JP2017204691A - Monitoring device - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は、移動体に搭載した撮像器の映像信号により目標の追尾を行い、測距器の距離測距により目標までの距離情報を取得する監視装置に関する。 The present invention relates to a monitoring device that performs tracking of a target using a video signal of an image pickup device mounted on a moving body and acquires distance information to the target by distance measurement of a distance measuring device.
移動体にテレビカメラを含む撮像器及びレーザ測距装置を含む測距器等を搭載し、映像信号により目標の追尾を行うとともに、目標までの距離情報を取得する管制装置がある(例えば特許文献1参照)。 There is a control device that mounts an imaging device including a TV camera and a distance measuring device including a laser distance measuring device on a moving body, tracks a target by a video signal, and acquires distance information to the target (for example, Patent Documents) 1).
また、撮像器により目標を追尾する際に、追尾目標を追尾開始位置に保持する、または映像中心に目標を引き込み映像中心で目標を保持する画像監視装置がある(例えば特許文献2参照)。 In addition, there is an image monitoring device that holds a tracking target at a tracking start position when the target is tracked by an imager, or holds the target at the center of the video by holding the target at the center of the video (see, for example, Patent Document 2).
移動体に撮像器と測距器を搭載した監視装置は、一般に撮像器の光軸と測距器の光軸が平行に保たれるように調整する。これにより、撮像器と測距器の設置位置の差と比べて十分に離れた位置の目標は、映像中心と測距器の光軸がほぼ一致する。また、撮像器による目標の追尾は、撮像器により得られた映像信号中の映像の特徴部位を利用して、当該特徴部位が画面中心に存在し続けるように目標を追尾する。 In general, a monitoring apparatus in which an imaging device and a distance measuring device are mounted on a moving body adjusts so that the optical axis of the imaging device and the optical axis of the distance measuring device are maintained in parallel. As a result, the center of the image and the optical axis of the distance measuring device substantially coincide with each other in the target at a position sufficiently distant from the difference between the installation positions of the image pickup device and the distance measuring device. The target tracking by the image pickup device uses the feature portion of the video in the video signal obtained by the image pickup device to track the target so that the feature portion continues to exist at the center of the screen.
従来の監視装置は、測距器により目標の任意の位置までの距離を測距する場合、撮像器により追尾可能な特徴部位と、測距器により測距したい部位が異なることがある。この際、測距器の光軸が映像中心とほぼ一致していると、測距したい部位までの距離情報を得ることができないという問題がある。 In a conventional monitoring apparatus, when a distance to a desired target position is measured by a distance measuring device, a characteristic portion that can be tracked by an image pickup device and a portion to be measured by the distance measuring device may be different. At this time, if the optical axis of the distance measuring device is substantially coincident with the center of the image, there is a problem that it is not possible to obtain distance information to the part to be measured.
この発明は係る課題を解決するためになされたものであって、追尾可能な特徴部位と測距したい部位が異なる場合であっても、測距したい部位までの距離情報を得ることを目的とする。 The present invention has been made to solve such a problem, and an object of the present invention is to obtain distance information to a part to be measured even when a characteristic part that can be tracked and a part to be measured are different. .
この発明による監視装置は、目標の映像を取得する撮像器と、目標までの距離情報を得る測距器を有し、上記撮像器の視線方向を回転可能な監視機と、上記撮像器の映像信号に基づいて目標を検出する画像追尾処理器と、上記画像追尾処理器の検出した目標の映像中心と追尾ゲートの中心とのずれ角と、追尾中または非追尾中の何れかのモード情報を出力する追尾制御器と、ジョイスティックの傾斜量を出力する表示操作器と、上記追尾制御器からのモード情報が追尾中である場合に、上記画像追尾処理器からの上記ずれ角に基づく駆動制御情報を上記監視機に出力するとともに、上記表示操作器の出力するジョイスティックの傾斜量に応じた追尾点制御情報を出力する追尾状況判定器とを備え、上記監視機は、上記追尾状況判定器からの駆動制御情報に基づいて、目標の映像中心と追尾ゲートの中心が一致するように上記撮像器の視線方向を回転し、上記画像追尾処理器は、上記ジョイスティックの傾斜量に応じて、目標の距離情報を得たい部位が上記撮像器の映像中心に一致するように上記追尾ゲートの中心を移動するものである。 The monitoring device according to the present invention includes an image pickup device that acquires a target image, a distance measuring device that obtains distance information to the target, a monitoring device that can rotate the line-of-sight direction of the image pickup device, and an image of the image pickup device. An image tracking processor for detecting a target based on the signal, a deviation angle between the center of the target image detected by the image tracking processor and the center of the tracking gate, and mode information for either tracking or non-tracking. Drive control information based on the deviation angle from the image tracking processor when the tracking controller to output, the display controller to output the amount of tilt of the joystick, and the mode information from the tracking controller are tracking Output to the monitoring device, and a tracking situation determination unit that outputs tracking point control information corresponding to the amount of tilt of the joystick output from the display / operating device. Driving Based on the control information, the line-of-sight direction of the image pickup device is rotated so that the center of the target image coincides with the center of the tracking gate, and the image tracking processor performs target distance information according to the tilt amount of the joystick. The center of the tracking gate is moved so that the part to be obtained coincides with the image center of the image pickup device.
この発明によれば、映像中の特定の範囲内で追尾中の目標の位置を任意に移動可能とすることによって、距離情報を得たい目標の部位を映像中心に移動することができるので、目標の距離情報を得たい目標の部位の距離情報をより確実に得ることができる。 According to the present invention, since the position of the target being tracked can be arbitrarily moved within a specific range in the video, the target part for which distance information is desired can be moved to the center of the video. It is possible to more reliably obtain the distance information of the target part for which the distance information is desired.
実施の形態1.
図1は、実施の形態1による監視装置1の運用例を示す図である。車輌や船舶等の移動体20は、地上や海上における水平面21を移動している。監視装置1は、車輌や船舶等の移動体20に搭載され、監視機2を有している。監視機2は、搭載する撮像器3の視野角22内に、監視対象目標となる車輌や船舶等の映像特徴部位18を捉えている。監視機2は、映像特徴部位18を画像追尾している。
FIG. 1 is a diagram illustrating an operation example of the
図2は、監視装置1の構成を示す図である。監視装置1は、監視機2と、ジャイロ5と、画像追尾処理器6と、追尾制御器7と、表示操作器8と、追尾状況判定器9を備えている。監視機2は移動体20に対して、旋回及び俯仰方向に回転することが可能である。監視機2は、テレビカメラを含む撮像器3と、レーザ測距装置を含む測距器4が取り付けられている。監視機2の回転に応じて、撮像器3及び測距器4の光軸(または視線方向とも言う)が、旋回方向及び俯仰方向に移動する。ジャイロ5は移動体20に搭載され、移動体20の動揺角を検出し、検出した動揺角を監視機2に出力する。
FIG. 2 is a diagram illustrating the configuration of the
撮像器3は目標を含む映像を撮像する。撮像器3は目標を含む映像の映像信号12を出力する。測距器4はレーザ光のパルス波を送信し、その目標からの反射光を受光することで、目標までの距離を測距する。通常は撮像器3の光軸と測距器4の光軸が平行になるよう調整することで、測距器4は撮像器3で検出した目標を含む映像の映像中心までの距離を測距し、距離情報11を得る。
The
また、監視機2は、ジャイロ5の計測したジャイロ信号10を利用して、撮像器3及び測距器4の光軸が当該動揺角を打ち消す方向に移動するように、旋回方向及び俯仰方向の回転軸周りの回転角を制御する。また、表示操作器8は、監視機2に対して、移動体20の動揺角を打ち消す動揺修正機能を調整することができる。
In addition, the monitoring device 2 uses the
図3は、実施の形態1による実施の形態1による画像追尾処理器6で検出した目標信号の第1の画像表示例を示す図である。図3の詳細は後述する。
画像追尾処理器6は、撮像器3の得た映像信号12中の画像を基に、背景と区別された目標信号を検出する。ここで、目標信号を背景から区別するための範囲が光学追尾ゲート17である。画像追尾処理器6は、光学追尾ゲート17内の映像信号の振幅の変化により上記目標信号を検出する。画像追尾処理器6は、光学追尾ゲート17内で検出した目標信号における映像特徴部位18の映像中心の位置を、画面における光学追尾ゲート17の中心からの上下及び左右の角度として求める。また、画像追尾処理器6は、撮像器3の得た目標信号を含む映像信号12と光学追尾ゲート17の位置情報を、追尾制御器7に出力する。
FIG. 3 is a diagram illustrating a first image display example of the target signal detected by the image tracking processor 6 according to the first embodiment according to the first embodiment. Details of FIG. 3 will be described later.
The image tracking processor 6 detects a target signal distinguished from the background based on the image in the video signal 12 obtained by the
また、画像追尾処理器6は、ジャイロ5の計測したジャイロ信号10を利用して、旋回及び俯仰方向の動揺角を打ち消すように、目標信号を含む画像を旋回及び俯仰方向の各回転軸周りに回転させることが可能である。このとき監視機2は、旋回及び俯仰方向の回転軸に機械的な可動軸を有しない場合であっても、目標信号を含む画像を回転軸方向に回転させることができる。これにより画像追尾処理器6は、撮像器3の得た映像信号12中の目標信号について、当該旋回及び俯仰方向の各回転軸周りの動揺修正を行うことが可能となる。
In addition, the image tracking processor 6 uses the
追尾制御器7は、監視機2における撮像器3及び測距器4の光軸(視線方向)が、所望の指示すべき方向に一致するように、撮像器3及び測距器4の光軸の指向制御を行う。例えば追尾制御器7は、撮像器3の視線方向を示す光学追尾ゲート17の中心が、画像追尾処理器6の検出した目標信号の映像中心に一致するように、追尾制御を行う。追尾制御器7は、光学追尾ゲート17の中心と目標信号の映像特徴部位18の映像中心とのずれ角(光学追尾ゲート17の中心から目標信号の映像中心が上下及び左右にずれた角度)を、追尾状態ステータス情報14に含めて出力する。
The tracking controller 7 is configured so that the optical axes (line-of-sight directions) of the
また、追尾制御器7は、「追尾モード」または「非追尾モード」の何れかのモード情報を、追尾状態ステータス情報14に含めて追尾状況判定器9に出力する。
ここで、追尾制御器7は、画像追尾処理器6から目標信号を得た場合、目標を追尾中であると判定し、モード情報として「追尾モード」を出力する。また、追尾制御器7は、画像追尾処理器6から目標信号を得ていない場合、目標を非追尾中であると判定し、モード情報として「非追尾モード」を出力する。
Further, the tracking controller 7 includes any mode information of “tracking mode” or “non-tracking mode” in the tracking state status information 14 and outputs it to the tracking state determination unit 9.
Here, when the tracking controller 7 obtains the target signal from the image tracking processor 6, it determines that the target is being tracked and outputs “tracking mode” as mode information. Further, when the target signal is not obtained from the image tracking processor 6, the tracking controller 7 determines that the target is not being tracked, and outputs “non-tracking mode” as mode information.
また、追尾制御器7は、画像追尾処理器6から入力される映像信号12と検出した目標信号と光学追尾ゲート17の位置情報を、表示操作器8に出力する。
The tracking controller 7 outputs the video signal 12 input from the image tracking processor 6, the detected target signal, and the position information of the
表示操作器8は、追尾制御器7の出力する映像信号12と検出した目標信号が入力される。また、表示操作器8は、追尾制御器7の出力する映像信号12と検出した目標信号と、光学追尾ゲート17の位置情報に基づく光学追尾ゲート17のシンボル画像を表示する。また、表示操作器8は、ジョイスティックを用いて監視機2の指向制御のための操作を行う。
The
表示操作器8は、上下及び左右の2軸周りに回転するジョイスティックが設けられている。ジョイスティックは、操作者のスティック操作によって傾斜可能となっている。表示操作器8は、ジョイスティックのスティック操作に応じてジョイスティックの傾斜量を検出可能となっている。表示操作器8は、当該ジョイスティックの上下方向及び左右方向の傾斜量に応じた指向制御情報13を追尾状況判定器9に出力する。
The
なお、追尾制御器7は、表示操作器8から追尾状態ステータス情報14が入力されるようにしても良い。また、追尾制御器7は、追尾状態ステータス情報14として、「追尾中モード」または「非追尾中モード」の何れかのモード情報が入力されるようにしても良い。このモード情報は、例えば表示操作器8の操作ボタン(図示せず)を通じた操作者の選択操作により、「追尾中モード」及び「非追尾モード」の何れかのモードが選択的に設定されるようにすると良い。
The tracking controller 7 may receive the tracking status information 14 from the display /
追尾状況判定器9は、表示操作器8からジョイスティックの傾斜量に応じた指向制御情報13が入力され、追尾制御器7から追尾状態ステータス情報14が入力される。追尾状況判定器9は、追尾状態ステータス情報14のモード情報が「非追尾中」の場合は、ジョイスティックの傾斜量に応じた指向制御情報13に基づき、監視機2の指向制御を行う。監視機2は、例えば旋回方向及び俯仰方向の各軸周りに、ジョイスティックの上下及び左右の傾斜量に応じた角度分だけ回転するように、追尾状況判定器9から駆動制御情報15を得る。
The tracking status determiner 9 receives directivity control information 13 corresponding to the amount of tilt of the joystick from the
一方、追尾状況判定器9は、追尾制御器7の出力する追尾状態ステータス情報14のモード情報が「追尾中」の場合は、ジョイスティックの傾斜量に応じた指向制御情報13に基づき、光学追尾ゲート17の中心が目標の映像特徴部位18の映像中心とのずれ角を極小化もしくはゼロとし、かつ光学追尾ゲート17の中心がジョイスティックの傾斜量に応じた移動量だけ移動するように、監視機2に対して駆動制御情報15を送る。すなわち監視機2は、ジョイスティックの傾斜量に応じた移動量だけ、光学追尾ゲート17の中心を撮像器3の画面中心(映像中心)から移動する。
On the other hand, when the mode information of the tracking state status information 14 output from the tracking controller 7 is “tracking”, the tracking status determination unit 9 is based on the pointing control information 13 corresponding to the tilt amount of the joystick. The monitoring device 2 is configured such that the
また、追尾状況判定器9は、追尾制御器7の出力する追尾状態ステータス情報14のモード情報が「追尾中」の場合は、ジョイスティックの傾斜量に応じた指向制御情報13に基づき、光学追尾ゲート17の中心に位置する追尾中心が、ジョイスティックの傾斜量に応じた移動量だけ移動するように、画像追尾処理器6に対して追尾点制御情報16を送る。このとき、画像追尾処理器6は、追尾点制御情報16に基づいて、光学追尾ゲート17の中心位置を、撮像器3の画面中心(映像中心)から上記移動量に応じた角度分だけ移動する。
In addition, when the mode information of the tracking state status information 14 output from the tracking controller 7 is “tracking”, the tracking status determination unit 9 is based on the directivity control information 13 corresponding to the tilt amount of the joystick. The tracking point control information 16 is sent to the image tracking processor 6 so that the tracking center located at the center of 17 moves by an amount of movement corresponding to the tilt amount of the joystick. At this time, the image tracking processor 6 moves the center position of the
上記した図3は、目標の追尾点を撮像器3の映像中心から移動しない状態、すなわち追尾開始直後の画像追尾処理器6における画像の状態を例示している。図3において、画像追尾処理器6の光学追尾ゲート17のシンボル画像は長方形枠形状をしている。光学追尾ゲート17の内側に、目標の映像特徴部位18が位置している。画像追尾処理器6は、映像中における目標の映像特徴部位18を目標の追尾点として、光学追尾ゲート17の中心位置が目標の映像特徴部位18に一致するように追尾を継続する。
FIG. 3 described above illustrates a state in which the target tracking point is not moved from the image center of the
このとき、距離情報を得たい目標の部位19は、光学追尾ゲート17の中心から図の左側に離れて、光学追尾ゲート17の範囲外に位置している。目標の映像特徴部位18は、距離情報を得たい目標の部位19が、映像中心または光学追尾ゲート17の中心と一致しておらず、距離情報を得たい目標の部位19について所望の距離情報を得ることができない。
At this time, the
図4は、実施の形態1による画像追尾処理器6で検出した目標信号の第2の画像表示例を示す図である。図4は、表示操作器8を用いて目標の追尾点である目標の映像特徴部位18を移動し、距離情報を得たい目標の部位19を映像中心と一致させた場合における、画像追尾処理器6の出力する画像の状態を例示している。追尾状況判定器9が追尾状態ステータス情報14として「追尾中」を出力した場合、表示操作器8はジョイスティックの傾斜量に応じた指向制御情報13を追尾状況判定器9に出力する。
FIG. 4 is a diagram showing a second image display example of the target signal detected by the image tracking processor 6 according to the first embodiment. FIG. 4 shows an image tracking processor when the target
追尾状況判定器9は、指向制御情報13に基づいて、ジョイスティックの傾斜量に応じた追尾点制御情報16を画像追尾処理器6に出力する。画像追尾処理器6は、追尾点制御情報16に基づき、距離情報を得たい部位19が映像中心と一致するまで、ジョイスティックの傾斜量に応じた移動量だけ画面の上下及び左右方向に画像を移動させる。光学追尾ゲート17の中心位置は、画面中心(映像中心)から右上方向に移動する。このとき光学追尾ゲート17の中心位置は、目標の追尾点である目標の映像特徴部位18に一致した状態を維持している。測距器4は撮像器3と光軸が一致しているので、測距器4の出力するレーザ光は、距離情報を得たい目標の部位19に照射され、距離情報を得たい目標の部位19までの距離を計測することができる。これによって、目標の追尾点の画像追尾を維持した状態で、距離情報を得たい目標の部位19までの所望の距離情報を得ることができる。
The tracking status determination unit 9 outputs tracking point control information 16 corresponding to the tilt amount of the joystick to the image tracking processing unit 6 based on the directivity control information 13. Based on the tracking point control information 16, the image tracking processor 6 moves the image in the vertical and horizontal directions of the screen by a moving amount corresponding to the amount of tilt of the joystick until the
また、監視機2は、追尾状況判定器9からの駆動制御情報15に基づいて、画像追尾処理器6の検出した目標の映像中心と追尾ゲート17の中心が一致し、両者のずれ角が極小もしくはゼロとなるように、撮像器3の視線方向を回転して目標を追尾する。
Further, the monitoring device 2 matches the center of the target video detected by the image tracking processor 6 with the center of the tracking
なお、目標の追尾点を移動する場合の表示操作器8のジョイスティックの変位に対する画像の移動量は、非追尾中のときのジョイスティックによる指向制御情報13に基づく画像の移動量に比べて、小さく設定すると良い。
The moving amount of the image with respect to the displacement of the joystick of the
このように実施の形態1による監視装置は、目標の映像を取得する撮像器と、目標までの距離情報を得る測距器を有し、上記撮像器の視線方向を回転可能な監視機と、上記撮像器の映像信号に基づいて目標を検出する画像追尾処理器と、上記画像追尾処理器の検出した目標の映像中心と追尾ゲートの中心とのずれ角と、追尾中または非追尾中の何れかのモード情報を出力する追尾制御器と、ジョイスティックの傾斜量を出力する表示操作器と、上記追尾制御器からのモード情報が追尾中である場合に、上記画像追尾処理器からの上記ずれ角に基づく駆動制御情報を上記監視機に出力するとともに、上記表示操作器の出力するジョイスティックの傾斜量に応じた追尾点制御情報を出力する追尾状況判定器とを備え、上記監視機は、上記追尾状況判定器からの駆動制御情報に基づいて、目標の映像中心と追尾ゲートの中心が一致するように上記撮像器の視線方向を回転し、上記画像追尾処理器は、上記ジョイスティックの傾斜量に応じて、目標の距離情報を得たい部位が上記撮像器の映像中心に一致するように上記追尾ゲートの中心を移動するものである。 As described above, the monitoring device according to the first embodiment includes an imaging device that acquires a target image, a distance measuring device that obtains distance information to the target, and a monitoring device that can rotate the line-of-sight direction of the imaging device; An image tracking processor for detecting a target based on the video signal of the image pickup device, a deviation angle between the target video center detected by the image tracking processor and the center of the tracking gate, and whether tracking is in progress or not tracking The tracking controller that outputs the mode information, the display controller that outputs the tilt amount of the joystick, and the shift angle from the image tracking processor when the mode information from the tracking controller is being tracked. And a tracking situation determination unit that outputs tracking point control information corresponding to the amount of tilt of the joystick output from the display / operation device, and the monitoring device includes the tracking control unit. Status Based on the drive control information from the fixed device, the line-of-sight direction of the image pickup device is rotated so that the center of the target image coincides with the center of the tracking gate, and the image tracking processing device responds to the tilt amount of the joystick. The center of the tracking gate is moved so that the part where the target distance information is to be obtained coincides with the image center of the imager.
これによって、目標を追尾した状態で追尾ゲートの中心を表示操作器のジョイスティックの傾斜量を基に、映像の中の特定の範囲内において任意に移動できるようにしたことにより、距離情報を得たい目標の部位を映像中心に移動することができるので、測距器と撮像器の光軸を平行にした状態で目標の距離情報を得たい部位までの距離情報を得ることができる。かくして、目標の距離情報を得たい目標の部位の距離情報をより確実に得ることができる。 In this way, we want to obtain distance information by allowing the center of the tracking gate to be arbitrarily moved within a specific range in the video based on the tilt amount of the joystick of the display controller while tracking the target. Since the target part can be moved to the center of the image, it is possible to obtain distance information to the part where the target distance information is desired to be obtained in a state where the optical axes of the distance measuring device and the image pickup device are parallel. Thus, it is possible to more reliably obtain the distance information of the target portion for which the target distance information is desired.
1 監視装置、2 監視機、3 撮像器、4 測距器、5 ジャイロ、6 画像追尾処理器、7 追尾制御器、8 表示操作器、9 追尾状況判定器、10 ジャイロ信号、11 距離情報、12 映像信号、13 指向制御情報、14 追尾状態ステータス情報、15 駆動制御情報、16 追尾点制御情報、17 光学追尾ゲート、18 目標の映像特徴部位、19 距離情報を得たい部位、20 移動体、21 水平面、22 撮像器の視野角。
DESCRIPTION OF
Claims (1)
上記撮像器の映像信号に基づいて目標を検出する画像追尾処理器と、
上記画像追尾処理器の検出した目標の映像中心と追尾ゲートの中心とのずれ角と、追尾中または非追尾中の何れかのモード情報を出力する追尾制御器と、
ジョイスティックの傾斜量を出力する表示操作器と、
上記追尾制御器からのモード情報が追尾中である場合に、上記画像追尾処理器からの上記ずれ角に基づく駆動制御情報を上記監視機に出力するとともに、上記表示操作器の出力するジョイスティックの傾斜量に応じた追尾点制御情報を出力する追尾状況判定器と、
を備え、
上記監視機は、上記追尾状況判定器からの駆動制御情報に基づいて、目標の映像中心と追尾ゲートの中心が一致するように上記撮像器の視線方向を回転し、
上記画像追尾処理器は、上記ジョイスティックの傾斜量に応じて、目標の距離情報を得たい部位が上記撮像器の映像中心に一致するように上記追尾ゲートの中心を移動する、
監視装置。 An imaging device that acquires a target image; a distance measuring device that obtains distance information to the target; and a monitoring device that can rotate the line-of-sight direction of the imaging device;
An image tracking processor for detecting a target based on the video signal of the imager;
A tracking controller that outputs a deviation angle between the target video center detected by the image tracking processor and the center of the tracking gate, and mode information during tracking or non-tracking,
A display controller that outputs the tilt amount of the joystick,
When the mode information from the tracking controller is being tracked, the drive control information based on the deviation angle from the image tracking processor is output to the monitor, and the tilt of the joystick output from the display controller A tracking situation determiner that outputs tracking point control information according to the amount;
With
Based on the drive control information from the tracking situation determiner, the monitoring machine rotates the line-of-sight direction of the imager so that the center of the target video and the center of the tracking gate coincide.
The image tracking processor moves the center of the tracking gate according to the amount of tilt of the joystick so that a part for which target distance information is to be obtained coincides with the image center of the imager.
Monitoring device.
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