5〕)、車両を検知する。Then, in this addition result, if there is a positive polarity of extremely high brightness, it is determined that "there is a vehicle" (steps [3] and [4]), and if it does not exist, it is determined that "there is no vehicle" (step [ 3] [5]), the vehicle is detected.
上記のようにテレビカメラの前面に直線偏光子を水平
方向に配置することにより、ヘッドライトやテールラン
プなどの車両光源以外の不要照射領域を除去して安定な
車両判定を行うことができる。By arranging the linear polarizer in the horizontal direction on the front surface of the television camera as described above, unnecessary irradiation areas other than the vehicle light source such as headlights and tail lamps can be removed to perform stable vehicle determination.
〔実施例2〕 次いで、本発明の第2の実施例につき説明する。Second Embodiment Next, a second embodiment of the present invention will be described.
第8図は本発明の第2の車両検知方法を適用して構成
した車両検知装置の一例を示し、図中、31は撮像手段と
してのITVカメラ等のテレビカメラ、32はテレビカメラ3
1の前面に配置した直線偏光子、33はローパスフィル
タ、34はAD変換器、35,36は入力画像の1画面以上の画
像データをそれぞれ格納可能な画像メモリ、37,38は対
数演算器、39は差分演算器、40は演算結果を格納する出
力メモリ、41は車両判定処理を行うマイクロプロセッ
サ、42は直線偏光子32の偏光角の可変制御と画像データ
取り込みのためのサンプリング制御を行う制御部、43は
サンプリングタイマである。FIG. 8 shows an example of a vehicle detection device configured by applying the second vehicle detection method of the present invention. In the figure, 31 is a TV camera such as an ITV camera as an imaging means, and 32 is a TV camera 3.
Linear polarizer arranged in front of 1, 33 is a low-pass filter, 34 is an AD converter, 35 and 36 are image memories capable of storing image data of one or more screens of the input image, 37 and 38 are logarithmic calculators, 39 is a difference calculator, 40 is an output memory for storing calculation results, 41 is a microprocessor for performing vehicle determination processing, and 42 is control for performing variable control of the polarization angle of the linear polarizer 32 and sampling control for capturing image data. Part 43 is a sampling timer.
次に、上記実施例の動作を説明する。 Next, the operation of the above embodiment will be described.
テレビカメラ31には、監視対象領域の画像が入力して
いる。制御部42は偏光角制御信号aを出力し、直線偏光
子32を回転して垂直偏光位置とし、これに同期して画像
取込信号bをAD変換器34へ出力する。An image of the monitoring target area is input to the television camera 31. The control unit 42 outputs the polarization angle control signal a, rotates the linear polarizer 32 to the vertical polarization position, and outputs the image capture signal b to the AD converter 34 in synchronization with this.
直線偏光子32が垂直偏光位置に設定されると、テレビ
カメラ31からは垂直偏光画像の影像信号が出力され、こ
の影像信号はローパスフィルタ33を通じてAD変換器34へ
送られる。そして、AD変換器34はこの垂直偏光画像の影
像信号をサンプリングして多階調のディジタル濃度デー
タcに変換し、画像メモリ35,36へ送る。When the linear polarizer 32 is set to the vertical polarization position, the television camera 31 outputs a vertically polarized image image signal, and the image signal is sent to the AD converter 34 through the low-pass filter 33. Then, the AD converter 34 samples the image signal of this vertically polarized image, converts it into multi-tone digital density data c, and sends it to the image memories 35 and 36.
なお、前記ローパスフィルタ33は、〔実施例1〕と同
様に高域雑音成分の除去などを目的として挿入されたも
のである。The low-pass filter 33 is inserted for the purpose of removing high frequency noise components and the like as in the first embodiment.
次いで、制御部42は画像メモリ選択振動dを出力し、
2つの画像メモリのうちの一方の画像メモリ35を選択
し、垂直偏光画像の1画面分のディジタル濃度データを
画像メモリ35に格納する。Next, the control unit 42 outputs the image memory selection vibration d,
One of the two image memories 35 is selected, and digital density data for one screen of the vertically polarized image is stored in the image memory 35.
画像メモリ35への垂直偏光画像の1画面分のディジタ
ル濃度データの取り込みが終了すると、制御部42はタイ
マ開始信号kを出力し、サンプリングタイマ43を起動す
る。そして、サンプリングタイマ43は一定時間の経過の
後タイムアップすると、タイムアップ信号eを制御部42
へ出力する。When the capture of the digital density data for one screen of the vertically polarized image in the image memory 35 is completed, the control unit 42 outputs the timer start signal k and activates the sampling timer 43. Then, when the sampling timer 43 times out after the elapse of a certain period of time, the control unit 42 outputs the time-up signal e.
Output to
制御部42は、上記タイムアップ信号eの受信後、再び
偏光角制御信号aを出力し、直線偏光子32を回転してそ
の偏光面を垂直偏光位置から水平偏光位置に変え、さら
にこれと同期して画像取込信号bをAD変換器34へ出力す
る。After receiving the time-up signal e, the control unit 42 outputs the polarization angle control signal a again, rotates the linear polarizer 32 to change its polarization plane from the vertical polarization position to the horizontal polarization position, and further synchronizes with this. Then, the image capture signal b is output to the AD converter 34.
直接偏光子32が水平偏光位置に設定されると、テレビ
カメラ31からは水平偏光画像の影像信号が出力され、ロ
ーパスフィルタ33を通じてAD変換器34へ送られる。そし
て、AD変換器34はこの水平偏光画像の影像信号をサンプ
リングして多階調のディジタル濃度データcに変換し、
画像メモリ35,36へ送る。When the direct polarizer 32 is set to the horizontal polarization position, the image signal of the horizontal polarization image is output from the television camera 31 and sent to the AD converter 34 through the low pass filter 33. The AD converter 34 samples the image signal of the horizontally polarized image and converts it into multi-tone digital density data c,
Send to the image memory 35, 36.
制御部42は画像メモリ選択信号を出力して画像メモリ
36を選択し、水平偏光画像の1画面分のディジタル濃度
データを画像メモリ36に格納する。The control unit 42 outputs the image memory selection signal and outputs the image memory.
36 is selected and digital density data for one screen of the horizontally polarized image is stored in the image memory 36.
上記のようにして垂直偏光画像と水平偏光画像の1画
面分のディジタル濃度データの取り込みが終了すると、
画像メモリ35,36に格納されたディジタル濃度データを
対数演算器37,38で対数演算した後、データバスg,hを通
じて差分演算器39へ送る。When the capture of the digital density data for one screen of the vertically polarized image and the horizontally polarized image is completed as described above,
The digital density data stored in the image memories 35 and 36 are logarithmically calculated by the logarithmic calculators 37 and 38, and then sent to the difference calculator 39 through the data buses g and h.
差分演算器39は、対数演算器37,38から送られてくる
垂直偏光画像と水平偏光画像の対応する各画素毎の差分
演算を行い、その対数差分演算値lを出力メモリ40へ出
力して格納する。このように2つの画像の濃度データを
一度対数変換した後差分演算を行うことにより、除算と
等価の演算処理すなわち垂直偏光画像と水平偏光画像の
対応する各画素毎の濃度比を求めたと同じ演算を行った
ことになる。The difference calculator 39 performs difference calculation for each pixel corresponding to the vertically polarized image and the horizontally polarized image sent from the logarithmic calculators 37 and 38, and outputs the logarithmic difference calculation value 1 to the output memory 40. Store. In this way, the density data of the two images are logarithmically converted, and then the difference operation is performed to perform the same operation as the division, that is, the same operation as the density ratio of each pixel corresponding to the vertically polarized image and the horizontally polarized image. I went to.
垂直偏光画像と水平偏光画像の1画面分について上記
対数差分演算が終了すると、差分演算器39はマイクロプ
ロセッサ41へ演算終了信号iを出力する。When the logarithmic difference calculation is completed for one screen of the vertically polarized image and the horizontally polarized image, the difference calculator 39 outputs a calculation end signal i to the microprocessor 41.
マイクロプロセッサ41は演算終了信号iを受信する
と、データバスjを通じて出力メモリ40から対数差分演
算データを読み出し、該対数差分演算データに基づいて
所定のしきい値処理を施す。このしきい値処理の例とし
ては、例えば、濃度比が設定したしきい値よりも小なら
ば“0"、大ならば“1"とすればよい。これにより不要照
射領域を除去した画像データが得られる。この画像デー
タに対して〔実施例1〕と同様に第9図に示す車両判定
処理を実行する。そして、この車両の判定処理が終了す
ると、マイクロプロセッサ41は制御部42へ処理終了信号
mを出力し、制御部42の状態を初期状態に戻し、再び上
述した各処理を繰り返す。Upon receipt of the calculation end signal i, the microprocessor 41 reads the logarithmic difference calculation data from the output memory 40 through the data bus j, and performs a predetermined threshold value processing based on the logarithmic difference calculation data. As an example of this threshold value processing, for example, "0" may be set if the density ratio is smaller than the set threshold value, and "1" may be set if it is large. As a result, image data in which the unnecessary irradiation area is removed can be obtained. The vehicle determination process shown in FIG. 9 is executed on this image data as in the case of the first embodiment. When the vehicle determination process ends, the microprocessor 41 outputs a process end signal m to the control unit 42, restores the state of the control unit 42 to the initial state, and repeats the above-described processes.
一般に、撮像条件が変わると画像濃度値にも変化が生
じるが、上記のように水平偏光画像と垂直偏光画像の濃
度比を求めると、濃度値の変化を考慮することなくしき
い値が設定できるようになり、より安定に不要照射領域
の除去を行うことができる。Generally, when the imaging condition changes, the image density value also changes. However, if the density ratio between the horizontally polarized image and the vertically polarized image is obtained as described above, the threshold value can be set without considering the change in the density value. Therefore, the unnecessary irradiation area can be removed more stably.
以上述べたところから明らかなように、本発明の車両
検知方法によるときは、従来法の大きな欠点であったヘ
ッドライトやテールランプなどの車両光源以外の不要照
射領域の画像情報を画像中から確実に除去することが可
能となり、夜間あるいは暗所における車両の特徴である
ヘッドライトやテールランプなどの車両光源のみを安定
に抽出することができ、車両の検知精度の向上を図るこ
とができる。As is clear from the above description, when the vehicle detection method of the present invention is used, the image information of the unnecessary irradiation area other than the vehicle light source such as headlights and tail lamps, which is a major drawback of the conventional method, can be reliably obtained from the image. It is possible to remove, and it is possible to stably extract only vehicle light sources such as headlights and tail lamps, which are features of the vehicle at night or in a dark place, and it is possible to improve vehicle detection accuracy.
第1図は本発明の第1の車両検知方法の原理図、 第2図は本発明の第2の車両検知方法の原理図、 第3図は水平偏光と垂直偏光の説明図、 第4図は光の屈折・反射の説明図、 第5図は撮影画像の例を示す図、 第6図は水の反射率の測定図、 第7図は本発明の第1の実施例のブロック図、 第8図は本発明の第2の実施例のブロック図、 第9図は上記実施例における車両判定のフローチャー
ト、 第10図および第11図は不要照射による車両誤検出の説明
図である。1 is a principle diagram of a first vehicle detection method of the present invention, FIG. 2 is a principle diagram of a second vehicle detection method of the present invention, FIG. 3 is an explanatory diagram of horizontal polarization and vertical polarization, and FIG. Is an explanatory view of refraction / reflection of light, FIG. 5 is a view showing an example of a photographed image, FIG. 6 is a measurement view of reflectance of water, FIG. 7 is a block diagram of the first embodiment of the present invention, FIG. 8 is a block diagram of a second embodiment of the present invention, FIG. 9 is a flowchart of vehicle determination in the above embodiment, and FIGS. 10 and 11 are explanatory diagrams of vehicle erroneous detection due to unnecessary irradiation.
Claims (2)
入射面に対して平行に振動する偏光が通過するように設
定した偏光素子をテレビカメラ等の撮影手段の前面に配
置し、 該撮像手段で得れる水平偏光画像に対して所定のしきい
値処理を施すことによりヘッドライトやテールランプな
どの車両光源のみからなる画像を抽出し、該抽出画像に
基づいて車両判定することを特徴とする車両検知方法。1. A polarizing element, which is set so that polarized light that oscillates in parallel with an incident surface perpendicular to a road surface among incident light from a photographing range passes, is arranged in front of a photographing means such as a television camera. The horizontal polarization image obtained by the image pickup means is subjected to predetermined threshold value processing to extract an image composed of only vehicle light sources such as headlights and tail lamps, and the vehicle is judged based on the extracted image. Vehicle detection method.
面に配置して、撮影範囲からの入射光の内、路面に垂直
な入射面に対して平行に振動する偏光または垂直に振動
する偏光が通過するように可変制御し、 該撮像手段で得られる水平偏光画像と垂直偏光画像の対
応する画素位置の濃度比を算出し、 この濃度比からなる画像に対して所定のしきい値処理を
施すことによりヘッドライトやテールランプなどの車両
光源のみからなる画像を抽出し、該抽出画像に基づいて
車両判定することを特徴とする車両検知方法。2. A polarizing element is disposed in front of an image pickup means such as a television camera, and polarized light vibrating in parallel with or perpendicular to an incident surface perpendicular to a road surface among incident light from a photographing range. Of the horizontal polarization image and the vertical polarization image obtained by the image pickup means are calculated, and predetermined threshold processing is performed on the image having this density ratio. A vehicle detection method characterized by extracting an image consisting only of a vehicle light source such as a headlight or a tail lamp by performing the application, and determining a vehicle based on the extracted image.
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