JP2001343213A - 移動体に搭載された位置特定装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 移動体から被写体の位置を容易に特定するこ
と。 【解決手段】 移動体に搭載された位置特定装置は、被
写体を撮像するカメラ１０３と、カメラ１０３の撮像方
向を検出するための回転角度検知部１０７および進行方
向検知部１１１と、絶対位置を検出するＧＰＳ１０９
と、被写体１５１とカメラ１０３との間の距離を検出
し、検出された撮像方向、ＧＰＳにより検出された絶対
位置および検出された距離に基づき、被写体１５１の絶
対位置を特定する位置特定部１０１とを備える。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、移動体に搭載さ
れた位置特定装置に関し、特に、地上に固定された特定
の物体の位置を迅速に特定するための移動体に搭載され
た位置特定装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、地上の物体の位置を特定するため
に種々の方法が用いられる。たとえば、物体の位置を地
図で照合する方法や、全地球測位システム（Global Pos
itioning System：以下「ＧＰＳ」という）を用いて位
置を特定する方法がある。さらに、物体に近づくことが
できない場合には、予め位置が求められている２地点か
らの物体までの方位を用いて三角測量により物体の位置
を特定する方法がある。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、地図を
照合して物体の位置を特定する方法では、地図が手元に
ない場合や、物体の地図上の位置を特定するのが困難な
場合などは、物体の位置を特定することが困難である。
また、ＧＰＳを用いる場合には、物体に近づいて人工衛
星などから電波を受信しなければならず、測定の対象と
なる物体に近づくことができない場合にはその物体の位
置を特定することができない。

【０００４】さらに、三角測量を用いる場合には、予め
定められた２地点の位置がわからなければ物体の位置を
特定することができない。また、２地点間を移動するの
に時間がかかるため、物体の位置を特定するのに時間が
かかり、迅速性に欠けるという問題があった。

【０００５】この発明は上述の問題点を解決するために
成されたもので、この発明の目的の１つは、移動体から
被写体の位置を容易かつ迅速に特定することが可能な位
置特定装置を提供することである。

【０００６】この発明の他の目的は、被写体に近づくこ
とができない場合であっても、容易かつ迅速に被写体の
位置を特定することが可能な位置特定装置を提供するこ
とである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上述の目的を達成するた
めにこの発明のある局面によれば、位置特定装置は、移
動体に搭載された位置特定装置であって、被写体を撮像
する撮像手段と、撮像手段の撮像方向を検出するための
撮像方向検出手段と、絶対位置を検出する位置検出手段
と、被写体と撮像手段との間の距離を検出する距離検出
手段と、撮像方向検出手段により検出された撮像方向、
位置検出手段により検出された絶対位置および距離検出
手段により検出された距離に基づき、被写体の絶対位置
を特定する特定手段とを備える。

【０００８】この発明に従えば、撮像方向検出手段によ
り検出された撮像方向、位置検出手段により検出された
絶対位置および距離検出手段により検出された距離に基
づき、被写体の絶対位置が特定される。このため、移動
体から被写体の位置を容易に特定することが可能な位置
特定装置を提供することができる。

【０００９】好ましくは、位置特定装置の撮像方向検出
手段は、一端が移動体に固定され、他端に撮像手段が回
転可能に取付けられた撮像方向変更手段と、移動体に対
して撮像手段が相対的に回転する回転角度を検出するた
めの回転角度検出手段と、移動体の進行方向を検出する
ための進行方向検出手段とを含み、検出された回転角度
と検出された進行方向とに基づき撮像方向を検出するこ
とを特徴とする。

【００１０】この発明に従えば、撮像方向検出手段は、
移動体に対して撮像手段が相対的に回転する回転角度が
検出され、移動体の進行方向が検出され、検出された回
転角度と検出された進行方向とに基づき撮像方向が検出
される。このため、移動体が進行する方向を変更した場
合であっても、撮像手段の撮像方向を正確に検出するこ
とができる。

【００１１】好ましくは、位置特定装置の距離検出手段
は、移動体の絶対位置が異なる少なくとも２地点それぞ
れで、撮像手段で撮像して得られる画像に基づき距離を
検出することを特徴とする。

【００１２】この発明に従えば、移動体の絶対位置が異
なる少なくとも２地点それぞれで、撮像手段で撮像して
得られる画像に基づき距離が検出されるので、３角測距
を用いて被写体と移動体との間の距離を正確に検出する
ことができる。

【００１３】好ましくは、位置特定装置の距離検出手段
は、撮像手段のオートフォーカス情報に基づき、距離を
検出することを特徴とする。

【００１４】この発明に従えば、撮像手段のオートフォ
ーカス情報に基づき距離が検出されるので、一度の撮像
で被写体と移動体との間の距離を検出することができ
る。

【００１５】好ましくは、位置特定装置の距離検出手段
は、撮像手段が有するレンズの画角、画像内に占める被
写体像の割合、および、被写体の大きさに基づき、距離
を検出することを特徴とする。

【００１６】この発明に従えば、撮像手段が有するレン
ズの画角、画像内に占める被写体像の割合、および、被
写体の大きさに基づき、距離が検出される。このため、
被写体と移動体との間の距離をより正確に検出すること
ができる。

【００１７】好ましくは、位置特定装置の撮像手段が有
するレンズは、ズーム機能を有することを特徴とする。

【００１８】この発明に従えば、撮像手段が有するレン
ズは、ズーム機能を有するので、撮像方向、被写体まで
の距離をより正確に検出することができる。

【００１９】好ましくは、位置特定装置の撮像方向変更
手段は、撮像手段の撮像フレーム内に被写体像が含まれ
るように撮像方向を変更することを特徴とする。

【００２０】この発明に従えば、撮像手段の撮像フレー
ム内に被写体像が含まれるように撮像方向が変更され
る。

【００２１】好ましくは、位置特定装置は、特定手段に
より特定された被写体の絶対位置を出力する第１出力手
段と、撮像手段で撮像された画像の少なくとも１部を出
力する第２出力手段とをさらに備える。

【００２２】この発明に従えば、被写体の絶対位置が出
力され、撮像された画像の少なくとも１部が出力され
る。このため、被写体の位置と画像とを同時に利用する
ことができる。

【００２３】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て図面を参照して説明する。なお、図中同一符号は同一
または相当する部材を示し、説明は繰返さない。

【００２４】［第１の実施の形態］図１は、本発明の第
１の実施の形態における位置特定装置の概略構成を示す
ブロック図である。位置特定装置１００は、被写体１５
１を撮像するためのカメラ１０３と、一端を移動体１５
０に固定され、他端にカメラ１０３が回転可能に取付け
られた撮像方向変更部１０５と、カメラ１０３で撮像さ
れた被写体像のフレーム内の位置を特定するためのフレ
ーム内位置特定部１１３と、カメラ１０３が移動体１５
０に対して相対的に回転する回転角度を検知するための
回転角度検知部１０７と、移動体１５０の絶対位置を検
知するためのＧＰＳ１０９と、移動体１５０の進行方向
を検知するための進行方向検知部１１１と、カメラ１０
３の撮像方向、移動体１５０の絶対位置および進行方向
に基づき被写体１５１の絶対位置を特定するための位置
特定部１０１と、特定された被写体１５１の絶対位置と
カメラ１０３で撮像した画像とを出力するための出力部
１１５とを含む。

【００２５】カメラ１０３は、受光素子に電荷結合素子
（以下「ＣＣＤ」という）を用いたデジタルカメラであ
る。カメラ１０３は、静止画および動画を出力部１１５
に出力する。また、所定のタイミングでフレーム内位置
特定部１１３に静止画を出力する。また、カメラ１０３
は、ズーム機構を有し、被写体１５１を撮像する画角を
変更することができる。

【００２６】撮像方向変更部１０５は、下端が移動体１
５０に固定されており、上端には、カメラ１０３を接続
するための結合部を有する。結合部は、カメラ１０３を
移動体１５０に対して水平方向および垂直方向に回転可
能に支持する。したがって、カメラ１０３は、移動体１
５０に対して水平および垂直の２自由度で相対的に回転
することができる。

【００２７】回転角度検知部１０７は、撮像方向変更部
１０５の結合部の回転角度を検知する。回転角度は、結
合部が回転可能な２自由度に対応して検知される。この
回転角度は、移動体１５０に対して相対的な回転角度で
あり、移動体１５０に対して水平方向の回転角度と垂直
方向の回転角度とからなる。回転角度検知部１０７で検
知された水平方向回転角度と垂直方向回転角度は位置特
定部１０１に出力される。

【００２８】カメラ１０３は、カメラ１０３の操作者に
よりその撮像する方向が定められる。そして、カメラ１
０３が向く方向は、回転角度検知部１０７により、移動
体１５０に対して相対的に回転する角度で検知される。

【００２９】フレーム内位置特定部１１３は、カメラ１
０３から静止画像を受信し、受信された静止画像に含ま
れる被写体像のフレーム内の位置を特定する。フレーム
内の位置は、フレームの重心と被写体像の重心との間の
距離および、フレームの重心から被写体像の重心に向か
う方向で特定される。すなわち、フレームの重心を始点
とし、被写体像の重心を終点とするベクトルでフレーム
内位置が特定される。フレーム内の位置は、位置特定部
１０１に出力される。

【００３０】ＧＰＳ１０９は、移動体１５０の絶対位置
を検知する。検知された絶対位置は位置特定部１０１に
出力される。絶対位置とは、地上の位置で表され、たと
えば、緯度、経度、標高の３次元の位置情報である。し
たがって、移動体１５０は、地上を走行するものであっ
てもよく、空中を飛行するものであってもよい。ＧＰＳ
１０９は、人工衛星から送信される電波を受信して絶対
位置を検知するものや、地上の特定の位置から送信され
る電波を受信して絶対位置を検知する３次元位置情報検
知システムなどを適用することができる。

【００３１】進行方向検知部１１１は、移動体１５０の
進行方向を検知する。進行方向検知部１１１は、ジャイ
ロセンサや、地磁気センサ等を用いることができる。進
行方向は、移動体１５０が進行する方位で表わされ、検
知された進行方向は位置特定部１０１に出力される。

【００３２】位置特定部１０１は、回転角度検知部１０
７で検知されたカメラ１０３の回転角度と、進行方向検
知部１１１で検知された移動体１５０の進行方向とか
ら、カメラ１０３が撮像する撮像方向を検出する。ま
た、位置特定部１０１は、ＧＰＳ１０９から受信した移
動体１５０の絶対位置と、異なる２地点でカメラ１０３
が被写体１５１を撮像したときの撮像方向とから、被写
体１５１の絶対位置を特定する。位置特定部１０１で行
なう処理については、後で詳細に説明する。

【００３３】出力部１１５は、位置特定部１０１で特定
された被写体１５１の絶対位置と、カメラ１０３で撮像
された動画像または静止画像を外部機器へ出力する。

【００３４】次に、ヘリコプターに搭載された位置特定
装置１００が、被写体である山火事の位置を特定する場
合を例に説明する。

【００３５】図２は、第１の実施の形態における位置特
定装置１００で行なわれる位置特定処理の流れを示すフ
ローチャートである。図２を参照して、位置特定処理
は、まず、時刻ｔ１におけるカメラ１０３の回転角度
と、移動体１５０の進行方向と、移動体１５０の絶対位
置とを、それぞれ、回転角度検知部１０７、進行方向検
知部１１１、ＧＰＳ１０９より取得する（ステップＳ０
１）。そして、カメラ１０３で被写体１５１を時刻ｔ１
で撮像したときの静止画像がフレーム内位置特定部１１
３に取込まれる（ステップＳ０２）。

【００３６】その後、ステップＳ０１で取得されたカメ
ラ１０３の回転角度と、移動体１５０の進行方向とか
ら、カメラ１０３の撮像方向が特定される（ステップＳ
０３）。ここで特定される撮像方向は、カメラ１０３が
向く方位で表わされる。さらに、移動体１５０は地上の
水平方向から傾斜する場合には、この水平方向からの傾
斜と回転角度とから、カメラ１０３が地上の水平方向か
ら傾いている傾き量も撮像方向に含まれる。次に、フレ
ーム内位置特定部１１３で特定された被写体のフレーム
内の位置が取得される（ステップＳ０４）。

【００３７】次に、時刻ｔ２におけるカメラ１０３の回
転角度と、移動体１５０の進行方向と、移動体１５０の
絶対位置とが、取得される（ステップＳ０５）。時刻ｔ
１と時刻ｔ２とは異なる時刻であり、この間に、移動体
１５０は移動する。したがって、時刻ｔ１における移動
体１５０の絶対位置と、時刻ｔ２における移動体１５０
の絶対位置とは異なることになる。

【００３８】そして、カメラ１０３で時刻ｔ２で撮像し
た静止画像がフレーム内位置特定部１１３に取込まれる
（ステップＳ０６）。そして、時刻ｔ２における回転角
度、進行方向よりカメラ１０３の撮像方向が特定される
（ステップＳ０７）。次に、フレーム内位置特定部１１
３で特定された被写体のフレーム内の位置ｌ２が取得さ
れる（ステップＳ０８）。

【００３９】これまでの処理により、時刻ｔ１における
移動体１５０の絶対位置およびカメラ１０３の撮像方
向、時刻ｔ２における移動体１５０の絶対位置およびカ
メラ１０３の撮像方向が得られる。カメラ１０３で被写
体１５１を撮像しているものとすれば、撮像方向は、そ
の撮像した位置から被写体１５１へ向かう方位を示すこ
とになる。したがって、時刻ｔ１および時刻ｔ２それぞ
れにおける移動体１５０の絶対位置および撮像方向とを
用いて、三角測量でカメラ１０３から被写体１５１まで
の距離を求めることができる。

【００４０】ステップＳ０９では、時刻ｔ１および時刻
ｔ２における移動体１５０の絶対位置およびカメラ１０
３の撮像方向とを用いて、カメラの撮像方向の補正が行
なわれるとともに、時刻ｔ２における移動体１５０の絶
対位置から被写体１５１の絶対位置までの距離が算出さ
れる。

【００４１】そして、時刻ｔ２における移動体から被写
体１５１までの距離が取得され（ステップＳ１０）、時
刻t２における移動体の絶対位置とカメラ１０３の撮像
方向とから、被写体の絶対位置が特定される（ステップ
Ｓ１１）。

【００４２】図３は、異なる時刻におけるヘリコプター
の位置と山火事の位置との関係を示す模式図である。図
３（Ａ）は、横方向から見た図であり、図３（Ｂ）は、
上方向から見た図である。図３を参照して、時刻ｔ１に
おけるヘリコプター１５０Ａと、時刻ｔ２におけるヘリ
コプター１５０Ｂの位置とは異なり、ヘリコプター１５
０Ａとヘリコプター１５０Ｂとは所定の距離を隔ててい
る。また、それぞれのヘリコプター１５０Ａ，１５０Ｂ
の位置におけるカメラ１０３の撮像方向は、カメラ１０
３と山火事１５１Ａとを結ぶ点線で示される。

【００４３】なお、本実施の形態においては、異なる時
刻における２地点に移動体がある場合の移動体の絶対位
置とカメラ１０３の撮像方向とから三角測量を行なうよ
うにした。これは、二次元平面内でのみ山火事１５１Ａ
の絶対位置を特定することができる。山火事１５１Ａの
３次元の絶対位置を特定するためには、移動体１５０を
異なる３つの地点に置き、それぞれの地点における移動
体１５０の絶対位置とカメラ１０３の撮像方向とを取得
することにより、求めることができる。

【００４４】次に、図２のステップＳ０９で行なわれる
撮像方向の補正処理について説明する。まず、撮像方向
の補正原理について説明する。図４は、カメラ１０３が
フレーム内位置特定部１１３に出力する静止画像の一例
を模式的に示した図である。図４を参照して、静止画像
１６１は、被写体１６０を含んでいる。また、静止画像
１６１は、フレームの大きさと同じ大きさとなってい
る。被写体像１６０は、静止画像１６１のほぼ中央に位
置する。被写体像１６０の重心１６３が、静止画像１６
１の重心、換言すれば、フレームの重心と重なる。この
場合には、カメラの撮像方向を補正する必要はない。こ
れは、カメラ１０３が山火事１５１Ａの重心をとらえて
いるからである。

【００４５】一方、被写体像１６０が左側にずれた被写
体像１６０Ａまたは右側にずれた被写体像１６０Ｂにつ
いて考える。ここで、被写体像１６０の重心１６３が、
フレームの重心と重なっているものとする。時刻ｔ１に
おける被写体像を１６０Ａとし、時刻ｔ２における被写
体像を１６０Ｂとする。フレームの左側にずれている被
写体像１６０Ａの重心１６３Ａは、フレームの重心から
距離ｌ１だけずれている。一方、フレームの右側にずれ
た被写体像１６０Ｂの重心１６３Ｂは、フレームの重心
から距離ｌ２ずれている。

【００４６】図５は、撮像方向補正処理の原理を説明す
るための図である。図５（Ａ）は、三角測量の原理を説
明するための図であり、図５（Ｂ）は撮像方向を補正す
るための処理ループを説明する図である。なお、ここで
は説明を簡単にするため、撮像方向補正処理の原理を、
２次元で説明する。図５（Ａ）を参照して、地点Ａにお
ける絶対位置をＸ１、地点Ｂにおける絶対位置をＸ２と
する。ここでは、時刻ｔ１における移動体の絶対位置を
Ｘ１とし、時刻ｔ２における移動体の絶対位置をＸ２と
する。そして、回転角度検知部１０７で検知した回転角
度と進行方向検知部１１１で検知した進行方向とに基づ
き、求められるそれぞれの地点Ａ，Ｂにおける撮像方向
をθ１，θ２とする。

【００４７】地点Ａと地点Ｂの間の距離Ｌがわかれば、
被写体１５１と地点Ａとの間の距離Ｌ１、および、地点
Ｂと被写体１５１との間の距離Ｌ２を求めることができ
る。これは、地点Ａ，Ｂおよび被写体１５１の位置とで
できる三角形の一辺とその両端の角が求まるからであ
る。

【００４８】次に、図５（Ｂ）を参照して、地点Ａおよ
び地点Ｂそれぞれにおける絶対位置Ｘ１，Ｘ２、撮像方
向θ１，θ２および地点Ａと地点Ｂとの間の距離Ｌとか
ら、地点Ａと被写体１５１との間の距離Ｌ１と地点Ｂと
被写体１５１との間の距離Ｌ２とが求まる。しかし、フ
レーム内の被写体像がフレームの重心からずれている場
合には、撮像方向θ１，θ２が正確ではない。これを補
正するため、図４に示した被写体像の重心とフレームの
重心との間の距離ｌ１およびｌ２を用いて撮像方向の補
正量θ１′，θ２′が求められる。この補正量θ１′，
θ２′を用いて補正した撮像方向を用いて、さらに２地
点Ａ，Ｂそれぞれと被写体１５１との間の距離が求めら
れる。

【００４９】このループは、無限ループとなっている
が、補正量θ１′，θ２′はある値に収束することにな
るので、補正量θ１′，θ２′が収束した時点で、無限
ループを終了させるようにすればよい。

【００５０】図６は、図２のステップＳ０９で行なわれ
る撮像方向補正処理の流れを示すフローチャートであ
る。図６を参照して、撮像方向補正処理は、まず、異な
る２地点における移動体１５０の絶対位置Ｘ１，Ｘ２
と、カメラ１０３の撮像方向θ１，θ２が取得される。
撮像方向θ１，θ２は、異なる２地点において進行方向
検知部１１１が出力する移動体の進行方向と、回転角度
検知部１０７が出力するカメラ１０３の移動体１５０に
対する相対的な回転角度とから求められる値である。

【００５１】次のステップＳ２２では、絶対位置Ｘ１，
Ｘ２から異なる２地点間の距離Ｌが求められる。そし
て、ステップＳ２３では、フレーム内位置特定部１１３
より、時刻ｔ１と時刻ｔ２それぞれにおける被写体像の
重心とフレームの重心との間の距離ｌ１およびｌ２が取
得される。

【００５２】ステップＳ２４では、異なる２地点におけ
る移動体１５０の絶対位置Ｘ１，Ｘ２と撮像方向θ１，
θ２とから、異なる２地点それぞれから被写体１５１ま
での距離Ｌ１，Ｌ２が演算される。そして、被写体像の
重心とフレームの重心との間の距離ｌ１およびｌ２を考
慮して撮像方向の補正量θ１′，θ２′が演算される
（ステップＳ２５）。

【００５３】演算された補正量θ１′，θ２′を用いて
撮像方向θ１，θ２が、次式に基づき演算される。

【００５４】θ１＝θ１−θ１′ θ２＝θ２−θ２′ 次に、ステップＳ２５で演算された補正量θ１′，θ
２′が収束しているか否かが判断される。この判断は、
補正量θ１′，θ２′がしきい値よりも小さいか否かに
より判断される。しきい値よりも小さい場合にはステッ
プＳ２８に進み、そうでない場合にはステップＳ２４に
進む。これにより、補正量θ１′，θ２′が収束して、
しきい値よりも小さくなるまで撮像方向θ１，θ２が補
正されることになる。

【００５５】そして、補正された撮像方向θ１，θ２を
用いて、異なる２地点Ａ，Ｂそれぞれと被写体１５１と
の間の距離Ｌ１，Ｌ２が取得される（ステップＳ２
８）。

【００５６】なお、カメラ１０３がズーム機構を有し、
被写体１５１がほぼカメラ１０３のフレームの重心付近
に撮像されるような場合には、撮像方向補正処理を行な
う必要はなく、進行方向検知部１１１が出力する移動体
１５０の進行方向と、回転角度検知部１０７が出力する
カメラ１０３の回転角度等から求めたカメラ１０３の撮
像方向をそのまま用いるようにすればよい。この場合に
は、フレーム内位置特定部１１３が不要となる。

【００５７】以上説明したように、第１の実施の形態に
おける位置特定装置１００は、異なる２地点における移
動体１５０の絶対位置とカメラ１０３の撮像方向とから
被写体１５１の絶対位置を求めるようにしている。した
がって、移動体１５０をヘリコプターなど高速で移動す
ることができる移動体に位置特定装置１００を搭載する
ようにすれば、迅速に２地点間を移動することができる
ので、被写体１５１の絶対位置を迅速に求めることがで
きる。

【００５８】また、三角測量により被写体１５１までの
距離を計測するので、被写体１５１の絶対位置を容易か
つ正確に求めることができる。さらに、被写体１５１に
近づく必要もなく、ある程度の距離が離れたところに移
動体１５０がある場合であっても、被写体１５１の位置
を特定することができる。

【００５９】［第２の実施の形態］次に、第２の実施の
形態における位置特定装置について説明する。図７は、
第２の実施の形態における位置特定装置の概略構成を示
すブロック図である。図７を参照して、第２の実施の形
態における位置特定装置２００は、第１の実施の形態に
おける位置特定装置１００に距離検出部１１７を付加し
た構成となっている。

【００６０】距離検出部１１７は、超音波測距センサ、
赤外線測距センサ、あるいはレーダー等であり、距離検
出部１１７と被写体１５１との間の距離を測距するため
のセンサである。距離検出部１１７で測距された距離
は、位置特定部２０１に出力される。

【００６１】また、距離検出部１１７は、カメラ１０３
のオートフォーカス情報から距離を検出することができ
る。オートフォーカスには、位相差検出方式とコントラ
スト検出方式とがあるが、いずれにおいてもカメラ１０
３のレンズの焦点位置から被写体までの距離を求めるこ
とができる。さらに、距離検出部１１７は、フレーム中
の被写体像の大きさから被写体までの距離を求めるよう
にしても良い。被写体の大きさが予め判っている場合に
は、カメラ１０３のレンズのズーム量と、フレーム内の
被写体像の大きさとから、被写体までの距離を求めるこ
とができる。

【００６２】このように、第２の実施の形態における位
置特定装置２００は、被写体１５１との間の距離を距離
検出部１１７で検出するので、三角測量を用いる必要は
ない。また、距離検出部１１７をカメラ１０３の内部に
設けることによりコストを安くすることができる。

【００６３】図８は、第２の実施の形態における位置特
定装置で行なわれる位置特定処理の流れを示すフローチ
ャートである。図８を参照して、回転角度検知部１０７
により、カメラ１０３の回転角度が検知される（ステッ
プＳ３１）。そして、進行方向検知部１１１により移動
体１５０の進行方向が検知される（ステップＳ３２）。
さらに、カメラ１０３よりフレーム内位置特定部１１３
に出力される静止画像が取込まれる（ステップＳ３
３）。

【００６４】そして、移動体１５０の進行方向と、カメ
ラ１０３の回転角度とからカメラ１０３の撮像方向が特
定される（ステップＳ３４）。そして、カメラ１０３の
回転角度に基づき、距離検出部１１７により、移動体１
５０から被写体１５１までの距離が計測される（ステッ
プＳ３５）。

【００６５】次に、フレーム内位置特定部１１３で特定
された被写体像のフレーム内位置、より具体的には、フ
レームの重心から被写体像の重心までの距離および方向
と、ステップＳ３４で計測された被写体１５１までの距
離と、ステップＳ３４で求められた撮像方向とを用い
て、撮像方向が補正される（ステップＳ３６）。これに
より、ステップＳ３４で求められた撮像方向が、より正
確となる。なお、ここでいう撮像方向とは、移動体１５
０の位置から被写体１５１の位置へ向かう方向を、方位
で表したものを言う。

【００６６】そして、移動体１５０の絶対位置がＧＰＳ
１０９で検知される（ステップＳ３７）。検知された移
動体の絶対位置と、計測された被写体までの距離と、補
正された撮像方向とから、被写体１５１の絶対位置が特
定される（ステップＳ３８）。

【００６７】以上説明したように、第２の実施の形態に
おける位置特定装置においては、距離検出部１１７を設
けたので、被写体１５１と移動体１５０との間の距離を
計測することができ、移動体１５０を移動させなくて
も、被写体１５１の絶対位置を特定することができる。

【００６８】［第３の実施の形態］次に第３の実施の形
態における位置特定装置について説明する。第３の実施
の形態における位置特定装置３００は、第２の実施の形
態における位置特定装置に自動追尾制御部１１９を付加
した構成である。その他の構成については第２の実施の
形態における位置特定装置２００と同様であるのでここ
では説明を繰返さない。

【００６９】図９は、第３の実施の形態における位置特
定装置３００の概略構成を示すブロック図である。図９
を参照して、自動追尾制御部１１９は、カメラ１０３と
接続されており、カメラ１０３より所定の間隔で静止画
像が入力される。また、自動追尾制御部１１９は、撮像
方向変更部１０５と接続されており、カメラ１０３を移
動体１５０に対して水平方向または垂直方向に回転させ
るために必要な回転角度を、撮像方向変更部１０５に出
力する。

【００７０】自動追尾制御部１１９が出力する回転角度
は、カメラ１０３から受信した静止画像に画像処理を行
ない、カメラ１０３のフレーム内に被写体が含まれるよ
うにカメラ１０３を移動させるのに必要な回転角度であ
る。

【００７１】次に、自動追尾制御部１１９で行なわれる
自動追尾処理について説明する。自動追尾処理は、カメ
ラの操作者がカメラのフレーム内に被写体１５１が含ま
れるようにカメラ１０３を回転させた後に行なわれる処
理で、カメラ１０３を自動的に回転させる制御である。

【００７２】図１０は、第３の実施の形態における位置
特定装置の自動追尾制御部１１９の構成を示す機能ブロ
ック図である。図１０を参照して、自動追尾制御部１１
９は、画像処理部１２１と、移動量演算部１２３とを含
む。画像処理部１２１には、カメラ１０３から所定のタ
イミングで静止画像が入力される。画像処理部１２１
は、入力された静止画像からエッジの抽出を行なう。抽
出されたエッジからは、画像中に含まれる被写体像の形
状を抽出することができる。そして、その形状の重心が
求められ、移動量演算部１２３に送信される。

【００７３】移動量演算部１２３は、画像処理部１２１
より送信されたが像中の被写体像の重心の座標を終点と
し、画像の中心の座標を始点とするベクトルを求める。
このベクトルの方向とスカラ量とに基づき、カメラ１０
３の回転角度を演算し、演算した回転角度を制御信号と
して撮像方向変更部１０５に出力する。

【００７４】このように、第３の実施の形態における位
置特定装置３００では、自動追尾制御部１１９を設けた
ので、操作者が最初に、カメラ１０３のフレーム内に被
写体１５１を収めれば、後は自動追尾制御部１１９が撮
像方向変更部１０５を制御して、被写体が常にカメラ１
０３のフレーム内に収まるように制御される。

【００７５】自動追尾制御部１１９でカメラ１０３の撮
像方向が制御される場合には、被写体１５１がカメラの
フレーム内でほぼ中央になるようにカメラ１０３の回転
角度が制御されるので、上述した撮像方向補正処理を行
なう必要はない。このため、フレーム内位置特定部１１
３は不要となる。

【００７６】また、自動追尾制御部１１９は、カメラ１
０３で赤外線を受像するようにし、画像処理部１２１で
赤外線の強度分布から、たとえば、山火事などの被写体
の形状を抽出するようにしてもよい。

【００７７】さらに、カメラ１０３にズーム機構を設け
てテレ側で被写体を撮像すれば、被写体像がフレーム内
のほぼ中央に位置するので、カメラ１０３の撮像方向が
正確となり、より高精度に被写体１５１の位置を特定す
ることができる。

【００７８】なお、本実施の形態においては移動体１５
０をヘリコプターの例で説明したが、移動体であれば自
動車など地上を走行する移動体や、海上を移動する船舶
などにも位置特定装置を搭載することができる。

【００７９】今回開示された実施の形態はすべての点で
例示であって制限的なものではないと考えられるべきで
ある。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求
の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味お
よび範囲内でのすべての変更が含まれることが意図され
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の第１の実施の形態における位置特定
装置の概略構成を示すブロック図である。

【図２】 第１の実施の形態における位置特定装置で行
なわれる位置特定処理の流れを示すフローチャートであ
る。

【図３】 異なる時刻におけるヘリコプターの位置と山
火事の位置との関係を示す模式図である。

【図４】 カメラがフレーム内位置特定部に出力する静
止画像の一例を模式的に示した図である。

【図５】 撮像方向補正処理の原理を説明するための図
である。

【図６】 図２のステップＳ０９で行なわれる撮像方向
補正処理の流れを示すフローチャートである。

【図７】 本発明の第２の実施の形態における位置特定
装置の概略構成を示すブロック図である。

【図８】 第２の実施の形態における位置特定装置で行
なわれる位置特定処理の流れを示すフローチャートであ
る。

【図９】 本発明の第３の実施の形態における位置特定
装置の概略構成を示すブロック図である。

【図１０】 第３の実施の形態における位置特定装置の
自動追尾制御部の構成を示す機能ブロック図である。

【符号の説明】 １００，２００，３００ 位置特定装置、１０１ 位置
特定部、１０３ カメラ、１０５ 撮像方向変更部、１
０７ 回転角度検知部、１０９ ＧＰＳ、１１１ 進行
方向検知部、１１３ フレーム内位置特定部、１１５
出力部、１１７距離検出部、１１９ 自動追尾制御部、
１２１ 画像処理部、１２３ 移動量演算部、１５０
移動体、１５１ 被写体。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｈ０４Ｎ 7/18 Ｈ０４Ｎ 7/18 Ｃ ５Ｊ０６２ // Ｇ０１Ｓ 5/14 Ｇ０１Ｓ 5/14 (72)発明者 岡田 浩 大阪市中央区安土町二丁目３番13号大阪国 際ビル ミノルタ株式会社内 (72)発明者 保富 英雄 大阪市中央区安土町二丁目３番13号大阪国 際ビル ミノルタ株式会社内 Ｆターム(参考） 2F065 AA03 DD06 FF09 FF65 FF67 HH02 JJ03 JJ05 JJ26 MM23 QQ17 QQ24 QQ25 QQ36 QQ38 2F069 AA83 BB40 DD15 2F112 AD06 BA05 CA12 DA28 FA03 FA21 FA36 FA38 GA01 2H054 AA01 BB00 BB11 5C054 CF05 CF06 CG02 CG06 CH01 EA01 EA05 FC12 FC15 HA00 5J062 BB03 CC07 FF04 FF06

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 移動体に搭載された位置特定装置であっ
   て、 被写体を撮像する撮像手段と、 前記撮像手段の撮像方向を検出するための撮像方向検出
   手段と、 絶対位置を検出する位置検出手段と、 前記被写体と前記撮像手段との間の距離を検出する距離
   検出手段と、 前記撮像方向検出手段により検出された撮像方向、前記
   位置検出手段により検出された絶対位置および前記距離
   検出手段により検出された距離に基づき、前記被写体の
   絶対位置を特定する特定手段とを備えた、位置特定装
   置。
2. 【請求項２】 前記撮像方向検出手段は、一端が前記移
   動体に固定され、他端に前記撮像手段が回転可能に取付
   けられた撮像方向変更手段と、 前記移動体に対して前記撮像手段が相対的に回転する回
   転角度を検出するための回転角度検出手段と、 前記移動体の進行方向を検出するための進行方向検出手
   段とを含み、 前記検出された回転角度と前記検出された進行方向とに
   基づき撮像方向を検出することを特徴とする、請求項１
   に記載の位置特定装置。
3. 【請求項３】 前記距離検出手段は、前記移動体の絶対
   位置が異なる少なくとも２地点それぞれで、前記撮像手
   段で撮像して得られる画像に基づき距離を検出すること
   を特徴とする、請求項２に記載の位置特定装置。
4. 【請求項４】 前記距離検出手段は、前記撮像手段のオ
   ートフォーカス情報に基づき、前記距離を検出すること
   を特徴とする、請求項１に記載の位置特定装置。
5. 【請求項５】 前記距離検出手段は、前記撮像手段が有
   するレンズの画角、画像内に占める被写体像の割合、お
   よび、前記被写体の大きさに基づき、前記距離を検出す
   ることを特徴とする、請求項１に記載の位置特定装置。
6. 【請求項６】 前記撮像手段が有するレンズは、ズーム
   機能を有することを特徴とする、請求項１に記載の位置
   特定装置。
7. 【請求項７】 前記撮像方向変更手段は、前記撮像手段
   の撮像フレーム内に被写体像が含まれるように撮像方向
   を変更することを特徴とする、請求項２に記載の位置特
   定装置。
8. 【請求項８】 前記特定手段により特定された被写体の
   絶対位置を出力する第１出力手段と、 前記撮像手段で撮像された画像の少なくとも１部を出力
   する第２出力手段とをさらに備えた、請求項１に記載の
   位置特定装置。