JP2788039B2 - 移動物体の自動追尾装置 - Google Patents
移動物体の自動追尾装置Info
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- JP2788039B2 JP2788039B2 JP63320019A JP32001988A JP2788039B2 JP 2788039 B2 JP2788039 B2 JP 2788039B2 JP 63320019 A JP63320019 A JP 63320019A JP 32001988 A JP32001988 A JP 32001988A JP 2788039 B2 JP2788039 B2 JP 2788039B2
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Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は移動物体を撮像装置によつて撮像し、画像
処理によりその移動物体の位置繰り返し求めることで、
連続的に移動物体を追尾することを可能とする移動物体
の自動追尾装置に関するものである。
処理によりその移動物体の位置繰り返し求めることで、
連続的に移動物体を追尾することを可能とする移動物体
の自動追尾装置に関するものである。
この発明は、出願人が先に出願した特開昭63−67087
号の改良に関するものである。移動物体を撮像する撮像
装置としてTVカメラのように電子シヤツター機能を有
し、究めて短い露光時間（1/1000−1/5000sec程度）で
撮像可能な高感度撮像素子を用いれば、同一撮像フレー
ム内での時間経過による画像データのズレは殆ど問題と
はならない。
号の改良に関するものである。移動物体を撮像する撮像
装置としてTVカメラのように電子シヤツター機能を有
し、究めて短い露光時間（1/1000−1/5000sec程度）で
撮像可能な高感度撮像素子を用いれば、同一撮像フレー
ム内での時間経過による画像データのズレは殆ど問題と
はならない。
移動物体を撮像装置でとらえ、画像処理によつてその
移動物体の幾何学的中心位置を出力し、更にその方向に
撮像装置を向け、連続的に移動物体を追尾する自動追尾
装置では、撮像装置によつて得られる画像内の各画素情
報は同一時刻のものでないと画像処理によつて得られる
幾何学的中心位置の検出時刻が画面内の位置によつて異
なることになる。この為、駆動制御装置では同一サンプ
ル周期で駆動台を制御することが出来ず、安定な自動追
尾を継続することが困難である。本発明では、この検出
時刻のずれを同一サンプル周期になる様に補正し、安定
な駆動台の制御を実現させることを目的とする。
移動物体の幾何学的中心位置を出力し、更にその方向に
撮像装置を向け、連続的に移動物体を追尾する自動追尾
装置では、撮像装置によつて得られる画像内の各画素情
報は同一時刻のものでないと画像処理によつて得られる
幾何学的中心位置の検出時刻が画面内の位置によつて異
なることになる。この為、駆動制御装置では同一サンプ
ル周期で駆動台を制御することが出来ず、安定な自動追
尾を継続することが困難である。本発明では、この検出
時刻のずれを同一サンプル周期になる様に補正し、安定
な駆動台の制御を実現させることを目的とする。
この発明による移動物体の自動追尾装置は、移動物体
を撮像して映像信号を出力する撮像装置と、当該撮像装
置からの撮像信号を処理して前記移動物体の自動追尾を
制御する制御信号を発生する制御装置と、前記撮像装置
を支承し前記制御装置からの制御信号に基づいて撮像装
置の方向を制御する駆動台とからなる移動物体の自動追
尾装置であつて、前記撮像装置は１フレームの撮像に要
する露光時間が長い低速度シヤツターの撮像装置であ
り、前記制御装置は前記駆動台の駆動速度と前記撮像装
置の走査速度を入力して、当該駆動速度で前記撮像装置
から得られる映像信号の画像情報をその撮像フレームの
開始時点での画像情報に時間修正する点に特徴がある。
を撮像して映像信号を出力する撮像装置と、当該撮像装
置からの撮像信号を処理して前記移動物体の自動追尾を
制御する制御信号を発生する制御装置と、前記撮像装置
を支承し前記制御装置からの制御信号に基づいて撮像装
置の方向を制御する駆動台とからなる移動物体の自動追
尾装置であつて、前記撮像装置は１フレームの撮像に要
する露光時間が長い低速度シヤツターの撮像装置であ
り、前記制御装置は前記駆動台の駆動速度と前記撮像装
置の走査速度を入力して、当該駆動速度で前記撮像装置
から得られる映像信号の画像情報をその撮像フレームの
開始時点での画像情報に時間修正する点に特徴がある。
以下、図示するこの発明の実施例により説明する。
第１図に、実施例の構成ブロツク図を示したが、ここ
で撮像装置として遠赤外線カメラ１が用いられており、
この遠赤外線カメラ１は撮像装置駆動台２に支承されて
撮像方向調整自在となつており、さらにこの装置には画
像処理装置４、幾何学的重心補正装置11、位置演算装置
５及び駆動台制御装置６とからなる制御装置が設けられ
ている。遠赤外線カメラ１から得られる映像信号３は次
段に設けられている画像処理装置４に入力され、この画
像処理装置４内で輝度判別の手法等で背景画素と移動物
体画素とに判別された後にＸ−Ｙ投影法により幾何学重
心が算出される。
で撮像装置として遠赤外線カメラ１が用いられており、
この遠赤外線カメラ１は撮像装置駆動台２に支承されて
撮像方向調整自在となつており、さらにこの装置には画
像処理装置４、幾何学的重心補正装置11、位置演算装置
５及び駆動台制御装置６とからなる制御装置が設けられ
ている。遠赤外線カメラ１から得られる映像信号３は次
段に設けられている画像処理装置４に入力され、この画
像処理装置４内で輝度判別の手法等で背景画素と移動物
体画素とに判別された後にＸ−Ｙ投影法により幾何学重
心が算出される。
この画像処理装置４の出力には幾何学重心補正装置11
が設けられており、後に詳述するが、入力される幾何学
重心x,yを駆動台制御装置６から入力される駆動台速度
信号VH,VLに基づいて、撮像装置駆動台２と移動物体と
の相対速度算出値で時間補正した補正幾何学重心ｘ′,
y′を算出して位置演算装置５に出力する。位置演算装
置５はこの補正幾何学重心ｘ′,y′の入力に加えて駆動
台制御装置６から遠赤外線カメラ１の現在の撮像方位を
示す方位信号が入力される。このため、位置演算装置５
はこの双方の信号から遠赤外線カメラ１の撮像方向中心
が移動物体１を追従する様に位置信号を駆動台制御装置
６に出力する。また、位置演算装置５からは移動物体の
幾何学重心座標から方位角、方位、角速度等の計測出力
７が出力されて、他の機器の制御情報として利用され
る。
が設けられており、後に詳述するが、入力される幾何学
重心x,yを駆動台制御装置６から入力される駆動台速度
信号VH,VLに基づいて、撮像装置駆動台２と移動物体と
の相対速度算出値で時間補正した補正幾何学重心ｘ′,
y′を算出して位置演算装置５に出力する。位置演算装
置５はこの補正幾何学重心ｘ′,y′の入力に加えて駆動
台制御装置６から遠赤外線カメラ１の現在の撮像方位を
示す方位信号が入力される。このため、位置演算装置５
はこの双方の信号から遠赤外線カメラ１の撮像方向中心
が移動物体１を追従する様に位置信号を駆動台制御装置
６に出力する。また、位置演算装置５からは移動物体の
幾何学重心座標から方位角、方位、角速度等の計測出力
７が出力されて、他の機器の制御情報として利用され
る。
以下、第２図に示した幾何学的重心補正装置11の詳細
構成図にもとづいてその機能を説明する。幾何学重心x,
yをスキヤンした時点（走査線が横切つた瞬間）txyは補
正前幾何学重心x,yと撮像装置による固定パラメータΔt
PH,ΔtPH′,nhによりそのフレームの走査定開始時点を
ｔ＝０として次のように規定される。
構成図にもとづいてその機能を説明する。幾何学重心x,
yをスキヤンした時点（走査線が横切つた瞬間）txyは補
正前幾何学重心x,yと撮像装置による固定パラメータΔt
PH,ΔtPH′,nhによりそのフレームの走査定開始時点を
ｔ＝０として次のように規定される。
ここでx:画面内移動物体の幾何学重心ｘ座標〔dot〕 y:画面内移動物体の幾何学重心ｙ座標〔dot〕 ΔtPH ：撮像装置水平走査時間 ΔtPH′：撮像装置有効水平走査時間 nh ：撮像装置水平画素数〔dot〕 ここで、移動物体を追尾する遠赤外線カメラ１を支承す
る撮像装置駆動台２の、その走査処理におけるｘ軸、ｙ
軸成分の平均速度VH,VL〔dot/sec〕、前述のｔ 及び補正幾何学重心ｘ′,y′により、走査開始時（ｔ
＝０）の幾何学重心ｘ′,y′は次のように定義される。
る撮像装置駆動台２の、その走査処理におけるｘ軸、ｙ
軸成分の平均速度VH,VL〔dot/sec〕、前述のｔ 及び補正幾何学重心ｘ′,y′により、走査開始時（ｔ
＝０）の幾何学重心ｘ′,y′は次のように定義される。
ｘ′＝ｘ−VH・txy ｙ′＝ｙ−VL・ｔ ……（２） 以上の定義式（１），（２）の関係を演算する関数演
算器15,16をそれぞれ設定し、この内の関数演算器15に
は補正前の幾何学重心x,y〔dot〕と撮像装置により決定
される固定パラメータΔtPH,ΔtPH′，Δnhを入力して
（１）式の演算を行い補正前幾何学重心の走査時間txy
〔sec〕を算出する。
算器15,16をそれぞれ設定し、この内の関数演算器15に
は補正前の幾何学重心x,y〔dot〕と撮像装置により決定
される固定パラメータΔtPH,ΔtPH′，Δnhを入力して
（１）式の演算を行い補正前幾何学重心の走査時間txy
〔sec〕を算出する。
次に、この算出結果txy〔sec〕と前記固定パラメータ
ΔtPH,ΔtPH′，Δnh及び駆動台制御装置６からの平均
移動速度VH,VL〔dot/sec〕をデータとし入力して（２）
式の演算を行い、補正幾何学重心を出力する。この実施
例では、駆動台制御装置６から出力される駆動台制御信
号９の制御値のままに撮像装置駆動台２が駆動制御され
るものと判断して、駆動台制御装置６から駆動台速度信
号VH,VLを幾何学重心補正装置11に出力する構成とされ
ているが、撮像装置駆動台２にセンサーを取り付けてこ
れにより実際に計測される値をVH,VLとして幾何学重心
補正装置11に供給する構成とすることも出来る。
ΔtPH,ΔtPH′，Δnh及び駆動台制御装置６からの平均
移動速度VH,VL〔dot/sec〕をデータとし入力して（２）
式の演算を行い、補正幾何学重心を出力する。この実施
例では、駆動台制御装置６から出力される駆動台制御信
号９の制御値のままに撮像装置駆動台２が駆動制御され
るものと判断して、駆動台制御装置６から駆動台速度信
号VH,VLを幾何学重心補正装置11に出力する構成とされ
ているが、撮像装置駆動台２にセンサーを取り付けてこ
れにより実際に計測される値をVH,VLとして幾何学重心
補正装置11に供給する構成とすることも出来る。
実際に、256×256〔dot〕の画素で、低速シヤツター
の撮像装置がVH,VLの速度を持つて追尾した場合の補正
前幾何学重心座標（x,y）及び上述の方法により補正し
た後の補正幾何学重心（ｘ′,y′）の関係を示す概念図
を第３図に示した。この第３図では、高速の電子シヤツ
ターを用いた場合には破線で示したような歪みのない画
面フイールドが得られるのに対して、低速のシヤツター
の撮像装置を用いた場合には実線で示したような関係に
画面フイールドが時間遅れの歪みを生じ、この結果本体
（ｘ′,y′）の座標に位置するべき移動物体の幾何学重
心が、幾何学重心を走査した時点の時刻txyと駆動台平
均移動速度VH,VLとの間の積によるベクトル合成の結果
（x,y）の座標までずれたことが表示されている。
の撮像装置がVH,VLの速度を持つて追尾した場合の補正
前幾何学重心座標（x,y）及び上述の方法により補正し
た後の補正幾何学重心（ｘ′,y′）の関係を示す概念図
を第３図に示した。この第３図では、高速の電子シヤツ
ターを用いた場合には破線で示したような歪みのない画
面フイールドが得られるのに対して、低速のシヤツター
の撮像装置を用いた場合には実線で示したような関係に
画面フイールドが時間遅れの歪みを生じ、この結果本体
（ｘ′,y′）の座標に位置するべき移動物体の幾何学重
心が、幾何学重心を走査した時点の時刻txyと駆動台平
均移動速度VH,VLとの間の積によるベクトル合成の結果
（x,y）の座標までずれたことが表示されている。
こうした、低速のシヤツターを用いる為に生じる画面
フイールドの歪みによる移動物体の幾何学重心位置も、
この実施例の構成により画素情報の検出時刻遅れ分が適
確に修正され、このような撮像装置を用いた場合でも確
実で安全に移動物体の追尾を行うことが出来る。
フイールドの歪みによる移動物体の幾何学重心位置も、
この実施例の構成により画素情報の検出時刻遅れ分が適
確に修正され、このような撮像装置を用いた場合でも確
実で安全に移動物体の追尾を行うことが出来る。
この発明による移動物体の自動追尾装置の実施例は以
上のとおりであり、画像処理による移動物体の自動追尾
を行う装置に遠赤外線カメラのような１フレームの露出
時間が比較的長いカメラを用いた場合に、一つの画像内
での画像情報の検出時刻遅れを補正して、安定な追尾動
作の行い得る自動追尾装置を提供出来る。
上のとおりであり、画像処理による移動物体の自動追尾
を行う装置に遠赤外線カメラのような１フレームの露出
時間が比較的長いカメラを用いた場合に、一つの画像内
での画像情報の検出時刻遅れを補正して、安定な追尾動
作の行い得る自動追尾装置を提供出来る。
第１図はこの発明の実施例の全体の構成を示すブロツク
図、第２図は第１図の幾何学重心補正装置の詳細な構成
図、第３図は高速シヤツターと低速シヤツターの画面フ
イールドの相互関係を示す概念図である。 １……遠赤外線カメラ、２……撮像装置駆動台、３……
映像信号、４……画像処理装置、５……位置演算装置、
６……駆動台制御装置、７……計測出力、８……幾何学
重心、９……駆動台制御信号、10……駆動台速度信号、
11……幾何学重心補正装置、12……補正幾何学重心、13
……移動物体方位信号、14……方位、15,16……演算ブ
ロツク。
図、第２図は第１図の幾何学重心補正装置の詳細な構成
図、第３図は高速シヤツターと低速シヤツターの画面フ
イールドの相互関係を示す概念図である。 １……遠赤外線カメラ、２……撮像装置駆動台、３……
映像信号、４……画像処理装置、５……位置演算装置、
６……駆動台制御装置、７……計測出力、８……幾何学
重心、９……駆動台制御信号、10……駆動台速度信号、
11……幾何学重心補正装置、12……補正幾何学重心、13
……移動物体方位信号、14……方位、15,16……演算ブ
ロツク。
Claims (3)
- 【請求項１】移動物体を撮像して映像信号を出力する撮
像装置と、当該撮像装置からの撮像信号を処理して前記
移動物体の自動追尾を制御する制御信号を発生する制御
装置と、前記撮像装置を支承し前記制御装置からの制御
信号に基づいて撮像装置の方向を制御する駆動台とから
なる移動物体の自動追尾装置において、 前記撮像装置は１フレームの撮像に要する露光時間が長
い低速度シヤツターの撮像装置であり、 前記制御装置は前記駆動台の駆動速度と前記撮像装置の
走査速度を入力して、当該駆動速度で前記撮像装置から
得られる映像信号の画像情報をその撮像フレームの開始
時点での画像情報に時間修正することを特徴とする移動
物体の自動追尾装置。 - 【請求項２】特許請求の範囲第１項において、 前記低速度シヤツターの撮像装置は遠赤外線カメラであ
ることを特徴とする移動物体の自動追尾装置。 - 【請求項３】特許請求の範囲第１項において、 前記画像情報の修正は前記映像信号の処理で得られる移
動物体の画像の二次元的な幾何学重心を前記撮像フレー
ムの開始時点での幾何学重心に修正することを特徴とす
る移動物体の自動追尾装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63320019A JP2788039B2 (ja) | 1988-12-19 | 1988-12-19 | 移動物体の自動追尾装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63320019A JP2788039B2 (ja) | 1988-12-19 | 1988-12-19 | 移動物体の自動追尾装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02164192A JPH02164192A (ja) | 1990-06-25 |
| JP2788039B2 true JP2788039B2 (ja) | 1998-08-20 |
Family
ID=18116848
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63320019A Expired - Fee Related JP2788039B2 (ja) | 1988-12-19 | 1988-12-19 | 移動物体の自動追尾装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2788039B2 (ja) |
-
1988
- 1988-12-19 JP JP63320019A patent/JP2788039B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH02164192A (ja) | 1990-06-25 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |