JP3560040B2

JP3560040B2 - 監視用ｉｔｖカメラの制御方法

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Publication number: JP3560040B2
Application number: JP32654498A
Authority: JP
Inventors: 滋栗原
Original assignee: Oki Electric Industry Co Ltd
Current assignee: Oki Electric Industry Co Ltd
Priority date: 1998-11-17
Filing date: 1998-11-17
Publication date: 2004-09-02
Anticipated expiration: 2018-11-17
Also published as: JP2000152220A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、監視対象領域内に存在する物標の動静をＩＴＶカメラとレーダ、ＩＴＶカメラとＧＰＳ、または複数のＩＴＶカメラを用いて遠隔のセンタ局（有人局）で監視するシステムにおけるＩＴＶカメラの制御方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、大都市の近くの港湾や、主要航路にある狭水道等においては、船舶の海上交通が輻輳しているため、ＩＴＶカメラやレーダにより船舶の動静を監視し、これらの情報によって航行船舶の交通の流れを制御する海上交通管制システムが設けられている。
この海上交通管制システムについての公知文献としては、例えば下記文献がある。
文献：電波標識編集委員会編、「電波標識−システムとその利用−下巻」、昭和５０年５月、鶴巻書房、ｐｐ１７５〜１８９
【０００３】
上記文献に示されるように一般の海上交通管制システムでは、複数の異なる設置位置（無人信号所等）にそれぞれ設けられたＩＴＶカメラと、１台程度のレーダとにより船舶の動静が監視される。このＩＴＶカメラが複数台必要となるのは、ＩＴＶカメラによる監視は監視範囲が限定されるからである。そしてＩＴＶカメラとレーダとは、互いにその機能を補完して船舶の特定を行っている。
例えば、レーダである船舶の位置（座標位置）を確認し、このレーダの位置情報から監視員が地図盤等を参考にして、ある設置位置に設けられたＩＴＶカメラの撮影方向をどの方位にすればよいかを推定し、このＩＴＶカメラの撮影方向を遠隔制御して該当船舶の方向に向け、必要に応じズーミング等の制御をして、船舶の映像が最適な映像となるようにして、該当船舶の特定を行っている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
上記のような海上交通管制システムにおけるＩＴＶカメラによる監視では、監視員が遠隔操作によって、ＩＴＶカメラの撮影方向の調整とズーミングの調整を交互に行って目標とする船舶の映像が最適な映像となるようにＩＴＶカメラの状態を追い込み、その後目標船舶を特定（確認）するまでに長時間を要していた。特に船舶が航行中の場合には、ＩＴＶカメラの遠隔操作の過程で船舶が移動してしまうため、停船している船舶よりもさらに長時間を要するという問題があった。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る監視用ＩＴＶカメラの制御方法は、監視対象領域内に存在する物標の動静をＩＴＶカメラ及びレーダを用いて遠隔のセンタ局で監視するシステムにおけるＩＴＶカメラの制御方法において、前記センタ局にて、前記レーダが前記監視対象領域内で検出した全物標の位置、大きさ及び速度情報をレーダ運用卓に表示し、前記レーダ運用卓に表示された物標のうちでＩＴＶカメラで確認したい物標を自動又は手動により選定し、この選定された物標の位置を前記ＩＴＶカメラの設置位置からみた極座標位置として求め、この該当物標の極座標位置及び大きさ、ＩＴＶカメラの高さ及びレンズの定格並びにＩＴＶモニタ表示サイズから前記ＩＴＶカメラの前記該当物標に対する方位、俯角及びレンズ指定の制御値を算出し、この制御値により前記ＩＴＶカメラを自動的に遠隔制御するものである。
【０００６】
その結果前記ＩＴＶカメラで確認したい物標が選定されると、この選定物標をＩＴＶカメラが最適の方位、俯角及びレンズ指定により撮影した良質の映像がＩＴＶモニタ表示画面に自動的に表示されるので、物標の選定から監視員によるモニタ表示画面上での視認までの時間が従来よりも大幅に短縮される。
【０００７】
【発明の実施の形態】
実施形態１
実施形態１はＩＴＶカメラを１台、レーダを１台とした構成例を示している。
実施形態１におけるレーダとＩＴＶの役割り分担を先に説明する。
一般の海上交通管制用レーダでは、レーダ局から半径１８ｋｍ程度までの距離を監視範囲としているから、レーダは物標をかなり遠距離から検出できる。しかし一般のＩＴＶカメラでは、カメラを比較的高い位置に設置しても、撮影可能距離は通常２〜３ｋｍが限度である。
従ってＩＴＶカメラの設置位置から、３ｋｍ以上の遠距離にある物標はレーダのみによって監視し、２〜３ｋｍの距離範囲にある物標は、レーダとＩＴＶカメラの両方によって監視し、１ｋｍ以下の近距離にある物標はＩＴＶカメラのみによって監視するのが物標の距離に基づく役割の分担である。
なお現在ＩＴＶカメラとしては、暗視カメラや赤外線カメラ等を使用することにより、夜間や天候不良の時にも、おおむね撮影可能となっている。
【０００８】
図１は本発明の実施形態１に係る船舶監視用ＩＴＶ制御システムの構成図である。
図１において、１０はＩＴＶ局であり、ＩＴＶカメラ１１、ＩＴＶカメラ１１のリモコン子局１２及び伝送装置１３を含む。２０はレーダ局であり、レーダ２１及び伝送装置２２を含む。３０は有人局のセンタであり、伝送装置３１、映像処理装置３２、レーダ運用卓３３、演算装置３４、運用卓３５及びＩＴＶカメラ１１のリモコン親局３６を含む。またＩＴＶ局１０とレーダ局２０は、センタ３０と異なる位置に設置され、それぞれ通信ケーブルによりセンタ３０と接続されている。
なお図１におけるＩＴＶカメラ１１とレーダ２１の各装置並びにレーダ２１とセンタ３０間のデータ伝送装置は公知のものであるので、その説明は省略し、ここでは本発明に直接関係するセンタ３０内の各装置並びにＩＴＶカメラのリモコン装置（親局、子局）を主に説明する。
【０００９】
（Ａ）船舶の船名が特定できる場合
実施形態１における船舶の船名が特定できる場合を最初に述べる。
図１の動作を説明する。
レーダ２１は、その監視範囲（例えば半径１８ｋｍ程度の範囲）内の全部の船舶（例えば２００隻程度までの船舶）の動静を確認する。このレーダ画像データは、レーダ局２０の伝送装置２２から通信ラインを介してセンタ３０の伝送装置３１に伝送される。
センタ３０では、まず映像処理装置３２が、伝送装置３１から供給されるレーダ画像データを用いて船舶の追尾処理等の処理を行う。映像処理装置３２が出力する追尾結果等のデータは、データ表示手段を含むレーダ運用卓３３に表示され、監視員はこの表示データをモニタする。
【００１０】
レーダ運用卓３３では、航行船舶のうちからＩＴＶカメラで確認すべき船舶を選定する。なお船舶の船名が特定できる場合は、この船舶の選定は後述する通過ポイント（又は通過ライン）を用いて自動的に行うようにしている。
映像処理装置３２は、レーダ運用卓３３によって選定されたＩＴＶカメラで確認すべき船舶（一般に物標という）の位置、針路、速度等のデータを演算装置３４に送る。
演算装置３４は、映像処理装置３２から供給される船舶の位置、針路、速度等のデータに基づき、該当船舶の確認のため、該当船舶から最適な各種映像が得られるようなＩＴＶカメラの制御信号を求め、この制御信号をリモコン親局３６、伝送装置３１，１３、リモコン子局１２を経由してＩＴＶカメラ１１に伝送する。ＩＴＶカメラ１１はこの制御信号に応じて、水平方位、俯角、ズーミング等が制御される。
【００１１】
図２は本発明の実施形態１に係る船舶監視用ＩＴＶカメラの制御方法の説明図であり、図においてＦの付加された各ブロックは信号処理またはその処理情報を示している。
図３は本発明の各実施形態に係るＩＴＶカメラと船舶との位置関係を示す図である。
図２、３を用いて船舶監視用ＩＴＶカメラの制御方法を説明する。
レーダの画像のうちでセンタ３０の監視範囲に入ってきた物標映像を例にして説明する。
（１）まず、レーダ画像における物標の追尾処理を行い、監視範囲内の物標全体の動静を把握する。
【００１２】
（２）次に、全物標のうちでＩＴＶカメラで確認すべき物標の選定及び特定を行う（図２のＦ１を参照）。
一般に船舶が入港又は出港する際の航路は海図上に規定されているので、予め船舶の通過ポイント（又は通過ライン）１，２を次のように設定しておく。
通過ポイント（又は通過ライン）１は、レーダによる物標の選定及び特定用とするので、レーダから３ｋｍ以上離れた距離に設定する。
通過ポイント（又は通過ライン）２は、ＩＴＶカメラによる物標の特定用とするので、レーダとＩＴＶカメラの両方で監視できる領域又はＩＴＶカメラのみによって監視できる領域に設定する。
【００１３】
ＩＴＶカメラで確認すべき物標を自動的に選定するには、レーダ画像上の物標が上記通過ポイント（又は通過ライン）１を通過した時に、この通過物標を自動捕捉して選定すればよい。
そしてこの選定した物標の船名は、船舶の予定航行リストとの照合によりおおむね判明できるが、かりに船舶の予定航行リストから判明できない場合には、無線通信により該当物標の船名を確認することができる。
しかしレーダのほかにＩＴＶカメラを備えたシステムでは、該当物標がＩＴＶカメラの撮影可能領域に入ると、ＩＴＶカメラによる物標映像をモニタＴＶに表示し、監視員がこのＴＶ画面をみて、船舶の形状、大きさ、船名等の確認をするようにしている。
【００１４】
（３）また、船舶の予定航行リストや、無線通信による船名の確認等により、物標の船名、大きさ、形状等の情報を得る（図２のＦ１０〜Ｆ１２を参照）。
（４）次に該当物標が通過ポイント（又は通過ライン）２を通過した時のレーダ映像から該当物標の位置情報や速度情報を映像処理装置３２によって求め、演算装置３４へ出力する。
即ち映像処理装置３２は、レーダ２１からみた該当物標に対する距離ｒ、方位θを求め（図２のＦ２を参照）、この極座標を直交座標に変換し、レーダから物標をみた直交座標位置（Ｘ_１，Ｙ_１）を求める（図２のＦ３を参照）。また該当物標の進行方向及び速度を求める（図２のＦ４を参照）。そしてこれらの求めたデータを演算装置３４に送る。
【００１５】
（５）また演算装置３４には、運用卓３５からＩＴＶカメラの設置位置（緯度、経度）、高さ及びカメラの種類（レンズ）等の情報が取り込んである（図２のＦ５、Ｆ７を参照）。
（６）また演算装置３４には、ＩＴＶモニタ用ＴＶの画面の大きさのデータも取り込んでいる（図２のＦ９を参照）。
（７）演算装置３４は、ＩＴＶモニタ用ＴＶの画面上で物標の大きさが予め決められた大きさで表示されるように、船舶の大きさ、船舶までの距離及びＩＴＶカメラのレンズ定格から、ＩＴＶカメラの水平面上での方位、この水平面からの俯角及びズーミングを制御する制御値を演算処理により算出し、この算出値によりＩＴＶカメラの制御を行う（図２のＦ１４、Ｆ１５を参照）。この為まず、ＩＴＶカメラの設置位置（緯度、経度）からみた該当物標の直交座標位置（Ｘ_２，Ｙ_２）を求める（図２のＦ６を参照）。
【００１６】
次にＦ３で求めたレーダ設置位置からみた該当物標の直交座標位置（Ｘ_１，Ｙ_１）と、Ｆ６で求めたＩＴＶカメラ設置位置からみた該当物標の直交座標位置（Ｘ_２，Ｙ_２）情報より、ＩＴＶカメラ設置位置からみた該当物標の極座標位置（水平面上での方位θ及び距離ｒ）を求める（図２のＦ８を参照）。
【００１７】
図３において、ＩＴＶカメラの海抜高をｈ、ＩＴＶカメラから該当物標（船舶）までの地図上での距離（極座標位置の距離と同じ）をｒ、ＩＴＶカメラから該当物標までの直線距離をｘとすれば、ｘは次式（１）で、俯角αは次式（２）で、レンズの指定は次式（３）でそれぞれ表すことができる。
【００１８】
【数１】

【００１９】
演算装置３４は、上記のようにして算出したＩＴＶカメラの水平面上の方位θ、俯角α及びレンズの指定の制御信号を、リモコン親局３６及びリモコン子局１２を経由してＩＴＶカメラ１１に送出し、制御を行う。
センタ３０の監視員は、ＩＴＶカメラ１１により撮影されモニタＴＶ上に表示された物標映像をみて、船舶の形状、大きさ、船名等の確認を行う。
【００２０】
（８）該当物標が航行中であれば、演算装置３４は、Ｆ４において求めた物標の速度ベクトルから該当物標の時々刻々の移動位置を予測し、この各予測位置において前記（７）項で説明したＩＴＶカメラの各制御値を求め、該当物標の移動に合わせてＩＴＶカメラの追尾制御を行い、モニタＴＶ上に該当物標の映像が表示されるようにする。
【００２１】
上記のように実施形態１における船舶の船名が特定できるものは、その船名から船舶の大きさ、形状等の情報が得られるので、ＩＴＶカメラで確認したい船舶を、予めレーダによる検出領域内に設定した通過ポイント（又は通過ライン）を用いてレーダ画像上から自動的に選定し、この選定した船舶から最適の撮影映像が得られるようにＩＴＶカメラの方位、俯角及びレンズ指定等の制御を自動的に行うので、従来の手動制御方法と比較して、監視員が確認したい船舶をＩＴＶカメラのモニタ表示画面上で視認できるまでの時間が短縮できるという効果がある。
【００２２】
（Ｂ）船舶の船名が特定できない場合
実施形態１における船舶の船名が特定できない場合を次に述べる。
この場合におけるＩＴＶカメラにより確認したい物標の選択は一般に手動で行う。即ちレーダ運用卓３３の表示画面上で、トラックボール等を用いて任意位置の物標を捕捉して選定することができる。
前記（Ａ）のように船名が特定できると、船舶情報データベースより船舶のサイズを知ることができるが、船名が不明の場合には、その船舶のサイズを知ることができない。
【００２３】
そこで、船名の不明なものはデフォルト値として船舶の大きさを設定しておき（例えば船舶の大きさはレーダ画像上で推定した大きさによりデフォルト値を設けておく等）、その設定された大きさ情報を演算装置３４に入力する（図２のＦ１３を参照）。
その他は前記（Ａ）で説明した各処理と同一の処理を演算装置３４が行えば、ＩＴＶカメラの自動制御が可能となる。
【００２４】
上記のように実施形態１における船舶の船名が特定できないものは、その船舶の大きさが不明であるが、船舶の大きさとして予め設定したデフォルト値を用いることにより、ＩＴＶカメラで確認したい船舶をレーダ画像上で手動捕捉すれば、その後は前記（Ａ）の場合と同様に、自動的に、確認したい船舶のＩＴＶカメラによる撮影映像をモニタＴＶ画面上で視認することができる。
【００２５】
（Ｃ）停止船舶又は固定物標の場合
実施形態１における停止船舶又は固定物標の場合を次に述べる。
前記（Ａ）、（Ｂ）では、航行中の船舶をＩＴＶカメラの撮影対象としているが、この（Ｃ）では、停止船舶又は固定物標を撮影対象とした場合である。
停止船舶も処理エリアの関係で（例えば湾内の規定された航路やその近傍で停船した場合等には）、追尾処理されることがあるが、この場合は、前記（Ａ）、（Ｂ）の場合と同様にＩＴＶカメラの自動制御が可能である。従って、ここでは処理エリアの関係で追尾処理されていない停止船舶又は固定物標を対象とする。
【００２６】
この（Ｃ）の場合、撮影対象は自動選定されないので、手動で選定することになる。また選定した船舶（物標）の形状（大きさ）に相当する情報が、船舶情報データベース等からは得られないので、船舶（物標）の形状に相当するデータとして、予め決められた数値を採用して用いる。
そしてこの形状に相当する数値を用いることにより、前記（Ａ）、（Ｂ）の各処理と同様の処理によりＩＴＶカメラの自動制御が可能となる。
【００２７】
上記のように実施形態１における停止船舶又は固定物標については、ＩＴＶカメラによる撮影対象を手動で選定し、この選定物標の形状データに相当する数値を用いることによって、レーダ画面上に表示されているすべての物標と、レーダ監視領域内のすべての場所をＩＴＶカメラにより自動的に撮影し、その撮影映像をモニタＴＶ上で視認することができる。
【００２８】
図１のシステム構成例では、レーダとＩＴＶカメラを共に単数とした場合の例を示したが、レーダが単数でＩＴＶカメラを複数としたシステムや、レーダとＩＴＶカメラを共に複数としたシステムへ容易に拡張することができる。一般にレーダの検出可能領域に比較して、ＩＴＶカメラの撮影可能領域は小さいので、複数のＩＴＶカメラを使用することが多い。
またＩＴＶカメラの撮影可能距離は通常２〜３ｋｍが限度であるので、実施形態１のシステムは、比較的近距離における海上の船舶等の動静監視システムに利用できる。
例えば次の通りである。
（１）港湾内交通の監視システム
（２）漁場監視システム
（３）工事（例えば浚渫工事、埋立工事等）監視システム
【００２９】
本システムの変形利用形態として、本システムのレーダを音波（超音波を含む）または光（レーザーを含む）センサに置換したシステムが考えられる。
即ちある監視対象の全領域に対しては、まず音波またはレーザ等によって物標（侵入者等）の検出を行い、次にこの検出された特定領域の物標をＩＴＶカメラ（夜間の場合は、赤外線カメラや暗視カメラ）で捕捉して、その撮影映像をモニタＴＶ画面上に表示するシステムとして、例えば下記のものがある。
倉庫監視システム
駐車場監視システム
夜間店内監視システム
【００３０】
実施形態２
実施形態２では、実施形態１のレーダの代りにＧＰＳセンタ無線局（以下ＧＰＳ無線局という）と各船舶に搭載されたＧＰＳ船舶局を用いたシステムである。ＧＰＳ（ＧｌｏｂａｌＰｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇＳｙｓｔｅｍ）は、高度約２万ｋｍで周回する２４個のＧＰＳ衛星のうちより受信可能な衛星４個からの電波を受信し、この受信位置の３次元座標値（緯度、経度、高度）を算出する測位システムで、現在船舶や自動車等の移動体に利用されている。
またＤＧＰＳ（ＤｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｌＧＰＳ）システムとして、空港や港湾等の位置が正確に判明している場所にＧＰＳ受信機を設置してＧＰＳ衛星からの電波を受信し、その測位データからどの衛星からの電波にどれだけの時間（電波伝播時間）誤差が含まれているかを算出し、この誤差情報をＵＨＦ等の電波で放送するシステムがある。
【００３１】
図４は本発明の実施形態２に係る船舶監視用ＩＴＶ制御システムの構成図である。
図４において、１０〜１３及び３４〜３６は図１と同一のものである。３０ＡはＧＰＳ用センタ（有人局）、３１ＡはＩＴＶ局１０とセンタ３０Ａとの間のデータ送受信用伝送装置、３２ＡはＧＰＳ処理装置、３３ＡはＧＰＳ運用卓であり、レーダが設置されている場合には、ＧＰＳ運用卓とレーダ運用卓の両機能を備えたものもある。４０はＧＰＳ無線局、４１はＧＰＳ測位データ通信用無線装置（以下単に無線装置という）、４２は伝送装置、５０ａ，５０ｂ，…は船舶、５１ａ，５１ｂ，…は船舶に設けられたＧＰＳ船舶局である。またＩＴＶ局１０とＧＰＳ無線局４０は、センタ３０Ａと異なる位置に設置され、それぞれ通信ケーブルでセンタ３０Ａと接続されている。
【００３２】
従って図４は、ＩＴＶカメラを１台、ＧＰＳ（センタ）無線局を１局及びＧＰＳ船舶局を多数とした構成例を示している。
また図４のＧＰＳ無線局４０をＤＧＰＳシステムにおけるＧＰＳ船舶局に対する基準ＧＰＳ無線局として、自局での測位データに基づくＧＰＳ衛星からの電波の時間誤差を各船舶に放送するようにしてもよい。
なお図４におけるＩＴＶカメラ１１及びＧＰＳ無線局５１ａ，５１ｂ並びにＧＰＳ無線局４０とセンタ３０Ａ間及びＩＴＶ局１０とセンタ３０Ａ間のデータ伝送は既知なものとし、ここではその説明を省略する。
【００３３】
（Ａ）実施形態２における船舶の船名が特定できる場合を最初に述べる。
図４の動作を説明する。
ＧＰＳ無線局４０は、その監視範囲内にあってＧＰＳを搭載している各船舶から送信されるその測位データ（緯度、経度のデータ）をそれぞれ受信して、このデータをセンタ３０Ａに伝送する。センタ３０Ａ内のＧＰＳ処理装置３２Ａは、この伝送されたデータを用いて各船舶の追尾処理等の処理を行う。ＧＰＳ処理装置３２Ａが出力する全船舶のＧＰＳデータ（ＧＰＳの測位データと追尾処理による各船舶の進路や速度等のデータを含む）は、データ表示手段を含むＧＰＳ運用卓３３Ａに表示され、監視員はこの表示データをモニタする。
【００３４】
ＧＰＳ運用卓３３Ａでは、航行船舶のうちからＩＴＶカメラで確認すべき船舶を選定する。この選定は自動又は手動により行う。ＧＰＳ処理装置３２Ａは、ＧＰＳ運用卓３３Ａによって選定されたＩＴＶカメラで確認すべき船舶（物標）の位置、針路、速度等のデータを演算装置３４に送る。
演算装置３４は、ＧＰＳ処理装置３２Ａから供給される船舶の位置、針路、速度等のデータに基づき、該当船舶の確認のため、該当船舶から最適な各種映像が得られるようなＩＴＶカメラの制御信号を求め、この制御信号をリモコン親局３６、伝送装置３１Ａ，１３、リモコン子局１２を経由してＩＴＶカメラ１１に伝送する。ＩＴＶカメラ１１はこの制御信号に応じて、水平方位、俯角、ズーミング等が制御される。
【００３５】
図５は本発明の実施形態２に係る船舶監視用ＩＴＶカメラの制御方法の説明図であり、図においてＦの付加された各ブロックは信号処理またはその処理情報を示している。また図５におけるＦの付加された数値が図１におけるＦの付加された数値と同一のものは、図１と同一信号処理または同一情報を示すものである。なおＩＴＶカメラと船舶との位置関係を示す説明図としては実施形態１における図３を利用できる。
【００３６】
図５、図３を用いて、船舶監視用ＩＴＶカメラの制御方法を説明する。ＧＰＳ搭載船舶がセンタ３０Ａの監視範囲に入ってきた場合を例にして説明する。
（１）まずＧＰＳデータにより船舶の追尾処理を行い、監視範囲内の船舶全体の動静を把握する。
【００３７】
（２）次に、全船舶のうちでＩＴＶカメラで確認すべき船舶（物標）の選定及び特定を自動又は手動で行う（図５のＦ１を参照）。
この自動で船舶を選定するために、予め船舶の通過ポイント（又は通過ライン）１，２を設定しておき、この通過ポイント（又は通過ライン）を通過した船舶を自動捕捉して選定する方法、並びにＧＰＳ運用卓３３Ａの表示画面上でトラックボール等を用いて任意位置の船舶を手動で捕捉して選定する方法は、実施形態１の場合と同じである。
（３）そしてこの選定された船舶について、ＧＰＳデータから船名を求め、船名が判ったら、この船名を船舶の予定航行リストと照合し、該当船舶の形状情報を得る。また船舶の予定航行リストから形状情報等が得られない場合には、無線通信により該当船舶の船名、形状等の情報を得る（図５のＦ１０を参照）。
【００３８】
（４）ＧＰＳ処理装置３２Ａは、ＧＰＳデータから得た該当船舶の位置情報、速度情報等を演算装置３４へ出力する。
即ちＧＰＳ処理装置３２Ａは、ＧＰＳデータから得た該当船舶の位置（地図上の緯度、経度）情報（図５のＦ２Ａを参照）を、基準直交座標（例えばＧＰＳ無線局４０の設置位置を座標原点とし、真北をＸ軸正方向とする直交座標）における該当船舶の直交座標位置（Ｘ_１，Ｙ_１）に変換し（図５のＦ３を参照）、また該当船舶の進行方向及び速度を求める（図５のＦ４を参照）。そしてこれらの求めたデータを演算装置３４に送る。
【００３９】
（５）また演算装置３４には、運用卓３５からＩＴＶカメラの設置位置（緯度、経度）、高さ及びカメラの種類（レンズ）等の情報が取り込んである（図５のＦ５、Ｆ７を参照）。
（６）また演算装置３４には、ＩＴＶモニタ用ＴＶの画面の大きさのデータも取り込んでいる（図５のＦ９を参照）。
（７）演算装置３４は、ＩＴＶモニタ用ＴＶの画面上で船舶の大きさが予め決められた大きさで表示されるように、船舶の大きさ、船舶までの距離及びＩＴＶカメラのレンズ定格から、ＩＴＶカメラの水平面上での方位、この水平面からの俯角及びズーミングを制御する制御値を演算処理により算出し、この算出値によりＩＴＶカメラ制御を行う（図５のＦ１４、Ｆ１５を参照）。この為まず、ＩＴＶカメラの設置位置（緯度、経度）からみた該当物標の直交座標位置（Ｘ_２，Ｙ_２）を求める（図５のＦ６を参照）。
【００４０】
次にＦ３で求めた基準直交座標からみた該当船舶の直交座標位置（Ｘ_１，Ｙ_１）と、Ｆ６で求めたＩＴＶカメラ設置位置からみた該当船舶の直交座標位置（Ｘ_２，Ｙ_２）情報より、ＩＴＶカメラ設置位置からみた該当船舶の極座標位置（水平面上での方位θ及び距離ｒ）を求める（図５のＦ８を参照）。
【００４１】
図３においては、ＩＴＶカメラの海抜高をｈ、ＩＴＶカメラから該当船舶までの地図上での距離（極座標位置の距離と同じ）をｒ、ＩＴＶカメラから該当船舶までの直線距離をｘとしているので、この直線距離ｘは前記式（１）で、俯角αは前記式（２）で、レンズの指定は前記式（３）でそれぞれ表すことができる。
【００４２】
演算装置３４は、上記のようにして算出したＩＴＶカメラの水平面上の方位θ、俯角α及びレンズの指定の制御信号をリモコン親局３６及びリモコン子局１２を経由してＩＴＶカメラ１１に送出し、制御を行う。
センタ３０Ａの監視員は、ＩＴＶカメラ１１により撮影されモニタＴＶ上に表示された物標映像をみて、船舶の形状、大きさ、船名等の確認を行う。
【００４３】
（８）該当船舶が航行中であれば、演算装置３４は、Ｆ４において求めた船舶の速度ベクトルから該当船舶の時々刻々の移動位置を予測し、この各予測位置において前記（７）項で説明したＩＴＶカメラの各制御値を求め、該当船舶の移動に合わせてＩＴＶカメラの追尾制御を行い、モニタＴＶ上に該当船舶の映像が表示されるようにする。
【００４４】
上記のように実施形態２における船舶の船名が特定できるものは、その船名から船舶の大きさ、形状等の情報が得られるので、ＩＴＶカメラで確認したい船舶を自動又は手動で選定し、この選定した船舶から最適の撮影映像が得られるようにＩＴＶカメラの方位、俯角及びレンズ指定等の制御を自動的に行うので、従来の手動制御方法と比較して、監視員が確認したい船舶をＩＴＶカメラのモニタ表示画面上で視認できるまでの時間が短縮できるという効果がある。
【００４５】
（Ｂ）船舶の船名が特定できない場合
実施形態２における船舶の船名が特定できない場合を次に述べる。
この場合におけるＩＴＶカメラにより確認したい船舶の選択は一般に手動で行う。即ちＧＰＳ運用卓３３Ａの表示画面上で、トラックボール等を用いて任意位置の船舶を捕捉して選定することができる。
前記（Ａ）のように船名が特定できると、船舶情報データベースより船舶のサイズを知ることができるが、船名が不明の場合には、その船舶のサイズを知ることができない。
【００４６】
そこで、船名の不明なものはデフォルト値として船舶の大きさを設定しておき、その設定された大きさ情報を演算装置３４に入力する（図５のＦ１３を参照）。
その他は前記（Ａ）で説明した各処理と同一の処理を演算装置３４が行えば、ＩＴＶカメラの自動制御が可能となる。
【００４７】
上記のように実施形態２における船舶の船名が特定できないものは、その船舶の大きさが不明であるが、船舶の大きさとして予め設定したデフォルト値を用いることにより、ＩＴＶカメラで確認したい船舶をＧＰＳ画像上で手動捕捉すれば、その後は前記（Ａ）の場合と同様に、自動的に、確認したい船舶のＩＴＶカメラによる撮影映像をモニタＴＶ画面上で視認することができる。
【００４８】
（Ｃ）停止船舶又は固定物標の場合
実施形態２における停止船舶又は固定物標の場合を次に述べる。
前記（Ａ）、（Ｂ）では航行船舶をＩＴＶカメラの撮影対象としているが、この（Ｃ）では停止船舶又は固定物標を撮影対象とした場合である。
停止船舶も処理エリアの関係で（例えば湾内の規定された航路やその近傍で停船した場合等には）、追尾処理されることがあるが、この場合は、前記（Ａ）、（Ｂ）の場合と同様にＩＴＶカメラの自動制御が可能である。従って、ここでは処理エリアの関係で追尾処理されていない停止船舶又は固定物標を対象とする。
【００４９】
この（Ｃ）の場合、撮影対象は自動選定されないので、手動で選定することになる。また選定した船舶（物標）の形状（大きさ）に相当する情報が、船舶情報データベース等からは得られないので、船舶（物標）の形状に相当するデータとして、予め決められた数値を採用して用いる。
そしてこの形状に相当する数値を用いることにより、前記（Ａ）、（Ｂ）の各処理と同様の処理によりＩＴＶカメラの自動制御が可能となる。
【００５０】
上記のように実施形態２における停止船舶又は固定物標については、ＩＴＶカメラによる撮影対象を手動で選定し、この選定物標の形状データに相当する数値を用いることによって、ＧＰＳ画面上に表示されているすべての船舶と、センタ監視領域のすべての場所をＩＴＶカメラにより自動的に撮影し、その撮影映像をモニタＴＶ上で視認することができる。
【００５１】
図４のシステム構成例では、ＧＰＳ無線局とＩＴＶカメラを共に単数とした場合の例を示したが、ＧＰＳ無線局が単数でＩＴＶカメラを複数としたシステムへ容易に拡張することができる。一般にＩＴＶカメラの撮影可能領域は小さいので、複数のＩＴＶカメラを使用することが多い。
またＩＴＶカメラの撮影可能距離は通常２〜３ｋｍが限度であるので、実施形態２のシステムは、比較的近距離における海上の船舶等の動静監視システムに利用できる。
例えば次の通りである。
（１）港湾内交通の監視システム
（２）漁場監視システム
（３）工事（例えば浚渫工事、埋立工事等）監視システム
【００５２】
本システムの変形利用形態として、海上監視目的を陸上監視目的に変えたものとして、次のシステムが考えられる。
管理人対象の駐車場監視システム
コンテナヤードなどの作業管理システム
さらにＧＰＳの測位データの代りに、個人の位置情報を出力する機器（例えばＰＨＳ等）を用いて、監視員を巡回させる保安システムとして下記のものに適用できる。
倉庫監視システム
駐車場監視システム
夜間店内監視システム
【００５３】
実施形態３
実施形態３はＩＴＶカメラを、Ａ，Ｂの２台とした構成例を示している。
図６は本発明の実施形態３に係る船舶監視用ＩＴＶ制御システムの構成図である。
図６において、１０ＡはＩＴＶ局（Ａ）であり、ＩＴＶカメラ１１Ａ、リモコン子局１２Ａ及び伝送装置１３Ａを含む。１０ＢはＩＴＶ局（Ｂ）であり、ＩＴＶカメラ１１Ｂ、リモコン子局１２Ｂ及び伝送装置１３Ｂを含む。３０Ｂは有人局のセンタで、伝送装置３１Ａ、演算装置３４、運用卓３５及びリモコン親局３６を含む。またＩＴＶ局（Ａ）とＩＴＶ局（Ｂ）とは、センタ３０Ｂと異なる位置に設置され、それぞれ通信ケーブルによりセンタ３０Ｂと接続されている。なおこの通信ケーブルを用いたデータ伝送方法は既知なものであるので、ここでの説明は省略する。
【００５４】
図６の動作を説明する。
ＩＴＶ局（Ａ）のＩＴＶカメラ１１Ａは、ある監視範囲内の全体の船舶の動静を確認するため、一定周期で常に撮影領域を走査するか、運用者が適宜動かしている。このＩＴＶ局（Ａ）により検出された船舶の映像データは、その水平面上の方位θ及び距離ｒと共にセンタ３０Ｂの演算装置３４に送られる。
即ち図３において、ＩＴＶカメラの海抜高さをｈ、ＩＴＶカメラから該当船舶までの地図上での距離をｒ、ＩＴＶカメラの俯角をαとすると、ｒは次式（４）で表すことができる。
ｒ＝ｈ／ｔａｎα … （４）
上記式（４）により求めた距離ｒとＩＴＶカメラ１１Ａの水平面上の方位θ（即ちＩＴＶカメラ１１Ａの設置位置を極座標原点としたときの、該当船舶の極座標位置データ）が、この船舶の映像データと共に演算装置３４に送られる。
【００５５】
演算装置３４は、ＩＴＶ局（Ａ）から送られてくる船舶データをデータ表示手段を含む運用卓３５に表示し、監視員はこの表示データをモニタする。そして監視員はこの運用卓３５にて、航行船舶のうちでＩＴＶカメラ１１Ｂで確認すべき船舶を手動で選定する。
演算装置３４は監視員に手動選定された該当船舶から最適な各種映像が得られるようなＩＴＶカメラ１１Ｂの制御信号を求め、この制御信号をリモコン親局３６、伝送装置３１Ａ，１３Ｂ、リモコン子局１２Ｂを経由してＩＴＶカメラ１１Ｂに伝送する。ＩＴＶカメラ１１Ｂは、この制御信号に応じて水平方位、俯角、ズーミング等が制御される。
【００５６】
図７は本発明の実施形態３に係る船舶監視用ＩＴＶカメラの制御方法の説明図であり、図においてＦの付加された各ブロックは信号処理またはその処理情報を示している。
図７を用いて船舶監視用ＩＴＶカメラ（Ｂ）の制御方法を説明する。
ＩＴＶカメラ（Ａ）による撮影映像のうちでセンタ３０Ｂの監視範囲に入ってきた船舶を例にして説明する。
（１）ＩＴＶカメラ（Ａ）による撮影映像のうちから確認すべき船舶を選定する（図７のＦ１を参照）。
図８は本発明の実施形態３に係るＩＴＶカメラの位置合せの説明図である。
【００５７】
（２）選定された船舶について、ＩＴＶモニタ画面上で図８のように画面の中心を示す＋印が該当船舶の喫水線と一致するようにＩＴＶカメラ（Ａ）を制御する。
そしてＩＴＶカメラ（Ａ）からみた該当船舶の水平面上の方位θ_１及び地図上での距離ｒ_１を求め、演算装置３４へ送る（図７のＦ２Ｂ、Ｆ３Ｂを参照）。
なおＩＴＶカメラ（Ａ），（Ｂ）の位置（緯度、経度）、高さ及びカメラの種類（レンズ）等の情報と、ＩＴＶモニタ用ＴＶのサイズ情報は、演算装置３４に取り込んである（図７のＦ５Ａ、Ｆ５Ｂ、Ｆ７Ａ、Ｆ７Ｂ、Ｆ９を参照）。
【００５８】
（３）ＩＴＶカメラ（Ａ）で該当船舶を捕捉した場合に、ＩＴＶカメラ（Ｂ）もこれに連動させたい時には、運用卓３５の連動スイッチを押下する。
（４）ＩＴＶカメラ（Ａ）で該当船舶を捕捉した場合に、ＩＴＶモニタ画面上で該当船舶の大きさが読取れるので、その数値を読むか、大きさのクラス分けを行う。例えば大、中、小の３クラスに分ける。
【００５９】
即ち演算装置３４は、図３におけるＩＴＶカメラから船舶までの直線距離ｘを前記式（１）により求められる。そして演算装置３４は、ＩＴＶモニタ画面上で表示する船舶の大きさが、予め決められた大きさになるように、船舶までの距離ｘ、モニタ画面の大きさ、ＩＴＶカメラの視野角から演算処理をして、この処理結果の画像を表示するので、この処理結果におけるモニタ表示画面上の規定長さ（又は単位長さ）は何メートルであるかを表示できる。従ってＩＴＶモニタ画面上に表示された船舶の長さから船舶の大きさを求めることができる。
またこの船舶の大きさが求められると、船舶の特定に寄与できる。
【００６０】
（５）ＩＴＶカメラ（Ａ）からの該当船舶の方位θ、距離ｒ、俯角α、大きさ、形状情報から、ＩＴＶカメラ（Ｂ）を連動させるため、ＩＴＶカメラ（Ｂ）の方位、俯角、ズーミング等を求める演算処理を行う。
【００６１】
即ち演算装置３４は、図７のＦ２Ｂ、Ｆ３Ｂで求めた方位θ_１、距離ｒ_１からＩＴＶ局（Ａ）から該当船舶をみた直交座標位置（Ｘ_１，Ｙ_１）を求め（図７のＦ４Ｂを参照）、またＩＴＶ局（Ｂ）から該当船舶をみた直交座標位置（Ｘ_２，Ｙ_２）を求め（図７のＦ６Ｂを参照）、この２つの直交座標位置情報より、ＩＴＶ局（Ｂ）からみた該当船舶の極座標位置（水平面上での方位θ及び距離ｒ）を求める（図７のＦ８Ｂを参照）。
ＩＴＶ局（Ｂ）からみた該当船舶の水平面上の方位θ及び距離ｒが求まると、図３で説明したように、該当船舶までの直線距離ｘ、俯角α、レンズ指定は、前記式（１）、式（２）、式（３）によりそれぞれ求めることができる。
【００６２】
演算装置３４は、上記のようにして算出したＩＴＶカメラ１１Ｂの水平面上の方位θ、俯角α及びレンズの指定の制御信号をリモコン親局３６、伝送装置３１Ａ，１３Ｂ及びリモコン子局１２Ｂを経由してＩＴＶカメラ１１Ｂに送出し制御を行う。
センタ３０Ｂの監視員は、ＩＴＶカメラ１１Ａと１１Ｂの両方のカメラにより撮影された映像のうち、いずれか一方を運用卓３５で選択してモニタ表示画面上に表示させ、船舶の形状、大きさ、船名等の確認を行うことができる。
【００６３】
上記のように実施形態３によれば、複数の異なる位置にそれぞれ設置されたＩＴＶカメラのうちの１台によって捕捉、選定された船舶を、他の位置に設定された別のＩＴＶカメラによって自動的に捕捉し、その映像をモニタ表示画面上に表示することができるから、複数の異なる方向から同一の船舶を撮影した映像を同時に観測し、船舶の特定や、ＩＴＶカメラの監視範囲の引き継ぎが容易に行えるという効果がある。
【００６４】
実施形態３は、複数のＩＴＶカメラを用いたシステムであるので、比較的近距離における海上の船舶等の動静監視システムとして、港湾内交通の監視システム、漁場監視システム、工事監視システム等に利用できる。
また本システムの他の利用形態として、それぞれ担当する監視範囲をもつＩＴＶカメラを複数台設置し、いずれかのＩＴＶカメラで捕えた侵入物標（車輌や人間）に対して、この侵入物標の移動につれて自動的に別のＩＴＶカメラに引き継いで監視を継続するという侵入監視システムとして、例えば倉庫監視、駐車場監視、夜間店内監視等のシステムに利用できる。
【００６５】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、監視対象領域内に存在する物標の動静をＩＴＶカメラ及びレーダを用いて遠隔のセンタ局で監視するシステムにおけるＩＴＶカメラの制御方法において、前記センタ局にて、前記レーダが前記監視対象領域内で検出した全物標の位置、大きさ及び速度情報をレーダ運用卓に表示し、前記レーダ運用卓に表示された物標のうちでＩＴＶカメラで確認したい物標を自動又は手動により選定し、この選定された物標の位置を前記ＩＴＶカメラの設置位置からみた極座標位置として求め、この該当物標の極座標位置及び大きさ、ＩＴＶカメラの高さ及びレンズの定格並びにＩＴＶモニタ表示サイズから前記ＩＴＶカメラの前記該当物標に対する方位、俯角及びレンズ指定の制御値を算出し、この制御値により前記ＩＴＶカメラを自動的に遠隔制御するようにしたので、その結果前記ＩＴＶカメラで確認したい物標が選定されると、この選定物標をＩＴＶカメラが最適の方位、俯角及びレンズ指定により撮影した良質の映像がＩＴＶモニタ表示画面に自動的に表示されるので、物標の選定から監視員によるモニタ表示画面上での視認までの時間が従来よりも大幅に短縮される。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態１に係る船舶監視用ＩＴＶ制御システムの構成図である。
【図２】本発明の実施形態１に係る船舶監視用ＩＴＶカメラの制御方法の説明図である。
【図３】本発明の各実施形態に係るＩＴＶカメラと船舶との位置関係を示す図である。
【図４】本発明の実施形態２に係る船舶監視用ＩＴＶ制御システムの構成図である。
【図５】本発明の実施形態２に係る船舶監視用ＩＴＶカメラの制御方法の説明図である。
【図６】本発明の実施形態３に係る船舶監視用ＩＴＶ制御システムの構成図である。
【図７】本発明の実施形態３に係る船舶監視用ＩＴＶカメラの制御方法の説明図である。
【図８】本発明の実施形態３に係るＩＴＶカメラの位置合せの説明図である。
【符号の説明】
１０ＩＴＶ局
１１ＩＴＶカメラ
１２リモコン子局
１３伝送装置
２０レーダ局
２１レーダ
２２伝送装置
３０，３０Ａ，３０Ｂセンタ
３１，３１Ａ伝送装置
３２映像処理装置
３２ＡＧＰＳ処理装置
３３レーダ運用卓
３３ＡＧＰＳ運用卓
３４演算装置
３５運用卓
３６リモコン親局

Claims

監視対象領域内に存在する物標の動静をＩＴＶカメラ及びレーダを用いて遠隔のセンタ局で監視するシステムにおけるＩＴＶカメラの制御方法において、
前記センタ局にて、前記レーダが前記監視対象領域内で検出した全物標の位置、大きさ及び速度情報をレーダ運用卓に表示し、前記レーダ運用卓に表示された物標のうちでＩＴＶカメラで確認したい物標を自動又は手動により選定し、この選定された物標の位置を前記ＩＴＶカメラの設置位置からみた極座標位置として求め、この該当物標の極座標位置及び大きさ、ＩＴＶカメラの高さ及びレンズの定格並びにＩＴＶモニタ表示サイズから前記ＩＴＶカメラの前記該当物標に対する方位、俯角及びレンズ指定の制御値を算出し、この制御値により前記ＩＴＶカメラを自動的に遠隔制御することを特徴とする監視用ＩＴＶカメラの制御方法。
前記レーダ運用卓に表示された物標のうちでＩＴＶカメラで確認したい物標を自動により選定する方法として、前記レーダの監視対象領域内に予め物標の通過ライン又は通過ポイントを設定しておき、前記レーダの検出物標が前記通過ライン又は通過ポイントを通過したときに、この通過物標を捕捉してＩＴＶカメラで確認したい物標として選定するようにしたことを特徴とする請求項１記載の監視用ＩＴＶカメラの制御方法。
前記ＩＴＶカメラで確認したい物標が海上の航行船舶の場合には、この船舶の大きさは、船舶の予定航行リストとの照合または該当船舶との無線通信により船名が特定されているときには、この特定された船舶の大きさを採用し、船名が特定されないときには予め設定されたデフォルト値から得るようにしたことを特徴とする請求項１又は２記載の監視用ＩＴＶカメラの制御方法。
監視対象領域内に存在し、それぞれＧＰＳ測位手段を備えた物標の動静をＩＴＶカメラ及びＧＰＳ測位データ通信用無線装置を用いて遠隔のセンタ局で監視するシステムにおけるＩＴＶカメラの制御方法において、
前記センタ局にて、前記ＧＰＳ測位データ通信用無線装置が前記監視対象領域内の各物標から受信した全物標のＧＰＳデータをＧＰＳ運用卓に表示し、前記ＧＰＳ運用卓に表示された物標のうちでＩＴＶカメラで確認したい物標を自動又は手動により選定し、この選定された物標の位置を前記ＩＴＶカメラの設置位置からみた極座標位置として求め、この該当物標の極座標位置及び大きさ、ＩＴＶカメラの高さ及びレンズの定格並びにＩＴＶモニタ表示サイズから前記ＩＴＶカメラの前記該当物標に対する方位、俯角及びレンズ指定の制御値を算出し、この制御値により前記ＩＴＶカメラを自動的に遠隔制御することを特徴とする監視用ＩＴＶカメラの制御方法。
前記ＧＰＳ運用卓に表示された物標のうちでＩＴＶカメラで確認したい物標を自動により選定する方法として、前記監視対象領域内に予め物標の通過ライン又は通過ポイントを設定しておき、前記ＧＰＳ測位データ通信用無線装置が受信した物標の位置が前記通過ライン又は通過ポイントを通過したときに、この通過位置の物標を捕捉してＩＴＶカメラで確認したい物標として選定するようにしたことを特徴とする請求項４記載の監視用ＩＴＶカメラの制御方法。
前記ＩＴＶカメラで確認したい物標が海上の航行船舶の場合には、この船舶の大きさは、船舶の予定航行リストとの照合または該当船舶との無線通信により船名が特定されているときには、この特定された船舶の大きさを採用し、船名が特定されないときには予め設定されたデフォルト値から得るようにしたことを特徴とする請求項４又は５記載の監視用ＩＴＶカメラの制御方法。
監視対象領域内に存在する物標の動静を複数のＩＴＶカメラを用いて遠隔のセンタ局で監視するシステムにおけるＩＴＶカメラの制御方法において、
前記センタ局にて、前記複数のうちの特定のＩＴＶカメラが前記監視対象領域内で撮影した物標の位置及び映像情報をＩＴＶカメラ運用卓に表示し、前記ＩＴＶカメラ運用卓に表示された物標のうちで前記特定のＩＴＶカメラを除く他のＩＴＶカメラで確認したい物標を手動で選定し、この選定された物標の位置を前記確認したい他のＩＴＶカメラの設置位置からみた極座標位置として求め、この該当物標の極座標位置及び大きさ、前記確認したい他のＩＴＶカメラの高さ及びレンズの定格並びにＩＴＶモニタ表示サイズから前記確認したい他のＩＴＶカメラの前記該当物標に対する方位、俯角及びレンズ指定の制御値を算出し、この制御値により前記確認したい他のＩＴＶカメラを自動的に遠隔制御することを特徴とする監視用ＩＴＶカメラの制御方法。
前記ＩＴＶカメラで確認したい物標の大きさは、この確認したいＩＴＶカメラの該当物標までの直線距離とカメラの視野角とから算出することを特徴とする請求項７記載の監視用ＩＴＶカメラの制御方法。
前記物標は、前記監視領域内における海上の航行船舶または固定位置にある任意の物体とすることを特徴とする請求項７又は８記載の監視用ＩＴＶカメラの制御方法。