JP5469899B2 - 自動追尾方法及び測量装置 - Google Patents
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Description
N(σ)は、システム分散値で探索領域を表し、数4で与えられる。
各粒子についてオブジェクトとの尤度(類似度)を計算する。尤度計算は、RGBヒストグラムを用いて、全ての粒子1個ずつについて評価を行う。オブジェクトと各粒子の持つヒストグラムはそれぞれ正規化しておく。正規化ヒストグラムp,qに関して以下の様に定義する。
類似度:dif=√(1−ρ[p,q])
尤度=exp(−dif/obs_var) (obs_var:観測システム分散値)
尤度総和が1になる様に正規化する。又は、正規化するのではなく単純に全粒子の尤度の合計を算出しても良い。
尤度の正規化
尤度の累積計算
逆関数を用いて復元抽出
図9は、3層のターゲット38の例を表し、中心(黒)、内側(赤)、外側(黒)の色に塗られており、移動体を状態推定手法(パーティクルフィルタ)により追尾を行うと同時にこのターゲット38を別のパーティクルフィルタ又は画像処理等によって追尾を行う構成としてもよい。つまり、本実施例に於けるレーザトラッキングの代わりに、この様なターゲットを画像処理によってトラッキング(ターゲットトラッキング)することを意味する。この時、ターゲット追尾用レーザの照射は必ずしも必要でないが、反射素材を利用した際は、より効率的にターゲットを画像処理によって追尾することができる。
又、図9の様なターゲット38の各領域の色は適時変更可能であり、2層としてもよいし、3層以上の構成としてもよい。
又、本発明は以下の実施の態様を含む。
5 光学部
8 望遠鏡部
9 広角カメラ部
11 第1撮像部
12 第2撮像部
13 第3撮像部
14 測距部
15 水平駆動部
16 水平測角部
17 鉛直駆動部
18 鉛直測角部
21 制御装置
22 制御演算部
23 記憶部
24 光点検出処理部
25 第1画像記録部
26 撮像選択部
27 第2画像記録部
29 画像追尾処理部
31 ターゲット
34 ヒストグラム
36 テンプレート画像
38 ターゲット
Claims (23)
- 移動体に設けられたターゲットを視準する視準望遠鏡と、該視準望遠鏡より広画角であり、前記視準望遠鏡の視準方向、又は略視準方向の広角画像を取得する広角カメラ部と、
前記視準望遠鏡に設けられ該視準望遠鏡を介して前記ターゲットからの光を受光し、画像を取得する第1撮像部と、前記広角カメラ部に設けられ前記ターゲット及び前記移動体の動画像を撮像する動画像撮像部と、
前記視準望遠鏡及び前記広角カメラ部を水平方向、鉛直方向に移動させる駆動部と、
前記第1撮像部からの画像に基づき光点を検出する光点検出処理部と、前記動画像撮像部の撮像画像に基づき画像トラッキングの為の画像処理を行う画像追尾処理部と、
前記光点検出処理部及び前記画像追尾処理部の処理結果に基づき前記第1撮像部、前記動画像撮像部を前記ターゲットに向ける様前記駆動部を制御する制御演算部とを具備する測量装置の自動追尾方法であって、
前記移動体に支持された前記ターゲットからの光点を検出する光点検出工程と、前記ターゲット及び前記移動体の動画像を撮像する工程と、光点検出に基づきターゲットトラッキングする工程と、該ターゲットトラッキングと並行して前記動画像に基づき画像トラッキングする工程と、前記光点検出工程により得られるターゲット位置と前記画像トラッキングにより得られる画像位置とを比較する工程とを具備し、
前記光点検出工程で光点が検出される状態では、前記ターゲットトラッキングの結果に基づき追尾を行い、前記光点検出工程で光点が検出されない状態では、前記画像トラッキングの結果に基づき前記ターゲットトラッキングによる追尾に連続して追尾を行うことを特徴とする自動追尾方法。 - 前記ターゲットトラッキングする工程が、レーザ光線を照射し、前記移動体に支持された前記ターゲットからの前記光点を検出するレーザターゲットトラッキング工程である請求項1の自動追尾方法。
- 前記ターゲットトラッキングする工程が、前記移動体に支持された前記ターゲットが発光することによる前記光点を検出する発光ターゲットトラッキング工程である請求項1の自動追尾方法。
- 前記ターゲット位置と前記画像位置とがターゲットトラッキング可能な範囲内にない場合、又は前記光点が検出されず前記ターゲット位置が得られない場合は、前記画像トラッキングを続行し、前記画像トラッキングの続行と並行して前記画像位置に基づき所定範囲を前記レーザ光線によりターゲットサーチを行う工程を有する請求項1〜請求項3のいずれかの自動追尾方法。
- 前記動画像中の前記移動体の画像からテンプレート画像を抽出し、該テンプレート画像からヒストグラムを作成し、該ヒストグラムに基づき前記画像トラッキングが実行される請求項1又は請求項4の自動追尾方法。
- 前記ヒストグラムは、色彩、又は明度のヒストグラムである請求項5の自動追尾方法。
- 前記ヒストグラムは、エッジ処理して得られるエッジの勾配のヒストグラムである請求項5の自動追尾方法。
- 前記画像トラッキングには、パーティクルフィルタが用いられる請求項1又は請求項4の自動追尾方法。
- 前記画像トラッキングには、パーティクルフィルタが用いられ、該パーティクルフィルタは、前記テンプレート画像の周辺に多くのパーティクルを生成し、そのパーティクルの重み付き平均値で前記テンプレート画像の位置を求める請求項5の自動追尾方法。
- 前記ターゲットの測距データ、測角データに基づき前記移動体の速度、移動方向を判定し、前記移動体の動きに応じたパーティクルの発生位置を制御する請求項9の自動追尾方法。
- 一時刻前の位置と現在位置の差、又は尤度の値に基づきパーティクルの発生を制御する請求項9の自動追尾方法。
- 移動体に設けられたターゲットを視準する視準望遠鏡と、該視準望遠鏡より広画角であり、前記視準望遠鏡の視準方向、又は略視準方向の広角画像を取得する広角カメラ部と、
前記視準望遠鏡に設けられ該視準望遠鏡を介して前記ターゲットからの光を受光し、画像を取得する第1撮像部と、前記広角カメラ部に設けられ前記ターゲット及び前記移動体の動画像を撮像する動画像撮像部と、
前記視準望遠鏡及び前記広角カメラ部を水平方向、鉛直方向に移動させる駆動部と、
前記第1撮像部からの画像に基づき光点を検出する光点検出処理部と、前記動画像撮像部の撮像画像に基づき画像トラッキングの為の画像処理を行う画像追尾処理部と、
前記光点検出処理部及び前記画像追尾処理部の処理結果に基づき前記第1撮像部、前記動画像撮像部を前記ターゲットに向ける様前記駆動部を制御する制御演算部とを具備し、
該制御演算部は前記光点検出処理部からの検出結果を基にターゲットトラッキングを行い、前記画像追尾処理部からの処理結果を基に前記ターゲットトラッキングと並行して前記画像トラッキングを行い、
前記制御演算部は前記光点検出処理部から光点が検出される状態では、光点の検出結果に基づき追尾の為に前記駆動部を制御し、
前記光点検出処理部で光点が検出されない状態では、前記画像トラッキングの結果に基づき追尾の為に前記駆動部を制御し、トラッキングを連続して実行する様制御することを特徴とする測量装置。 - 前記ターゲットトラッキングが、レーザ光線を照射し、前記移動体に支持された前記ターゲットからの反射光を検出するレーザターゲットトラッキングである請求項12の測量装置。
- 前記ターゲットトラッキングが、前記移動体に支持された前記ターゲットが発光することによる前記光点を検出する発光ターゲットトラッキングである請求項12の測量装置。
- 前記制御演算部は、前記ターゲットトラッキングで得られる光点位置と前記画像トラッキングで得られる画像位置とを比較し、該画像位置が前記ターゲットトラッキング可能な範囲内にある場合は、前記ターゲットトラッキングで得られる結果で前記ターゲットを認識する請求項12〜請求項13のいずれかの測量装置。
- 前記制御演算部は、前記ターゲットトラッキングで得られる光点位置と前記画像トラッキングで得られる画像位置とを比較し、該画像位置がターゲットトラッキング可能な範囲内にない場合、或は前記光点位置が得られない場合は、前記画像トラッキングで得られた画像位置に基づき前記ターゲットトラッキング可能な範囲内をレーザ光線によりサーチし、前記ターゲットを検出する様、前記駆動部を制御する請求項12又は請求項15の測量装置。
- 前記制御演算部はパーティクルフィルタ処理プログラムを有し、前記画像追尾処理部はパーティクルフィルタによって画像追尾処理を行う請求項12の測量装置。
- 前記制御演算部は、前記動画像撮像部の画像から移動体画像を抽出し、該移動体画像からヒストグラムを作成し、該ヒストグラムによって前記移動体の判別を行う請求項12の測量装置。
- 前記制御演算部は、前記パーティクルフィルタにより、移動体画像の周辺に多くのパーティクルを生成し、該パーティクルの尤度の重み付き平均値により画像位置を求める請求項17の測量装置。
- 前記制御演算部は、測距データ、測角データに基づき前記移動体の速度、移動方向を判定し、前記移動体の動きに応じてパーティクルの発生を制御する請求項17の測量装置。
- 前記制御演算部は、一時刻前の位置と現在位置の差又は尤度の値に基づいてパーティクルの発生を制御する請求項19又は請求項20の測量装置。
- 前記ヒストグラムは、色彩のヒストグラム、明度のヒストグラム、エッジ勾配のヒストグラムの少なくとも1つである請求項18の測量装置。
- 移動体に設けられたターゲットを視準する視準望遠鏡と、該視準望遠鏡より広画角であり、前記視準望遠鏡の視準方向、又は略視準方向の広角画像を取得する広角カメラ部と、
前記視準望遠鏡に設けられ該視準望遠鏡を介して前記ターゲットからの光を受光し、画像を取得する第1撮像部と、前記広角カメラ部に設けられ前記ターゲット及び前記移動体の動画像を撮像する動画像撮像部と、
前記視準望遠鏡及び前記広角カメラ部を水平方向、鉛直方向に移動させる駆動部と、
前記第1撮像部からの画像に基づき前記ターゲットのトラッキングを行うターゲットトラッキング画像処理部と、前記動画像に基づき前記移動体のトラッキングを行う移動体画像追尾処理部と、前記ターゲットトラッキング画像処理部及び前記移動体画像処理部の処理結果に基づき前記第1撮像部、前記動画像撮像部を前記ターゲットに向ける様、前記駆動部を制御する制御演算部とを具備し、
前記制御演算部は前記ターゲットトラッキング画像処理部からの検出結果を基にターゲットトラッキングを行い、前記ターゲットトラッキング画像処理部でターゲットを検出しない状態では前記移動体画像追尾処理部からの処理結果を基に前記ターゲットトラッキングに連続して前記移動体の画像トラッキングを行う様、前記駆動部を制御することを特徴とする測量装置。
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