JPH02164192A - 移動物体の自動追尾装置 - Google Patents
移動物体の自動追尾装置Info
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- JPH02164192A JPH02164192A JP63320019A JP32001988A JPH02164192A JP H02164192 A JPH02164192 A JP H02164192A JP 63320019 A JP63320019 A JP 63320019A JP 32001988 A JP32001988 A JP 32001988A JP H02164192 A JPH02164192 A JP H02164192A
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- Japan
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- moving object
- imaging device
- speed
- drive
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- Granted
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- 230000005484 gravity Effects 0.000 claims abstract description 30
- 238000012545 processing Methods 0.000 claims abstract description 11
- 238000003384 imaging method Methods 0.000 claims description 41
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 5
- 238000012986 modification Methods 0.000 claims 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 claims 1
- 238000012937 correction Methods 0.000 abstract description 13
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 5
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 3
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 2
- 238000005070 sampling Methods 0.000 description 2
- 238000012850 discrimination method Methods 0.000 description 1
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- Closed-Circuit Television Systems (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
この発明は移動物体を撮像装置によって撮像し、画像処
理によりその移動物体の位置を繰り返し求めることで、
連続的に移動物体を追尾することを可能とする移動物体
の自動追尾装置に関するものである。
理によりその移動物体の位置を繰り返し求めることで、
連続的に移動物体を追尾することを可能とする移動物体
の自動追尾装置に関するものである。
この発明は、出願人が先に出願した特開昭６３−６７０
８７号の改良に関するものである。移動物体を撮像する
撮像装置としてＴＶカメラのように電子シャッター機能
を有し、究めて短い露光時間（１／１０００−１１５０
００ｓｅｃ 程度）で撮像可能な高感度撮像素子を用
いれば、同一撮像フレーム内での時間経過による画像デ
ータのズレは殆ど問題とはならない。
８７号の改良に関するものである。移動物体を撮像する
撮像装置としてＴＶカメラのように電子シャッター機能
を有し、究めて短い露光時間（１／１０００−１１５０
００ｓｅｃ 程度）で撮像可能な高感度撮像素子を用
いれば、同一撮像フレーム内での時間経過による画像デ
ータのズレは殆ど問題とはならない。
移動物体を撮像装置でとらえ、画像処理によってその移
動物体の幾何学的中心位置を出力し、更にその方向に撮
像装置を向け、連続的に移動物体を追尾する自動追尾装
置では、撮像装置によって得られる画像内の各画素情報
は同一時刻のものでないと画像処理によって得られる幾
何学的中心位置の検出時刻が画面内の位置によって異な
ることになる。この為、駆動制御装置では同一サンプル
周期で駆動台、を制御することが出来ず、安定な自動追
尾を継続することが困難である。本発明では、この検出
時刻のずれを同一サンプル周期になる様に補正し、安定
な駆動台の制御を実現させることを目的とする。
動物体の幾何学的中心位置を出力し、更にその方向に撮
像装置を向け、連続的に移動物体を追尾する自動追尾装
置では、撮像装置によって得られる画像内の各画素情報
は同一時刻のものでないと画像処理によって得られる幾
何学的中心位置の検出時刻が画面内の位置によって異な
ることになる。この為、駆動制御装置では同一サンプル
周期で駆動台、を制御することが出来ず、安定な自動追
尾を継続することが困難である。本発明では、この検出
時刻のずれを同一サンプル周期になる様に補正し、安定
な駆動台の制御を実現させることを目的とする。
この発明による移動物体の自動追尾装置は、移動物体を
撮像して映像信号を出力する撮像装置と、当該撮像装置
からの撮像信号を処理して前記移動物体の自動追尾を制
御する制御信号を発生する制御装置と、前記撮像装置を
支承し前記制御装置からの制御信号に基づいて撮像装置
の方向を制御する駆動台とからなる移動物体の自動追尾
装置であって、前記撮像装置は１フレームの撮像に要す
る露光時間が長い低速度シャッターの撮像装置であり、
前記制御装置は前記駆動台の駆動速度と前記撮像装置の
走査速度を入力して、当該駆動速度で前記撮像装置から
得られる映像信号の画像情報をその撮像フレームの開始
時点での画像情報に時間修正する点に特徴がある。
撮像して映像信号を出力する撮像装置と、当該撮像装置
からの撮像信号を処理して前記移動物体の自動追尾を制
御する制御信号を発生する制御装置と、前記撮像装置を
支承し前記制御装置からの制御信号に基づいて撮像装置
の方向を制御する駆動台とからなる移動物体の自動追尾
装置であって、前記撮像装置は１フレームの撮像に要す
る露光時間が長い低速度シャッターの撮像装置であり、
前記制御装置は前記駆動台の駆動速度と前記撮像装置の
走査速度を入力して、当該駆動速度で前記撮像装置から
得られる映像信号の画像情報をその撮像フレームの開始
時点での画像情報に時間修正する点に特徴がある。
以下、図示するこの発明の実施例により説明する。
第１図に、実施例の構成ブロック図を示したが、ここで
撮像装置として遠赤外線カメラ１が用いられており、こ
の遠赤外線カメラ１は撮像装置駆動台２に支承されて撮
像方向調整自在となっており、さらにこの装置には画像
処理装置４、幾何学重心補正装置１１、位置演算装置５
及び駆動台制御装置６とからなる制御装置が設けられて
いる。遠赤外線カメラ１から得られる映像信号３は次段
に設けられている画像処理装置４に入力され、この画像
処理装置４内で輝度判別の手法等で背景画素と移動物体
画素とに判別された後にＸ−Ｙ投影法により幾何学重心
が算出される。
撮像装置として遠赤外線カメラ１が用いられており、こ
の遠赤外線カメラ１は撮像装置駆動台２に支承されて撮
像方向調整自在となっており、さらにこの装置には画像
処理装置４、幾何学重心補正装置１１、位置演算装置５
及び駆動台制御装置６とからなる制御装置が設けられて
いる。遠赤外線カメラ１から得られる映像信号３は次段
に設けられている画像処理装置４に入力され、この画像
処理装置４内で輝度判別の手法等で背景画素と移動物体
画素とに判別された後にＸ−Ｙ投影法により幾何学重心
が算出される。
この画像処理装置４の出力には幾何学重心補正装置１１
が設けられており、後に詳述するが、入力される幾何学
重心ｘ、 ｙを駆動台制御装置６から入力される駆動
台速度信号ＶＨ，ＶＬに基づいて、撮像装置駆動台２と
移動物体との相対速度算出値で時間補正した補正幾何学
重心ｘ′、ｙ′を算出して位置演算装置５に出力する。
が設けられており、後に詳述するが、入力される幾何学
重心ｘ、 ｙを駆動台制御装置６から入力される駆動
台速度信号ＶＨ，ＶＬに基づいて、撮像装置駆動台２と
移動物体との相対速度算出値で時間補正した補正幾何学
重心ｘ′、ｙ′を算出して位置演算装置５に出力する。
位置演算装置５はこの補正幾何学重心Ｘ′、ｙ′の入力
に加えて駆動台制御装置６から遠赤外線カメラ１の現在
の撮像方位を示す方位信号が入力される。このため、位
置演算装置５はこの双方の信号から遠赤外線カメラ１の
撮像方向中心が移動物体１を追従する様に位置信号を駆
動台制御装置６に出力する。
に加えて駆動台制御装置６から遠赤外線カメラ１の現在
の撮像方位を示す方位信号が入力される。このため、位
置演算装置５はこの双方の信号から遠赤外線カメラ１の
撮像方向中心が移動物体１を追従する様に位置信号を駆
動台制御装置６に出力する。
また、位置演算装置５からは移動物体の幾何学重心座標
から方位角、方位、角速度等の計測比カフが出力されて
、他の機器の制御情報として利用される。
から方位角、方位、角速度等の計測比カフが出力されて
、他の機器の制御情報として利用される。
以下、第２図に示した幾何学重心補正装置１１の詳細構
成図にもとづいてその機能を説明する。
成図にもとづいてその機能を説明する。
幾何学重心ｘ、 ｙをスキャンした時点（走査線が横
切った瞬間）ｔ は補正幾何学重心ｘ、 ｙと！Ｙ 撮像装置による固定パラメータΔｔ ΔｔＰｌ＋’。
切った瞬間）ｔ は補正幾何学重心ｘ、 ｙと！Ｙ 撮像装置による固定パラメータΔｔ ΔｔＰｌ＋’。
Ｈ１
ｎｈによりそのフレームの走査窓開始時点をｔ＝０とし
て次のように規定される。
て次のように規定される。
ここでＸ：画面自移動物体の幾何学重心Ｘ座標［：ｄ
ｏ Ｄ ｙ：画面自移動物体の幾何学重心ｙ座標１：ｄ ｏ ｔ
） Δｔ ；撮像装置水平走査時間 Ｈ Δｔ ：撮像装置有効水平走査時間 ＰＨ’ ｎｈ ：撮像装置水平画素数（ｄ ｏ ｌ）ここで、
移動物１体を追尾する遠赤外線カメラ１゛を支承する撮
像装置駆動台２の、その走査処理におけるＸ軸、ｙ軸成
分の平均速度ＶＩＩ、Ｖ。
ｏ Ｄ ｙ：画面自移動物体の幾何学重心ｙ座標１：ｄ ｏ ｔ
） Δｔ ；撮像装置水平走査時間 Ｈ Δｔ ：撮像装置有効水平走査時間 ＰＨ’ ｎｈ ：撮像装置水平画素数（ｄ ｏ ｌ）ここで、
移動物１体を追尾する遠赤外線カメラ１゛を支承する撮
像装置駆動台２の、その走査処理におけるＸ軸、ｙ軸成
分の平均速度ＶＩＩ、Ｖ。
（ｄａｔ／５ｅｃｌ 、前述のｔ
及び補正幾何学重心Ｘ′、ｙ′により、走査開始時（ｔ
＝０）の幾何学重心ｘ′、ｙ′は次のように定義される
。
＝０）の幾何学重心ｘ′、ｙ′は次のように定義される
。
Ｘ ＝Ｘ ＶＨ’ ｔ工ｙ
ｙ’ ＝ｙ−ＶＬ−ｔ ・・・・・・（
２）以上の定義式（１）、 （２）の関係を演算する
関数演算器１５．１６をそれぞれ設定し、この内の関数
演算器１５には補正前の幾何学重心ｘ、 ｙ（ｄ ａ
ｔ）と撮像装置により決定される固定パラメータΔｔ
、Δｔ 、Δｎｈを入力して（１）式％式％ の演算を行い補正幾何学重心の走査時間ｔ工。
２）以上の定義式（１）、 （２）の関係を演算する
関数演算器１５．１６をそれぞれ設定し、この内の関数
演算器１５には補正前の幾何学重心ｘ、 ｙ（ｄ ａ
ｔ）と撮像装置により決定される固定パラメータΔｔ
、Δｔ 、Δｎｈを入力して（１）式％式％ の演算を行い補正幾何学重心の走査時間ｔ工。
Ｃ５ｅｃ〕を算出する。
次に、この算出結果ｊ Ｃ５ｅｃ）と前記固定！Ｙ
パラメータΔｔ 、Δｔ ｌ、 Δｎｈ及び駆動Ｐ
ＨＰＨ 台制御装置６からの平均移動速度Ｖ Ｈ，Ｖ 。
ＨＰＨ 台制御装置６からの平均移動速度Ｖ Ｈ，Ｖ 。
（ｄａｔ／５ｅｃ）をデータとして入力して（２）式の
演算を行い、補正幾何学重心を出力する。この実施例で
は、駆動台制御装置６から出力される駆動台制御信号９
の制御値のままに撮像装置駆動台２が駆動制御されるも
のと判断して、駆動台制御装置６から駆動台速度信号Ｖ
、、 ＶＬを幾何学重心補正装置１１に出力する構成と
されているが、撮像装置駆動台２にセンサーを取り付け
てこれにより実際に計測される値をＶＨ、ＶＬとして幾
何学重心補正装置１１に供給する構成とすることも出来
る。
演算を行い、補正幾何学重心を出力する。この実施例で
は、駆動台制御装置６から出力される駆動台制御信号９
の制御値のままに撮像装置駆動台２が駆動制御されるも
のと判断して、駆動台制御装置６から駆動台速度信号Ｖ
、、 ＶＬを幾何学重心補正装置１１に出力する構成と
されているが、撮像装置駆動台２にセンサーを取り付け
てこれにより実際に計測される値をＶＨ、ＶＬとして幾
何学重心補正装置１１に供給する構成とすることも出来
る。
実際に、２５６ Ｘ ２５６ （ｄ Ｏｔ〕の画素で、
低速シャッターの撮像装置がＶＨ，Ｖ、の速度を持って
追尾した場合の補正幾何学重心座標（ｘ。
低速シャッターの撮像装置がＶＨ，Ｖ、の速度を持って
追尾した場合の補正幾何学重心座標（ｘ。
ｙ）及び上述の方法により補正した後の補正幾何学重心
（ｘ’ ＋ ｙ’ ）の関係を示す概念図を第３図に
示した。この第３図では、高速の電子シャッターを用い
た場合には破線で示したような歪みのない画面フィール
ドが得られるのに対して、低速のシャッターの撮像装置
を用いた場合には実線で示したような関係に画面フィー
ルドが時間遅れの歪みを生じ、この結果本来（ｘ’ 、
ｙ’ ）の座標に位置するべき移動物体の幾何学重心が
、幾何学重心を走査した時点の時刻ｔ と駆動台平均移
動速度ＶＨ，Ｖ、との間の積によるベクトル合成の結果
（ｘ、ｙ）の座標までずれたことが表示されている。
（ｘ’ ＋ ｙ’ ）の関係を示す概念図を第３図に
示した。この第３図では、高速の電子シャッターを用い
た場合には破線で示したような歪みのない画面フィール
ドが得られるのに対して、低速のシャッターの撮像装置
を用いた場合には実線で示したような関係に画面フィー
ルドが時間遅れの歪みを生じ、この結果本来（ｘ’ 、
ｙ’ ）の座標に位置するべき移動物体の幾何学重心が
、幾何学重心を走査した時点の時刻ｔ と駆動台平均移
動速度ＶＨ，Ｖ、との間の積によるベクトル合成の結果
（ｘ、ｙ）の座標までずれたことが表示されている。
こうした、低速のシャッターを用いる為に生じる画面フ
ィールドの歪みによる移動物体の幾何学重心位置も、こ
の実施例の構成により画素情報の検出時刻遅れ分が適確
に修正され、このような撮像装置を用いた場合でも確実
で安全に移動物体の追尾を行うことが出来る。
ィールドの歪みによる移動物体の幾何学重心位置も、こ
の実施例の構成により画素情報の検出時刻遅れ分が適確
に修正され、このような撮像装置を用いた場合でも確実
で安全に移動物体の追尾を行うことが出来る。
この発明による移動物体の自動追尾装置の実施例は以上
のとおりであり、画像処理による移動物体の自動追尾を
行う装置に遠赤外線カメラのような１フレームの露出時
間が比較的長いカメラを用いた場合に、一つの画像内で
の画像情報の検出時刻遅れを補正して、安定な追尾動作
の行い得る自動追尾装置を提供出来る。
のとおりであり、画像処理による移動物体の自動追尾を
行う装置に遠赤外線カメラのような１フレームの露出時
間が比較的長いカメラを用いた場合に、一つの画像内で
の画像情報の検出時刻遅れを補正して、安定な追尾動作
の行い得る自動追尾装置を提供出来る。
第１図はこの発明の実施例の全体の構成を示すブロック
図、第２図は第１図の幾何学重心補正装置の詳細な構成
図、第３図は高速シャッターと低速シャッターの画面フ
ィールドの相互関係を示す概念図である。 １・・・・・・遠赤外線カメラ、２・・・・・・撮像装
置駆動台、３・・・・・・映像信号、４・・・・・・画
像処理装置、５・・・・・・位置演算装置、６・・・・
・・駆動台制御装置、７・・・・・・計測出力、８・・
・・・・幾何学重心、９・・・・・・駆動台制御信号、
１０・・・・・・駆動台速度信号、１１・・・・・・幾
何学重心補正装置、１２・・・・・・補正幾何学重心、
１３・・・・・・移動物体方位信号、１４・・・・・・
方位、１５．１６・・・・・・演算ブロック。
図、第２図は第１図の幾何学重心補正装置の詳細な構成
図、第３図は高速シャッターと低速シャッターの画面フ
ィールドの相互関係を示す概念図である。 １・・・・・・遠赤外線カメラ、２・・・・・・撮像装
置駆動台、３・・・・・・映像信号、４・・・・・・画
像処理装置、５・・・・・・位置演算装置、６・・・・
・・駆動台制御装置、７・・・・・・計測出力、８・・
・・・・幾何学重心、９・・・・・・駆動台制御信号、
１０・・・・・・駆動台速度信号、１１・・・・・・幾
何学重心補正装置、１２・・・・・・補正幾何学重心、
１３・・・・・・移動物体方位信号、１４・・・・・・
方位、１５．１６・・・・・・演算ブロック。
Claims (3)
- （１）移動物体を撮像して映像信号を出力する撮像装置
と、当該撮像装置からの撮像信号を処理して前記移動物
体の自動追尾を制御する制御信号を発生する制御装置と
、前記撮像装置を支承し前記制御装置からの制御信号に
基づいて撮像装置の方向を制御する駆動台とからなる移
動物体の自動追尾装置において、 前記撮像装置は１フレームの撮像に要する露光時間が長
い低速度シャッターの撮像装置であり、前記制御装置は
前記駆動台の駆動速度と前記撮像装置の走査速度を入力
して、当該駆動速度で前記撮像装置から得られる映像信
号の画像情報をその撮像フレームの開始時点での画像情
報に時間修正することを特徴とする移動物体の自動追尾
装置。 - （２）特許請求の範囲第１項において、 前記低速度シャッターの撮像装置は遠赤外線カメラであ
ることを特徴とする移動物体の自動追尾装置。 - （３）特許請求の範囲第１項において、 前記画像情報の修正は前記映像信号の処理で得られる移
動物体の画像の二次元的な幾何学重心を前記撮像フレー
ムの開始時点での幾何学重心に修正することを特徴とす
る移動物体の自動追尾装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63320019A JP2788039B2 (ja) | 1988-12-19 | 1988-12-19 | 移動物体の自動追尾装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63320019A JP2788039B2 (ja) | 1988-12-19 | 1988-12-19 | 移動物体の自動追尾装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02164192A true JPH02164192A (ja) | 1990-06-25 |
| JP2788039B2 JP2788039B2 (ja) | 1998-08-20 |
Family
ID=18116848
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63320019A Expired - Fee Related JP2788039B2 (ja) | 1988-12-19 | 1988-12-19 | 移動物体の自動追尾装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2788039B2 (ja) |
-
1988
- 1988-12-19 JP JP63320019A patent/JP2788039B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2788039B2 (ja) | 1998-08-20 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |