JPH06167333A - 絶対方位標定装置 - Google Patents
絶対方位標定装置Info
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- JPH06167333A JPH06167333A JP4318527A JP31852792A JPH06167333A JP H06167333 A JPH06167333 A JP H06167333A JP 4318527 A JP4318527 A JP 4318527A JP 31852792 A JP31852792 A JP 31852792A JP H06167333 A JPH06167333 A JP H06167333A
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- Closed-Circuit Television Systems (AREA)
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 校正等の手続を行うことなく、正確に絶対座
標系における方位標定を可能とする絶対方位標定装置を
得る。 【構成】 参照エリア抽出指示器８は自己位置標定器９
の自己位置データ１０から観測する地形範囲を決定し、
３次元地図データベース１１より観測に必要となる地図
データ１２を取り込み、参照エリア地図データを出力す
る。鳥かん図表示変換器１４は地図データ１３から自己
位置を視点とした鳥かん図を作成し、鳥かん図表示画像
１５を出力する。画像・鳥かん図比較照合器１６は撮像
画像６と表示画像１５を入力とし、その両画像から得ら
れる稜線エッジパターンを抽出し、撮像画像から得られ
た地形稜線エッジパターンをリファレンスパターンと
し、地図上のエッジパターンを比較照合し、合致した方
向を地図座標系で計測し、絶対方位計測値１９を出力す
る。
標系における方位標定を可能とする絶対方位標定装置を
得る。 【構成】 参照エリア抽出指示器８は自己位置標定器９
の自己位置データ１０から観測する地形範囲を決定し、
３次元地図データベース１１より観測に必要となる地図
データ１２を取り込み、参照エリア地図データを出力す
る。鳥かん図表示変換器１４は地図データ１３から自己
位置を視点とした鳥かん図を作成し、鳥かん図表示画像
１５を出力する。画像・鳥かん図比較照合器１６は撮像
画像６と表示画像１５を入力とし、その両画像から得ら
れる稜線エッジパターンを抽出し、撮像画像から得られ
た地形稜線エッジパターンをリファレンスパターンと
し、地図上のエッジパターンを比較照合し、合致した方
向を地図座標系で計測し、絶対方位計測値１９を出力す
る。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、フェールド等の野外
において用いられるレーダ、テレビカメラ等のセンサの
センシング方位を絶対座標上の方位として観測し三角測
量等を行うようなシステム等の観測装置として利用さ
れ、分散的にセンサ等が展開し、複数の観測目標等の共
通観測データを利用するようなシステムの場合に対す
る、地図という共通座標系上で簡易かつ正確に観測結果
を得ることができる絶対方位標定装置に関するものであ
る。
において用いられるレーダ、テレビカメラ等のセンサの
センシング方位を絶対座標上の方位として観測し三角測
量等を行うようなシステム等の観測装置として利用さ
れ、分散的にセンサ等が展開し、複数の観測目標等の共
通観測データを利用するようなシステムの場合に対す
る、地図という共通座標系上で簡易かつ正確に観測結果
を得ることができる絶対方位標定装置に関するものであ
る。
【０００２】
【従来の技術】従来の絶対方位標定は、センサ等の絶対
座標系におけるセンシング方位を観測・標定するため
に、センサを搭載するプラットフォームの絶対座標系方
位を観測するためのジャイロ等を用いた北基準観測セン
サとプラットフォーム上のセンサの指向方位を観測する
センサ方位検知センサの観測相対方位とを用いて、その
プラットフォームの観測絶対方位とセンサの観測相対方
位の和として求めていた。図８は、従来の絶対方位標定
装置の一実施例を示す。４は観測対象をカメラ撮像視軸
５方向を観測するためのテレビカメラ、４１はテレビカ
メラ等のセンサを搭載するセンサプラットフォーム、４
０はセンサプラットフォーム４１に対するカメラ指向方
向を検知する角度検出器、４２はセンサプラットフォー
ム４１の北基準絶対方位を検出する北基準観測センサ、
４６は北基準観測センサ４１の基準方位を校正するため
の校正入力、４５は角度検出器４０から出力される観測
相対方位４３と、北基準観測センサ４２から出力される
センサプラットフォーム観測絶対方位４４とを加算する
加算器、１９はカメラ撮像視軸５方向の絶対方位値を示
す絶対方位計測値である。
座標系におけるセンシング方位を観測・標定するため
に、センサを搭載するプラットフォームの絶対座標系方
位を観測するためのジャイロ等を用いた北基準観測セン
サとプラットフォーム上のセンサの指向方位を観測する
センサ方位検知センサの観測相対方位とを用いて、その
プラットフォームの観測絶対方位とセンサの観測相対方
位の和として求めていた。図８は、従来の絶対方位標定
装置の一実施例を示す。４は観測対象をカメラ撮像視軸
５方向を観測するためのテレビカメラ、４１はテレビカ
メラ等のセンサを搭載するセンサプラットフォーム、４
０はセンサプラットフォーム４１に対するカメラ指向方
向を検知する角度検出器、４２はセンサプラットフォー
ム４１の北基準絶対方位を検出する北基準観測センサ、
４６は北基準観測センサ４１の基準方位を校正するため
の校正入力、４５は角度検出器４０から出力される観測
相対方位４３と、北基準観測センサ４２から出力される
センサプラットフォーム観測絶対方位４４とを加算する
加算器、１９はカメラ撮像視軸５方向の絶対方位値を示
す絶対方位計測値である。
【０００３】次に動作について説明する。テレビカメラ
４等のセンサの観測対象の絶対方位を計測する場合、テ
レビカメラ４のセンサプラットフォーム４１との相対方
位を角度検出器４０で計測し、センサプラットフォーム
４１の絶対座標系上の方位を北基準観測センサ４２で計
測し、これらの計測値である観測絶対方位４３とセンサ
プラットフォーム絶対方位４４を加算器４５で加算する
ことにより、センサによる観測対象の絶対方位を出力す
るように動作する。この時、センサ方位の観測値である
観測絶対方位４３はセンサプラットフォーム４１上に構
成される極座標系で得られるものであり、センサプラッ
トフォーム絶対方位４４は、緯度、経度等で示される直
交座標系であり、これらを加算する加算器４５には、一
般的に座標変換プロセスが必要となる。また北基準観測
センサは、ジャイロ等を用いたセンサで構成される場
合、ドリフト等の問題がある。また、地磁気等を利用す
るセンサでも、他のシステムと組み合わされ使用する場
合、磁気物質によるシールド、他の電子機器の磁気影響
を受ける等の問題があり、度々その検出方位を校正入力
４６を印加し校正してやる手続きが必要となる。
４等のセンサの観測対象の絶対方位を計測する場合、テ
レビカメラ４のセンサプラットフォーム４１との相対方
位を角度検出器４０で計測し、センサプラットフォーム
４１の絶対座標系上の方位を北基準観測センサ４２で計
測し、これらの計測値である観測絶対方位４３とセンサ
プラットフォーム絶対方位４４を加算器４５で加算する
ことにより、センサによる観測対象の絶対方位を出力す
るように動作する。この時、センサ方位の観測値である
観測絶対方位４３はセンサプラットフォーム４１上に構
成される極座標系で得られるものであり、センサプラッ
トフォーム絶対方位４４は、緯度、経度等で示される直
交座標系であり、これらを加算する加算器４５には、一
般的に座標変換プロセスが必要となる。また北基準観測
センサは、ジャイロ等を用いたセンサで構成される場
合、ドリフト等の問題がある。また、地磁気等を利用す
るセンサでも、他のシステムと組み合わされ使用する場
合、磁気物質によるシールド、他の電子機器の磁気影響
を受ける等の問題があり、度々その検出方位を校正入力
４６を印加し校正してやる手続きが必要となる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】以上のように構成され
た絶対方位標定装置では、それぞれの観測系の精度・誤
差の影響を補正することが困難であり、精度等を向上さ
せるためには、高精度センサ等の開発が必要となった。
また、一般に北基準等の絶対座標は、直交座標系であ
り、センサ等の相対座標系は極座標系であり、座標変換
等の処理が複雑であった。さらに、従来の構成では、あ
る絶対基準に基づき随時方位を校正するといった手続き
が必要である上、実際には、地図等の絶対的なリファレ
ンスを持たないため、観測している絶対座標方位がどれ
だけずれているのかを自己で判断ができない構成となっ
ていた。
た絶対方位標定装置では、それぞれの観測系の精度・誤
差の影響を補正することが困難であり、精度等を向上さ
せるためには、高精度センサ等の開発が必要となった。
また、一般に北基準等の絶対座標は、直交座標系であ
り、センサ等の相対座標系は極座標系であり、座標変換
等の処理が複雑であった。さらに、従来の構成では、あ
る絶対基準に基づき随時方位を校正するといった手続き
が必要である上、実際には、地図等の絶対的なリファレ
ンスを持たないため、観測している絶対座標方位がどれ
だけずれているのかを自己で判断ができない構成となっ
ていた。
【０００５】この発明はかかる問題を解決するためにな
されたものであり、センサ系の誤差の影響を無視でき、
センサ等の相対座標系の観測結果を地図を用いた絶対座
標系の観測結果へ複雑な座標変換演算処理を必要とせず
に写像でき、かつ、自己の観測系に絶対座標基準である
地図を持つことにより、校正等の手続きが不要であると
同時に正確な絶対座標系における方位標定が可能にした
ものである。
されたものであり、センサ系の誤差の影響を無視でき、
センサ等の相対座標系の観測結果を地図を用いた絶対座
標系の観測結果へ複雑な座標変換演算処理を必要とせず
に写像でき、かつ、自己の観測系に絶対座標基準である
地図を持つことにより、校正等の手続きが不要であると
同時に正確な絶対座標系における方位標定が可能にした
ものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】この発明に係わる絶対方
位標定装置は、フィールドを観測するためのテレビカメ
ラとその指向方位を制御するカメラ指向制御器と、フィ
ールドにおける自己の絶対位置を知るためのＧＰＳ（Ｇ
ｌｏｖａｌ Ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ Ｓｙｓｔｅｍ）
等の自己位置標定器と、観測地域の３次元地図データベ
ース及びその地図データから参照エリアを抽出する参照
エリア抽出指示器と、参照エリア内の地図データからテ
レビカメラ視点位置からの鳥かん図を作成する鳥かん図
表示変換器と、テレビカメラからの撮像画像と地図デー
タによる鳥かん図から得られる地形稜線エッジの比較照
合を行うための画像・鳥かん図比較照合器とそれらの映
像を表示するための表示器を具備したものである。
位標定装置は、フィールドを観測するためのテレビカメ
ラとその指向方位を制御するカメラ指向制御器と、フィ
ールドにおける自己の絶対位置を知るためのＧＰＳ（Ｇ
ｌｏｖａｌ Ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ Ｓｙｓｔｅｍ）
等の自己位置標定器と、観測地域の３次元地図データベ
ース及びその地図データから参照エリアを抽出する参照
エリア抽出指示器と、参照エリア内の地図データからテ
レビカメラ視点位置からの鳥かん図を作成する鳥かん図
表示変換器と、テレビカメラからの撮像画像と地図デー
タによる鳥かん図から得られる地形稜線エッジの比較照
合を行うための画像・鳥かん図比較照合器とそれらの映
像を表示するための表示器を具備したものである。
【０００７】また、この発明は、テレビカメラの視軸の
高低方向を絶対座標系に対し計測するための水準器を付
加し、高低方向情報を利用した撮像画像と地図データに
よる鳥かん図から得られる地形稜線エッジの比較照合を
行うための画像・鳥かん図比較照合器を具備したもので
ある。
高低方向を絶対座標系に対し計測するための水準器を付
加し、高低方向情報を利用した撮像画像と地図データに
よる鳥かん図から得られる地形稜線エッジの比較照合を
行うための画像・鳥かん図比較照合器を具備したもので
ある。
【０００８】また、この発明は、テレビカメラをスキャ
ン動作する機能を付加したカメラ指向制御器と、テレビ
カメラのスキャン動作によって得られる撮像画像を複数
フレーム分記憶でき広域のメモリ画像を得るためのフレ
ームメモリを具備したものである。
ン動作する機能を付加したカメラ指向制御器と、テレビ
カメラのスキャン動作によって得られる撮像画像を複数
フレーム分記憶でき広域のメモリ画像を得るためのフレ
ームメモリを具備したものである。
【０００９】また、この発明は、テレビカメラで捕える
観測対象を標定するための地形稜線部まで距離を測定す
るための測距器と測距離情報を用いて地図データから参
照エリアを抽出する参照エリア抽出指示器を具備したも
のである。
観測対象を標定するための地形稜線部まで距離を測定す
るための測距器と測距離情報を用いて地図データから参
照エリアを抽出する参照エリア抽出指示器を具備したも
のである。
【００１０】
【作用】この発明に係わる絶対方位標定装置は、カメラ
等のセンサで観測する観測対象の絶対方位を計測するた
めに、テレビカメラで観測対象を撮像し、その相対撮像
方向とセンサの位置を知る自己位置標定データを用い
て、自己の観測に必要となる地図データを選定し、標高
情報を含む地図データから自己の位置を基準とした地図
による鳥かん図を作成し、その鳥かん図表示画像とテレ
ビカメラの撮像画像の稜線エッジパターンを照合するこ
とにより、観測対象の絶対方位を計測するように動作す
る。これにより、センサ等の精度、観測系の誤差等の影
響を受けることなく、かつ、従来必要であった校正等の
手続きを行うことなく、正確に絶対座標系におけるテレ
ビカメラ等の方位を標定することができる。さらに、こ
の方式によれば、高低方向に対しテレビカメラの高低指
向方向の絶対方位も他の専用のセンサを持つことなしに
同時に得ることが可能である。
等のセンサで観測する観測対象の絶対方位を計測するた
めに、テレビカメラで観測対象を撮像し、その相対撮像
方向とセンサの位置を知る自己位置標定データを用い
て、自己の観測に必要となる地図データを選定し、標高
情報を含む地図データから自己の位置を基準とした地図
による鳥かん図を作成し、その鳥かん図表示画像とテレ
ビカメラの撮像画像の稜線エッジパターンを照合するこ
とにより、観測対象の絶対方位を計測するように動作す
る。これにより、センサ等の精度、観測系の誤差等の影
響を受けることなく、かつ、従来必要であった校正等の
手続きを行うことなく、正確に絶対座標系におけるテレ
ビカメラ等の方位を標定することができる。さらに、こ
の方式によれば、高低方向に対しテレビカメラの高低指
向方向の絶対方位も他の専用のセンサを持つことなしに
同時に得ることが可能である。
【００１１】また、この発明に係わる絶対方位標定装置
は、カメラプラットフォームの水準位置データを用いて
観測方向の絶対高低方向を得ることにより、鳥かん図表
示画像とテレビカメラによる撮像画像との稜線エッジパ
ターンの照合範囲を高低角に応じ限定するよう動作す
る。これにより、鳥かん図から得られる稜線エッジパタ
ーンに類似したものがあった場合でも、高度情報が比較
判定の基準として付加されているので、比較照合の誤判
定を防止することができる。
は、カメラプラットフォームの水準位置データを用いて
観測方向の絶対高低方向を得ることにより、鳥かん図表
示画像とテレビカメラによる撮像画像との稜線エッジパ
ターンの照合範囲を高低角に応じ限定するよう動作す
る。これにより、鳥かん図から得られる稜線エッジパタ
ーンに類似したものがあった場合でも、高度情報が比較
判定の基準として付加されているので、比較照合の誤判
定を防止することができる。
【００１２】また、この発明に係わる絶対方位標定装置
は、鳥かん図から得られる稜線エッジパターンに類似し
たものがあった場合に対し、テレビカメラを水平にスキ
ャン動作させ、リファレンス画像を通常の画像フレーム
画角より広域にとることにより水平方向のエッジパター
ン情報を多くとれるように動作するため、水平方向上で
鳥かん図から得られる稜線エッジパターンの類似による
比較照合の誤判定を防止することができる。
は、鳥かん図から得られる稜線エッジパターンに類似し
たものがあった場合に対し、テレビカメラを水平にスキ
ャン動作させ、リファレンス画像を通常の画像フレーム
画角より広域にとることにより水平方向のエッジパター
ン情報を多くとれるように動作するため、水平方向上で
鳥かん図から得られる稜線エッジパターンの類似による
比較照合の誤判定を防止することができる。
【００１３】また、この発明に係わる絶対方位標定装置
は、鳥かん図から得られる稜線エッジパターンに類似し
たものがあった場合に対し、テレビカメラで観測してい
る観測対象までの距離情報を用いて、地図上で明かとな
る地図稜線の類似エッジパターンとなる部分までの各距
離を比較し、観測距離条件を用いて類似エッジパターン
を選定するように動作するため、鳥かん図から得られる
稜線エッジパターンの類似による比較照合の誤判定を防
止することができる。
は、鳥かん図から得られる稜線エッジパターンに類似し
たものがあった場合に対し、テレビカメラで観測してい
る観測対象までの距離情報を用いて、地図上で明かとな
る地図稜線の類似エッジパターンとなる部分までの各距
離を比較し、観測距離条件を用いて類似エッジパターン
を選定するように動作するため、鳥かん図から得られる
稜線エッジパターンの類似による比較照合の誤判定を防
止することができる。
【００１４】
実施例１．図１は、この発明の一実施例を示す図であ
る。図中の１はカメラの撮像方位指示入力、２はカメラ
の指向を制御するカメラ指向制御器、３はカメラ指向方
位指令、４はカメラ撮像視軸５の方向のフィールド画像
を撮像するテレビカメラ、６は撮像画像、７はカメラ指
向方位データ、８はカメラ指向方位データ７と自己位置
標定器９からの絶対座標系上の自己位置データ１０に応
じ、３次元地図データベース１１の地図データ１２から
方位標定処理に必要となる参照エリア地図データ１３を
抽出する参照エリア抽出指示器、１４は参照エリア地図
データ１３を用いて自己位置データ１０を視点とした鳥
かん図を作成する鳥かん図表示変換器、１５は鳥かん図
表示画像、１６は撮像画像６と鳥かん図表示画像１５か
ら、それぞれの稜線エッジパターンを抽出し比較照合を
行い撮像画像が地図データより作成された鳥かん図の表
示画像のどの部分で一致するかを判定し合致方位を地図
基準で測定する画像・鳥かん図比較照合器、１７は計測
画像、１８は計測画像を表示する表示器、１９は標定結
果である絶対方位計測値である。
る。図中の１はカメラの撮像方位指示入力、２はカメラ
の指向を制御するカメラ指向制御器、３はカメラ指向方
位指令、４はカメラ撮像視軸５の方向のフィールド画像
を撮像するテレビカメラ、６は撮像画像、７はカメラ指
向方位データ、８はカメラ指向方位データ７と自己位置
標定器９からの絶対座標系上の自己位置データ１０に応
じ、３次元地図データベース１１の地図データ１２から
方位標定処理に必要となる参照エリア地図データ１３を
抽出する参照エリア抽出指示器、１４は参照エリア地図
データ１３を用いて自己位置データ１０を視点とした鳥
かん図を作成する鳥かん図表示変換器、１５は鳥かん図
表示画像、１６は撮像画像６と鳥かん図表示画像１５か
ら、それぞれの稜線エッジパターンを抽出し比較照合を
行い撮像画像が地図データより作成された鳥かん図の表
示画像のどの部分で一致するかを判定し合致方位を地図
基準で測定する画像・鳥かん図比較照合器、１７は計測
画像、１８は計測画像を表示する表示器、１９は標定結
果である絶対方位計測値である。
【００１５】以上のように構成された絶対方位標定装置
の動作を説明する。観測目標をテレビカメラ４のカメラ
撮像視軸５方向に捕えるために、カメラ方位指示入力１
の入力を行い、カメラ指向制御器２によってテレビカメ
ラ４の撮像方向を設定する。このカメラ指向方位データ
７と地図上の絶対座標系における自己位置を観測するＧ
ＰＳ等よりなる自己位置標定器９からの自己位置データ
１０から観測する地形範囲を決定し、３次元地図データ
ベース１１より観測に必要となる地図データ１２を取り
込み、参照エリア抽出指示器８は参照エリア地図データ
を出力する。鳥かん図表示変換器１４は参照エリア地図
データ１３から自己位置を視点とした鳥かん図を作成
し、鳥かん図表示画像１５を出力する。画像・鳥かん図
比較器１６は撮像画像６と鳥かん図表示画像１５を入力
とし、その両画像から得られる稜線エッジパターンを抽
出し、撮像画像から得られた地形稜線エッジパターンを
リファレンスパターンとし、地図上のエッジパターンを
比較照合し撮像画像が地図データから作成された鳥かん
図の表示画像のどの部分で一致するかを判定し、合致し
た方向を地図座標系で計測し、絶対方位計測値１９を出
力する。また、計測内容をオペレータに示すための計測
画像１７を表示器１８により表示し計測状況をモニタで
きる。
の動作を説明する。観測目標をテレビカメラ４のカメラ
撮像視軸５方向に捕えるために、カメラ方位指示入力１
の入力を行い、カメラ指向制御器２によってテレビカメ
ラ４の撮像方向を設定する。このカメラ指向方位データ
７と地図上の絶対座標系における自己位置を観測するＧ
ＰＳ等よりなる自己位置標定器９からの自己位置データ
１０から観測する地形範囲を決定し、３次元地図データ
ベース１１より観測に必要となる地図データ１２を取り
込み、参照エリア抽出指示器８は参照エリア地図データ
を出力する。鳥かん図表示変換器１４は参照エリア地図
データ１３から自己位置を視点とした鳥かん図を作成
し、鳥かん図表示画像１５を出力する。画像・鳥かん図
比較器１６は撮像画像６と鳥かん図表示画像１５を入力
とし、その両画像から得られる稜線エッジパターンを抽
出し、撮像画像から得られた地形稜線エッジパターンを
リファレンスパターンとし、地図上のエッジパターンを
比較照合し撮像画像が地図データから作成された鳥かん
図の表示画像のどの部分で一致するかを判定し、合致し
た方向を地図座標系で計測し、絶対方位計測値１９を出
力する。また、計測内容をオペレータに示すための計測
画像１７を表示器１８により表示し計測状況をモニタで
きる。
【００１６】図５は、この発明における絶対方位標定の
処理過程の説明図である。図中の２０はテレビカメラ４
の相対座標系における撮像方位を示す撮像方位レチク
ル、２１は撮像画像６から得られる実フィールドで観測
される地形上の稜線である撮像画像稜線エッジ、２２は
地図より示される絶対座標系における方位を示す緯度・
経度レチクル、２３は地図より作成された鳥かん図から
得られる地図上で作成される鳥かん図稜線エッジであ
る。
処理過程の説明図である。図中の２０はテレビカメラ４
の相対座標系における撮像方位を示す撮像方位レチク
ル、２１は撮像画像６から得られる実フィールドで観測
される地形上の稜線である撮像画像稜線エッジ、２２は
地図より示される絶対座標系における方位を示す緯度・
経度レチクル、２３は地図より作成された鳥かん図から
得られる地図上で作成される鳥かん図稜線エッジであ
る。
【００１７】次に、絶対方位標定の処理過程について説
明する。参照エリア抽出器８はテレビカメラ４の撮像方
位及び自己位置データ１０に従って、観測に必要となる
地図データ１２を抽出し、さらに、撮像画像６との比較
照合に必要となる参照エリア地図データ１３を選定し、
このデータをもとに鳥かん図表示変換器１４により自己
位置データ１０を視点とした鳥かん図表示画像１５を作
成する。鳥かん図表示画像においては、地図データに基
づき作成されるため、絶対座標系上の方位を示す緯度・
経度レチクルを示すことが可能となり、かつ、テレビカ
メラ４の撮像画像６と比較できる２次元投影画像を得る
ことが可能となる。一方、撮像画像６は、実フィールド
の地形が２次元平面画像として得られ、かつ、相対座標
系における撮像方位はカメラ視軸５及び撮像方位レチク
ル２０によって得ることができる。この撮像画像６より
得られる撮像画像稜線エッジ２１をリファレンスとし
て、地図より作成された鳥かん図表示画像１５より得ら
れる鳥かん図稜線エッジ２３が一致する領域を画像・鳥
かん図比較照合器１６において判定し、１７の計測画像
で示すように、撮像方位を地図に基づく絶対方位に簡易
に投影・変換し絶対座標系における絶対方位計測値１９
を得ることができる。
明する。参照エリア抽出器８はテレビカメラ４の撮像方
位及び自己位置データ１０に従って、観測に必要となる
地図データ１２を抽出し、さらに、撮像画像６との比較
照合に必要となる参照エリア地図データ１３を選定し、
このデータをもとに鳥かん図表示変換器１４により自己
位置データ１０を視点とした鳥かん図表示画像１５を作
成する。鳥かん図表示画像においては、地図データに基
づき作成されるため、絶対座標系上の方位を示す緯度・
経度レチクルを示すことが可能となり、かつ、テレビカ
メラ４の撮像画像６と比較できる２次元投影画像を得る
ことが可能となる。一方、撮像画像６は、実フィールド
の地形が２次元平面画像として得られ、かつ、相対座標
系における撮像方位はカメラ視軸５及び撮像方位レチク
ル２０によって得ることができる。この撮像画像６より
得られる撮像画像稜線エッジ２１をリファレンスとし
て、地図より作成された鳥かん図表示画像１５より得ら
れる鳥かん図稜線エッジ２３が一致する領域を画像・鳥
かん図比較照合器１６において判定し、１７の計測画像
で示すように、撮像方位を地図に基づく絶対方位に簡易
に投影・変換し絶対座標系における絶対方位計測値１９
を得ることができる。
【００１８】ここで、稜線エッジを比較照合のパラメー
タに選定するのは、撮像画像上において、空と地上の境
界であり画像特性の面から特性変化が顕著でありエッジ
パターン抽出が安定に行える点を利用するためと、地形
データより作成された地図上の稜線は、地図高度データ
の境界値であることから、正確にエッジを抽出できる点
を利用するためである。
タに選定するのは、撮像画像上において、空と地上の境
界であり画像特性の面から特性変化が顕著でありエッジ
パターン抽出が安定に行える点を利用するためと、地形
データより作成された地図上の稜線は、地図高度データ
の境界値であることから、正確にエッジを抽出できる点
を利用するためである。
【００１９】また、地図データの利用としては、断面図
を得ることにより、地図断面図から得られる稜線と撮像
画像上の稜線を比較する方法もあるが、任意視点に応じ
た地図断面図から稜線を求める処理は、複雑・膨大であ
るのに対し、鳥かん図を作成し、鳥かん図の表示イメー
ジの投影画像上でエッジを求めるのは、複雑な演算を必
要とせずに正確なパターン抽出が可能であるためであ
る。
を得ることにより、地図断面図から得られる稜線と撮像
画像上の稜線を比較する方法もあるが、任意視点に応じ
た地図断面図から稜線を求める処理は、複雑・膨大であ
るのに対し、鳥かん図を作成し、鳥かん図の表示イメー
ジの投影画像上でエッジを求めるのは、複雑な演算を必
要とせずに正確なパターン抽出が可能であるためであ
る。
【００２０】実施例２．図２は、この発明の実施例２を
示す図である。このように構成された絶対方位標定装置
の動作は、水準面からの撮像の視軸方向の絶対方位を測
定し、高低角情報を撮像画像と鳥かん図の比較照合の判
定条件に付加する以外は、図１に示す絶対方位標定装置
と全く同一である。図中の２４は、テレビカメラの水準
位置を測定する水準器、２５はカメラプラットフォーム
水準位置である。
示す図である。このように構成された絶対方位標定装置
の動作は、水準面からの撮像の視軸方向の絶対方位を測
定し、高低角情報を撮像画像と鳥かん図の比較照合の判
定条件に付加する以外は、図１に示す絶対方位標定装置
と全く同一である。図中の２４は、テレビカメラの水準
位置を測定する水準器、２５はカメラプラットフォーム
水準位置である。
【００２１】地図より得られる稜線エッジパターンの中
に類似パターンが他にも存在している場合、方位の特定
が困難となる場合がある。図６はエッジパターンの照合
例であり、図中の３２は鳥かん図高低方位、３３は鳥か
ん図水平方位、３４はリファレンス像、３５は類似稜線
パターン部である。この例で示すごとく、比較照合を行
ったとき稜線エッジパターンに類似稜線パターン部３５
が複数存在すると合致方位を特定することができない。
このような場合に対し、このように構成された絶対方位
標定装置では、絶対方位が、自己内部での測定が困難で
あるのに対し、絶対座標系での高低角は、水準器等によ
って自己完結的に計測可能であるといった特性を利用
し、水準器２４によって、テレビカメラの撮像方位の高
低方位であるカメラプラットフォーム水準位置２５を画
像・鳥かん図比較照合器１６に入力し、画像・鳥かん図
比較照合器１６の比較照合の判定条件に撮像の高低方位
を加えることによって、図６に示す類似稜線パターン部
３５の発生に対し、鳥かん図高低方位３２に差異のある
エッジパターンを削除可能であり、合致方位が特定可能
となる。
に類似パターンが他にも存在している場合、方位の特定
が困難となる場合がある。図６はエッジパターンの照合
例であり、図中の３２は鳥かん図高低方位、３３は鳥か
ん図水平方位、３４はリファレンス像、３５は類似稜線
パターン部である。この例で示すごとく、比較照合を行
ったとき稜線エッジパターンに類似稜線パターン部３５
が複数存在すると合致方位を特定することができない。
このような場合に対し、このように構成された絶対方位
標定装置では、絶対方位が、自己内部での測定が困難で
あるのに対し、絶対座標系での高低角は、水準器等によ
って自己完結的に計測可能であるといった特性を利用
し、水準器２４によって、テレビカメラの撮像方位の高
低方位であるカメラプラットフォーム水準位置２５を画
像・鳥かん図比較照合器１６に入力し、画像・鳥かん図
比較照合器１６の比較照合の判定条件に撮像の高低方位
を加えることによって、図６に示す類似稜線パターン部
３５の発生に対し、鳥かん図高低方位３２に差異のある
エッジパターンを削除可能であり、合致方位が特定可能
となる。
【００２２】実施例３．図３は、この発明の実施例３を
示す図である。このように構成された絶対方位標定装置
の動作は、テレビカメラをスキャン動作する機能を付加
したカメラ指向制御器とテレビカメラのスキャン動作に
よって得られる撮像画像を複数フレーム分記憶できる広
域のメモリ画像を得るためのフレームメモリを付加した
以外は、図１に示す絶対方位標定装置と全く同一であ
る。図中の２６は、フレームメモリ、２７は広域メモリ
画像、２８はカメラスキャン指令である。
示す図である。このように構成された絶対方位標定装置
の動作は、テレビカメラをスキャン動作する機能を付加
したカメラ指向制御器とテレビカメラのスキャン動作に
よって得られる撮像画像を複数フレーム分記憶できる広
域のメモリ画像を得るためのフレームメモリを付加した
以外は、図１に示す絶対方位標定装置と全く同一であ
る。図中の２６は、フレームメモリ、２７は広域メモリ
画像、２８はカメラスキャン指令である。
【００２３】地図より得られる稜線エッジパターンの中
に類似パターンが他にも存在している場合、方位の特定
が困難となる場合がある。このように構成された絶対方
位標定装置では、このような場合に対し、画像・鳥かん
図比較照合器１６は方位特定不能となり、この時、画像
・鳥かん図比較照合器１６はカメラ指向制御器２に対し
カメラスキャン指令２８を発生し、この入力を受けカメ
ラ指向制御器２はテレビカメラ４を水平方向にスキャン
駆動するようなカメラ指向方位指令３を出力しテレビカ
メラ４を水平方位にスキャン動作し、もとのフレーム画
角よりも広域の撮像画像６を取り込む。この撮像画像６
をフレームメモリ２６で記憶し、フレームメモリ２６は
画像・鳥かん図比較照合器１６に対し、広域メモリ画像
２７を出力する。この時、広域メモリ画像２７から得ら
れる稜線エッジパターンは、水平方向に対し、エッジパ
ターンの情報量が増加している。従って、この情報を使
用することにより画像・鳥かん図比較照合器１６は、類
似パターンを分離・識別可能となり、方位の特定が可能
となる。
に類似パターンが他にも存在している場合、方位の特定
が困難となる場合がある。このように構成された絶対方
位標定装置では、このような場合に対し、画像・鳥かん
図比較照合器１６は方位特定不能となり、この時、画像
・鳥かん図比較照合器１６はカメラ指向制御器２に対し
カメラスキャン指令２８を発生し、この入力を受けカメ
ラ指向制御器２はテレビカメラ４を水平方向にスキャン
駆動するようなカメラ指向方位指令３を出力しテレビカ
メラ４を水平方位にスキャン動作し、もとのフレーム画
角よりも広域の撮像画像６を取り込む。この撮像画像６
をフレームメモリ２６で記憶し、フレームメモリ２６は
画像・鳥かん図比較照合器１６に対し、広域メモリ画像
２７を出力する。この時、広域メモリ画像２７から得ら
れる稜線エッジパターンは、水平方向に対し、エッジパ
ターンの情報量が増加している。従って、この情報を使
用することにより画像・鳥かん図比較照合器１６は、類
似パターンを分離・識別可能となり、方位の特定が可能
となる。
【００２４】実施例４．図４は、この発明の実施例４を
示す図である。このように構成された絶対方位標定装置
の動作は、テレビカメラで捕える観測対象を標定するた
めの地形稜線部までの距離を測定するための測距器と測
距離情報を参照エリアの抽出に対し付加する以外は、図
１に示す絶対方位標定装置と全く同一である。図中の２
９は測距器、３０は測距指令、３１は測距データであ
る。
示す図である。このように構成された絶対方位標定装置
の動作は、テレビカメラで捕える観測対象を標定するた
めの地形稜線部までの距離を測定するための測距器と測
距離情報を参照エリアの抽出に対し付加する以外は、図
１に示す絶対方位標定装置と全く同一である。図中の２
９は測距器、３０は測距指令、３１は測距データであ
る。
【００２５】地図より得られる稜線エッジパターンの中
に類似パターンが他にも存在している場合、方位の特定
が困難となる場合がある。このように構成された絶対方
位標定装置では、このような場合に対し、画像・鳥かん
図比較照合器１６は方位特定不能となり、この時、画像
・鳥かん図比較照合器１６は測距器２９に対し測距指令
３０を発生し、測距器２９はテレビカメラで捕える観測
対象を標定するための地形稜線部までの距離を測定し、
参照エリア抽出指示器８に対し測距データ３１を発生す
る。
に類似パターンが他にも存在している場合、方位の特定
が困難となる場合がある。このように構成された絶対方
位標定装置では、このような場合に対し、画像・鳥かん
図比較照合器１６は方位特定不能となり、この時、画像
・鳥かん図比較照合器１６は測距器２９に対し測距指令
３０を発生し、測距器２９はテレビカメラで捕える観測
対象を標定するための地形稜線部までの距離を測定し、
参照エリア抽出指示器８に対し測距データ３１を発生す
る。
【００２６】この時の参照エリア抽出指示器８の動作を
図７により説明する。図中の３６は観測リファレンス距
離Ｒ、３７は類似稜線パターン部Ａ、３８は類似稜線パ
ターン部Ｂ、３９は標定対象ゾーンである。参照エリア
抽出指示器８は、測距データ３１を入力すると、地図上
で観測リファレンス距離Ｒ３６で決定される標定対象ゾ
ーン３９によって、標定すべき地形の存在を限定する。
この例によれば、類似稜線エッジパターンを持つ部位の
内、類似稜線パターン部Ｂ３８を参照エリアとして抽出
する。この分類に基づく地図データを後段の処理に適用
することによって、類似稜線エッジパターンが発生した
ような場合でも、安定に方位の特定が可能である。
図７により説明する。図中の３６は観測リファレンス距
離Ｒ、３７は類似稜線パターン部Ａ、３８は類似稜線パ
ターン部Ｂ、３９は標定対象ゾーンである。参照エリア
抽出指示器８は、測距データ３１を入力すると、地図上
で観測リファレンス距離Ｒ３６で決定される標定対象ゾ
ーン３９によって、標定すべき地形の存在を限定する。
この例によれば、類似稜線エッジパターンを持つ部位の
内、類似稜線パターン部Ｂ３８を参照エリアとして抽出
する。この分類に基づく地図データを後段の処理に適用
することによって、類似稜線エッジパターンが発生した
ような場合でも、安定に方位の特定が可能である。
【００２７】
【発明の効果】この発明は以上説明した通り、複雑な座
標変換演算を必要としないためセンサ系、観測系等の誤
差の影響を無視でき、一般には、外部の何らかの絶対基
準に従って校正等の手続きを随時行わなければ絶対座標
系上でのずれ量が観測不能であった絶対方位の計測を自
己が絶対座標系である地図を持つことにより、また、地
図データと実観測の撮像画像とを比較する手段であるこ
とから、校正等の手続き無しで絶対方位を標定すること
を可能とするものである。
標変換演算を必要としないためセンサ系、観測系等の誤
差の影響を無視でき、一般には、外部の何らかの絶対基
準に従って校正等の手続きを随時行わなければ絶対座標
系上でのずれ量が観測不能であった絶対方位の計測を自
己が絶対座標系である地図を持つことにより、また、地
図データと実観測の撮像画像とを比較する手段であるこ
とから、校正等の手続き無しで絶対方位を標定すること
を可能とするものである。
【００２８】また、この発明では、エッジパターンの照
合において類似パターンが存在した場合、高低情報を適
用することにより類似パターンに高低情報を付加した内
容として、比較照合する方式であるため誤判定なく方位
の特定を可能とするものである。
合において類似パターンが存在した場合、高低情報を適
用することにより類似パターンに高低情報を付加した内
容として、比較照合する方式であるため誤判定なく方位
の特定を可能とするものである。
【００２９】また、この発明では、エッジパターンの照
合において類似パターンが存在した場合、撮像画像から
得られる地形稜線エッジパターンを広域化された画像か
ら抽出するので、水平方向のエッジパターン特徴の情報
量の増加を利用する方式であるため、誤判定なく方位の
特定を可能とするものである。
合において類似パターンが存在した場合、撮像画像から
得られる地形稜線エッジパターンを広域化された画像か
ら抽出するので、水平方向のエッジパターン特徴の情報
量の増加を利用する方式であるため、誤判定なく方位の
特定を可能とするものである。
【００３０】また、この発明では、エッジパターンの照
合において類似パターンが存在した場合、距離情報に基
づき、類似稜線エッジパターンのある地形データを分類
した上、抽出する方式であるため誤判定なく方位の特定
を可能とするものである。
合において類似パターンが存在した場合、距離情報に基
づき、類似稜線エッジパターンのある地形データを分類
した上、抽出する方式であるため誤判定なく方位の特定
を可能とするものである。
【図１】この発明の実施例１を示す絶対方位標定装置の
構成図である。
構成図である。
【図２】この発明の実施例２を示す絶対方位標定装置の
構成図である。
構成図である。
【図３】この発明の実施例３を示す絶対方位標定装置の
構成図である。
構成図である。
【図４】この発明の実施例４を示す絶対方位標定装置の
構成図である。
構成図である。
【図５】この発明による絶対方位標定装置の処理過程の
説明図である。
説明図である。
【図６】この発明におけるエッジパターン照合例を示す
図である。
図である。
【図７】距離データを用いた場合の動作例を示す図であ
る。
る。
【図８】従来の絶対方位標定装置の一実施例の構成図で
ある。
ある。
１ カメラ方位指示入力 ２ カメラ指向制御器 ３ カメラ指向方位指令 ４ テレビカメラ ５ カメラ撮像視軸 ６ 撮像画像 ７ カメラ指向方位データ ８ 参照エリア抽出指示器 ９ 自己位置標定器 １０ 自己位置データ １１ ３次元地図データベース １２ 地図データ １３ 参照エリア地図データ １４ 鳥かん図表示変換器 １５ 鳥かん図表示画像 １６ 画像・鳥かん図比較照合器 １７ 計測画像 １８ 表示器 １９ 絶対方位計測値 ２０ 撮像方位レチクル ２１ 撮像画像稜線エッジ ２２ 緯度・経度レチクル ２３ 鳥かん図稜線エッジ ２４ 水準器 ２５ カメラプラットフォーム水準位置 ２６ フレームメモリ ２７ 広域メモリ画像 ２８ カメラスキャン指令 ２９ 測距器 ３０ 測距指令 ３１ 測距データ ３２ 鳥かん図高低方位 ３３ 鳥かん図水平方位 ３４ リファレンス像 ３５ 類似稜線エッジパターン部 ３６ 観測リファレンス距離Ｒ ３７ 類似稜線エッジパターン部Ａ ３８ 類似稜線エッジパターン部Ｂ ３９ 標定対象ゾーン ４０ 角度検出器 ４１ センサプラットフォーム ４２ 北基準観測センサ ４３ 観測相対方位 ４４ センサプラットフォーム観測絶対方位 ４５ 加算器 ４６ 校正入力
Claims (4)
- 【請求項１】 テレビカメラ等の撮像手段と、自己の絶
対位置を標定する自己位置標定手段と、絶対座標系の基
準となるデジタル地形データから撮像の視点からの地形
鳥かん図を作成する手段と、撮像画像から地形稜線エッ
ジを検出する手段と、地図データから任意の視点に対し
鳥かん図の投影画像により地図稜線エッジを検出する手
段と、上記地形稜線エッジと上記地図稜線エッジを比較
照合し一致度を判定する手段と、上記判定手段結果によ
り相対座標系の撮像方位を絶対座標系の絶対方位に投影
・写像する手段とを具備したことを特徴とする絶対方位
標定装置。 - 【請求項２】 地形鳥かん図を作成する手段と画像及び
地図の稜線エッジを比較照合し一致度を判定する手段と
して、水準面からの視軸高低角度を用いることにより限
定された必要領域の鳥かん図を作成する手段と、高低角
度情報を判定条件に加えて画像及び地図の稜線エッジを
比較照合し一致度を判定する手段を具備したことを特徴
とする請求項１項記載の絶対方位標定装置。 - 【請求項３】 撮像手段として、テレビカメラをスキャ
ン動作させ広域画像をリファレンス画像として撮像する
撮像手段を具備したことを特徴とする請求項１項記載の
絶対方位標定装置。 - 【請求項４】 鳥かん図を作成する手段として、観測対
象の距離情報を用いて限定された必要領域の鳥かん図を
作成する手段を具備したことを特徴とする請求項１記載
の絶対方位標定装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4318527A JP2806187B2 (ja) | 1992-11-27 | 1992-11-27 | 絶対方位標定装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4318527A JP2806187B2 (ja) | 1992-11-27 | 1992-11-27 | 絶対方位標定装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06167333A true JPH06167333A (ja) | 1994-06-14 |
| JP2806187B2 JP2806187B2 (ja) | 1998-09-30 |
Family
ID=18100115
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4318527A Expired - Lifetime JP2806187B2 (ja) | 1992-11-27 | 1992-11-27 | 絶対方位標定装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2806187B2 (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006285627A (ja) * | 2005-03-31 | 2006-10-19 | Hokkaido Univ | ３次元モデルの類似検索装置及び方法 |
| JP2011133840A (ja) * | 2009-11-27 | 2011-07-07 | Asia Air Survey Co Ltd | 監視カメラ画像を用いた連動表示計測システム |
| CN113362392A (zh) * | 2020-03-05 | 2021-09-07 | 杭州海康威视数字技术股份有限公司 | 可视域生成方法、装置、计算设备及存储介质 |
| JP2024073741A (ja) * | 2022-11-18 | 2024-05-30 | 三菱電機株式会社 | 方位解析システム、方位解析方法、および方位解析プログラム |
-
1992
- 1992-11-27 JP JP4318527A patent/JP2806187B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006285627A (ja) * | 2005-03-31 | 2006-10-19 | Hokkaido Univ | ３次元モデルの類似検索装置及び方法 |
| JP2011133840A (ja) * | 2009-11-27 | 2011-07-07 | Asia Air Survey Co Ltd | 監視カメラ画像を用いた連動表示計測システム |
| CN113362392A (zh) * | 2020-03-05 | 2021-09-07 | 杭州海康威视数字技术股份有限公司 | 可视域生成方法、装置、计算设备及存储介质 |
| CN113362392B (zh) * | 2020-03-05 | 2024-04-23 | 杭州海康威视数字技术股份有限公司 | 可视域生成方法、装置、计算设备及存储介质 |
| JP2024073741A (ja) * | 2022-11-18 | 2024-05-30 | 三菱電機株式会社 | 方位解析システム、方位解析方法、および方位解析プログラム |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2806187B2 (ja) | 1998-09-30 |
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