JP2020148811A - Imaging apparatus of ship - Google Patents
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Abstract
Description
ここに開示する技術は、船舶の撮影装置に関する。 The technology disclosed herein relates to a ship imaging device.
船舶の操縦を支援するために、船舶を上方から見下ろしたか如き鳥瞰画像を作成することが知られている。例えば特許文献1には、船体に設置された複数のカメラによって周辺画像を撮影するとともに、各周辺画像を組み合わせることにより、疑似の鳥瞰画像を合成画像として作成することが開示されている。 It is known to create a bird's-eye view image of a ship as if it were viewed from above in order to assist in maneuvering the ship. For example, Patent Document 1 discloses that a peripheral image is taken by a plurality of cameras installed on a hull, and a pseudo bird's-eye view image is created as a composite image by combining the peripheral images.
また一般に、鳥瞰画像を作成するためのカメラとしては、広角レンズを用いることが広く知られている。特許文献2には、そうした広角レンズ(魚眼レンズ)備えた撮影カメラ(カメラ装置)において、その広角レンズを開閉カバー(ドームカバー)によって覆うことが開示されている。 In general, it is widely known that a wide-angle lens is used as a camera for creating a bird's-eye view image. Patent Document 2 discloses that in a photographing camera (camera device) provided with such a wide-angle lens (fisheye lens), the wide-angle lens is covered with an opening / closing cover (dome cover).
ところで、前記特許文献2に係る広角レンズは、カメラの筐体から突出して設けられることになる。そのため、こうした広角レンズには、汚れが付着し易いという問題がある。特に海上においては、塩分等が固着して汚れとなり得る。 By the way, the wide-angle lens according to Patent Document 2 is provided so as to project from the housing of the camera. Therefore, such a wide-angle lens has a problem that dirt easily adheres to it. Especially at sea, salt and the like may stick and become dirty.
そこで、前記特許文献2に記載されているような開閉カバーによって、広角レンズを外気から隔絶することが考えられるものの、単に開閉カバーを設けるだけでは、汚れの付着が十分に回避されないおそれがある。 Therefore, although it is conceivable that the wide-angle lens is isolated from the outside air by the opening / closing cover as described in Patent Document 2, there is a possibility that the adhesion of dirt cannot be sufficiently avoided by simply providing the opening / closing cover.
ここに開示する技術は、かかる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、広角レンズへの汚れの付着を抑制することにある。 The technique disclosed herein has been made in view of this point, and the purpose thereof is to suppress the adhesion of dirt to the wide-angle lens.
本開示は、船舶に設置され、該船舶の周辺画像を撮影する撮影カメラを備え、前記撮影カメラによって撮影された周辺画像を組み合わせて合成画像を作成する船舶の撮影装置に係る。 The present disclosure relates to a ship imaging device that is installed on a ship, includes a photographing camera that captures a peripheral image of the ship, and creates a composite image by combining peripheral images captured by the photographing camera.
そして、本開示の第1の態様によれば、前記撮影カメラは、広角レンズを有する広角カメラとして構成され、前記船舶の撮影装置は、前記広角レンズを覆う開閉カバーと、前記船舶の接岸時には前記開閉カバーを開放する一方、非接岸時には前記開閉カバーを閉封する制御手段と、を備える。 Then, according to the first aspect of the present disclosure, the photographing camera is configured as a wide-angle camera having a wide-angle lens, and the photographing device of the ship has an opening / closing cover covering the wide-angle lens and the above While opening the opening / closing cover, it is provided with a control means for closing the opening / closing cover when not berthing.
ここで、「船舶の接岸時」とは、船舶の接岸を完了したタイミングではなく、船舶を接岸しようとしている最中のタイミングをいう。 Here, the "time of berthing of a ship" does not mean the timing when the berthing of the ship is completed, but the timing when the ship is about to berth.
この構成によれば、船舶の接岸時には制御手段が開閉カバーを開放するため、船舶の周辺画像を撮影し、これを組み合わせた合成画像を作成することができる。これにより、船舶の接岸に係る操船作業を支援することが可能になる。一方、海上での航行時など、船舶の非接岸時には開閉カバーを閉封するため、塩分等、広角レンズへの汚れの付着を抑制することができる。 According to this configuration, since the control means opens the opening / closing cover when the ship berths, it is possible to take a peripheral image of the ship and create a composite image by combining the images. As a result, it becomes possible to support the maneuvering work related to the berthing of the ship. On the other hand, since the opening / closing cover is closed when the ship is not berthing, such as when sailing at sea, it is possible to suppress the adhesion of dirt such as salt to the wide-angle lens.
また、本開示の第2の態様によれば、前記制御手段は、前記船舶の停船時には前記開閉カバーを閉封する、としてもよい。 Further, according to the second aspect of the present disclosure, the control means may close the opening / closing cover when the ship is stopped.
この構成によれば、船舶の接岸を完了した後等の停船時には、開閉カバーを閉封する。これにより、広角レンズへの汚れの付着を抑制することができる。 According to this configuration, the open / close cover is closed when the ship is stopped, such as after the ship has completed berthing. As a result, it is possible to suppress the adhesion of dirt to the wide-angle lens.
また、本開示の第3の態様によれば、前記船舶の撮影装置は、前記撮影カメラを収容するケーシングと、前記ケーシングに設けられ、前記開閉カバーによって開閉される開口部と、を有し、前記撮影カメラは、前記ケーシング内を移動可能に構成されているとともに、前記開口部を通じて出没する、としてもよい。 Further, according to the third aspect of the present disclosure, the photographing device of the ship has a casing for accommodating the photographing camera and an opening provided in the casing and opened and closed by the opening / closing cover. The photographing camera may be configured to be movable in the casing and may appear and disappear through the opening.
この構成によれば、撮影カメラそのものをケーシングに収容させることで、広角レンズ以外の部位への汚れの付着を抑制することができる。 According to this configuration, by accommodating the photographing camera itself in the casing, it is possible to suppress the adhesion of dirt to a portion other than the wide-angle lens.
以上説明したように、前記船舶の撮影装置によれば、広角レンズへの汚れの付着を抑制することができる。 As described above, according to the ship's photographing apparatus, it is possible to suppress the adhesion of dirt to the wide-angle lens.
以下、本開示の実施形態について説明する。なお、以下の説明は例示である。 Hereinafter, embodiments of the present disclosure will be described. The following description is an example.
本明細書において開示される船舶の撮影装置は、例えば船舶の接岸時などの操船作業において、同船舶の周辺状況を映像によって確認するためのシステムである。 The ship imaging device disclosed in the present specification is a system for confirming the surrounding conditions of the ship by images in maneuvering work such as when the ship is berthed.
船舶の撮影装置の構成について、図1〜図4を参照しながら説明する。図1は、撮影装置11が搭載された船舶101を例示する平面図である。図2は撮影装置11が搭載された船舶101を例示する側面図であり、図3は撮影装置11が搭載された船舶101を例示する正面図である。また、図4は、撮影装置11の構成を例示するブロック図である。なお、図1では、撮影装置11が備える複数のカメラ13f,13b,13l,13rについて、それらの姿勢等まで厳密には図示していない。
The configuration of the ship's imaging device will be described with reference to FIGS. 1 to 4. FIG. 1 is a plan view illustrating a
船舶101の撮影装置11は、図1〜図4に示すように、互いに所定の間隔をあけて船舶101に設置された複数のカメラ13f,13b,13l,13rと、船室103内およびフライングデッキ104に設置された表示手段としてのモニタ15と、船舶101の姿勢を検出するための各種センサ17,18,19と、当該装置11を総合的に制御する制御装置21とを備えている。複数のカメラ13f,13b,13l,13rと制御装置21とは、船舶101の周辺画像を撮影して合成画像である疑似の鳥瞰画像301を作成するように構成されている。
As shown in FIGS. 1 to 4, the photographing
ここで、複数のカメラ13f,13b,13l,13rは、船舶101に設置されているとともに、この船舶101の周辺画像を撮影することができるという点で、本実施形態における「撮影カメラ」を例示している。以下、複数のカメラ13f,13b,13l,13rを「撮影カメラ」と呼称する場合がある。
Here, the "photographing camera" in the present embodiment is exemplified in that a plurality of
本実施形態に係る撮影装置11は、各撮影カメラ13f,13b,13l,13rによって撮影された周辺画像を組み合わせて合成画像を作成することができる。
The photographing
まず、各撮影カメラ13f,13b,13l,13rの構成について詳細に説明をする。
First, the configuration of each photographing
<撮影カメラ>
複数の撮影カメラ13f,13b,13l,13rは、船舶101の前部(本実施形態では船首側のバウデッキ105)に設置されたフロントカメラ13fと、船舶101の後部(本実施形態では船尾側のスターンデッキ107)に設置されたバックカメラ13bと、船舶101の長さ方向における中央部分である船央の左側に設置されたレフトカメラ13lと、船央の右側に設置されたライトカメラ13rと、を有している。これら4台の撮影カメラ13f,13b,13l,13rは、船舶101の外周部分を含めて船舶101の周辺画像を撮影するようにそれぞれ設置されている。
<Shooting camera>
The plurality of photographing
フロントカメラ13fは、バウデッキ105の左右方向における中央位置に立てられた支柱109に、前方斜め下方に臨む姿勢でレンズの光軸を船首(船舶101の外周部分)に向けて取り付けられている。このフロントカメラ13fは、船舶101の前方における所定範囲Rfの風景を動画または静止画で撮影して、周辺画像として前方画像Pfを取得する。
The
バックカメラ13bは、スターンデッキ107の左右方向における中央位置に立てられた支柱110に、後方斜め下方に臨む姿勢でレンズの光軸を船舶101の船尾(船舶101の外周部分)に向けて取り付けられている。このバックカメラ13bは、船舶101の後方における所定範囲Rbの風景を動画または静止画で撮影して、周辺画像として後方画像Pbを取得する。
The
レフトカメラ13lは、船室103の左側面に、左方斜め下方に臨む姿勢でレンズの光軸を左舷のガンネル111(船舶101の外周部分)に向けて取り付けられている。このレフトカメラ13lは、船舶101の左方における所定範囲Rlの風景を動画または静止画で撮影して、周辺画像として左方画像Plを取得する。
The left camera 13l is attached to the left side of the
ライトカメラ13rは、船室103の左側面に、右方斜め下方に臨む姿勢でレンズの光軸を右舷のガンネル112(船舶101の外周部分)に向けて取り付けられている。このライトカメラ13rは、船舶101の右方における所定範囲Rrの風景を動画または静止画で撮影して、周辺画像として右方画像Prを取得する。
The
フロントカメラ13fの撮影範囲Rfとレフトカメラ13lの撮影範囲Rlとは、互いに重複する共通の撮影範囲RCfl(図1で紙面左上の斜線を付した範囲)を含んでいる。フロントカメラ13fとレフトカメラ13lとは、当該各撮影カメラ13r,13lの撮影によって取得される周辺画像Pf,Plに、船舶101のバウデッキ105の外周部分に設置された手すり113の左側部分が共通に写り込む位置および角度に設置される。そのことで、フロントカメラ13fとレフトカメラ13lとの共通の撮影範囲RCflは、当該手すり113の左側部分を含む範囲に設定される。
The shooting range Rf of the
フロントカメラ13fの撮影範囲Rfとライトカメラ13rの撮影範囲Rrとは、互いに重複する共通の撮影範囲RCfr(図1で紙面右上の斜線を付した範囲)を含んでいる。フロントカメラ13fとライトカメラ13rとは、当該各撮影カメラ13f,13rの撮影によって取得される周辺画像Pf,Prに、船舶101のバウデッキ105の外周部分に設置された手すり113の右側部分が共通に写り込む位置および角度に設置される。そのことで、フロントカメラ13fとライトカメラ13rとの共通の撮影範囲RCfrは、当該手すり113の右側部分を含む範囲に設定される。
The shooting range Rf of the
バックカメラ13bの撮影範囲Rbとレフトカメラ13lの撮影範囲Rlとは、互いに重複する共通の撮影範囲RCbl(図1で紙面左下の斜線を付した範囲)を含んでいる。バックカメラ13bとレフトカメラ13lとは、当該各撮影カメラ13b,13lの撮影によって取得される周辺画像Pb,Plに、船舶101のスターンデッキ107の左側部分が共通に写り込む位置および角度に設置される。そのことで、バックカメラ13bとレフトカメラ13lとの共通の撮影範囲RCblは、当該スターンデッキ107の左側部分を含む範囲に設定される。
The shooting range Rb of the
バックカメラ13bの撮影範囲Rbとライトカメラ13rの撮影範囲Rrとは、互いに重複する共通の撮影範囲RCbr(図1で紙面右下の斜線を付した範囲)を含んでいる。バックカメラ13bとライトカメラ13rとは、当該各撮影カメラ13b,13rの撮影によって取得される周辺画像に、船舶101のスターンデッキ107の右側部分が共通に写り込む位置および角度に設置される。そのことで、バックカメラ13bとライトカメラ13rとの共通の撮影範囲RCbrは、当該スターンデッキ107の右側部分を含む範囲に設定される。
The shooting range Rb of the
この実施形態において、フロントカメラ13f、バックカメラ13b、レフトカメラ13lおよびライトカメラ13rの設置位置から船舶101の喫水線Lwまでの距離である水上高さHは、同じに高さに設定されている。フロントカメラ13fの設置角度α1と、バックカメラ13bの設置角度α2と、レフトカメラ13lおよびライトカメラ13rとの設置角度α3,α4は、互いに異なる角度に設定されている。また、レフトカメラ13lの設置角度α3とライトカメラ13rの設置角度α4とは、同じ角度に設定されている。
In this embodiment, the water height H, which is the distance from the installation position of the
なお、各カメラ13f,13b,13l,13rの設置角度は、任意に設定することができる。すなわち、フロントカメラ13fの設置角度α1と、バックカメラ13bの設置角度α2と、レフトカメラ13lおよびライトカメラ13rの設置角度α3,α4とは、互いに同じ角度であってもよいし、レフトカメラ13lおよびライトカメラ13rの設置角度α3,α4は、互いに異なる角度であってもよい。
The installation angles of the
また、これら各撮影カメラ13f,13b,13l,13rは、防水および防塵の仕様とされている。また、各撮影カメラ13f,13b,13l,13rは、それぞれ船舶101に着脱可能に取り付けられるようになっており、例えば、船舶101を使用するときに船体に取り付けるが船舶101の使用後には取り外したり、不具合が生じたときに取り替えたりすることができるようになっている。
Further, each of these photographing
また、フロントカメラ13f、バックカメラ13b、レフトカメラ13lおよびライトカメラ13rは、それぞれ標準レンズよりも画角の広い広角レンズ23を備えた広角カメラである。広角レンズ23には、例えば180度以上の画角を有するレンズが用いられる。具体的には、この実施形態でのフロントカメラ13f、バックカメラ13b、レフトカメラ13l、ライトカメラ13rは、それぞれ広角レンズ23を有する広域撮影カメラ、いわゆる半天球カメラである。
The
図5に、半天球カメラの撮影によって取得される画像201の概念図を示す。フロントカメラ13fの撮影によって取得される前方画像Pf、バックカメラ13bの撮影によって取得される後方画像Pb、レフトカメラ13lの撮影によって取得される左方画像Pl、およびライトカメラ13rの撮影によって取得される右方画像Prは、図5に示すように、広角レンズ23の光軸Aを中心として周囲360度を見渡したような円形状の画像201である。この円形状の画像201は、広角レンズ23の外面に投影された立体の光学像を光軸Aに沿って平面像に射影変換した像に相当する。
FIG. 5 shows a conceptual diagram of the
このような円形状の画像201である前方画像Pf、後方画像Pb、左方画像Plおよび右方画像Prは、広角歪みを含む。ここでいう「広角歪み」とは、立体の光学像を平面に射影する際に広角側で画像が被写界と相似にならず縮むように湾曲を伴って変形した歪みのことである。この広角歪みは、魚眼レンズ以外の広角レンズ23では樽型の歪曲収差として知られるレンズの収差の1つであって、画像中心からの距離に応じて歪みの程度が大きくなり、特に画像周辺で顕著になる。
The front image Pf, the rear image Pb, the left image Pl, and the right image Pr, which are such
前述のように、これら各撮影カメラ13f,13b,13l,13rは、防水および防塵の仕様とされていて、広角レンズ23への汚れの付着を抑制することができるようになっている。
As described above, each of these photographing
以下、そうした仕様を実現するための具体的な構成について説明をする。ここで、図7Aおよび図7Bは、フロントカメラ13fの構成を例示する斜視図である。本明細書では、複数の撮影カメラ13f,13b,13l,13rのうち、フロントカメラ13fを例に挙げて説明をするが、ここに開示する技術は、本実施形態ではフロントカメラ13f、バックカメラ13b、レフトカメラ13lおよびライトカメラ13rの全てに適用されている。これに代えて、複数の撮影カメラ13f,13b,13l,13rのうちの少なくとも1つに対して適用してもよい。
The specific configuration for realizing such specifications will be described below. Here, FIGS. 7A and 7B are perspective views illustrating the configuration of the
図7Aに例示するように、本実施形態では、フロントカメラ13fの広角レンズ23を覆う開閉カバー132が設けられている。具体的に、本実施形態に係る撮影装置11は、フロントカメラ13f全体を収容するケーシング131と、このケーシング131に設けられ、開閉カバー132によって開閉される開口部131aと、を有している。
As illustrated in FIG. 7A, in the present embodiment, the opening /
ケーシング131は、フロントカメラ13fの収容スペースを区画している。この収容スペースの寸法は、少なくとも、フロントカメラ13fの移動を許容するように設定すればよい。
The
開口部131aは、ケーシング131の一端に設けられており、この開口部131aの寸法は、少なくとも、フロントカメラ13fにおける広角レンズ23の露出を許容するように設定すればよい。
The opening 131a is provided at one end of the
開閉カバー132は、ケーシング131の開口部131aを開閉することができる。よって、開閉カバー132が開口部131aを閉じた状態にあっては、フロントカメラ13f、特にフロントカメラ13fの広角レンズ23が外気から隔絶されることになる。一方、開閉カバー132が開口部131aを開いた状態にあっては、フロントカメラ13f、特に広角レンズ23が外気に露出することになる。
The opening /
フロントカメラ13fは、外部から動力を受けて動作することにより、ケーシング131内を移動可能に構成されている。そうして移動することで、フロントカメラ13fは、図7Bに例示するように、開口部131aを通じて出没することができる。
The
各撮影カメラ13f,13b,13l,13rにより得られた画像は、モニタ15上に表示することができる。そこで、以下、モニタ15の構成について詳細に説明をする。
The images obtained by the respective photographing
<モニタ>
モニタ15は、船室103内の操舵席127の前方と、フライングデッキ104の操舵席127の周辺とにおいて、操舵席127に着席した操船者から操船中に見える位置に配置されている。このモニタ15には、フロントカメラ13f、バックカメラ13b、レフトカメラ13lおよびライトカメラ13rによって取得される前方画像Pf、後方画像Pb、左方画像Plおよび右方画像Prに基づいて作成された、船舶101を上方から見下ろしたかのような疑似の鳥瞰画像が表示される。
<Monitor>
The
図6に、モニタ15に表示される鳥瞰画像301の模式図を示す。鳥瞰画像301は、図6に示すように、前方鳥瞰画像BEVf、後方鳥瞰画像BEVb、左方鳥瞰画像BEVlおよび右方鳥瞰画像BEVrの4つの部分鳥瞰画像301pが組み合わされてなる合成画像である。例えば、鳥瞰画像301は、共通の撮影範囲RCfl,RCfr,RCbl,RCbrでシームレスに繋ぎ合わされて一体化されたり、または別々のデータとして並べて表示されたりして構成される。この鳥瞰画像301では、船舶101の上面を表す船舶画像101gが中心位置に示される。船舶画像101gは、例えば、イラストでもよいし、写真であってもよい。
FIG. 6 shows a schematic view of the bird's-
また、モニタ15は、タッチパネル機能を有する液晶表示パネルなどによって構成されている。このモニタ15は、表示される鳥瞰画像301の範囲を切り換えたり、鳥瞰画像301に代えて個別の周辺画像(前方画像Pf、後方画像Pb、左方画像Pl、右方画像Pr)を表示したりするなどの表示設定の他、開閉カバー132の開閉を指示するための操作部25を兼ねている。当該モニタ15には、そうした開閉等の指示に用いるメニュー画面も表示されるようになっている。操船者は、メニュー画面に従い操作部25を操作することによって、各種処理を実行させることができる。
Further, the
なお、フロントカメラ13f、バックカメラ13b、レフトカメラ13lおよびライトカメラ13rによって画像を取得するためには、前述の開閉カバー132を開閉する必要がある。この開閉カバー132は、制御装置21からの制御信号を受けて開閉する。
In order to acquire an image by the
以下、撮影装置11における制御系の構成について詳細に説明をする。
Hereinafter, the configuration of the control system in the photographing
<制御系>
各種センサ17,18,19として、ジャイロセンサ17、速度センサ18および加速度センサ19が設けられている。ジャイロセンサ17および加速度センサ19は、船舶101の揺れに応じて変化するフロントカメラ13f、バックカメラ13b、レフトカメラ13l、ライトカメラ13rの傾きを検出する傾きセンサ40を構成している。
<Control system>
As
ジャイロセンサ17は、船舶101が傾いたときに、フロントカメラ13f、バックカメラ13b、レフトカメラ13lおよびライトカメラ13rがどれだけの速さで回転しているのかを検出する。加速度センサ19は、船舶101が傾いたときに、フロントカメラ13f、バックカメラ13b、レフトカメラ13lおよびライトカメラ13rがどのような向きに回転しているのかを検出する。
The
ジャイロセンサ17および加速度センサ19は、例えば、フロントカメラ13f、バックカメラ13b、レフトカメラ13l、ライトカメラ13r、制御装置21のうち少なくとも1つに内蔵されている。なお、これらジャイロセンサ17および加速度センサ19は、各カメラ13f,13b,13l,13rおよび制御装置21とは別に船舶101に設置されていてもよい。
The
一方、速度センサ18は、例えば船舶101における電磁ログ、ドップラーログ等に基づいて、同船舶101の速度を検出する。船舶101の速度を示す信号は、制御装置21に入力される。速度センサ18は、制御装置21とは別体としてもよいし、制御装置21に内蔵してもよい。
On the other hand, the speed sensor 18 detects the speed of the
制御装置21は、周知のマイクロコンピュータをベースとするコントローラである。この制御装置21は、例えば、船室103内に設置されており、船舶101のバッテリから電源供給を受けて、フロントカメラ13f、バックカメラ13b、レフトカメラ13l、ライトカメラ13r、モニタ15などに対して電力を分配供給すると共に、それら各撮影カメラ13f,13b,13l,13r、各モニタ15および各種センサ17,19とデータのやり取りをするようになっている。
The
具体的には、制御装置21は、図4に示すように、画像データに所定の処理を施す信号処理部29と、プログラムやデータを一時的に記憶する主メモリ31と、主メモリ31に対するプログラムおよびデータの書き込みや読み出しを制御するメモリ制御部33と、主メモリ31に読み出されたプログラムを実行するCPU(Central Processing Unit)35と、各種プログラムおよびデータを記憶する補助メモリ37と、モニタ15を動作させるモニタ用ドライバ39とを備えている。
Specifically, as shown in FIG. 4, the
信号処理部29およびCPU35は、典型的にはIC(Integrated Circuit)やLSI(Large Scale Integration)、ASIC(Application Specific Integration Circuit
)などによって実現される。主メモリ31は、典型的にはDRAM(Dynamic Random Access Memory)やSDRAM(Synchronous DRAM)などの揮発性メモリによって実現される。補助メモリ37は、典型的にはフラッシュメモリなどの不揮発性メモリによって実現される。
The
) And so on. The
信号処理部29は、フロントカメラ13f、バックカメラ13b、レフトカメラ13lおよびライトカメラ13rから出力された前方画像Pf、後方画像Pb、左方画像Plおよび右方画像Prについての各フレームの画像データを次々と取得し、取得した各周辺画像Pf,Pb,Pl,Prについての画像データに基づいて部分鳥瞰画像301pを4枚作成し、それら4枚の部分鳥瞰画像301p(BEVf,BEVb,BEVl,BEVr)を組み合わせて合成することにより1枚の鳥瞰画像301を作成する。
The
補助メモリ37には、フロントカメラ13f、バックカメラ13b、レフトカメラ13lおよびライトカメラ13rの外部パラメータと、それらフロントカメラ13f、バックカメラ13b、レフトカメラ13lおよびライトカメラ13rの内部パラメータとが記憶されている。ここで「外部パラメータ」とは、カメラの設置位置や設置角度などの設置状態を示す数値である。また、「内部パラメータ」とは、カメラの光軸位置や焦点距離、広角歪みなどの歪みに関する情報といった、カメラに固有の光学的性質を表す数値である。
The
また、補助メモリ37には、前方画像Pfにおける鳥瞰画像301に用いる切り出し範囲、後方画像Pbにおける鳥瞰画像301に用いる切り出し範囲、左方画像Plにおける鳥瞰画像301に用いる切り出し範囲、および右方画像Prにおける鳥瞰画像301に用いる切り出し範囲についての各設定値(較正処理を行う前は共に初期値)が記憶されている。
Further, the
前方画像Pfにおいて鳥瞰画像301に用いる切り出し範囲の部分画像は、鳥瞰画像301のうち前方鳥瞰画像BEVfを構成する。前方画像Pfのうち鳥瞰画像301に用いる切り出し範囲、つまり前方鳥瞰画像BEVfとする範囲は、前方鳥瞰画像BEVfと左方鳥瞰画像BEVlおよび右方鳥瞰画像BEVrとで重複した範囲が鳥瞰画像301に現れないように、且つ前方鳥瞰画像BEVfと左方鳥瞰画像BEVlおよび右方鳥瞰画像BEVrとの間に消失した範囲が存在しないように決定される。
The partial image of the cutout range used for the bird's-
後方画像Pbにおいて鳥瞰画像301に用いる切り出し範囲の部分画像は、鳥瞰画像301のうち後方鳥瞰画像BEVbを構成する。後方画像Pbのうち鳥瞰画像301に用いる切り出し範囲、つまり後方鳥瞰画像BEVbとする範囲は、後方鳥瞰画像BEVbと左方鳥瞰画像BEVlおよび右方鳥瞰画像BEVrとで重複した範囲が鳥瞰画像301に現れないように、且つ後方鳥瞰画像BEVbと左方鳥瞰画像BEVlおよび右方鳥瞰画像BEVrとの間に消失した範囲が存在しないように決定される。
The partial image of the cutout range used for the bird's-
左方画像Plにおいて鳥瞰画像301に用いる切り出し範囲の部分画像は、鳥瞰画像301のうち左方鳥瞰画像BEVlを構成する。左方画像Plのうち鳥瞰画像301に用いる切り出し範囲、つまり左方鳥瞰画像BEVlとする範囲は、左方鳥瞰画像BEVlと前方鳥瞰画像BEVfおよび後方鳥瞰画像BEVbとで重複した範囲が鳥瞰画像301に現れないように、且つ左方鳥瞰画像BEVlと前方鳥瞰画像BEVfおよび後方鳥瞰画像BEVbとの間に消失した範囲が存在しないように決定される。
The partial image of the cutout range used for the bird's-
右方画像Prにおいて鳥瞰画像301に用いる切り出し範囲の部分画像は、鳥瞰画像301のうち右方鳥瞰画像BEVrを構成する。右方画像Prのうち鳥瞰画像301に用いる切り出し範囲、つまり後方鳥瞰画像BEVrとする範囲は、右方鳥瞰画像BEVrと前方鳥瞰画像BEVfおよび後方鳥瞰画像BEVbとで重複した範囲が鳥瞰画像301に現れないように、且つ右方鳥瞰画像BEVrと前方鳥瞰画像BEVfおよび後方鳥瞰画像BEVbとの間に消失した範囲が存在しないように決定される。
The partial image of the cutout range used for the bird's-
信号処理部29は、前処理部41と、画像補正部43と、切り出し処理部45と、画像合成部47とを備えている。これら前処理部41、画像補正部43、切り出し処理部45および画像合成部47は、マイクロコンピュータなどのハードウェアと、ハードウェア上で実行されるプログラムなどのソフトウェアとの協働によって実現される機能部である。
The
メモリ制御部33は、前処理部41、画像補正部43、切り出し処理部45および画像合成部47で、前方画像Pf、後方画像Pb、左方画像Plおよび右方画像Prについての画像データに所定の処理を行う際に主メモリ31から当該画像データを読み出し、且つ、前方画像Pf、後方画像Pb、左方画像Plおよび右方画像Prについての画像データに当該所定の処理を行った後に当該画像データを主メモリ31に書き込む。
The
前処理部41は、フロントカメラ13f、バックカメラ13b、レフトカメラ13lおよびライトカメラ13rからそれぞれ取得される前方画像Pf、後方画像Pb、左方画像
Plおよび右方画像Prについての画像データに対し、前処理として、デジタルクランプ、画素欠陥補正、ゲイン制御などの調整処理を施す。
The preprocessing
画像補正部43は、補助メモリ37に記憶されたフロントカメラ13f、バックカメラ13b、レフトカメラ13lおよびライトカメラ13rの内部パラメータおよび外部パラメータを、メモリ制御部33を介して主メモリ31に読み出す。
The image correction unit 43 reads the internal parameters and external parameters of the
そして、画像補正部43は、前方画像Pfについての画像データに対し、フロントカメラ13fの内部パラメータに基づき、広角歪みなどの歪みのない画像となるように変換する歪み補正を施す。画像補正部43は、後方画像Pbについての画像データに対しても、バックカメラ13bの内部パラメータに基づき、同様な歪み補正を施す。画像補正部43は、左方画像Plについての画像データに対しても、レフトカメラ13lの内部パラメータに基づき、同様な歪み補正を施す。画像補正部43は、右方画像Prについての画像データに対しても、ライトカメラ13rの内部パラメータに基づき、同様な歪み補正を施す。
Then, the image correction unit 43 performs distortion correction to convert the image data of the front image Pf into an image without distortion such as wide-angle distortion based on the internal parameters of the
また、画像補正部43は、前方画像Pfについての画像データに対し、フロントカメラ13fの内部パラメータおよび外部パラメータに基づき、上方から見下ろしたような画像に変換する視点変換処理を施す。画像補正部43は、後方画像Pbについての画像データに対しても、バックカメラ13bの内部パラメータおよび外部パラメータに基づき、同様な視点変換処理を施す。画像補正部43は、左方画像Plについての画像データに対しても、レフトカメラ13lの内部パラメータおよび外部パラメータに基づき、同様な視点変換処理を施す。画像補正部43は、右方画像Prについての画像データに対しても、ライトカメラ13rの内部パラメータおよび外部パラメータに基づき、同様な視点変換処理を施す。
Further, the image correction unit 43 performs a viewpoint conversion process of converting the image data of the front image Pf into an image as if looking down from above based on the internal parameters and the external parameters of the
切り出し処理部45は、補助メモリ37に記憶された、前方画像Pfの鳥瞰画像301に用いる切り出し範囲、後方画像Pbの鳥瞰画像301に用いる切り出し範囲、左方画像Plの鳥瞰画像301に用いる切り出し範囲、および右方画像Prの鳥瞰画像301に用いる切り出し範囲についての各設定値を、メモリ制御部33を介して主メモリ31に読み出す。
The cutout processing unit 45 has a cutout range stored in the
そして、切り出し処理部45は、これら周辺画像Pf,Pb,Pl,Prにおける切り出し範囲の設定値に従って、上述の歪み補正および支点変換処理が施された後の前方画像Pf,後方画像Pb,左方画像Plおよび右方画像Prについての画像データをそれぞれ部分的に切り出すことにより、前方鳥瞰画像BEVf、後方鳥瞰画像BEVb、左方鳥瞰画像BEVlおよび右方鳥瞰画像BEVrについての部分鳥瞰画像データを作成する。 Then, the cutout processing unit 45 sets the front image Pf, the rear image Pb, and the left side after the above-mentioned distortion correction and fulcrum conversion processing are performed according to the set values of the cutout range in these peripheral images Pf, Pb, Pl, and Pr. By partially cutting out the image data for the image Pl and the right image Pr, the partial bird's-eye view image data for the front bird's-eye view image BEVf, the rear bird's-eye view image BEVb, the left bird's-eye view image BEVl, and the right bird's-eye view image BEVr is created. ..
信号処理部29は、そのような画像データの切り出し処理を行う際に、傾きセンサ40によって検出されるフロントカメラ13f、バックカメラ13b、レフトカメラ13lおよびライトカメラ13rの傾きに基づき、前方画像Pf、後方画像Pb、左方画像Plおよび右方画像Prについての画像データの傾きと、部分鳥瞰画像301p(前方鳥瞰画像BEVf、後方鳥瞰画像BEVb、左方鳥瞰画像BEVlおよび右方鳥瞰画像BEVr)の切り出し位置とを補正する。こうした補正は、電子ジンバルと呼ばれ、カメラの姿勢の動的な変化に起因した撮影画像の回転方向への変位をキャンセルする技術である。
When the
部分鳥瞰画像301pは、船体が波で揺れることによるカメラ13f,13b,13l,13rの向きの変化に伴って傾く。このような部分鳥瞰画像301pの傾きは、上述した視点変換処理を施している関係上、当該部分鳥瞰画像301pにおいて船体から離れるほど大きく見える。これに対し、本実施形態では、上述の如く、鳥瞰画像301の作成において電子ジンバルを効かせているので、船舶101が揺れて傾いても、船舶101の姿勢に倣ったフロントカメラ13f、バックカメラ13b、レフトカメラ13lおおびライトカメラ13rの傾き度合に合わせて、各部分鳥瞰画像301pの傾きが補正される。それによって、船体が波で揺れることに起因した部分鳥瞰画像301pの傾きを低減することができる。このことは、鳥瞰画像301をリアルタイムで表示したときの同画像301の揺れを軽減するのに有効である。このようにして作成された部分鳥瞰画像データは、メモリ制御部33によって主メモリ31に書き込まれる。
The partial bird's-
画像合成部47は、主メモリ31に書き込まれた前方鳥瞰画像BEVf、後方鳥瞰画像BEVb、左方鳥瞰画像BEVlおよび右方鳥瞰画像BEVrについての4枚分の部分鳥瞰画像データをフレーム毎にメモリ制御部33によって読み出し、読み出された部分鳥瞰画像データを組み合わせると共に、船舶画像101gの画像データを画像中心に位置するように合成することにより、鳥瞰画像301についての鳥瞰画像データを作成する。そうして作成された鳥瞰画像データは、メモリ制御部33によって主メモリ31に書き込まれる。
The image synthesizing unit 47 controls the memory of four partial bird's-eye view image data of the front bird's-eye view image BEVf, the rear bird's-eye view image BEVb, the left bird's-eye view image BEVl, and the right bird-view image BEVr written in the
主メモリ31に書き込まれた各フレームの鳥瞰画像データは、CPU35からの指令を受けてメモリ制御部33により読み出され、モニタ用ドライバ39に受け渡される。モニタ用ドライバ39は、主メモリ31から読み出された鳥瞰画像データに基づいてモニタ15を駆動する。これにより、モニタ15には、その鳥瞰画像データに基づく鳥瞰画像301がリアルタイム画像(ライブビュー)として表示される。
The bird's-eye view image data of each frame written in the
制御装置21はまた、鳥瞰画像301の作成に係る機能に加えて、船舶101の操船状況に応じて開閉カバー132を開閉する機能を有している。具体的に、制御装置21は、開閉カバー132の開閉を制御するための制御手段として、船舶101の接岸時には開閉カバー132を開放する一方、非接岸時には開閉カバー132を閉封するための開閉制御部51を備えている。
The
詳しくは、開閉制御部51は、船舶101が接岸の最中であることを示す信号(以下、「接岸信号」ともいう)が入力された場合に、開閉カバー132を開放するように構成されている。そのための接岸信号は、自動および/または手動で生成されるようになっている。
Specifically, the opening / closing control unit 51 is configured to open the opening /
具体的に、制御装置21は、速度センサ18の検出信号に基づいて、船舶101が所定以下の低速で移動しているか否かを判定する。この判定がYESの場合、制御装置21は、船舶101が接岸の最中であると判定し、開閉制御部51に接岸信号を出力する。
Specifically, the
この判定に代えて、例えば舵およびアクセル等の操船機器にセンサを取り付けるとともに、そのセンサの検出信号に基づいて、船舶101が接岸の最中であるか否かを判定してもよい。
Instead of this determination, a sensor may be attached to a ship maneuvering device such as a rudder and an accelerator, and it may be determined whether or not the
例えば、レーザまたはTOFセンサによって桟橋までの距離を測定し、その測距結果を示す信号を制御装置21に入力してもよい。あるいは、GPSによって船舶101の位置を検出し、その検出結果を示す信号を制御装置21に入力してもよい。この場合、制御装置21は、TOFセンサ、GPS等から入力された信号に基づいて桟橋への接近を検知するとともに、桟橋への接近が検知されたときに、接岸の最中であると判定してもよい。
For example, the distance to the pier may be measured by a laser or a TOF sensor, and a signal indicating the distance measurement result may be input to the
また、こうした自動的な手法に代えて、又は、自動的な手法に加えて、操舵者が手動で操作してもよい。例えば、操作部25に対して接岸中であることを示す操作入力を行った場合に、制御装置21が開閉制御部51に接岸信号を出力するように構成することもできる。
Further, instead of or in addition to such an automatic method, the operator may manually operate the method. For example, the
さらに、本実施形態に係る開閉制御部51は、船舶101の停船時(例えば、接岸完了後の停船時)にあっても、開閉カバー132を閉封するように構成されている。この場合、制御装置21は、速度信号18の検出信号に基づいて、船舶101の速度がゼロか否かを判定する。この判定がYESの場合、船舶101が停船中であると判定し、開閉制御部51を介して開閉カバー132を閉封する。
Further, the opening / closing control unit 51 according to the present embodiment is configured to close the opening /
以下、開閉制御部51による処理の具体例について、図8を用いて説明する。 Hereinafter, a specific example of the processing by the open / close control unit 51 will be described with reference to FIG.
<開閉カバーの開閉処理>
図8は、開閉カバー132の開閉に係る処理を例示するフローチャートである。また、図9は、開閉カバー132の開閉に係る処理を説明するための模式図である。
<Opening / closing process of opening / closing cover>
FIG. 8 is a flowchart illustrating a process related to opening / closing the opening /
まず、図8におけるステップS1において、制御装置21は、船舶101が停船しているか否かを判定する。この判定がNOの場合はステップS2に進む一方、YESの場合の場合はステップS4に進み、開閉制御部51が開閉カバー132を閉封する。例えば、海上での航行時には、開閉カバー132が閉封されることになる(図9(a)を参照)。
First, in step S1 in FIG. 8, the
ステップS2において、制御装置21は、船舶101が接岸の最中であるか否かを判定する。この判定がYESの場合はステップS3へ進み、開閉制御部51が開閉カバー132を開放する一方、NOの場合はステップS4へ進み、前述のように開閉カバー132が閉封される。開閉制御部51が開閉カバー132を開放することで、船舶101の周辺画像を撮影し、それを組み合わせて鳥瞰画像301を作成することができるようになる。例えば、桟橋への接岸時には、開閉カバー132が開放されることになる(図9(b)を参照)。
In step S2, the
図8に例示する処理は、接岸後も繰り返し実行される。例えば、接岸完了後の停船時には、上述したステップS1およびステップS4が実行されることにより、開閉カバー132が閉封されることになる(図9(c)を参照)。
The process illustrated in FIG. 8 is repeatedly executed even after berthing. For example, when the ship is stopped after the berthing is completed, the opening /
以上説明したように、前記実施形態によれば、例えば図8に示すように、船舶101の接岸時には開閉制御部51が開閉カバー132を開放するため、船舶101の周辺画像を撮影し、これを組み合わせた合成画像を作成することができる。これにより、船舶101の接岸に係る操船作業を支援することが可能になる。一方、海上での航行時など、船舶101の非接岸時には開閉カバー132を閉封するため、塩分等、広角レンズ23への汚れの付着を抑制することができる。
As described above, according to the embodiment, for example, as shown in FIG. 8, when the
また、図8に例示するように、船舶101の接岸を完了した後等の停船時には、開閉制御部51が開閉カバー132を閉封する。これにより、広角レンズ23への汚れの付着を抑制することができる。
Further, as illustrated in FIG. 8, when the ship is stopped, such as after the berthing of the
また、図7Aに例示するように、フロントカメラ13fそのものをケーシング131に収容させることで、広角レンズ23以外の部位への汚れの付着を抑制することができる。
Further, as illustrated in FIG. 7A, by accommodating the
《他の実施形態》
前記実施形態では、船舶101の撮影装置11がフロントカメラ13f、バックカメラ13b、レフトカメラ13lおよびライトカメラ13rの4台のカメラを備えるとしたが、この構成には限定されない。船舶101の撮影装置11が備えるカメラの台数は、3台以下であっても5台以上であってもよく、鳥瞰画像301などの合成画像が作成できれば、任意の台数のカメラを採用することができる。
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In the above embodiment, the photographing
また前記実施形態では、船舶の撮影装置11は、船舶101を上方から見下ろしたかのような鳥瞰画像301を作成するとしたが、この構成には限定されない。船舶の撮影装置11は、船舶101周囲の景色をパノラマ状に表示するパノラマ画像を合成画像として作成するようになっていてもよい。
Further, in the above embodiment, the
また前記実施形態では、図7Aに示すように、フロントカメラ13f全体をケーシング131に収容するように構成されていたが、この構成には限定されない。例えば、広角レンズ23のみを覆うように構成してもよい。
Further, in the above-described embodiment, as shown in FIG. 7A, the entire
図10は、開閉カバーの変形例を例示する斜視図である。同図に示すように、この変形例における開閉カバー130はシャッター状に構成されており、撮影カメラ13fのうち広角レンズ23のみを覆う。このシャッター状の開閉カバー130は、前記実施形態と同様に、開閉制御部51によって開閉されるよう構成することができる。
FIG. 10 is a perspective view illustrating a modified example of the opening / closing cover. As shown in the figure, the opening /
BEVf 前方鳥瞰画像
BEVb 後方鳥瞰画像
BEVl 左方鳥瞰画像
BEVr 右方鳥瞰画像
Pf 前方画像(周辺画像)
Pb 後方画像(周辺画像)
Pl 左方画像(周辺画像)
Pr 右方画像(周辺画像)
Rf 撮影範囲
Rb 撮影範囲
Rl 撮影範囲
Rr 撮影範囲
11 船舶の撮影装置
13f フロントカメラ(撮影カメラ)
13b バックカメラ(撮影カメラ)
13l レフトカメラ(撮影カメラ)
13r ライトカメラ(撮影カメラ)
130 開閉カバー
131 ケーシング
131a 開口部
132 開閉カバー
23 広角レンズ
51 開閉制御部(制御手段)
101 船舶
BEVf Front bird's-eye image BEVb Rear bird's-eye image BEVl Left bird's-eye image BEVr Right bird's-eye image Pf Front image (peripheral image)
Pb rear image (peripheral image)
Pl left image (peripheral image)
Pr right image (peripheral image)
Rf Shooting range Rb Shooting range Rl Shooting range
13b back camera (shooting camera)
13l left camera (shooting camera)
13r light camera (shooting camera)
130 Open /
101 Ship
Claims (3)
前記撮影カメラによって撮影された周辺画像を組み合わせて合成画像を作成する船舶の撮影装置であって、
前記撮影カメラは、広角レンズを有する広角カメラとして構成され、
前記広角レンズを覆う開閉カバーと、
前記船舶の接岸時には前記開閉カバーを開放する一方、非接岸時には前記開閉カバーを閉封する制御手段と、を備える
ことを特徴とする船舶の撮影装置。 It is installed on a ship and equipped with a shooting camera that takes a picture of the surroundings of the ship.
A ship imaging device that creates a composite image by combining peripheral images captured by the photographing camera.
The photographing camera is configured as a wide-angle camera having a wide-angle lens.
An opening / closing cover that covers the wide-angle lens,
A ship imaging device comprising: a control means for opening the opening / closing cover when the ship is berthing, and closing the opening / closing cover when the ship is not berthing.
前記制御手段は、前記船舶の停船時には前記開閉カバーを閉封する
ことを特徴とする船舶の撮影装置。 In the ship imaging device according to claim 1,
The control means is a ship photographing device characterized in that the opening / closing cover is closed when the ship is stopped.
前記撮影カメラを収容するケーシングと、
前記ケーシングに設けられ、前記開閉カバーによって開閉される開口部と、を有し、
前記撮影カメラは、前記ケーシング内を移動可能に構成されているとともに、前記開口部を通じて出没する
ことを特徴とする船舶の撮影装置。 In the ship imaging device according to claim 1 or 2.
The casing that houses the shooting camera and
It has an opening provided in the casing and opened and closed by the opening / closing cover.
The photographing camera is a ship photographing device characterized in that it is configured to be movable in the casing and appears and disappears through the opening.
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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WO2024053525A1 (en) * | 2022-09-05 | 2024-03-14 | 古野電気株式会社 | Navigation assistance device and navigation assistance method |
WO2024053526A1 (en) * | 2022-09-05 | 2024-03-14 | 古野電気株式会社 | Navigation assistance device and navigation assistance method |
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