JP2006109118A - 監視装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 複数のカメラ1によって建物内を撮影し、複数のカメラ1のカメラパラメータと建物の構造データに基づいて、撮像画像を建物の床面、通路面、壁面にテクスチャマッピングして表示させる表示手段4を備えた。この構成により、監視者は、各画像が施設内のどこを監視しているかが一目で直感的に把握できるようになった。
【選択図】 図1
Description
(例えば、特許文献1参照)。
(第1の実施形態)
図1は、本発明の第1の実施態様に係る監視装置を示すものであり、この監視装置は、監視すべき建物内に設置する複数のビデオカメラ1と、カメラのパラメータデータD1及び建物の構造データD2を格納する記憶部2と、このデータD1、D2をもとにビデオカメラ1から入力された画像情報を用いて撮像画像を合成する画像合成手段を構成する画像合成部3と、この画像合成部3からの出力画像を表示する表示手段4と、監視者Mが、この表示手段4の近傍に建物内の表示する領域を制御するとともに、建物の構造データを見る時に領域及び指定方向を制御する制御手段であるインターフェース5とを備えている。
まず、画像合成部3は、建物の構造データD2を用いて、建物の概略的な構造について、図2に示すように、ワイヤーフレームYFを合成する。つぎに、カメラパラメータデータD1を元にして、ワイヤーフレームYFの上に各カメラの位置や画角や方向などを合成する。さらに、各カメラの撮像画像を、つまり、図3に示すように、ビデオカメラ1で撮像された画像を、建物の床面データ、通路面データ、壁面データ等の建物内部のデータD3として、カメラパラメータでの方向データD4に逆投影にて得られる領域αにテクスチャマッピングして合成する。なお、「ワイヤーフレーム」とは、コンピュータ上で3次元グラフィックスを扱う際に使われる立体表現方法の一つである。例えば、立体図形を、その輪郭を表す線のみで表現する手法のことである。例えば、立方体などは辺のみを描画し、曲面などは網目状の線で表現する。情報量が少なく、高速に描画できるなどの利点がある。また、「逆投影」とは、本来、カメラの画像は実世界の物体に反射した光がレンズを通してCCD等の撮像面に投影されて得られるものであるが、ここではカメラ画像を床面データ等に逆方向に仮想的に投影する操作のことである。
次に、図5を参照しながら、本発明の第2の実施形態について説明する。なお、本実施形態において、第1の実施形態と同一部分には同一符号を付して重複説明を避ける。
図5に示すように、本発明の第2の実施形態に係る監視装置は、第1の実施形態と異なり、建物内に設置するカメラとして近赤外カメラ1を用いている。また、各近赤外カメラ1には、無線送信手段11を付設しており、その撮像画像とおよび各近赤外カメラ1固有のレンズおよび画角データが画像合成部3に送られる。
また、各近赤外カメラ1は、暗視用近赤外撮像機能を有しており、それに対応して、建物内各部の天井に複数の照明用の近赤外LED12が設置されている。また、本実施形態の監視装置には、これらの複数の近赤外LED12を個別に点灯及び消灯できる近赤外照明制御システム13が付設されており、この近赤外照明制御システム13は、画像合成部3により制御可能となっている。さらに、本実施形態の監視装置には、画像合成部3を最良の状態に調整する手段として、キャリブレータ31を画像合成部3と接続させて設けている。なお、建物内の通路や床面には、近赤外反射マーカーRが複数個所に設置されている。
本実施形態の監視装置は、第1の実施例とほぼ同様の動作を行う。ただし、近赤外カメラ1には無線送信手段11を有しているので、図6に示すように、例えば近赤外カメラ1Bを別の場所へ移動するのが容易である。
このようなカメラ移動を行った場合、監視者Mは、キャリブレータ31によりキャリブレーションの指令を画像合成部3に送る。このとき、画像合成部3は、近赤外照明制御システム13を通して、複数の近赤外LED12を個別に点灯及び消灯し、このとき撮像された近赤外カメラ1の画像を調べることにより、近赤外LED12が照明する範囲を撮像していることを判定する。さらに、図7に示すように、撮像範囲内のマーカーR1〜R4を画像内で検出することで、カメラ1Bの姿勢や撮像している方向D4が測定される。この結果を用いて、カメラパラメータD2が修正される。
なお、近赤外LED12を点灯又は消灯して、撮像される範囲を照明する近赤外LED12を特定するには、照明の個数がnの場合、
n<2m
但し、m;整数
となるm回の点灯消灯パターンの画像があれば十分である。また、近赤外反射マーカーRは、可視光では目立たないものを使うことで、建物内の景観を損ねることが防止できる。
次に、図8を参照しながら、本発明の第3の実施形態について説明する。なお、本実施形態において、第1の実施形態と同一部分には同一符号を付して重複説明を避ける。
本実施形態の監視装置は、図8に示すように、第1の実施形態とは異なり、画像合成部3には、建物の施設を構成する各フロアについて床面に投影された画像を合成するフロア合成部32と、このフロア合成部32により前述の床面に投影された合成画像内において、移動物を検知する移動物検知部33を付設している。
このうち、フロア合成部32は、建物施設を構成する各フロアについて床面に投影された画像P1〜P3(図9参照)を合成するものであり、入力が画像合成部3の出力に接続されている。一方、移動物検知部33は、入力がフロア合成部32の出力に接続されているとともに、出力が画像合成部3の入力に接続されている。
また、移動物検知に各フロア合成部32によるフロア合成画像を用いているので、各カメラ1の撮像範囲が重なる場合の無駄が少なく、効率的である。また各フロア面に投影された合成画像を用いているので、移動物を検知した場合の位置の同定が容易である。
次に、図11を参照しながら、本発明の第4の実施形態について説明する。なお、本実施形態において、第1の実施形態と同一部分には同一符号を付して重複説明を避ける。
本実施形態の監視装置は、第1の実施形態と異なり、カメラ1の一部のカメラには、パン、チルト及びズームが可能な可動カメラ1G,1H,1Iを用いており、これらの可動カメラ1G、1H、1Iからは、撮像画像以外に、撮像時点のカメラパラメータ情報が画像合成部3に送信される。一方、画像合成部3は、これら送信されてきたカメラパラメータ情報によって、カメラパラメータデータD1を順次更新し、撮像画像の建物の床面、通路面、壁面へのテクスチャマッピングに用いる。
次に、図12を参照しながら、本発明の第5の実施形態について説明する。なお、本実施形態において、第1、第3の実施形態と同一部分には同一符号を付して重複説明を避ける。
本実施形態に係る監視装置は、第3の実施形態と同様に、複数のビデオカメラ1と、記憶部2と、画像合成部3と、表示手段装置4と、インターフェース5を備えているほか、画像合成部3に、前述の建物を構成する各フロアについて床面に投影された画像を合成する合成手段32と、床面に投影された合成画像内の移動物を検知する移動物検知手段33とを備えている。
また、第5の実施形態に係る監視装置には、第4の実施形態と同様に、カメラ1のうち一部のカメラに、パン、チルト、ズームが可能な可動カメラ1G、1H、1Iを用いており、これらの可動カメラ1G、1H、1Iからは、撮像画像以外に、撮像時点のカメラパラメータ情報が画像合成部3に送信される。一方、画像合成部3は、これら送信されてきたカメラパラメータ情報によって、カメラパラメータデータD1を順次更新し、撮像画像の建物の床面、通路面、壁面へのテクスチャマッピングに用いる。
さらに、第5の実施形態に係る監視装置には、移動物検知部33が移動物を検知した場合に、検知移動物位置を撮像可能な可動カメラ1G、1H、1Iを選択し、その可動カメラ1G、1H、1Iを検知移動物位置方向に制御すると同時に、その選択された可動カメラ1G、1H、1Iを優先させて提示し、監視者Mが制御できるインターフェース6を有している。
図13の表示例では、表示手段4の表示画面において、テクスチャマッピングされた合成画像と選択された可動カメラの画像のほかに、建物の構造データを見る方向を制御できるインターフェース5と、可動カメラ1G、1H、1Iを監視者Mが制御できるインターフェース6の各パラメータの状態も同時に表示されている。
1A、1C、1E 固定カメラ
1G、1H、1I 可動カメラ
11 無線送信手段
12 近赤外LED
13 近赤外照明制御システム
2 記憶部
3 画像合成部(画像合成手段)
31 キャリブレータ
32 フロア合成部
33 移動物検知部
4 表示手段
5 インターフェース(領域・指定方向の制御手段)
6 インターフェース(可動カメラ制御手段)
C1、C2 回転指示
C3 フロア指定指示
D1 カメラのパラメータデータ
D2 建物の構造データ
D3 建物内部のデータ
D4 方向データ
I1 合成画像信号
I2 画像信号
L1、L2 位置
M 監視者
P1〜P3 画像
P4 移動物の画像
P5 合成画像
P6 可動カメラの画像
R 近赤外反射マーカー
S 衝立
YF ワイヤーフレーム
α 逆投影にて得られる領域
Claims (5)
- 監視すべき建物の複数個所に設置したカメラで前記建物を撮像して前記建物の監視を行う監視装置であって、
前記複数のカメラの制御に必要なカメラパラメータ及び前記建物の構造データを保存する記憶部と、
この記憶部に記憶した前記カメラパラメータ及び前記建物の構造データに基づいて前記複数のカメラで撮像した撮像画像をテクスチャマッピングする画像合成部と、
合成した画像を表示させる表示手段と
を備える監視装置。 - 前記複数のカメラは、暗視用近赤外撮像機能を有するとともに、
前記建物内に設置した複数の暗視用の近赤外照明手段と、
これら複数の近赤外照明手段をそれぞれ個別に制御する近赤外照明制御手段と、
前記建物内に設置された反射マーカーと、
前記複数の近赤外照明手段を個別に点灯又は消灯させながら撮像した複数の画像を解析することにより、前記カメラパラメータを修正する修正手段と
を備える請求項1に記載の監視装置。 - 前記建物内は、複数のフロアによって撮影領域が区分されているとともに、
前記複数のカメラの撮像画像から前記建物内の異常の有無を検出する検知手段と、
前記撮像画像のうち異常が検知された画像のカメラが設置されたフロアの前記複数のカメラの画像を選択する画像選択手段と
を備える請求項1又は2に記載の監視装置。 - 前記複数のカメラの一部または全ては、姿勢及び画角が制御可能な機能を有するとともに、
前記機能を有するカメラは、前記撮像画像とともに撮像された時点の姿勢情報及び画角情報を送信する手段を備え、かつ、
前記表示手段は、前記送信された姿勢情報及び画角情報に基づいて、前記撮像画像を前記建物の構造データにテクスチャマッピングして表示させる手段を備える
請求項1から3のいずれか1項に記載の監視装置。 - 各カメラの撮像画像から前記建物内での異常の有無を検出する前記検知手段を有するとともに、
前記複数のカメラのうち一部は、前記姿勢及び画角が制御可能な機能を有し、かつ、
前記異常を検知した画像のカメラと、前記姿勢及び画角が制御可能な機能を有する前記カメラであって前記異常を検知したカメラ周辺に設置されているカメラの制御インターフェースを優先して監視者に提示する機能を備えている請求項1から4のいずれか1項に記載の監視装置。
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