JP6089576B2 - 車両窓検出システム、車両窓検出方法及びプログラム - Google Patents

Description

本発明は、車両窓検出システム、車両窓検出方法及びプログラムに関する。

道路交通センシングの目的は、車両を運転するドライバー、それらの運行を管理する管理者、交通管理者、及び道路管理者等が様々なセンサを使用し、道路交通状況を理解し、道路の安全、円滑、快適な走行環境を保つための行動を行うことといえる。

この分野の公知技術として、例えば特許文献１には、駐車車両の調査を、走行する調査車両を使用して効率的で精度良く行うシステムが開示されている。具体的には、路上を走行する計測車両に搭載されたレーザスキャナが撮像した路上の対象物のデータを受取るシステムである。このシステムは、レーザスキャナの撮像データから路上に駐車した駐車車両の側面データを抽出する側面データ抽出部と、抽出した駐車車両の側面データに基づいて、駐車車両の有無を判別する駐車車両有無判別部とを備える。

特許第３７４０５３１号公報

ところで、交通管理システムにおいては、乗車人数による走行規制や走行レーン順守状況の判定、入場車両の入場乗車人員管理、犯罪車両の走査、法定乗車人数の順守状況判定等、様々な目的から、車両の外部から車内を撮影することがある。その際、運転席や助手席の状況は、車両の前方からフロントガラス越しに撮影することにより、把握することができる。しかしながら、車両の前方からフロントガラス越しに車内を撮影すると、後部座席の状況は、運転席や助手席に座っている人間の頭部や、ヘッドレスト等に隠れてしまい、精確に把握することができない場合がある。

そこで、車内全体の状況は、車両の側面から窓越しに撮影するシステムにより、把握することができると考えられる。ところが、車両の窓の位置は、車種によって異なる。そのため、このようなシステムを実現するには、車両の窓を精確に検出することが求められる。このような要求に対して、特許文献１に記載の技術は、車両の有無を判別することはできるが、車両の窓を検出することはできない。

本発明の目的は、上述した課題を解決する車両窓検出システム、車両窓検出方法及びプログラムを提供することにある。

上記課題を解決するために、本発明の第１の形態は、車両窓検出システムであって、発光素子からレーザー光を車道空間に投射し、車道空間に存在する車両によって反射された反射光を受光素子にて受光して、レーザー光が反射された車両の反射点までの距離を測定する変位センサと、変位センサの水平方向の位置から、反射点の水平方向の位置までの水平距離に基づいて、車両の窓を検出する車両窓検出装置と、を備え、変位センサは、車両の窓を透過していないレーザー光が反射された第一反射点までの第一距離と、車両の窓を透過したレーザー光が反射された第二反射点までの第二距離と、を測定し、車両窓検出装置は、第一距離に基づいて算出された水平距離と、第二距離に基づいて算出された水平距離との比較に基づいて、車両の窓を検出する。

本発明の第２の形態は、本発明の車両窓検出方法であって、発光素子からレーザー光を車道空間に投射し、車道空間に存在する車両によって反射された反射光を受光素子にて受光して、レーザー光が反射された車両の反射点までの距離を測定する変位センサにより、車両の窓を透過していないレーザー光が反射された第一反射点までの第一距離と、車両の窓を透過したレーザー光が反射された第二反射点までの第二距離と、を測定する測定段階と、測定段階において測定された第一距離に基づいて、変位センサの水平方向の位置から第一反射点の水平方向の位置までの第一水平距離を算出し、測定段階において測定された第二距離に基づいて、変位センサの水平方向の位置から第二反射点の水平方向の位置までの第二水平距離を算出する算出段階と、算出段階において算出された第一水平距離と第二水平距離との比較に基づいて、車両の窓を検出する検出段階とを含む。

本発明の第３の形態は、車両の窓を検出する車両窓検出装置として、コンピュータを機能させるプログラムであって、コンピュータを、発光素子からレーザー光を車道空間に投射し、車道空間に存在する車両によって反射された反射光を受光素子にて受光して、レーザー光が反射された車両の反射点までの距離を測定する変位センサにより測定された、車両の窓を透過していないレーザー光が反射された第一反射点までの第一距離に基づいて、変位センサの水平方向の位置から第一反射点の水平方向の位置までの第一水平距離を算出し、変位センサによって測定された、車両の窓を透過したレーザー光が反射された第二反射点までの第二距離に基づいて、変位センサの水平方向の位置から第二反射点の水平方向の位置までの第二水平距離を算出する算出部、算出部が算出した第一水平距離と第二水平距離との比較に基づいて、車両の窓を検出する検出部として機能させる。

以上の説明から明らかなように、本発明の車両窓検出システムによれば、車道上の車両のガラス窓を通して撮影した車内の撮像データを参照して、該車道上の車両の後部座席の状況を、車内の人物や備品等の積載状況に関わらず精確に把握することができる効果が有る。

本発明の実施形態に係る車両窓検出システムの全体構成を示す構成図である。 本発明の実施形態に係る車両窓検出システムの車両進入時の撮影動作を示す説明図である。 本発明の実施形態に係る車両窓検出システムの車両検出動作をケース別に示す説明図である。 レーザー式変位センサ１３０のレーザー光による検出対象のケース別のスキャン動作を示す説明図である。

以下、発明の車両窓検出システム、車両窓検出方法、及び車両窓検出装置の実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。

図１は、本発明の実施形態に係る車両窓検出システム１００の全体構成を示す構成図である。図１に示す車両窓検出システム１００は、車両窓検出装置１１０、及び反射型のレーザー式変位センサ１３０を備える。

レーザー式変位センサ１３０は、路肩に設けられて、発光素子からレーザーを車道空間の高さ方向に走査しながら投射し、車道空間に存在する物体によって反射された反射光を受光素子にて受光して、レーザーが反射された物体の反射点までの距離を測定するセンサである。

車両窓検出装置１１０は、レーザー式変位センサによって測定された距離に基づいて、車両の窓を検出する装置である。

なお、この他にカメラＣ及び赤外投光機（図示は省略）を備えることができる。以下、本実施形態に係る車両窓検出システム１００の機能概要を説明する。本実施形態に係る車両窓検出システム１００では、反射型のレーザー式変位センサ１３０を用いて車両Ｖの進入を検知すると共に、レーザー光が車両Ｖのガラス窓を透過する性質を用いて、車両Ｖのガラス窓の位置を検出する。その後は、車両Ｖのガラス窓の位置を検出したタイミングで、カメラＣの撮像トリガを出力することによって、車両Ｖのガラス窓を通して車両Ｖの車内の状況を確実に撮影することができる。

図２は、本発明の実施形態に係る車両窓検出システム１００の車両進入時の撮影動作を示す説明図である。以下、図１を参照しながら、図２に示す説明図を使用して、本実施形態に係る車両窓検出システム１００の車両進入時の撮影動作を説明する。まず、ステップ（ａ）では、レーザー式変位センサ１３０から送出したレーザー光が車両一般に反射する原理により、車両窓検出装置１１０が、レーザー式変位センサ１３０と車両Ｖ（この段階では車両Ｖは未だ車両であるか否かは決定されていない）との間の距離を検出する。次に、ステップ（ｂ）では、車両窓検出装置１１０が、上記検出した上記距離が予め自装置に設定していた閾値以下となった場合に車両Ｖを車両と判定する。

次に、ステップ（ｃ）では、車両窓検出装置１１０が、車両Ｖの窓の候補を検出する。この検出方法は、レーザー式変位センサ１３０の前を車両Ｖの窓が通過した時には車両Ｖの窓の部分と車両Ｖの車体の部分とで、レーザー式変位センサ１３０から送出したレーザー光が反射することで測定されるレーザー式変位センサ１３０と車両Ｖとの間の距離に変化が生じる原理に基づく。

次に、ステップ（ｄ）では、車両窓検出装置１１０が、上記検出された車両Ｖの窓の候補に対し、所定の判定条件の成立を検証する。より具体的には、候補の窓の高さ方向の位置が所定の閾値ｈ１以上で、かつ別の所定の閾値ｈ２以下で、かつ車両Ｖの窓の高さ方向のサイズが幅ｈ３以上か否かを上記判定条件として検証する。また、車両窓検出装置１１０は、上記の判定条件が所定の一定時間ｔ１以上継続された場合に、検出した車両Ｖの窓の候補を車両Ｖの窓と判定する。

この判定後、車両窓検出装置１１０は、車両Ｖの窓の候補を車両Ｖの窓と判定した直後に、カメラＣに対して撮像トリガを送出する。同時に、車両窓検出装置１１０は、赤外投光機（図示は省略）に対して発光トリガを出力する。

図３は、本発明の実施形態に係る車両窓検出システム１００の車両検出動作をケース別に示す説明図である。以下、図１，２を参照しながら、図３に示す説明図を使用して、本実施形態に係る車両窓検出システム１００の車両検出動作をケース別に説明する。但し、レーザー式変位センサ１３０を用いた測定において、レーザー式変位センサ１３０から車体までの距離の測定値をａとしたとき、レーザー式変位センサ１３０から見た車体までの高さ（車体までの垂直距離）は、ｂ（ｂ＝ａ×ｓｉｎθ）となる。また、レーザー式変位センサ１３０と車体までの間の距離（車体までの水平距離）は、ｃ（ｃ＝ａ×ｃｏｓθ）となる。

以下のケース毎の計測過程において、車両窓検出装置１１０の鉛直距離算出部（図示は省略）は、上述の垂直距離を算出し、車両窓検出装置１１０の水平距離算出部（図示は省略）は、上述の水平距離を算出するものとする。また、以下のケース毎の計測過程では、このレーザー式変位センサ１３０を用いた測定を、所定の時間間隔で複数回行うものとする。

まず、ケース（ａ）では、道路上に車両が無い場合、レーザー式変位センサ１３０は、道路面からの反射を計測することになり、この場合は（１回目の測定値ｂ１）＝（２回目の測定値ｂ２）となる。次に、ケース（ｂ）では、車両が進入すると、レーザー式変位センサ１３０のレーザー光には該車両の車体からの反射が発生するので、（１回目の測定値ｂ１）＞（２回目の測定値ｂ２）となる。即ち、レーザー式変位センサ１３０から見た車体までの高さの計測値が変化するので、車両窓検出装置１１０は、この場合は車両の進入であると判定する。

次に、上記の状態が連続する場合、車両窓検出装置１１０は、車両通過中と判定し、３回目の測定値ｃ３の計測を開始する。以下、ケース（ｃ）、（ｄ）では、車両の窓ガラスが通過する場合、（３回目の測定値ｃ３）＞（２回目の測定値ｃ２）となる。この状態が連続して生ずる場合、車両窓検出装置１１０は、車両の窓を検知したものと判定し、カメラＣへ撮像トリガを出力する。

図４は、レーザー式変位センサ１３０のレーザー光による検出対象のケース別のスキャン動作を示す説明図である。以下、図１〜３を参照しながら、図４に示す説明図を使用して、レーザー式変位センサ１３０のレーザー光による検出対象の車両検出動作をケース別に説明する。但し、同図において、レーザー式変位センサ１３０のスキャン周期を２０ｍｓ、車両の進入速度を４０ｋｍ／ｈとする場合、１スキャンの間隔は０．２２ｍとなる。

まず、ケース（ｂ）は、車両通過状態であり、この場合は、レーザー式変位センサ１３０から車体までの距離には時間経過による変化が無く、安定した値を維持している。次に、ケース （ｃ）、（ｄ）は、車両の窓が通過する場合であり、この場合は、車両の窓の部分が透過するため、レーザー式変位センサ１３０から車体までの距離に時間経過による変化が生じることになる。

なお、本発明の車両窓検出方法は、上述の車両窓検出システム１００の構成において、レーザー式変位センサ１３０及び車両窓検出装置１１０は、レーザー光による計測結果に基づいて車道上の車両を検索するものである。また、車両窓検出装置１１０は、上記計測結果の経過時間内での変化に基づいて、該車両のガラス窓の位置を決定するものである。この決定により、車両窓検出装置１１０は、該ガラス窓を通して車両内部を撮像する指示をカメラＣに送出することができるので、車両内部の状況を確実に撮影することができる。上記の計測結果には、レーザー式変位センサ１３０と車両との間の水平距離及び垂直距離が含められる。

また、本発明の車両窓検出装置は、上述の車両窓検出システム１００の構成において、レーザー式変位センサ１３０と車両との間の水平距離の、時間経過による変化に基づいて車道上の車両のガラス窓の位置を検出するものである。また、本発明のコンピュータプログラムは、車両窓検出装置１１０において、レーザー式変位センサ１３０と車両との間の水平距離の、時間経過による変化に基づいて車道上の車両のガラス窓を検出する上記検出方法を実行制御するものである。さらに、本発明の記録媒体は、上記コンピュータプログラムを記録した記録媒体である。

本発明の実施形態に係る車両窓検出システム１００によれば、車道上の車両のガラス窓部分の位置が撮影に最適な位置となるタイミングを正確に検出したタイミングで、該ガラス窓を通して車両内部を撮像できることにより、車両内部の状況を確実に撮影することができる。また、装置構成が簡単であり、設置が容易に可能となる効果が有る。従って、本発明の実施形態に係る車両窓検出システム１００は、道路上における車両内部の監視に好適に使用できる。さらに、本発明の実施形態に係る車両窓検出システム１００は、犯罪車両の捜査、法定乗車人数の遵守状況判定、乗車人数による走行規制や走行レーン遵守状況の判定、入場車両の入場乗車人員管理などにも好適であり、威力を発揮することができる。

本発明の他の実施形態として、上述の実施の形態に係る車両窓検出システム１００の車両窓検出装置１１０の構成に対して、レーザー式変位センサ１３０から得られる情報を基にした車両形状の判別機能を付加した構成のシステムを実現することができる。

１００ 車両窓検出システム
１１０ 車両窓検出装置
１３０ レーザー式変位センサ
Ｃ カメラ
Ｖ 車両

Claims (10)

1. 発光素子からレーザー光を車道空間に投射し、前記車道空間に存在する車両によって反射された反射光を受光素子にて受光して、レーザー光が反射された前記車両の反射点までの距離を測定する変位センサと、
   前記変位センサの水平方向の位置から、前記反射点の水平方向の位置までの水平距離に基づいて、前記車両の窓を検出する車両窓検出装置と、
   を備え、
   前記変位センサは、前記車両の窓を透過していないレーザー光が反射された第一反射点までの第一距離と、前記車両の窓を透過したレーザー光が反射された第二反射点までの第二距離と、を測定し、
   前記車両窓検出装置は、前記第一距離に基づいて算出された水平距離と、前記第二距離に基づいて算出された水平距離との比較に基づいて、前記車両の窓を検出する
   ことを特徴とする車両窓検出システム。
2. 前記車両窓検出装置は、前記第二距離に基づいて算出された水平距離が、前記第一距離に基づいて算出された水平距離よりも長い場合に、前記車両の窓を検出する
   ことを特徴とする請求項１に記載の車両窓検出システム。
3. 前記車両窓検出装置は、前記車両の窓を検出した後に、カメラの撮像トリガを出力する
   ことを特徴とする請求項１又は２に記載の車両窓検出システム。
4. 前記車両窓検出装置はさらに、検出された前記車両の窓の高さ方向のサイズが所定の判定条件を満たす場合に 、前記カメラの撮像トリガを出力する
   ことを特徴とする請求項３に記載の車両窓検出システム。
5. 前記車両窓検出装置は、前記変位センサの水平方向の位置から、前記反射点の水平方向の位置までの距離が、前記車道空間に存在する車両を検知した後に、当該車両を検知したときの距離よりも長くなった場合に、前記車両の窓を検出する
   ことを特徴とする請求項１から４のいずれか一項に記載の車両窓検出システム。
6. 前記車両窓検出装置は、前記変位センサの鉛直方向の位置から、前記反射点の鉛直方向の位置までの距離の変化に基づいて、前記車道空間に存在する車両を検知し、当該検知した後に、前記車両の窓を検出する
   ことを特徴とする請求項１から５のいずれか一項に記載の車両窓検出システム。
7. 前記車両窓検出装置は、前記変位センサの鉛直方向の位置から、前記反射点の鉛直方向の位置までの距離が、前記変位センサの路面からの高さよりも短くなった場合に、前記車両が検知されたとする
   ことを特徴とする請求項６に記載の車両窓検出システム。
8. 前記車両窓検出装置は、前記変位センサによって測定された距離に基づいて、前記変位センサの鉛直方向の位置から、前記反射点の鉛直方向の位置までの距離を算出し、当該算出した距離の変化に基づいて、前記車道空間に存在する車両を検知する
   ことを特徴とする請求項６又は７に記載の車両窓検出システム。
9. 発光素子からレーザー光を車道空間に投射し、前記車道空間に存在する車両によって反射された反射光を受光素子にて受光して、レーザー光が反射された前記車両の反射点までの距離を測定する変位センサにより、前記車両の窓を透過していないレーザー光が反射された第一反射点までの第一距離と、前記車両の窓を透過したレーザー光が反射された第二反射点までの第二距離と、を測定する測定段階と、
   前記測定段階において測定された前記第一距離に基づいて、前記変位センサの水平方向の位置から前記第一反射点の水平方向の位置までの第一水平距離を算出し、前記測定段階において測定された前記第二距離に基づいて、前記変位センサの水平方向の位置から前記第二反射点の水平方向の位置までの第二水平距離を算出する算出段階と、
   前記算出段階において算出された前記第一水平距離と前記第二水平距離との比較に基づいて、前記車両の窓を検出する検出段階と
   を含むことを特徴とする車両窓検出方法。
10. 車両の窓を検出する車両窓検出装置として、コンピュータを機能させるプログラムであって、
    前記コンピュータを、
    発光素子からレーザー光を車道空間に投射し、前記車道空間に存在する車両によって反射された反射光を受光素子にて受光して、レーザー光が反射された前記車両の反射点までの距離を測定する変位センサにより測定された、前記車両の窓を透過していないレーザー光が反射された第一反射点までの第一距離に基づいて、前記変位センサの水平方向の位置から前記第一反射点の水平方向の位置までの第一水平距離を算出し、前記変位センサによって測定された、前記車両の窓を透過したレーザー光が反射された第二反射点までの第二距離に基づいて、前記変位センサの水平方向の位置から前記第二反射点の水平方向の位置までの第二水平距離を算出する算出部、
    前記算出部が算出した前記第一水平距離と前記第二水平距離との比較に基づいて、前記車両の窓を検出する検出部
    として機能させるプログラム。

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