JP3650267B2 - 定点監視システム - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、撮像装置を使用し、監視対象を定点から撮像して画像データにより監視するシステムに係り、特に監視対象が複数ある場合に好適な定点監視システムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
例えば道路、鉄道線路などに関連し、そこで落石、崩落、決壊、或いは陥没などの危険な事態が発生する虞れのある個所では、その部分を監視し、未然に危険防止が図れるようにする必要がある。
そこで、このような危険発生の虞れがある箇所を定点から画像により監視するシステムが従来から用いられている。
【０００３】
図６は、このような定点監視システムの従来技術の一例で、所定の定点にポール２０を立て、これにビデオカメラ２を設置し、監視を要する危険な箇所、すなわち監視対象箇所１を撮影するようにしたものである。
この図６では、監視対象箇所１は、トンネルの出入口Ｔの近傍の上にある岩石の露出箇所であり、Ｌは道路を表わしてある。
【０００４】
ビデオカメラ２は全天候型に作られ、これにより撮影して得た監視対象箇所１の映像信号は画像サーバー２１に取込まれ、画像伝送装置２２からモデム２３を介して専用回線に送り出され、図示されていない監視事務所などの監視部に伝送されるようになっており、従って、監視事務所でモニタを見ることにより、岩石土砂崩落の有無など、必要な監視を行なうことができる。
【０００５】
ビデオカメラ２は電動雲台３に載置され、雲台制御部２４により、監視事務所から必要に応じて遠隔制御でき、任意にパン制御とチルト制御ができるようになっており、システム機器は全天候型の収納箱２５に納められ、風雨などから保護されるようになっている。
ここで、ビデオカメラとはテレビジョンカメラのことで、ＩＴＶカメラ、ＣＣＴＶカメラと呼ばれるものと同じである。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
上記従来技術は、監視対象が多数箇所にわたった場合について配慮がされているとは言えず、設置費用の増加と保守点検の簡易化に問題があった。
すなわち、従来技術では、定点毎にビデオカメラをはじめ、カメラ取付け用のポールやシステム機器などを設置する必要があり、さらに電源工事、回線工事なども必要なため、定点監視箇所の増加に際して、設備費用と保守点検の点で問題が生じてしまうのである。
【０００７】
本発明は、監視対象箇所の増加に伴う設置費用と保守点検の問題を無くし、数多くの定点による監視を的確に、しかも容易に行なえるようにした定点監視システムを提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記目的は、監視対象箇所を、その箇所に対応して予め設定してある位置を定点とし、この定点で撮像手段により撮像した画像により監視するようにした定点監視システムにおいて、位置検知手段を備えた移動手段を用い、この移動手段に上記撮像手段と無線通信手段を搭載し、上記移動手段により移動しながら、上記位置検知手段により上記定点に達したことを検知し、定点が検知されたとき、上記撮像手段により上記監視対象箇所を撮像し、上記移動手段が上記無線通信手段の有効通信範囲内に位置していることが上記位置検知手段により検知されたとき、上記撮像手段により取得した画像データを上記無線通信手段により送信することにより、自動的に定点での画像データが取得されてゆくようにして達成される。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明による定点監視システムについて、図示の実施形態により詳細に説明する。
図１は本発明の一実施形態を示すシステム系統図で、この実施形態では、移動手段として、自動車などの移動車両４を用い、これに位置検知手段としてＧＰＳアンテナ７とＧＰＳ受信機８を設け、撮像手段としてビデオカメラ２を搭載したものを用いる。
【００１０】
そして、移動車両４により、予め複数の定点に沿って設定してある所定の巡回走行経路を走行しながら、位置検知手段により各定点に達したことを検知し、その定点毎に、例えば落石危険個所、崩落危険個所、決壊危険個所、それに陥没危険箇所などの監視対象箇所１の撮像を行なうようにしたものである。ここで、トンネルの出入口Ｔと道路Ｌは、図６の場合と同じである。
【００１１】
この図１において、ビデオカメラ２は、電動雲台３により移動車両４の上部に設置してあり、電動雲台３の働きと、カメラ自体に備えられている焦点制御機能とズームレンズ制御機能により、道路周辺にある被写体を任意の撮像条件のもとで常に的確に撮像できるようにしてある。
【００１２】
そして、このビデオカメラ２で撮像して得た画像信号は、移動車両４内の画像処理部５に供給され、必要に応じてモニタ６により、画像として再生され、目視により確認できるようになっている。
なお、この実施形態では、撮像手段としてビデオカメラ２を用いているが、画像信号が得られるならカメラの形式を問わず実施可能なことは言うまでもない。
次に、同じく図１において、７はＧＰＳアンテナ、８はＧＰＳ受信機で、これらにより位置検知システムを構成している。
そして、まずＧＰＳアンテナ７は、移動車両４の上部に設置され、図示してないＧＰＳ衛星から送信されているＧＰＳ信号電波を受信する働きをし、次にＧＰＳ受信機８は、ＧＰＳアンテナ７で捉えた衛星からの信号により、移動車両４が位置する場所の位置情報を、例えば緯度経度データとして検出する働きをする。
そして、このＧＰＳ受信機８で検出された位置情報は、画像処理部５に入力される。
ここで、周知のように、ＧＰＳとは、グローバル・ポジショニング・システム(地球規模測位システム)のことである。
【００１３】
９は携帯電話機で、それが有する無線通信機能により、画像処理部５と監視事務所(図示してない)の間でのデータ伝送が得られるようにする働きをする。
つまり、この実施形態では、画像処理装置５に取込んだ画像を監視事務所へ伝送するのに携帯電話機９を用い、それによる無線画像伝送方式を利用するようになっている。
【００１４】
次に、図２は画像処理部５の詳細を示したもので、図示のように、Ａ／Ｄ変換器５１と画像記録部５２、表示制御部５３、雲台制御部５４、アドレス制御部５５、それに画像・位置情報処理部５６で構成されている。
Ａ／Ｄ変換器５１は、ビデオカメラ２から供給される映像信号をディジタル信号に変換して画像記録部５２に入力する働きをする。
【００１５】
画像記録部５２は、アドレス制御部５５から供給されるアドレスデータにより制御され、Ａ／Ｄ変換器５１から供給される画像データを記録し、記録された画像データを読出す働きをする。
表示制御部５３は、画像記録部５２から読出した画像データを、必要に応じてモニタ６により再生させる働きをする。
【００１６】
雲台制御部５４は、画像・位置情報処理部５６から供給される制御データに基づいて電動雲台３を動作させ、ビデオカメラ２のパン(方位)とチルト(仰角)を制御する働きをする。
【００１７】
ここで、ビデオカメラ２にはズームレンズの制御機構が備えられており、ズームレンズの焦点距離も、画像・位置情報処理部５６から供給される制御データにより制御されるようになっている。
【００１８】
画像・位置情報処理部５６は、画像記録部５２による画像の記録と読出を、アドレス制御部５５を介して行なうと共に、電動雲台５４によるビデオカメラ２の制御を、雲台制御部５４を介して行ない、その他、携帯電話機９による通信の制御も行なうように構成されている。
【００１９】
また、この画像・位置情報処理部５６には、監視対象箇所１をビデオカメラ２で捉えるために必要な各種の制御情報、例えば図３に示すように、画像を取得すべき定点の緯度経度データからなる位置制御情報と、監視対象箇所１をビデオカメラ２の視野に入れるのに必要な電動雲台３のパン−チルト制御情報、それにビデオカメラ２のズームレンズ制御情報が記録されている。
【００２０】
また、この画像・位置情報処理部５６には、ＧＰＳアンテナ７とＧＰＳ受信機８からなる位置検知システムにより検知された、移動車両４の位置を示す緯度経度データが逐次入力されるようになっている。
【００２１】
次に、この実施形態の動作について、画像・位置情報処理部５６の処理を中心にして説明する。
まず移動車両４は、予め設定してある所定の巡回走行経路に従って走行させられるようになっている。
このとき、運転者が移動車両４に乗車するのが一般的であるが、監視対象が変化したなどの特別な事情が生じない限り、巡回走行経路が変わることはほとんどなく、いつも同じ経路となる場合が多いので、将来は自動運転による巡回走行も考えられる。
【００２２】
また、このときの巡回走行経路は、複数の監視対象箇所１の夫々の定点を全て含み、それらを所定の順序で順次経由してゆくのに必要な経路で、勿論、移動車両４が通行可能な道路上に設定されているのは言うまでもない。
【００２３】
移動車両４が走行してゆくと、これによる位置変化に応じて、ＧＰＳ受信機８から逐次、現在の移動車両４の緯度経度データが画像・位置情報処理部５６に入力されてくる。
【００２４】
そこで、画像・位置情報処理部５６は、この逐次入力されてくる緯度経度データを、自らが保持している定点の位置制御情報と逐次比較し、入力されてきた緯度経度データが、定点の緯度経度と一致する毎に、その位置制御情報に従って雲台制御部５４により電動雲台３を制御し、その定点、例えばＡ地点における監視対象箇所１にビデオカメラ２を向け、監視対象箇所１を撮像し、画像を取得する動作を行なう。
【００２５】
すなわち、画像・位置情報処理部５６は、画像を取得すべき定点の位置(緯度経度)とＧＰＳ受信機８で検出した緯度経度が一致する毎に、それを撮像動作開始条件として、ビデオカメラ２が搭載されている電動雲台３のパン−チルトを制御し、ズームレンズの焦点距離を制御して、この定点での監視対象箇所１の方向にビデオカメラ２を向け、撮像した画像を画像記録部５２に入力し、アドレス制御部５５から与えられるアドレスに順次記録するのである。
【００２６】
従って、移動車両４が巡回走行経路を一巡する間、例えばＡ地点からＢ地点、……、ｎ地点と、図３に示すように、予め設定してある定点に達する毎に、この動作が繰り返されることになり、巡回走行経路を一巡した後には、複数の定点の全て(ｎ箇所)における監視対象箇所１の画像が自動的に収集され、画像記録部５２に画像データとして記録されることになる。
【００２７】
図４は、このときの各定点での撮像動作の詳細を示したもので、この図において、巡回走行経路をＫとし、地点Ｙは或る監視対象箇所１の画像を取得すべき定点とする。
そして、移動車両４は、この巡回走行経路Ｋに沿って図の右側から左側に移動してゆくものとすると、地点Ｘと地点Ｚは、地点Ｙの前方と後方の地点となる。
この場合、ＧＰＳ受信機８から与えられてくる緯度経度が、地点Ｙの緯度経度に一致しない場合は、画像収集動作は行わない。すなわち、地点Ｘと地点Ｚでは撮像しない。
【００２８】
そして、与えられた緯度経度が地点Ｙの緯度経度と同じになったとき、すなわち地点Ｙに移動車両４が到達したとき、ビデオカメラ２が監視対象箇所１の撮像を行ない、その画像を画像記録部５２に取込み、記録されることになる。
【００２９】
ところで、この実施形態では、このときの撮像に必要なビデオカメラ２のパン−チルトなどが、地点Ｙに移動車両４が到達する前から予め制御されるようになっており、これにより、時間遅れのない撮像が得られるように構成してある。
【００３０】
すなわち、この場合、ＧＰＳ受信機８から与えられてくる緯度経度データにより、地点Ｙの前の地点、例えば地点Ｘの緯度経度に近づいたことは、この地点Ｘの緯度経度を予め設定しておくことにより、容易に認識できるので、地点Ｙに到達する前に、事前に電動雲台３とズームレンズを制御し、地点Ｙを定点とする監視対象箇所１を撮像するのに必要な方向にビデオカメラ２を向けておき、ＧＰＳ受信機８から地点Ｙの緯度経度が得られると同時に撮像を開始し、画像を取込むことにより、時間遅れのない画像収集を得ることができる。
【００３１】
こうすることにより、移動車両４の走行速度を遅くする必要がなくなるので、画像収集に要する時間が短縮され、効率的な運用が図れることになる。
【００３２】
このとき、撮像中の画像及び記録した画像は、表示制御部５３によりモニタ６に映出させることができるようになっており、従って、必要があれば、随時、撮像状態と記録状態を監視することができ、的確な運用が図れることになる。
【００３３】
次に、こうして収集され、画像記録部５２に記録した、各定点での監視対象箇所１の画像データを、管理事務所など必要な場所に伝送する動作について説明する。
まず、この実施形態では、図示のように、一般的な携帯電話機９により画像情報を伝送するようになっており、従って、通常は、そのまま携帯電話機９を用い、必要に応じて管理事務所と連絡をとり、画像を伝送してやればよい。
【００３４】
ところで、このように、一般の携帯電話機を用いて画像を伝送する場合、携帯電話のサービスエリア外では画像伝送ができない。
そこで、この実施形態では、画像・位置情報処理部５６は、ＧＰＳアンテナ７とＧＰＳ受信機８による位置検知システムにより、逐次検出されてくる移動車両４の現在位置の緯度経度データを用い、安定した画像伝送が可能な携帯電話のサービスエリア内にあるか否かを判断し、サービスエリア内にあることを確認してから画像情報を管理事務所に送信するように構成してある。
【００３５】
このときの、サービスエリア内にあるか否かの判断に必要な緯度経度情報は、図３に示した制御情報と同様に、画像・位置情報処理部５６に予め登録しておくようにしてやればよい。
従って、この実施形態によれば、一般的な携帯電話機を用いているにもかかわらず、常に安定した画像伝送が確実に得られることになり、この結果、特別な通信装置を必要としないので、システムの低価格化を容易に図ることができる。
【００３６】
ところで、現用のＧＰＳ位置検知システムでは、位置検知精度に多少の不満が残っているので、実用に際してはデファレンシャルＧＰＳ、ジャイロセンサ、車両速度センサなどを組合せてシステム化し、検知精度の向上を図ることがあり、従って、本発明の実施形態としても、このような組合せを適用し、位置検知精度の向上が得られるようにしてもよい。
また、このときの画像伝送手段としても、携帯電話機に限らず、ＰＨＳ、業務用無線、スペクトル拡散方式無線機等を利用して本発明を実施することも可能である。
【００３７】
次に、上記したように、本発明では、画像の収集機能を備えており、各定点毎に、ほぼ同じ被写体を撮像対象としている。
そこで、この特質を活かし、位置検知精度の向上が得られるようにした実施形態について、以下に説明する。
まず、このため、画像・位置情報処理部５６に、予め各定点で撮像しておいた監視対象箇所１の画像を登録しておくようにする。或いは、撮像の都度、登録してある画像を書き替え登録するようにしてもよい。
【００３８】
そして、ＧＰＳ受信機８から或る定点、例えば地点Ｙ付近の緯度経度が得られたら、それと同時にビデオカメラ２で撮像した画像を順次取込み、登録してある地点Ｙを定点とする画像と比較して画像類似度を判定し、類似度が最も高い画像を、このときの定点での画像として画像記録部５２に取込むのである。
【００３９】
ここで、画像の類似度が最も高くなったときが、登録してある画像を撮像した地点に最も近い地点に移動車両４が位置していることを意味するから、ＧＰＳで検知した位置の補正が得られることになり、位置検知精度を高めることができるのである。
【００４０】
このときの画像の類似度を判定する画像処理技術としては、パターンマッチング法、正規化相関法など種々の方法が知られているので、何れかを採用してやればよい。
【００４１】
次に、この実施形態において、管理事務所など、画像データを受信する側での画像サーバーシステムの一例について、図５により説明する。
移動車両４の携帯電話機９から送信された画像データは、一般の公衆網回線Ｎを経由して管理事務所の画像サーバー１０に入力されれる。
【００４２】
そして、この画像サーバー１０に入力された画像データは、デコーダ１１により画像信号に変換されてから画像メモリ１２に記録される。
このとき、ＣＰＵ部１３は、画像メモリ１２に入力される画像を表示制御部１５に転送し、モニタ１６に表示させ、同時に画像ファイリング記録部１４にも転送させる。
【００４３】
画像ファイリング記録部１４は、ＣＰＵ１３の制御により、転送された画像を順次処理し、図３に示す項目に従って画像ファイルを作成する。
そして、この画像ファイルは、移動車両４による巡回走行が一巡する毎に作成される。
従って、この画像ファイルを用いることにより、各監視対象箇所毎に、夫々所定期間にわたって画像を比較参照することができ、これにより、各監視対象箇所に現れる変化が確認でき、安全か否かの判断が下せることになる。
【００４４】
ところで、このように画像を長期間保存する場合や、監視対象箇所の数が多くなったりしたときには、画像ファイリング記録部１４に大きな記憶容量が必要になるが、この場合には、ハードディスク装置や光磁気ディスク装置、光ディスク装置など、記憶容量が大きく、しかも記憶媒体が交換可能な記録装置で画像ファイリング記録部１４を構成してやれば良い。
【００４５】
ここで、モデム１７は、画像サーバー１０を外部の回路に接続するためのインターフェースであり、従って、これを介してインターネットなどの汎用のネットワークと接続することにより、全世界何処からでも画像が参照できる定点監視システムを構築することができる。
【００４６】
ところで、上記実施形態では、監視対象箇所の撮像にビデオカメラが用いられているが、ディジタルスチルカメラを用いて、静止画像を取り込むようにしてもよい。
また、この場合、移動車両４の走行中、同一の監視対象箇所を短い周期で繰り返し撮像し、複数枚の静止画像を順次取り込むようにしてもよい。
【００４７】
本発明における監視対象箇所は、通常、静止した状態にあるから、静止画像でも何等問題なく監視することができ、しかも、現状では、一般にディジタルスチルカメラによる画像データの方が、ビデオカメラによる画像データよりも高い分解能が得られる。
従って、ディジタルスチルカメラを用いた本発明の実施形態によれば、画像による監視精度を更に上げることができる。
【００４８】
【発明の効果】
本発明によれば、１台の移動車両により、数多くの定点での監視対象箇所に対応できるから、画像の監視による定点監視システムをローコストで実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による定点監視システムの一実施形態を示すシステム図である。
【図２】本発明による定点監視システムの一実施形態における画像処理装置の詳細を示すブロック図である。
【図３】本発明による定点監視システムの一実施形態における画像データ管理の一例を示す説明図である。
【図４】本発明による定点監視システムの一実施形態における画像取込み動作を説明するための模式図である。
【図５】本発明の一実施形態による管理事務所などでの画像サーバーの一例を示すブロック図である。
【図６】定点監視システムの従来例を示すブロック図である。
【符号の説明】
１ 監視対象箇所
２ ビデオカメラ
３ 電動雲台
４ 移動車両
５ 画像処理部
６ モニタ
７ ＧＰＳアンテナ
８ ＧＰＳ受信機
９ 携帯電話機
１０ 画像サーバー
１１ デコーダ部
１２ 画像メモリ
１３ ＣＰＵ部
１４ 画像ファイリング記録部
１５ 表示制御部
１６ モニタ
１７ モデム
２１ 送信画像サーバー
２５ 機器収納箱
２２ 画像伝送装置
２３ モデム
２０ ポール
５１ Ａ／Ｄ(アナログディジタル変換器)
５２ 画像記録部
５３ 表示制御部
５４ 雲台制御部
５５ アドレス制御部
５６ 画像・置情報処理部
Ｌ 道路
Ｔ トンネルの出入口
Ｎ 公衆回線網

Claims (3)

1. 監視対象箇所を、その箇所に対応して予め設定してある位置を定点とし、この定点で撮像手段により撮像した画像により監視するようにした定点監視システムにおいて、
   位置検知手段を備えた移動手段を用い、
   この移動手段に上記撮像手段と無線通信手段を搭載し、
   上記移動手段により移動しながら、上記位置検知手段により上記定点に達したことを検知し、
   定点が検知されたとき、上記撮像手段により上記監視対象箇所を撮像し、上記移動手段が上記無線通信手段の有効通信範囲内に位置していることが上記位置検知手段により検知されたとき、上記撮像手段により取得した画像データを上記無線通信手段により送信することにより、
   自動的に定点での画像データが取得されてゆくように構成したことを特徴とする定点監視システム。
2. 請求項１の発明において、
   予め上記定点で撮像した画像データを保持しておく記憶手段を上記移動手段に設け、
   上記撮像手段による画像データと、上記記憶手段から読出した画像データとを比較し、
   上記位置検知手段による位置検出結果が、上記比較結果に応じて補正されるように構成したことを特徴とする定点監視システム。
3. 請求項１の発明において、
   上記移動手段の外部に、汎用のネットワークに接続された画像サーバーを設け、
   該画像サーバーに上記送信された画像データが入力され、記録されるように構成したことを特徴とする定点監視システム。

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