JP7219653B2 - 設置支援装置及び設置支援プログラム - Google Patents

Description

本発明は、設置支援装置及び設置支援プログラムに関する。

監視カメラを設置する際には、所望の監視目的を達成するための監視カメラの配置条件（設置位置・姿勢・画角等）を事前に計画（プランニング）する。例えば、監視目的を達成するために監視空間を死角なく撮影するといった監視目的であれば、死角が生じないよう監視カメラの配置位置や姿勢や画角等を決める。配置条件は一般に多岐におよぶため、人手で行うプランニングでは、多大な労力を要し、またプランニング実施者の主観や経験に依存してしまう。

そこで本出願人は、配置条件に基づいてカメラが撮影可能な空間範囲を求めて監視空間内の死角が少なくなるほど高くなる評価値を求め、配置条件を変更しつつ最も高い評価値となる配置条件を探索することにより、プランニング実施者の経験に依存することなく死角の少ない配置条件を容易に求める技術を提案した（下記特許文献１）。

特開２０１８－１２８９６１号公報

しかし、実際のカメラの設置には、カメラを支持する雲台等の取付部品を使用する。特許文献１の発明は、このような取付部品による制約を考慮していないため、配置条件を求めても実際にはカメラを取り付けることができないことがあった。また、取付部品を考慮すれば実際には配置可能となるケースを見逃すことがあった。
本発明は、上記の問題点を鑑みてなされたものであり、取付部品を使用して設置したカメラが監視対象を撮影できるようにカメラの位置を求めることを目的とする。

本発明の一形態による設置支援装置は、監視対象の位置を含む監視対象情報と、監視対象の周囲の構造物の位置及び形状を表す構造物情報と、カメラを支持して構造物に取り付ける取付部品の構造を表す取付部品情報とを記憶する記憶部と、監視対象情報と構造物情報とを用いて、監視対象を撮影可能な撮影位置の範囲をカメラの本体位置にて表した撮影可能空間を算出する撮影可能空間算出部と、撮影可能空間と構造物情報と取付部品情報とを用いて、取付部品により構造物に取り付けられたカメラの本体位置が撮影可能空間内において取り得る範囲を設置候補空間として算出する設置候補空間算出部と、を備える。

設置候補空間算出部は、構造物情報と取付部品情報とを用いて、取付部品により構造物に取り付けられたカメラの本体位置が取り得る範囲を算出し、当該範囲と撮影可能空間とが重なる空間から設置候補空間を算出してもよい。
取付部品情報は、取付部品情報は、取付部品による本体位置の可動範囲を含み、設置候補空間算出部は、可動範囲を用いて、取付部品により構造物に取り付けられたカメラの本体位置が取り得る範囲を求めてもよい。

取付部品情報は、取付部品によるカメラの光軸角度の可変範囲を含んでもよい。設置候補空間算出部は、可変範囲を用いて設置候補空間を算出してもよい。
記憶部は、カメラの筐体サイズをさらに記憶してもよい。設置候補空間算出部は、筐体サイズを用いて設置候補空間を算出してもよい。

設置支援装置は、設置候補空間と構造物情報と取付部品情報とを用いて、カメラを取付部品により構造物に取り付ける取付候補領域を算出する取付候補領域算出部を更に備えてもよい。
設置支援装置は、設置候補空間又は取付候補領域の少なくとも一方を表す設置候補画像を生成する画像生成部を更に備えてもよい。
設置支援装置は、設置候補空間の大きさに基づいてカメラを設置する設置自由度を算出する設置自由度算出部を更に備えてもよい。

本発明の他の形態による設置支援プログラムは、コンピュータに、監視対象の位置を含む監視対象情報と、監視対象の周囲の構造物の位置及び形状を表す構造物情報と、カメラを支持して構造物に取り付ける取付部品の構造を表す取付部品情報とを記憶装置から読み出す情報読出ステップと、監視対象情報と構造物情報とを用いて、監視対象を撮影可能な撮影位置の範囲をカメラの本体位置にて表した撮影可能空間を算出する撮影可能空間算出ステップと、撮影可能空間と構造物情報と取付部品情報とを用いて、取付部品により構造物に取り付けられたカメラの本体位置が撮影可能空間内において取り得る範囲を設置候補空間として算出する設置候補空間算出ステップと、をコンピュータに実行させる。

本発明のさらなる他の形態による設置支援方法は、監視対象の位置を含む監視対象情報と、監視対象の周囲の構造物の位置及び形状を表す構造物情報と、カメラを支持して構造物に取り付ける取付部品の構造を表す取付部品情報とを記憶装置から読み出す情報読出ステップと、監視対象情報と構造物情報とを用いて、監視対象を撮影可能な撮影位置の範囲をカメラの本体位置にて表した撮影可能空間を算出する撮影可能空間算出ステップと、撮影可能空間と構造物情報と取付部品情報とを用いて、取付部品により構造物に取り付けられたカメラの本体位置が撮影可能空間内において取り得る範囲を設置候補空間として算出する設置候補空間算出ステップと、をコンピュータに実行させる。

本発明によれば、取付部品を使用して設置したカメラが監視対象を撮影できるようにカメラの位置を求めることができる。

本発明の実施形態の設置支援装置の一例の概略構成図である。 監視空間と構造物の例の説明図である。 （ａ）及び（ｂ）は、カメラ及び取付部品の構造の一例の説明図である。 取付可能領域の一例を示す図である。 視点空間の一例を示す図である。 監視対象を撮影可能なカメラの視点が取り得る撮影可能空間の一例を示す図である。 撮影可能空間の算出方法の一例の説明図である。 設置候補空間及び取付候補領域の一例を示す図である。 （ａ）は視点空間を分割した分割領域と各分割領域の視点代表点の一例を示す図であり、（ｂ）及び（ｃ）は視点代表点から監視対象へ向かう監視ベクトルがカメラ画角に収まる光軸角度範囲の一例の説明図である。 本発明の実施形態の設置支援方法の一例のフローチャートである。 設置候補空間算出処理の一例のフローチャートである。

以下において、図面を参照して本発明の実施形態を説明する。なお、以下に示す本発明の実施形態は、本発明の技術的思想を具体化するための装置や方法を例示するものであって、本発明の技術的思想は、構成部品の構造、配置等を下記のものに特定するものではない。本発明の技術的思想は、特許請求の範囲に記載された請求項が規定する技術的範囲内において、種々の変更を加えることができる。

（構成）
図１を参照する。実施形態の設置支援装置１０は、例えばコンピュータにより構成され、記憶部１１と、制御部１２とを備える。
記憶部１１は、半導体記憶装置、磁気記憶装置及び光学記憶装置のいずれかを備えてよい。記憶部１１は、レジスタ、キャッシュメモリ、主記憶装置として使用されるＲＯＭ（Read Only Memory）及びＲＡＭ（Random Access Memory）等のメモリを含んでよい。

制御部１２は、例えば、ＣＰＵ（Central Processing Unit）やＭＰＵ（Micro-Processing Unit）等のプロセッサと、その周辺回路によって構成される。
以下に説明する制御部１２の機能は、例えば、記憶部１１に格納されたコンピュータプログラムである設置支援プログラム２０を、制御部１２が備えるプロセッサが実行することによって実現される。

なお、入力装置１３は、設置支援装置１０の動作を制御するために、カメラプランニングの実施者や、監視従事者、管理者など（以下、「プランニング実施者等」と表記する）が操作するマウスやキーボードなどである。入力装置１３は設置支援装置１０に接続され、入力装置１３から各種情報が設置支援装置１０に入力される。出力装置１４は、設置支援装置１０により生成された各種情報を出力するディスプレイ、プロジェクタ、プリンタなどである。

設置支援装置１０は、所定の監視空間内の監視対象を撮影するためカメラの設置位置を計画するカメラプランニングに用いられる。
図２を参照する。いま、屋外空間や、構造物によって形成される屋内空間等である監視空間４０内に、監視用のカメラを設置するプランニングを想定する。
監視空間４０は、天井４１、床４２、壁４３、４４、４５及び４６によって囲まれている。天井４１、床４２、壁４３、４４、４５及び４６は、監視空間４０に存在する構造物の一例である。

監視空間４０内には、天井に設けられた小壁部４７と物体４８が存在している。小壁部４７と物体４８は、監視空間４０に存在する構造物の一例である。
また、監視空間４０内には、監視対象の一例である物体５０（以下「監視対象５０」と表記する）が存在する。監視対象５０は、監視の対象である監視対象面５１及び５２を有する。

図１を参照する。設置支援装置１０は、監視対象の位置を表す監視対象情報２２と、監視対象の周囲の構造物の位置及び形状を表す構造物情報２１とに基づいて、監視対象を撮影可能な撮影位置の範囲をカメラの本体位置にて表した撮影可能空間を算出する。ここでの「カメラの本体位置」は、例えば、カメラの視点（すなわち光学中心）や、カメラ筐体の幾何学形状な中心点、重心点などであってよい。

しかし現実には、実際にカメラの視点が取り得る範囲は、カメラを支持して構造物に取り付ける取付部品によって制約される。
このため、設置支援装置１０は、カメラを支持して構造物に取り付ける取付部品の構造を表す取付部品情報に基づいて、取付部品により構造物に取り付けられたカメラの本体位置が撮影可能空間内において取り得る範囲を設置候補空間として算出する。

以下、カメラの本体位置としてカメラの視点を用いる場合について説明する。すなわち、撮影可能空間として、監視対象をカメラが撮影可能となるカメラの視点の取り得る空間範囲を算出する。また、取付部品により構造物に取り付けられたカメラの視点が撮影可能空間内において取り得る範囲を設置候補空間として算出する。

図３の（ａ）及び図３の（ｂ）を参照する。カメラを構造物に取り付ける場合、図３の（ａ）の例示のように、使用するカメラ６０と取付場所に応じて取付器具６２を適宜選択し、カメラ６０と取付器具６２とを組み合わせて構造物に取り付ける場合がある。なお、取付器具６２は、カメラを支持して構造物に取り付ける取付部品の一例である。
また図３の（ｂ）の例示のように、カメラ６６を構造物に取り付ける取付部品６５とカメラ６６とが一体に組み立てられている場合がある。

例えば図３の（ａ）の場合には、設置支援装置１０は、取付部品情報である取付器具６２の伸縮部６３の伸縮可能範囲や雲台６４の回転角度範囲に基づいて、取付器具６２でカメラ６０を構造物に取り付けた際にカメラ６０の視点が撮影可能空間内に取り得る空間範囲を算出する。
また、例えば図３（ｂ）の場合には、設置支援装置１０は、取付部品情報である取付部品６５の枢動軸６８及び６９の回転角度範囲に基づいて、取付部品６５でカメラ６６を構造物に取り付けた際にカメラ本体６７の視点が撮影可能空間内に取り得る空間範囲を算出する。

これにより、設置支援装置１０は、取付部品を使用して実際にカメラを設置できる位置を求めることができる。
なお、図３の（ａ）及び図３の（ｂ）に示すカメラ６０、６６、取付器具６２、取付部品６５の構造はあくまで例示であり、本発明が適用されるカメラ、取付器具及び取付部品の構造はこれらに限定されるものではない。

以下、設置支援装置１０の詳細を説明する。図１を参照する。記憶部１１には、上述の設置支援プログラム２０のほか、構造物情報２１、監視対象情報２２、カメラ情報２３及び取付部品情報２４が格納される。
構造物情報２１は、監視空間４０を囲む又は監視空間４０内に存在する現実世界の構造物の位置及び形状を表す３次元の幾何学形状データ（すなわち３次元モデル）である。
構造物は、例えば建造物や、地面、障害物（什器，樹木等）等の物体である。図２の例では、構造物情報２１は、天井４１、床４２、壁４３～４６、小壁部４７並びに物体４８の位置と形状を表す。

構造物情報２１は、このような構造物の構造を表す属性データを含んでもよい。属性データは、例えば構造物の種別、材質、厚さ、強度を表すデータを含んでよい。
属性データは「天井」、「壁」、「扉」、「柱」などの種別を表す種別データを含んでよい。属性データは「石膏ボード」、「鉄骨」などの材質を表す材質データを含んでもよい。構造物情報２１は、カメラの取付可否を示す属性データを含んでもよい。
このような構造物情報２１は、プランニング実施者等により入力装置１３から予め設定登録されて記憶部１１に記憶される。

監視対象情報２２は、監視したい物体である監視対象を監視空間４０内に配置する配置条件データや監視対象の材質等の属性データを含む。
配置条件データは、例えば、監視対象を監視空間４０内に配置する位置、監視対象の３次元形状、監視対象の向き、監視対象面、監視対象の監視方向のデータを含んでよい。

図２の例では、監視対象情報２２は、監視対象５０の配置条件データや材質等の属性データを含む。
なお、監視対象情報２２は、監視したい位置である監視点の座標情報であってもよい。
監視対象情報２２は、制御部１２により監視対象の配置条件データや属性データが設定されると、記憶部１１に記憶される。

カメラ情報２３は、監視対象の撮影に使用されるカメラの情報である。カメラ情報２３は、カメラの画角データを含んでよい。
またカメラ情報２３は、カメラの構造情報を含んでよい。例えば、カメラ情報２３は、図３の（ａ）のカメラ６０や図３の（ｂ）のカメラ本体６７の筐体の幾何学形状を３次元ポリゴンなどで表現した幾何学形状データを、構造情報として含んでよい。かかる幾何学形状データはカメラの筐体サイズを表すことができる。
また例えばカメラ情報２３は、図３の（ａ）のカメラ６０の筐体と取付器具６２とが接続する位置６１を表す取付器具接続位置データを構造情報として含んでよい。

取付部品情報２４は、カメラを構造物に取り付ける取付部品の構造情報である。例えば取付部品情報２４は、図３の（ａ）の取付器具６２や図３の（ｂ）の取付部品６５の幾何学形状を３次元ポリゴンなどで表現した幾何学形状データを含んでよい。
また取付部品情報２４は、取付部品の可動部分（例えば図３の（ａ）の伸縮部６３、雲台６４や、図３の（ｂ）の枢動軸６８、６９）の動く範囲を表す可動データを含んでよい。

可動データは、例えば図３の（ａ）の雲台６４や図３の（ｂ）の枢動軸６８及び６９などの回転部品の支点や軸の位置データや回転角度範囲データであってよい。
これら位置データや回転角度範囲データは、カメラの光軸角度の可変範囲を表すことができる。
また例えば図３の（ａ）の伸縮部６３の位置データや伸縮可能範囲データであってよい。これら位置データや伸縮可能範囲データは、カメラの視点の可動範囲を表すことができる。

また例えば取付部品情報２４は、図３の（ａ）の取付器具６２にカメラ６０の筐体を取り付ける位置６１を表す取付位置データを含んでよい。
カメラ情報２３及び取付部品情報２４は、プランニング実施者等により入力装置１３から予め設定登録されて記憶部１１に記憶される。

図１を参照する。制御部１２は、記憶部１１に記憶された構造物情報２１、監視対象情報２２、カメラ情報２３及び取付部品情報２４を読み出す。
また、制御部１２は、記憶部１１に記憶された設置支援プログラム２０を読み出して実行し、設置候補空間設定部３０と、監視対象設定部３１と、撮影可能空間算出部３２と、取付候補領域算出部３３と、設置自由度算出部３４と、画像生成部３５として機能する。

まず、取付候補領域算出部３３は、構造物情報２１が表す監視空間４０に存在する構造物の位置と、幾何学形状と、材質やカメラの取付可否等の属性データとに基づいて、構造物の表面に物理的にカメラを取り付けることが可能な取付可能領域を算出する。
図４を参照する。例えば取付候補領域算出部３３は、天井４１の表面の領域７０ａと７０ｂを取付可能領域として算出する。以下、取付可能領域７０ａ及び７０ｂを総称して「取付可能領域７０」と表記することがある。

次に取付候補領域算出部３３は、カメラ情報２３に含まれるカメラの構造情報と取付部品情報２４に含まれる取付部品の構造情報に基づいて、取付部品の可動部分を動かしたときの、各々の姿勢におけるカメラの本体位置が取り得る範囲とカメラと取付部品の幾何学形状を算出する。
例えば取付候補領域算出部３３は、カメラの本体位置が取り得る範囲としてカメラの視点の可動範囲を算出する。例えば取付候補領域算出部３３は、取付部品情報２４の可動データ（位置データ、回転角度範囲データ、伸縮可能範囲データ）に基づいてカメラの視点の可動範囲を算出してよい。

取付候補領域算出部３３は、算出した視点の可動範囲とカメラ及び取付部品の幾何学形状に基づいて、取付可能領域７０ａ及び７０ｂ内にカメラを取り付けた場合にカメラ及び取付部品が構造物に干渉しない姿勢でカメラの本体位置が取り得る３次元範囲を算出する。例えば取付候補領域算出部３３は、カメラの本体位置が取り得る３次元範囲としてカメラの視点が取り得る３次元範囲を算出する。以下、この３次元範囲を「視点空間」と表記する。なお、取付候補領域算出部３３にて算出した視点空間は、カメラを取付部品にて構造物に取り付けた場合のカメラの本体位置の取り得る範囲を算出したものである。よって、視点空間は監視対象を撮影できない空間を含んでいる。
図５を参照する。例えば取付候補領域算出部３３は、取付可能領域７０ａ及び７０ｂ内にそれぞれカメラを取り付けた場合の視点空間７１ａ及び７１ｂを算出する。以下、視点空間７１ａ及び７１を総称して「視点空間７１」と表記することがある。

監視対象設定部３１は、監視対象を設定する。具体的には、監視空間４０内に監視対象を配置する配置条件データや監視対象の材質等の属性データを設定する。
例えば、監視対象設定部３１は、プランニング実施者等が入力装置１３を用いて入力したデータに基づいて、監視対象５０の配置条件データと属性データを設定し、監視対象情報２２として記憶部１１に記憶する。監視対象設定部３１は、複数の監視対象を設定してもよい。

撮影可能空間算出部３２は、監視対象を撮影可能な撮影位置の範囲をカメラの本体位置にて表した３次元の空間範囲を撮影可能空間として算出する。例えば、撮影可能空間算出部３２は、監視対象を撮影可能なカメラの視点の３次元の空間範囲を、撮影可能空間として算出する。なお、撮影可能空間算出部３２にて算出した撮影可能空間は、取付部品を考慮せずにカメラの本体位置の取り得る範囲を算出したものである。よって、撮影可能空間は取付部品を考慮した場合に本体位置が取り得ない空間を含んでいる。
図６を参照する。例えば撮影可能空間算出部３２は、監視対象５０の監視対象面５１及び５２をカメラで撮影可能な撮影可能空間７２を算出する。
例えば撮影可能空間算出部３２は、監視対象面５１、５２上に監視点を設定して、監視対象面５１上の監視点を一端とし監視空間４０内の何れかの構造物まで他の構造物と交差せずに到達する線分の軌跡によって形成される空間と、監視対象面５２上の監視点を一端とし監視空間４０内の何れかの構造物まで他の構造物と交差せずに到達する線分の軌跡によって形成される空間をそれぞれ求め、これらの空間の重複範囲を、撮影可能空間７２として算出してよい。

すなわち、監視対象面５１及び５２にそれぞれ光源を配置した場合に、各光源からの光が構造物に遮られずに通過する３次元範囲が重複する範囲を撮影可能空間７２として算出してよい。
また、監視対象を監視する監視方向が定められている場合には、監視対象から監視方向へ向けられたスポットライト光源からの光が構造物に遮られずに通過する３次元範囲を撮影可能空間７２として算出してよい。

具体的には撮影可能空間算出部３２は、図７に示すように、監視対象面５１上の監視点５３を一端として監視方向に伸びる基準直線５４と許容角度θの鋭角をなす半直線の軌跡により囲まれる空間のうち基準直線５４が含まれる錐状空間５５を算出する。撮影可能空間算出部３２は、監視対象面５２についても同様に錐状空間を算出し、これらの錐状空間の重複範囲を算出する。そして撮影可能空間算出部３２は、この重複領域から、構造物により占有される空間と監視点から見て構造物の死角になる空間を除外して、撮影可能空間７２を得る。

図１を参照する。設置候補空間設定部３０は、取付部品により構造物に取り付けられたカメラの本体位置が撮影可能空間内において取り得る範囲を示す設置候補空間を算出する。例えば、設置候補空間設定部３０は、カメラを取付部品により構造物に取り付けた場合に、カメラの視点が撮影可能空間７２内に取り得る空間範囲を示す設置候補空間を算出する。
図８を参照する。具体的には、視点空間７１ａ及び７１ｂと撮影可能空間７２とがそれぞれ重複する重複空間を求め、当該重複空間において監視対象にカメラの光軸（視軸）を向けることができない視点の空間範囲を除いて設置候補空間７８ａ及び７８ｂを算出する。以下、設置候補空間７８ａ及び７８ｂを総称して「設置候補空間７８」と表記することがある。

図９の（ａ）を参照する。例えば設置候補空間設定部３０は、各視点空間７１を複数の分割領域７３ａ、７３ｂ、７３ｃ…へ分割し、各分割領域７３ａ、７３ｂ、７３ｃ…に含まれる視点を代表する視点代表点７４ａ、７４ｂ、７４ｃ…を設定する。設置候補空間設定部３０は、視点代表点７４ａ、７４ｂ、７４ｃ…を集めた視点代表点集合を生成する。
以下、分割領域７３ａ、７３ｂ、７３ｃ…を総称して「分割領域７３」と表記することがある。視点代表点７４ａ、７４ｂ、７４ｃ…を総称して「視点代表点７４」と表記することがある。

そして、設置候補空間設定部３０は、視点代表点集合から、撮影可能空間７２外の視点代表点７４を削除する。すなわち、撮影可能空間７２外の視点代表点７４を削除した後の視点代表点集合に対応する分割領域によって構成される空間が重複空間となる。
図９の（ｂ）及び図９の（ｃ）を参照する。設置候補空間設定部３０は、視点代表点集合に残った視点代表点７４のそれぞれについて、以下の処理（１）～（３）を行う。
（１）対象の視点代表点７４から監視対象５０へ向けられた監視ベクトル７５を算出する。

（２）カメラ情報２３の画角データを用いてカメラの画角７６内に監視ベクトル７５が収まるカメラの光軸の角度範囲を算出する。すなわち、画角７６の範囲内に監視ベクトル７５が収まるようカメラの光軸をスイープさせたときに、カメラの光軸が取り得る７７ａから７７ｂまでの角度範囲φを算出する。
（３）算出した角度範囲φ内の光軸角度をサンプリングする。そしてカメラ情報２３のカメラの構造情報と取付部品情報２４の取付部品の構造情報に基づいて、サンプリングした光軸角度に光軸を向けることができ、且つ当該光軸の角度に設定されたカメラとそれを支持する取付部品が、周囲の構造物に干渉しない姿勢（取付部品の各可動部分の伸縮長及び回転角度）を探索する。

上記（ｃ）の探索において周囲の構造物に干渉しない姿勢が検出されなかった場合、設置候補空間設定部３０は、対象の視点代表点７４を視点代表点集合から削除し、反対に検出された場合には視点代表点集合に残す。
設置候補空間設定部３０は、視点代表点集合に残った視点代表点７４を含んだ分割領域７３を結合して設置候補空間７８を得る。

図８を参照する。取付候補領域算出部３３は、カメラの視点をそれぞれ設置候補空間７８ａ及び７８ｂに配置できるようにカメラ（すなわち取付部品）を取り付けることができる構造物の表面の領域として、太線で表す取付候補領域７９ａ及び７９ｂを算出する。以下、取付候補領域７９ａ及び７９ｂを「取付候補領域７９」と表記することがある。

例えば取付候補領域算出部３３は、設置候補空間７８を求めた場合の処理と同様に、設置候補空間７８を複数の分割領域に分割し、各分割領域の視点代表点から監視対象５０を見る監視ベクトルがカメラの画角内に収まる光軸の角度範囲を求めて、角度範囲内の光軸角度をサンプリングする。
そして、取付候補領域算出部３３は、カメラの視点及び光軸角度が、それぞれ視点代表点及び光軸角度に設定された状態で、カメラとそれを支持する取付部品が周囲の構造物に干渉しないで構造物に取り付けできる姿勢と取付場所を、カメラの構造情報と取付部品情報２４の取付部品の構造情報を用いて探索する。取付候補領域算出部３３は、それぞれの視点代表点及び光軸角度において取付場所を探索し、探索の結果発見した取付場所からなる範囲を取付候補領域７９として求める。
なお、設置候補空間７８の周囲にカメラを取り付ける構造物以外の構造物（障害物）が存在しない場合には、カメラや取付部品と障害物との干渉を考慮しなくてもよい。この場合には、カメラの構造情報を用いずに構造物情報２１と設置候補空間７８と取付部品情報２４に基づいて取付候補領域７９を算出してもよい。

図１を参照する。設置自由度算出部３４は、設置候補空間７８の大きさに基づいて、取付候補領域７９にカメラを取り付ける設置自由度を算出する。例えば、設置候補空間７８の体積が大きいほど、この設置候補空間７８に視点が配置されるように取付候補領域７９にカメラを取り付ける自由度が大きくなる。このため設置自由度算出部３４は、設置候補空間７８が大きいほど、より大きな設置自由度を算出してよい。

画像生成部３５は、設置候補空間７８又は取付候補領域７９の少なくとも一方を、３次元的又は２次元的に表す設置候補画像を生成する。その際に画像生成部３５は、設置自由度に応じて設置候補空間７８や取付候補領域７９の表示を異ならせてもよい。例えば、設置自由度に応じて異なる色、線種、模様で表示してもよい。また、閾値以下の設置自由度の設置候補空間７８や取付候補領域７９の表示を禁止してもよい。
画像生成部３５は、生成した設置候補画像を出力装置１４から出力する。

（動作）
図１０を参照して、実施形態の設置支援方法の一例を説明する。ステップＳ１では、カメラ設置位置を設計するのに先だって、監視空間４０に存在する構造物の構造物情報２１を取得または生成して、設置支援装置１０の記憶部１１に設定登録する。また、監視に使用するカメラ及びその取付部品のカメラ情報２３及び取付部品情報２４を取得または生成して、設置支援装置１０の記憶部１１に設定登録する。
制御部１２は、構造物情報２１、カメラ情報２３及び取付部品情報２４を記憶部１１から読み出す。

ステップＳ２において取付候補領域算出部３３は、構造物の表面に物理的にカメラを取り付けることが可能な取付可能領域７０を算出する。
ステップＳ３において取付候補領域算出部３３は、取付部品の可動部分を動かしたときの、各々の姿勢におけるカメラの視点の可動範囲とカメラと取付部品の幾何学形状を算出する。

ステップＳ４において取付候補領域算出部３３は、ステップＳ３で算出した可動範囲と幾何学形状に基づき、取付可能領域内にカメラを取り付けた場合にカメラ及び取付部品が構造物に干渉しない姿勢でカメラの視点が取り得る３次元的な視点空間７１を算出する。
ステップＳ５において監視対象設定部３１は、監視対象５０を設定する。

ステップＳ６において撮影可能空間算出部３２は、監視対象５０を撮影可能なカメラの視点の３次元の空間範囲を、撮影可能空間７２として算出する。
ステップＳ７において設置候補空間設定部３０は、カメラを取付部品により構造物に取り付けた場合に、カメラの視点が撮影可能空間７２内に取り得る空間範囲を示す設置候補空間７８を算出する。

図１１は、ステップＳ７において設置候補空間７８を算出する設置候補空間算出処理の一例のフローチャートである。
ステップＳ２０において設置候補空間設定部３０は、視点空間７１を複数の分割領域７３ａ、７３ｂ、７３ｃ…へ分割する。

ステップＳ２１において設置候補空間設定部３０は、分割領域７３ａ、７３ｂ、７３ｃ…のそれぞれについて視点代表点７４ａ、７４ｂ、７４ｃ…を設定し、これらを集めた視点代表点集合を生成する。
ステップＳ２２において設置候補空間設定部３０は、視点代表点集合に含まれる視点代表点７４のいずれかを対象視点代表点として選択する。

ステップＳ２３において設置候補空間設定部３０は、対象視点代表点が撮影可能空間７２内に位置するか否かを判断する。対象視点代表点が撮影可能空間７２内に位置する場合（ステップＳ２３：Ｙ）に処理はステップＳ２４へ進む。対象視点代表点が撮影可能空間７２外に位置する場合（ステップＳ２３：Ｎ）に処理はステップＳ２８へ進む。
ステップＳ２４において設置候補空間設定部３０は、対象視点代表点から監視対象５０へ向けられた監視ベクトル７５を算出する。

ステップＳ２５において設置候補空間設定部３０は、カメラの画角７６内に監視ベクトル７５が収まるカメラの光軸の角度範囲φを算出する。
ステップＳ２６において設置候補空間設定部３０は、角度範囲φ内の光軸角度をサンプリングする。設置候補空間設定部３０は、サンプリングした光軸角度に光軸が向けられ且つ対象視点代表点に視点が設定されたカメラとそれを支持する取付部品が、周囲の構造物に干渉しない姿勢を探索する。

ステップＳ２７において周囲の構造物に干渉しない姿勢が発見された場合（ステップＳ２７：Ｙ）に処理はステップＳ２９へ進む。周囲の構造物に干渉しない姿勢が発見されない場合（ステップＳ２７：Ｎ）に処理はステップＳ２８へ進む。
ステップＳ２８において設置候補空間設定部３０は、対象視点代表点を視点代表点集合から削除する。その後に処理はステップＳ２９へ進む。

ステップＳ２９において設置候補空間設定部３０は、まだ対象視点代表点に選ばれていない視点代表点７４が残っているか否かを判断する。対象視点代表点に選ばれていない視点代表点７４が残っている場合（ステップＳ２９：Ｙ）に処理はステップＳ２２へ戻る。ステップＳ２２において設置候補空間設定部３０は、対象視点代表点に選ばれずに視点代表点集合に残っている視点代表点７４を対象視点代表点として選択し、ステップＳ２３～Ｓ２９を繰り返す。

対象視点代表点に選ばれていない視点代表点７４が残っていない場合（ステップＳ２９：Ｎ）に処理はステップＳ３０へ進む。
ステップＳ３０において設置候補空間設定部３０は、視点代表点集合に残った視点代表点７４を含んだ分割領域７３を結合して設置候補空間７８を決定する。

図１０を参照する。ステップＳ８において取付候補領域算出部３３は、カメラの視点をそれぞれ設置候補空間７８に配置できるようにカメラを取り付けられる構造物の表面の取付候補領域７９を算出する。
ステップＳ９において設置自由度算出部３４は、設置候補空間７８の大きさに基づいて、取付候補領域７９にカメラを取り付ける設置自由度を算出する。
ステップＳ１０において画像生成部３５は、設置候補空間７８又は取付候補領域７９の少なくとも一方を、３次元的又は２次元的に表す設置候補画像を生成して、出力装置１４から出力する。その後に処理は終了する。

（実施形態の効果）
（１）記憶部１１には、監視対象の位置を含む監視対象情報２２と、監視対象の周囲の構造物の位置及び形状を表す構造物情報２１と、カメラを支持して構造物に取り付ける取付部品の構造を表す取付部品情報２４とが記憶される。撮影可能空間算出部３２は、監視対象情報２２と構造物情報２１とを用いて、監視対象を撮影可能な撮影位置の範囲をカメラの本体位置にて表した撮影可能空間を算出する。設置候補空間算出部３０は、撮影可能空間と構造物情報２１と取付部品情報２４とを用いて、取付部品により構造物に取り付けられたカメラの本体位置が撮影可能空間内において取り得る範囲を設置候補空間として算出する。
これにより、取付部品を使用して設置したカメラが監視対象を撮影できるようにカメラの位置を求めることができる。

（２）設置候補空間算出部３０は、構造物情報２１と取付部品情報２４を用いて、取付部品により構造物に取り付けられたカメラの本体位置が取り得る範囲を算出し、当該範囲と撮影可能空間とが重なる空間から設置候補空間を算出する。
これにより、取付部品を使用して構造物に取り付けたカメラにより監視対象を撮影できるカメラの本体位置の範囲を求めることができる。

（３）取付部品情報２４は、取付部品によるカメラの本体位置の可動範囲を含む。設置候補空間算出部３０は、取付部品により構造物に取り付けられたカメラの本体位置が取り得る範囲を求める。
これにより、実際の取付部品の可動部分の伸縮や回転によるカメラの本体位置の可動範囲を考慮してカメラの設置位置を求めることができる。
（４）取付部品情報２４は、取付部品によるカメラの光軸角度の可変範囲を含む。設置候補空間算出部３０は、可変範囲を用いて設置候補空間を算出する、
これにより、実際の取付部品の可動部分の回転によるカメラの光軸角度の可変範囲を考慮してカメラの設置位置を求めることができる。

（５）記憶部１１には、カメラの筐体サイズがさらに記憶される。設置候補空間算出部３０は、筐体サイズを用いて設置候補空間を算出する。
これにより、実際のカメラの筐体サイズを考慮してカメラ筐体が構造物と干渉しないようにカメラの設置位置を求めることができる。
（６）取付候補領域算出部３３は、設置候補空間と構造物情報２１と取付部品情報２４とを用いて、カメラを取付部品により構造物に取り付ける取付候補領域を算出する。
これにより、監視対象を撮影できるようにカメラを取付部品により構造物に取り付ける領域を求めることができる。

（７）画像生成部３５は、設置候補空間又は取付候補領域の少なくとも一方を表す設置候補画像を生成する。
これにより、取付部品を使用しつつ監視対象を撮影できるようにカメラを設置する位置が把握しやすくなる。
（８）設置自由度算出部３４は、設置候補空間の大きさに基づいて設置自由度を算出する。これにより、取付部品を使用しつつ監視対象を撮影できるようにカメラを設置する自由度を知ることができる。

１０…設置支援装置、１１…記憶部、１２…制御部、１３…入力装置、１４…出力装置、２０…設置支援プログラム、２１…構造物情報、２２…監視対象情報、２３…カメラ情報、２４…取付部品情報、３０…設置候補空間算出部、３１…監視対象設定部、３２…撮影可能空間算出部、３３…取付候補領域算出部、３４…設置自由度算出部、３５…画像生成部、４０…監視空間、４１…天井、４２…床、４３～４６…壁、４７…小壁部、４８、５０…物体、５１、５２…監視対象面

Claims (10)

1. 監視対象の位置を含む監視対象情報と、前記監視対象の周囲の構造物の位置及び形状を表す構造物情報と、カメラを支持して前記構造物に取り付ける取付部品の構造を表す取付部品情報とを記憶する記憶部と、
   前記監視対象情報と前記構造物情報とを用いて、前記監視対象を撮影可能な撮影位置の範囲を前記カメラの本体位置にて表した撮影可能空間を算出する撮影可能空間算出部と、
   前記撮影可能空間と前記構造物情報と前記取付部品情報とを用いて、前記取付部品により前記構造物に取り付けられた前記カメラの前記本体位置が前記撮影可能空間内において取り得る範囲を設置候補空間として算出する設置候補空間算出部と、
   を備えることを特徴とする設置支援装置。
2. 前記設置候補空間算出部は、前記構造物情報と前記取付部品情報とを用いて、前記取付部品により前記構造物に取り付けられた前記カメラの前記本体位置が取り得る範囲を算出し、当該範囲と前記撮影可能空間とが重なる空間から前記設置候補空間を算出することを特徴とする請求項１に記載の設置支援装置。
3. 前記取付部品情報は、前記取付部品による前記本体位置の可動範囲を含み、
   前記設置候補空間算出部は、前記可動範囲を用いて、前記取付部品により前記構造物に取り付けられた前記カメラの前記本体位置が取り得る範囲を求める、
   ことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の設置支援装置。
4. 前記取付部品情報は、前記取付部品による前記カメラの光軸角度の可変範囲を含み、
   前記設置候補空間算出部は、前記可変範囲を用いて前記設置候補空間を算出する、
   ことを特徴とする請求項１～３の何れか一項に記載の設置支援装置。
5. 前記記憶部は、前記カメラの筐体サイズをさらに記憶し、
   前記設置候補空間算出部は、前記筐体サイズを用いて前記設置候補空間を算出する、
   ことを特徴とする請求項１～４の何れか一項に記載の設置支援装置。
6. 前記設置候補空間と前記構造物情報と前記取付部品情報とを用いて、前記カメラを前記取付部品により前記構造物に取り付ける取付候補領域を算出する取付候補領域算出部を更に備えることを特徴とする請求項１～５の何れか一項に記載の設置支援装置。
7. 前記設置候補空間又は前記取付候補領域の少なくとも一方を表す設置候補画像を生成する画像生成部を更に備えることを特徴とする請求項６に記載の設置支援装置。
8. 前記設置候補空間の大きさに基づいて設置自由度を算出する設置自由度算出部を更に備えることを特徴とする請求項１～７の何れか一項に記載の設置支援装置。
9. コンピュータに、
   監視対象の位置を含む監視対象情報と、前記監視対象の周囲の構造物の位置及び形状を表す構造物情報と、カメラを支持して前記構造物に取り付ける取付部品の構造を表す取付部品情報とを記憶装置から読み出す情報読出ステップと、
   前記監視対象情報と前記構造物情報とを用いて、前記監視対象を撮影可能な撮影位置の範囲を前記カメラの本体位置にて表した撮影可能空間を算出する撮影可能空間算出ステップと、
   前記撮影可能空間と前記構造物情報と前記取付部品情報とを用いて、前記取付部品により前記構造物に取り付けられた前記カメラの前記本体位置が前記撮影可能空間内において取り得る範囲を設置候補空間として算出する設置候補空間算出ステップと、
   を実行させることを特徴とする設置支援プログラム。
10. コンピュータに、
    監視対象の位置を含む監視対象情報と、前記監視対象の周囲の構造物の位置及び形状を表す構造物情報と、カメラを支持して前記構造物に取り付ける取付部品の構造を表す取付部品情報とを記憶装置から読み出す情報読出ステップと、
    前記監視対象情報と前記構造物情報とを用いて、前記監視対象を撮影可能な撮影位置の範囲を前記カメラの本体位置にて表した撮影可能空間を算出する撮影可能空間算出ステップと、
    前記撮影可能空間と前記構造物情報と前記取付部品情報とを用いて、前記取付部品により前記構造物に取り付けられた前記カメラの前記本体位置が前記撮影可能空間内において取り得る範囲を設置候補空間として算出する設置候補空間算出ステップと、
    を実行させることを特徴とする設置支援方法。

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