JP4975673B2 - Camera installation simulator program - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、所定のエリアにカメラを設置した場合、どのように撮影されるか撮影範囲をシミュレーションするプログラムに関する。 The present invention relates to a program for simulating a shooting range of how a picture is taken when a camera is installed in a predetermined area.
従来、上記のシミュレーションに関連する技術として、特許文献1に開示されているものがある。この技術は、表示画面にモニタリング対象場所のレイアウト図と、カメラの設置位置と、このカメラによって得られる映像が、レイアウト図の上でどの範囲であるかを示す映像枠の中心位置と、この映像枠の大きさとがデータとして与えられており、表示画面上にレイアウト図を表示し、このレイアウト図上にカメラの位置と、映像枠とが表示される。 Conventionally, as a technique related to the above simulation, there is one disclosed in Patent Document 1. In this technology, the layout diagram of the monitoring target location on the display screen, the installation position of the camera, the center position of the video frame indicating the range of the video obtained by this camera on the layout diagram, and this video The size of the frame is given as data, a layout diagram is displayed on the display screen, and the position of the camera and the video frame are displayed on the layout diagram.
上記の技術は、実際に設置された後のカメラに対して、レイアウト図上のどの範囲が撮影されるかを表す映像枠を表示することによって、カメラが撮影している範囲のレイアウト図面内における位置関係を大まかに示すものである。この技術はカメラを設置した後の運用を効率的にすることを目的としたものであり、どのような映り方をするのかを事前に知ることには利用できない。 The above technology displays a video frame indicating which range on the layout diagram is captured for the camera after it is actually installed, so that the range of the range captured by the camera in the layout drawing is displayed. It shows the positional relationship roughly. This technology is intended to make the operation after the camera is installed efficiently, and cannot be used for knowing in advance what the image will look like.
すなわち、従来、カメラを設置する事前には、カメラがどのような映り方をするのか知ることができなかった。特に、建物の内部にカメラを設置したような場合には、建物内に壁やパーティションのような遮蔽物が配置されていることが多いので、これらの存在によってどの範囲が撮影されない死角範囲となるかを事前に知ることができなかった。このため、設置時にカメラの位置や角度、画角を試行錯誤的に変えるしかなく、最悪の場合、設置位置によっては所望の撮影をすることができないことが判明する場合もあった。また、監視カメラ等の場合では設置位置が高所である場合も多いため、この作業には大変な困難を伴う場合もあった。 That is, in the past, it was impossible to know how the camera would appear before the camera was installed. In particular, when a camera is installed inside a building, there are many shielding objects such as walls or partitions in the building. I could not know in advance. For this reason, the position, angle, and angle of view of the camera must be changed by trial and error at the time of installation, and in the worst case, it may be found that desired shooting cannot be performed depending on the installation position. In addition, in the case of a surveillance camera or the like, the installation position is often high, and this work may be accompanied by great difficulty.
そこで、本発明は、カメラを実際に設置する前に、カメラを設置したらどの範囲が撮影可能な範囲であるかを二次元画像上に表示し、さらに遮蔽物によって死角となるエリアを上記撮影可能な範囲から除外して表示するシミュレーションプログラムを提供することを目的とする。 Therefore, the present invention displays, on a two-dimensional image, which range can be photographed when the camera is installed before actually installing the camera, and further, can capture the above-mentioned area that becomes a blind spot by a shielding object. An object of the present invention is to provide a simulation program that is displayed without being included in the scope.
本発明の一態様のカメラ設置シミュレータプログラムは、所定エリアにおけるカメラの配置及び当該カメラの撮影範囲をシミュレーションするためのカメラ設置シミュレータプログラムである。前記カメラ設置シミュレータプログラムを実行するコンピュータは、 前記所定エリアの上面図データに基づいて当該所定エリアの一部又は全部を表す上面図画像を表示装置に表示させる処理を行う。前記上面図画像の所望の範囲に、区画体を表す区画体表示子を重ねて配置して表示させる処理も行う。区画体としては、例えば建物内の壁、パーティッションまたは建物と屋外とを仕切る外壁のような空間を仕切るものである。1つの区画体表示子を表示するだけでなく、複数の区画体表示子を連続して、または離して表示することもできる。前記上面図画像上に、前記カメラを表すカメラ表示子を重ねて配置して表示させる処理も、コンピュータが行う。前記上面図画像と当該上面図画像に対応する物体の実寸との変換係数、前記上面図画像上のカメラ表示子の配置位置、前記カメラの高さ、水平及び垂直設置角度並びに画角、前記区画体表示子の配置位置、前記区画体の高さをそれぞれ任意に設定する処理も、コンピュータが行う。これらの設定情報と前記上面図データとに基づいて、コンピュータが、前記上面図画像上に前記カメラの撮影範囲に対応する視野表示子を表示させる処理を行う。前記撮影範囲に前記区画体の一部又は全部が含まれる場合、前記視野表示子を表示させる処理は、前記撮影範囲における前記区画体により生じる死角範囲と、前記死角範囲以外の部分とを異ならせて前記視野表示子を表示する。死角範囲と、死角範囲以外の部分とを異ならせて表示する手法としては、例えば、死角範囲を水平視野表示子から除く場合や、水平視野表示子内に死角範囲を表す死角範囲表示子を表示するものがある。 The camera installation simulator program of one aspect of the present invention is a camera installation simulator program for simulating the arrangement of cameras in a predetermined area and the shooting range of the camera. The computer that executes the camera installation simulator program performs processing for causing the display device to display a top view image representing a part or all of the predetermined area based on the top view data of the predetermined area. Processing is also performed in which a division body indicator representing a division body is arranged and displayed in a desired range of the top view image. For example, the partition body partitions a space such as a wall in a building, a partition, or an outer wall that partitions the building from the outside. In addition to displaying one compartment indicator, a plurality of compartment indicators can be displayed in succession or separately. The computer also performs processing for arranging and displaying a camera indicator representing the camera on the top view image. A conversion coefficient between the top view image and the actual size of the object corresponding to the top view image, an arrangement position of a camera indicator on the top view image, a height of the camera, a horizontal and vertical installation angle and an angle of view, the section The computer also performs processing for arbitrarily setting the position of the body indicator and the height of the partition. Based on these setting information and the top view data, the computer performs a process of displaying a visual field indicator corresponding to the photographing range of the camera on the top view image. When a part or all of the section is included in the shooting range, the process of displaying the visual field indicator is different from a blind spot range generated by the partition in the shooting range and a portion other than the blind spot range. To display the visual field indicator. For example, when the blind spot range is excluded from the horizontal field indicator, or the blind spot range indicator indicating the blind spot range is displayed in the horizontal field indicator. There is something to do.
前記視野表示子を表示させる処理は、さらに、前記カメラの高さと水平及び垂直設置角度並びに画角とにより生じる死角範囲と、前記死角範囲以外の部分とを、異ならせて、前記詩や表示子を表示するものとすることもできる。あるいは、前記コンピュータは、さらに、前記上面図画像に加えて、立面図画像を表示する処理と、任意に設定したカメラの高さに応じて、カメラ表示子を前記立面図画像に重ねて表示する処理とを、行うものとできる。この場合、前記視野表示子を表示させる処理は、さらに、前記設定情報に基づいて、前記立面図画像上に前記カメラの撮影範囲に対応する視野表示子を表示させるとともに、前記カメラの高さと水平及び垂直設置角度並びに画角とにより生じる死角範囲と、前記死角範囲外の部分とを、異ならせて、前記視野表示子を表示する。The process of displaying the visual field indicator further includes changing the blind spot range caused by the height, horizontal and vertical installation angles and angle of view of the camera, and a portion other than the blind spot range, so that the poetry or the indicator is displayed. Can also be displayed. Alternatively, the computer further superimposes a camera indicator on the elevation image in accordance with a process of displaying the elevation image in addition to the top view image and an arbitrarily set height of the camera. The process of displaying can be performed. In this case, the process of displaying the visual field indicator further displays the visual field indicator corresponding to the shooting range of the camera on the elevation image based on the setting information, and the height of the camera. The visual field indicator is displayed by making a blind spot range caused by horizontal and vertical installation angles and angle of view different from a portion outside the blind spot range.
前記コンピュータは、さらに、前記上面図画像と当該上面図画像に対応する物体の実寸との変換係数の設定は、前記上面図画像上に表示したスケール表示子と、前記上面図画像に対応する物体の任意の部分とを重ね、当該スケール表示子がどのくらいの長さを認識するかを設定することで行うものとすることができる。あるいは、前記コンピュータは、さらに、前記上面図画像及び立面図画画像の近傍に、複数のカメラをリスト形式で表示する処理を行うものとすることができる。この場合、前記リスト内のカメラを前記上面図画像にドラッグアンドドロップする操作に応答して、前記上面図画像上に前記カメラを表すカメラ表示子を重ねて配置して表示させる処理と、前記コンピュータは、任意に設定したカメラの高さに応じてカメラ表示子を前記立面画像に重ねて表示する処理も、行う。The computer further sets a conversion coefficient between the top view image and the actual size of the object corresponding to the top view image, the scale indicator displayed on the top view image, and the object corresponding to the top view image. It is possible to perform this by setting the length of the scale indicator to be recognized by overlapping with any part of the above. Alternatively, the computer may further perform a process of displaying a plurality of cameras in a list format in the vicinity of the top view image and the elevation view image. In this case, in response to an operation of dragging and dropping the camera in the list onto the top view image, a process of arranging and displaying a camera indicator representing the camera on the top view image, and the computer Also performs a process of displaying a camera indicator superimposed on the elevation image in accordance with the arbitrarily set camera height.
なお、前記区画体による死角範囲は、前記エリアにおける前記カメラの位置から前記区画体の上端を通り、前記エリアにおける前記上面図画像に対応する面に接して形成された線分と、前記区画体の前記上面図画像に対応する面と前記区画体の下端との接触による線分とを繋ぐ領域によって規定されているものとすることができる。この領域は、全体が撮影範囲に入る場合もあるし、一部だけが撮影範囲に入る場合もある。 In addition, the blind spot range by the division body includes a line segment formed in contact with a surface corresponding to the top view image in the area through the upper end of the division body from the position of the camera in the area, and the division body. It can be prescribed | regulated by the area | region which connects the line segment by contact with the surface corresponding to the said top view image, and the lower end of the said division body. This region may be entirely within the shooting range, or only a part may be within the shooting range.
前記カメラ設置シミュレータプログラムを実行するコンピュータは、前記撮影範囲に前記区画体の一部又は全部が含まれる場合、前記設定情報と前記上面図データとに基づいて、当該区画体を含んだ前記カメラの仮想撮影映像である三次元グラフィックスを生成し、これを前記表示装置に表示させる処理を行うこともできる。 The computer that executes the camera installation simulator program, when a part or all of the partition body is included in the shooting range, based on the setting information and the top view data, the computer of the camera including the partition body It is also possible to generate a three-dimensional graphic that is a virtual photographed image and display it on the display device.
このように構成すると、上面図上で区画体によって死角となる範囲を確認することができる上に、仮想撮影映像によっても、どの範囲が区画体によって死角となるかを、よりリアルに知ることができる。 With this configuration, it is possible to confirm the range that becomes a blind spot by the partition on the top view, and it is possible to more realistically know which range becomes the blind spot by the partition even with the virtual image. it can.
これに加えて、前記上面図画像上に、撮影対象を表す撮影対象表示子を重ねて配置して表示させる処理と、前記区画体の光透過率を設定する処理とを行うことができる。この場合、前記撮影範囲に前記撮影対象と前記区画体の一部又は全部が含まれ、且つ、前記三次元グラフィックスにおいて、前記撮影対象の前方に前記区画体が重なる表示になると、前記設定された光透過率に応じて前記区画体を通して前記撮影対象が見えるように三次元グラフィックスを生成して表示させる処理を行うこともできる。 In addition to this, it is possible to perform a process of arranging and displaying a photographing object indicator representing a photographing object on the top view image and a process of setting the light transmittance of the partition. In this case, the setting is performed when the shooting range includes a part or all of the shooting target and the partition, and the partition overlaps in front of the shooting target in the three-dimensional graphics. Depending on the light transmittance, it is also possible to perform processing for generating and displaying three-dimensional graphics so that the photographing object can be seen through the partition.
このように構成すると、上面図上において区画体による死角範囲を知ることができる上に、区画体が光透過性の材質のものである場合、その区画体の光透過率に応じた光透過性を持つ区画体を透して、どのように撮影対象が見えるかもシミュレーションすることができる。 If comprised in this way, the blind spot range by a division body can be known on a top view, and when the division body is a light-transmitting material, the light transmittance according to the light transmittance of the division body It is also possible to simulate how the object to be photographed can be seen through the partition body having.
以上のように、本発明によれば、カメラを実際に設置する前に、カメラを設置したらどのような範囲をどのような状態で撮影することができるかを、特に、壁やパーティッションのようなものが配置されている場合には、どの範囲がカメラによって撮影されない死角範囲となるかをも含めて、前記上面図画像上でユーザーが容易に知ることができる。また、上記仮想撮影映像でも、どの範囲がカメラによって撮影されない死角範囲となるかをユーザーが容易に知ることも可能である。しかも、比較的入手の容易な二次元データさえあれば、後は区画体については、その配置位置や高さを設定するという比較的簡単な作業を行うだけで、どの範囲がカメラによって撮影されない死角範囲となるかをユーザーが容易に知ることができる。 As described above, according to the present invention, before the camera is actually installed, what range can be taken in what state once the camera is installed, particularly like a wall or a partition. When an object is arranged, the user can easily know on the top view image including which range is a blind spot range that is not photographed by the camera. Further, the user can easily know which range is a blind spot range that is not captured by the camera even in the virtual captured video. Moreover, as long as there are two-dimensional data that is relatively easy to obtain, after that, it is only necessary to perform the relatively simple work of setting the placement position and height of the compartment, and which range is not captured by the camera. The user can easily know whether the range is reached.
本発明の1実施形態のカメラ設置シミュレーション用プログラムは、コンピュータ、例えばパーソナルコンピュータで実行されるもので、パーソナルコンピュータの表示手段、例えば液晶表示装置の画面に、図1に示すような画像を表示する。なお、パーソナルコンピュータは、図示していないが、演算手段としてのCPU、記憶手段としてのメモリ、ハードディスク、指示手段としてのキーボード、ポインティング手段としてのマウスやタブレット等を備えている。このプログラムは、記録媒体、例えばCD−ROMまたはDVD−ROM等に記憶され、この記録媒体からメモリまたはハードディスクに転送される。また、サーバからネットワークを経由してダウンロードすることも可能である。 A camera installation simulation program according to an embodiment of the present invention is executed by a computer, for example, a personal computer, and displays an image as shown in FIG. 1 on a screen of a display unit of the personal computer, for example, a liquid crystal display device. . Although not shown, the personal computer includes a CPU as a calculation means, a memory as a storage means, a hard disk, a keyboard as an instruction means, a mouse and a tablet as pointing means, and the like. This program is stored in a recording medium such as a CD-ROM or DVD-ROM, and transferred from the recording medium to a memory or a hard disk. It is also possible to download from the server via the network.
液晶表示装置の画面には、ベースとなる窓2が表示されている。この窓2の左上部に、矩形の上面図窓4が表示されている。この上面図窓4内には、所定エリア、例えばカメラを設置しようとする領域、例えばビルの内外を表す上面図6が表示されている。この上面図6を表示するための画像データは二次元画像データであり、図示していないが、ベース窓2に表示されているファイル読み込み用のタブをマウス等によって選択することによって、読み込まれたものである。読み込む画像データは、種々の画像形式に対応しており、例えば当該ビルの管理者から受領したビル内のフロアの上面図或いは建築図面の画像データを取り込んだり、紙に印刷された上面図をスキャナで読み取って画像データとして取り込んだりすることができる。画像データとしては、例えばビットマップ形式やJPEG形式の画像データを用いることができる。上面図窓4は、上面図6の一部のみを表示しており、上面図窓4に、上面図6の他の部分を表示する場合には、上面図窓4の下部にあるスライダ4aを操作するか、上面図窓4上でポインタをドラッグ操作する。また、図示していない倍率変更用の窓に所望の倍率を設定することによって、その倍率に応じて上面図の一部が表示され、倍率を1にすると、上面図6の全体が上面図窓4に表示される。
A
上面図窓4の斜め下方には、カメラ選択窓8が表示されている。カメラ選択窓8には、複数のカメラ、例えばビデオカメラの型番と、そのカメラの使用場所(例えば屋内用、屋外用)と、最小画角と、最大画角とが、リスト形式で表示されている。カメラの型番と使用場所とからカメラの種類を特定することができる。 A camera selection window 8 is displayed obliquely below the top view window 4. In the camera selection window 8, a model number of a plurality of cameras, for example, video cameras, a place where the cameras are used (for indoor use, for outdoor use), a minimum field angle, and a maximum field angle are displayed in a list format. Yes. The type of the camera can be specified from the model number of the camera and the place of use.
これらリストの内容を判断して、所望のカメラに対応する例えば型番をマウス等で選択し、上面図6上にドラッグアンドドロップすると、カメラを表すシンボルであるカメラ表示子、例えばカメラ上面図表示子10が上面図6上に、これに重ねて表示される。同時に、上面図窓4の下方に配置されている立面図窓12内の立面図14内にも、カメラを表すシンボルである別のカメラ表示子、例えばカメラ立面図表示子16が表示される。
When the contents of these lists are determined, for example, a model number corresponding to a desired camera is selected with a mouse or the like, and dragged and dropped onto the top view 6, a camera indicator which is a symbol representing the camera, for example, a camera
この表示と同時に、カメラ上面図表示子10から伸びる水平視野表示子18が上面図6上に表示され、カメラ立面図表示子16から伸びる垂直視野表示子20が立面図14上に表示される。水平視野表示子18は、カメラが撮影可能な撮影範囲を水平面に投影した水平視野を表したもので、垂直視野表示子20は、カメラが撮影可能な撮影範囲を、その光軸が通る垂直面に投影した垂直視野を表したものである。
Simultaneously with this display, a
上面図窓4内には、例えば実線で、スケール表示子、例えばスケーラ22が表示されている。このスケーラ22は、ユーザーのマウス操作により、移動伸縮自在であり、ユーザーは事前に上面図窓4内に表示されている既知の長さの部分、例えば建物の長さ等と、スケーラ22とを重ねる操作を行って、このスケーラ22を何メートルとして認識するかを設定することができる。即ち、上記既知の長さが例えば10mであれば、画面上でその既知の長さ部分と重ね合わせたスケーラ22を10mと設定することで、上面図画像と実寸との変換係数であるスケールが設定される。一方、立面図14上に描いた基準面、例えば地面を表す地面表示子24の上方に破線で描いた高さスケール表示子26の地面表示子24からの高さを何メートルとして認識するかを、事前にユーザーがマウス等を操作することによって設定することもできる。また、立面図14ではカメラ立面表示子16から地面表示子24に垂直に表示されたカメラ位置表示子30と、このカメラ位置表示子30からの距離を表す目盛表示子32、32・・・が表示されている。
A scale indicator, for example, a
水平視野表示子18及び垂直視野表示子20は、カメラ上面表示子10が上面図6に配置されたとき、予め定めた高さ、予め定めた俯角及び予め定めた方向にカメラが配置され、カメラは最大画角の状態にあると設定されて、表示されている。
The horizontal
水平視野表示子18は、後述するように台形状に表示され、この台形の内側にある領域が実際に撮影可能な範囲を表している。垂直視野表示子20は、立面図14に符号34で示す光軸表示子を通り地面に垂直な面に投影したカメラの撮影範囲を示しており、地面表示子24に近い近表示子20aと、地面表示子24から遠い遠表示子20bとを有している。この近表示子20aと遠表示子20bと地面表示子24とで囲われた範囲が実際に撮影可能な範囲を表している。
The horizontal
ここで、三次元空間内におけるカメラの撮影範囲を考える。上面図は二次元データである。二次元データは、三次元空間上では平面と考えることができる。この考えを利用して二次元データである上面図が高さ零の平面となるようなXw、Yw、Zwの直交する三軸で張られる三次元空間を図2に示すように構成する。更に、この三次元空間を図1に示す上面図の左下端点が三次元空間の原点0、上面図の右方向が+Xw、上面図の上方向が+Yw、上面図の奥から手前(上面図の紙面の裏面から表面)に向かう方向が+Zwとなるように構成する。なお、上面図において右方向が+u、上面図の上方向が+vとする。また、三次元空間の縮尺は、上面図と同じであるとする。
Here, the imaging range of the camera in the three-dimensional space is considered. The top view is two-dimensional data. Two-dimensional data can be considered as a plane in a three-dimensional space. Using this idea, a three-dimensional space stretched by three orthogonal axes of Xw, Yw, and Zw so that the top view, which is two-dimensional data, becomes a zero-height plane is constructed as shown in FIG. Further, in this three-dimensional space, the lower left corner point of the top view shown in FIG. 1 is the
図2に示すように三次元空間におけるカメラの撮影範囲46は、カメラがXw−Yw平面側を向いているCCDカメラの場合、Xw−Yw平面に底面を有する四角錘となる。これは、カメラのレンズがカバーするエリアは、円錐形であるが、その円錐形の中をCCDが四角形に切り取った形になるからである。このシミュレータでは、上面図に表示する水平視野は、図2の撮影範囲46をXw−Yw平面に投影した形になるため、四角錘の地面に接している台形形の底面を描画したものと、上記台形形とカメラを結ぶ線分を描画したものが水平視野表示子18になる。
As shown in FIG. 2, the
また、垂直視野は、図3に示すように、図2に示す三次元空間においてカメラ光軸48を含み、かつXw−Yw平面に垂直な平面Sを考え、この平面Sに撮影範囲46を投影したものとなる。即ち、撮影範囲46におけるカメラに近い側面50と面Sとが交わって近表示子20aに相当する線分52が形成され、撮影範囲46のカメラから遠い側面54が面Sと交わって遠表示子20bに相当する線分56が形成され、これら線分52、56と地面とからなる三角形状が垂直視野表示子20に相当する。
Further, as shown in FIG. 3, the vertical field of view includes a camera
側面50とカメラとの間が撮影不能な死角範囲となり、これをXw−Yw平面に投影したものを上面図6に表すと、カメラ上面表示子10側にある水平視野表示子18の短い縁とカメラ上面表示子10との間の破線で示した部分である。また、死角範囲を上記平面Sに投影したものを立面図14に表すと、近表示子20aとカメラ位置表示子30との間のハッチングを付した部分である。
A blind area between the
カメラ上面表示子10は、これをマウス等でクリックして任意の方向にドラッグすることによって、カメラの位置を変更することができ、それに伴いカメラ上面表示子10及び水平視野表示子18の位置を自動的に再計算し、再表示させることができる。また、水平視野表示子18をクリックして回転させることによって、カメラの水平設置角を変更することができ、それに伴いカメラ上面表示子10及び水平視野表示子18の方向も自動的に再計算し、再表示させることができる。
The camera
カメラ立面表示子16は、これをマウス等でクリックして上下方向にドラッグすることにより、カメラの高さ位置を変更することができ、それに伴い水平視野表示子18、カメラ立面表示子16及びの垂直視野表示子20の表示位置を自動的に再計算し、再表示させることができる。また、垂直視野表示子20をマウス等でクリックした状態で回転させることによってカメラの垂直設置角を変更することができ、水平視野表示子18の表示範囲及び垂直視野表示子20の方向も自動的に再計算し、再表示させることができる。
The
上記の説明では、カメラの水平及び垂直画角は最大の場合を前提として説明したが、水平視野表示子18または垂直視野表示子20の縁をマウス等でクリックして、内側に向かって移動させることによってカメラの水平及び垂直画角を最小画角とした状態まで連続的に変更することができ、逆に水平及び垂直画角を最小とした状態から水平視野表示子18または垂直視野表示子20の縁をマウス等でクリックして、外側に向かって移動させることによって、カメラの水平及び垂直画角を最大画角とした状態まで連続的に変更することができる。このとき、変更したカメラの画角に伴い、水平視野表示子18及び垂直視野表示子20の表示範囲が自動的に再計算され、再表示される。
In the above description, the case where the horizontal and vertical angles of view of the camera are maximum has been described. However, the edge of the
図1に示すように、カメラ選択窓8の下方には、撮影対象アイコン、例えば人物アイコン36と車アイコン38とが表示されている。人物アイコン36または車アイコン38をクリックして、上面図6にドラッグアンドドロップすると、撮影対象表示子、例えば人物上面表示子40または車上面表示子42が表示される。これら人物上面表示子40または車上面表示子42の配置位置及び方向は、ドラッグすることによって変更可能である。これらの配置位置が水平視野表示子18内であると、立面図14内に人物立面表示子44または車立面表示子(図示せず)が表示される。また、ユーザーは、人物上面表示子40または車上面表示子42で人物上面表示子40が表す人物の身長及び車上面表示子42が表す車の長さを入力することができる。人物上面表示子40が表す人物の幅及び奥行寸法は、入力された身長に比例して設定される。同様に、車上面表示子42が表す車の幅及び高さ寸法も車の長さに比例して予め設定される。従って、上述したように身長、車の長さを設定することによって、人物及び車の三次元データが全て揃う。
As shown in FIG. 1, below the camera selection window 8, a shooting target icon, for example, a
上面部表示窓4の上部には、壁入力タブ45が表示されている。この壁入力タブ45をマウス等でクリックし、上面図6上の所望の領域、例えば本来、壁のような区画体が配置されている領域の両端を示す2つの位置をクリックすることによって、上面図6に一点鎖線で示すように区画体表示子、例えば壁表示ライン47を表示する。この壁表示ライン47は、何カ所でも表示することができる。このクリックによって、壁表示ライン47の両端の位置が取得される。また、壁表示ライン47が表示されるのに伴い、デフォルトでこの壁表示ライン47が表す壁の高さ情報が設定される。この高さ情報は、例えば壁表示ライン47でマウスを右クリックすることによって表示されるメニューから高さ設定部をマウスで選択し、これに所望の高さ情報を入力することによって、ユーザーの所望の高さに設定することができる。従って、上述したように壁の高さを設定することによって、区画体の三次元データが全て揃う。なお、壁表示ライン74の配置位置は、変更可能である。また、右クリックで表示される光透過率設定部をマウスで選択し、これに所望の光透過率を設定することができる。これは、例えば壁が透明なガラスや半透明なガラスによって構成されている場合に対応するためのものである。
A
このように壁表示ライン47が表示され、この壁表示ライン47が水平視野表示子18内にある場合、カメラ上面表示子10及びカメラ立面表示子16によって表される位置に設置したカメラによって撮影したなら、この壁表示ライン47が表す壁によって遮られて撮影されない水平視野表示子18内の範囲、即ち死角となる範囲を表す壁死角範囲47aの部分を除いて水平視野表示子18が表示される。これによって、壁がある場合に、どこが壁による死角となるか、ユーザーは即座に判る。
When the
カメラ選択窓8の上部の3D映像表示窓43に、水平視野表示子18及び垂直視野表示子20によって確定された撮影範囲に相当する3D映像、即ちカメラ上面表示子10及びカメラ立面表示子16によって表される位置に設置したカメラによって撮影したなら得られる仮想映像を表す仮想3D映像が表示される。この仮想3D映像は、上述したカメラ上面表示子10の配置位置及び方向と、カメラ立面表示子16の配置位置から決定されたカメラの三次元座標の位置から、地面を見た状態を、上面図を座標変換することによって得た画像を、上記水平視野表示子18及び垂直視野表示子20によって規定された範囲として表示したものである。この場合、人物上面表示子40、車上面表示子42及び壁表示ライン47にそれぞれ対応する人物、車及び壁が、撮影範囲に入っている場合には、これらも表示される。
In the 3D
但し、人物上面表示子40、車上面表示子42及び壁表示ライン47にそれぞれ対応する人物、車及び壁に対しては上述したように三次元データが揃っているので、人物上面表示子40、車上面表示子42、壁表示ライン47が水平視野表示子18内に全部または一部入っている場合、これらに対応する像が3D映像表示部43に三次元表示される。しかも、たとえば人物上面表示子40、車上面表示子42の全部あるいは一部が、壁表示ライン47を挟んでカメラ上面表示子10と反対側に位置する場合、即ち、人物上面表示子40、車上面表示子42によって表される人物や車の全部あるいは一部が、壁表示ライン47によって表されている壁によって遮られている場合には、その遮られた状態で3D映像が表示される。
However, since the three-dimensional data is prepared for the person, the car, and the wall corresponding to the person
但し、壁表示ライン47の光透過率が0に設定されている場合には、図4(a)に示されているように完全に隠されて表示されるが、図4(b)に示すように光透過率が1の場合には、完全に隠されていない状態で人物上面表示子40、車上面表示子42に対応する仮想3D映像が表示され、光透過率が0から1の間にある場合には、図4(c)に示すように、その透過率に応じた状態で人物上面表示子40、車上面表示子42に対応する仮想3D映像が表示される。この3D映像表示部46に表示されている映像は、カメラから見た大きさに対応したものとして表示される。
However, when the light transmittance of the
従って、例えばカメラを監視用に使用しようとする場合、監視したい場所に人物上面表示子40や車上面表示子42を配置し、また、実際に壁が配置されている位置に壁表示ライン47を表示させ、壁の高さ及び光透過率を設定し、カメラ上面表示子10及び水平視野表示子18を操作することによってカメラの配置位置や方向を変更し、かつカメラ立面表示子16及び垂直視野表示子20を操作することによってカメラの高さや垂直設置角を調整することによって、人物や車をどのように撮影することができるかを、3D映像表示窓43の仮想3D映像から認識できる。特に、壁がある場合、その壁も実際の高さに相当するものとして表示され、壁によって人物や車の全部または一部が隠されている場合には、その隠された状態で表示されるし、壁が透明または半透明な場合には、壁に隠れている人物や車の全部または一部が、壁を通してどのように見えるかも表示される。また、人物上面表示子40や車上面表示子42をドラッグすることによって、移動する人物や車がどのように表示されるかを3D映像表示窓43の仮想3D映像から認識できる。このように比較的容易に入手することができるビル等の上面図を基礎としながら、撮影対象物の周囲に例えば壁やパーティションのような区画体等が存在する場合には、撮影対象物全体、或いは一部が、区画体によって遮られた状態をシミュレーション表示することができる。
Therefore, for example, when the camera is to be used for monitoring, the person
また、カメラの配置位置や方向を変更し、あるいはカメラの高さや垂直設置角を調整すると、この調整に応じて上面図6における壁死角範囲47aを考慮して水平視野表示子18が変化する。従って壁死角範囲47aを小さくするには、どのような位置に、どのような高さでカメラを配置し、どのような方向にカメラを向けると、壁死角範囲47aを小さくすることができるかを、カメラ上面表示子10の配置位置や方向、カメラ立面表示子16の高さや垂直設置角を変更することによって、水平視野表示子18を見ながら容易に知ることができる。
When the camera arrangement position or direction is changed or the camera height or vertical installation angle is adjusted, the horizontal
上記の説明は、カメラ上面表示子10を1つだけ表示する場合のものであるが、複数のカメラ上面表示子10を同時に上面図6上に表示し、同時に複数のカメラの水平視野表示子18を上面図6上に表示することもできる。複数のカメラ上面図表示子10のうち1つがマウス等で選択されたとき、立面図14には、上面図でマウス等でクリックされている水平視野表示子18に対応する垂直視野表示子20のみが表示される。あるいは、複数の立面図14を用意し、カメラごとに異なる立面図にカメラ率面表示子16及び垂直視野表示子20を表示してもよい。
The above description is for the case where only one camera
以下、壁表示ライン47が配置されていない状態における仮想3D映像の生成アルゴリズム及び水平視野表示子18及び垂直視野表示子20の表示アルゴリズムをまず説明する。次に、この水平視野表示子18内に壁表示ライン47が含まれる場合に、壁表示ライン47に対応する壁による死角範囲の表示アルゴリズムについて説明する。
Hereinafter, a generation algorithm of a virtual 3D image and a display algorithm of the horizontal
まず仮想3D映像の生成アルゴリズムの表示について説明する。上面図は二次元データであるが、三次元空間上では平面と考えることができる。この考えを利用して図5に示すように上面図が三次元空間上における高さ零の平面となるようなXw、Yw、Zwの直交する三軸で張られる三次元空間を構成する。更に、図1(a)に示す上面図の左下端点が三次元空間の原点0、上面図の右方向が+Xw、上面図の上方向が+Yw、上面図の奥から手前(図1(a)の紙面の裏面から表面)に向かう方向が+Zwとなるように、三次元空間を構成する。また、三次元空間の縮尺は、上面図と同じであるように構成する。
First, display of a virtual 3D video generation algorithm will be described. Although the top view is two-dimensional data, it can be considered as a plane in a three-dimensional space. Using this idea, as shown in FIG. 5, a three-dimensional space stretched by three orthogonal axes of Xw, Yw, and Zw is constructed such that the top view is a zero-height plane in the three-dimensional space. 1A is the
ここで、上述したような上面図、立面図上でのユーザーの操作によってカメラの設置情報が下記のように与えられているとする。 Here, it is assumed that the installation information of the camera is given as follows by the user's operation on the top view and the elevation view as described above.
カメラの情報 値
カメラの上面図上の座標 (uc、vc) 上面図上で設定
カメラの高さ h(mm) 立面図上で設定
カメラの水平設置角 θ(rad) 上面図上で設定
カメラの垂直設置角 ρ(rad) 立面図上で設定
上面図と実寸の変換係数 k(pix/mm) スケーラにより設定
カメラの水平画角 θh(rad) 上面図上で設定
カメラの垂直画角 θv(rad) 立面図上で設定
Camera information Value Camera coordinates on top view (uc, vc) Set on top view Camera height h (mm) Set on top view Camera horizontal installation angle θ (rad) Set on top view Camera Vertical installation angle of ρ (rad) Set on elevation view Conversion factor between top view and actual size k (pix / mm) Set with scaler Horizontal field angle of camera θh (rad) Set on top view Camera vertical field angle θv (Rad) Set on elevation
3D映像作成プログラムにおいて、例えば三次元グラフィックス作成のためのライブラリとしてOpenGLを使用したものでは、カメラの三次元配置位置と注視点0O(上述した光軸48の先端が撮影しようとする対象物と交差する点)、画角を設定すれば、カメラから見た三次元空間内の画を描画することができる。上記の条件において三次元空間におけるカメラの位置(xc、yc、zc)のうち、xc、ycは、上面図6上のカメラの座標uc、vcから
xc=uc、yc=vc
と求められる。zcについては、立面図14上で設定した高さh(mm)を用いる。しかし、上述したように三次元空間の縮尺は上面図と同じであるように構成しているので、zcはピクセル単位で求めなければならない。このため、上面図上で設定したスケーラ22を用いる。上面図上で設定したスケーラ22により求めた変換係数k(pix/mm)を用いて、zcは、
zc=h*k
と求められる。これにより、図5に示すように、三次元空間上において、上面図との位置関係を保持したカメラ位置が算出することができる。ここでは三次元空間の縮尺はピクセル単位に設定したが、スケーラ22の設定を用いることによって、ミリ単位に設定することも可能である。
In the 3D video creation program, for example, when OpenGL is used as a library for creating 3D graphics, the 3D arrangement position of the camera and the gazing point 0O ( the object to be photographed by the tip of the
Is required. For zc, the height h (mm) set on the
zc = h * k
Is required. As a result, as shown in FIG. 5, the camera position that maintains the positional relationship with the top view can be calculated in the three-dimensional space. Here, the scale of the three-dimensional space is set in units of pixels, but by using the setting of the
三次元空間内のカメラの注視点Oは、上記のカメラ位置xc、yc、zcと水平設置角θ、垂直設置角ρを用いて計算する。ここで、注視点OはXw−Yw平面上にあるとすると、点(xc、yc、0)から注視点Oまでの距離rは、
r=zc/tanρ
で求められる。注視点Oの座標(xo、yo、0)のうち、xo、yoは、
xo=xc+r・cosθ
yo=yc+r・sinθ
で求められる。
The gazing point O of the camera in the three-dimensional space is calculated using the camera positions xc, yc, zc, the horizontal installation angle θ, and the vertical installation angle ρ. Here, if the gazing point O is on the Xw-Yw plane, the distance r from the point (xc, yc, 0) to the gazing point O is
r = zc / tanρ
Is required. Of the coordinates (xo, yo, 0) of the gazing point O, xo and yo are
xo = xc + r · cos θ
yo = yc + r · sin θ
Is required.
更に、カメラの水平画角θh、垂直画角θvも設定されている。ところで、通常カメラの水平画角と垂直画角は、一方を決定することで他方も従属的に決定される関係にある。よって、上記カメラの水平画角および垂直画角のうち、いずれかを設定するだけでよい。
従って、これらの三次元空間上で算出されたカメラ位置、注視点、画角を用いることによってユーザーが指定した設置条件を正確に反映したカメラのシミュレーション画像を生成することができる。
Further, the horizontal field angle θh and the vertical field angle θv of the camera are also set. By the way, the horizontal angle of view and the vertical angle of view of the normal camera are in a relationship in which one is determined and the other is also subordinately determined. Therefore, it is only necessary to set one of the horizontal field angle and the vertical field angle of the camera.
Therefore, by using the camera position, the gazing point, and the angle of view calculated in these three-dimensional spaces, it is possible to generate a camera simulation image that accurately reflects the installation conditions specified by the user.
ここで、上面図6上の壁表示ライン47を用いて、ユーザーが壁を設定したとする。壁は、三次元空間内では平面と考えることができるので、壁の四隅の三次元座標を与えることで、三次元空間内に壁を表示することができる。ここで、壁表示ライン47の上面図6上の両端の座標が(uw1、vw1)、(uw2、vw2)と与えられたとすると、この壁は地面に接していると仮定することで、壁の接地面における三次元空間座標(xw1、yw1、0)、(xw2、yw2、0)は、
(xw1、yw1、0)=(uw1、vw1、0)
(xw2、yw2、0)=(uw2、vw2、0)
と算出することができる。
更に、壁は地面から垂直に立っていると仮定することができる。三次元空間内における壁の高さをzwとすると、壁を構成する残り二点の三次元空間座標は、図14に示すように、(xw1、yw1、zw)、(xw2、yw2、zw)となる。このzwを算出するため、ユーザーが設定した壁の高さhw(mm)を用いる。しかし、上述したように三次元空間の縮尺は上面図と同じであるように構成しているので、zwはピクセル単位で求めなければならない。このため、上面図上で設定したスケーラ22を用いる。上面図上で設定したスケーラ22により求めた変換係数k(pix/mm)を用いて、zwは、
zw=hw*k
と求められる。これによって、壁を構成する四隅の三次元空間座標が求まるので、上述したカメラシミュレーション画像内に壁の3Dモデルを表示することが可能となる。
Here, it is assumed that the user sets a wall using the
(Xw1, yw1, 0) = (uw1, vw1, 0)
(Xw2, yw2, 0) = (uw2, vw2, 0)
Can be calculated.
Furthermore, it can be assumed that the wall stands vertically from the ground. When the height of the wall in the three-dimensional space is zw, the three-dimensional space coordinates of the remaining two points constituting the wall are (xw1, yw1, zw), (xw2, yw2, zw) as shown in FIG. It becomes. In order to calculate this zw, the wall height hw (mm) set by the user is used. However, since the scale of the three-dimensional space is configured to be the same as that of the top view as described above, zw must be obtained in units of pixels. For this reason, the
zw = hw * k
Is required. As a result, the three-dimensional spatial coordinates of the four corners constituting the wall are obtained, so that the 3D model of the wall can be displayed in the camera simulation image described above.
次に、垂直視野表示子20の表示について説明する。また、図6に示すように、上述した面Sにおいて、線分52及びXw−Yw平面の交点Aとカメラ位置からXw−Yw平面に下ろした垂線60及びXw−Yw平面との交点Pとの間の距離rg1、線分56及び地面の交点Bと交点Pとの間の距離rg2、線分52、56の長さrs1、rs2が判明すれば、線分52、56に相当する近表示子20a、遠表示子20bは立面図において表示可能になる。垂直画角θvは、光軸48によって二等分されているので、角CAPはρ+θv/2であり、角CBPはρ−θv/2である。従って、rg1、rg2は、式(1)、式(2)で表され、rs1、rs2は式(3)、(4)で表される。
Next, the display of the vertical
rg1=zc/(tan(ρ+(θv/2))・・・(1)
rg2=zc/(tan(ρ−(θv/2))・・・(2)
rs1=zc/(sin(ρ+(θv/2))・・・(3)
rs2=zc/(sin(ρ−(θv/2))・・・(4)
rg1 = zc / (tan (ρ + (θv / 2)) (1)
rg2 = zc / (tan (ρ− (θv / 2)) (2)
rs1 = zc / (sin (ρ + (θv / 2)) (3)
rs2 = zc / (sin (ρ− (θv / 2))) (4)
従って、立面図14において、カメラ位置表示子30から地面表示子24に沿ってrg1、rg2の位置に、カメラ位置表示子30上の地面からzcの高さに相当する位置から長さrs1、rs2に相当する長さの直線を描くことによって近表示子20a、遠表示子20bをそれぞれ表示することができる。カメラの設置高さzc、垂直設置角ρ、画角のいずれかが変更されるごとに、式(1)、式(2)に基づいてrg1、rg2を演算して、近表示子20a、遠表示子20bをそれぞれ表示する。
Accordingly, in the
しかし、垂直設置角や画角の変更によっては、遠表示子20bが図7に示すように、水平よりも上に来ることがある。即ちθv/2>ρのときがある。このとき、rg2を演算することはできない。その場合、カメラ位置表示子30から予め定めた一定距離rgeにおいて立てた垂線及び線分56の交点Dと前記垂線及び高さ基準線58の交点Eとの距離rz2が判明すれば、線分56を表示することができる。角DCEはθv/2−ρであるので、rz2は式3で表される。
However, depending on the change in the vertical installation angle and the angle of view, the
rz2=rge・tan(θv−ρ)・・・(5) rz2 = rge · tan (θv−ρ) (5)
従って、立面図14においてカメラ位置表示子30からrgeに相当する位置の垂線上にあるzc+rz2に相当する位置にカメラ位置表示子30上のzcに相当する位置から直線を描くことによって遠表示子20bを表示することができる。
Accordingly, in the
次に、水平視野表示子18の表示について説明する。上述した交点Aは図3では、カメラ視野46のXw−Yw平面に投影された台形状底面のカメラ側にある上辺の両端Ar、Alの中点である。同様に交点Bは、カメラ視野46のXw−Yw平面に投影された台形状底面のカメラから遠い側にある下辺の両端Br、Blの中点である。水平視野表示子18を描くためには、Ar、Al、Br、Blの座標を算出する必要があり、そのためには交点Aから上辺の一方の端までの距離rw1、交点Bから下辺の一方の端までの距離rw2、上述したrg1、rg2が必要である。rg1、rg2は、式(1)、(2)によって算出されている。
Next, the display of the horizontal
次にrw1、rw2を算出するが、そのためには、角ArCAと角BrCBとが必要である。図8は、カメラのレンズ主点OとCCDとの関係を表した図で、fは焦点距離、WはCCDの横サイズ、θhは水平画角である。水平画角θhは、CCDの中心を通る水平方向の線分Wの両端と主点Oがなす角度である。図9(a)のCCD上端においてCCDの横サイズは、変化せずにWと一定であるがレンズ主点OからCCDの上端の中点までの距離ftは焦点距離fよりも長くなり、このときの水平視野角θhtは水平画角θhよりも小さい。図9(b)においても同様で、CCD下端においてCCDの横サイズは、変化せずにWであるがレンズ主点OからCCDの下端の中点までの距離fbは焦点距離fよりも長くなり、下端における水平視野角θhbは水平画角θhよりも小さくなる。これらの視野角θht、θhbは、ft、fbが求まれば算出することができる。 Next, rw1 and rw2 are calculated. In order to do so, an angle ArCA and an angle BrCB are required. FIG. 8 is a diagram showing the relationship between the camera lens principal point O and the CCD, where f is the focal length, W is the lateral size of the CCD, and θh is the horizontal field angle. The horizontal angle of view θh is an angle formed by the principal point O and both ends of a horizontal line segment W passing through the center of the CCD. The horizontal size of the CCD at the upper end of the CCD in FIG. 9A is constant as W without changing, but the distance ft from the lens principal point O to the middle point at the upper end of the CCD is longer than the focal length f. The horizontal viewing angle θht is smaller than the horizontal field angle θh. Similarly in FIG. 9B, the horizontal size of the CCD at the lower end of the CCD is W without change, but the distance fb from the lens principal point O to the middle point of the lower end of the CCD is longer than the focal length f. The horizontal viewing angle θhb at the lower end is smaller than the horizontal field angle θh. These viewing angles θht and θhb can be calculated if ft and fb are obtained.
そこで、図10に示すように垂直方向の断面を考える。このとき、光軸48はCCDの中央を貫いているとすると、fは式6から求められる。
Therefore, a vertical section is considered as shown in FIG. At this time, if the
f=ft・cos(θv/2)・・・(6) f = ft · cos (θv / 2) (6)
次に、図8と図9(a)から式7、式8の関係が求められる。 Next, the relationship of Formula 7 and Formula 8 is calculated | required from FIG. 8 and FIG. 9 (a).
W/f=2tan(θh/2)・・・(7)
W/ft=2tan(θht/2)・・・(8)
W / f = 2 tan (θh / 2) (7)
W / ft = 2 tan (θht / 2) (8)
ここで式(7)に式(6)を代入すると、(9)の関係が得られる。 Here, by substituting equation (6) into equation (7), the relationship of (9) is obtained.
W/ft=2tan(θh/2)cos(θv/2)・・・(9) W / ft = 2 tan (θh / 2) cos (θv / 2) (9)
式(9)に式(8)を代入すると、式(10)の関係が得られる。 By substituting equation (8) into equation (9), the relationship of equation (10) is obtained.
tan(θht/2)=tan(θh/2)cos(θv/2)・・・(10) tan (θht / 2) = tan (θh / 2) cos (θv / 2) (10)
式(10)から式(11)が得られる。 Equation (11) is obtained from Equation (10).
θht=2tan−1{tan(θh/2)cos(θv/2)}・・・(11) θht = 2tan −1 {tan (θh / 2) cos (θv / 2)} (11)
ここで、ft=fbであるので、θht=θhbである。図3において求めたいrw1、rw2は式(10)を用いて式(12)、式(13)のように算出できる。 Here, since ft = fb, θht = θhb. In FIG. 3, rw1 and rw2 that are desired to be calculated can be calculated as in Expression (12) and Expression (13) using Expression (10).
rw1=rs1・tan(θhb/2)=rs1・tan(θh/2)cos(θv/2)・・・(12)
rw2=rs2・tan(θht/2)=rs2・tan(θh/2)cos(θv/2)・・・(13)
rw1 = rs1 · tan (θhb / 2) = rs1 · tan (θh / 2) cos (θv / 2) (12)
rw2 = rs2 · tan (θht / 2) = rs2 · tan (θh / 2) cos (θv / 2) (13)
このようにしてrg1、rg2、rw1、rw2が算出されたので、点Ar、Al、Br、Blの座標を算出することができる。 Since rg1, rg2, rw1, and rw2 have been calculated in this manner, the coordinates of the points Ar, Al, Br, and Bl can be calculated.
上記の説明は、図11に示すように、カメラ上面表示子10が上面図6において水平設置角が0[rad]を向いているときのものである。ここで、水平設置角はXw−Yw平面上の角度となり、XwからYw軸方向への回転が正であるとする。このとき、カメラ位置の上面図6上の点をCmとすると、水平視野表示子18の境界点となる点Amr、Aml、Bmr、Bmlの座標は、以下の式(14)乃至式(17)のように求められる。
The above description is given when the horizontal installation angle of the camera
Aml=Cm+k・(rg1,−rw1)・・・(14)
Amr=Cm+k・(rg1,rw1)・・・・(15)
Bml=Cm+k・(rg2,−rw2)・・・(16)
Bmr=Cm+k・(rg2,rw2)・・・・(17)
ここで、点Aml、Amr、Bmr、Bml、Cmは二次元座標であり、式(14)乃至式(17)においてはベクトル表現であるものとする。kは上述したように上面図と実寸との変換係数で、スカラー量である。
Aml = Cm + k · (rg1, −rw1) (14)
Amr = Cm + k (rg1, rw1) (15)
Bml = Cm + k · (rg2, −rw2) (16)
Bmr = Cm + k (rg2, rw2) (17)
Here, the points Aml, Amr, Bmr, Bml, and Cm are two-dimensional coordinates, and are represented by vectors in the equations (14) to (17). k is a conversion coefficient between the top view and the actual size as described above, and is a scalar quantity.
式(14)乃至(17)は、カメラの水平設置角が0[rad]の場合である。図12に示すようにカメラの水平設置角が上述したようにθ[rad]の場合には、式(18)で示す回転行列Rを考える。 Expressions (14) to (17) are cases where the horizontal installation angle of the camera is 0 [rad]. As shown in FIG. 12, when the horizontal installation angle of the camera is θ [rad] as described above, the rotation matrix R represented by the equation (18) is considered.
R=|cosθ −sinθ|
|sinθ cosθ| ・・・(18)
R = | cos θ−sin θ |
| Sinθ cosθ | (18)
式(14)乃至(17)の第2項に対して式(18)で表す水平設置角θの二次元回転行列を掛けることで、点Aml、Amr、Bml、Bmrの座標は、式(19)乃至(22)のように求められる。 By multiplying the second term of Equations (14) to (17) by the two-dimensional rotation matrix of the horizontal installation angle θ represented by Equation (18), the coordinates of the points Aml, Amr, Bml, and Bmr are expressed by Equation (19). ) To (22).
Aml=Cm+k・R(rg1,−rw1)・・・(19)
Amr=Cm+k・R(rg1,rw1)・・・・(20)
Bml=Cm+k・R(rg2,−rw2)・・・(21)
Bmr=Cm+k・R(rg2,rw2)・・・・(22)
Aml = Cm + k · R (rg1, −rw1) (19)
Amr = Cm + k · R (rg1, rw1) (20)
Bml = Cm + k · R (rg2, −rw2) (21)
Bmr = Cm + k · R (rg2, rw2) (22)
この座標を用いることによって上面図6上に水平カメラ視野表示子18を描画することができ、上面図6上でカメラ上面表示子10の水平設置角θが変更されるごとに、そのときのθを用いて式(19)乃至(22)を用いてAml、Amr、Bml、Bmrの新たな座標を算出し、水平視野表示子18を再描画する。
By using these coordinates, it is possible to draw the horizontal
カメラの垂直設置角ρが小さい場合、rg2が大きな値になって上面図6内に水平視野表示子18を全て描画できないことがある。また、垂直設置角が小さくなくても水平視野表示子18の奥行きを制限したいこともある。これらの場合、図13のように視野の奥行きを予め定めたrdに制限して描画することができる。この場合、rg2の代わりにrdを用いると、線分CBtの長さrstは、式(23)で定まる。
When the vertical installation angle ρ of the camera is small, rg2 becomes a large value, and the
rst=rd/(cos(ρ−(θv/2)))・・・(23) rst = rd / (cos (ρ− (θv / 2))) (23)
ここで、式(13)において、rs2=rdとした上で、式(23)を代入すると式(24)でrw2が求まる。 Here, when rs2 = rd is set in formula (13) and formula (23) is substituted, rw2 is obtained by formula (24).
rw2=rd・tan(θh/2)・cos(θv/2)/(cos(ρ−(θv/2)))・・・(24) rw2 = rd · tan (θh / 2) · cos (θv / 2) / (cos (ρ− (θv / 2))) (24)
これを用い、後は上述したのと同様に計算を行えば、奥行きを制限した状態で上面図6上に水平視野表示子18を描画することができる。
If this is used and calculation is performed in the same manner as described above, the horizontal
次に、上記の三次元空間における撮影範囲46内に図14に示すように壁表示ライン47の長さとその高さ情報とによって想定される1枚の矩形の壁70が立っている場合の死角範囲47aの確定について説明する。図14では、カメラの光軸方向をXw−Yw平面上に射影した半直線BLとすると、半直線BLはXw軸の方向を向いている(図5における水平設置角θが0[rad])と仮定する。このとき、この壁70のXw−Yw平面の2つの頂点をWb1、Wb2、壁70の先端側の2つの頂点をWt1、Wt2とする。これら頂点の座標は、壁表示ライン47の上面図6上への配置と壁高さ情報とによって、Wb1が(xw1、yw1、0)、Wb2が(xw2、yw2、0)、Wt11が(xw1、yw1、zw)、wt2が(xw2、yw2、zw)であると算出されている。壁70を設定したことにより、カメラ座標CからWt11を通りXw−Yw平面と交差する点Wg1と、同じくカメラ座標CからWt2を通りXw−Yw平面と交差する点Wg2とが定まり、Wt1、Wt2、Wb1、Wb2、Wg1、Wg2で囲われる斜線を施した範囲が壁によって遮られた死角範囲となる。Wb1、Wb2は上述したように算出されているので、Wg1、Wg2を算出することができれば、この死角範囲を確定することができる。また、上面図6上においてWb1、Wb2、Wg1、Wg2に対応する点で囲われた領域を水平視野表示子47から除いて描画すると、壁死角範囲47aを表現した水平視野を表示できる。
Next, as shown in FIG. 14, the blind spot when one
そこでまず、図15に示すようにカメラ位置Cから地面に下ろした点Pと、壁の頂点Wb1との距離rを算出する。距離rは、図14から明らかなように式(25)によって表される。 Therefore, first, as shown in FIG. 15, a distance r between a point P lowered from the camera position C to the ground and the vertex Wb1 of the wall is calculated. The distance r is expressed by equation (25) as is apparent from FIG.
r={(xw1−xc)2+(yw1−yc)2}1/2・・・(25) r = {(xw1-xc) 2 + (yw1-yc) 2 } 1/2 (25)
次に、図15に示すように頂点Wt1からカメラ位置Cと点Pを結ぶ線分60に対して伸ばした垂線と線分60の交点をP’とすると、三角形CP’Wt1と三角形CPWg1とは相似形であるので、式(26)の関係が成立する。
Next, as shown in FIG. 15, if the intersection of the perpendicular line extending from the vertex Wt1 to the
r:rd1=zc−zw:zc・・・(26) r: rd1 = zc−zw: zc (26)
式(26)を変形すると、rd1は、式(27)で表される。 When formula (26) is transformed, rd1 is expressed by formula (27).
rd1=zc・r/(zc−zw)・・・(27) rd1 = zc · r / (zc−zw) (27)
ところで、図14に示す線分Wg1Pが半直線BLとなす角度をθ1とすると、θ1は式(28)で表される。 By the way, when the angle formed by the line segment Wg1P shown in FIG. 14 and the half line BL is θ1, θ1 is expressed by Expression (28).
θ1=tan−1{(yw1−yc)/(xw1−xc)}・・・(28) θ1 = tan −1 {(yw1-yc) / (xw1-xc)} (28)
従って、rd1とθ1とを使用すると、Wg1の座標のうちxg1、yg1は、式(29)、(30)で表される。 Therefore, when rd1 and θ1 are used, xg1 and yg1 in the coordinates of Wg1 are expressed by equations (29) and (30).
xg1=xc+rd1・cos(θ1)・・・(29)
yg1=yc+rd1・sin(θ1)・・・(30)
xg1 = xc + rd1 · cos (θ1) (29)
yg1 = yc + rd1 · sin (θ1) (30)
上記の例は、壁の高さzwがカメラの高さzcよりも短い場合であるが、zwがzcよりも長い場合もある。この場合には、rd1は式(27)で演算せずに、充分に大きな値を代入して、式(29)、(30)によってxg1、yg1を算出する。 In the above example, the wall height zw is shorter than the camera height zc, but zw may be longer than zc. In this case, rd1 is not calculated by Expression (27), but a sufficiently large value is substituted, and xg1 and yg1 are calculated by Expressions (29) and (30).
線分wg2Pが半直線BLとなす角度をθ2とすると、Wg2の座標のうちxg2、yg2は、上述したのと同様にして式(31)、(32)で表される。 Assuming that the angle formed by the line segment wg2P and the half line BL is θ2, xg2 and yg2 of the coordinates of Wg2 are expressed by equations (31) and (32) in the same manner as described above.
xg2=xc+rd2・cos(θ2)・・・(31)
yg2=yc+rd2・sin(θ2)・・・(32)
xg2 = xc + rd2 · cos (θ2) (31)
yg2 = yc + rd2 · sin (θ2) (32)
但し、PWg2間の距離rd2は式(33)で表され(zwがzcよりも短い場合、長い場合には上述したように充分に大きな値を使用する)、θ2は式(34)で表される。 However, the distance rd2 between the PWg2 is expressed by the equation (33) (when zw is shorter than zc, if it is long, a sufficiently large value is used as described above), and θ2 is expressed by the equation (34). The
rd2={zc/(zc−zw)}{(xw2−xc)2+(yw2−yc)2}1/2・・・(33)
θ2=tan−1{(yw2−yc)/(xw2−xc)}・・・(34)
rd2 = {zc / (zc-zw)} {(xw2-xc) 2 + (yw2-yc) 2 } 1/2 (33)
θ2 = tan −1 {(yw2-yc) / (xw2-xc)} (34)
このようにして、頂点Wg1、Wg2が求まり、これらと既知のWb1、Wb2、Wt1、Wt2で囲われた範囲が死角範囲である。上述したように、三次元空間を図1に示す上面図の左下端点が三次元空間の原点0、上面図の右方向が+Xw、上面図の上方向が+Yw、上面図の奥から手前に向かう方向が+Zw、縮尺は上面図と同じピクセル単位となるように構成してあるので、上面図6上でWb1、Wb2、Wg1、Wg2に対応する領域は、上述のようにして求まった座標をそのまま用いて定めることができ、この領域が壁死角範囲47aとなる。
In this way, the vertices Wg1 and Wg2 are obtained, and the range surrounded by these known Wb1, Wb2, Wt1, and Wt2 is the blind spot range. As described above, in the three-dimensional space, the lower left corner of the top view shown in FIG. 1 is the
上述のようにして求まった壁死角範囲は、カメラの水平設置角が0[rad]の場合を仮定して計算した。ここで、カメラの水平設置角がθ[rad]の場合を考える。この場合においても、Wb1、Wb2の座標はユーザーによって与えられるので既知であるが、Wg1及びWg2の座標は、式(18)で表される回転行列Rを用いて、式(35)及び式(36)で表される。 The wall dead angle range obtained as described above was calculated on the assumption that the horizontal installation angle of the camera is 0 [rad]. Here, consider a case where the horizontal installation angle of the camera is θ [rad]. Even in this case, the coordinates of Wb1 and Wb2 are known because they are given by the user. However, the coordinates of Wg1 and Wg2 are obtained by using equations (35) and ( 36).
Wg1=(xc,yc)+R(rd1・cos(θ1),rd1・sin(θ1))・・・(35)
Wg2=(xc,yc)+R(rd2・cos(θ2),rd2・sin(θ2))・・・(36)
Wg1 = (xc, yc) + R (rd1 · cos (θ1), rd1 · sin (θ1)) (35)
Wg2 = (xc, yc) + R (rd2 · cos (θ2), rd2 · sin (θ2)) (36)
このようにして、カメラの水平設置角がどのような条件であっても、上面図上における壁死角範囲47aを算出し、その領域を水平視野表示子18から除いて表示することが可能となる。
In this way, regardless of the horizontal installation angle of the camera, it is possible to calculate the wall
上記の説明は、壁70による死角範囲が撮影範囲内に全て入る場合についてのものであるが、図16(a)乃至(e)に示すようなカメラと壁とが様々な位置関係にあっても、同様な手法で死角範囲を求めて、上面図6上に死角範囲を表示することができる。なお、図16(a)は壁が高く死角範囲を上方に突き抜ける場合で、同図(b)は壁が一方の側に長く死角範囲の一方の側方を突き抜けている場合で、同図(c)は壁が両側に長く死角範囲の両側に突き抜けている場合で、同図(d)は壁が高く死角範囲の上方に突き抜け、かつ壁が両側に長く死角範囲の両側に突き抜けている場合で、同図(e)は壁がカメラに対して斜めに位置する場合である。
The above description is for the case where the blind spot range by the
また、上記の説明は、壁が1つだけの場合であるが、図17に示すように複数の壁が存在する場合でも、それぞれの壁に対して死角範囲を上記の説明と同様にして求め、全ての壁を考慮した視界を上面図6に表示することができる。さらに、壁が連続的につながっている場合でも、複数枚の壁が存在する場合と同様にして死角範囲を求めることができる。 In addition, the above description is for a case where only one wall is present. However, even when there are a plurality of walls as shown in FIG. 17, the blind spot range is obtained for each wall in the same manner as described above. The field of view in consideration of all the walls can be displayed in the top view 6. Further, even when the walls are continuously connected, the blind spot range can be obtained in the same manner as when there are a plurality of walls.
上記の実施形態では、壁表示ラインによって壁を表現したが、壁に限ったものではなく、例えばパーティション等も適切な高さ情報を入力することによってシミュレートすることができる。更に、柱等の厚みがある物体であっても、四方を壁に見立ててシミュレートすることで、死角となる領域を算出し、表示することができる。また、上記の実施形態では、3D映像表示部43に仮想3D映像を表示したが、場合によっては3D映像表示部43を除去することもできる。
In the above embodiment, the wall is expressed by the wall display line. However, the wall is not limited to the wall. For example, a partition or the like can be simulated by inputting appropriate height information. Furthermore, even for an object having a thickness such as a pillar, a region that becomes a blind spot can be calculated and displayed by simulating the four sides as walls. In the above embodiment, the virtual 3D video is displayed on the 3D
上記の実施形態では、撮影範囲から、重なった壁死角範囲47aを除いて水平視野表示子18を生成し表示したが、壁死角範囲が他の水平視野表示子の部分と区別できるように壁死角範囲の周囲を表示線で囲ったり、その範囲を点滅させたり、色調を変えたり、或いは斜線表示する等の強調表示をしたりした壁死角範囲表示子によって表示することもできる。
In the above-described embodiment, the horizontal
4 上面図表示窓
6 上面図
10 カメラ上面表示子
12 立面図表示窓
14 立面図
16 カメラ立面表示子
18 水平視野表示子
20 垂直視野表示子
47 壁表示ライン(区画体表示子)
47a 壁死角範囲(死角範囲)
4 Top View Display Window 6
47a Wall blind spot range (dead zone range)
Claims (8)
前記カメラ設置シミュレータプログラムを実行するコンピュータは、
前記所定エリアの上面図データに基づいて当該所定エリアの一部又は全部を表す上面図画像を表示装置に表示させる処理と、
前記上面図画像の所望の範囲に、区画体を表す区画体表示子を重ねて配置して表示させる処理と、
前記上面図画像上に、前記カメラを表すカメラ表示子を重ねて配置して表示させる処理と、
前記上面図画像と当該上面図画像に対応する物体の実寸との変換係数、前記上面図画像上のカメラ表示子の配置位置、前記カメラの高さ、水平及び垂直設置角度並びに画角、前記区画体表示子の配置位置、前記区画体の高さをそれぞれ任意に設定する処理と、
これらの設定情報と前記上面図データとに基づいて、前記上面図画像上に前記カメラの撮影範囲に対応する視野表示子を表示させる処理とを、
行い、
前記撮影範囲に前記区画体の一部又は全部が含まれる場合、前記視野表示子を表示させる処理は、前記撮影範囲における前記区画体により生じる死角範囲と、前記死角範囲以外の部分とを異ならせて前記視野表示子を表示する
カメラ設置シミュレータプログラム。 A camera installation simulator program for simulating the arrangement of cameras in a predetermined area and the shooting range of the camera,
A computer that executes the camera installation simulator program,
Processing for displaying a top view image representing a part or all of the predetermined area on a display device based on the top view data of the predetermined area;
A process of arranging and displaying a compartment indicator representing a compartment in a desired range of the top view image; and
A process of arranging and displaying a camera indicator representing the camera on the top view image; and
A conversion coefficient between the top view image and the actual size of the object corresponding to the top view image, an arrangement position of a camera indicator on the top view image, a height of the camera, a horizontal and vertical installation angle and an angle of view, the section A process of arbitrarily setting the arrangement position of the body indicator and the height of the partition,
Based on these setting information and the top view data, processing to display a field indicator corresponding to the shooting range of the camera on the top view image,
Done
When a part or all of the section is included in the shooting range, the process of displaying the visual field indicator is different from a blind spot range generated by the partition in the shooting range and a portion other than the blind spot range. A camera installation simulator program for displaying the visual field indicator.
前記上面図画像に加えて、立面図画像を表示する処理と、任意に設定したカメラの高さに応じて、カメラ表示子を前記立面図画像に重ねて表示する処理とを、行い、
前記視野表示子を表示させる処理は、さらに、前記設定情報に基づいて、前記立面図画像上に前記カメラの撮影範囲に対応する視野表示子を表示させるとともに、前記カメラの高さと水平及び垂直設置角度並びに画角とにより生じる死角範囲と、前記死角範囲外の部分とを、異ならせて、前記視野表示子を表示する
請求項1記載のカメラ設置シミュレータ。 The computer further includes:
In addition to the top view image, a process of displaying an elevation image, and a process of displaying a camera indicator superimposed on the elevation image according to the arbitrarily set camera height,
The process of displaying the visual field indicator further displays the visual field indicator corresponding to the shooting range of the camera on the elevation image based on the setting information, and the height and horizontal and vertical of the camera. The visual field indicator is displayed by making a blind spot range caused by an installation angle and an angle of view different from a portion outside the blind spot range.
The camera installation simulator according to claim 1 .
前記上面図画像と当該上面図画像に対応する物体の実寸との変換係数の設定は、前記上面図画像上に表示したスケール表示子と、前記上面図画像に対応する物体の任意の部分とを重ね、当該スケール表示子がどのくらいの長さを認識するかを設定することで行う
請求項1記載のカメラ設置シミュレータ。 The computer further includes:
The conversion coefficient between the top view image and the actual size of the object corresponding to the top view image is set by a scale indicator displayed on the top view image and an arbitrary part of the object corresponding to the top view image. Overlap, by setting how long the scale indicator recognizes
The camera installation simulator according to claim 1 .
前記上面図画像及び立面図画画像の近傍に、複数のカメラをリスト形式で表示する処理を行い、
前記リスト内のカメラを前記上面図画像にドラッグアンドドロップする操作に応答して、前記上面図画像上に前記カメラを表すカメラ表示子を重ねて配置して表示させる処理と、任意に設定したカメラの高さに応じてカメラ表示子を前記立面画像に重ねて表示する処理とを、行う
請求項3記載のカメラ設置シミュレータプログラム。 The computer further includes:
A process of displaying a plurality of cameras in a list format in the vicinity of the top view image and the elevation view image,
In response to an operation of dragging and dropping a camera in the list to the top view image, a process of arranging and displaying a camera indicator representing the camera on the top view image, and an arbitrarily set camera And a process of displaying a camera indicator superimposed on the elevation image according to the height of
The camera installation simulator program according to claim 3 .
前記上面図画像上に、撮影対象を表す撮影対象表示子を重ねて配置して表示させる処理と、
前記区画体の光透過率を設定する処理と、
前記撮影範囲に前記撮影対象と前記区画体の一部又は全部が含まれ、且つ、前記三次元グラフィックスにおいて、前記撮影対象の前方に前記区画体が重なる表示になる場合、前記設定された光透過率に応じて前記区画体を通して前記撮影対象が見えるように三次元グラフィックスを生成して表示させる処理とを行う請求項6に記載のカメラ設置シミュレータプログラム。 A computer that executes the camera installation simulator program,
A process of displaying a shooting target indicator that represents a shooting target in an overlapping manner on the top view image; and
A process of setting the light transmittance of the compartment;
If the shooting range includes a part or all of the shooting target and the partition body, and the three-dimensional graphics display that the partition body overlaps the front of the shooting target, the set light The camera installation simulator program according to claim 6 , wherein processing for generating and displaying three-dimensional graphics so that the photographing object can be seen through the partition according to transmittance is performed.
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