JP6762108B2 - 目標物検知装置、処理方法、プログラム - Google Patents
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Description
図1は同実施形態による目標物検知装置を備えた目標物検知システムの構成を示す図である。
この図で示すように目標物検知システム100は、上空装置1、地上装置21、22、目標物検知装置3を備えている。目標物検知装置3は、上空装置1、地上装置21、地上装置22と無線通信を介して接続されていてよい。上空装置1は上空から目標物41、42を撮影する装置である。地上装置21、22は地上から目標物41、42を撮影する装置である。上空装置1、地上装置21、地上装置22は無線を介して目標物検知装置3へ撮影画像を送信する。撮影画像は動画を構成する複数の画像であってよい。本実施形態において目標物検知装置3は、上空装置1、地上装置21、22とは別の装置として示している。しかしながら目標物検知装置3は上空装置1、地上装置21、22の何れかの装置に内蔵されたものであってよい。また他の装置の内部に上空装置1、地上装置21、22と共に設けられたものであってよい。目標物検知装置3は上空装置1、地上装置21、22の少なくとも一つとは有線ケーブルによって接続されていてもよい。なお、以下、地上装置21、22を総称して説明する場合には地上装置2と呼ぶ。また以下、目標物41、42を総称して説明する場合には目標物4と呼ぶ。本実施形態では目標物4が2つの場合について説明している。しかしながら目標物4の数はこれに限らない。
目標物検知装置3は図2で示すように、CPU(Central Processing Unit)301、IF(Interface)302、通信モジュール303、ROM(Read Only Memory)304、RAM(Random Access Memory)305、HDD(Hard Disk Drive)306などの構成を備えたコンピュータである。通信モジュール303は無線通信制御を行うものであってもよいし、有線通信制御を行うものであってもよく、それら2つの機能を有していてもよい。
目標物検知装置3のCPU301はROM304などに記憶しているプログラムを実行することにより、図3で示す各処理部の機能を有するものとなる。
目標物検知装置3は俯瞰画像取得部31の機能を有する。また目標物検知装置3は地上画像取得部32の機能を有する。また目標物検知装置3は座標算出部33の機能を有する。また目標物検知装置3は判定部34の機能を有する。また目標物検知装置3は表示部36の機能を有する。
地上画像取得部32は地上の撮影装置である地上装置21,22から1つまたは複数の目標物を撮影した地上画像を取得する。
座標算出部33は上空装置1の3次元位置と、上空装置1が俯瞰画像を撮影した際の撮影方向と、俯瞰画像に写る目標物の画像内位置などの情報に基づいて、俯瞰画像に写る1つまたは複数の目標物の座標を算出する。
判定部34は、俯瞰画像とその俯瞰画像に写る1つまたは複数の目標物4の座標と上空装置1の撮影条件とに基づいて、地上画像から目標物4を撮影する場合の仮想地上画像を生成する。判定部34は、地上画像と仮想地上画像との比較に基づいて、仮想地上画像の生成に用いた俯瞰画像に写る複数の目標物4と、地上画像に写る複数の目標物4との対応関係を判定する。
上空装置1は例えば飛行体に設けられて地上を撮影する装置である。上空装置1は飛行体でなくとも上空から地上を撮影できるものであれば、どのようなものであってもよい。例えば上空装置は飛行体や、バルーンなどの空間浮遊物に設けられた装置であってよい。また上空装置はビルなどの構造物に取り付けられた装置であってもよい。地上装置2は例えば地上から走行する車両などの移動体に設けられ目標物4を撮影する装置であってもよいし、所定の固定位置から目標物4を撮影する装置であってもよい。図4においては上空装置1が撮影した俯瞰画像101と、地上装置2が撮影した地上画像201を示している。上空装置1は撮影により得られた俯瞰画像101を、目標物4を追跡しながら順次目標物検知装置3へ送信する。上空装置1は俯瞰画像101と共に、現在の上空装置1の3次元座標(緯度、経度、高度)などを目標物検知装置3へ送信する。また上空装置1は撮影方向を示す情報を目標物検知装置3へ送信する。撮影方向は3次元空間座標系における所定の方向を基準とした方向ベクトルによって与えられてよい。上空装置1は自装置の傾きをジャイロセンサによって検出して目標物検知装置3へ送信してよい。上空装置1の傾きは鉛直下向き方向を基準とした方向ベクトルによって与えられてよい。上空装置1が目標物検知装置3へ送信する俯瞰画像101以外の情報は上空装置1の撮影条件と呼ぶこととする。上空装置1の撮影条件には、上空装置1の3次元座標、撮影方向、傾きなどを含む。上空装置1の撮影条件には画角などの上空装置1に設けられた撮影装置における設定情報が含まれていてよい。上空装置1による目標物4の追跡は公知の技術を用いてよい。
座標算出部33は俯瞰画像101と撮影条件と目標物4(41、42)の画像内位置とに基づいて、各目標物4の緯度、経度を算出する。座標算出部33は、撮影条件に含まれる上空装置1の3次元座標、撮影方向、傾き、画角などを用いて、目標物4の緯度、経度を公知の技術により算出する。目標物検知装置3はROMに地形情報を保持している。地形情報は緯度、経度に対応する高度情報を含む。座標算出部33は各目標物4について算出した緯度、経度に基づいて、地形情報から高度情報を読み取ってもよい。座標算出部33は、それら緯度、経度、高度からなる各目標物4の3次元座標を判定部34へ出力する。
図7は判定部の処理フローを示す図である。
判定部34は取得した各画像に出現する目標物に識別情報を割り当てる(ステップS701)。つまり判定部34は、俯瞰画像101に出現する目標物にID(識別情報)を割り当てる。目標物41と目標物42の2つが俯瞰画像101に出現している場合、一方にA、他方にBの各IDを割り当てる。判定部34はまた、地上画像201(201−1、201−2)に出現する目標物にIDを割り当てる。判定部34は目標物41と目標物42が地上画像201に出現している場合、一方に001、他方に002を割り当てる。なお判定部34は地上装置21から受信した地上画像201−1に出現する目標物41には001−1、目標物42には002−1を割り当てる。また判定部34地上装置21から受信した地上画像201−2に出現する目標物41には001−2、目標物42には002−2を割り当てる。判定部34は、このように異なる地上画像201にはそれぞれ別々のIDを割り当ててよい。
判定部34は仮想地上画像において目標物4が出現する画像内位置と、地上画像201において目標物4が出現する画像内位置とを比較する。今、仮想地上画像102にはID=AとID=Bの目標物4が出現している。また地上画像201にはID=001とID=002の目標物4が出現している。判定部34は仮想地上画像102におけるID=Aの目標物4の画像内位置と、地上画像201におけるID=001の目標物4の画像内位置との距離を算出する。判定部34は仮想地上画像102におけるID=Aの目標物4の画像内位置と、地上画像201におけるID=002の目標物4の画像内位置との距離を算出する。判定部34は、仮想地上画像102におけるID=Aの目標物4の画像内位置との距離が近いと算出できた目標物4のIDを、地上画像201から特定する。なお仮想地上画像102と地上画像201の画素数と距離の算出に利用する原点はそれら画像間で一致しているものとする。判定部34は上記の距離の算出においては、2つの画像が同じ画像であると仮定してそれぞれの画像に出現する目標物4の距離を算出する(ステップS703)。
表示部36は俯瞰画像101と地上画像201(201−1、201−2)とを一つずつ、または同時にモニタ等に表示するようにしてよい。表示部36は、俯瞰画像101と地上画像201とに出現する目標物に、IDの文字列を重畳して表示するようにしてよい。表示部36は、俯瞰画像101において俯瞰画像101に出現する目標物4に対して付与したIDの文字列を、俯瞰画像101上の対応する目標物4の近傍に重畳して表示する。一方で表示部36は、地上画像201において地上画像201に出現する目標物4に対して付与したIDの文字列を、その文字列に対応する俯瞰画像101側の文字列に変換して、地上画像201上の対応する目標物4の近傍に重畳して表示する(図8(y))。つまり、地上画像201においてID=001が付与された目標物4には、その近傍にID=Bの文字列を表示する。また地上画像201においてID=002が付与された目標物4には、その近傍にID=Aの文字列を表示する(図8(y))。上述したように表示部36は、複数の地上画像201−1、201−2のそれぞれについて同様に処理を行う。
2・・・地上装置
3・・・目標物検知装置
4・・・目標物
31・・・俯瞰画像取得部
32・・・地上画像取得部
33・・・座標算出部
34・・・判定部
36・・・表示部
Claims (6)
- 上空の撮影装置から地上の複数の目標物を当該上空の撮影装置が追跡して撮影した俯瞰画像を取得する俯瞰画像取得部と、
地上の撮影装置から複数の目標物を当該地上の撮影装置が追跡して撮影した地上画像を取得する地上画像取得部と、
前記上空の撮影装置の3次元位置と、前記上空の撮影装置が前記俯瞰画像を撮影した際の撮影方向と、前記俯瞰画像に写る前記目標物の画像内位置とに基づいて、前記俯瞰画像に写る複数の目標物の座標を算出する座標算出部と、
前記俯瞰画像とその俯瞰画像に写る複数の目標物の座標と前記上空の撮影装置の撮影条件とに基づいて、前記地上画像から前記目標物を撮影する場合の仮想地上画像を生成し、前記地上画像と前記仮想地上画像との比較に基づいて、前記仮想地上画像の生成に用いた前記俯瞰画像に写る複数の目標物と、前記地上画像に写る複数の目標物との対応関係を判定する判定部と、
を備えることを特徴とする目標物検知装置。 - 前記対応関係に基づいて、前記俯瞰画像に写る複数の目標物に対して付与した識別情報に対応する識別情報を、前記地上画像に写る複数の目標物それぞれに対して付して表示する表示部
を備えることを特徴とする請求項1に記載の目標物検知装置。 - 前記判定部は、前記俯瞰画像に写る複数の目標物に対して付与した識別情報と、前記地上画像に写る複数の目標物に対して付与した識別情報との関係を判定する
ことを特徴とする請求項1または請求項2に記載の目標物検知装置。 - 前記判定部は、異なる地上の撮影装置から取得した第一地上画像と第二地上画像のそれぞれに基づいて、前記俯瞰画像に写る複数の目標物と、前記第一地上画像及び前記第二地上画像に写る複数の目標物との対応関係を判定する
ことを特徴とする請求項1または請求項3に記載の目標物検知装置。 - 上空の撮影装置により地上の複数の目標物を当該上空の撮影装置が追跡して撮影した俯瞰画像を取得し、
地上の撮影装置から複数の目標物を当該地上の撮影装置が追跡して撮影した地上画像を取得し、
前記上空の撮影装置の3次元位置と、前記上空の撮影装置が前記俯瞰画像を撮影した際の撮影方向と、前記俯瞰画像に写る前記目標物の画像内位置とに基づいて、前記俯瞰画像に写る複数の目標物の座標を算出し、
前記俯瞰画像とその俯瞰画像に写る複数の目標物の座標と前記上空の撮影装置の撮影条件とに基づいて、前記地上画像から前記目標物を撮影する場合の仮想地上画像を生成し、前記地上画像と前記仮想地上画像との比較に基づいて、前記仮想地上画像の生成に用いた前記俯瞰画像に写る複数の目標物と、前記地上画像に写る複数の目標物との対応関係を判定する
ことを特徴とする処理方法。 - コンピュータに、
上空の撮影装置により地上の複数の目標物を当該上空の撮影装置が追跡して撮影した俯瞰画像を取得する俯瞰画像取得ステップと、
地上の撮影装置から複数の目標物を当該地上の撮影装置が追跡して撮影した地上画像を取得する地上画像取得ステップと、
前記上空の撮影装置の3次元位置と、前記上空の撮影装置が前記俯瞰画像を撮影した際の撮影方向と、前記俯瞰画像に写る前記目標物の画像内位置とに基づいて、前記俯瞰画像に写る複数の目標物の座標を算出する算出ステップと、
前記俯瞰画像とその俯瞰画像に写る複数の目標物の座標と前記上空の撮影装置の撮影条件とに基づいて、前記地上画像から前記目標物を撮影する場合の仮想地上画像を生成し、前記地上画像と前記仮想地上画像との比較に基づいて、前記仮想地上画像の生成に用いた前記俯瞰画像に写る複数の目標物と、前記地上画像に写る複数の目標物との対応関係を判定する判定ステップと、
からなる処理を実行させるプログラム。
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