JP2010219822A - 個体識別用撮影装置及びコンピュータプログラム - Google Patents

Abstract

【課題】 鳥類等の個体識別を容易にする撮影装置を提供する。
【解決手段】 望遠レンズよりも相対的に広範囲を撮影可能なレンズ１１、好ましくは対角線画角６０度以上の広角レンズ又は超広角レンズを備えた第１カメラ１０と、望遠レンズ２１を備えた第２カメラ２０とを有する。第１カメラ１０は広範囲を撮影可能であるため、目的の被写体を熟練を要しなくても容易に捉えることができる。第１カメラ１０で捉えた被写体の空間位置座標を求め、その空間位置座標に第２カメラ２０の望遠レンズ２１が向くように第２カメラ２０の駆動機構２２を制御する構成であるため、熟練を要することなく、必要な空間解像度の画像データを得ることができる。
【選択図】 図１

Description

本発明は、鳥類などの被写体について遠方から個体識別を行うための画像データを取得する個体識別用撮影装置及びコンピュータプログラムに関する。

特許文献１には、鳥類の足に、個体識別のための応答信号を送信する応答器を取り付けると共に、個体識別のための応答信号を該応答器から送信させる質問器を鳥小屋の着陸台に設けた鳥類の個体識別装置が開示されている。

特開平７−１５４２９０号公報

しかし、特許文献１の技術は、専ら、鳥小屋に戻ってくる性質の鳥類にしか適用できない技術であり、貴重な種別の自然界での飛翔状況の観察や環境調査等に用いることはできない。貴重種別の飛翔状況や環境調査等を目的とする場合、被写体を遠方から観察することが必要である。従来、このような遠方からの観察は、人が目視で鳥類を発見した後、望遠レンズを装着したカメラで撮影することにより行われている。しかし、目視した後速やかに、カメラの望遠レンズの画角内に、所定の速度で飛行する鳥類を捉えるには相当の熟練を要する。

本発明は上記に鑑みなされたものであり、個体識別対象である被写体を遠方から容易に捉え、かつ、個体識別やくわえた餌の識別などを高い精度で解析できるように撮影可能な個体識別用撮影装置及びコンピュータプログラムを提供することを課題とする。

上記した課題を解決するため、本発明は、望遠レンズよりも相対的に広範囲を撮影可能なレンズを備えた第１カメラと、望遠レンズを備え、駆動機構により上下方向及び水平方向に回転可能に支持された第２カメラと、前記第１カメラがその画角内に目的の被写体を捉えると、該被写体の空間位置座標を求め、前記第２カメラの駆動機構を、前記望遠レンズが該被写体の空間位置座標に向くように制御する制御装置とを具備することを特徴とする個体識別用撮影装置を提供する。

前記第１カメラは、対角線画角６０度以上の広角レンズ又は超広角レンズを備えているものが好ましい。前記制御装置は、前記被写体の空間位置座標を求めた後、前記第２カメラの設置点を基準とした該空間位置座標までの仰角及び水平角を算出し、前記第２カメラを該仰角及び水平角に従って上下方向又は水平方向に回転動作させる信号を前記第２カメラの駆動機構に出力する構成であることが好ましい。

また、前記第１カメラ１台につき、前記第２カメラが複数台設置されている構成とすることができる。前記第１カメラの画角内に捉えられる個体識別対象の被写体が複数の場合、前記制御装置は、各被写体の空間位置座標をそれぞれ求め、前記複数台の第２カメラをそれぞれ各空間位置座標に対応するように制御する。

また、本発明は、目的の被写体を撮影するカメラを備えた個体識別用撮影装置の制御装置に設定されるコンピュータプログラムであって、望遠レンズよりも相対的に広範囲を撮影可能なレンズを備えた第１カメラが、その画角内に前記被写体を捉えた場合に、該被写体の空間位置座標を求める空間位置座標演算手段と、望遠レンズを備え、駆動機構により上下方向及び水平方向に回転可能に支持された第２カメラの該望遠レンズが、前記空間位置座標演算手段により求めた前記被写体の空間位置座標に向くように、前記第２カメラの駆動機構を動作させる駆動信号を出力する駆動信号出力手段とを具備することを特徴とするコンピュータプログラムを提供する。

さらに、前記コンピュータプログラムは、前記空間位置座標演算手段により求められた前記被写体の空間位置座標を用いて、前記第２カメラの設置点を基準とした該空間位置座標までの仰角及び水平角を算出する駆動角度算出手段を備え、前記駆動信号出力手段は、前記駆動角度算出手段によって算出された仰角及び水平角に従って前記第２カメラを上下方向又は水平方向に回転動作させる信号を前記駆動機構に出力する構成であることが好ましい。

本発明によれば、望遠レンズよりも相対的に広範囲を撮影可能なレンズ、好ましくは対角線画角６０度以上の広角レンズ又は超広角レンズを備えた第１カメラと、望遠レンズを備えた第２カメラとを有する。第１カメラは広範囲を撮影可能であるため、目的の被写体を熟練を要しなくても容易に捉えることができる。そして、第１カメラで捉えた被写体の空間位置座標を求め、その空間位置座標に第２カメラの望遠レンズが向くように第２カメラの駆動機構を制御する構成であるため、熟練を要することなく、必要な空間解像度の画像データを得ることができる。従って、広範囲にかつ所定の速度で飛行する鳥類等の飛翔体を遠方から捉えて、個体識別、羽の模様、餌をくわえているか否か、餌の種別等の観察を行うのに好適である。

本発明の一の実施形態に係る個体識別用撮影装置の全体構成を示した概念図である。 制御装置の構成を説明するためのブロック図である。 望遠レンズを備えた第２カメラで撮影された画像データの例を示した図である。

以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。本実施形態の個体識別用撮影装置１は、図１に示したように、第１カメラ１０、第２カメラ２０、制御装置３０を備えて構成されている。

第１カメラ１０及び第２カメラ２０は、いずれも、ＣＣＤ撮像素子を備えたカメラ（ＣＣＤカメラ）やＣ−ＭＯＳ撮像素子を備えたカメラから構成される。なお、Ｃ−ＭＯＳ撮像素子は、ＣＣＤ撮像素子よりも露光時間の制御が容易であり、飛行速度の速い鳥類等の画像を捉えるのに適している。

第１カメラ１０は、望遠レンズ（対角線画角３９度未満のレンズ）よりも相対的に広範囲を撮影可能なレンズ１１が装着される。好ましくは、対角線画角６０度以上の広角レンズ又は超広角レンズである。また、第１カメラ１０は、所定の位置に固定して配置される。所定の位置に固定配置しても、広範囲を撮影可能なレンズ１１を装着しているため、数百ｍ以上の距離から、目的の被写体（例えば、鳥類）を捉えることが可能である。

第２カメラ２０は、望遠レンズ２１が装着されており、駆動機構２２により上下方向及び水平方向に回転可能に支持されている。望遠レンズ２１は、鳥類等を数百ｍ以上の距離から詳細に撮影するため、焦点距離１０００〜２０００ｍｍのものが好ましい。駆動機構２２としては、例えば、第２カメラ２０自体を架台に対して水平方向に回転動作させる機構と、架台に支持される望遠レンズ２１を上下方向に回転動作させる機構との組み合わせから構成され、駆動部としてはサーボモータやステッピングモータを用いることができる。なお、望遠レンズ２１のみが上下方向及び水平方向に回転するように構成したり、第２カメラ２０全体が上下方向及び水平方向に回転するように構成したりすることも可能である。

制御装置３０は、本実施形態では、第１カメラ１０に接続された第１制御装置３０Ａと、第２カメラ２０に接続された第２制御装置３０Ｂとを備えて構成される。ここで、第１カメラ１０と第２カメラ２０とは、隣接して配置してもよいし、十数ｍ〜数十ｍ離れた位置に設置してもよい。従って、第１カメラ１０及び第２カメラ２０が、所定の距離離間している場合には、図１に示したように、制御装置３０を２台のコンピュータから構成し、すなわち、第１制御装置３０Ａと第２制御装置３０Ｂとから構成し、両者をＬＡＮなどで接続して設置する。一方、第１カメラ１０及び第２カメラ２０が比較的近接して配置されている場合には、制御装置３０は、第１制御装置３０Ａ及び第２制御装置３０Ｂのいずれか一方のコンピュータのみから構成することもできる。

制御装置３０には、コンピュータプログラムとして、図２に示したように、空間位置座標演算手段３１と、駆動角度算出手段３２と、駆動信号出力手段３３とが設定されている。本実施形態では、このうち空間位置座標演算手段３１が第１制御装置３０Ａに設定され、駆動角度算出手段３２及び駆動信号出力手段３３が第２制御装置３０Ｂに設定されている。空間位置座標演算手段３１は、第１のカメラ１０の画角内に目的の被写体（例えば、鳥類）が捉えられたか否かを判定し、捉えられている場合に、該被写体の空間位置座標（ｘ座標，ｙ座標）を算出する。

駆動角度算出手段３２は、被写体の空間位置座標と第２カメラ２０の設置点の座標とから、第２カメラ２０の設置点を基準とした、被写体の空間位置座標までの仰角及び水平角を求める。

駆動信号出力手段３３は、駆動角度算出手段３２によって算出された仰角及び水平角に従って第２カメラ２０を上下方向又は水平方向に回転動作させる制御信号を駆動機構２２に出力する。駆動機構２２にこの制御信号が出力されると、サーボモータやステッピングモータ等が駆動し、望遠レンズ２１を上下方向に回動させたり、第２カメラ２０を水平方向に回転させたりする。

なお、上記したコンピュータプログラムは、フレキシブルディスク、ハードディスク、ＣＤ−ＲＯＭ、ＭＯ（光磁気ディスク）、ＤＶＤ−ＲＯＭなどの記録媒体へ記憶させて提供することもできるし、通信回線を通じて伝送することも可能である。

本実施形態によれば、第１カメラ１０は常時動画撮影を行っており、その撮影領域中に目的とする被写体（例えば、鳥類）Ａが侵入すると、第１制御装置３０Ａの空間位置座標演算手段３１は、第１カメラ１０から送信される画像データを読み取って、該被写体Ａが捉えられたと判定し、続いて、被写体Ａの空間位置座標（ｘ座標、ｙ座標）を求める。空間位置座標の情報は、第２制御装置３０Ｂに送信され、第２制御装置３０Ｂでは、この情報を用いて、上記の駆動角度算出手段３２により第２カメラ２０の設置点を基準とした、被写体Ａの空間位置座標までの仰角及び水平角を求める。次いで、駆動信号出力手段３３が駆動機構２２を動作させる制御信号を出力し、第２カメラ２０の望遠レンズ２１を被写体Ａの空間位置座標に向かせる。

次いで、第２カメラ２０による撮影を行う。この場合、望遠レンズ２１を用いているため、被写体Ａについて所定以上の空間解像度の画像データが得られる（図３参照）。これにより、操作者が熟練者でなくても、取得した画像データから被写体Ａの個体識別情報を読み取ったり、羽の模様を観察したり、餌をくわえているか否かや餌の種類の観察を行ったりすることを容易に行うことができる。

なお、第１カメラ１０で撮影された画像データ内に、複数の被写体が含まれている場合には、第２カメラ２０は、例えば第２カメラ２０に距離的に近い被写体から順に望遠レンズ２１による詳細撮影を行うようにして、順次、解析するようにできる。また、１台の第１カメラ１０に対して、複数台の第２カメラ２０を設置すれば、第１カメラ１０によって複数の被写体が捉えられたならば、各第２カメラ２０の望遠レンズ２１が異なる被写体に向くように制御し、各被写体の詳細撮影を行うようにすることができる。また、第１カメラ１０と被写体との間にドームミラーを設置し、ドームミラーを介して被写体を撮影するようにすれば、撮影領域がより広範囲となる。

１ 個体識別用撮影装置
１０ 第１カメラ
２０ 第２カメラ
２１ 望遠レンズ
２２ 駆動機構
３０ 制御装置
３０Ａ 第１制御装置
３０Ｂ 第２制御装置
３１ 空間位置座標演算手段
３２ 駆動角度算出手段
３３ 駆動信号出力手段
Ａ 被写体

Claims (7)

1. 望遠レンズよりも相対的に広範囲を撮影可能なレンズを備えた第１カメラと、
   望遠レンズを備え、駆動機構により上下方向及び水平方向に回転可能に支持された第２カメラと、
   前記第１カメラがその画角内に目的の被写体を捉えると、該被写体の空間位置座標を求め、前記第２カメラの駆動機構を、前記望遠レンズが該被写体の空間位置座標に向くように制御する制御装置と
   を具備することを特徴とする個体識別用撮影装置。
2. 前記第１カメラは、対角線画角６０度以上の広角レンズ又は超広角レンズを備えている請求項１記載の個体識別用撮影装置。
3. 前記制御装置は、前記被写体の空間位置座標を求めた後、前記第２カメラの設置点を基準とした該空間位置座標までの仰角及び水平角を算出し、前記第２カメラを該仰角及び水平角に従って上下方向又は水平方向に回転動作させる信号を前記第２カメラの駆動機構に出力する構成である請求項１記載の個体識別用撮影装置。
4. 前記第１カメラ１台につき、前記第２カメラが複数台設置されている請求項１〜３のいずれか１に記載の個体識別用撮影装置。
5. 前記第１カメラの画角内に捉えられる個体識別対象の被写体が複数の場合、前記制御装置は、各被写体の空間位置座標をそれぞれ求め、前記複数台の第２カメラをそれぞれ各空間位置座標に対応するように制御する構成である請求項４記載の個体識別用撮影装置。
6. 目的の被写体を撮影するカメラを備えた個体識別用撮影装置の制御装置に設定されるコンピュータプログラムであって、
   望遠レンズよりも相対的に広範囲を撮影可能なレンズを備えた第１カメラが、その画角内に前記被写体を捉えた場合に、該被写体の空間位置座標を求める空間位置座標演算手段と、
   望遠レンズを備え、駆動機構により上下方向及び水平方向に回転可能に支持された第２カメラの該望遠レンズが、前記空間位置座標演算手段により求めた前記被写体の空間位置座標に向くように、前記第２カメラの駆動機構を動作させる駆動信号を出力する駆動信号出力手段と
   を具備することを特徴とするコンピュータプログラム。
7. さらに、前記空間位置座標演算手段により求められた前記被写体の空間位置座標を用いて、前記第２カメラの設置点を基準とした該空間位置座標までの仰角及び水平角を算出する駆動角度算出手段を備え、
   前記駆動信号出力手段は、前記駆動角度算出手段によって算出された仰角及び水平角に従って前記第２カメラを上下方向又は水平方向に回転動作させる信号を前記駆動機構に出力する構成である請求項６記載のコンピュータプログラム。

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