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CCDカメラで車間距離の識別
非常に難しい事だと思いますが、高速道路などで走る車にＣＣＤカメラを搭載して、前の車との車間距離の計測をやりたいと思っています。 利用する機材は、パソコンとパソコン用のカメラです。 プログラムのほうは、Video for Windows です。 （この質問では、「できる」という前提で結構です） 今回は、 「周囲の景色や明るさが変るので、どうやって車とその他のものを識別できるくらいの映像をＣＣＤカメラに捕捉するか」 という点に絞って、質問させていただきたいと思います。 識者の方、教えていただけませんでしょうか？ 質問の情報不足は、補足しますので、具体的に要求して下さい。 宜しくお願いします。
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ＣＣＤカメラで車間を計るとなるとカメラの視野角を利用して先行車の幅などが何ピクセルに相当するかから割り出す（この方法は先行車両の大きさが様々な為誤差が大きい）か、二つのカメラで先行車両の特定の一点を選択し各カメラの軸線から何度ずれた位置に特定の一点があるかを割り出し三角測量の要領で距離を割り出すかということになるでしょう。 前者の方法は比較的簡便で、車両の中心のずれなども検出できますが、誤差がどの程度になるかが問題でしょう。後者の方法はかなり高精度の計測ができる利点はありますが、システム全体としてはかなり複雑なものにならざるを得ないでしょう。 いずれの方法でも走行中の車両とそれ以外のものを識別するにはこちらの車両の挙動をＧセンサーやジャイロや速度などで把握し、その情報で撮影された画像を補正しその中からこちらの挙動と不一致となる部分である範囲（地上高など）にある部分を抽出するということになるでしょうから、これだけでもかなり複雑ですね。 単に車間距離や相対速度のみを測定するのあれば、レーザーや電波を利用した測距システムがありそちらを利用した方が遥かにローコストですむような気がします。送受信のトランスデューサー部分を複数設け、定期的に切り替えながら計測すればかなり広範囲に測定することもできるかもしれません。 この分野は専門外ですので、実際には多くの問題があるのかも知れません。参考意見として聞いてください。
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ＣＣＤを使うとなると話は簡単ではありませんね。 だから普通は他の距離センサーを利用します（セルシオに搭載されているのもそうですね） ＣＣＤを利用した三次元計測により無人で車をうごかすなどの研究が行われていますので、参考になるでしょう。 下記ＵＲＬをご参照下さい。 私が知ったのはかなり前になりますが、当時そのシステムでゆっくりではありますが、大学構内を自立走行する車をカーネギーメロン大学で試作されたことがあります。
お礼
＞普通は他の距離センサーを利用します（セルシオに搭載されているのもそうですね） 不勉強で、知りませんでした。 今からセルシオを調べてみます。 ＞大学構内を自立走行する車をカーネギーメロン大学で試作されたことがあります。 自律走行ですか・・・ かなり環境を限定しているように思います。 ドイツの国防大学（？）では、アウトバーンを９０ｋｍ／ｈで走らせたそうですが、アウトバーンって、ガラガラで、滑走路向けでほとんど直線ですもんね。 貴重な情報をありがとうございました。
- quenista
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私も、専門では無いのでアイディアのみです．．．。 先ず考えられる方法は、２ＣＣＤによる、計測で距離は出せると思います。 後は放射温度計の要領で「温度」の差を捕らえれば、車両か否かの検出がある程度は可能では無いでしょうか？ 余り、役には立たない意見ですいません．．．。
お礼
＞放射温度計の要領で「温度」の差 追尾ミサイルですね。 絶対ＣＣＤカメラでなくてはならないというほどのこだわりはないです。 また、視点を変えたご意見は、大歓迎です。 ありがとうございました。
- stomachman
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高速道路ということなら、ほとんどの場合、動いているのが背景で、動かないのが車ですね。僅かな時間差で何枚か写真を撮って、相関を見れば、車が抽出できると思います。 ナンバープレートを識別するのは結構難しい問題です。トラックなんぞ、どこについているのか見つけるのが大変でしょうし、白い車だと白いプレートは判別困難。 むしろ、２台のカメラを1m程度離して設置し、三角測量の要領で距離を測るほうが旨く行きそうに思います。これも、抽出した車の像同士の相互相関を見れば分かる。
お礼
＞僅かな時間差で何枚か写真を撮って、相関を見れば、 おっしゃるように前のフレーム、あるいはそれ以上前の画像からの流れで、認識するのはかなり希望が持てそうですね。 ただ、急激な変化（トンネルを抜けるとか、ブレーキランプ点灯）の際にどうなるか、が心配です。 （やってみればいいのですが、その前に机上で方法の可能性を検討したいので・・・（＾＾;） ＞三角測量の要領で距離を測るほうが なるほど、車の像の相互相関ですか、 動かない部分を車の像のエリアであるとして・・・ （あ、前車が急ブレーキの際に、少々心配ですが・・・） お知恵をいただきありがとうございました。
車自体の大きさは、車の車種や装備によって大きさが変わると思うので、素人考えでは唯一、ナンバープレートが大きさから距離を割り出すのに適しているのではないかと思います。そして、ナンバープレートの認識自体はＮシステムで実用化されているので、識者の方が示してくださるだろうと思います。認識さえ出来れば、後は距離ごとの大きさの関数を立ち上げるだけですが、ある程度の距離からは、カメラの解像度の関係でこの方法では出来ないような気がいたします。
お礼
松下のＮシステムは、距離を限定して（撮像されるプレートの絵のサイズを限定して）読み取っているようです。 ＞認識さえ出来れば おっしゃるように、前の車を認識（検知？）するところが、第１の難関です。 また、検知したあとも、距離測定の精度を考えると、 数１０ｍ離れて３０ｃｍ程度のプレートを距離認識に使うためには、かなり高解像のカメラが必要になりそうです。 ただ、目的からして遠方になるほど精度は必要ないのが、救いなんですが・・ ご回答ありがとうございます。
お礼
専門外といいながらも、いろんな角度からのご意見をありがとうございます。 レーザー、電波利用のものに比べ、低価格化が顕著なCCDカメラを使えないか（ボチボチ使えるんじゃない？）というのが、話しの発端です。 が、おっしゃるようにシステム全体の複雑さは出てしまうようですね。 特に ＞こちらの車両の挙動を・・・把握し・・・ という点は、机上検討の段階で、たいへん参考になりました。 ありがとうございました。