JP2007293507A - Vehicle tracking device - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は、パトカーや白バイ等の車両に搭載して追跡対象車両の撮影に使用する車両追尾装置に関するものである。 The present invention relates to a vehicle tracking device that is mounted on a vehicle such as a police car or a white motorcycle and used for photographing a tracking target vehicle.
パトカーや白バイ等にビデオカメラを設置し、例えば暴走車両などを追跡する際に当該追跡対象車両を撮影して、この撮影画像を事後の車両特定や違反行為などの証拠に用いている。
追跡対象車両の撮影は、これまでは一般的なビデオカメラをパトカーや白バイの車両前方または後方に設置する、あるいはパトカー等の助手席の搭乗者自らがビデオカメラを保持し、これを手動操作によって撮影している。
また、監視カメラおよび赤外線カメラを、車両の後部に撮影方向を後方下部の道路面に向けて設置した装置がある。この装置は、赤外線カメラの撮影した映像から、即ち赤外線カメラから出力される映像信号から、位置検出部を用いて熱量を発生する生物や移動物体の位置を検出し、監視カメラの撮影した映像の中で上記の検出した位置に該当する部分を表示制御部を用いて強調してモニタへ表示するもので、走行方向に存在する障害物確認を容易に行うことができるようにしている(例えば、特許文献1参照)。
For example, when tracking a runaway vehicle or the like, a video camera is installed in a police car or a white bike, and the tracked vehicle is photographed, and this captured image is used as evidence of subsequent vehicle identification or violation.
To shoot a vehicle to be tracked, a conventional video camera has been installed in front of or behind a police car or white bike, or a passenger in a passenger seat such as a police car holds the video camera and operates it manually. Shooting.
There is also an apparatus in which a surveillance camera and an infrared camera are installed at the rear of the vehicle with the shooting direction facing the road surface at the lower rear. This device detects the position of a living organism or a moving object that generates heat using a position detection unit from a video image taken by an infrared camera, that is, a video signal output from the infrared camera, and The portion corresponding to the detected position is emphasized using the display control unit and displayed on the monitor so that obstacles existing in the traveling direction can be easily confirmed (for example, Patent Document 1).
従来の追跡対象車両を撮影する装置は以上のように構成されているので、追跡されている車両は逃れるために激しく蛇行し方向を絶えず変化させることから、追跡しているパトカーや白バイ等に固定装着されたビデオカメラで追跡対象車両を鮮明に撮影することは困難であった。また、パトカー等の助手席で搭乗者がビデオカメラを保持して撮影する場合も、車内が激しくゆれるため追跡対象車両を鮮明に撮影することが困難であった。また、車両に撮像カメラと赤外線カメラとを併設した装置は、モニタ等に映像を表示するとき、生物などが映っている部分を強調するもので、激しく動く追跡対象車両を追尾して鮮明に撮影することは難しいという課題があった。 Since the conventional device for capturing a tracked vehicle is configured as described above, the tracked vehicle snakes violently in order to escape, and the direction is constantly changed. It was difficult to clearly photograph the vehicle to be tracked with the attached video camera. Further, when a passenger holds a video camera in a passenger seat such as a patrol car and takes a picture, it is difficult to take a clear picture of the vehicle to be tracked because the inside of the vehicle shakes violently. In addition, a device with an imaging camera and an infrared camera attached to the vehicle emphasizes the part where living things are reflected when displaying images on a monitor, etc., and clearly captures the tracking target vehicle that moves violently. There was a problem that it was difficult to do.
この発明は上記のような課題を解決するためになされたもので、追跡対象車両を鮮明に撮影する車両追尾装置を得ることを目的とする。 The present invention has been made to solve the above-described problems, and an object of the present invention is to obtain a vehicle tracking device that clearly captures a tracked vehicle.
この発明に係る車両追尾装置は、並べて配置した可視光カメラ及び赤外線カメラと、可視光カメラ及び赤外線カメラを回動させる回動手段と、可視光カメラ及び赤外線カメラのレンズのズーム倍率を調整するレンズドライブ手段と、赤外線カメラの出力した画像データから追跡対象車両の特徴量を有する部分を抽出し、当該特徴量を有する部分に応じて撮影画像の画角を調整するデータを求める画像処理手段と、画像処理手段の求めたデータに基づいて回動手段及びレンズドライブ手段を制御して可視光カメラに撮影させた画像のデータを出力させる制御手段とを備えるものである。 The vehicle tracking device according to the present invention includes a visible light camera and an infrared camera arranged side by side, a rotating means for rotating the visible light camera and the infrared camera, and a lens for adjusting the zoom magnification of the lenses of the visible light camera and the infrared camera. A drive means, an image processing means for extracting data having a feature amount of the tracking target vehicle from the image data output from the infrared camera, and obtaining data for adjusting the angle of view of the captured image in accordance with the feature amount portion; And control means for controlling the rotation means and the lens drive means based on the data obtained by the image processing means to output data of an image photographed by the visible light camera.
この発明によれば、並べて配置した可視光カメラ及び赤外線カメラを回動手段によって回動させ、可視光カメラ及び赤外線カメラのレンズのズーム倍率をズームドライブ手段によって調整して、画像処理手段が赤外線カメラからの画像データの追跡対象車両の特徴量を有する部分を抽出し、当該特徴量を有する部分に応じて撮影画像の画角を調整するデータを求め、制御手段が当該データに基づいて回動手段及びレンズドライブ手段を制御して可視光カメラに撮影させた画像のデータを出力させるようにしたので、追跡対象車両を視認し易く鮮明に撮影することができるという効果がある。 According to the present invention, the visible light camera and the infrared camera arranged side by side are rotated by the rotating means, and the zoom magnification of the lenses of the visible light camera and the infrared camera is adjusted by the zoom drive means. A portion having the feature amount of the tracking target vehicle in the image data from the image data is extracted, data for adjusting the angle of view of the captured image is obtained according to the portion having the feature amount, and the control means rotates based on the data In addition, since the lens drive means is controlled to output the data of the image captured by the visible light camera, there is an effect that the tracking target vehicle can be easily and clearly captured.
以下、この発明の実施の一形態を説明する。
実施の形態1.
図1は、この発明の実施の形態1による車両追尾装置の構成を示すブロック図である。図示した車両追尾装置は、追跡を行う車両の前側あるいは後側に並べて搭載される可視光カメラ1と赤外線カメラ2、可視光カメラ1及び赤外線カメラ2から出力された信号を処理する画像処理部3、画像処理部3から入力したデータを記憶し、必要に応じて記憶しているデータを画像処理部3へ出力する画像メモリ4、可視光カメラ1と赤外線カメラ2と画像処理部3とを制御するプロセッサ等のCPU5、可視光カメラ1と赤外線カメラ2と画像処理部3とCPU5の動作を同期させるタイミング信号等を発生するタイミング発生器6、画像処理部3が処理したデータを記録する記録部7、及び画像処理部3から出力されたデータに基づいて画像を表示する表示部8を備えている。
An embodiment of the present invention will be described below.
1 is a block diagram showing a configuration of a vehicle tracking apparatus according to
可視光カメラ1は水平垂直回動台10に搭載され、また赤外線カメラ2は水平垂直回動台20に搭載され、これらの水平垂直回動台10,20を車両に固定/設置している。また、可視光カメラ1及び赤外線カメラ2は、各々水平方向ならびに垂直方向に回動するように車両に搭載されている。可視光カメラ1にはレンズドライバ11と回動台ドライバ12が備えられている。レンズドライバ11は、可視光カメラ1に装着されている望遠レンズ13のズーム調整を行うように接続/構成されている。回動台ドライバ12は、水平垂直回動台10の駆動制御を行うように接続/構成されている。赤外線カメラ2にはレンズドライバ21と回動台ドライバ22が備えられている。レンズドライバ21は、赤外線カメラ2に装着されている望遠レンズ23のズーム調整を行うように接続/構成されている。回動台ドライバ22は、水平垂直回動台20の駆動制御を行うように接続/構成されている。
The
図2は、実施の形態1による車両追尾装置の構成を示す説明図である。この図は、図1に示した可視光カメラ1と赤外線カメラ2とを、例えばパトカーなどの車両30に搭載したときの態様の一例を示したもので、車両30を側方視したときの概観である。図1に示したものと同一部分に同じ符号を使用し、その説明を省略する。水平垂直回動台10,20は車両30のルーフ前端部位に搭載/固定されている。前述のように水平垂直回動台10,20には各々可視光カメラ1と赤外線カメラ2が搭載されている。また、可視光カメラ1と赤外線カメラ2は、望遠レンズ13,23が車両30の前方を向くように載置されている。
FIG. 2 is an explanatory diagram showing the configuration of the vehicle tracking device according to the first embodiment. This figure shows an example of a mode when the
図3は、実施の形態1による車両追尾装置の構成を示す説明図である。この図は、図2に示した可視光カメラ1と赤外線カメラ2とを搭載した車両30を、前方から視たときの概観を表している。図1及び図2に示したものと同一部分に同じ符号を使用し、その説明を省略する。図3に例示したものは、図中左側に水平垂直回動台10に搭載された可視光カメラ1、右側に水平垂直回動台20に搭載された赤外線カメラ2を配置している。このとき、可視光カメラ1と赤外線カメラ2は、例えば車両30のルーフ表面からのレンズ高さを揃えて、可視光カメラ1と赤外線カメラ2が水平に並ぶように、また望遠レンズ13と望遠レンズ23の間隔が数十センチメートル空くように配置されている。追跡対象車両と追跡対象車両を追跡する車両30との距離は少なくとも数メートル以上空いていることから、後述する処理に支障が生じないように、被写体までの距離に比べてわずかな距離を開けて各カメラを配置して、追跡対象車両を同様な大きさ及び形状で各々のカメラが撮影できるように配置している。
FIG. 3 is an explanatory diagram showing the configuration of the vehicle tracking device according to the first embodiment. This figure shows an overview when the
次に動作について説明する。
車両追尾装置は、可視光カメラ1と赤外線カメラ2が同一被写体を撮影するように、CPU5によって回動台ドライバ12,22を制御して水平垂直回動台10,20を駆動している。当該車両追尾装置を起動させたとき、CPU5は車両30の前方において同一範囲を撮影するように回動台ドライバ12及び回動台ドライバ22を制御し、水平垂直回動台10と水平垂直回動台20とを駆動させ、その後可視光カメラ1と赤外線カメラ2の向きを一定に保持させる。詳しくは、当該装置の起動時に各カメラのレンズドライバ11,21と回動台ドライバ12,22を駆動し原点検出を行って各望遠レンズのズーム倍率と各カメラの向きを同一に合わせ、一台の追跡対象車両を同様に撮影することができる状態にする。この動作は、例えばCPU5が原点として予め設定されているズーム倍率と現在のズーム倍率との差分を求め、各望遠レンズのズーム倍率の調整/制御を行う。また、可視光カメラ1と赤外線カメラ2の向きについて、予め原点として設定されている方向と現在の各カメラの向いている方向との差分を求め、各カメラを予め設定されている方向へ向けるように水平垂直回動台10,20の回動動作を制御する。このようにして可視光カメラ1と赤外線カメラ2の向きならびに各カメラの望遠レンズ13,23のズーム倍率を同一に揃え、以降のCPU5による制御では、可視光カメラ1と赤外線カメラ2の向きを同じ方向へ揃えて、また各カメラのズーム倍率を揃えて行われる。
Next, the operation will be described.
In the vehicle tracking apparatus, the
追跡対象車両が被写体のとき、上記のように同一方向へ望遠レンズ13,23を向けている可視光カメラ1と赤外線カメラ2によって撮影を行う。可視光カメラ1及び赤外線カメラ2はタイミング発生器6から入力した複数のタイミング信号に同期させて追跡対象車両の撮影を行い、その撮影画像を画像データとして画像処理部3へ出力する。
画像処理部3は、可視光カメラ1及び赤外線カメラ2から順次入力している画像データを画像メモリ4へ格納する。画像メモリ4へ格納した赤外線カメラ2からの画像データについて、追跡対象車両を特定する特徴量を用いて当該車両が写っている画像中の領域を抽出する。また、画像表示を行ったとき、この抽出領域が画面上において所定の位置へ表示される画角と、現在処理対象としている画像データの画角との差分を求めて当該差分を示す画角差分データをCPU5へ出力する。
When the vehicle to be tracked is a subject, photographing is performed by the
The
CPU5は、入力した画角差分データの値が小さくなるようにレンズドライバ11及び回動台ドライバ12と、レンズドライバ21及び回動台ドライバ22とを制御し、可視光カメラ1と赤外線カメラ2の向きや、各々の望遠レンズ13,23のズーム倍率を変化させる。画像処理部3から入力した画角差分データの値が充分小さく、概ね画角の差分がないとみなすことができるようになったとき、好ましくは当該データの示す差分が皆無になったとき画像処理部3を制御して、この時点で画像メモリ4に格納されている可視光カメラ1からの画像データ、換言すると上記の値の小さな画角差分データが求められた赤外線カメラ2の画像データと同期に可視光カメラ1が撮影した画像データを画像メモリ4から出力させ、例えば記録部7へ記録させる。また、外部から当該CPU5になされた設定に応じて画像処理部3を制御し、画像メモリ4に格納されている可視光カメラ1からの画像データを表示部8へ出力させ、当該画像データに基づく画像を表示させる。
The
前述の処理動作のうち、画像処理部3による処理動作とCPU5によるレンズドライバ11、回動台ドライバ12、レンズドライバ21、及び、回動台ドライバ22の制御を詳細に説明する。
図4は、実施の形態1による車両追尾装置の処理動作を示す説明図である。この図は、前述の画像処理部3による赤外線カメラ2からの画像データの処理を表したものである。図示した画像40は、図2などに表した車両30により追跡対象車両50を後方から追尾して撮影したときのものである。追跡対象車両50には、後方へ向けて排気管が設けられており、この排気管にはマフラ51が取り付けられている。ここで説明する車両追尾装置は、走行中に高温になるマフラ51の存在を、撮影画像の中の追尾対象車両50を特定する特徴量として用いている。
Among the processing operations described above, the processing operation by the
FIG. 4 is an explanatory diagram showing a processing operation of the vehicle tracking device according to the first embodiment. This figure shows the processing of image data from the
車両追尾装置を起動させたとき、前述のようにCPU5の制御によって可視光カメラ1と赤外線カメラ2の撮影範囲が同一となるように望遠レンズ13,23のズーム倍率と水平垂直回動台10,20の動作が制御される。車両30の前方を走行している追跡対象車両50の後姿を撮影するとき、可視光カメラ1と赤外線カメラ2の撮影動作を同期させる。詳しくは、図1に示したタイミング発生器6がタイミング信号として生成した撮像素子読み出し信号、画像水平同期信号、及び画像垂直同期信号を各々可視光カメラ1と赤外線カメラ2へ入力し、これらの信号が示すタイミングに各カメラを構成している撮像素子の受光動作や画像データの出力動作を同期させている。上記のようにCPU5の制御により、同一画角で可視光カメラ1と赤外線カメラ2が追跡対象車両50を撮影し、画像処理部3が前述のようにこれらのカメラから出力された画像データを画像メモリ4へ格納する。
When the vehicle tracking device is activated, the zoom magnification of the
画像処理部3は、上記のように画像メモリ4に格納されている赤外線カメラ2の画像データから、例えば当該画像データが表す赤外線画像を図4に示した画像40としたとき当該画像40の中から、追跡対象車両50の後部において最も高温になっているマフラ51の位置を抽出し、この部分が図4に破線で示した特徴量枠41の内部に入るように、画像の中における特徴枠41の位置ならびに枠の大きさを計算して当該画像中に設定する。
図4に破線で示した監視枠42は、図示したように特徴量枠41を自らの下側に含んでいるもので、監視枠42の内側の領域には追尾して撮影した追跡対象車両50の画像が含まれる。
追跡対象車両50とマフラ51との投影面積比、及び追跡対象車両50のバックビューにおけるマフラ51の位置は、いずれの車両でも概ね同様なものになっている。そのため、予め特徴量枠41と監視枠42との面積比や互いの位置関係を設定しておくことができる。このことから、上記のように特徴量枠41を画像に設定して、さらに当該画像中に特徴量枠41に関連させて監視枠42を設定し、画像中の追跡対象車両50を監視枠42の内側に囲う。
The
A
The projected area ratio between the tracking
図5は、実施の形態1による車両追尾装置の処理動作を示す説明図である。図4に示したものと同一あるいは相当する部分に同じ符号を使用し、その説明を省略する。この図は、図4に示した画像40において画像処理部3が前述の画角差分データを求める処理動作を示したものである。
図5に示した画像40の中心点43と監視枠42の中心点44との偏差ΔLを求める。偏差ΔLを求めることにより、画像40と監視枠42の関係について、水平方向の偏差ΔT及び垂直方向の偏差ΔPが求められる。
FIG. 5 is an explanatory diagram showing a processing operation of the vehicle tracking device according to the first embodiment. The same reference numerals are used for parts that are the same as or correspond to those shown in FIG. This figure shows the processing operation in which the
A deviation ΔL between the
また、画像40の例えば水平方向のサイズを辺長Z1とし、また監視枠42の水平方向のサイズを辺長Z2としたとき、Z2/Z1の値を求めることにより画像40と監視枠42のズーム比が求められる。なお、ここでズーム比とは、一般的に用いられている最大焦点距離と最小焦点距離の比を表すものではなく、画像40の全体のサイズと監視枠42の全体のサイズの比に等しいもので、ズーム倍率の修正量を表す値である。また、上記の画像処理部3による特徴量の抽出や各枠の設定などの処理は、赤外線カメラ2から出力された画像データを用いて行われるものである。
画像処理部3は、上記のように求めた水平方向の偏差ΔT、垂直方向の偏差ΔP、及びズーム比Z2/Z1を画角差分データとしてCPU5へ出力する。
For example, when the horizontal size of the
The
CPU5は、入力した画角差分データの各値、即ち水平方向の偏差ΔT、垂直方向の偏差ΔP、及びズーム比Z2/Z1の各値をパラメータとして、レンズドライバ11及び回動台ドライバ12、またレンズドライバ21及び回動台ドライバ22を制御する。この制御によって、可視光カメラ1と赤外線カメラ2の向き及び各カメラのズーム倍率が同様に調整される。このように調整された可視光カメラ1の撮影した追跡対象車両50の画像は、画像40の中に大きく写されたものになり、換言すると最適な画角で表示することができるものになって、明瞭な追跡対象車両50の撮影画像が得られる。このようにして可視光カメラ1が撮影した追跡対象車両50の画像データを前述のように記録部7に記録する、または当該画像を表示部8に表示する。なお、このとき赤外線カメラ2からの画像データを用いて求めた画角差分データは、各パラメータの値が小さいものとなり、現在可視光カメラ1の撮影している画像に対して、画角を調整する前述の各処理が行われなくなる。即ち、画像処理部3が求めた画角差分データの値が十分小さくなったとき、もしくは差分が皆無になったときに可視光カメラ1が撮影した画像のデータを記録部7に記録する、または表示部8へ当該画像データを出力して画像表示を行わせる。
The
以上のように実施の形態1によれば、同一の追跡対車両50を撮影するように並べた可視光カメラ1と赤外線カメラ2と、赤外線カメラ2の出力した画像データからマフラ51を抽出して画角を変化させるためのパラメータを求める画像処理部3と、画像処理部3の求めたパラメータを用いて可視光カメラ1と赤外線カメラ2の向きとズーム倍率を制御するCPU5とを備えたので、追跡対象車両50を画角一杯に撮影することができ、車両の特定やナンバープレートの確認等を容易に行うことができるという効果がある。
また、最適な画角で追跡対象車両50を撮影するように制御していることから、追跡中にカメラ等の操作に煩わされることがなく、追跡者は追跡行為に注意を集中させることができるという効果がある。
As described above, according to the first embodiment, the
Further, since control is performed so that the tracking
1 可視光カメラ、2 赤外線カメラ、3 画像処理部、4 画像メモリ、5 CPU、6 タイミング発生器、7 記録部、8 表示部、10,20 水平垂直回動台、11,21 レンズドライバ、12,22 回動台ドライバ、13,23 望遠レンズ、30 車両、40 画像、41 特徴量枠、42 監視枠、50 追跡対象車両、51 マフラ。
DESCRIPTION OF
Claims (4)
前記可視光カメラ及び赤外線カメラを回動させる回動手段と、
前記可視光カメラ及び赤外線カメラのレンズのズーム倍率を調整するレンズドライブ手段と、
前記赤外線カメラの出力した画像データから追跡対象車両の特徴量を有する部分を抽出し、当該特徴量を有する部分に応じて撮影画像の画角を調整するデータを求める画像処理手段と、
前記画像処理手段の求めたデータに基づいて前記回動手段及びレンズドライブ手段を制御して前記可視光カメラに撮影させた画像のデータを出力させる制御手段と、
を備える車両追尾装置。 A visible light camera and an infrared camera arranged side by side;
Rotating means for rotating the visible light camera and the infrared camera;
Lens drive means for adjusting the zoom magnification of the lenses of the visible light camera and the infrared camera;
Image processing means for extracting a portion having a feature amount of the tracking target vehicle from the image data output from the infrared camera and obtaining data for adjusting the angle of view of the captured image according to the portion having the feature amount;
Control means for controlling the rotation means and the lens drive means based on the data obtained by the image processing means to output image data taken by the visible light camera;
A vehicle tracking device.
制御手段は、前記画像処理手段の求めた画角の差分を示すデータに基づいて前記監視枠の画角と全体画像の画角との差分が小さくなるように回動手段及びレンズドライブ手段を制御することを特徴とする請求項1記載の車両追尾装置。 The image processing means extracts a portion of the muffler that is at a high temperature, sets a monitoring frame in association with the muffler portion, and obtains data indicating a difference between the angle of view of the monitoring frame and the angle of view of the entire image. ,
The control means controls the rotation means and the lens drive means so that the difference between the angle of view of the monitoring frame and the angle of view of the entire image is reduced based on the data indicating the difference in angle of view obtained by the image processing means. The vehicle tracking device according to claim 1, wherein:
3. The control means according to claim 2, wherein when the data inputted from the image processing means shows a small difference or when the difference shows no difference, the control means causes the display means to display using the image data from the visible light camera. Vehicle tracking device.
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