JP2007315841A - Moving object detection system - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、移動物体検知システムに関し、特に、移動物体の侵入位置や移動物体の移動経路を記録する移動物体検知システムに関するものである。 The present invention relates to a moving object detection system, and more particularly to a moving object detection system that records an intrusion position of a moving object and a moving path of the moving object.
TV(テレビジョン)カメラなどの撮像装置を用いた監視システムは、従来から広く用いられているが、その多くは、監視員がモニタに表示される画像を見ながら監視を行なう、いわゆる有人監視方式の監視システムである。この有人監視方式の監視システムでは、監視員が常時モニタに表示される映像を見ていて、監視対象領域内に入り込んでくる人間や自動車などの侵入物体をリアルタイムで識別する必要があり、監視員に大きな負担がかかる。人間の集中力には限りがあるため、有人監視方式の監視システムでは、侵入物体の見逃しの発生が無視できず、信頼性の面で問題があった。また、監視カメラの普及に伴なって監視員一人が数多くのTVカメラの映像を複数のモニタで監視する場合も多くなっている。このように複数のTVカメラで同時に侵入物体を捉えた場合にも監視員は、侵入物体の見逃しが発生する可能性がある。従って、このような人による監視ではなく、TVカメラで撮像された画像から画像処理により侵入物体を自動的に検出し、侵入物体の動きに応じてTVカメラ視野方向及び画角を自動的に調節し、所定の報知や警報を行う自動追尾方式の監視システムが、近年、強く要求されるようになってきている。 Surveillance systems using an imaging device such as a TV (television) camera have been widely used in the past, but many of them are so-called manned surveillance systems in which surveillance is performed while watching an image displayed on a monitor. Monitoring system. In this manned monitoring system, it is necessary for the monitor to always see images displayed on the monitor and identify intruders such as humans and cars entering the monitored area in real time. Is a heavy burden. Due to the limited human concentration, the manned monitoring system has a problem in terms of reliability, because it is not possible to ignore the occurrence of intruding objects. In addition, with the widespread use of surveillance cameras, one surveillance person often monitors the images of many TV cameras using a plurality of monitors. Thus, even when an intruding object is simultaneously captured by a plurality of TV cameras, the observer may miss the intruding object. Therefore, instead of monitoring by such a person, the intruding object is automatically detected from the image captured by the TV camera by image processing, and the viewing direction and angle of view of the TV camera are automatically adjusted according to the movement of the intruding object. However, in recent years, there has been a strong demand for an automatic tracking monitoring system that performs predetermined notification and warning.
このようなシステムの実現には、所定の監視方式を用い、侵入物体を画像信号から検出し、侵入物体の動きを検出する機能が必要となる。このような侵入物体検出を行なう監視方式の一例に差分法と呼ばれる方法(例えば、特許文献1参照)があり、従来から広く用いられている。差分法とは、TVカメラより得られた入力画像と予め作成された基準背景画像、即ち、侵入物体の写っていない画像とを比較し、例えば、画素毎に輝度値の差分を求め、その差分値の大きい領域を物体として検出するものである。 In order to realize such a system, it is necessary to have a function of detecting an intruding object from an image signal and detecting the movement of the intruding object using a predetermined monitoring method. One example of a monitoring method for detecting such an intruding object is a method called a difference method (see, for example, Patent Document 1), which has been widely used. In the difference method, an input image obtained from a TV camera is compared with a reference background image created in advance, that is, an image in which an intruding object is not captured, for example, a luminance value difference is obtained for each pixel, and the difference is obtained. A region having a large value is detected as an object.
また、侵入物体の移動量検出を行なう監視方式の一例にテンプレートマッチング法と呼ばれる方法も良く知られている。テンプレートマッチング法とは、差分法などによって検出された侵入物体の画像をテンプレートとして登録し、逐次入力される画像の中でテンプレート画像ともっとも似ている位置を検出する。通常、テンプレートマッチングを用いて対象物体を追跡する場合、対象物体の姿勢の変化に追従するため、マッチング処理によって検出された対象物体の位置の画像を新たにテンプレートとして逐次更新して、対象物体を追跡する方法である。 A method called a template matching method is also well known as an example of a monitoring method for detecting the amount of movement of an intruding object. In the template matching method, an image of an intruding object detected by a difference method or the like is registered as a template, and a position most similar to the template image is detected among images sequentially input. Normally, when tracking a target object using template matching, in order to follow the change in the posture of the target object, the image of the position of the target object detected by the matching process is sequentially updated as a template, and the target object is A way to track.
而して、監視対象エリア内の侵入物体の発見あるいは侵入物体の侵入後の移動経路の捕捉(これを動線捕捉という。)等を行う場合には、監視対象エリアを囲む様に複数のカメラを配置することが有用である。また、このような動線捕捉の技術は、デパートや百貨店あるいはイベント会場等でお客がどのような商品に興味を持ち、店内を移動しているかを分析し、商品の配列やスポット商品の展示等の分析資料に活用ができる。ここで便宜上、複数のカメラを用いて対象エリアの監視を行うことをエリア監視と称することにする。 Thus, when detecting an intruding object in the monitoring target area or capturing a movement path after the intruding object has entered (this is referred to as a flow line capturing), a plurality of cameras surround the monitoring target area. It is useful to place In addition, such flow line capture technology analyzes what products customers are interested in in department stores, department stores, event venues, etc., and analyzes the arrangement of products and the display of spot products. It can be used for analysis materials. Here, for convenience, monitoring a target area using a plurality of cameras will be referred to as area monitoring.
さて、上述のようなエリア監視を行うには、予め複数のカメラの位置を知っておく必要があるが、そのための方法として、従来、メジャー等で各カメラの位置を実測したり、予め格子状に座標を引いた床からカメラ位置を読取る等の幾つかの方法があるが、高低差を含めて位置を測定することは煩雑であり、イベント会場等で特定の日時に一時的に設置する場合や、物の配置によりカメラの位置を頻繁に変える場合等では、エリア監視のための移動物体検知システムの利用は、敬遠されることが多い。従って、あまり手間や労力を要せず、エリア監視のできる移動物体検知システムの実現が望まれている。 Now, in order to perform the area monitoring as described above, it is necessary to know the positions of a plurality of cameras in advance. As a method for that purpose, conventionally, the positions of the cameras are measured by a measure or the like, There are several methods such as reading the camera position from the floor where the coordinates are drawn, but it is complicated to measure the position including the height difference, and it is temporarily installed at a specific date and time at the event venue etc. In addition, when the position of the camera is frequently changed depending on the arrangement of objects, the use of the moving object detection system for area monitoring is often avoided. Therefore, it is desired to realize a moving object detection system that can monitor an area without requiring much labor and labor.
エリア監視を行う場合、予め複数のカメラの位置をメジャー等で実測したりする方法があるが、カメラ位置を測定することは煩雑であり、エリア監視のための移動物体検知システムの利用は、敬遠されることが多い。 When performing area monitoring, there is a method to measure the position of multiple cameras in advance with a measure, etc., but measuring the camera position is cumbersome, and the use of a moving object detection system for area monitoring is discouraged. Often done.
本発明の目的は、エリア監視を行う複数のカメラの位置を容易に計測できる移動物体検知システムを提供することである。 An object of the present invention is to provide a moving object detection system that can easily measure the positions of a plurality of cameras that perform area monitoring.
本発明の他の目的は、エリア監視を行う複数のカメラの位置を容易に変更できる移動物体検知システムを提供することである。 Another object of the present invention is to provide a moving object detection system that can easily change the positions of a plurality of cameras that perform area monitoring.
本発明の更に他の目的は、移動物体の位置あるいは動線捕捉が容易な移動物体検知システムを提供することである。 Still another object of the present invention is to provide a moving object detection system that can easily capture the position or flow line of a moving object.
本発明の移動物体検知システムは、監視エリアに配置された少なくとも第1、第2、第3のカメラと、上記それぞれのカメラに近接して設けられた第1、第2、第3の発光装置と、上記カメラの出力がそれぞれ入力される信号処理装置を有し、上記信号処理装置は、演算部と記憶部を有し、上記記憶部には、上記監視エリアの空間を表す座標が記憶され、上記それぞれの発光装置の発光を上記それぞれのカメラで撮像し、上記演算装置は、上記撮像された第1、第2、第3の発光装置の発光位置情報と上記記憶部に記憶されている上記監視エリアの空間を表す座標とに基づいて上記第1、第2、第3の発光装置の上記座標上の位置を算出するように構成される。 The moving object detection system of the present invention includes at least first, second, and third cameras disposed in a monitoring area, and first, second, and third light emitting devices provided in proximity to the respective cameras. And a signal processing device to which the output of the camera is input. The signal processing device has a calculation unit and a storage unit. The storage unit stores coordinates representing the space of the monitoring area. The light emission of each of the light emitting devices is captured by the respective cameras, and the arithmetic device is stored in the storage unit and the light emission position information of the captured first, second, and third light emitting devices. The position of the first, second, and third light emitting devices on the coordinates is calculated based on the coordinates representing the space of the monitoring area.
また、本発明の移動物体検知システムにおいて、上記発光装置を所定の時期に再度発光させると共に、上記カメラで撮像し、上記発光装置の位置を再算出し、既に算出されている上記発光装置の上記座標上の位置を修正するように構成される。 Further, in the moving object detection system of the present invention, the light emitting device is caused to emit light again at a predetermined time, is imaged with the camera, the position of the light emitting device is recalculated, and the light emitting device already calculated It is configured to correct the position on the coordinates.
また、本発明の移動物体検知システムにおいて、上記監視エリア内に上記カメラとは、別の第4と第5のカメラと第4と第5の発光装置とを具えた所定の長さを有する測定冶具を配置し、上記第1から第5の発光装置の発光を上記第1から第5のカメラで撮像し、上記演算装置は、上記第1、第2、第3の発光装置の上記座標上の位置を算出するように構成される。 Further, in the moving object detection system of the present invention, a measurement having a predetermined length provided with the fourth and fifth cameras and the fourth and fifth light emitting devices different from the camera in the monitoring area. A jig is disposed, and the first to fifth cameras emit light emitted from the first to fifth light emitting devices. The arithmetic unit is arranged on the coordinates of the first, second, and third light emitting devices. Is configured to calculate the position of.
また、本発明の移動物体検知システムにおいて、更に、上記監視エリアに入った検出対象物体を上記第1、第2、第3のカメラで撮像し、上記演算装置は、上記撮像された検出対象物体の撮像位置情報と上記記憶部に記憶されている上記監視エリアの空間を表す座標とに基づいて上記検出対象物体の上記座標上の位置を算出するように構成される。 Further, in the moving object detection system of the present invention, the detection target object that has entered the monitoring area is further imaged by the first, second, and third cameras, and the arithmetic unit is configured to capture the detected detection target object. The position of the detection target object on the coordinates is calculated based on the imaging position information and the coordinates representing the space of the monitoring area stored in the storage unit.
また、本発明の移動物体検知システムにおいて、上記監視エリアに入った検出対象物体を所定の間隔で撮像し、該撮像した検出対象物体の上記座標上の位置を算出し、記憶するように構成される。 In the moving object detection system of the present invention, the detection target object entering the monitoring area is imaged at a predetermined interval, and the position of the captured detection target object on the coordinates is calculated and stored. The
以上説明したように、本発明によれば、監視エリア内に位置される複数のカメラの位置を容易に計測することができ、また、適当な時期に再度複数のカメラの位置を計測し、先に求めたカメラ位置を容易に修正または変更することができる。更に、検出対象物体の侵入や、検出対象物体の移動の状態を時間と共に記録する動線捕捉が容易なため、監視システム以外の種々の移動物体検知システムを実現できる特徴がある。 As described above, according to the present invention, the positions of a plurality of cameras located in the monitoring area can be easily measured, and the positions of the plurality of cameras are measured again at an appropriate time. It is possible to easily correct or change the camera position obtained in the above. Furthermore, since it is easy to capture a flow line that records the intrusion of the detection target object and the movement state of the detection target object with time, there is a feature that various moving object detection systems other than the monitoring system can be realized.
本発明の一実施例を図面を用いて詳細に説明する。図1は、本発明の一実施例の概略構成のブロック図を示す。図1において、100は、侵入物体の監視空間あるいは移動物体の動線捕捉空間等を表す。以下、これらの空間を監視エリアと略称する。101−1、101−2、101−3は、カメラである。なお、カメラを代表する場合は、カメラ101と称する。この複数のカメラ101は、監視エリアに死角のないように配置される。本実施例では、3台のカメラが示されているが、監視エリアの状況に応じて3台以上のカメラを設置することもできる。また、カメラ101の詳細については後述する。102−1、102−2、102−3は、それぞれカメラ101−1、101−2、101−3を取り付ける支柱であり、その内部には、カメラ101の信号や制御信号の伝送線が配置されている。103−1、103−2、103−3は、各カメラ101−1、101−2、101−3とネットワーク伝送路104を接続する伝送線を示す。なお、ネットワーク伝送路104は、LAN(Local Area Network)、インターネットあるいは公衆回線等で構成されている。以下、伝送路104と略称する。
An embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. FIG. 1 shows a block diagram of a schematic configuration of an embodiment of the present invention. In FIG. 1,
105は、信号処理装置であり、伝送路104に接続されている。106は、外部記憶装置、107は、キーボード等の操作部、108は、表示部である。なお、信号処理装置105、外部記憶装置106、操作部107、表示部108については、後述する。また、109は、長さ(または距離)、方位、水平を計測するための測定冶具である。この測定冶具についても後述する。110−1、110−2は、カメラを表し、上述のカメラ101と同様な構成を有している。詳細については後述する。×印で示すPは、侵入物体あるいは移動物体を表す。以下、検出対象物体Pと称する。なお、本実施例では、有線の伝送線103および伝送路104でカメラ101と信号処理装置105が接続されているが、無線で接続することもできる。
A
図2は、図1に示す信号処理装置105、外部記憶装置106、操作部107、表示部108の具体的な構成を説明するためのブロック図である。図2において、201は、伝送路104と接続される入出力端子である。信号処理装置105は、画像入力部202、光源制御出力部203、操作入力部204、画像メモリ205、MPU(Micro Processing Unit)206、ワークメモリ207、外部入出力部208、画像出力部209、警報出力部210およびデータバス211で構成されている。212は、警報装置、例えば、警告灯である。なお、図1と同じものには同じ符号が付されている。また、外部記憶装置106は、信号処理装置105の内部に設けることもできるが、以下の説明では、外部記憶装置106として説明する。
FIG. 2 is a block diagram for explaining specific configurations of the
操作部107の出力は、操作入力部204を介してデータバス211に接続されている。また、外部記憶装置106は、外部入出力部208を介してデータバス211に接続され、表示部108は、画像出力部209を介してデータバス211に接続され、警告装置212は、警報出力部210を介してデータバス211に接続されている。MPU206とワークメモリ207は、そのままデータバス211に接続されている。なお、警告装置212は、本実施例が監視システムとして使用される場合に取り付けられる装置であり、監視システム以外では不要である。
The output of the
カメラ101は、各カメラの位置を特定するために各カメラを撮影する機能と監視エリア100をその視野内に捉え、検出対象物体Pを撮像して映像信号を出力する機能を有している。撮像された映像信号は、入出力端子201から画像入力部202、データバス211を介して画像メモリ205に蓄積される。外部記憶装置106は、プログラムやデータなどを記憶する働きをし、プログラムやデータなどが必要に応じて外部入出力部208を介してワークメモリ207に読み込まれ、また反対にワークメモリ207から外部記憶装置106に保存される。
The
MPU206は、信号処理装置105の動作時に外部記憶装置106に保存されたプログラムをワークメモリ207に読み込み、必要な信号処理を実行する。即ち、ワークメモリ207内で画像メモリ205に蓄積された画像の解析処理を行なう。そして、この処理結果に応じてMPU206は、検出対象物体Pを検出したり、検出対象物体Pの動態捕捉(または侵入物体の追跡)を行い、また、必要に応じて表示部108に検出対象物体Pを表示したり、動態捕捉を表示する。また、必要に応じて警告装置212を駆動して警告する働きをする。
The
図3は、カメラ101の一実施例の概略構成を示す図である。この図3に示されるカメラは、全方位カメラである。図3において、301は、例えば、金属製の凸面鏡であり、支持部材302に取り付け支持されている。凸面鏡301の頂部と対向する位置には、レンズ(図示せず)、CCD(Charge Coupled Device)、信号処理回路等を有するカメラ部303が配置されている。カメラ部303は、透明な筒体305を有し、筒体305の一端側が凸面鏡301の外周の支持体302に固定されると共に、他端側が光透過用の窓孔307を有する連結部材306を介してカメラ部303に接続されている。308は、LED(Light Emitting Diode)等で構成された発光装置である。
FIG. 3 is a diagram illustrating a schematic configuration of an embodiment of the
上記のように構成された全方位カメラ101は、カメラ部303の光軸を中心とした360度の全方位からの光が筒体305を介して凸面鏡301に当たり、カメラ部303のレンズに集光されて周方向全域の画像を取得することができる。なお、凸面鏡301の代わりに魚眼レンズを用いることもできる。
In the
図4は、カメラ110の他の一実施例の概略構成を示す図であって、魚眼レンズを用いた全方位カメラを示している。図4において、310は、魚眼レンズであり、円筒支持部材305に取り付け支持されている。魚眼レンズ310に対向する位置には、レンズ(図示せず)、CCD(Charge Coupled Device)あるいはCMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor)等の撮像装置、信号処理回路等を有するカメラ部303が配置されている。上記のように構成された全方位カメラ110は、カメラ部303の光軸を中心とした360度の全方位からの光が魚眼レンズ310で集光されて周方向全域の画像を取得することができる。311、312は、LED(Light Emitting Diode)等で構成された発光装置である。なお、図3で示す凸面鏡301で構成されたカメラ101も、また、図4に示す魚眼レンズ310を用いるカメラ110も使用形態に応じて適宜使い分けることもできる。また、図4に示す魚眼レンズ310を用いる場合は、円筒支持部材305は、透明である必要はない。また、上記実施例では、撮像装置の位置と発光装置の位置は、物理的に同じではないが、監視エリアの大きさからすれば、この程度の差異は、無視できる程度であるので、以下の説明では撮像装置の位置と発光装置の位置は、ほぼ同じ場所に位置するとして説明する。
FIG. 4 is a diagram showing a schematic configuration of another embodiment of the
カメラ101、110に設けられている発光装置308、311、312は、操作部107の操作により光源制御出力部203を介して単色の場合、発光/非発行の制御が行える構成になっている。また、発光色が異なる場合には、同時に発光させることもできる。勿論、発光する色の制御も信号処理装置105の光源制御出力部203により行うことができる。なお、発光装置308、311、312は、いずれのカメラ101、110でも撮像できるように、どの方向からも見える箇所に設置される。また、カメラの複数箇所に発光装置を設置しても良い。
The
図5は、長さ(または距離)、方位、水平を計測するための測定冶具109の一実施例を示す図である。この測定冶具109は、長さ(距離)が分かるように目盛りが付されており、各カメラ101、110で撮像されたときの長さが撮像画像から分かるようになされている。本実施例では、300cmの長さのメジャーとして使用できる。この冶具109には、一定間隔毎にカメラ110を取り付けるための螺子穴501が設けられ、例えば、0cmの位置にカメラ110−1が設置され、300cmの位置にカメラ110−2が固定されるようになされている。従って、この場合のカメラ110−1とカメラ110−2との間の距離は、300cmとなる。また、この測定冶具109には、測定冶具109の方位を求めるための方位計(方位磁石)または方位センサ502および測定冶具109の水平度を計測する水準器センサ503が設けられている。これら方位センサ502および水準器センサ503は、後述する監視エリアを直交座標表示する場合のX軸、Y軸、Z軸の校正用に使用される。
FIG. 5 is a diagram showing an embodiment of the
次に、本発明の動作について説明する。まず、監視エリア100に配置されたカメラ101−1、101−2および101−3の位置を求める方法について説明する。まず、測定冶具109が監視エリア100の、例えば、床の上に配置する。そして、各カメラ装置101−1、101−2、101−3、110−1、110−2を順次発光させ、各カメラで撮像し、各カメラの位置を求める。これについて図6〜図8を用いて更に詳細に説明する。
Next, the operation of the present invention will be described. First, a method for obtaining the positions of the cameras 101-1, 101-2, and 101-3 arranged in the
図6は、各カメラ101−1、101−2、101−3、110−1、110−2および測定冶具109の配置関係を示した図である。
FIG. 6 is a diagram illustrating an arrangement relationship between the cameras 101-1, 101-2, 101-3, 110-1, 110-2 and the
図6において、θ1〜θ9およびD1〜D6の求め方について説明する。まず、カメラ101−1、カメラ110−1および110−2で形成される3角形の2辺の長さD1とD2は、次式で示される。 In FIG. 6, how to obtain θ1 to θ9 and D1 to D6 will be described. First, the lengths D1 and D2 of the two sides of the triangle formed by the camera 101-1 and the cameras 110-1 and 110-2 are expressed by the following equations.
D1=Lsinθ3/sin(θ2+θ3)・・・・・・・・・・・・・(1)
D2=Lsinθ2/sin(θ2+θ3)・・・・・・・・・・・・・(2)
ここで、Lは、カメラ110−1および110−2の間の距離、即ち、測定冶具109の長さを表す。従って、D1およびD2を求めるには、角度θ2およびθ3を計測すればよいことが分かる。
D1 = Lsinθ3 / sin (θ2 + θ3) (1)
D2 = Lsinθ2 / sin (θ2 + θ3) (2)
Here, L represents the distance between the cameras 110-1 and 110-2, that is, the length of the
次に、角度θ2およびθ3の求め方について、図7を用いて説明する。図7(A)は、角度θ1の求め方を説明するための図であり、直交座標軸(X、Y、Z)と単位極面701を示している。ここで、単位極面とは、原点との距離1、例えば、半径1mの極面をいう。図7(B)は、カメラで撮影された画像の説明のための図である。図7(B)において、710は、全方位カメラで撮像した場合の画像データを表わす。本実施例では、一般のカメラと同様に撮像データ710は、長方形となる。そして、全方位カメラの凸面鏡またはレンズ等を介した撮像では、有効な画像情報は、711で示されるような円形状となる。この円形状画像データ711を図7(A)の単位極面701上に変換テーブルを用いて写像する。なお、円形状画像データ711から単位球面701上への写像は、全方位カメラの凸面鏡またはレンズ等の特性により異なるため、予め実機で測定し、変換テーブルを作成し、外部記録装置106に記憶しておく。
Next, how to obtain the angles θ2 and θ3 will be described with reference to FIG. FIG. 7A is a diagram for explaining how to obtain the
この状態で、操作者が操作部107を操作して光源制御出力部203から発光指令をカメラ110−1の発光装置、例えば、発光装置311に送り、発光させる。このカメラ110−1の発光装置311の発光をカメラ101−1が撮像し、その時のカメラ101−1とカメラ110−1を結ぶ線分と単位極面701との交点M1(Xm1、Ym1、Zm1)をMPU206で演算により求める。次に、カメラ110−2の発光装置311を、上記と同様に発光させ、その時のカメラ101−1とカメラ110−2を結ぶ線分と単位極面701との交点M2(Xm2、Ym2、Zm2)をMPU206で演算により求める。その結果、点M1、カメラ101−1、点M2のなす角度θ1は、次式(3)の内積計算により求めることができる。
In this state, the operator operates the
cosθ1=Xm1Xm2+Ym1Ym2+Zm1Zm2・・・・・・(3)
同様に、角度θ2は、カメラ101−1の発光装置308を発光させ、次にカメラ110−2の発光装置311を発光させ、カメラ110−1が撮像し、原点を110−1とした単位極面701上の交点をMPU206で演算により求めると、上述した角度θ1と同様に角度θ2が求まる。同様に、カメラ101−1とカメラ110−1の発光装置を発光させ、カメラ110−2が撮像し、原点を110−2とした単位極面701を用いてθ3も求めることができる。θ3は、また、次式でも求めることができる。
cosθ1 = Xm1Xm2 + Ym1Ym2 + Zm1Zm2 (3)
Similarly, the angle θ2 causes the
θ3=180−(θ1+θ2)・・・・・・・・・・・・・・・・(4)
上記のような方法で、全方位カメラ101−1、110−1、110−2で構成される三角形の角度θ1、θ2、θ3および上記(1)(2)式から長さ(距離)D1、D2が求まる。同様に、図6で示す全方位カメラ101−2、110−1、110−2で構成される三角形の角度θ4、θ5、θ6、長さ(距離)D3、D4が求まる。また、同様に、全方位カメラ101−3、110−1、110−2で構成される三角形の角度θ7、θ8、θ9、長さ(距離)D5、D6も求まる。
θ3 = 180− (θ1 + θ2) (4)
By the method as described above, the angles (distances) D1 of the angles θ1, θ2, θ3 of the triangles constituted by the omnidirectional cameras 101-1, 110-1, 110-2 and the above expressions (1) and (2), D2 is obtained. Similarly, angles [theta] 4, [theta] 5, [theta] 6 and lengths (distances) D3, D4 of the triangle formed by the omnidirectional cameras 101-2, 110-1, 110-2 shown in FIG. 6 are obtained. Similarly, the angles θ7, θ8, θ9 and the lengths (distances) D5, D6 of the triangle constituted by the omnidirectional cameras 101-3, 110-1, 110-2 are also obtained.
次に、監視エリア100にそれぞれ設置された全方位カメラ101−1、101−2および101−3の位置の求め方について説明する。まず、全方位カメラ101−1、101−2および101−3の位置を特定するための直交座標(X軸、Y軸、Z軸)を図8で示すように定める。図8において、直交座標(X、Y、Z)の原点を測定冶具109に設けられた全方位カメラ110−1の位置とし、測定冶具109を含む平面をX軸−Y軸平面と定めている。従って、このX軸−Y軸平面に垂直な方向がZ軸となる。なお、座標(X、Y、Z)の設定には、前述した測定冶具109に設けられている方位センサ502および水準器センサ503によって、例えば、X軸は、南北方向に一致させ、X軸−Y軸平面は、水平になるように直交座標(X、Y、Z)を定めておく。これらの設定は、いずれも操作部107からの設定入力によりMPU206で演算され、前もって外部記憶装置106に記憶されている。なお、上記実施例では、直交座標(X、Y、Z)の原点を全方位カメラ110−1の位置として説明したが、これに限られるものではなく、適宜設定することができることはいうまでもない。
Next, how to determine the positions of the omnidirectional cameras 101-1, 101-2, and 101-3 installed in the
さて、上記のように設定すると、図6に示す各全方位カメラの座標は、以下に説明するように容易に求めることができる。図8において、点M1(Xm1、Ym1、Zm1)、M2(Xm2、Ym2、Zm2)、M3(Xm3、Ym3、Zm3)、M4(1、0、0)は、それぞれ全方位カメラ101−1、101−2、101−3、110−2の発光装置を発光させ、その発光をカメラ110−1で撮像した結果を単位極面801上に写像した点を示す。なお、点M4は、X軸上の点であるので、X、Y、Z座標は、(1、0、0)である。ここで、距離D1、D3、D5は、既に説明した方法で求められ、また、距離Lは、予め分かっている。そして、点M1、M2、M3、M4は、単位極面801上の点であり、原点との距離は、1であり、単位ベクトルとみなせる。従って、各全方位カメラの座標は、単位ベクトル×距離で求めることができる。即ち、
カメラ101−1の位置(X1,Y1,Z1)=(D1×Xm1, D1×Ym1, D1×Zm1)・・(5)
カメラ101−2の位置(X2,Y2,Z2)=(D3×Xm2, D3×Ym2, D3×Zm2)・・(6)
カメラ101−3の位置(X3,Y3,Z3)=(D5×Xm3, D5×Ym3, D5×Zm3)・・(7)
カメラ110−2の位置(X4,Y4,Z4)=(L, 0, 0)・・・・・・・・・・・(8)
以上の方法で監視エリアに位置する全方位カメラの位置を求めることができる。そして、上記のようにして求めた全方位カメラ101−1の位置(X1、Y1、Z1)、全方位カメラ101−2の位置(X2、Y2、Z2)および全方位カメラ101−3の位置(X3、Y3、Z3)を外部記憶装置106に記憶する。
Now, when set as described above, the coordinates of each omnidirectional camera shown in FIG. 6 can be easily obtained as described below. In FIG. 8, points M1 (Xm1, Ym1, Zm1), M2 (Xm2, Ym2, Zm2), M3 (Xm3, Ym3, Zm3), M4 (1, 0, 0) are respectively omnidirectional cameras 101-1, The point which light-emitted the light-emitting device of 101-2, 101-3, and 110-2 and imaged the light emission with the camera 110-1 on the
Position of camera 101-1 (X1, Y1, Z1) = (D1 × Xm1, D1 × Ym1, D1 × Zm1) (5)
Camera 101-2 position (X2, Y2, Z2) = (D3 × Xm2, D3 × Ym2, D3 × Zm2) (6)
Position of camera 101-3 (X3, Y3, Z3) = (D5 x Xm3, D5 x Ym3, D5 x Zm3) (7)
Camera 110-2 position (X4, Y4, Z4) = (L, 0, 0) (8)
The position of the omnidirectional camera located in the monitoring area can be obtained by the above method. Then, the position (X1, Y1, Z1) of the omnidirectional camera 101-1, the position (X2, Y2, Z2) of the omnidirectional camera 101-2, and the position of the omnidirectional camera 101-3 (as described above) X3, Y3, Z3) are stored in the
以上、説明したように本発明では、検出対象物体Pを検出する監視エリア内に全方位カメラ101−1、101−2および101−3を設置し、そして、全方位カメラ110−1および110−2を備えた測定冶具109をこの監視エリア内に置く。次に、それぞれの全方位カメラに備えられた発光装置を順次発光させ、この発光を全方位カメラ101、110で順次撮像することにより監視エリア内に配置された全方位カメラ101−1、101−2および101−3の位置(発光装置の位置とほぼ同じ位置)を求めることができる。なお、上記実施例では、各カメラ101および110を順次発光させる場合について説明したが、各カメラ101および110の発光装置が異なる色を発光するように構成することもできる。例えば、カメラ101−1の発光装置は、赤色に発光し、カメラ101−2の発光装置は、オレンジ色に発光する。カメラ101−3の発光装置は、緑色に発光し、カメラ110−1の発光装置は、水色に発光し、カメラ110−2の発光装置は、青色に発光する等である。このような場合には、それぞれの発光装置が同じタイミングで発光しても全方位カメラでは、発光装置毎に異なる色で撮像できるので、MPU206では、発光位置を区別できる。従って、この方法で全方位カメラの位置を求めることもできる。また、このように同じタイミングで発光装置を発光させる場合には、全方位カメラの位置を短時間で求められ、移動物体検知システムを早く動作させることができる特徴がある。
As described above, in the present invention, the omnidirectional cameras 101-1, 101-2, and 101-3 are installed in the monitoring area where the detection target object P is detected, and the omnidirectional cameras 110-1 and 110- A
なお、上記のようにして全方位カメラ101−1、101−2、101−3の座標(X、Y、Z)位置が求められると、測定冶具109および測定冶具に取り付けられた全方位カメラ110−1、110−2は、監視エリアから取り去ってもよい。即ち、全方位カメラ101−1、101−2、101−3の監視エリア100内の位置座標が明確になっているので、監視エリア内に入ってくる検出対象物体Pを検出することができる。なお、上記実施例では、全方位カメラ101が3台の場合について説明したが、3台以上の全方位カメラ101を用いることもできる。
When the coordinate (X, Y, Z) positions of the omnidirectional cameras 101-1, 101-2, and 101-3 are obtained as described above, the
また、上記のように構成された状態で、何らかの原因、例えば、監視エリア100内の展示物の模様替えにより1台の全方位カメラ、例えば、全方位カメラ101−1を移動する必要が生じた場合、全方位カメラ101−1を移動したとしても、他の2台の全方位カメラ101−2および101−3は、前の位置を保持しているので、再度、全方位カメラ101−1(移動したカメラ)、101−2、101−3の発光装置308を発光させ、全方位カメラで撮像することで、移動した全方位カメラ101−1の位置を求めることができる。即ち、全方位カメラ101−2と101−3との間の距離は、変更されていないので、前述と同様に求めることができる。このように監視エリア100内に位置された全方位カメラ101の位置を一旦求めておくと、その位置を変更することも容易に実施できる特徴がある。
In addition, in the state configured as described above, when there is a need to move one omnidirectional camera, for example, the omnidirectional camera 101-1, due to some reason, for example, redesign of an exhibit in the
更に、上記実施例では、1つの全方位カメラを移動させた場合、再度、全方位カメラ101の発光装置308を発光させて、移動した全方位カメラ101の位置を求める場合について説明したが、例えば、全方位カメラ101の発光装置308を定期的、例えば、1回/2時間の割合で発光させ、全方位カメラ101で撮像された画像を従来周知の背景差分法等で、過去の画像と比較し、全方位カメラ101の移動距離が一定の距離、例えば、30cmの閾値を超えた場合、全方位カメラ101が移動した可能性があるとして先に外部記憶装置106に登録された位置を修正、再登録することもできる。
Further, in the above embodiment, when one omnidirectional camera is moved, the
次に、本発明の他の一実施例を図9を用いて説明する。図9は、検出対象物体Pの侵入および動線捕捉を示す図である。図9において、監視エリア100で示す座標(X、Y、Z)内に全方位カメラの位置を101−1、101−2および101−3で示してある。これら全方位カメラの位置101−1、101−2および101−3は、上記実施例で説明した方法で計測および演算で前もって求め、外部記憶装置106に記憶されている。そして、各全方位カメラ101−1、101−2および101−3は、監視エリア100内を常時撮像している(監視状態にある。)。この状態で検出対象物体Pが監視エリア100に侵入すると、各全方位カメラ101−1、101−2および101−3は、検出対象物体Pを撮像し、それぞれの撮像画像を画像メモリー205に記憶する。なお、検出対象物体Pは、人であったり、車であったり、動物等であるが、ここでは説明の都合上、例えば、検出対象物体Pは、人であり、人の重心の位置を検出対象物体Pとして示してある。また、検出対象物体Pの認識は、従来技術でも説明した差分法と呼ばれる方法あるいはテンプレートマッチング法等の方法があるが、それらの詳細は、既に良く知られているので、詳細な説明は省略する。
Next, another embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 9 is a diagram illustrating intrusion of the detection target object P and flow line capture. In FIG. 9, the positions of the omnidirectional cameras are indicated by 101-1, 101-2, and 101-3 in the coordinates (X, Y, Z) indicated by the
さて、画像メモリー205に記憶された検出対象物体Pは、MPU206で、既に外部記憶装置106に記憶されている監視エリア100内の各全方位カメラ101−1、101−2および101−3の位置とから検出対象物体Pの位置を算出し、算出した検出対象物体Pの位置を外部記憶装置106に記憶する。ここで、検出対象物体Pの位置の算出方法を簡単に説明する。まず、全方位カメラ101−1で検出対象物体Pを撮像する。全方位カメラ101−1と全方位カメラ101−2の位置座標は、既に登録されているので、線分D7の位置と長さ(距離)は、明らかになっている。従って、線分D7と線分D8とのなす角θ10は、MPU206の演算により求めることができる。同様に、全方位カメラ101−2で検出対象物体Pを撮像すると、線分D7と線分D9とのなす角θ11もMPU206の演算により求めることができる。従って、線分D7の距離が既知であるので、線分D8および線分D9の距離は、MPU206の演算により求めることができる。その結果、検出対象物体Pの監視エリア100内の検出対象物体Pの位置(Xp、Yp、Zp)は、MPU206の演算により求めることができる。
The detection target object P stored in the
このようにして検出対象物体Pの位置(Xp、Yp、Zp)が検出されると、移動物体検知システムは、検出対象物体Pの監視を開始し、検出対象物体Pが、例えば、進入禁止対象地域に侵入したとすると、警報出力部210を駆動し、警報機211を鳴動し、侵入者ありの警報を鳴らすと同時に、表示部108に検出対象物体Pの位置を表示する。
When the position (Xp, Yp, Zp) of the detection target object P is detected in this manner, the moving object detection system starts monitoring the detection target object P, and the detection target object P is, for example, an entry prohibition target. Assuming that the vehicle has entered the area, the
更に、各全方位カメラ101−1、101−2および101−3は、検出対象物体Pの撮像を続けると共に、所定時間毎、例えば、5分間隔毎に検出対象物体Pの位置を、上記と同様の方法で算出し、外部記憶装置106に記憶すると共に、表示部108に表示する。このようにすると検出対象物体Pの5分毎の移動位置P1、P2、P3、・・・が操作者に把握される。即ち、検出対象物体Pの侵入位置および検出対象物体Pの動き(動線捕捉)を監視することができる。また、上述した移動物体検知システムは、監視カメラシステムに限らず種々の応用が可能となる。以下にそれについて説明する。
Further, each of the omnidirectional cameras 101-1, 101-2, and 101-3 continues to image the detection target object P, and sets the position of the detection target object P every predetermined time, for example, every 5 minutes. It is calculated by the same method, stored in the
図10は、本発明の更に他の一実施例を説明するめの図である。図10において、1001は、例えば、デパートの1階のフロアーの平面図を示している。1002は、入口、1003は、出口であり、A、B、C、・・・・Nは、各種商品を展示した展示テーブルである。101−1、101−2、101−3は、それぞれデパートの1階のフロアーの天井に設置された全方位カメラを示している。そして、このデパートの1階のフロアーの平面図と展示テーブルA、B、C、・・・・Nと各種商品の位置が前もって外部記憶装置106に記憶されている。勿論、全方位カメラ101−1、101−2、101−3が設置された時点で、前述の方法で、まず、全方位カメラ110−1および110−2を備えた測定冶具109を前もって床に設置して、全方位カメラ101−1、101−2、101−3の監視エリア100内の位置を計測および演算し求め、外部記憶装置106に記憶している。この状態でデパートが開店と同時に買い物客の撮像を開始する。図10では、買い物客N1とN2の二人の動線捕捉を示している。即ち、買い物客N1の所定時間毎の位置を○印で、また、買い物客N2の所定時間毎の位置を×印で示している。このように、買い物客N1とN2の二人の動線捕捉を記録し、管理者がこれを分析することによって、買い物客が関心を持つ商品が何かを分析したり、これら動線捕捉情報から商品の配置を検討したりすることができる。
FIG. 10 is a view for explaining still another embodiment of the present invention. In FIG. 10, reference numeral 1001 denotes a plan view of the first floor of the department store, for example. 1002 is an entrance, 1003 is an exit, and A, B, C,... N are exhibition tables displaying various products. Reference numerals 101-1, 101-2, and 101-3 denote omnidirectional cameras installed on the ceiling of the first floor of the department store. The floor plan of the first floor of the department store, the display tables A, B, C,... N, and the positions of various products are stored in the
なお、本実地例では、各カメラの発光量は一定で説明したが、発光装置の発光量を操作部107で調節するようにし、発光量別に各カメラで撮像するようにすれば、測定時間は長くなるが、測定精度を高くすることも可能である。更に、本実地例では、全方位カメラを凸面鏡または魚眼レンズの実施例で説明したが、他のカメラとの間の角度が算出できるようなカメラ、例えば、旋回式カメラ、あるいは方向毎に撮像できる多眼式のカメラのようなカメラでもよい。また、上記実施例では、カメラを備えた測定冶具により長さを測定する方法について説明したが、例えば、カメラ101のいずれか2台の間の距離と設置の高さが計測できる場合は、特にカメラを備えた測定冶具を監視エリア内に設ける必要はない。例えば、デパートのフロアの両端部の天井に2台のカメラを設けている場合等は、フロアの両端部の距離および高さが前もって分かっているので、カメラを備えた測定冶具は不要である。
In this practical example, the light emission amount of each camera is described as being constant. However, if the light emission amount of the light emitting device is adjusted by the
以上、本発明について詳細に説明したが、本発明は、ここに記載された移動物体検知システムの実施例に限定されるものではなく、上記以外の移動物体検知システムに広く適応することが出来ることは、言うまでも無い。 Although the present invention has been described in detail above, the present invention is not limited to the embodiment of the moving object detection system described herein, and can be widely applied to other moving object detection systems. Needless to say.
100:監視エリア、101、110:全方位カメラ、102:カメラ取り付ける支柱、103:伝送線、104:伝送路、105:信号処理装置、106:外部記憶装置、107:操作部、108:表示部、109:測定冶具、201:入出力端子、202:画像入力部、203:光源制御出力部、204:操作入力部、205:画像メモリ、206:MPU、207:ワークメモリ、208:外部入出力部、209:画像出力部、210:警報出力部、211:警報装置、301:凸面鏡で、302:支持部材、303:カメラ部、305:筒体、306:連結部材、307:窓孔、308、311、312:発光装置、310:魚眼レンズ、501:螺子穴、502:方位センサ、503:水準器センサ、701、801:極面、1001:フロアーの平面図、1002:入口、1003:出口。
DESCRIPTION OF SYMBOLS 100:
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