JP7303149B2

JP7303149B2 - 設置支援装置、設置支援方法、及び設置支援プログラム

Info

Publication number: JP7303149B2
Application number: JP2020072185A
Authority: JP
Inventors: 昇平國松; 利彦櫻井; 一徳大西; 大典松尾
Original assignee: Secom Co Ltd
Current assignee: Secom Co Ltd
Priority date: 2020-04-14
Filing date: 2020-04-14
Publication date: 2023-07-04
Anticipated expiration: 2040-04-14
Also published as: JP2021170698A

Description

本発明は、カメラの設置支援装置、設置支援方法、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）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必要があれば、死角が生じないよう監視カメラの配置条件を決める。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）。すなわち、構造物や什器などの固定遮蔽物による遮蔽が少なく広範囲を見渡せる配置条件を探索している。

特開２０１８－１２８９６１号公報

しかしながら、現実には、監視空間内には通行人や車両などの移動遮蔽物も存在する。そのため従来技術により探索された配置条件に基づいてカメラを設置しても、移動遮蔽物による遮蔽が頻繁に発生して実質的に監視し難い位置となる場合があった。一方、移動遮蔽物の存在しうる空間を従来と同様に柱や什器等の固定遮蔽物として扱った場合、死角なく監視空間を監視するためには多数のカメラを設置する必要性が生じる。設置可能なカメラ台数が限られている場合は、死角なくカメラを設置できない場合が生じうる。

本発明は、上記問題を解決するためになされたものであり、移動遮蔽物の存在確率を考慮してカメラの設置位置の評価値を算出することができ、より現実に即した設置位置の探索を可能にする設置支援装置、設置支援方法、及び設置支援プログラムを提供することを目的とする。

本発明の１つの態様は、監視空間を撮影するカメラの設置位置を評価する設置支援装置であって、前記監視空間内の構造物の位置及び形状を含む構造物情報と、前記監視空間内を移動して前記カメラの視野を遮蔽しうる移動遮蔽物の存在確率の前記監視空間における分布を含む確率的遮蔽物情報と、を記憶している記憶部と、前記構造物上に前記カメラの前記設置位置を示す評価地点を設定して、前記評価地点と前記カメラで監視する必要のある位置である監視点とを結ぶ線分上の前記存在確率から、前記カメラを当該評価地点に設置した場合に前記カメラの視野が前記移動遮蔽物に遮蔽されずに前記監視点を撮影できる撮影確率を算出し、前記撮影確率に応じた評価値を算出する評価値算出部と、を備える設置支援装置である。

ここで、前記記憶部は、前記確率的遮蔽物情報として、前記移動遮蔽物ごとに該移動遮蔽物の存在し得る空間形状を表す移動遮蔽物空間と、該移動遮蔽物空間の存在確率と、前記移動遮蔽物の組み合わせについて前記移動遮蔽物空間が同時に存在する確率である結合確率とを記憶し、前記評価値算出部は、前記線分上に複数の前記移動遮蔽物空間が存在する場合、当該複数の移動遮蔽物空間の前記結合確率を用いて前記評価値を算出することが好適である。

また、前記構造物情報に基づいて前記監視点を撮影可能な前記カメラの設置候補領域を求める設置候補領域算出部を更に備え、前記評価値算出部は、前記評価地点と前記監視点とを結ぶ線分上の前記存在確率から、前記撮影確率を算出することが好適である。

また、前記設置候補領域算出部は、前記監視空間内における前記監視点を一端とし推奨監視方向に伸びる半直線である基準半直線と許容角度以下の鋭角をなす半直線の軌跡によって形成される錐状空間を算出し、当該錐状空間と前記構造物情報とに基づいて前記監視点を撮影可能なカメラの前記設置候補領域を求めることが好適である。

また、前記記憶部は、所定の区分期間ごとの前記確率的遮蔽物情報を記憶し、前記評価値算出部は、任意の評価期間に対応する前記区分期間ごとに求めた前記撮影確率に基づいて当該評価期間における前記評価値を算出することが好適である。

また、前記監視空間を任意の視点から仮想的に撮影した仮想画像であって、前記評価地点に相当する領域に前記撮影確率に応じて予め定められた評価画像を合成した前記仮想画像を生成する画像生成部を更に備えることが好適である。

また、前記記憶部は、前記監視点に表示閾値を対応づけて予め記憶し、前記画像生成部は、前記評価地点の前記撮影確率と該評価地点に対応する前記表示閾値との比較結果に応じて前記評価画像を合成することが好適である。

また、前記評価値算出部は、複数の前記監視点のそれぞれについて算出した前記撮影確率に基づいて前記評価値を算出することが好適である。

本発明の別の態様は、監視空間内を撮影するカメラの任意の設置位置を評価する設置支援方法であって、コンピュータに、前記監視空間内の構造物の位置及び形状を含む構造物情報と、前記監視空間内を移動して前記カメラの視野を遮蔽しうる移動遮蔽物の存在確率の前記監視空間における分布を含む確率的遮蔽物情報とを記憶装置から読み出す情報読み出しステップと、前記構造物上に前記カメラの前記設置位置を示す評価地点を設定して、前記評価地点と前記カメラで監視する必要のある位置である監視点とを結ぶ線分上における前記移動遮蔽物の前記存在確率から、前記カメラを当該評価地点に設置した場合に前記カメラの視野が前記移動遮蔽物に遮蔽されずに前記監視点を撮影できる撮影確率を算出し、前記撮影確率に応じた評価値を算出する評価値算出ステップと、を実行させることを特徴とする設置支援方法である。

本発明の別の態様は、コンピュータを、監視空間内を撮影するカメラの任意の設置位置を評価する設置支援装置として機能させる設置支援プログラムであって、前記コンピュータに、前記監視空間内の構造物の位置及び形状を含む構造物情報と、前記監視空間内を移動して前記カメラの視野を遮蔽しうる移動遮蔽物の存在確率の前記監視空間における分布を含む確率的遮蔽物情報とを記憶装置から読み出す情報読み出しステップと、前記構造物上に前記カメラの前記設置位置を示す評価地点を設定して、前記評価地点と前記カメラで監視する必要のある位置である監視点とを結ぶ線分上における前記移動遮蔽物の前記存在確率から、前記カメラを当該評価地点に設置した場合に前記カメラの視野が前記移動遮蔽物に遮蔽されずに前記監視点を撮影できる撮影確率を算出し、前記撮影確率に応じた評価値を算出する評価値算出ステップと、を実行させることを特徴とする設置支援プログラムである。

本発明によれば、移動遮蔽物の存在確率を考慮してカメラの設置位置の評価値を算出することができる。それによって、より現実に即した設置位置の探索が可能となる。

本発明の実施形態における設置支援システムの構成ブロック図である。本発明の実施形態における設置支援装置の処理の説明図である。本発明の実施形態における設置支援装置の錘状空間の説明図である。本発明の実施形態における設置支援装置の仮想画像の説明図である。本発明の実施形態における設置支援装置の処理を示すフローチャートである。本発明の他の実施形態における確率的遮蔽物情報の設定の説明図である。

以下、本発明の一実施形態として、工場内などの屋内空間を監視空間とし、当該監視空間にカメラを設置して所定の監視対象を撮影する際に、どの位置に監視カメラを設置すれば固定遮蔽物や移動遮蔽物によって遮蔽され難く撮影できるのかを定量的に評価することにより、プランニングを支援する設置支援システムについて、図面を参照して説明する。設置支援システム６は、設置支援装置１に入力装置４及び出力装置５が接続されてなる。

本実施形態の設置支援装置１は、例えばコンピュータにより構成され、図１に表すように、記憶部２と、制御部３とを備える。

記憶部２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一つ以上であり、それらはレジスタ、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３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３の機能は、例えば、記憶部２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３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。

入力装置４は、設置支援装置１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」という）が操作するマウスやキーボードなどである。入力装置４は、設置支援装置１に接続され、入力装置４から各種情報が設置支援装置１に入力される。設置支援装置１は、入力装置４により監視カメラで監視する必要がある位置である監視点が設定された場合に、監視空間内における当該監視点を撮影できる監視カメラの設置候補領域を求める。設置候補領域は、監視カメラを監視空間内の構造物の表面に取り付ける場合の設置位置を表す２次元領域である。そして、設置支援装置１は、求めた設置候補領域内の各位置（評価地点）について、当該評価地点に監視カメラを設置した場合に固定遮蔽物や移動遮蔽物に遮蔽されずに監視点を撮影できる確率（撮影確率）に応じた評価値を算出する。そして、設置支援装置１は、監視空間を所定の視点から仮想的に撮影した仮想画像であって、評価地点に相当する画像領域を評価値に応じた色や濃度等に設定した仮想画像を生成する。

出力装置５は、設置支援装置１が算出した仮想画像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。

次に、設置支援装置１による仮想画像の生成方法の概要を説明する。まず、設置支援装置１は、プランニング実施者等が入力装置４により入力した情報に基づいて監視対象面を設定する。説明の簡単のため、３次元空間である監視空間を横方向から見た平面図を図２に表す。図２（ａ）では、監視空間を符号４０、監視空間４０内に存在する構造物である天井、壁、梁、什器、床及び機械操作盤が占める空間形状がそれぞれ符号４１ａ、４１ｂ、４１ｃ、４１ｄ、４１ｅ及び符号４１ｆで示されている。これらの構造物は固定遮蔽物でもあり、構造物の空間形状を固定遮蔽物空間とも称する。また、移動遮蔽物である人物Ａ及び人物Ｂの存在し得る空間形状（移動遮蔽物空間）が符号４２ａ及び４２ｂで示されている。プランニング実施者等は、機械操作盤４１ｆの表示パネル４１ｆ’を監視対象面として設定したとする。この場合、設置支援装置１は、表示パネル４１ｆ’の重心に位置する点Ｑを監視点として設定し、表示パネル４１ｆ’面の垂直方向を推奨監視方向として設定する。

次に、設置支援装置１は、監視点Ｑを撮影可能な監視カメラの設置候補領域を算出する。図３は設置候補領域を算出するための錐状空間を説明する図であり、図２における機械操作盤４１ｆの表示パネル４１ｆ’部分を切り出した図である。図３に表すように、設置支援装置１は、監視点Ｑを一端とし推奨監視方向（表示パネル４１ｆ’の垂直方向）に伸びる基準半直線４３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錐状空間４４を算出する。そして、設置支援装置１は、図２（ｂ）に表すように、監視カメラを設置可能な構造物（例えば天井と壁に相当する構造物４１ａ、４１ｂ）の表面のうち、錐状空間４４の切断面となる領域を、設置候補領域４５として算出する。

そして、算出した設置候補領域４５内に複数の評価地点を設定し（例えば、設置候補領域４５を所定の単位領域に分割して各単位領域の重心位置を評価地点に設定し）、評価地点のそれぞれについて、固定遮蔽物空間４１ｃ、４１ｄ、移動遮蔽物空間４２ａ、４２ｂに遮蔽されずに各評価地点を撮影できる撮影確率を算出する。この際、評価地点と監視点Ｑとを結ぶ線分上に存在する固定遮蔽物空間と移動遮蔽物空間とを求め、固定遮蔽物空間の有無と移動遮蔽物空間の存在確率とに基づいて撮影確率を算出する。例えば、図２（ｃ）に表すように、監視点Ｑと評価地点４６ａとを結ぶ線分上には、固定遮蔽物空間４１も移動遮蔽物空間４２も存在しないため、当該評価地点４６ａの撮影確率は予め定めた最大値（＝１）とする。一方、監視点Ｑと評価地点４６ｂとを結ぶ線分上には固定遮蔽物空間４１ｄが存在するため、当該評価地点４６ｂの撮影確率は予め定めた最小値（＝０）とする。また、監視点Ｑと評価地点４６ｃとを結ぶ線分上には移動遮蔽物空間４２ａが存在し、監視点Ｑと評価地点４６ｄとを結ぶ線分上には移動遮蔽物空間４２ａ、４２ｂが存在する。この場合、後述するように、移動遮蔽物空間４２ａ、４２ｂの存在確率や結合確率に基づいて撮影確率が求められ、評価地点４６ｃ及び評価地点４６ｄの撮影確率は評価地点４６ａの撮影確率と比べて小さい値となる。そして、算出した撮影確率に基づいて、各評価地点における評価値を算出する。

最後に、監視空間４０を所定の視点から仮想的に撮影した仮想画像であって、評価地点に相当する画像領域に評価値（または撮影確率）に応じて予め定められた評価画像を合成した仮想画像を生成する。例えば、仮想画像における評価値（または撮影確率）が大きい評価地点に相当する画像領域ほど、濃い色にて表された評価画像を仮想画像に合成する。以上により、プランニング実施者等は、設置支援装置１を用いることにより、カメラの設置候補領域４５の各位置を評価できる。

以下、設置支援装置１の詳細を説明する。記憶部２には、前述の設置支援評価プログラム２０のほか、構造物情報２１と、確率的遮蔽物情報２２と、その他の情報（後述する許容角度θなど）とが格納されている。

構造物情報２１は、監視空間４０に存在する現実世界の構造物（什器，樹木等の物体を含む）である固定遮蔽物空間４１の位置、形状、構造などを表す３次元の幾何形状データ（すなわち３次元モデル）である。構造物情報２１を生成するための幾何形状データは、３次元ＣＡＤやＢＩＭ（Building Information Modeling）で作成されたものでもよいし、３次元レーザースキャナー等により監視空間に存在する構造物の３次元形状を取り込んだデータでもよい。構造物情報２１を生成するための幾何形状データは、ステレオ撮影やレーザ測距を行うことによって作成された立体形状をポリゴンデータによって表したデータであってもよい。なお、構造物情報２１には、構造物ごとに（或いは構造物の面ごと）に監視カメラを設置可能か否かの属性と、後述する推奨監視方向とが設定されているものとする。

確率的遮蔽物情報２２は、監視空間内を移動して監視カメラの視野を遮蔽し得る移動遮蔽物の存在確率の監視空間における分布を含む情報である。具体的には、移動遮蔽物の存在し得る空間形状を表す移動遮蔽物空間４２と、当該移動遮蔽物空間４２の存在確率とを表す情報である。本実施形態では、移動遮蔽物Ａ，Ｂの３次元形状と過去の出現位置に基づいて移動遮蔽物空間４２が設定される。また、存在確率は、移動遮蔽物Ａ，Ｂの過去の出現頻度（所定期間における出現回数や出現時間。例えば、過去３０日における出現日数や１日当たりの累積駐停車時間など）に基づいて設定される。なお、本実施形態では、移動遮蔽物Ａ，Ｂの過去の出現位置や過去の出現頻度に基づいて確率的遮蔽物情報２２を設定しているが、未来の想定値（例えば、物件のシミュレーションなどに基づく値）を設定してもよい。本実施形態では、確率的遮蔽物情報２２として、移動遮蔽物Ａ，Ｂが複数存在するため、移動遮蔽物空間４２ａ、４２ｂそれぞれの存在確率だけでなく、各移動遮蔽物空間４２ａ、４２ｂの間の結合確率も設定される。

例えば、移動遮蔽物空間４２ａの存在確率Ｐ（Ａ）＝０．１、移動遮蔽物空間４２ｂの存在確率Ｐ（Ｂ）＝０．２であり、移動遮蔽物Ａ，Ｂは互いの存在に無関係に（統計的に独立に）出現するものとした場合の結合確率（結合不在確率）は、Ｐ（￢Ａ，￢Ｂ）＝Ｐ（￢Ａ）×Ｐ（￢Ｂ）＝０．９×０．８＝０．７２として求め、確率的遮蔽物情報２２に記憶される。なお、Ｐ（￢Ａ）は、移動遮蔽物Ａの不在確率を意味する。また、同じ位置に異なる人物Ａ、Ｂが存在し得る場合など、移動遮蔽物Ａ，Ｂが同時に出現しない場合の結合確率（結合不在確率）は、Ｐ（￢Ａ，￢Ｂ）＝１－Ｐ（Ａ）－Ｐ（Ｂ）＝１－０．１－０．２＝０．７として求め、確率的遮蔽物情報２２に記憶される。

なお、移動遮蔽物空間４２が三つ以上の場合、移動遮蔽物空間４２それぞれの間の結合確率が予め求められ、確率的遮蔽物情報２２には、それぞれの組み合わせ数だけの結合確率が含まれる。また、移動遮蔽物空間４２が一つだけの場合、確率的遮蔽物情報２２に結合確率を含めなくてよい。確率的遮蔽物情報２２は、プランニング実施者等により予め設定されるものとする。なお、本実施形態では、複数の移動遮蔽物が存在している場合、移動遮蔽物ごとに移動遮蔽物空間４２とその存在確率、及び結合確率を確率的遮蔽物情報２２として設定しているが、これに限らず、監視空間の部分空間ごとに各移動遮蔽物の少なくともひとつが存在する存在確率を設定した分布情報として設定してもよい。

制御部３は、記憶部２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、設置候補領域算出部３１、評価値算出部３２及び画像生成部３３等として機能する。

設置候補領域算出部３１は、記憶部２に記憶された構造物情報２１と入力装置４から入力された監視点Ｑの位置情報とを取得する。設置候補領域算出部３１は、前述したように監視点Ｑと構造物情報２１とに基づいて錐状空間４４を求め、当該錐状空間４４と構造物情報２１とを用いて設置候補領域４５を算出する。例えば、錐状空間４４内において監視点Ｑを光源に見立てたレイトレーシングを行うことにより壁や天井の一部を設置候補領域４５として求める。すなわち設置候補領域４５は、監視点Ｑを一端とする錐状空間４４内の半直線と、構造物情報２１において監視カメラを設置可能とする属性が付与されている構造物との交点の集まりを設置候補領域４５として求める。なお、錐状空間４４と監視カメラを設置可能な構造物との幾何計算により設置候補領域４５を求めることもできる。

評価値算出部３２は、設置候補領域４５内に評価地点４６を設定し、当該評価地点４６に監視カメラを設置した場合に監視点Ｑを撮影できる確率である撮影確率を算出する。本実施形態では、各評価地点４６における撮影確率の最大値を１とし、移動遮蔽物によって隠蔽される確率が大きいほど小さい値の撮影確率（≧０）を算出する。

まず、評価値算出部３２は、設置候補領域４５を所定の単位領域（例えば三角形や四角形）に分割し、当該単位領域の重心位置を評価地点４６としてリストアップする。そして、リストアップした各評価地点４６に対して評価値算出処理を実行する。評価値算出処理では、まず、処理対象の評価地点と監視点Ｑとを結ぶ線分を求め、当該線分上にある固定遮蔽物空間４１及び移動遮蔽物空間４２を求める。例えば、図２（ｃ）において、監視点Ｑと評価地点４６ａとを結ぶ線分（点線）上には、固定遮蔽物空間４１も移動遮蔽物空間４２も存在しない。したがって、評価地点４６ａの撮影確率は最大値である１として算出する。また、監視点Ｑと評価地点４６ｂとを結ぶ線分上には固定遮蔽物空間４１ｄが存在する。したがって、評価地点４６ｂの撮影確率は最小値である０として算出する。また、監視点Ｑと評価地点４６ｃとを結ぶ線分上には移動遮蔽物空間４２ａが存在する。この場合、評価値算出部３２は、確率的遮蔽物情報２２における移動遮蔽物空間４２ａの存在確率Ｐ（Ａ）を参照し、評価地点４６ｃの評価値をＰ（￢Ａ）＝１－Ｐ（Ａ）＝０．９として算出する。また、監視点Ｑと評価地点４６ｄとを結ぶ線分上には移動遮蔽物空間４２ａ及び移動遮蔽物空間４２ｂが存在する。この場合、評価値算出部３２は、確率的遮蔽物情報２２における移動遮蔽物空間４２ａ及び移動遮蔽物空間４２ｂの結合確率（結合不在確率）Ｐ（￢Ａ，￢Ｂ）を参照し、評価地点４６ｄの評価値をＰ（￢Ａ，￢Ｂ）＝０．７２として算出する。

評価値算出処理では、続いて、算出した撮影確率に基づいて評価値を算出する。本実施形態では、評価値算出部３２は、簡易的に撮影確率を評価値とする。しかし、これに限らず、算出した撮影確率と、監視点Ｑから評価地点に至る直線距離とに応じて評価値を算出してもよい。例えば、撮影確率が大きく直線距離が小さい（近い）ほど、大きい値の評価値を算出してもよい。または、監視点Ｑと評価地点とを結ぶ線分と基準半直線４３とのなす角を求め、当該なす角と撮影確率とに応じて評価値を算出してもよい。例えば、撮影確率が大きく、なす角が小さいほど、大きい値の評価値を算出してもよい。または、算出した撮影確率と、監視点Ｑに監視カメラを設置した場合のコストとに応じて評価値を算出してもよい。例えば、撮影確率が大きくコストが小さいほど、大きい値の評価値を算出してもよい。

画像生成部３３は、監視空間４０の３次元モデルを表す構造物情報２１に基づいて監視空間４０を表す仮想画像を生成する。画像生成部３３は、仮想画像における評価地点に相当する画像領域、例えば固定遮蔽物空間４１ａ、４１ｂの評価地点に相当する画像領域（上記の単位領域）を、評価値算出部３２が算出した評価値に基づいて色や濃淡、等により識別可能に設定した仮想画像を生成する。例えば、評価値が大きい評価地点に相当する仮想画像の画像領域ほど、濃い色にて表された評価画像を仮想画像に合成する。

図４は、画像生成部３３により生成される監視空間４０を表す仮想画像１００の概略説明図である。同図の仮想画像１００は、構造物情報２１に示される監視空間４０を横から水平方向に向かって仮想的に撮影したものである。同図では、評価値が０（不可視；撮影範囲外や固定遮蔽物４１の陰となる箇所）の評価地点に相当する画像領域を、黒色１０２にて表示している。また、評価値が１（完全に可視；固定遮蔽物や移動遮蔽物に隠蔽されない箇所）の評価地点に相当する画像領域を、白色１０１にて表示している。また、評価値が０．９の評価地点に相当する画像領域を最も薄いハッチング１０３にて表示している。また、評価値が０．７２の評価地点に相当する画像領域をハッチング１０３よりも濃いハッチング１０４にて表示している。このように画像生成部３３は、評価地点に相当する画像領域の表示態様として評価値に応じた色彩、明度、ハッチングパターンなどにより設定してよい。なお、説明の簡単化のため、上記では監視空間４０を横から水平方向に向かって仮想的に撮影した仮想画像１００を用いて説明したが、プランニング実施者等によって設定された仮想カメラの配置条件（光学中心位置、画角及び撮影方向）に基づいて、画像生成部３３は仮想画像を出力してもよい。また、本実施形態では、画像生成部３３により仮想画像１００を生成して出力したが、仮想画像１００を生成することなく、リストアップした評価地点における評価値を直接出力してもよい。

以下、図５に示したフローチャートを参照しつつ、本実施形態の設置支援方法の動作の一例を説明する。まず、カメラの配置条件を評価するのに先だって、設置候補領域算出部３１は、記憶部２から構造物情報２１と確率的遮蔽物情報２２とを読み出す（ＳＴ１）。次に、設置候補領域算出部３１は、入力装置４から監視点Ｑの入力を受け付ける（ＳＴ２）。例えば、プランニング実施者等が入力装置４により任意の監視対象面を選択した場合、設置候補領域算出部３１は、当該監視対象面の重心位置を監視点Ｑとして設定する。

次に、設置候補領域算出部３１は、読み出した構造物情報２１と設定された監視点Ｑとを用いて、設置候補領域４５を算出する（ＳＴ３）。この際、前述のように、設定された監視点Ｑを一端とし推奨監視方向（例えば監視対象面と垂直方向）に伸びる基準半直線４３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錐状空間４４を算出し、当該錐状空間４４と構造物情報２１とを用いて、設置候補領域４５を算出する。なお、推奨監視方向や許容角度θは、構造物の面ごとに予め設定されているものとしているが、プランニング実施者等が入力装置４によって任意の方向や任意の角度に設定してもよい。

次に、評価値算出部３２は、ＳＴ３にて算出した設置候補領域４５に含まれる各評価地点の評価値を算出するための評価値算出処理を実行する（ＳＴ４）。次に、画像生成部３３は、ＳＴ４にて算出した評価値と構造物情報２１とに基づいて仮想画像１００を生成する（ＳＴ５）。最後に、制御部３は、ＳＴ５にて求めた仮想画像１００を出力装置５に出力する（ＳＴ６）。

このように、本実施形態の設置支援装置１では、移動遮蔽物の存在確率を考慮して所定の評価地点における評価値を求める。これにより、当該評価地点に監視カメラを設置した場合に、監視カメラの視野が移動遮蔽物に遮蔽されずに監視点を撮影できる撮影確率に応じた評価値を把握できる。例えば、プランニング実施者等は、監視カメラの設置が予定されている位置に相当する評価地点の評価値を参照することで、当該監視カメラにより任意の監視点を撮影する必要がある場合に、当該監視カメラの視野が移動遮蔽物によって遮蔽され難いか否かを把握できる。

また、本実施形態の設置支援装置１では、監視空間を所定の視点から仮想的に撮影した仮想画像であって、評価地点に相当する領域に撮影確率（または評価値）に応じて予め定められた評価画像を合成した仮想画像を生成する。これにより、プランニング実施者等は、任意の監視点を撮影可能な監視カメラの設置候補領域のうち、どの位置が移動遮蔽物によって遮蔽され難いかを視覚的に把握することができる。

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、確率的遮蔽物情報２２は、プランニング実施者等により予め設定されている。しかし、これに限らず、移動遮蔽物の３次元形状に係る情報と過去の出現位置に係る情報と、出現頻度に係る情報とに基づいて確率的遮蔽物情報２２を求めて記憶部２に記憶させる確率的遮蔽物情報算出部を備えてもよい。また、確率的遮蔽物情報算出部は、移動遮蔽物の過去の移動経路や移動速度に係る情報と、過去の出現頻度に係る情報とを用いて確率的遮蔽物情報２２を算出してもよい。例えば、図６（ａ）の移動遮蔽物Ｘの形状を直径０．５ｍの円柱とし、当該移動遮蔽物が符号２０１で示す移動経路で移動した場合、当該移動遮蔽物Ｘの移動遮蔽物空間４２は、当該円柱を移動経路２０１に沿って移動させたときに通過する空間形状を、移動方向に沿って０．５ｍごとに区切った複数の形状からなる（符号４２_x1～４２_x5）。移動遮蔽物Ｘの移動速度が秒速１ｍと与えられた場合、移動遮蔽物Ｘが０．５ｍ移動するための所要時間は０．５秒である。移動遮蔽物Ｘが１分間に３回の頻度で出現する場合、各移動遮蔽物空間４２_x1～４２_x5の存在確率は、３／６０「ｓ＾－１」×０．５［ｓ］＝０．０２５＝２．５％となる。したがって、移動遮蔽物空間４２_x1～４２_x5の不在確率Ｐ（￢Ｘ１）、Ｐ（￢Ｘ２）、・・・Ｐ（￢Ｘ５）はそれぞれ０．９７５と設定する。また、移動遮蔽物空間４２_x1～４２_x5の存在確率は統計的に独立であるため、それぞれの間の結合確率を以下のように求めることができる。
Ｐ（￢Ｘ１，￢Ｘ２）＝Ｐ（￢Ｘ１）×Ｐ（￢Ｘ２）＝０．９５０６２５
Ｐ（￢Ｘ１，￢Ｘ３）＝Ｐ（￢Ｘ１）×Ｐ（￢Ｘ３）＝０．９５０６２５
・・・
Ｐ（￢Ｘ１，￢Ｘ２，￢Ｘ３）＝Ｐ（￢Ｘ１）×Ｐ（￢Ｘ２）×Ｐ（￢Ｘ３）＝０．９２６８５９３７５
・・・

また、確率的遮蔽物情報２２は、所定の区分期間（例えば１時間）ごとに設定してもよい。この場合、評価値算出部３２は、当該確率的遮蔽物情報２２を用いて区分期間ごとに撮影確率を算出して評価値を算出する。そして、画像生成部３３は、評価値に応じた評価画像を合成した仮想画像を区分期間ごとに生成し、評価値の時間推移を表したアニメーションを出力装置５に表示出力してもよい。これにより、プランニング実施者等は、出力されたアニメーションを閲覧することで、時間的なプランニング要件（例えば、重点監視すべき時間帯や重点監視しない時間帯が要件設定されている場合など）を考慮した評価を行うことができ、当該プランニング要件により適合するカメラ設置位置を求めることができる。

上記実施形態では、設置候補領域算出部３１は、ＳＴ３にて、錐状空間４４と構造物情報２１とに基づいて設置候補領域４５を求めている。しかし、これに限らず、錐状空間４４を算出せずに簡易的に設置候補領域４５を算出してもよい。例えば、ＳＴ２にて設定された監視点Ｑに点光源を設置し、当該点光源からの光線を全方向についてレイトレーシングすることで設置候補領域４５を算出してもよい。すなわち、推奨監視方向や許容角度θの条件設定を省略でき、簡易的な条件設定の下で設置候補領域を算出してもよい。

また、画像生成部３３は、全ての評価地点に対応する画像領域に評価画像を合成した仮想画像を生成しなくてもよい。例えば、監視点を任意の閾値（表示閾値）以上の評価値で撮影しなければならないプランニング要件が定められている場合、当該閾値以下となる評価値の評価地点については評価画像を合成しなくてもよい。すなわち、評価地点の撮影確率（または評価値）と当該評価地点に対応する閾値との比較結果に応じて評価画像を合成してもよい。この場合、閾値は、プランニング実施者等が入力装置４から適宜設定してもよい。これにより、プランニング実施者等はプランニング要件に適合した設置候補領域を容易に把握することが可能となる。

上記実施形態では、ＳＴ２にてプランニング実施者等から監視対象面が選択された場合、当該監視対象面の重心位置に監視点Ｑを設定し、所定の評価地点から当該監視点Ｑを撮影できる撮影確率を算出している。しかし、これに限らず、監視対象面が選択された場合、当該監視対象面内に監視点を複数設定してもよい。例えば、監視対象面を形成する各頂点に監視点を設定してもよい。この場合、所定の評価地点について、監視点ごとに上記実施形態と同様に撮影確率を算出し、これらの撮影確率に基づいて評価値をそれぞれ求め、これらの評価値の最小値から複合評価値を算出してもよい。例えば、監視点Ｑ１の撮影確率が０．４、監視点Ｑ２の撮影確率が０の場合、複合評価値は０となり、当該複合評価値からＱ１とＱ２を同時に撮影できないことがわかる。なお、複合評価値は複数の評価地点における撮影確率の最小値だけでなく、これらの平均や総和などから求めてもよい。このように、

また、上記実施形態では、固定遮蔽物の有無を構造物情報２１に記憶しているが、これに限らず、確率的遮蔽物情報２２に固定遮蔽物空間及びその存在確率（＝１）を含ませて記憶してもよい。

また、上記実施形態では、ＳＴ３にて設置候補領域４５を算出し、ＳＴ４にて設置候補領域４５に含まれる評価地点の評価値を算出している。しかし、設置候補領域４５を求めることなく、監視カメラを設置可能な構造物上の位置であってプランニング実施者等が入力した位置を評価地点とし、ＳＴ４にて当該入力された評価地点の評価値を算出してもよい。

１・・・設置支援装置
２・・・記憶部
３・・・制御部
４・・・入力装置
５・・・出力装置
６・・・設置支援システム
２０・・・設置支援プログラム
２１・・・構造物情報
２２・・・確率的遮蔽物情報
３１・・・設置候補領域算出部
３２・・・評価値算出部
３３・・・画像生成部
４０・・・監視空間
４１・・・固定遮蔽物空間
４２・・・移動遮蔽物空間
４３・・・基準半直線
４４・・・錐状空間
４５・・・設置候補領域
４６・・・評価地点
Ｑ・・・監視点
θ・・・許容角度
１００・・・仮想画像
２０１・・・移動経路

Claims

監視空間を撮影するカメラの設置位置を評価する設置支援装置であって、
前記監視空間内の構造物の位置及び形状を含む構造物情報と、前記監視空間内を移動して前記カメラの視野を遮蔽しうる移動遮蔽物の存在確率の前記監視空間における分布を含む確率的遮蔽物情報と、を記憶している記憶部と、
前記構造物上に前記カメラの前記設置位置を示す評価地点を設定して、前記評価地点と前記カメラで監視する必要のある位置である監視点とを結ぶ線分上における前記移動遮蔽物の前記存在確率から、前記カメラを当該評価地点に設置した場合に前記カメラの視野が前記移動遮蔽物に遮蔽されずに前記監視点を撮影できる撮影確率を算出し、前記撮影確率に応じた評価値を算出する評価値算出部と、
を備えることを特徴とする設置支援装置。
前記記憶部は、前記確率的遮蔽物情報として、前記移動遮蔽物ごとに該移動遮蔽物の存在し得る空間形状を表す移動遮蔽物空間と、該移動遮蔽物空間の存在確率と、前記移動遮蔽物の組み合わせについて前記移動遮蔽物空間が同時に存在する確率である結合確率とを記憶し、
前記評価値算出部は、前記線分上に複数の前記移動遮蔽物空間が存在する場合、当該複数の移動遮蔽物空間の前記結合確率を用いて前記評価値を算出する請求項１記載の設置支援装置。
前記構造物情報に基づいて前記監視点を撮影可能な前記カメラの設置候補領域を求める設置候補領域算出部を更に備え、
前記評価値算出部は、前記評価地点と前記監視点とを結ぶ線分上の前記存在確率から、前記撮影確率を算出する請求項１又は請求項２記載の設置支援装置。
前記設置候補領域算出部は、前記監視空間内における前記監視点を一端とし推奨監視方向に伸びる半直線である基準半直線と許容角度以下の鋭角をなす半直線の軌跡によって形成される錐状空間を算出し、当該錐状空間と前記構造物情報とに基づいて前記監視点を撮影可能なカメラの前記設置候補領域を求める請求項３記載の設置支援装置。
前記記憶部は、所定の区分期間ごとの前記確率的遮蔽物情報を記憶し、
前記評価値算出部は、前記区分期間ごとに前記評価値を算出する請求項１～請求項４の何れか一項記載の設置支援装置。
前記監視空間を任意の視点から仮想的に撮影した仮想画像であって、前記評価地点に相当する領域に前記撮影確率に応じて予め定められた評価画像を合成した前記仮想画像を生成する画像生成部を更に備える請求項１～請求項５の何れか一項記載の設置支援装置。
前記記憶部は、前記監視点に表示閾値を対応づけて予め記憶し、
前記画像生成部は、前記評価地点の前記撮影確率と該評価地点に対応する前記表示閾値との比較結果に応じて前記評価画像を合成する請求項６記載の設置支援装置。
前記評価値算出部は、複数の前記監視点のそれぞれについて算出した前記撮影確率に基づいて前記評価値を算出する請求項１～請求項７の何れか一項記載の設置支援装置。
監視空間を撮影するカメラの設置位置を評価する設置支援方法であって、
コンピュータに、
前記監視空間内の構造物の位置及び形状を含む構造物情報と、前記監視空間内を移動して前記カメラの視野を遮蔽しうる移動遮蔽物の存在確率の前記監視空間における分布を含む確率的遮蔽物情報とを記憶装置から読み出す情報読み出しステップと、
前記構造物上に前記カメラの前記設置位置を示す評価地点を設定して、前記評価地点と前記カメラで監視する必要のある位置である監視点とを結ぶ線分上における前記移動遮蔽物の前記存在確率から、前記カメラを当該評価地点に設置した場合に前記カメラの視野が前記移動遮蔽物に遮蔽されずに前記監視点を撮影できる撮影確率を算出し、前記撮影確率に応じた評価値を算出する評価値算出ステップと、
を実行させることを特徴とする設置支援方法。
コンピュータを、監視空間内を撮影するカメラの設置位置を評価する設置支援装置として機能させる設置支援プログラムであって、
前記コンピュータに、
前記監視空間内の構造物の位置及び形状を含む構造物情報と、前記監視空間内を移動して前記カメラの視野を遮蔽しうる移動遮蔽物の存在確率の前記監視空間における分布を含む確率的遮蔽物情報とを記憶装置から読み出す情報読み出しステップと、
前記構造物上に前記カメラの前記設置位置を示す評価地点を設定して、前記評価地点と前記カメラで監視する必要のある位置である監視点とを結ぶ線分上における前記移動遮蔽物の前記存在確率から、前記カメラを当該評価地点に設置した場合に前記カメラの視野が前記移動遮蔽物に遮蔽されずに前記監視点を撮影できる撮影確率を算出し、前記撮影確率に応じた評価値を算出する評価値算出ステップと、
を実行させることを特徴とする設置支援プログラム。