JP2014150483A - 撮影システム - Google Patents

Abstract

【課題】監視領域に到着した緊急対処員にとっての死角を移動ロボットにて撮影し、画像を緊急対処員に提示する撮影システムを提供する。
【解決手段】撮影する機能を有する飛行ロボット３と、飛行ロボットが撮影した画像を表示する表示部を備えた携帯端末６と、飛行ロボットの目標位置への飛行を制御する制御装置とから構成される撮影システム１であって、制御装置は、建物を含む監視領域を表す監視空間マップを記憶する記憶部と、監視空間マップ上の携帯端末の現在位置を対処員位置として算出する対処員位置算出手段と、建物によって対処員位置からは目視が不可能となる不可視領域を監視空間マップから抽出する不可視領域抽出手段と、監視空間マップにおける不可視領域内の所定位置を飛行ロボットが撮影可能な位置を目標位置として設定する目標位置設定手段とを備える。
【選択図】図１

Description

本発明は、撮影機能を有した飛行ロボットを用いて監視領域を撮影する撮影システムに関し、特に、監視領域に到着した緊急対処員にとっての死角を飛行ロボットにて撮影する撮影システムに関する。

従来、建物とその周辺の監視領域に各種センサを設置し、センサが検知すると、異常検知した場所に移動ロボットが移動して監視領域内を撮影する監視システムが提案されている。例えば、特許文献１には、火災を検知するセンサや侵入者を検知するセンサからの信号に基づいて、地上走行型の移動ロボットが異常発生の場所に移動して異常状況を撮影する監視システムが開示されている。このような監視システムは、駐車場が設けられているような工場やショッピングモールなど広範囲な監視領域を監視することがある。特許文献１のシステムでは、移動ロボットは、センサが異常を検知した場所まで走行して、その異常発生場所の撮影や監視センタへの通報などを実行している。

特開２００９−１８１２７０号公報

ところで、監視領域内に異常が発生すると、通報を受けた監視センタの管制員から緊急対処員を監視領域へ急行させ、異常への適切な対処を行う監視サービスの形態がある。

このような監視サービスにおいて、特に、緊急対処員にとって死角の多い監視領域を監視する場合には、緊急対処員からは建物の影になって見えなくなる場所を移動ロボットにて撮影し、画像を緊急対処員に提示することで、より効果的な対応ができる。

しかし、特許文献１に記載の監視システムにおいて、移動ロボットは、異常が発生した場所を迅速に撮影して監視センタに画像を提示するという役割に留まっており、監視領域に到着した緊急対処員の位置を考慮して撮影場所を決定するものではなかった。このため、監視領域に到着した緊急対処員の死角を移動ロボットにて撮影することは容易ではなかった。

そこで、本発明は、監視領域に到着した緊急対処員にとっての死角を移動ロボットにて撮影し、画像を緊急対処員に提示する撮影システムの実現を目的とする。

かかる目的を達成するために本発明は、撮影する機能を有する飛行ロボットと、飛行ロボットが撮影した画像を表示する表示部を備えた携帯端末と、飛行ロボットの目標位置への飛行を制御する制御装置とから構成される撮影システムであって、制御装置は、建物を含む監視領域を表す監視空間マップを記憶する記憶部と、監視空間マップ上の携帯端末の現在位置を対処員位置として算出する対処員位置算出手段と、建物によって対処員位置からは目視が不可能となる不可視領域を監視空間マップから抽出する不可視領域抽出手段と、監視空間マップにおける不可視領域内の所定位置を飛行ロボットが撮影可能な位置を目標位置として設定する目標位置設定手段とを備える撮影システムを提供する。

これにより、本発明は、監視領域に到着した緊急対処員が自らにとって死角となる監視領域の様子を確認しながら監視領域を監視することを可能にする。

対処員位置算出手段は、対処員位置を順次算出し、不可視領域抽出手段は、不可視領域を順次抽出し、目標位置設定手段は、目標位置を順次設定することが好適である。

これにより、本発明は、緊急対処員が監視領域内を移動しながら監視する場合でも、移動に伴って変化する死角の監視領域の様子を確認することを可能にする。

また、監視空間マップは、建物に人が出入り可能な開口部の開口位置の情報を含み、目標位置設定手段は、不可視領域内の開口位置を飛行ロボットが撮影可能な位置を目標位置として設定することが好適である。

これにより、本発明は、賊が建物内に所在する場合において、建物内から逃走を図ろうとする賊を緊急対処員と飛行ロボットで挟み撃ちにすることを可能にする。

また、目標位置設定手段は、不可視領域内の開口位置が複数ある場合は飛行ロボットが最も多くの開口位置を撮影可能な位置を目標位置として設定することが好適である。

また、目標位置設定手段は、目標位置の条件を満たす位置が複数ある場合は対処員位置から最も遠くの位置を目標位置として設定することが好適である。

これにより、本発明は、面積の広い建物を監視する場合でも、建物内から逃走を図ろうとする賊を緊急対処員と飛行ロボットで効率よく挟み撃ちにすることを可能にする。

本発明によれば、監視領域に到着した緊急対処員が自らにとって死角となる監視領域の様子を確認しながら監視領域を監視することができる。

撮影システムの全体構成図 飛行ロボットの機能ブロック図 対処員端末の機能ブロック図 対処員端末のイメージを説明する図 警備装置の機能ブロック図 ロボ制御モジュールの機能ブロック図 レーザセンサの検知エリアを示す図 不可視領域の抽出イメージを示した図 センサ検知後の飛行ロボットの飛行イメージを説明する図 緊急対処員が到着したときの飛行ロボットの飛行イメージを説明する図 センサの検知場所を撮影するときの飛行制御処理のフロー 緊急対処員にとっての死角を撮影するときの飛行制御処理のフロー

以下、本発明にかかる撮影システムの実施の形態について説明する。

図１は、撮影システム１の全体構成を模式に示した図である。撮影システム１は、監視領域Ｅに設置される警備装置２、飛行ロボット３、レーザセンサ４、建物内センサ５、対処員端末６と、ネットワークを介して接続される監視センタ内に設置されたセンタ装置７から構成されている。センタ装置７は、警備装置２とＩＰ網にて接続され、警備装置２から飛行ロボット３の撮影した画像や建物内センサ５の検知信号などを受信し、モニタに表示する。なお、監視員は、このモニタを視て監視領域Ｅの状況を把握し、適切な対応を行う。また、ネットワークをＩＰ網として説明しているが、一般公衆回線網、携帯電話網など画像の送受信に支障がなければこれに限るものではない。

飛行ロボット３は、警備装置２からの無線による飛行制御信号に基づいて撮影しながら飛行し、撮影した画像を警備装置２に送信する。図２は、飛行ロボット３の機能ブロックを示した図である。

飛行ロボット３は、警備装置２との無線通信を行うためのアンテナ３１、上昇／下降／方向転換／前進などの飛行するための４つのロータ３２、ロータ３２に駆動力を提供するモータ等からなるロータ駆動部３３、鉛直下方にレーザー光を投受光して飛行ロボット３の現在高度を計測する高度センサ３４、水平方向かつ周囲にレーザー光を投受光して飛行ロボット３の周辺状況を計測する測距センサ３５、飛行ロボット３の前方をカラー画像にて撮影するカメラ３６、周囲が暗いときに点灯しカメラ３６での撮影を補助するＬＥＤ照明である照明３７、飛行ロボット３の全体を制御するロボ制御部３８、飛行ロボット３の各部に電力を供給するリチウムポリマー電池である電源３９から構成されている。

また、ロボ制御部３８は、アンテナ３１を介して警備装置２との無線通信を制御するロボ通信制御手段３８１、カメラ３６の撮影開始／終了やカメラ３６が撮影した画像を取得してロボ通信制御手段３８１から警備装置２へ送信するなどの処理をするカメラ制御手段３８２、測距センサ３５および高度センサ３４が測定した高度情報および周辺物体と自機との距離データをスキャンデータとして通信制御手段３８１から警備装置２へ送信するなどの処理をするスキャン手段３８３、警備装置２からの飛行制御信号に基づいてロータ駆動部３３を制御して飛行ロボット３を目標位置に飛行するように制御する飛行制御手段３８４から構成されている。

次に、対処員端末６について説明する。対処員端末６は、監視センタより監視領域Ｅへの出動要請を受けた緊急対処員によって所持される携帯端末である。対処員端末６は、警備装置２から無線通信によって飛行ロボット３が撮影した画像や飛行ロボット３の現在位置（飛行位置）等の情報を受信する。また、対処員端末６は、端末の現在の位置情報を警備装置２に送信する。図３は、対処員端末６の機能ブロックを示した図である。図４は、対処員端末６のイメージを示した図である。

対処員端末６は、ＧＰＳ衛星（図示しない）からＧＰＳ信号を受信するＧＰＳ受信手段６１１と、警備装置２との無線通信を行うための警備装置通信手段６１２とからなる通信部６１、対処員端末６を制御する端末制御部６２、対処員端末６の処理に必要なプログラムや各種のデータ、パラメータなどを記憶しているＲＯＭ／ＲＡＭなどの周辺部品にて構成される端末記憶部６３、液晶ディスプレイ等の情報表示デバイスである表示部６４と、キーボードやタッチパネル等の情報入力デバイスである操作部６５から構成されている。なお、図示しないが各部への電力を供給する電源部も備えている。

ここで、端末記憶部６３に記憶されている情報について説明する。監視空間マップ６３１は、監視領域Ｅを３次元にて表現した情報であって、地面から飛行ロボット３の飛行に必要な程度の高さまでの監視空間を表現したマップ情報である。監視空間マップ６３１には、予め監視領域Ｅ内の建物の３次元情報、当該建物に人が出入り可能な窓や扉などの開口部の３次元情報やその座標（開口位置）、監視領域Ｅ内に設置されたレーザセンサ４の位置など監視領域Ｅ内に存在する物体の３次元情報が記憶されている。なお、後述する警備装置２の記憶部２４にも監視空間マップ２４１が記憶されている。端末記憶部６３に記憶されている監視空間マップ６３１と、記憶部２４に記憶されている監視空間マップ２４１は同一の情報でもよいし、それぞれが用いられて実行される処理に必要な情報が含まれていれば情報量に違いがあるものでもよい。監視空間マップ２４１については後述する。端末記憶部６３には、監視空間マップ６３１以外に対処員端末６の機能を実現するための各種プログラムが記憶されている。

次に端末制御部６２について説明する。なお、端末制御部６２は、端末記憶部６３には図示していないソフトウェアモジュールを読み出して、ＣＰＵ等にて各処理を行うものである。

端末位置算出手段６２１は、ＧＰＳ受信手段６１１が受信するＧＰＳ信号から対処員端末６の現在位置情報（緯度・経度・高度情報）を算出し、警備装置通信手段６１２を介して警備装置２に算出した現在位置情報を端末位置として送信する。ここで、端末位置算出手段６２１は、対処員端末６の電源がＯＮになっている間、所定間隔（例えば、数十ミリ秒間隔）でＧＰＳ受信手段６１１が受信するＧＰＳ信号について端末位置を算出し、警備装置２に送信する。また、本実施の形態では、ＧＰＳ信号を用いた端末位置の算出を説明しているが、これに限るものではない。対処員端末６の現在位置情報を特定可能であれば、他の電波測位方式やＩＣタグ、画像処理技術などを用いて端末位置を算出するようにしてもよい。

表示／操作制御手段６２２は、警備装置２から送信される飛行ロボット３が撮影した画像や飛行ロボットの飛行位置を含んだ飛行ロボット３に関する情報（ロボ情報）を警備装置通信手段６１２にて受信すると、端末記憶部６３に記憶された監視空間マップ６３１等を用いて、ロボ情報を表示部６４に表示し、対処員端末６の利用者である緊急対処員がロボ情報を把握できるようにする。また、警備装置２から送信される対処員位置を受信すると、端末記憶部６３に記憶された監視空間マップ６３１等を用いて、対処員位置を表示部６４に表示する。また、緊急対処員が対処員端末６を操作するのに必要な各種情報を表示部６４に表示する。また、表示／操作制御手段６２２は、操作部６５の入力信号に基づいて対処員端末６を制御する。例えば、緊急対処員は、操作部６５を操作して、対処員端末６の起動／終了、表示部６４に表示された画像の拡大縮小、回転などを行う。

ここで、図４を参照して対処員端末６の表示の一例を説明する。図４は、監視領域Ｅに到着した緊急対処員が監視領域Ｅ内の建物の外周を監視し、飛行ロボット３にて緊急対処員にとっての死角を撮影しているときの表示部６４の表示例を示している。表示部６４には、監視空間マップ６３１を用いて生成した監視領域Ｅの全体を俯瞰できる構造図６４２と、飛行ロボット３が撮影した現在の撮影画像６４１が表示されている。ここで、撮像画像６４１は、緊急対処員が現在監視している建物側面とは反対側に位置する建物側面に設置された扉を撮影した画像である。この扉は、通常、緊急対処員の現在位置からでは、建物の死角になって目視不可能であるが、緊急対処員は、表示部６４に表示された撮像画像６４１を確認することによってその様子を監視することができる。

また、表示部６４には、対処員端末６の現在位置（緊急対処員の現在位置）を示す対処員アイコン６４４、飛行ロボット３の現在位置を示す飛行ロボットアイコン６４３が構造図６４２上に表示されている。また、図示はしないが、飛行ロボット３の撮影方向を表示するようにしてもよい。このように、対処員端末６の表示部６４を緊急対処員が見れば、監視領域Ｅにおける自己位置、飛行ロボット３の飛行位置（撮影している位置）、自らにとって死角となる監視領域の様子を瞬時に把握できる。なお、図４に示した表示は一例であり、表示部６４上の表示態様はこれに限るものではない。

次に、図５、図６、図７、図８、図９、図１０を参照して、警備装置２について詳細に説明する。図９に示す監視領域Ｅの建屋Ｂの内部に警備装置２は設置されている。警備装置２は、建屋Ｂ内への侵入者を検知するための適宜の場所に設置された建物内センサ５、監視領域Ｅ内であって駐車場等の建屋Ｂの外を検知領域とするレーザセンサ４とそれぞれ接続されている。

図５は、警備装置２の機能ブロックを示す図である。警備装置２は、監視領域Ｅを監視センタが監視する警備セット状態と監視センタで監視しない警備解除状態との切替操作を行う警備モード切替部２１と、レーザセンサ４や建物内センサ５などの各種センサからの信号の入力を受けるセンサインタフェース２２、飛行ロボット３との通信を行う飛行ロボット通信部２５、飛行ロボット３が撮影した画像、各種センサが検知した異常信号などについて、センタ装置７とネットワークを介して通信を行う監視センタ通信部２６、対処員端末６との通信を行う対処員端末通信部２７、警備装置２の処理に必要なプログラムや各種のデータ、パラメータなどを記憶しているＲＯＭ／ＲＡＭなどの周辺部品にて構成される記憶部２４、および警備装置２の全体を統括制御するＣＰＵ、ＭＰＵなどから成る警備制御部２３から構成されている。

ここで、記憶部２４に記憶されている情報について説明する。まず、監視空間マップ２４１は、対処員端末６の端末記憶部６３に記憶された監視空間マップ６３１の説明にて前述したように監視領域Ｅを３次元にて表現した情報であって、地面から飛行ロボット３の飛行に必要な程度の高さまでの監視空間を表現したマップ情報である。図９を参照して説明すると、本実施の形態では、監視領域Ｅと外部を仕切る塀の存在、建屋Ｂ、レーザセンサ４の設置位置、扉や窓のように人が出入り可能な開口部（扉ａ、窓ｅ、窓ｆ、窓ｇ）の位置（開口位置）、建屋Ｂ内部の３次元情報が登録されている。例えば、扉ａの監視空間マップ２４１上の開口位置は（ｘ１，ｙ１，ｚ１）、窓ｅの開口位置は（ｘ２，ｙ２，ｚ２）、窓ｆの開口位置は（ｘ３，ｙ３，ｚ３）、窓ｇの開口位置は（ｘ４，ｙ４，ｚ４）のように記憶されている。また、本実施の形態では、監視空間マップ２４１と監視空間マップ６３１は同じ情報である。

建物内センサ配置情報２４２は、各建物内センサ５の監視場所の監視空間マップ２４１における位置情報である。これは、予め警備計画によって決められており、建物内センサ５ごとに監視空間マップ２４１上の位置が対応付けられている。建物内センサ配置情報２４２は、建物内センサ５に、センサ属性、検知対象を示す空間領域、最寄りの開口位置の３次元座標を対応付けた情報である。センサ属性は、建物内センサ５の機能を示しており、「扉」は扉の開閉をマグネットセンサにて検知するという属性、「空間センサ」は領域内の人体が発する熱を検知する熱センサや画像センサなど所定空間内に人体の存在を検知するという属性、「窓センサ」は、窓の開閉を検知または窓の破壊を検知するという属性を示している。空間領域は、建物内センサ５が対象としている監視ブロックを示している。また、開口位置は、建物内センサ５が検知した場合に、賊が建屋Ｂから出てくる可能性が高い場所として、飛行ロボット３の目標位置の算出に用いられる。図９を参照して、建物内センサ配置情報２４２の一例を説明すると、例えば、センサ５ａについては、扉の開閉を監視するセンサであり、監視ブロックＢ１への侵入を検知対象とし、扉ａの監視空間マップ２４１上の開口位置（ｘ１，ｙ１，ｚ１）を最寄りの開口位置の３次元座標とすることが対応付けられている。

レーザセンサパラメータ２４３は、レーザセンサ４の監視空間マップ２４１における位置、レーザセンサ４の検知領域における位置と監視空間マップ２４１上の位置との対応関係を含む情報であり、レーザセンサ４にて物体検知した位置を監視空間マップ２４１上の位置に変換するためのパラメータである。

各種パラメータ２４４は、警備装置２が監視領域Ｅを監視するために必要なセンタ装置７のＩＰアドレスや飛行ロボット３との通信のためのデータなど種々のパラメータである。記憶部２４には、これら以外に警備装置２の機能を実現するための各種プログラムが記憶されている。

次に、警備制御部２３について詳細に説明する。なお、警備制御部２３は、記憶部２４には図示していないソフトウェアモジュールを読み出して、ＣＰＵ等にて各処理を行うものである。

レーザセンサ解析モジュール２３１は、センサインタフェース２２から入力されるレーザセンサ４の信号を解析処理するソフトウェアである。具体的には、レーザセンサ４がレーザー光にて検知エリアを走査した結果である探査信号を時系列に解析する。検知エリアに新たな進入物体等がなければ、時系列に入力されるレーザセンサ４の探査信号は変化しないので、移動物体なしとの解析結果となる。他方、検知エリアに新たな進入物体等があれば、レーザセンサ４の探査信号に変化が生じ、変化が出た検知エリアでの位置を解析して求める。更に、記憶部２４のレーザセンサパラメータ２４３を用いて、監視空間マップ２４１上の位置に変換し、進入物体の位置・大きさ・移動方向を算出し、進入物体を監視空間マップ２４１上で追跡する。また、進入物体が停止すると、その後の信号の変化がなくなるので、追跡していた自動車等の物体が、駐車したと判定することができる。
また、レーザセンサ解析モジュール２３１の解析結果は、後述する異常判定モジュール２３２やロボ制御モジュール２３３に出力される。

ここで、レーザセンサ４は、屋外に設置されて、監視領域Ｅの駐車場や建屋Ｂの周囲への進入を監視している。図７は、レーザセンサ４の検知エリアを示した図である。同図に示すように、レーザセンサ４−１が監視領域Ｅの左上から建屋Ｂ方向を検知エリアとして設置され、レーザセンサ４−２が監視領域Ｅの右下から建屋Ｂ方向の裏手を検知エリアとするように設置されている。

レーザセンサ４は、予め設定された検知エリアを走査するように、放射状にレーザー光である探査信号を送信し、検知エリア内の物体に反射して戻ってきた探査信号を受信する。そして、送信と受信の時間差から物体までの距離を算出し、その探査信号を送信した方向と算出した距離を求める。

そしてレーザセンサ４は、所定周期で検知エリアを走査した走査単位の結果を警備装置２に送信する。これにより、警備装置２のレーザセンサ解析モジュール２３１にて、監視領域Ｅにおける屋外での物体配置状況や人物の有無、自動車の追跡などが可能となる。本実施の形態では、地上を走行する自動車や人間の進入監視を目的としているため、水平方向に１段での走査としているが、監視目的によっては、鉛直方向にも複数段の走査をするようにしてもよい。

図５に戻って、異常判定モジュール２３２は、警備モード切替部２１からの警備セット／解除信号、建物内センサ５、レーザセンサ４からの信号を受信し、監視領域Ｅに異常が発生したか否かを判定する。異常判定モジュール２３２は、警備モード切替部２１から警備セット信号を受信すると監視領域Ｅを警戒する警備セットモードとし、警備解除信号を受信すると監視領域Ｅを警戒していない警備解除モードに設定する。そして、警備解除モードでは、建物内センサ５やレーザセンサ４からの検知信号を受信しても、特段の処理は行わない。他方、警備セットモードでは、建物内センサ５やレーザセンサ４からの検知信号を受信すると異常発生と判定し、監視センタ通信部２６からセンタ装置６に異常通報する。異常通報とともに、ロボ制御モジュール２３３に対して飛行ロボット３の起動制御を実行する。そして、飛行ロボット通信部２５から受信した飛行ロボット３が撮影した画像を監視センタ通信部２６からセンタ装置６に送信する処理を異常状態の解除がされるまで継続する。なお、異常状態の解除方法は種々存在するが、本発明との関連性が低いので説明は省略する。

ロボ制御モジュール２３３は、異常判定モジュール２３２にて飛行ロボット３の起動信号を受けると、飛行ロボット通信部２５から飛行ロボット３の飛行制御を行う。

ここで、図６を参照してロボ制御モジュール２３３を説明する。図６は、ロボ制御モジュール２３３の機能ブロック図である。ロボ制御モジュール２３３は、監視空間マップ２４１上における対処員の現在位置である対処員位置を順次算出する対処員位置算出手段イと、対処員にとって目視が不可能な領域である不可視領域を監視空間マップ２４１上から抽出する不可視領域抽出手段ロと、飛行ロボット３が到達するべき目標位置を決める目標位置設定手段ハと、目標位置設定手段ハが設定した目標位置に到達するための飛行経路を算出する飛行経路算出手段ニと、飛行経路算出手段ニが算出した飛行経路にて飛行するように飛行ロボット３へ飛行制御信号を生成して送信するロボ制御手段ホと、飛行ロボット３の監視空間マップ２４１上における現在の位置情報である飛行位置を順次算出する飛行位置算出手段ヘから構成されている。目標位置設定手段ハの詳細については、後述する。

対処員位置算出手段イは、対処員端末６を所持した緊急対処員の監視領域Ｅ内における現在位置を算出する。具体的には、対処員端末通信部２７から順次受信する端末位置（緯度・経度・高度情報）について、監視空間マップ２４１上の位置を対処員位置として順次算出し、不可視領域抽出手段ロに順次出力する。ここで、対処員位置算出手段イにて対処員位置が算出された場合、緊急対処員が監視領域Ｅに到着しているということを意味する。また、対処員端末が算出されない場合は、緊急対処員が監視領域Ｅに到着していないか、若しくは一度監視領域Ｅ内に到着した緊急対処員が監視領域Ｅ外に出たということを意味する。

不可視領域抽出手段ロは、対処員位置算出手段イにて算出された対処員位置および監視空間マップ２４１を用いて、監視領域Ｅにおける緊急対処員にとっての死角、つまり建物の影になって目視が不可能となる領域を不可視領域として抽出する。ここで、図８を参照して、具体的な抽出方法の一例を説明する。図８は、不可視領域の抽出イメージを示した図であり、図１０(b)に対応している。図８は、監視領域Ｅを上空から俯瞰した図である。対処員位置算出手段イにて算出された対処員位置が８の位置である場合に、監視空間マップ２４１を用いて抽出される不可視領域は黒色で示されたＤの領域である。不可視領域は、緊急対処員は対処員位置の３次元座標を中心として３６０度を目視可能であると想定した場合に、監視空間マップ２４１に含まれる建屋Ｂの３次元情報や塀の存在などの物理的な制約条件を考慮して建物などの障害物が存在する方向の障害物より先を目視不可能な領域、つまり不可視領域として抽出したものである。図８においては、対処員位置８を中心として、緊急対処員の付近にある建屋８の壁面より先が不可視領域Ｄとして抽出される。なお、不可視領域抽出手段ロによる不可視領域の抽出処理は、この方法に限らない。

飛行位置算出手段ヘは、飛行ロボット３のスキャン手段３８３が取得したスキャンデータを受信し、このスキャンデータが監視空間マップ２４１に合致する場所を算出することにより、飛行位置を算出する。なお、飛行ロボット３は、起動を開始するまでは、所定の着陸待機場所に所在しているので、その位置が飛行位置となっている。なお、本実施の形態では、スキャンデータに基づいて現在位置を算出しているが、これに限らず飛行ロボット３にＧＰＳ信号の受信機能を設けて、ＧＰＳ信号に基づいて現在位置を算出してもよい。

図５に戻って、画像処理モジュール２３４は、飛行ロボット通信部２５から受信した飛行ロボット３が撮影した画像を処理する。画像処理モジュール２３４は、飛行ロボット３が撮影した画像に人物が写っているか判定する。すなわち、飛行ロボット３が撮影した画像をキャプチャし、キャプチャした画像に対して種々の人物の画像学習した学習識別器を用いて人物の有無を判定する。例えば、開口を形成する窓枠を認識し、その窓枠内に写っている画像に対して、顔及び肩のシルエットについて学習した学習識別器を適用させる。つまり、窓枠内に顔と肩のシルエットに類似するテクスチャを呈する画像が存在すれば人物ありと判定することになる。

対処員端末通信部２７は、飛行ロボット通信部２５から受信した飛行ロボット３が撮影した画像や飛行位置算出手段ヘで算出した飛行位置をロボ情報として、対処員端末６に順次送信する。対処員位置算出手段イにて順次算出した対処員位置を対処員端末６に送信する。なお、対処員位置については、対処員端末通信部２７から送信するのでなく、対処員端末６が算出するようにしてもよい。

次に、図６に戻って、ロボ制御モジュール２３３の目標位置設定手段ハについて詳細を説明する。目標位置設定手段ハは、対処員位置算出手段イで算出された対処員位置、レーザセンサ４の解析結果を用いて、目標位置の設定モードを切り替える。目標位置設定手段ハは、目標位置の設定モードに応じて目標位置の設定処理を変える。設定モードは、レーザセンサ４および建物内センサ５の検知結果に基づいて目標位置を設定する単独監視モードと、抽出された不可視領域に基づいて目標位置を設定する死角監視モードがある。単独監視モードは、対処員位置が算出されていない場合に設定される。死角監視モードは対処員位置が算出されている場合に設定される。ここで、対処員位置が算出されている場合であっても、建屋Ｂから賊が出現した場合には、死角監視モードから単独監視モードに切り替えてもよい。この場合、レーザセンサ４が検知し、その検知位置が対処員位置および飛行位置と異なるときに死角監視モードから単独監視モードに切り替えるようにすればよい。また、対処員が対処員端末６の操作部を操作してモードを切り替えるようにしてもよい。この場合、警備装置２は、対処員端末６からモード移行信号を受信するようにすればよい。

単独監視モード中の目標位置の設定について説明する。目標位置設定手段ハは、レーザセンサ４の解析結果や建物内センサ５の検知結果に基づいて、飛行ロボット３の目標位置を自動的に設定する。例えば、レーザセンサ解析モジュール２３１にて自動車を検知した場合、レーザセンサ解析モジュール２３１が算出した進入物体である自動車の監視空間マップ２４１上の位置の上方５ｍ程度の高度を目標位置とする。なお、ここで、５ｍ程度というのは、飛行ロボット３が自動車の全体を撮影可能な程度の高さである。また、目標位置設定手段ハは、建物内センサ５が侵入者を検知すると、建物内センサ配置情報２４２を参照して、対応する開口位置を撮影できる位置を目標位置に設定する。例えば、建物内センサ５ｆが検知すると、開口位置（ｘ３，ｙ３，ｚ３）を監視空間マップ２４１による建屋Ｂの壁や塀などの障害物を考慮した上で、極力正面を撮影できる位置を目標位置とする。

死角監視モード中の目標位置の設定について説明する。目標位置設定手段ハは、不可視領域抽出手段ロにて抽出した不可視領域に基づいて目標位置を決定する。具体的には、目標位置設定手段ハは、監視空間マップ２４１上の不可視領域内の位置を撮影可能な位置を目標位置に設定する。なお、不可視領域は、対処員位置に応じて変化するので、飛行ロボット３は、順次算出される対処員位置に応じて目標位置を変更しながら飛行を行う。目標位置の設定は、例えば、不可視領域内かつ、建屋Ｂの壁面から所定距離（例えば幅１ｍ、高さ１ｍ）となる位置を撮影可能な位置を目標位置として順次設定し、建屋Ｂの外周を移動しながら撮影するようにしてもよい。このとき建屋Ｂの方向を撮影してもよいし、飛行ロボット３の進行方向を撮影するようにしてもよい。また、飛行ロボット３に搭載したカメラ３６の画角を考慮して不可視領域の所定割合以上（例えば、５０％以上）が撮像した画像内に含まれるように目標位置を設定するようにしてもよい。また、撮像した画像の所定割合以上（例えば８０％以上）に不可視領域が含まれるように目標位置を順次設定し、移動しながら撮影するようにしてもよい。抽出した不可視領域内の位置を撮影可能な位置に目標位置を設定するものであれば方法は、これらの方法に限らない。また、目標位置を自動的に順次設定するものでなく、対処員端末６等の外部からの要求信号によって、要求信号受信時における対処員位置を用いて不可視領域を抽出し、その不可視領域に基づいて目標位置を設定するものでもよい。これにより、緊急対処員の位置からは建屋Ｂの影になって目視不可能な領域を撮影することができる。

また、目標位置設定手段ハは、不可視領域抽出手段ロにて抽出した不可視領域および監視空間マップ２４１に含まれる開口位置の情報に基づいて目標位置を決定するようにしてもよい。本実施の形態では、この決定方法について詳細に説明する。具体的には、抽出した不可視領域内に存在する開口位置を撮影可能な位置を目標位置として設定する。図８を参照すると、建屋Ｂには扉ａ、窓ｅ、窓ｆ、窓ｇの４つの開口部が示されており、監視空間マップ２４１の説明にて前述したように、監視空間マップ２４１にはそれぞれの開口位置の位置座標が含まれている。図８における不可視領域Ｄ内にある開口部はそのうち扉ａと窓ｇの２つであるので、飛行ロボット３は、まず扉ａの開口位置を撮影可能な位置を目標位置として設定し、所定時間撮影すると、扉ａと窓ｇの両方を撮影可能な位置を目標位置として設定し、所定時間撮影すると、窓ｇの開口位置を撮影可能な位置を目標位置として設定し、所定時間撮影すると、再び扉ａと窓ｇの両方を撮影可能な位置を目標位置として設定する。このように不可視領域Ｄ内に位置する開口位置を撮影することで、緊急対処員の現在位置８からは建屋Ｂの影になって目視不可能な領域を撮影することができる。特に、開口位置は建物内から賊が逃走を図る可能性が高い位置であるため、開口位置を緊急対処員８と飛行ロボット３で賊を挟み撃ちにすることで、逃走を図ろうとする賊を確実に監視できる。なお、不可視領域Ｄ内に位置する開口位置が１つしかない場合は、その開口位置を撮影可能な位置から移動しなくてもよい。また、不可視領域内の開口位置が複数ある場合は、目標位置の条件を満たす位置が複数存在することになる。この場合は、対処員位置から最も遠くの位置を目標位置として設定するようにしてもよい。具体的には、開口位置を撮影可能な位置のそれぞれについて、対処員位置との距離を算出し、算出した距離が最長となる位置を目標位置として設定すればよい。ここで、算出する距離は、監視空間マップ２４１に含まれる障害物を考慮した移動距離としてもよい。これにより、緊急対処員が移動するまでに時間のかかる領域を優先的に飛行ロボット３によって監視することで、より効率よく建物内から逃走を図る賊を挟み撃ちにできる。

また、別の決定方法として、不可視領域内の開口位置が複数ある場合は、飛行ロボット３に搭載したカメラ３６の画角を考慮して、最も多くの開口位置を一度に撮影可能な位置を目標位置として設定するようにしてもよい。図８を参照して説明すると、不可視領域Ｄ内には扉ａと窓ｇという２つの開口位置が存在するので、扉ａと窓ｇの両方を一度に撮影可能な位置を目標位置に設定することが最も多くの開口位置を撮影できる位置に設定したことになる。図８においては、監視領域Ｅの右上隅の位置から監視領域Ｅの対角線方向を向くように撮影することで扉ａと窓ｇの両方を一度に撮影可能になる。これにより、開口部が多く存在する建物であっても、より効率よく建物内から逃走を図る賊を挟み撃ちにできる。また、最も多くの開口位置を一度に撮影可能な位置が複数存在する場合は、対処員位置から最も遠くの位置を目標位置として設定するようにしてもよい。この場合、最も多くの開口位置を一度に撮影可能な位置のそれぞれについて、対処員位置との距離を算出し、算出した距離が最長となる位置を目標位置として設定すればよい。ここで、算出する距離は、監視空間マップ２４１に含まれる障害物を考慮した移動距離としてもよい。これにより、緊急対処員が移動するまでに時間のかかる死角の領域を優先的に飛行ロボット３によって監視することで、より効率よく建物内から逃走を図る賊を挟み撃ちにできる。

次に、このように構成された撮影システム１の動作イメージについて、図４、図８、図９、図１０を参照して説明する。図９は、警備セットモード中に、賊が自動車９を使って監視領域Ｅ内の駐車場に進入した後、建屋Ｂに侵入したときの様子を示している。図９の時点では緊急対処員は到着していないので、目標位置の設定モードは単独監視モードに設定されている。まず、図９(a)のように、自動車９が進入してくると、レーザセンサ４の信号に基づき、警備装置２にて異常を検知する。警備装置２は、異常の発生に伴ってセンタ装置７に異常通報するとともに、飛行ロボット３の制御を開始する。また、賊は自動車９から降りた後にセンサ５ｆの設置されている窓から建物Ｂ内に侵入しており、このタイミングでセンサ５ｆが検知する。ここで、飛行ロボット３は、自律飛行モードで制御されているので、着陸待機場所から自動車９の位置まで飛行し、自動車９の上空の高高度位置で自動車９を撮影する。その後、図９(b)のように、建物内センサ５ｆの検知結果に基づいて、賊が侵入した場所を撮影している。

図１０は、異常通報を受けた監視センタから監視領域Ｅへの対処指示を受けて急行した対処員端末６を所持する緊急対処員８が監視領域Ｅに現れたときの様子を示している。まず、図１０(a)のように、緊急対処員８が監視領域Ｅ内に到着すると、対処員端末６の端末位置に基づいて、警備装置２にて対処員位置を算出する。警備装置２は、緊急対処員８の到着に伴って、目標位置の設定モードを死角監視モードに設定する。その後、図１０(ｂ)のように緊急対処員は、窓ｆ、窓ｅの付近に移動して監視を行う。警備装置２は、算出した対処員位置に基づいて図８のような不可視領域を抽出し、不可視領域Ｄ内の開口位置のうち対処員位置から最も遠い位置である扉ａの開口位置を撮影可能な位置に目標位置を設定する。その結果、飛行ロボット３は、設定された目標位置に移動をする。対処員端末６には、図４のように、緊急対処員８にとって死角となる扉ａを撮影した画像と、飛行ロボット３の飛行位置および対処員位置が表示される。緊急対処員８は、表示された情報を確認することで建屋Ｂによって死角になる位置も同時に監視することができる。また、建屋Ｂ内に侵入した賊が逃走する可能性のある開口部を緊急対処員８と飛行ロボット３によって監視することができるため、賊を挟み撃ちにすることが可能になる。

次に、警備装置２による飛行ロボット３の制御のための処理について、図１１、図１２を参照して説明する。図１１は、目標位置設定手段ハが単独監視モードに設定されているときの制御のフローである。図１２は、目標位置設定手段ハが死角監視モードに設定されているときの制御のフローである。なお、本フローには図示しないが、警備装置２は、レーザセンサ４または建物内センサ５の検知信号に基づき、警備装置２にて異常を検知すると、飛行ロボット３を起動するとともに、設定モードを単独監視モードに設定する。また、警備装置２は、異常状態がクリアされると、目標位置設定手段ハは、予め記憶されている着陸待機場所の座標を目標位置として設定し、飛行経路算出手段ニによって着陸待機場所までの飛行経路を算出し、ロボ制御手段ホは、飛行ロボット３が飛行経路算出手段ニの算出した経路を飛行できるように、飛行ロボット３の飛行制御信号を算出し、飛行ロボット３を着陸飛行させる。飛行ロボットが着陸待機場所に到着すると、ロボ制御手段ホは、飛行ロボット３を停止する。

図１１を参照して、目標位置設定手段ハが単独監視モードに設定されているときの飛行ロボット３の制御のための処理を説明する。図１１のフローは、単独監視モードに設定されることで開始する。単独監視モードに設定される条件は、前述したように、対処員位置が算出されていないとき、およびレーザセンサ４が検知し、かつその検知位置が対処員位置および飛行位置と異なるときに切り替える。なお、図示しないが、単独監視モードに設定された直後はその場で待機飛行を行い、Ｓ１００に進む。まず、Ｓ１００にてレーザセンサ４の検知結果を取得する。ここでは、例えば、目標位置設定手段ハは、レーザセンサ解析モジュール２３１が解析した自動車９の重心位置である現在位置から３．５ｍ離れた高高度（例えば高度５ｍ）の位置を監視空間マップ２４１上の位置として目標位置に設定する。（Ｓ１００、Ｓ１０１）

次に、レーザセンサ解析モジュール２３１は、レーザセンサ４からの信号に基づいて自動車９の位置を追跡する。（Ｓ１０２）

そして、飛行経路算出手段ニは、Ｓ１０１にて設定された目標位置、飛行ロボット３の飛行位置、監視空間マップ２４１を用いて、経路探索アルゴリズムにより、飛行経路を計算する。経路探索アルゴリズムは、飛行位置と目標位置を設定すれば、監視空間マップ２４１の配置状況および飛行ロボット３の大きさ等を考慮して、安全にかつ最短で到着できる経路を算出する。（Ｓ１０３）

そして、追跡の結果、例えば、自動車９が移動しているか否かを判定し、追跡対象である自動車９が移動していれば、目標位置を自動車９の移動に合わせて変更設定し、Ｓ２０４と同様に飛行経路を再度算出する。（Ｓ１０４、Ｓ１０５）

自動車９が移動していない場合、ロボ制御手段ホは、飛行ロボット３が飛行経路算出手段ニの算出した経路を飛行できるように、飛行ロボット３の飛行制御信号を算出する。具体的な飛行制御信号は、飛行ロボット３にある４つのロータ３２のそれぞれの回転数である。そして、飛行ロボット通信部２５から無線信号にて飛行制御信号を送信する。飛行ロボット３は、アンテナ３１から飛行制御信号を受信すると、受信した飛行制御信号に基づいて飛行する。具体的には、アンテナ３１から受信した飛行制御信号が飛行制御手段３８４に入力され、ロータ駆動部３３から各ロータ３２の回転数を個別に制御して飛行する。（Ｓ１０６）

飛行が開始された後は、これらのＳ１０４〜Ｓ１０６を繰り返し処理して、自動車９を追跡しつつ撮影を行う。飛行ロボット３が目標位置に到着すると、ロボ制御手段ホは、飛行ロボット３が目標位置にて待機飛行を行えるよう、飛行ロボット３の飛行制御信号を算出し、飛行ロボット３に送信する。飛行ロボット３は、アンテナ３１から待機飛行に関する飛行制御信号を受信すると、受信した飛行制御信号に基づいて待機飛行する。（Ｓ１０７、Ｓ１０８）

ここで、図１１に示すフローに記載しなかったが、飛行ロボット３が最初に飛行制御信号を受信すると、カメラ制御手段３８２がカメラ３６を起動させて、警備装置２への撮影画像の送信を開始する。また、スキャン手段３８３が測距センサ３５、高度センサ３４を起動し、警備装置２にスキャンデータの送信を開始する。

Ｓ１０９では、新たにセンサの検知があったかを確認し、新たなセンサの検知がない場合にはＳ１０８の待機飛行を継続する。新たにセンサの検知があった場合は、Ｓ１００にて、その検知情報を取得し、検知情報に基づいて目標位置を設定し、その設定された目標位置についてＳ１０２からＳ１０７を実行する。例えば、新たに検知したセンサが建物内センサ５ｆであった場合を例に説明すると、建物内センサ配置情報２４２から検知した建物内センサ５ｆに対応する開口位置を撮影可能な位置を目標位置として設定する。この場合の目標位置は、開口位置から３ｍ程度手前側、且つ高度が「ｚ５」となる監視空間マップ２４１上の位置を目標位置に設定する。なお、これらの値は、例示であり、カメラ３６の性能や搭載パラメータ、塀との距離など監視空間マップ２４１上の制約条件を考慮して設定される。また、開口位置は、自動車のように移動することがないのでＳ１０２、Ｓ１０４、Ｓ１０５の追跡に関する処理は実行しないようにしてもよい。（Ｓ１０９）

また、Ｓ１０９にて画像処理モジュール２３４にて賊を撮影できたことを認識した場合に新たなセンサが検知したとしてもよい。詳細には説明しないが、この場合、自動車９を追跡する例で説明したように、Ｓ１００およびＳ１０１にてレーザセンサ解析モジュール２３１が捉えた賊の位置を目標位置として設定し、Ｓ１０２にて賊を追跡対象として追跡するようにすればよい。この場合、Ｓ１０７にて目標位置に到着し、賊の撮影が終われば、賊を俯瞰的に撮影する位置に移動してＳ１０８にて待機飛行するようにもよい。

本実施の形態では、警備装置２の警備制御部２３にて、飛行ロボット３をコントロールするようにしたが、警備装置２機能の全部または一部を適宜に飛行ロボット３に搭載するようにしてもよい。

図１１のフローは、目標位置設定手段ハの設定モードが死角監視モードに移行すれば終了し、死角監視モードに移行した後は、図１２のフローに従って処理を行う。

次に、図１２を参照して、目標位置設定手段ハが死角監視モードに設定されているときの飛行ロボット３の制御のための処理を説明する。図１２のフローは、死角監視モードに設定されることで開始する。単独監視モードに設定される条件は、前述したように、対処員位置が算出されているとき、かつレーザセンサ４の検知位置が対処員位置および飛行位置と同じときに切り替える。なお、図示しないが、単独監視モードに設定された直後はその場で待機飛行を行い、Ｓ２００に進む。まず、目標位置設定手段ハは、対処員位置算出手段イにて算出された対処員位置に基づいて監視空間マップ２４１から不可視領域を抽出する。（Ｓ２００）

不可視領域が抽出された場合、Ｓ２０３に進む。そして、監視空間マップ２４１を用いて、抽出した不可視領域内に開口位置が存在するか否かを判定する。不可視領域内に開口位置が存在する場合は、Ｓ２０４に進み、不可視領域内に開口位置が複数あるか否かを判定する。不可視領域内に開口位置が複数ある場合は、Ｓ２０７にて開口位置のうち対処員位置からの距離が最長な開口位置を撮影可能な位置に目標位置を設定する。不可視領域内に開口位置が１つしかない場合は、Ｓ２０７にてその開口位置を撮影可能な位置を目標位置に設定する。不可視領域内が抽出されない場合、および不可視領域内に開口位置が存在しない場合、目標位置設定手段ハは、Ｓ２０７にて対処員位置を撮影可能な位置を目標位置として設定する。ここで、不可視領域内に開口位置が存在しない場合は、不可視領域内の位置を撮影可能な位置に目標位置を設定するようにしてもよい。例えば、目標位置設定手段ハの説明にて前述したように、建屋Ｂの外周を移動するように目標位置を設定すればよい。（Ｓ２０１、Ｓ２０２、Ｓ２０３、Ｓ２０４、Ｓ２０５、Ｓ２０６）

なお、図１２のフローでは、Ｓ２０５、Ｓ２０７にて、不可視領域内に存在する開口位置のうち対処員位置からの距離が最長な開口位置を撮影可能な位置に目標位置を設定するようにした。しかし、不可視領域内に開口位置が複数ある場合は、最も多くの開口位置を一度に撮影可能な位置を目標位置に設定するようにしてもよい。図示はしないが、この場合、図１２のＳ２０５を「最も多くの開口位置を一度に撮影可能な位置を算出する」処理に変更すればよい。また、最も多くの開口位置を一度に撮影可能な位置が複数ある場合には、対処員位置からの距離が最長なものを目標位置として設定するようにしてもよい。この場合、図１２のＳ２０５を「最も多くの開口位置を一度に撮影可能な位置を算出する」処理に変更し、図１２のＳ２０５とＳ２０７の間に「最も多くの開口位置を一度に撮影可能な位置が複数あるかを判定する」処理を追加し、「複数ある場合には対処員位置からの距離が最長なものを目標位置として設定し、一つしかなければその位置を目標位置に設定する」処理を追加すればよい。

その後、飛行経路算出手段ニは、ステップＳ２０７にて設定された目標位置、飛行ロボット３の飛行位置、監視空間マップ２４１を用いて、経路探索アルゴリズムにより、飛行経路を計算する。経路探索アルゴリズムは、飛行位置と目標位置を設定すれば、監視空間マップ２４１の配置状況および飛行ロボット３の大きさ等を考慮して、安全にかつ最短で到着できる経路を算出する。（Ｓ２０８）

そして、ロボ制御手段ホは、飛行ロボット３が飛行経路算出手段ニの算出した経路を飛行できるように、飛行ロボット３の飛行制御信号を算出する。具体的な飛行制御は図１１のＳ１０６で説明したものと同様である。（Ｓ２０９）

その後、飛行ロボット３が目標位置に到着すると、Ｓ２１２にて待機飛行を行う。その後、対処員位置算出手段イにて順次算出される対処員位置が変化しているか否かを確認し、変化していればＳ２００にて再度不可視領域の設定以降の処理を行う。飛行ロボット３が目標位置に到着していない場合も、対処員位置算出手段イにて順次算出される対処員位置が変化しているか否かを確認し、変化していればＳ２００にて再度不可視領域の設定以降の処理を行う。再度Ｓ２００に進んだ場合でも、Ｓ２０９における当初設定された目標位置への飛行制御処理は継続しているので、対処員位置が変化していても、新たに設定される目標位置に変化がなければ、飛行ロボット３は当初の目標位置に向かう。（Ｓ２１０、Ｓ２１１、Ｓ２１２、Ｓ２１３）

１・・・撮影システム
２・・・警備装置
３・・・飛行ロボット
４・・・レーザセンサ
５・・・建物内センサ
６・・・対処員端末

Claims (5)

1. 撮影する機能を有する飛行ロボットと、前記撮影した画像を表示する表示部を備えた携帯端末と、前記飛行ロボットの目標位置への飛行を制御する制御装置と、から構成される撮影システムであって、
   前記制御装置は、
   建物を含む監視領域を表す監視空間マップを記憶する記憶部と、
   前記監視空間マップ上の前記携帯端末の現在位置を対処員位置として算出する対処員位置算出手段と、
   前記建物によって前記対処員位置からは目視が不可能となる不可視領域を前記監視空間マップから抽出する不可視領域抽出手段と、
   前記監視空間マップにおける前記不可視領域内の所定位置を前記飛行ロボットが撮影可能な位置を前記目標位置として設定する目標位置設定手段と、
   を具備することを特徴とした撮影システム。
2. 前記対処員位置算出手段は、前記対処員位置を順次算出し、
   前記不可視領域抽出手段は、前記不可視領域を順次抽出し、
   前記目標位置設定手段は、前記目標位置を順次設定することを特徴とした請求項１に記載の撮影システム。
3. 前記監視空間マップは、前記建物に人が出入り可能な開口部の開口位置の情報を含み、
   前記目標位置設定手段は、前記不可視領域内の前記開口位置を前記飛行ロボットが撮影可能な位置を前記目標位置として設定することを特徴とした請求項１または請求項２に記載の撮影システム。
4. 前記目標位置設定手段は、前記不可視領域内の前記開口位置が複数ある場合は前記飛行ロボットが最も多くの前記開口位置を撮影可能な位置を前記目標位置として設定することを特徴とした請求項３に記載の撮影システム。
5. 前記目標位置設定手段は、前記目標位置の条件を満たす位置が複数ある場合は前記対処員位置から最も遠くの位置を前記目標位置として設定することを特徴とした請求項３または請求項４に記載の撮影システム。