JP6358998B2 - 警備シミュレーション装置 - Google Patents

Description

本発明は、警備空間内を移動する警備員、船舶、飛行船等の警備移動体の移動経路からＶＩＰ等の警備対象が可視か否かをシミュレーションする警備シミュレーション装置に関する。

近年、セキュリティを目的として、街やビルディングといった広い警備空間内に、多くの可視カメラや赤外線カメラ等の撮像装置を設置したり、警備員や警備ロボットなどの警備移動体を巡回警備させるケースが増加しつつある。このように多くの撮像装置や警備移動体を用いて広い警備空間を警備するような場合、これら撮像装置や警備移動体から警備対象がどのように見えるのかを、警備計画立案者が計画段階において容易に把握できることが管理上必要とされている。

例えば、特許文献１には、固定設置された撮像装置の設置位置、姿勢（光軸）、焦点距離等の情報を用いて、撮像装置から警備空間内をどのように見えるのかといった視界を立体的にシミュレーション表示する技術が開示されている。

特開２００８−０１１４３３

しかしながら、従来技術では、固定設置された撮像装置からの視界をシミュレーション表示することができたとしても、警備空間内を所定のルート（移動予定経路）に沿って移動する警備移動体の視界をシミュレーション表示するものではなく、また、移動予定経路上のどの位置において警備対象が死角となるのかを把握することに利用できなかった。そのため、計画した移動予定経路における警備対象の可視・非可視を直感的に確認できるようにしたいといった警備上のニーズがあった。

本発明は上記問題を鑑みてなされたものであり、警備移動体の移動予定経路上における警備対象の可視・非可視のシミュレーションを容易化し、警備計画立案者が警備計画の立案、確認を容易に行うことができるようにすることを目的とする。

上記した目的を達成するために、警備空間内を移動する警備移動体の移動予定経路上の位置から所定の警備対象が可視か否かをシミュレーションする警備シミュレーション装置であって、前記警備空間を３次元の仮想空間にて表現した空間モデルと、前記警備対象の位置である注視点を示す注視点情報と、前記移動予定経路と、が記憶された記憶部と、前記移動予定経路上の各位置と前記注視点とを結ぶ線分を求め、該線分の長さ又は該線分と前記空間モデルとの干渉状態のうち少なくとも一方から前記注視点が可視か否かを判定する可視判定処理を行う判定手段と、前記移動予定経路に前記判定結果を付与した地図画像を生成する地図画像生成処理を行う地図画像生成手段と、を有することを特徴とする警備シミュレーション装置を提供する。

かかる構成により、警備計画立案者は、出力された地図画像を参照することによって、警備移動体の移動予定経路上における警備対象（注視点）の可視／非可視（例えば、警備対象が障害物に隠れていたり、距離が離れてすぎているときは非可視とする）を容易に把握することができる。したがって、警備計画立案者は、地図画像を参考にして、警備移動体の移動予定経路の変更や警備移動体の増減などといった警備計画の立案を容易に行うことが可能となる。

また、本発明の好ましい態様として、利用者からの入力を受け付ける入力部を更に有し、前記地図画像生成処理は、前記移動予定経路上の非可視の位置を含む区間である非可視区間を求め、該非可視区間を前記地図画像にて識別表示すると共に、該非可視区間の少なくとも両端に前記入力部による位置変更を許可するアンカーポイントを表示し、前記入力部からの入力に基づく前記アンカーポイントの位置の変更により前記移動予定経路を更新する経路変更手段を更に有するものとする。

かかる構成により、地図画像における非可視区間の両端に表示されたアンカーポイントを警備計画立案者（利用者）がマウス等（入力部）によって移動させることにより、移動予定経路における可視区間について大きな変更を行うことなく、非可視区間のみを可視区間となるように移動予定経路の変更を容易に行うことができ、警備計画を容易に策定（修正）することが可能となる。

また、本発明の好ましい態様として、前記記憶部の前記移動予定経路が変更されたとき、該変更後の前記移動予定経路を用いて前記可視判定処理及び前記地図画像生成処理を行うものとする。

かかる構成により、経路変更手段などによって記憶部の移動予定経路が変更されたときに、変更した移動予定経路からの可視／非可視を判定する判定処理と、変更した移動予定経路に対して判定結果を付与させる地図画像生成処理を再度実行する。これにより、警備計画立案者がマウス等によってアンカーポイントを移動させる都度、これによって設定された移動予定経路の可視／非可視を即時に確認することができ、警備計画を容易に策定することが可能となる。

また、本発明の好ましい態様として、前記移動予定経路上の位置から前記注視点に向かう方向を含む視野条件を該位置に対応付けた視野情報を生成する視野情報生成手段と、前記移動予定経路の前記仮想空間における経路形状を表す経路モデルを前記空間モデル上に配置し、該経路モデルが配置された空間モデルを前記視野条件でレンダリングした画像を生成する画像処理手段と、を更に有するものとする。

かかる構成により、警備計画立案者は、レンダリングによって出力された画像を参照することによって、警備移動体が所定の位置に存在する場合における警備対象（注視点）の見え方（視野）、及び当該位置からの視野における移動予定経路の位置・方向を容易に把握することができ、警備移動体の移動予定経路の変更や警備移動体の増減などといった警備計画の立案を容易に行うことが可能となり、また、当該画像を他の警備員等に参照させることにより警備計画の伝達を容易に行うことが可能となる。

また、本発明の好ましい態様として、前記経路モデルには、前記判定結果が付与されていることを特徴とするものとする。

かかる構成により、警備計画立案者は、レンダリングによって出力された画像を参照することによって、当該画像に表示される移動予定経路の位置では警備対象（注視点）が可視であるか否かについて容易に把握することができる。

上記のように、本発明によれば、警備計画立案者は、警備空間内を移動する警備移動体の移動予定経路上における警備対象の可視・非可視を表した地図画像を参照することで、警備計画の立案、確認を容易に行うことができる。

警備シミュレーション装置の一実施形態に係る構成を示すブロック図である 空間モデルの一例を説明する図である 注視点情報を示すテーブルを例示した図である 移動予定経路を示すテーブルを例示した図である 視野情報を示すテーブルを例示した図である 判定結果を示すテーブルを例示した図である 制御部の構成を示すブロック図である 警備シミュレーション装置の一実施形態に係る処理を示すフローチャートである 注視点及び移動予定経路の一例を説明する図である 地図画像の一例を説明する図である 変更された地図画像の一例を説明する図 仮想カメラ視野条件情報の一例を説明する図 仮想カメラ画像の一例を説明する図

以下、建物が存在する島を含む所定範囲のエリアを警備空間とし、当該警備空間内の海面を移動（巡回警備）する船舶を警備移動体としたとき、当該警備移動体に搭載された撮像装置から所定の警備対象に対する見え方（視野）を時系列画像（動画像）として出力すると共に、移動予定経路上において警備対象の位置が可視か否かを識別可能とする地図画像を表示する警備シミュレーション装置の一実施形態について、添付した図面を参照しながら説明する。なお、本実施形態における警備移動体は撮像装置を備え当該撮像装置は、ＣＣＤ素子やＣ−ＭＯＳ素子等の撮像素子、光学系部品等を含んで構成される所謂監視カメラである。当該監視カメラは、カメラ制御装置に取り付けられており、当該カメラ制御装置によりパン、チルト、ズーム等の制御によって画角を自由に変更できるものであるが、詳細については、本発明の本質的なことでないので説明を省略する。

（警備シミュレーション装置の全体構成について）
図１に示すように、本実施形態の警備シミュレーション装置１は、記憶部１１、制御部１２、出力部１３及び入力部１４を含んで概略構成される。入力部１４は、キーボードやマウス、タッチパネル、可搬記憶媒体の読み取り装置、ＬＡＮやＵＳＢ等の通信インタフェース等の情報入力デバイスである。警備シミュレーション装置１の利用者（例えば警備計画立案者）は、入力部１４を用いて、例えば、後述する空間モデル１１１の３次元形状データなどを記憶部１１に記憶させたり、様々な設定情報を設定することができる。

記憶部１１は、ＲＯＭ、ＲＡＭ、ＨＤＤ等の情報記憶装置である。記憶部１１は、各種プログラムや各種データを記憶し、制御部１２との間でこれらの情報を入出力する。各種データには、空間モデル１１１、注視点情報１１２、移動予定経路１１３、視野情報１１４、判定結果１１５、その他、制御部１２の処理に使用される各種情報（例えば、後述する仮想カメラ視野条件情報、警備移動体の移動速度、生成された地図画像など）を記憶している。

空間モデル１１１は、警備空間に存在する現実世界の建造物・地面・樹木等の物体の３次元形状データを配置して、警備空間を３次元の仮想空間として表した情報である。より具体的には、３次元形状データを元に立体的な物体の平面や曲面をポリゴンにより表現し、ポリゴンデータに対して警備空間を実際に上空から撮影した静止画像をテクスチャマッピングすることにより生成した情報である。空間モデル１１１を生成するための３次元形状データは、上空から撮影した画像をステレオ法によって物体の形状・位置を認識することにより作成する。しかし、これに限らず、３次元形状データは、３次元ＣＡＤで作成されたものでも良いし、３次元レーザースキャナー等により警備空間に存在する物体の３次元形状を取り込んだデータを利用しても良い。このようにして作成された空間モデル１１１は、利用者により入力部１４から設定登録されることにより記憶部１１に記憶される。図２は、本実施形態で利用する空間モデル１１１の一部を例示したものである。図２に示した空間モデル１１１では、符号１１１ａと１１１ｂはそれぞれ警備空間に存在する陸地と海に相当し、符号１１１ｃ〜符号１１１ｅは建物に相当する。

注視点情報１１２は、警備空間における警備対象の位置である注視点を表した情報であり、図３に表すように、一又は複数の注視点の識別子（注視点ＩＤ）と、各注視点の座標値（ｘ，ｙ，ｚ）とを対応付けたテーブルとして記憶部１１に記憶される。後述するように、注視点情報１１２は、利用者によって入力部１４から設定されることにより、記憶部１１に記憶される。

移動予定経路１１３は、警備移動体が移動を予定している経路を表した情報であり、図４に表すように、移動予定経路１１３上の各位置を表す座標の座標値列（ｘ_1，ｙ_1，ｚ_1）、（ｘ_2，ｙ_2，ｚ_2）、（ｘ_3，ｙ_3，ｚ_3）、・・・と当該位置の識別子（位置ＩＤ）とを対応付けたテーブルとして記憶部１１に記憶される。後述するように、注視点情報１１２は、利用者によって入力部１４から設定されることにより、記憶部１１に記憶される。

視野情報１１４は、後述する視野情報生成手段１２１によって生成される情報であり、図５に表すように移動予定経路１１３上の各位置を示した位置ＩＤと、当該位置から各注視点（Ａ、Ｂ、・・・）に向かう方向（視野条件）とを対応付けた情報である。本実施形態では、右手系の直交座標系におけるヨー角（α°）・ピッチ角（β°）・ロール角（γ°）により方向（α，β，γ）を表現する。例えば、水平面における真北の方向を（０，０，０）とし、水平面における真南の方向を（１８０，０，０）、真北の俯角３０°の方向を（０，−３０，０）として表現する。

判定結果１１５は、後述する判定手段１２２によって生成される情報であり、図６に表すように、移動予定経路１１３上の各位置を示した位置ＩＤと、当該位置から各注視点を見たときに可視と判定された注視点の注視点ＩＤとを対応付けた情報である。例えば、図６の位置ＩＤ＝００００１の位置からは注視点Ａ，Ｂが可視と判定されており、位置ＩＤ＝００００３の位置からはいずれの注視点についてもいずれも非可視と判定されていることを示している。なお、本実施形態では、判定結果１１５として可視の注視点ＩＤのみを記憶しているが、これに限らず、非可視の注視点ＩＤのみを記憶してもよいし、各注視点ＩＤが可視であるか非可視であるかを示した情報を記憶してもよい。

制御部１２は、ＣＰＵ等を備えたコンピュータで構成され、図７に示すように、視野情報生成手段１２１、判定手段１２２、画像処理手段１２３、地図画像生成手段１２４、経路変更手段１２５を含んで構成される。

視野情報生成手段１２１は、移動予定経路１１３上の位置毎に注視点情報１１２の各注視点に向かう方向（視野条件）を求め、求めた方向（視野条件）を移動予定経路１１３上の各位置に対応付けて視野情報１１４として記憶部１１に記憶する視野情報生成処理を行う。以下、視野情報生成処理の詳細について説明する。視野情報生成処理では、まず、移動予定経路１１３を記憶部１１から読み出し、移動予定経路１１３を構成する位置（座標）の中から未処理の位置を選択する。そして選択した位置から注視点情報１１２に記憶された各注視点までの線分を求め、当該線分の方向をヨー角（α°）・ピッチ角（β°）・ロール角（γ°）に換算して視野情報１１４に記憶する。この処理を移動予定経路１１３を構成する全ての位置に対して繰り返し実行し、全ての位置に対して当該処理が完了した時点で視野情報生成処理を終了する。

判定手段１２２は、移動予定経路１１３上の位置毎に警備移動体が各注視点を可視か否かを判定して、その判定結果１１５を記憶部１１に記憶する可視判定処理を行う。以下、可視判定処理の詳細について説明する。可視判定処理では、まず、移動予定経路１１３を記憶部１１から読み出し、移動予定経路１１３を構成する位置の中から未処理の位置を選択する。そして選択した位置から注視点情報１１２に記憶された各注視点までの線分を求め、当該線分が空間モデル１１１で表現される物体（障害物）に干渉（交差）するか否かといった干渉状態を幾何計算により判定する。線分が物体に干渉するとき、選択した位置から当該注視点を非可視であると判定し、反対に干渉しないときは可視であると判定する。また、線分の長さから求まる距離（警備移動体から注視点に至る距離）が予め定めた距離閾値以上であるときも非可視であると判定する。このように、可視判定処理では、線分の長さ、又は当該線分と空間モデル１１１との干渉状態のうち少なくとも一方に基づいて警備移動体が前記注視点を可視か否かを判定する。そして、選択した位置から可視であると判定された注視点の注視点ＩＤを、記憶部１１の判定結果１１５に選択した位置の位置ＩＤに対応付けて記憶する。この処理を移動予定経路１１３を構成する全ての位置に対して繰り返し実行し、全ての位置に対して当該処理が完了した時点で可視判定処理を終了する。

画像処理手段１２３は、判定結果１１５と視野情報１１４と空間モデル１１１と移動予定経路１１３とに基づいて、各注視点を可視であるか否かを利用者が識別できる時系列画像を生成する時系列画像生成処理を行う。時系列画像生成処理の詳細については後述する。

地図画像生成手段１２４は、移動予定経路１１３に対して可視判定処理の判定結果１１５を付与したものを、警備空間を表す地図上にオーバーレイ表示した地図画像を生成する地図画像生成処理を行う。地図画像生成処理の詳細については後述する。

経路変更手段１２５は、地図画像上に表示されたアンカーポイントの位置が、入力部１４により変更されたとき、変更後のアンカーポイントの位置に基づいて移動予定経路１１３を更新する経路変更処理を行う。経路変更処理の詳細については後述する。

出力部１３は、ディスプレイ等の情報表示デバイス、記憶媒体への情報記憶デバイス、ネットワークを介して情報送信可能な通信デバイスなどである。画像処理手段１２３で生成された時系列画像及び地図画像は、出力部１３により表示されたり、記憶されたり、送信されたりする。

（警備シミュレーション装置１が実行する処理について）
以下、本実施形態の警備シミュレーション装置１が実行する処理の流れについて、図８を参照しながら詳細に説明する。

警備シミュレーション装置１の処理では、まず、利用者が警備シミュレーション装置１の入力部１４を用いて各種データを設定する初期設定が行われる（ＳＴ１）。初期設定では、空間モデル１１１の登録、仮想カメラの画角・フレームレート・解像度の設定、警備移動体の移動速度、可視／非可視を判定するための距離閾値などが設定される。本実施形態では、仮想カメラの画角として、警備移動体である船舶に搭載された撮像装置の画角が設定される。なお、警備移動体が警備員（人）である場合は、人の標準的な視野角（例えば、水平２００°、垂直１２５°など）が設定されるものとする。また、仮想カメラのフレームレート及び解像度は、利用者が時系列画像として表示したい任意の値（例えば３０ｆｐｓ、１９２０×１０８０）が設定されるものとする。また、警備移動体の移動速度は、警備移動体である船舶の巡回警備時における平均移動速度が設定されるものとする。また、空間モデル１１１として図２の３次元形状データ（ポリゴンデータ）が、初期設定にて登録されたとして以下の処理を説明する。

次に、利用者により入力部１４から注視点が設定される（ＳＴ２）。図９の符号Ａ〜Ｃは、空間モデル１１１上に設定された注視点を表している。マウスやタッチパネル等の入力部１４を用いて利用者により空間モデル１１１内の任意の３次元位置を注視点として指定されることにより、制御部１２は、指定された注視点の座標値を注視点情報１１２として記憶する。

次に、利用者により入力部１４から移動予定経路１１３が設定される（ＳＴ３）。図９の符号Ｌは、空間モデル１１１に設定された移動予定経路１１３を線で図示している。マウスやタッチパネル等の入力部１４から利用者により空間モデル１１１内の任意の経路Ｌが指定されることにより、制御部１２は、指定された経路Ｌの座標列を移動予定経路１１３として記憶する。この際、利用者は、空間モデル１１１上の経路Ｌをマウス等によりドラックして移動予定経路１１３を指定してもよいし、空間モデル１１１上の経路Ｌの任意の位置（ポイント）を複数指定（クリック）して各ポイント間を移動予定経路１１３として設定してもよい。なお、本実施形態では、移動予定経路１１３として記憶される座標群を、ＳＴ１にて初期設定された仮想カメラのフレームレートと警備移動体（船舶）の平均移動速度とを用いて算出する。すなわち、フレームレートからフレーム間隔（期間）を求め、平均移動速度及びフレーム間隔からフレーム間に移動する距離を求め、当該距離の間隔となるように指定された経路上から座標値を求める。

次に、制御部１２の視野情報生成手段１２１は、視野情報生成処理を行う（ＳＴ４）。図９の例では、注視点Ａ〜Ｃの３か所が設定されているため、視野情報生成処理にて生成される視野情報１１４は、図５に表すように移動予定経路１１３の位置ＩＤに対応付けて注視点Ａ〜Ｃのそれぞれに対する方向（視野条件）が記憶される。視野情報生成処理の詳細については、前述したためここでは説明を省略する。

次に、制御部１２の判定手段１２２は、可視判定処理を行う（ＳＴ５）。図９の例では、注視点Ａ〜Ｃの３か所が設定されているため、可視判定処理にて生成される判定結果１１５は、図６に表すように移動予定経路１１３の位置ＩＤに対応付けて注視点Ａ〜Ｃのそれぞれが可視であるか否かについて記憶される。可視判定処理の詳細については、前述したためここでは説明を省略する。

次に、地図画像生成手段１２４は、警備空間を表す地図上にＳＴ５の判定結果１１５が付与された移動予定経路１１３を表した地図画像を生成する地図画像生成処理を行う（ＳＴ６）。地図画像生成処理では、まず、移動予定経路１１３を記憶部１１から読み出し、移動予定経路１１３を構成する各位置（３次元座標値の集合）に基づいて、警備空間を表した３次元の仮想空間内における移動予定経路の経路形状を表す経路モデルを生成する。この際、判定手段１２２の判定結果１１５が付与されるよう経路モデルを生成する。すなわち、記憶部１１から判定結果１１５を読み出し、移動予定経路１１３上の各位置における可視／非可視に応じて経路モデルの部分区間の色・線種・記号などを変更することにより、判定結果１１５が付与された経路モデルを生成する。また、地図画像生成処理では、移動予定経路１１３上の非可視の位置を含む区間（非可視区間）を求め、当該非可視区間を地図画像にて識別可能となるよう、可視区間とは異なる線種（又は色）となるように経路モデルを生成する。ここで非可視区間は、移動予定経路１１３上の非可視の位置が連続する区間としてもよいし、区間全体に占める非可視位置の割合が所定の閾値以上となる区間としてもよい。そして、地図画像生成処理では、求めた非可視区間の両端（非可視区間の開始位置と終了位置）にアンカーポイントを付与するよう経路モデルを生成する。最後に、以上のようにして生成した経路モデルを空間モデル１１１上に配置すると共に、注視点を示すラベルを配置し、警備空間（３次元の仮想空間）内の所定の位置に設置した仮想カメラから所定の撮像条件（画角等）により撮像（レンダリング）することにより、地図画像を生成する。このように、地図画像生成処理により生成された地図画像は、警備空間を表す地図であって、判定結果１１５が付与（反映）された移動予定経路１１３が一緒に表示された画像となる。

図１０に、本実施形態における地図画像生成処理によって生成された地図画像３を表す。同図において、符号３ａと３ｂはそれぞれ警備空間に存在する陸地と海に相当する画像領域であり、符号３ｃ〜符号３ｅは建物に相当する画像領域である。また、符号Ｌ’は、移動予定経路１１３（経路モデル）に相当する画像領域であり、当該移動予定経路Ｌ’上における点線で示した区間は、いずれの注視点についても非可視であると判定された区間（非可視区間）である。この例では、いずれの注視点からも閾値距離以上となる位置であることから非可視とされている。非可視区間の両端に表示されている符号Ｐ１、Ｐ２は、後述する経路変更処理にて利用者が経路の変更を行うためのアンカーポイントを表している。また、移動予定経路Ｌ’において「Ｃ」と示された区間は注視点Ｃについては可視と判定された区間であり、「ＢＣ」と示された区間は注視点ＢとＣについては可視と判定された区間であり、「ＡＢ」と示された区間は注視点ＡとＢについては可視と判定された区間である。このように地図画像生成処理によって生成された地図画像における移動予定経路Ｌ’を参照することにより、利用者は、移動予定経路上の所定の位置において、どの注視点が死角になっているのかを容易に判定することが可能となる。

次に、経路変更手段１２５は、入力部１４からの利用者によるアンカーポイントの位置変更を検出し、変更されたアンカーポイントの位置に基づいて記憶部１１の移動予定経路１１３を更新する経路変更処理を行う（ＳＴ７）。経路変更処理では、まず、利用者による入力部１４からのアンカーポイントの位置の変更入力があったか否かを検出する。本実施形態では、アンカーポイントがマウスによってドラック＆ドロップされているか否かを検出する。あるアンカーポイントが利用者によってドラック＆ドロップされたと検出したとき、当該検出したアンカーポイントがドロップされた位置に基づいて、記憶部１１の移動予定経路１１３を逐次更新する。

次に、制御部１２は、記憶部１１の移動予定経路１１３が変更されたか否かを判定する（Ｓ８）。移動予定経路１１３が変更された場合（Ｓ８−Ｙｅｓ）、処理をステップＳＴ４へ進め、変更された移動予定経路１１３を用いて、視野情報生成処理（ＳＴ４）、可視判定処理（ＳＴ５）、地図画像生成処理（ＳＴ６）、経路変更処理（ＳＴ７）を再度実行する。これにより、利用者は、地図画像３上に表示されたアンカーポイントの位置を変更する度に、変更後のアンカーポイントの位置に基づいて移動予定経路１１３が変更され、当該変更された移動予定経路１１３上の各位置から注視点が可視か否かを示した地図画像を容易に再生成することができる。図１１は、図１０におけるアンカーポイントＰ１、Ｐ２の位置をそれぞれＰ１’、Ｐ２’の位置に変更した後における地図画像３を表している。図１１に表すように、アンカーポイントをＰ１’、Ｐ２’の位置に変更すると、図１０で非可視区間であった点線の区間が、注視点Ｃを可視となる区間と表示変更される。

移動予定経路１１３が変更されなかった場合（Ｓ８−Ｎｏ）、ステップＳ９へ処理を進め、入力部１４から移動予定経路１１３を確定することを示す入力コマンドが入力されたか否かを判定する（ＳＴ９）。入力部１４から移動予定経路１１３を確定することを示す確定コマンドが入力をされない場合（Ｓ９−Ｎｏ）、処理をＳＴ７に戻す。

入力部１４から移動予定経路１１３を確定することを示す確定コマンドが入力された場合（Ｓ９−Ｙｅｓ）、処理をステップＳＴ１０へ進める。ステップＳＴ１０では、可視と判定された複数の注視点のうちの一つの注視点について、利用者により入力部１４から選択される（ＳＴ１０）。例えば、図１１の移動予定経路Ｌ’において「ＢＣ」と示された区間について、利用者はＢかＣの何れかをマウスやキーボード等の入力部１４を用いて選択する。同じように、移動予定経路Ｌ’において「ＡＢ」と示された区間について、利用者はＡかＢの何れかを選択する。なお、移動予定経路Ｌ’においていずれの注視点も不可視とされた「点線」の区間が存在する場合は、利用者は注視点Ａ〜Ｃの何れかを任意に選択する。利用者により選択された結果は、ＳＴ１１の時系列画像生成処理にて利用される仮想カメラ視野条件情報として記憶部１１に記憶される。図１２に仮想カメラ視野条件情報の例を表す。同図に表すように、仮想カメラ視野条件情報は、移動予定経路１１３上の位置を示す位置ＩＤと、当該位置における視野条件（方向）とを対応付けた情報である。ここで設定される視野条件は、視野情報１１４から利用者が選択した注視点に係る視野条件である。このように、仮想カメラ視野条件情報は、視野情報１１４と判定結果１１５とＳＴ７における利用者による選択とに基づいて生成される。

次に、制御部１２の画像処理手段１２３は、時系列画像生成処理を行う（ＳＴ１１）。以下、時系列画像生成処理の詳細について説明する。時系列画像生成処理では、まず、記憶部１１から仮想カメラ視野条件情報を読み出す。そして、仮想カメラ視野条件情報における移動予定経路１１３の所定の位置ＩＤの視野条件を選択する。当該位置ＩＤの座標値を移動予定経路１１３を参照して求め、当該座標値を仮想カメラの撮像条件として設定するとともに、仮想カメラ視野条件情報から選択した視野条件（方向）とＳＴ１の初期設定にて設定した視野条件（画角）とを仮想カメラの撮像条件として設定する。そして、空間モデル１１１上にＳＴ６にて生成した（判定結果１１５が付与された）経路モデルを配置すると共に、仮想カメラの撮像条件に基づいて、当該仮想カメラから空間モデル１１１を撮像したときの静止画像に相当する仮想カメラ画像を出力する。この際、仮想カメラ画像を、既知のコンピュータグラフィックス技術によるレンダリング処理にて求める。なお、その手法については、例えば、「コンピュータグラフィックス」（コンピュータグラフィックス編集委員会 編集・出版、平成１８年刊）に詳細に記述されている

続いて、時系列画像生成処理では、出力された仮想カメラ画像に対して、注視点の３次元位置に相当する画像位置に注視点を示すラベルとフキダシをオーバーレイする。図１２は、移動予定経路１１３上の所定の位置（図１０におけるＢＣが可視とされる区間内の位置）から、（利用者に選択された）注視点Ｂの方向を仮想カメラで撮像した際の仮想カメラ画像２である。同図において、符号２ａ〜２ｃで示した画像領域は、それぞれ空間モデル１１１における海、陸地、建物に相当する画像領域であり、符号２４及び符号２５はそれぞれオーバーレイされたラベル及びフキダシに相当する画像領域である。同図に示したように、本実施形態における時系列画像生成処理では、判定結果１１５を参照し、可視／非可視に応じて注視点を示すフキダシの色を異ならせてオーバーレイ表示させている。同図では、注視点Ａ及び注視点Ｃについては可視であることからフキダシの色を「白色」として表現している。一方、注視点Ａについては（注視点Ｂが示す建物の陰に隠れているために）非可視と判定されていることからフキダシの色を「黒色」として表現している。なお、注視点Ｃは可視と判定されてはいるが、仮想カメラの撮像範囲外に位置しているため、フキダシの引き出し線及び枠線を点線にて表現している。また、同図において、符号２３は、移動予定経路を表す画像領域であり、仮想カメラから見た経路モデルに相当する画像領域である。すなわち、図１２の視野となる警備移動体の位置からは、注視点Ｂ及びＣが可視となる移動予定経路が見えることがわかる。

時系列画像生成処理では、このような仮想カメラ画像（オーバーレイ済み）を、全ての移動予定経路１１３上の位置に対して生成し、これらの複数の仮想カメラ画像をフレームレートに従って合成することにより、時系列画像（動画像）を生成する。

次に、制御部１２は、ＳＴ１１の時系列画像生成処理にて生成した時系列画像をディスプレイ等の出力部１３により表示出力する出力処理を行う（ＳＴ１２）。なお、ＳＴ６にて生成した地図画像３は、地図画像３生成・更新される都度、ディスプレイ等の出力部１３により逐次表示出力するものとする。

以上のように、本実施形態の警備シミュレーション装置１は、表示出力された地図画像３を警備計画立案者が閲覧することにより、警備計画立案者は、警備移動体の移動予定経路上における警備対象の可視・非可視を容易に確認することができる。また、表示出力された時系列画像を警備計画立案者が閲覧することにより、警備計画立案者は、警備空間内を移動する警備移動体からの仮想的な視野（時系列画像）を容易に把握できる。そして、時系列画像にオーバーレイ表示された注視点を示すラベル及びフキダシを閲覧することにより、その視野における位置において、各注視点が可視であるか非可視であるかを一目で判別することができるため、その位置でどの注視点を重点監視すべきかを判断することが容易となる。したがって、警備計画立案者は、警備計画の立案、確認を容易に行うことが可能となる。

ところで、本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載した技術的思想の範囲内で、更に種々の異なる実施形態で実施されてもよいものである。また、実施形態に記載した効果は、これに限定されるものではない。

上記実施形態では、視野情報１１４及び仮想カメラ視野条件情報において、視野条件として「方向」のみを位置ＩＤに対応付けているが、これに限らず、画角や焦点距離等の他の視野条件を対応付けて記憶してもよい。すなわち、上記実施形態では、ＳＴ１にて初期設定した画角を固定値として利用していたが、これを可変値として扱うことにより、移動予定経路１１３上の位置に応じて方向・画角等を変更した視野条件の視野を表す時系列画像を得ることができる。例えば、注視点からの距離が遠くなるほど、ズームするような画角を求めて、視野情報１１４及び仮想カメラ視野条件情報の視野条件として方向と共に記憶する。これにより、注視点から離れても、注視点を所定の大きさのままの時系列画像を得ることができる。

上記実施形態では、ＳＴ７にて、可視と判定された注視点が複数存在する移動予定経路１１３上の位置が存在するとき、当該複数の注視点の中から一つの注視点を利用者により選択されているが、これに限らず、自動的に選択できるようにしてもよい。例えば、可視と判定された複数の注視点のうち、その移動予定経路１１３上の位置から最も近い注視点を自動選択してもよい。

上記実施形態では、ＳＴ９の出力処理にて、時系列画像を表示出力しているが、これに限らず、移動予定経路１１３の各位置における時系列画像の生成に用いた注視点に係る視野条件（仮想カメラ視野条件情報）を警備移動体が読み取り可能な形式からなるデータとして可搬記憶媒体やネットワーク等に出力（エクスポート）してもよい。出力されたデータを警備移動体に搭載されたカメラ制御装置（カメラのパン、チルト、ズームを制御操作する装置）に入力（インポート）することにより、警備移動体においてカメラを自動制御により、時系列画像と同じ視野からなるカメラ撮像画像を取得することが可能となる。

上記実施形態では、注視点情報１１２を警備空間における所定の一点を示した座標値として記憶しているが、これに限らず、所定の面（面範囲）を表した座標値（座標により面の範囲を指定）であってもよい。この場合、視野情報１１４の視野条件（方向）は、移動予定経路１１３上の位置から面の重心位置に向かう方向（角度）として算出すればよい。また、可視判定処理は、移動予定経路１１３上の位置から面の重心位置に向かう線分を求め、当該線分が障害物に干渉しないときに可視としてもよいし、面上に複数のサンプル位置を設け、各サンプル位置に向かう線分を求めて何れかの線分が障害物に干渉しないときに可視としてもよい。

上記実施形態では、警備対象（注視点）が動かないとみなして注視点情報１１２を警備空間における固定的な座標値として記憶しているが、これに限らず、注視点情報１１２を動的に変化させてもよい。例えば、ＶＩＰ等の警備対象の移動ルートが予め判明している場合は、当該警備対象（注視点）と当該移動ルートを示す座標列と時刻とを対応付けた情報として注視点情報１１２を記憶しておく。この場合、視野情報生成処理（ＳＴ４）、可視判定処理（ＳＴ５）、地図画像生成処理（ＳＴ６）、時系列画像生成処理（ＳＴ１１）等の各処理にて利用する注視点の座標値は、移動予定経路１１３上の所定の位置に警備移動体（仮想カメラ）が存在している時刻を求め、当該求めた時刻に対応する注視点情報１１２における注視点の座標値（その時刻に警備対象が存在している位置）を利用して処理すればよい。これによって、生成された時系列画像には、その時刻における警備対象の位置（注視点）が再現され、当該警備対象の方向を向くような警備移動体の視野を再現することができる。

上記実施形態では、ＳＴ２にて利用者により設定された注視点情報１１２に基づいて、設定された当該注視点を移動予定経路１１３の各位置から可視か否かを示した地図画像を生成しているが、これに限らず、ネットワーク等の入力部１４から入力に基づいて注視点情報１１２を更新するようにしてもよい。この場合、注視点情報１１２が更新される都度、当該更新された注視点情報１１２を用いて可視判定処理（ＳＴ５）及び地図画像生成処理（ＳＴ６）を行い、更新された注視点を移動予定経路１１３の各位置から可視か否かを示した地図画像を逐次生成する。これにより、ＶＩＰ等の警備対象の位置をＧＰＳなどにより逐次更新し、既存の移動予定経路１１３で十分な警備を行うことが可能かについて即時に確認でき、警備計画の柔軟な変更に活用することが可能となる。

上記実施形態では、地図画像生成処理（ＳＴ６）にて、警備空間を仮想的に表した３次元の空間モデル１１１上に移動予定経路１１３の形状を表した（判定結果１１５が付与されている）経路モデルを配置し、当該空間モデル１１１を仮想カメラから仮想的に撮像した３次元画像を地図画像として出力している。しかし、これに限らず、予め記憶部１１に記憶した警備空間の（２次元）地図上に（判定結果１１５が付与されている）移動予定経路１１３をオーバーレイ表示したものを地図画像として出力してもよい。この場合、地図画像生成手段１２４は、移動予定経路１１３と判定結果１１５とを用いて各注視点の可視／非可視について色・線種・記号により識別できる経路図形を生成し、予め記憶した地図上の座標と移動予定経路１１３の座標とが合致するようにオーバーレイ表示する。また、地図画像生成手段１２４は、経路図形を非可視区間が識別できるよう可視区間とは異なる色・線種・記号により表示し、非可視区間の両端にアンカーポイントを表示させる。

上記実施形態では、ＳＴ３にて移動予定経路１１３の全ての座標値を設定した後に、可視判定処理（ＳＴ５）及び地図画像生成処理（ＳＴ６）により、移動予定経路に判定結果１１５が付与された地図画像３を生成している。しかし、これに限らず、ＳＴ３にて移動予定経路１１３を設定している最中においても、逐次、設定中の移動予定経路に判定結果１１５が付与された地図画像３を生成してもよい。例えば、ＳＴ３にてマウス等により移動予定経路１１３を指定するための２点の位置がクリックされたとき、当該２点間を結ぶ経路の位置（座標）が移動予定経路１１３に対して追記されると共に、追記された位置についてそれぞれ可視判定処理（ＳＴ５）及び地図画像生成処理（ＳＴ６）を行う。これにより、利用者は、移動予定経路１１３を設定しながら注視点の可視／非可視が付与された地図画像を確認することができ、警備計画の立案をより容易に行うことができる。更に、ネットワーク等の入力部１４から入力に基づいて移動予定経路１１３を逐次更新するようにしてもよい。この場合も、移動予定経路１１３が更新される都度、当該更新された移動予定経路１１３を用いて可視判定処理（ＳＴ５）及び地図画像生成処理（ＳＴ６）を行い、更新された移動予定経路１１３の各位置から注視点を可視か否かを示した地図画像を生成する。

上記実施形態では、地図画像生成処理（ＳＴ６）にて、非可視区間の両端にアンカーポイント（２つ）を付与するよう経路モデルを生成しているが、非可視区間に付与するアンカーポイントは２つに限定されない。すなわち、非可視区間の両端だけでなく、非可視区間の中間位置にもう一つアンカーポイントを追加してもよいし、所定間隔毎にアンカーポイントを追加してもよい。

上記実施形態では、経路変更処理（ＳＴ７）にて、利用者がアンカーポイントをドラック＆ドロップしてアンカーポイントの位置を変更することによって記憶部１１の移動予定経路１１３が更新され、当該更新された移動予定経路１１３に基づいてＳＴ４〜ＳＴ６の各処理が実行される。しかし、これに限らず、利用者がアンカーポイントの位置をドラックしている最中においても、移動予定経路１１３が逐次更新され、当該更新された移動予定経路１１３に基づいて可視判定処理（ＳＴ５）及び地図画像生成処理（ＳＴ７）の各処理を実行してもよい。これにより、利用者は、ドラックしたアンカーポイントをドロップする前に地図画像の移動予定経路１１３上に表示された判定結果１１５を参照して、可視区間となる位置にアンカーポイントをドロップすることができ、警備計画の迅速な策定に活用することが可能となる。

１・・・警備シミュレーション装置
１１・・・記憶部
１２・・・制御部
１３・・・出力部
１４・・・入力部
１１１・・・空間モデル
１１２・・・注視点情報
１１３・・・移動予定経路
１１４・・・視野情報
１１５・・・判定結果
１２１・・・視野情報生成手段
１２２・・・判定手段
１２３・・・画像処理手段
１２４・・・地図画像生成手段
１２５・・・経路変更手段
２・・・仮想カメラ画像
２３・・・移動予定経路を表す画像領域
２４・・・注視点のラベル
２５・・・注視点のフキダシ
３・・・地図画像

Claims (5)

1. 警備空間内を移動する警備移動体の移動予定経路上の位置から所定の警備対象が可視か否かをシミュレーションする警備シミュレーション装置であって、
   前記警備空間を３次元の仮想空間にて表現した空間モデルと、前記警備対象の位置である注視点を示す注視点情報と、前記移動予定経路と、が記憶された記憶部と、
   前記移動予定経路上の各位置と前記注視点とを結ぶ線分を求め、該線分の長さ又は該線分と前記空間モデルとの干渉状態のうち少なくとも一方から前記注視点が可視か否かを判定する可視判定処理を行う判定手段と、
   前記移動予定経路に前記判定結果を付与した地図画像を生成する地図画像生成処理を行う地図画像生成手段と、
   を有することを特徴とする警備シミュレーション装置。
2. 利用者からの入力を受け付ける入力部を更に有し、
   前記地図画像生成処理は、前記移動予定経路上の非可視の位置を含む区間である非可視区間を求め、該非可視区間を前記地図画像にて識別表示すると共に、該非可視区間の少なくとも両端に前記入力部による位置変更を許可するアンカーポイントを表示し、
   前記入力部からの入力に基づく前記アンカーポイントの位置の変更により前記移動予定経路を更新する経路変更手段を更に有する、
   請求項１に記載の警備シミュレーション装置。
3. 前記記憶部の前記移動予定経路が変更されたとき、該変更後の前記移動予定経路を用いて前記可視判定処理及び前記地図画像生成処理を行う
   請求項１又は請求項２に記載の警備シミュレーション装置。
4. 前記移動予定経路上の位置から前記注視点に向かう方向を含む視野条件を該位置に対応付けた視野情報を生成する視野情報生成手段と、
   前記移動予定経路の前記仮想空間における経路形状を表す経路モデルを前記空間モデル上に配置し、該経路モデルが配置された空間モデルを前記視野条件でレンダリングした画像を生成する画像処理手段と、
   を更に有する請求項１〜請求項３の何れか一項に記載の警備シミュレーション装置。
5. 前記経路モデルには、前記判定結果が付与されていることを特徴とする請求項４に記載の警備シミュレーション装置。
   

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