JP7436290B2 - 識別情報管理システム及び識別情報収集方法 - Google Patents

Description

本発明は、対象物を識別する情報をデータベース化して管理する識別情報管理システムと、その識別情報収集方法とに関する。

従来、所定の対象物を発見あるいは監視等するために、センサにより対象物を発見する方法が提案されている。例えば、特許文献１では航空機の識別方法が提案されており、そこでは、レーダ情報をもとにして画像データベースから最適情報を検索し、検索された情報と画像撮像装置情報から抽出された機体特徴量とを照合することで、高確率での航空機識別が可能である、とされている。

また、特許文献２では、監視目標の移動体の周辺に影や光などの外乱があっても、この移動体だけを確実に検出するための移動体監視装置が提案されている。この移動体監視装置は、周期的に入力される画像と背景画像との差分により変化領域を抽出し、この変化領域に移動体が存在するか否かを所定の判定条件に基づいて判定する。そして、移動体が存在すると判定した場合は、その判定に用いた画像データに基づいて移動体に関する情報を取得する。

特開２００４－１１６９９８号公報 特開２００４－２０８２０９号公報

ところで、対象物の特徴量等の識別情報を記憶するデータベースを構築する場合、現状では、対象物の発見に寄与した情報、あるいは、対象物を発見してから改めて当該対象物をセンシングして得た情報に基づき、対象物の識別情報を取得し、これをデータベースに登録している。しかし、このような手法では、新たな対象物を発見してから、識別情報をデータベース化するのに時間を要してしまう。

そこで本発明は、対象物を識別する情報をデータベース化して管理する識別情報管理システムと、その識別情報収集方法とであって、データベースの構築に要する時間を削減することのできるシステム及び方法を提供することを目的とする。

本発明に係る識別情報管理システムは、対象物について種類の異なる複数の特徴量を示す信号を検出する複数のセンサと、前記信号を記憶する第１データベース及び第２データベースと、制御部と、を備え、前記制御部は、前記複数のセンサにより前記対象物について検出される複数の信号を経時的に取得し、取得した信号に基づいて前記対象物の存否を判断し、取得した信号のうち前記対象物の位置は特定できないが存在を特定できる信号を暫定信号として前記第１データベースに記憶し、取得した信号の中に前記対象物の位置を特定できる信号である確定信号があった場合には、前記第１データベースに過去に記憶された前記暫定信号の中から、前記確定信号と相関を有する信号を相関信号として抽出し、前記確定信号及び前記相関信号を互いに関連付けて前記第２データベースに登録するよう構成されている。

また、本発明に係る識別情報収集方法は、対象物についての種類の異なる複数の特徴量を、複数のセンサにより検出して収集する特徴量収集方法であって、前記複数のセンサにより前記対象物について検出される複数の信号を経時的に取得する工程と、取得した信号に基づいて前記対象物の位置を判断する工程と、取得した信号のうち前記対象物の位置は特定できないが存在を特定できる信号を暫定信号と定める工程と、取得した信号の中に前記対象物の位置を特定できる信号である確定信号があった場合には、過去に取得された前記暫定信号の中から、前記確定信号と相関を有する信号を相関信号と定める工程と、前記確定信号及び前記相関信号を互いに関連付ける工程と、を備える。

このような識別情報管理システム又は識別情報収集方法によれば、対象物の位置を特定する確定信号と相関を有する、過去にデータベースに記憶された暫定情報を用いて、当該対象物に関する識別情報を取得し、データベースに登録する。そのため、未登録の対象物を発見した場合に、その識別情報を早期に取得してデータベース化することができる。

本発明によれば、データベースを早期に構築することのできる、当該データベースを備える識別情報管理システムと、その識別情報収集方法とを提供することができる。

図１は、本発明の実施の形態に係る識別情報管理システムの構成を示すブロック図である。 図２は、未登録の対象物の識別情報を取得する場合の識別情報管理システムの動作を示すフローチャートである。 図３は、識別情報管理システムの動作の一例を示す模式図である。

（実施の形態）
以下、図面を参照しながら、本発明の実施形態について説明する。

［システムの構成］
図１は、本発明の実施の形態に係る識別情報管理システムの構成を示すブロック図である。図１に示すように、識別情報管理システム１００は、例えば航空機１に搭載可能なシステムとなっている。ただし、本発明に係る識別情報管理システムは航空機以外にも搭載可能であり、例えば、車両、船舶、及び人工衛星等の移動体に搭載でき、更には、地上、地中、海上、または海中の固定施設に設置することもできる。

本実施の形態に係る識別情報管理システム１００は、制御部１０、各種のセンサ２１～２７、データベース（第１データベース）３１～３７、及び、登録データベース（第２データベース）４０を備え、これらは互いに図示しないインタフェース及びバスを介して接続されている。

制御部１０は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）等のプロセッサと、ＲＡＭ（Random Access Memory）と、ＨＤＤ（Hard Disk Drive）又はＳＳＤ（Solid State Drive）等の補助記憶装置を少なくとも有している。このうち補助記憶装置には、識別情報管理システム１００が動作するのに必要なプログラムが格納されている。また、ＲＡＭは、識別情報管理システム１００が動作する際、プロセッサの作業領域として機能し、プロセッサの指示により各種のデータを一時的に記憶する。

識別情報管理システム１００は、上述した各種のセンサとして、例えば、可視光カメラ２１、赤外線カメラ２２、レーダ２３、逆探装置２４、アクティブ・ソーナ２５、パッシブ・ソーナ２６、及び磁気探知装置２７を備えている。

可視光カメラ２１は、対象物が放射または反射した可視光を測定するセンサであり、対象物の形状、大きさ、及び、色等の識別情報を得ることができる。また、対象物にペイントされた情報から対象物の名前等を得ることもできる。さらに可視光カメラ２１の指向方位、及び、事前に知り得ている対象物の大きさから、対象物が存在する方位及び距離（すなわち位置）の情報を得ることができる。

赤外線カメラ２２は、対象物が温度に応じて放射する赤外線量を検知するセンサであり、必要に応じて検知した赤外線量の分布を可視化した画像（サーモグラフィ）を出力可能である。この情報からは、対象物の形状、大きさ、及び、稼働状態に関する識別情報を得ることができる。また、赤外線カメラ２２の指向方位、及び、事前に知り得ている対象物の大きさから、対象物が存在する方位及び距離（すなわち位置）の情報を得ることができる。

レーダ２３は、対象物へ向けて発射した電波の反射波を測定するセンサであり、対象物の形状、及び、大きさ等の識別情報を得ることができる。また、反射波の受信方位と、発信から受信までの時間差とから、対象物が存在する方位及び距離（すなわち位置）の情報を得ることができる。

逆探装置２４は、対象物が放射した電波を測定するセンサであり、対象物が搭載する電波発信装置（レーダ又は無線通信装置等）、及び、対象物の大きさに関する識別情報を得ることができる。また、電波の受信方位から、対象物が存在する方位情報を得ることができる。

アクティブ・ソーナ２５は、音波または超音波を放射し、対象物から反射してきた反射波を測定するセンサであり、対象物の形状、及び、大きさ等の識別情報を得ることができる。また、反射波の受信方位と、発信から受信までの時間差とから、対象物が存在する方位及び距離（すなわち位置）の情報を得ることができる。

パッシブ・ソーナ２６は、対象物が放射した音波を測定するセンサであり、対象物が搭載する振動物体（エンジン等）に関する識別情報を得ることができる。また、音波の受信方位から、対象物が存在する方位情報を得ることができる。

磁気探知装置２７は、地磁気の乱れを検知するセンサであり、海面、及び地表近くを移動する金属等の人工物を検出することができる。また、検出位置から、対象物が存在する位置情報を得ることができる。

また、識別情報管理システム１００は、センサの数（種類数）に応じたデータベース（第１データベース）３１～３７と、対象物の識別情報が登録される登録データベース（第２データベース）４０とを有している。

データベース３１は、可視光カメラ２１が検出した可視光に関する情報を含む信号を経時的に蓄積する。

データベース３２は、赤外線カメラ２２が検出した赤外線に関する情報を含む信号を経時的に蓄積する。

データベース３３は、レーダ２３が検出した電波の反射波に関する情報を含む信号を経時的に蓄積する。

データベース３４は、逆探装置２４が検出した電波に関する情報を含む信号を経時的に蓄積する。

データベース３５は、アクティブ・ソーナ２５が検出した音波または超音波の反射波に関する情報を含む信号を経時的に蓄積する。

データベース３６は、パッシブ・ソーナ２６が検出した音波に関する情報を含む信号を経時的に蓄積する。

データベース３７は、磁気探知装置２７が検出した磁気に関する情報を含む信号を経時的に蓄積する。

次に、制御部１０の機能的構成についてより詳述すると、制御部１０は、第１判断部１１、第２判断部１２、暫定信号記録部１３、相関信号抽出部１４、及び登録部１５を有している。

このうち第１判断部１１は、各センサ２１～２７からの検出信号に基づき、対象物の位置を判定する。例えば、センサ２１～２７の検出信号に対し、それぞれ第１条件Ｔｈ１を予め設定する。そして、検出信号がこの第１条件Ｔｈ１に合致する場合には対象物の位置が明確に特定できると判断する。また、センサ２１～２７の検出信号に対し、対象物の存在を判定する。例えば、センサ２１～２７の検出信号に対し、第２条件Ｔｈ２を予め設定する。そして、検出信号が第１条件Ｔｈ１に合致しないが、第２条件に合致する場合は、対象物の位置を特定できないが存在は特定できると判断する。

以下では、各センサ２１～２７が検出する信号のうち、対象物の位置を特定できる信号、すなわち第１条件に合致する信号を「確定信号」と称する。また、各センサ２１～２７が検出する信号のうち、対象物の位置は特定できないが存在を特定できる信号、すなわち第１条件に合致せず第２条件に合致する信号を「暫定信号」と称する。なお、上記のような第１判断部１１での判定態様は一例であり、これに限定されない。

暫定信号記録部１３は、第１判断部１１にて認定された暫定信号をデータベース３１～３７のうち対応するものに記録する。

例えば、可視光カメラ２１が検出した信号を第１判断部１１が暫定信号と判断した場合、暫定信号記録部１３は、当該暫定信号をデータベース３１に記録する。同様に、暫定信号記録部１３は、赤外線カメラ２２で検出された暫定信号はデータベース３２に記録し、レーダ２３で検出された暫定信号はデータベース３３に記録し、逆探装置２４で検出された暫定信号はデータベース３４に記録し、アクティブ・ソーナ２５で検出された暫定信号はデータベース３５に記録し、パッシブ・ソーナ２６で検出された暫定信号はデータベース３６に記録し、磁気探知装置２７で検出された暫定信号はデータベース３７に記録する。

第２判断部１２は、第１判断部１１にて対象物の位置が特定できると判断された場合に、当該対象物が、登録データベース４０に既に登録されている登録済の対象物か、まだ登録されていない未登録の対象物かを、登録データベース４０を参照して判断する。相関信号抽出部１４は、第２判断部１２にて当該対象物が未登録の対象物であると判断された場合に、この判断の根拠となった確定信号に対し、相関を有する暫定信号をデータベース３１～３７から抽出する。登録部１５は、相関を有する確定信号と暫定信号とを関連付けて、新規の対象物の識別情報として登録データベース４０に登録（記録）する。

［識別情報管理システムの動作］
次に、図２のフローチャート及び図３の模式図を参照しつつ、このような識別情報管理システム１００の動作、より具体的には、識別情報管理システム１００が未登録の対象物の識別情報を収集してデータベースに登録する方法（識別情報収集方法）について説明する。なお、図３は、識別情報管理システム１００の動作の一例を示す模式図であり、ここでは航空機１が飛行しているときに海上の対象物に関して識別情報を収集する場合を例示している。

図３に示すように、識別情報管理システム１００は、航空機１が海上を飛行しているときに各センサ２１～２７を動作させ、海上の対象物についてセンシングを開始する（ステップＳ１）。そして、制御部１０は、各センサ２１～２７にて信号を取得したか否かを判断する（ステップＳ２）。より具体的には、第１判断部１１が、各センサ２１～２７にて検出した信号が第２条件Ｔｈ２に合致する信号であるか否かを判断する。

検出信号が第２条件Ｔｈ２に合致しなければ（Ｓ２：ＮＯ）、ステップＳ１からの処理を繰り返す。つまり、第２条件Ｔｈ２に合致しない検出信号はノイズである可能性が高いため、このような信号はデータベース３１～３７に記録することなく、破棄する。これに対し、検出信号が第２条件Ｔｈ２に合致すれば（Ｓ２：ＹＥＳ）、当該検出信号が確定信号か否かを判断する（ステップＳ３）。より具体的には、第１判断部１１が更に、当該検出信号が第１条件Ｔｈ１に合致する信号であるか否かを判断する。ここで、上述した通り、第１条件Ｔｈ１に合致する信号は対象物の位置を特定できることを意味し、第２条件Ｔｈ２に合致する信号は対象物の存在を特定できることを意味する。

ステップＳ３において、検出信号が確定信号ではないと判断した場合は（Ｓ３：ＮＯ）、当該検出信号を暫定信号として、データベース３１～３７のうち当該検出信号に対応するデータベースに記録する（ステップＳ４）。一方、当該検出信号が確定信号である（すなわち、対象物を発見した）と判断した場合は（Ｓ３：ＹＥＳ）、第２判断部１２が、今回発見した対象物２（図３参照）が登録データベース４０に登録済のものか否かを判断する（ステップＳ５）。そして、登録済であると判断した場合は（Ｓ５：ＹＥＳ）このフロー終了した後、適宜ステップＳ１からの処理を繰り返す。

これに対し、ステップＳ５にて登録済のものではないと判断した場合は（Ｓ５：ＮＯ）、今回発見した対象物２は登録データベース４０に登録されていない新規の物体ということになる。そこで、過去に各センサ２１～２７が検出した信号であってデータベース３１～３７に記録されている暫定信号の中から、今回発見した未登録の対象物２に関する確定信号と相関を有する信号を抽出する（ステップＳ６）。そして、相関を有する確定信号と暫定信号（相関信号）とを互いに関連付けて、今回発見した新規の対象物２の識別情報として登録データベース４０に登録（記録）する（ステップＳ７）。

ここで、過去に検出されデータベース３１～３７に記録されている暫定信号の中から、今回検出した確定信号と相関を有する信号を抽出する方法は特に限定されない。例えば、過去の暫定信号に含まれる、第２条件Ｔｈ２に合致すると判断された特徴点と、今回の確定信号に含まれる、第１条件Ｔｈ１に合致すると判断された特徴点との間に、経時的な変化を考慮した整合性が見いだされれば、その暫定信号を「相関を有する信号」と特定することができる。より具体的には、赤外線カメラ２２で検出した信号（確定信号）により対象物２を発見した場合、その信号が示す対象物２の存在する方向、距離、大きさ等を特定する。そして、逆探装置２４によって過去に検出されデータベース３４に記録されている暫定信号のうち、同一方向から受信している電波を示す信号を選択し、更に、抽出した暫定信号から予測される対象物２の電波発信装置又は大きさについて整合性の高い信号を抽出する。このようにして抽出した暫定信号を、確定信号と相関を有する信号（相関信号）と認定することができる。もちろん、他の方法によって相関信号を特定してもよい。

以上に説明した識別情報管理システム１００によれば、未登録の対象物に関する識別情報を早期に収集してデータベースを構築することができる。すなわち、この識別情報管理システム１００では、未登録の対象物を発見する以前においても、対象物の識別情報となり得る可能性のある情報（暫定信号）をデータベース３１～３７に記録しておく。そして、確定信号の検出により実際に未登録の対象物を発見したときには、これらの暫定情報の中から当該対象物と関連性を有するものを抽出して登録データベース４０に登録する。これにより、対象物を発見してから、その識別情報を登録データベースに登録（記録）するまでを、短期間のうちに完了させることができる。

また、確定信号と相関を有する暫定信号の抽出においては、例えば上記のような方法で行うことにより、制御部１０において自動的に処理することが可能である。よって、少なくとも登録データベース４０を構築する初期段階では、人手を省くこともできる。

なお、上述したようにして登録データベース４０を構築した上であっても、登録した対象物の識別情報に不足がある場合などには、適宜その後に各センサ２１～２７によって検出される信号を追加したり、新たに検出した信号で過去に登録した信号を上書きしたりしてもよい。例えば、図２のフローチャートのステップＳ５で「登録済」と判断した場合であっても、その際に検出した確定信号と相関信号とを関連付けて、既に登録されている対象物の識別情報として登録データベース４０に登録してもよい。

また、以上では、識別情報管理システム１００が、データベース３１～３７と登録データベース４０とを互いに独立したハードウェアとして備える態様を説明したが、これに限られない。例えば、これらのうち一部又は全部を１つのハードウェアで構成してもよい。

本発明は、識別情報管理システムと、識別情報収集方法とに適用することができる。

１ 航空機
２ 対象物
１０ 制御部
１１ 第１判定部
１２ 第２判定部
１３ 暫定信号記録部
１４ 相関信号抽出部
１５ 登録部
２１ 可視光カメラ（センサ）
２２ 赤外線カメラ（センサ）
２３ レーダ（センサ）
２４ 逆探装置（センサ）
２５ アクティブ・ソーナ（センサ）
２６ パッシブ・ソーナ（センサ）
２７ 磁気探知装置（センサ）
３１～３７ データベース（第１データベース）
４０ 登録データベース（第２データベース）
１００ 識別情報管理システム

Claims (2)

1. 対象物について種類の異なる複数の特徴量を示す信号を検出する複数のセンサと、前記信号を記憶する第１データベース及び第２データベースと、制御部と、を備え、
   前記制御部は、
   前記複数のセンサにより前記対象物について検出される複数の信号を経時的に取得し、
   取得した信号に基づいて前記対象物の位置を判断し、
   取得した信号のうち前記対象物の位置は特定できないが存在を特定できる信号を暫定信号として前記第１データベースに記憶し、
   取得した信号の中に前記対象物の位置を特定できる信号である確定信号があった場合には、前記第１データベースに過去に記憶された前記暫定信号の中から、前記確定信号と相関を有する信号を相関信号として抽出し、
   前記確定信号及び前記相関信号を互いに関連付けて前記第２データベースに登録するよう構成されている、
   識別情報管理システム。
2. 対象物についての種類の異なる複数の特徴量を、複数のセンサにより検出して収集する識別情報収集方法であって、
   前記複数のセンサにより前記対象物について検出される複数の信号を経時的に取得する工程と、
   取得した信号に基づいて前記対象物の位置を判断する工程と、
   取得した信号のうち前記対象物の位置は特定できないが存在を特定できる信号を暫定信号と定める工程と、
   取得した信号の中に前記対象物の位置を特定できる信号である確定信号があった場合には、過去に取得された前記暫定信号の中から、前記確定信号と相関を有する信号を相関信号と定める工程と、
   前記確定信号及び前記相関信号を互いに関連付ける工程と、
   を備える、識別情報収集方法。

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