特許 7209785 規制領域内への進入車両検出装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B1)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2023-01-12

(45)【発行日】2023-01-20

(54)【発明の名称】規制領域内への進入車両検出装置

(51)【国際特許分類】

   G08G 1/04 20060101AFI20230113BHJP

   G08B 21/02 20060101ALI20230113BHJP

   G08B 21/00 20060101ALI20230113BHJP

【ＦＩ】

G08G1/04 C

G08B21/02

G08B21/00 U

【請求項の数】 4

(21)【出願番号】P 2021135499

(22)【出願日】2021-08-23

【審査請求日】2021-08-23

(73)【特許権者】

【識別番号】000220963

【氏名又は名称】セフテック株式会社

(73)【特許権者】

【識別番号】501493358

【氏名又は名称】株式会社セック

(74)【代理人】

【識別番号】110001092

【氏名又は名称】弁理士法人サクラ国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】岡▲埼▼ 太一

(72)【発明者】

【氏名】戸津 貴弘

(72)【発明者】

【氏名】杉江 卓哉

(72)【発明者】

【氏名】小笠原 祐貴

【審査官】田中 将一

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１９－０１６８３６（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１８－０８１４０４（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０２０－１７０２５４（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００９－１５１６４４（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０２１－００５４９４（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｇ０８Ｇ １／００ － ９９／００

Ｇ０８Ｂ １９／００ － ２１／２４

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

道路上に車両誘導体を並べて通行車両の進入を禁止する規制領域を設け、当該規制領域内にて作業員による作業を実施する際に使用する規制領域内への進入車両検出装置であって、
画像データを取得するための撮像カメラ（但し、距離画像センサを除く。）と、
前記画像データを解析して前記規制領域内への進入車両を検出する画像解析部と、
前記画像解析部にて前記規制領域内への進入車両が検出された場合、警報を発して作業員に知らせる警報発信部とを具備し、
前記画像解析部は、
道路上に並べられた前記車両誘導体の列を検出し、当該車両誘導体を繋ぐ仮想線を生成して当該仮想線を規制領域の境界線として認識する境界線検出部と、
前記境界線検出部にて生成された前記仮想線のどちらが規制領域側であるかを、前記仮想線のどちら側に前記撮像カメラが位置するかによって、検出する規制領域側検出部と、
前記仮想線を越えて前記規制領域側に進入する車両の有無を監視する進入車両監視部と、
を有することを特徴とする規制領域内への進入車両検出装置。

【請求項2】

道路上に車両誘導体を並べて通行車両の進入を禁止する規制領域を設け、当該規制領域内にて作業員による作業を実施する際に使用する規制領域内への進入車両検出装置であって、
画像データを取得するための撮像カメラ（但し、距離画像センサを除く。）と、
前記画像データを解析して前記規制領域内への進入車両を検出する画像解析部と、
前記画像解析部にて前記規制領域内への進入車両が検出された場合、警報を発して作業員に知らせる警報発信部とを具備し、
前記画像解析部は、
道路上に並べられた前記車両誘導体の列を検出し、当該車両誘導体を繋ぐ仮想線を生成して当該仮想線を規制領域の境界線として認識する境界線検出部と、
前記境界線検出部にて生成された前記仮想線のどちらが規制領域側であるかを、どちら側に車両が走行しているかによって、検出する規制領域側検出部と、
前記仮想線を越えて前記規制領域側に進入する車両の有無を監視する進入車両監視部と、
を有することを特徴とする規制領域内への進入車両検出装置。

【請求項3】

請求項１又は２に記載の規制領域内への進入車両検出装置であって、
前記画像解析部は、人工知能（ＡＩ）によって、前記画像データを解析する
ことを特徴とする規制領域内への進入車両検出装置。

【請求項4】

請求項３に記載の規制領域内への進入車両検出装置であって、
前記画像解析部の前記人工知能（ＡＩ）は、ディープラーニングによって解析する画像を学習する
ことを特徴とする規制領域内への進入車両検出装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、規制領域内への進入車両検出装置に関する。

【背景技術】

【0002】

従来から、車両が通行する高速道路等では、例えば、道路の補修工事を行う場合や、事故発生時の処理を行う場合など、車線を規制し、規制領域内に車両が進入しないようにして、これらの作業を実施することが行われている。このような車線の規制は、例えば、カラーコーン（登録商標）などの車両誘導体を一定間隔で並べて規制領域を囲み、規制領域外の車両が通行可能な車線に車両を導くようにして行われている。

【0003】

上記のように高速道路等で車線を規制し、規制領域内に車両が進入しないようにして作業を実施する場合、例えば、居眠り運転や脇見運転等によって規制領域内に車両が進入し、作業員に被害が発生することが想定される。このため、規制領域内への進入車両を検知し、規制領域内への進入車両が検知された場合は警報等によって危険を知らせる、規制領域内への進入車両検出装置が従来から提案されている。

【0004】

このような従来の技術としては、例えば、カラーコーン等に赤外線によって車両を検知可能な赤外線センサをそれぞれ設け、これらのカラーコーンに設けられた赤外線センサによって進入車両を検出する技術が知られている（例えば、特許文献１参照。）。また、カラーコーン等に振動センサや転倒センサをそれぞれ設け、これらのカラーコーンに設けられた振動センサや転倒センサによって進入車両を検出する技術が知られている（例えば、特許文献２参照。）。さらに、道路脇に設置した超音波の送受信機を用いて、その近傍における進入車両を検出する技術が知られている（例えば、特許文献３参照。）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【文献】特開２０１０－６５４０２号公報

【文献】特開２００６－２４３８５５号公報

【文献】特開２００２－１３３５８２号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

しかしながら、車線を規制するための各カラーコーン等に赤外線センサや振動センサ或いは転倒センサ等を設けると、センサの数が多くなるため装置構成が複雑になり、その設置に時間を要するという課題がある。また、超音波の送受信機を用いて進入車両を検出する場合、一台の送受信機で賄える範囲が限られるので、広範囲をカバーするためには複数台の送受信機が必要になるためこちらも同様な課題があった。

【0007】

本発明は、上記した従来の事情に対処してなされたもので、その目的は、従来に比べて装置構成が複雑化することを抑制することができるとともに、設置が容易で広範囲に亘り正確に進入車両の検出を行うことのできる規制領域内への進入車両検出装置を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0008】

本発明の実施形態の規制領域内への進入車両検出装置は、道路上に車両誘導体を並べて通行車両の進入を禁止する規制領域を設け、当該規制領域内にて作業員による作業を実施する際に使用する規制領域内への進入車両検出装置であって、画像データを取得するための撮像カメラ（但し、距離画像センサを除く。）と、前記画像データを解析して前記規制領域内への進入車両を検出する画像解析部と、前記画像解析部にて前記規制領域内への進入車両が検出された場合、警報を発して作業員に知らせる警報発信部とを具備し、前記画像解析部は、道路上に並べられた前記車両誘導体の列を検出し、当該車両誘導体を繋ぐ仮想線を生成して当該仮想線を規制領域の境界線として認識する境界線検出部と、前記境界線検出部にて生成された前記仮想線のどちらが規制領域側であるかを、前記仮想線のどちら側に前記撮像カメラが位置するかによって、検出する規制領域側検出部と、前記仮想線を越えて前記規制領域側に進入する車両の有無を監視する進入車両監視部と、を有することを特徴とする。

【0009】

また、本発明の実施形態の規制領域内への進入車両検出装置は、道路上に車両誘導体を並べて通行車両の進入を禁止する規制領域を設け、当該規制領域内にて作業員による作業を実施する際に使用する規制領域内への進入車両検出装置であって、画像データを取得するための撮像カメラ（但し、距離画像センサを除く。）と、前記画像データを解析して前記規制領域内への進入車両を検出する画像解析部と、前記画像解析部にて前記規制領域内への進入車両が検出された場合、警報を発して作業員に知らせる警報発信部とを具備し、前記画像解析部は、道路上に並べられた前記車両誘導体の列を検出し、当該車両誘導体を繋ぐ仮想線を生成して当該仮想線を規制領域の境界線として認識する境界線検出部と、前記境界線検出部にて生成された前記仮想線のどちらが規制領域側であるかを、どちら側に車両が走行しているかによって、検出する規制領域側検出部と、前記仮想線を越えて前記規制領域側に進入する車両の有無を監視する進入車両監視部と、を有することを特徴とする。

【発明の効果】

【0010】

本発明の規制領域内への進入車両検出装置によれば、従来に比べて装置構成が複雑化することを抑制することができるとともに、設置が容易で広範囲に亘り正確に進入車両の検出を行うことのできる規制領域内への進入車両検出装置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0011】

【図1】実施形態に係る規制領域内への進入車両検出装置の全体構成を示すブロック図。

【図2】実施形態に係る規制領域内への進入車両検出装置及びカラーコーンの位置関係を上側から見た状態を示す図。

【図3】実施形態に係る規制領域内への進入車両検出装置及びカラーコーンの別の位置に置ける位置関係を上側から見た状態を示す図。

【図4】実施形態に係る規制領域内への進入車両検出の画像例を模式的に示す図。

【図5】実施形態に係る規制領域内への進入車両検出装置の動作例を示すフロー図。

【図6】実施形態に係る規制領域内への進入車両検出の他の画像例を模式的に示す図。

【図7】実施形態に係る規制領域内への進入車両検出の画像例を模式的に示す図。

【図8】実施形態に係る規制領域内への進入車両検出装置及びカラーコーンの位置関係の他の例を上側から見た状態を示す図。

【発明を実施するための形態】

【0012】

以下、図面を参照して、実施形態に係る規制領域内への進入車両検出装置及び検出方法について詳細に説明する。本実施形態に係る規制領域内への進入車両検出装置１００は、道路上にカラーコーン（登録商標）等の車両誘導体を並べて通行車両の進入を禁止する規制領域を設け、当該規制領域内にて作業員による作業を実施する際に、規制領域内への進入車両を検出して作業員に知らせることにより、作業員の安全を図るために使用されるものである。なお、以下の説明では、車両誘導体としてカラーコーンを使用した場合を例にして説明する。

【0013】

図１は、実施形態に係る規制領域内への進入車両検出装置１００の全体構成を示すブロック図である。図１に示すように、規制領域内への進入車両検出装置１００は、画像データを取得するための撮像カメラ１０１と、画像データを解析して規制領域内への進入車両を検出する画像解析部１０２と、画像解析部にて規制領域内への進入車両が検出された場合に警報を発して作業員に知らせる警報発信部１０３とを具備している。これらの撮像カメラ１０１と、画像解析部１０２と、警報発信部１０３とは、一体に構成されてもよく、別体に構成されて有線又はワイヤレスの通信手段等によって接続された構成としてもよい。

【0014】

画像解析部１０２は、道路上に並べられたカラーコーンの列を検出して規制領域の境界線を検出する境界線検出部１２１と、境界線検出部１２１にて検出された規制領域の境界線のどちらが規制領域側であるかを検出する規制領域側検出部１２２と、規制領域の境界線を越えて規制領域側に進入する車両の有無を監視する進入車両監視部１２３とを具備している。

【0015】

撮像カメラ１０１は、所定の画像サイズ、所定のフレームレートで画像データを取得し、この画像データを、画像解析部１０２に送る。

【0016】

画像解析部１０２は、人工知能（ＡＩ）から構成され、ディープラーニング（Ｄｅｅｐ Ｌｅａｒｎｉｎｇ）などに代表される機械学習によって認識する画像を予め学習させたものを用いている。具体的には、予め大量に用意したカラーコーン及び矢印板等の車両誘導体の画像、予め大量に用意した車両画像等を用いて学習させ、物体検出ＡＩモデルを構築する。そして、これを用いて画像データからカラーコーン及び矢印板等の車両誘導体や車両とその位置を認識できるようにしておく。

【0017】

そして、画像解析部１０２の進入車両監視部１２３において、規制領域の境界線を越えて規制領域側に進入する車両が検出された際は、画像解析部１０２から警報発信部１０３に対して信号が送られ、警報発信部１０３から警報が発せられる。警報は、警報音の発出、回転灯等の点灯による光、無線による各作業員が携帯する携帯端末への通信等によって行われる。また、ドライバー向け表示板、警告機器などが存在する場合は、同時にドライバーに向けて警告するようにしてもよい。

【0018】

図２、図３は、高速道路等において車線規制が行われる際の様子を模式的に示すものである。図２、図３に示す例では、片側２車線の高速道路の場合を示しており、図中左側に追い越し車線２０１、右側に通行車線２０２が設けられており、追い越し車線２０１及び通行車線２０２の外側には、夫々路側帯２０３が設けられている。なお、図２、図３において２０４は、追い越し車線２０１と通行車線２０２とを区切る破線のラインを示している。

【0019】

図２、図３に示す例では、通行車線２０２側を規制領域として、追い越し車線２０１側に車両２３０を誘導する場合を示している。この場合、カラーコーン２１０を規制領域となる通行車線２０２側に並べ、図２に示す車線規制が始まる最初の部分においては、道路に対して斜めにカラーコーン２１０が並べられ、テーパ状に徐々に通行可能な領域が狭められる。

【0020】

また、このテーパ状の部分を過ぎた後は、図３に示すように、道路に沿って直線状にカラーコーン２１０が並べられる。そして、図２、図３中に示す点線が、車両が通行可能な領域と車両が通行してはいけない規制領域とを区切る仮想的な境界線２２１となる。図２に示す車線規制が始まる最初の部分から、実際に規制領域内で作業が行われる場所までは、例えば、数百メートル、長い場合は数キロにも至る。そしてこの間は、図３に示すように道路に沿って直線状にカラーコーン２１０が並べられた領域が続く。カラーコーン２１０同士の間隔は、例えば１０メートルから２０メートルである。本実施形態の規制領域内への進入車両検出装置１００は、図２に示すような規制部分、図３に示すような規制部分の双方に使用することができる。

【0021】

規制領域内への進入車両検出装置１００は、規制領域内に配置され、特に撮像カメラ１０１は、例えば、図２、図３に示すように境界線２２１の内側近傍に設置される。この場合の撮像カメラ１０１における撮像画像の中心線２２２を一点鎖線で示す。

【0022】

図４は、図２に示す位置に設置された撮像カメラ１０１による撮像画像データの例を模式的に示す図である。また、図５は、画像解析部１０２における規制領域内への進入車両検出の工程を示すフロー図である。

【0023】

画像解析部１０２では、図４に示すような撮像カメラ１０１による撮像画像データから、境界線検出部１２１により、学習したＡＩモデルを利用してカラーコーン２１０を検出する。そして、検出したカラーコーン２１０の下部中央を繋ぐ仮想線を生成して境界線２２１とする（図５のステップ５０１）。この場合、撮像された一番手前側（撮像カメラ１０１側）のカラーコーン２１０より手前側は生成した仮想線を延長する。奥側は最後のカラーコーン２１０までとする。

【0024】

画像解析部１０２では、上記のように境界線検出部１２１により境界線２２１を認識した後、規制領域側検出部１２２によって、境界線２２１のどちら側が規制領域側であるかを検出する（図５のステップ５０２）。本実施形態では、撮像カメラ１０１が規制領域側に配設されていることを利用して、撮像カメラ１０１における撮像画像の中心線２２２の撮像カメラ１０１側の端部（手前側端部）が入っている側が、規制領域側であると認識する。

【0025】

上記のような規制領域側検出部１２２による規制領域側の検出方法は、一例であり、他の方法により規制領域側を検出してもよい。例えば、図２、図３に示したように撮像カメラ１０１を規制領域側に設定した後、例えば、数分間～数十分間など、一定時間撮像画像データを取得し、車両検出ＡＩモデルを使用して車両のトラッキングを行い、走行領域をモニタリングする。そして、車両通行軌跡を集計し、この一定時間内に通過車両が検出された側とは反対側を規制領域側として、規制領域側と車両通過車線側とを認識するようにしてもよい。

【0026】

また、例えば、図６に示すように、撮像カメラ１０１で撮像される領域に、矢印板２１１等を設置いておき、その向きによって、規制領域側と車両通過車線側とを認識するようにしてもよい。矢印板２１１以外にも、例えば、マーカーを貼り付けた板や他の目印となる物体を用いても良い。

【0027】

次に、画像解析部１０２では、進入車両監視部１２３において、規制領域の境界線２２１を越えて規制領域側に進入する車両２３０の有無を監視する（図５のステップ５０３）。そして、例えば、図７に示すように、規制領域側に進入する車両２３０が検出された際は（図５のステップ５０４のＹｅｓ）、画像解析部１０２から警報発信部１０３に対して警報発信信号が送られ、警報発信部１０３から警報が発せられる（図５のステップ５０５）。規制領域側に進入する車両２３０の検出は、例えば、車両２３０と規制領域が重なることをもって車両２３０の進入有とみなすことができる。また、判定揺らぎを防ぐために、画像データの数フレーム継続して車両２３０と規制領域とに重複が見られる場合に進入とすることも可能である。

【0028】

以上のように、本実施形態に係る規制領域内への進入車両検出装置及び検出方法によれば、人工知能（ＡＩ）から構成され、ディープラーニング（Ｄｅｅｐ Ｌｅａｒｎｉｎｇ）などの機械学習によって認識する画像を予め学習させた画像認識により、１台の撮像カメラから得られる撮像画像データによって、広範囲に亘り正確に進入車両の検出を行うことができる。また、例えば各カラーコーンに各種のセンサを設ける場合等に比べて装置構成が複雑化することを抑制することができ、その設置も容易に行うことができる。なお、１台の撮像カメラ１０１で賄えるのは、撮像カメラ１０１の性能にもよるが、例えば、百メートルから２百メートル程度の範囲となる。このため、より長い区間において監視を行う場合は、例えば、百メートルから２百メートル程度の間隔で複数の撮像カメラ１０１を設置する。

【0029】

なお、図２、図３に示した例では、撮像カメラ１０１を、境界線２２１の内側近傍に設置した場合について説明したが、撮像カメラ１０１の設置位置は、このような例に限定されるものではなく、規制領域内のどこに配置しても良い。例えば、図８に示すように、規制領域内の路側帯２０３の部分に配置しても良い。また、この場合、カラーコーン２１０の列に対して平行ではなく、斜めに撮像カメラ１０１を配置しても良い。なお、図８において図２、図３と対応する部分には同一の符号を付して重複した説明は省略する。

【0030】

以上、本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。

【符号の説明】

【0031】

１００……規制領域内への進入車両検出装置、１０１……撮像カメラ、１０２……画像解析部、１０３……警報発信部、１２１……境界線検出部、１２２……規制領域側検出部、１２３……進入車両監視部、２０１……追い越し車線、２０２……通行車線、２０３……路側帯、２０４……破線のライン、２１０……カラーコーン、２１１……矢印板、２２１……境界線、２２２……撮像画像の中心線。

【要約】

【課題】従来に比べて装置構成が複雑化することを抑制することができるとともに、設置が容易で広範囲に亘り正確に進入車両の検出を行うことのできる規制領域内への進入車両検出装置及び検出方法を提供する。
【解決手段】画像データを取得するための撮像カメラと、画像データを解析して規制領域内への進入車両を検出する画像解析部と、画像解析部にて規制領域内への進入車両が検出された場合、警報を発して作業員に知らせる警報発信部とを具備し、画像解析部は、道路上に並べられた前記車両誘導体の列を検出して規制領域の境界線を検出する境界線検出部と、境界線検出部にて検出された規制領域の境界線のどちらが規制領域側であるかを検出する規制領域側検出部と、規制領域の境界線を越えて規制領域側に進入する車両の有無を監視する進入車両監視部と、を有する。
【選択図】図１

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】