7806322 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】2026-01-16

(45)【発行日】2026-01-26

(54)【発明の名称】車両検出装置

(51)【国際特許分類】

   G08G 1/01 20060101AFI20260119BHJP

   G08G 1/09 20060101ALI20260119BHJP

【ＦＩ】

G08G1/01 A

G08G1/09 F

【請求項の数】 6

(21)【出願番号】P 2025058887

(22)【出願日】2025-03-31

【審査請求日】2025-03-31

(73)【特許権者】

【識別番号】000001292

【氏名又は名称】株式会社京三製作所

(74)【代理人】

【識別番号】100181928

【弁理士】

【氏名又は名称】日比谷 洋平

(74)【代理人】

【識別番号】100075948

【弁理士】

【氏名又は名称】日比谷 征彦

(72)【発明者】

【氏名】千葉 知明

【審査官】宮本 礼子

(56)【参考文献】

【文献】特開２００７－０９４９１９（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平１０－２６９３６５（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平０８－２４９５８８（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平０５－０６２０９５（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開昭５２－０７１１９６（ＪＰ，Ａ）

【文献】中国特許出願公開第１０２１５６９８５（ＣＮ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｇ０８Ｇ １／００－９９／００

Ｇ０６Ｔ １／００－ １／４０

Ｇ０６Ｔ ３／００－ ５／９４

Ｇ０６Ｔ ７／００－ ７／９０

Ｇ０６Ｖ １０／００－２０／９０

Ｇ０６Ｖ ３０／４１８

Ｇ０６Ｖ ４０／１６－４０／２０

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

１つ又は複数の車線に対して同方向に走行する走行車両を撮影する撮像部と、該撮像部から得られる画像情報に基づいてオンオフ波形から成るパルス信号の出力を行う演算部とから構成される車両検出装置であって、
前記演算部は前記画像情報に対して、縦軸を前記車線の道幅とし、横軸を時間経過として、前記道幅の一部を占有する前記走行車両の車幅の車両イメージを時間経過と共に平面化する画像処理を行い、
平面化された前記車両イメージの合計車幅を、時間経過に伴って積分し、積分値が所定の閾値を超えると１台の前記走行車両を検出したと判定し、前記パルス信号の出力を行うと共に、前記積分値をゼロにリセットし、前記積分処理を繰り返すことを特徴とする車両検出装置。

【請求項2】

前記演算部は、前記画像情報における複数の前記走行車両の画面上の移動速度から前記走行車両の平均走行速度を算出し、
前記パルス信号のパルス幅は、前記平均走行速度と予め記憶している平均車長とに基づいて算出されることを特徴とする請求項１に記載された車両検出装置。

【請求項3】

前記閾値は前記平均走行速度に応じて変化することを特徴とする請求項２に記載された車両検出装置。

【請求項4】

前記閾値は前記平均車長又は予め設定された平均車幅に応じて変化させることを特徴とする請求項３に記載された車両検出装置。

【請求項5】

前記閾値は、ゼロ点を起点として縦軸を前記平均車長又は前記平均車幅の増加とし、横軸を前記平均走行速度の減少とするマトリックス表の中から抽出することを特徴とする請求項４に記載された車両検出装置。

【請求項6】

前記演算部は、前記パルス信号を超音波式感知器のヘッド部と接続可能とする超音波感知処理部に対して出力することを特徴とする請求項１又は２に記載された車両検出装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、道路を走行する走行車両を検出する車両検出装置に関するものである。

【背景技術】

【0002】

特許文献１には、複数の道路センサと、これらの道路センサとネットワークを介して接続する道路交通管制センタとを備えた道路交通情報提供システムが開示されている。

【0003】

道路センサは超音波式車両感知器であり、道路上を走行する車両の交通量、即ち単位時間に通過した車両の台数や平均走行速度及び時間占有率等の道路交通情報を道路交通管制センタに送信する。

【0004】

超音波式車両感知器は、ヘッド部からのオンオフ波形から成るパルス信号を入力する超音波式感知器用処理部によって、交通量及び道路交通情報を算出する。そして、交通量及び道路交通情報を取得した中央処理装置は、これらの情報に基づいて信号灯器の点灯制御の各種定数を設定することが可能となる。

【0005】

また、近年では、道路センサとして道路近傍に撮像部を備える画像感知器を設置し、画像解析を行うことで走行車両の交通量、平均走行速度を算出することが行われている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0006】

【文献】特開２０１１－１８６９４０号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0007】

しかし、従来の超音波式車両感知器に代えて、上述の画像感知器を新規に設置した場合では、車両通過をオンオフ波形から成るパルス信号による出力ができないことから、既存の超音波式感知器用処理部に接続することが不可能である。従って、中央処理装置に対しても交通量等の情報を送信することが困難である。

【0008】

本発明の目的は、上述の課題を解決し、撮像部で得られる映像信号に基づいて、車両通過を示すオンオフ信号に変換し、既存の超音波式感知器用処理部であっても接続を可能とする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】

【0009】

上記目的を達成するための本発明に係る車両検出装置は、１つ又は複数の車線に対して同方向に走行する走行車両を撮影する撮像部と、該撮像部から得られる画像情報に基づいてオンオフ波形から成るパルス信号の出力を行う演算部とから構成される車両検出装置であって、前記演算部は前記画像情報に対して、縦軸を前記車線の道幅とし、横軸を時間経過として、前記道幅の一部を占有する前記走行車両の車幅の車両イメージを時間経過と共に平面化する画像処理を行い、平面化された前記車両イメージの合計車幅を、時間経過に伴って積分し、積分値が所定の閾値を超えると１台の前記走行車両を検出したと判定し、前記パルス信号の出力を行うと共に、前記積分値をゼロにリセットし、前記積分処理を繰り返すことを特徴とする。

【発明の効果】

【0010】

本発明に係る車両検出装置によれば、撮像部で得られる映像信号に基づいて、車両通過を示すオンオフ信号に変換し、超音波式感知器用処理部を含む信号処理部に出力することが可能である。撮像部で得られる映像信号を用いることで、走行車両の感知漏れを防ぐことが可能となり、車線を跨って走行する走行車両についても、車線毎に車幅の割合で分割して処理し、車線を走行する走行車両を余分に計数することなく処理することができる。

【図面の簡単な説明】

【0011】

【図1】車両検出装置のブロック回路構成図である。

【図2】既存の超音波式車両感知器の説明図である。

【図3】既存の超音波式車両感知器の説明図である。

【図4】撮像部の撮像エリアの説明図である。

【図5】走行速度が速い場合の撮像部からの映像信号を車両イメージとして平面化した際の説明図である。

【図6】車両イメージに基づいて、オンオフ波形から成るパルス信号に変換する変換処理の説明図である。

【図7】走行速度が遅い場合の撮像部からの映像信号を車両イメージとして平面化した際の説明図である。

【図8】車両イメージに基づいて、パルス信号に変換する変換処理の説明図である。

【発明を実施するための形態】

【0012】

本発明を図示の実施例に基づいて詳細に説明する。
図１は車両検出装置のブロック回路構成図であり、交差点Ｋの近傍の上方に設置された撮像部１と、この撮像部１と無線又は有線を介して接続された演算部２とから構成されている。

【0013】

柱体等により車線Ｌの上方に設置される撮像部１には、デジタルカメラ等が用いられ、１つ又は複数の車線Ｌに対して撮影を行っている。車線Ｌには同方向に走行車両ａが走行しており、これらの走行車両ａには自動車の他にオートバイも含まれる。

【0014】

演算部２は、撮像部１からの映像信号に対して画像処理を行い、筐体Ｍ内の従来の超音波感知処理部Ｍ１に対して、オンオフ波形から成るパルス信号ｐを逐次に出力する。超音波感知処理部Ｍ１は交通管制センタＣの中央処理装置Ｃ１に対して、走行車両ａの交通量、算出した平均走行速度ｖａ等の道路交通情報を所定の時間間隔、例えば５分毎に送信する。

【0015】

中央処理装置Ｃ１は、既存の超音波式車両感知器Ｄに加えて、図示のように電話回線等を介して、複数の車両検出装置及び超音波感知処理部Ｍ１を接続することが可能である。

【0016】

図２は既設の超音波式車両感知器Ｄを用いた場合の説明図であり、超音波感知処理部Ｍ１を収容した筐体Ｍは、近傍の電柱等に固定されている。超音波式車両感知器Ｄは、道路直上に設置したヘッド部Ｈから、道路の路面Ｓに向けて送信部Ｈ１から超音波ｂを出射し、受信部Ｈ２での路面Ｓからの超音波ｂの反射波の応答時間を基に道路上の走行車両ａの有無を判定することができる。

【0017】

つまり、反射波の応答時間が所定値以上の場合には、走行車両ａがヘッド部Ｈの下方に不在である「感知無し」とし、応答時間が所定値未満の場合には、走行車両ａがヘッド部Ｈの下方に存在する「感知有り」とすることで、横軸を時間とし、走行車両ａの有無をオンオフ波形から成るパルス信号ｐとして検出することができる。

【0018】

ヘッド部Ｈは車線Ｌ毎に配置され、超音波感知処理部Ｍ１に対して、車線Ｌ毎に走行車両ａの有無を示すパルス信号ｐを出力し、超音波感知処理部Ｍ１は受信したパルス信号ｐに基づいて、パルス信号ｐの検出数に相当する走行車両ａの交通量及び平均走行速度ｖａを算出することが可能となる。そして、超音波感知処理部Ｍ１は算出した交通量及び平均走行速度ｖａを中央処理装置Ｃ１に出力する。

【0019】

超音波感知処理部Ｍ１は、図３に示すように第１車線Ｌ１、第２車線Ｌ２間を走行する走行車両ａ１や道路脇を走行するオートバイａ２については、ヘッド部Ｈを介して「感知有り」とするパルス信号ｐを取得することができない。

【0020】

超音波感知処理部Ｍ１は車線Ｌの通過台数である交通量と、パルス信号ｐの検出時間と平均車長ｎａとに基づいて、走行車両ａの走行速度ｖを算出することが可能である。そして、所定時間の例えば５分間における走行車両ａの走行速度ｖを平均化することで、車線Ｌにおける平均走行速度ｖａを算出することができ、交通量と、算出した平均走行速度ｖａとを所定の時間間隔、例えば５分毎に中央処理装置Ｃ１に送信する。なお、超音波感知処理部Ｍ１は中央処理装置Ｃ１に対してパルス信号ｐを逐次に出力し、中央処理装置Ｃ１において交通量及び平均走行速度ｖａを算出するようにしてもよい。

【0021】

場合によっては、複数の車線Ｌに沿って走行するのではなく、車線Ｌに関係なく走行車両ａが走行することがあり、更には走行車両ａがオートバイの割合が高い場合においては、従来の超音波式車両感知器Ｄを設置した場合には、走行車両ａの検出精度が低くなる傾向になる。

【0022】

図４は撮像部１が撮影する画面上の一部である撮像エリアＥの説明図であり、演算部２はこの撮像エリアＥを通過する走行車両ａに対して、平面化する画像処理を行い、この画像処理された車両イメージＦから後述するオンオフ波形から成るパルス信号Ｐを生成する。演算部２はこのパルス信号を超音波感知処理部Ｍ１に送信する。

【0023】

設定された撮像エリアＥは、車線Ｌと直交する道幅ｗｒに沿った領域であり、図示するように走行車両ａが通過すると、撮像エリアＥ内のドット部における走行車両ａの車幅ｗを検出することができる。

【0024】

図５は演算部２によって撮像部１からの撮像エリアＥの映像信号を車両イメージＦとして平面化した説明図である。横軸を経過時間ｔ、縦軸を車線Ｌの道幅ｗｒとして、道幅ｗｒを占有する走行車両ａの車幅ｗの車両イメージＦを時間経過と共に平面化したものである。

【0025】

図示する車線Ｌは、例えば第１車線Ｌ１～第３車線Ｌ３から成る３車線とし、矩形状の車両イメージＦは、車幅ｗを有する走行車両ａを個々にイメージ化したものである。なお、車両イメージＦは分かり易いように矩形状として説明しているが、実際には車幅ｗに応じて変化する。

【0026】

演算部２により経過時間ｔを例えば１分間として画像処理された平面化した図５には、複数の走行車両ａの車両イメージＦが存在し、車幅ｗが大きい車両イメージＦ１は自動車を示しており、車幅ｗが小さい車両イメージＦ２はオートバイを示している。

【0027】

図６は画像処理された車両イメージＦに基づいて、オンオフ波形から成るパルス信号ｐに変換処理する説明図である。図５に示す中央の第２車線Ｌ２のみを抽出して、パルス信号ｐに変換する場合について説明すると、第２車線Ｌ２の道幅ｗｒの一部を占有する車幅ｗの車両イメージＦを平面化する上段図の平面化処理は、時間経過と共にリアルタイムで作成されてゆき、併せて中段図に示す車両イメージＦの車幅ｗの合計車幅ｗｓを集計してゆく。

【0028】

これらの平面化、集計処理と同時に、２段図に示すように合計車幅ｗｓを積分、つまり車両イメージＦの面積を積分してゆく。そして、３段図に示すように積分値ｇが予め設定した閾値ｄ１を超えた際には、１台の車両ａが通過したと判定し、下段図に示すようにオンオフ波形から成るパルス信号ｐの出力を行う。

【0029】

積分値ｇが閾値ｄ１を超えると、図示するように積分値ｇをゼロにリセットし、車両イメージＦの面積の積分処理を繰り返す。なお、演算部２の起動時の最初の積分開始時にのみ、積分値ｇに関係なくパルス信号ｐ１が出力される。なお、この最初のパルス信号ｐ１は長時間に渡って交通量を算出する際には、無視しても支障はない。

【0030】

図６の上段図における車両イメージＦでは８台を検出しているが、第１車線Ｌ1と第２車線Ｌ２との間、又は第２車線Ｌ２と第３車線Ｌ３との間を跨って走行する走行車両ａに対しては、第２車線Ｌ２に含まれる車幅ｗのみで積分されるため、８台と検出するのでなく、下段図ではパルス信号ｐは７個となり、７台が走行したものとして出力される。

【0031】

このように車線Ｌに含まれる車幅ｗの割合を基に処理することで、車線Ｌ間を跨って走行する走行車両ａを２重で計数することはない。

【0032】

演算部２はパルス信号ｐのパルス幅ｐｗを算出可能であり、このパルス幅ｐｗの算出方法として、撮像部１からの画像情報に基づいて、周知技術である随時に検出する走行車両ａの外枠の画面上の移動速度から算出される走行速度ｖを利用する。

【0033】

演算部２は超音波感知処理部Ｍ１において、使用される平均車長ｎａを画面上で算出される複数の走行車両ａの所定時間の平均走行速度ｖａで除することで、パルス幅ｐｗを算出する。これらの算出されたパルス幅ｐｗは、平均走行速度ｖａに反比例し、平均走行速度ｖａが速ければ短く、平均走行速度ｖａが遅ければ長くなる。

【0034】

このようなパルス信号ｐに変換する変換処理は、所定時間を１分間の車両イメージＦを用いて説明しているが、実際には長時間に渡って連続的に変換処理が繰り返され、演算部２から接続する超音波感知処理部Ｍ１に対してオンオフ波形から成るパルス信号ｐが出力される。

【0035】

以上の説明は、第２車線Ｌ２の変換処理について行ったが、同様に第１車線Ｌ１、第３車線Ｌ３に対して行うことができ、更には第１車線Ｌ１～第３車線Ｌ３の合計である車線Ｌに対しても、上述の変換処理をすることが可能である。

【0036】

なお、第１車線Ｌ１～第３車線Ｌ３に対して、個々に交通量を算出することで、例えば右折車線の混雑度等の取得が可能となり、右折車線の右矢印灯器の点灯時間の設定等を、より細かな信号灯器の点灯時間の設定とすることができる。

【0037】

また、閾値ｄはオートバイを含む走行車両ａの平均車長ｎａに応じて設定されており、車長ｎ、車幅ｗが共に小さいオートバイ等の割合が多い道路に対しては、平均車長ｎａが短くなり閾値ｄは低く設定され、オートバイ等の割合が低い道路に対しては、平均車長ｎａが長くなり閾値ｄは高く設定することが好ましい。

【0038】

逆に、車長ｎ、車幅ｗが大きいトラック等の割合が多い場合には、平均車長ｎａが長くなって閾値ｄが高く設定され、トラック等の割合が少ない場合には、平均車長ｎａが短くなり、閾値ｄが低く設定する。平均車長ｎａに応じて変化する閾値ｄに代えて、平均車長ｎａと相関関係を有する平均車幅ｗａを採用し、平均車幅ｗａに応じて閾値ｄを変化するようにしてもよい。これらの平均車長ｎａ、平均車幅ｗａについては、走行道路に対して予め記憶しておく。

【0039】

図７は走行車両ａの走行速度が図６に示す走行車両ａよりも遅い場合の、撮像部１からの撮像エリアＥの映像信号を演算部２で平面化した説明図である。走行速度が遅い場合には、平面化すると車両イメージＦは横方向つまり時間軸が長く表示される。

【0040】

図８は、図７における第２車線Ｌ２の車両イメージＦに基づいて、オンオフ波形から成るパルス信号pに変換する変換処理の説明図である。閾値ｄ２は撮像部１からの画像情報から算出される走行速度ｖに反比例して変動し、走行速度ｖが遅い場合は閾値ｄ２が高くなり、走行速度ｖが速い場合は閾値ｄ２が低くなる。

【0041】

このように、図８における閾値ｄ２は図６の閾値ｄ１に比べて高くなる。例えば、図８における平均走行速度ｖａが図６における平均走行速度ｖａの１／２になれば、閾値ｄ２は閾値ｄ１の２倍の値となる。

【0042】

なお、走行速度ｖに基づく閾値ｄの変更は、例えば１分間に通過する走行車両ａの平均走行速度ｖａを採用することが好ましく、この場合には１分毎に閾値ｄは自動的に変更される。

【0043】

このように、演算部２は車両イメージＦの平面化、集計処理、積分処理を行い、積分値ｇが予め設定した閾値ｄ２を超えた際には、１台の走行車両ａを検出したと判定する。そして、下段図に示すようにパルス信号ｐの出力を行う。

【0044】

上述のように、車線Ｌを走行する平均車長ｎａ、又は平均車幅ｗａに応じて閾値ｄが変化するため、ゼロ点を起点として縦軸を平均車長ｎａ又は平均車幅ｗａの増加とし、横軸を平均走行速度ｖａの減少とするマトリックス表を作成し、このマトリックス表から閾値ｄを抽出して設定することも可能である。

【0045】

このマトリックス表を採用した場合は、平均車長ｎａ又は平均車幅ｗａが大きく、かつ平均走行速度ｖａが遅い場合に抽出される閾値ｄが最も高くなり、逆に平均車長ｎａ又は平均車幅ｗａが短く、かつ平均走行速度ｖａが速い場合に抽出される閾値ｄが最も低く設定されることになる。

【0046】

このように本発明に係る車両検出装置では、撮像部１で得られる映像信号に基づいて、演算部２で車両通過を示すオンオフ波形から成るパルス信号ｐに変換し、超音波感知処理部Ｍ１に出力することが可能である。

【0047】

このように、撮像部１で得られる映像信号を用いることで、走行車両ａの感知漏れを防ぐことが可能であり、車線Ｌを跨って走行する走行車両ａについても、車線Ｌ毎に車幅ｗの割合で分割して処理することで、車線Ｌを走行する走行車両ａを余分に計数することがなくなる。

【符号の説明】

【0048】

１ 撮像部
２ 演算部
ａ 走行車両
ｄ、ｄ１、ｄ２ 閾値
Ｅ 撮像エリア
Ｆ、Ｆ１、Ｆ２ 車両イメージ
ｇ 積分値
Ｌ 車線
Ｍ１ 超音波感知処理部
ｎａ 平均車長
ｐ、ｐ１ パルス信号
ｐｗ パルス幅
ｔ 経過時間
ｖａ 平均走行速度
ｗ 車幅
ｗｒ 道幅
ｗａ 平均車幅
ｗｓ 合計車幅

【要約】

【課題】撮像部から入力される映像信号に基づいて車両通過を示すオンオフ信号に変換して出力可能な車両測定装置を提供する。
【解決手段】道幅の一部を占有する車幅ｗの車両イメージＦを平面化する平面化処理は、時間経過と共にリアルタイムで作成されてゆき、併せて車両イメージＦの車幅ｗの合計車幅ｗｓを集計してゆく。これらの平面化、集計処理と同時に、合計車幅ｗｓの積分、つまり車両イメージＦの面積を積分する。そして積分値ｇが予め設定した閾値ｄ１を超えた際には、１台の車両を検出したと判定し、オンオフ波形から成るパルス信号ｐの出力を行う。積分値ｇが閾値ｄ１を超えると、積分値ｇをゼロにリセットし、車両イメージＦの面積の積分処理を繰り返す。
【選択図】図６

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】