JPH0719815A - 位置検出方法 - Google Patents

位置検出方法

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JPH0719815A
JPH0719815A JP15088393A JP15088393A JPH0719815A JP H0719815 A JPH0719815 A JP H0719815A JP 15088393 A JP15088393 A JP 15088393A JP 15088393 A JP15088393 A JP 15088393A JP H0719815 A JPH0719815 A JP H0719815A
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Sadakatsu Sugano
貞勝 菅野
Tsutomu Nakanishi
勉 中西
Masahiro Shoda
政弘 庄田
Takeyoshi Imao
武吉 今尾
Tsuyoshi Yoshikawa
勍 吉川
Takashi Oka
孝 岡
Yasuhiro Miyazaki
安弘 宮崎
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 作業車両等の監視対象の実位置を自動的に検
出できる位置検出方法を提供する。 【構成】 位置検出装置1は、CCDカメラ2、電動雲
台3、画像プロセッサ部4と、計測データを転圧機13
に送信する無線式データ通信装置5の四装置から構成さ
れている。監視領域Fの四隅に基準標識,,,
を置き、転圧機13にも識別標識pを搭載する。監視領
域FをCCDカメラ2によって撮影する。コンピュータ
12は、フレームメモリ11に保持された画像信号から
基準点座標に対する識別標識pのX−Y変位を求め、予
め入力した基準点間の実距離データと算出したX−Y変
位とから転圧機13の実位置を算出し、逐次算出される
位置データから速度や経路が求められる。収集した運行
データは転圧機13へリアルタイムに送信して運転手に
情報を伝達するとともに、随時プリンタ15から出力で
きる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、位置検出方法に関す
るものであり、特にビデオカメラにより監視領域に於け
る監視対象物体の実位置を検出する位置検出方法に関す
るものである。
【0002】
【従来の技術】例えば、土木作業現場における作業車両
等の監視対象の位置を自動的に検出して運行管理の省人
化や施工の自動化を図るために光波距離計やレーザー計
測装置を利用した位置検出方法が提案されている。光波
距離計を用いた位置検出方法は、作業車両等に反射プリ
ズムを搭載し、発光固定局に設置した光波距離計により
作業車両等の距離及び基準地点からの水平角、鉛直角を
計測する。この計測データを中央のコンピュータで演算
し、作業車両等の軌跡を記録するとともに表示し、運行
を制御する。
【0003】レーザー計測装置を用いた位置検出方法
は、2台のレーザー灯台から発射したレーザー光を作業
車両等に搭載したセンサーアレイで受光し、レーザー灯
台の旋回角からコンピュータにより監視対象の位置を検
出して記録するとともに表示する。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】前述した光波距離計や
レーザー計測装置を利用した監視対象の位置検出方法の
実施にあたっては、計測現場に固定局を設置して監視対
象の計測を行う。従って、例えばダムの盛立現場等のよ
うに工事の進行によって設置面の高さが上昇していくよ
うな場合は、その都度固定局を設置しなおさなければな
らず、手間がかかるとともに設置位置の誤差が生じやす
く、設置の容易性や位置検出精度等に問題があり実用の
域に達していない。そこで、設置が容易で高精度な計測
ができ、且つ監視対象の実位置を自動的に検出できる位
置検出方法を提供するために解決すべき技術的課題が生
じており、この発明は上記課題を解決することを目的と
する。
【0005】
【課題を解決するための手段】この発明は上記目的を達
成するために提案するものであり、記憶装置と演算処理
装置とによって構成される画像プロセッサ部とビデオカ
メラとからなり、前記ビデオカメラの撮像画面上の監視
対象の画像を識別し、前記監視対象の画像の重心を逐次
演算して監視対象の位置を計測する演算手段を設けた計
測装置を用い、撮影領域に設定した基準点間の実距離に
基づいて画面上の前記基準点の座標に対する監視対象の
座標の変位量から前記撮影領域における前記監視対象の
位置を算出する手段を設け、前記撮影領域に少なくとも
3ヵ所以上の基準標識を設置するとともに、監視対象物
体に識別標識を搭載し、前記基準標識並びに識別標識を
前記ビデオカメラにて撮影して、前記監視対象物体の位
置データを収集する位置検出方法を提供するものであ
る。
【0006】
【作用】撮影領域に少なくとも3ヵ所以上の基準標識を
置き、監視対象物体にも識別標識を搭載する。そして、
監視領域をビデオカメラによって撮影し、画像信号を記
憶装置に入力する。演算処理装置には、予め測量によっ
て求めた基準標識間の距離データを入力する。演算処理
装置の位置算出手段は、画面上の基準点座標に対する監
視対象のX−Y変位を求め、求められたX−Y変位と基
準点間の実距離データから、監視領域内の監視対象物体
の実位置を算出し、逐次算出される位置データから速度
や軌跡等のデータが求められる。収集されたデータをモ
ニター画面に表示して監視したり、プリントアウトして
管理資料とすることができる。
【0007】
【実施例】以下、この発明の一実施例を図に従って詳述
する。位置検出装置1は、図1に示すようにCCDカメ
ラ2及びCCDカメラ2を搭載した電動雲台3、CCD
カメラ2からの画像信号を格納し、監視対象物体の実位
置を計算処理する画像プロセッサ部4と、画像信号から
求めた監視対象物体の速度等の計測データを監視対象物
体側に送信する無線式データ通信装置5の四装置から構
成されている。
【0008】CCDカメラ2及びカメラコントロールユ
ニットは、カメラハウジング6に収納されており、公知
の色抽出機能を備えたカメラ本体に電動ズームレンズを
装着してある。カメラ本体はディジタルフィルタ処理に
より色別の信号分離機能を備えており、ここでは8色ま
での色抽出が行えるものを使用している。電動ズームレ
ンズは、視野角、フォーカス、絞りを遠隔制御できる。
カメラハウジング6はCCDカメラ2を屋外環境で使用
することを考慮して防塵密閉構造とし、ヒータとワイパ
ーによる曇り防止装置を内蔵している。また、カメラコ
ントロールユニットはカメラ本体と電動ズームレンズを
遠隔制御するためのインターフェースである。
【0009】電動雲台3は、カメラハウジング6を水平
方向に旋回及び垂直方向に俯仰させるものであり、カメ
ラハウジング6と同様に屋外環境に耐えられるように防
塵密閉構造である。また、監視現場に対するCCDカメ
ラ2の視野を調節できるように電動雲台3は昇降形鉄塔
7に搭載されて昇降移動できるようになっており、雲台
コントローラ8によってCCDカメラ2の姿勢制御と合
わせて昇降形鉄塔7の高さを遠隔制御する。
【0010】尚、CCDカメラ2の画像信号及び電動雲
台3の制御信号は、光ファイバーケーブル9を介して中
央監視室10の画像プロセッサ部4に双方向多重伝送さ
れる。中央監視室10に設置した画像プロセッサ部4の
主要部は、フレームメモリ11とコンピュータ12であ
り、フレームメモリ11は、CCDカメラ2によって色
抽出された画像信号から監視領域Fの基準点及び監視対
象物体である転圧機13に設けた識別マークを画像認識
する。そして、識別マークの画像の重心演算を行って重
心を求め、追尾用ライブラリープログラムにより識別マ
ークの重心を自動追尾し、画像上の座標を計算してコン
ピュータ12へ出力する。コンピュータ12は、自動追
尾プログラムによって基準点座標,,,からの
転圧機13の実位置座標をリアルタイムに算出する。
【0011】また、コンピュータ12は運行管理プログ
ラムを有し、転圧機13の実位置データから転圧機13
の走行軌跡及び転圧レーン毎の転圧回数等をCRT14
に表示し、同時に運行管理資料を作成して作成したデー
タを出力する機能を有している。そして、図示は省略す
るが、監視領域Fに導入された転圧機13の運転席には
指示機能と監視機能を有するタッチパネル付モニタユニ
ットが設置されている。タッチパネル付モニタユニット
の指示機能は、測定開始・終了スイッチにより画像プロ
セッサ部4のコンピュータ12に対してデータ保管の指
令を出力する機能である。また、監視機能は、運転台の
モニタ表示器上に転圧器13の現在位置、該当レーンの
転圧回数及び転圧速度等を表示する機能である。中央監
視室10の画像プロセッサ部4と転圧機13のタッチパ
ネル付モニタユニットとの間の信号の受信及び送信は無
線式データ通信装置5を介して実行される。
【0012】次に、以上の構成になる位置検出装置1に
よる位置検出方法を説明する。先ず、ロックフィルダム
のコア部を形成する転圧領域である監視領域Fの四隅に
基準点となる夫々異なる色の基準座標識別マーク,
,,を置き、1台乃至2台の転圧機13にも異色
の識別マークpを搭載する。そして、監視領域Fの外郭
部の上方、且つ監視領域Fの中心線上にセットしたCC
Dカメラ2によって監視領域Fを撮影する。図2は監視
領域FとCRT14に表示された画像Pfとを示し、長
方形の監視領域Fを外郭部の上方から俯瞰するため、C
RT14に表示された監視領域Fの画像Pfは台形とな
る。コンピュータ12には、予め測量によって求めた監
視領域Fの各辺の距離データを入力して各基準点,
,,の絶対座標をCRT14上に設定する。
【0013】次に、CRT14の画面で測定対象転圧機
13の識別マークpをカーソルにて指定すると、画面上
に追尾ウィンドウが開設され、追尾ウィンドウが識別マ
ークpを自動追尾してコンピュータ12が識別マークp
の実座標計算処理を実行する。尚、図2の転圧領域Fに
おいて、 l:転圧範囲幅(mm) d:転圧範囲長(mm) p:転圧機の位置 ,,,:基準座標識別マーク xp ,yp :求めるx,y位置 (mm) d1 ,d2 :対角線交点の長さ (mm) l1 ,l2 :対角線交点の幅 (mm) である。
【0014】また、画像Pf上において、 La :画像上の前方転圧範囲幅(ピクセル) Lb :画像上の後方転圧範囲幅(ピクセル) D :画像上の転圧範囲長(ピクセル) P :転圧機の検出像 Xp ,Yp :転圧機の検出X,Y座標(ピクセル) D1 ,D2 :d1 ,d2 に対応する長さ(ピクセル) L1 ,L2 :l1 ,l2 に対応する幅 (ピクセル) である。
【0015】転圧機13の画像座標Xp ,Yp から実位
置pを求める手順は、以下の通りである。 1) 実転圧範囲である長方形の対角線の交点は、長さ
方向に1/2 の位置となる。この位置は画像上の基準点
,を結ぶ直線と基準点,を結ぶ直線との交点に
該当する。この1/2 分割点における画像上の長さ方向の
距離D1 及び転圧範囲幅L1 を求めると、 D1 = D×(La /La +Lb ) ……………………(1)式 L1 = Lb +(La −Lb )×(La /La +Lb ) ……(2)式 となる。 2) D1 とYp の一致を判定する。一致しないとき
は、D1 とYp の値からD1 <Yp 或いはD1 >Yp
判断され、1/2 に分割された領域を更に1/2分割する作
業を判断結果に応じて正或いは負方向に繰り返し、
(1)式と(2)式を求め(但し、La ,Lb に該当す
る値は順次更新する)、Di とYp が一致するまで演算
を実行する。
【0016】D1 ,D2 ,……,Di1 ,L2 ,……,Li 3) Di とYp が一致したとき、 yp = d(1/2 ± 1/4± 1/8± 1/16 ±……)……(3)式 xp = l×(XP /Li )……………………………(4)式 このxp ,yp が監視領域F上の転圧機13の実座標で
ある。画像プロセッサ部4は、転圧機13に設けたモニ
タユニットの測定開始・終了スイッチから測定開始指令
が送信されたときから上記の実座標算出演算を実行し、
転圧機13の現在位置、速度及び該当レーンの転圧回数
等のデータをリアルタイムに転圧機13のモニタユニッ
トへ送信してモニタユニット上に表示させる。そして、
転圧機13側からの測定終了指令を受信したときに演算
処理を終了し、測定時間中の運行データは記憶装置に格
納される。
【0017】また、コンピュータ12には、実座標算出
機能の他に作業日報を作成するための文書処理機能を設
け、中央管理室10において転圧機13の稼働状況を常
時把握するとともに、プリンタ15を介して作業日報を
随時プリントアウトすることができる。図3乃至図4は
CRT画像並びに作業日報出力結果の一例を示し、図3
はコア部の転圧状況監視画面である。また図4はコア部
の転圧記録表である。
【0018】尚、この発明は上記一実施例に限定するも
のではなく、機器の構成等は種々の改変ができる。例え
ば、カラーカメラに代えて白黒カメラを使用することも
できる。そして、この発明がそれらの改変されたものに
及ぶことは当然である。
【0019】
【発明の効果】この発明は、上記一実施例に於いて詳述
したように、監視領域の外郭から監視領域を撮影して監
視対象の位置を計測するので、例えば、ダムの盛立現場
等のように工事の進行によって設置面の高さが上昇して
いくような場合にも、その都度固定局を設置しなおす必
要がない。従って、設置及び保守の手間が削減されて実
用性が著しく向上し、作業車両の運行管理等の精度を向
上できるとともに、工事の無人自動施工等の実現に寄与
できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】土木作業車両の位置検出方法の説明図。
【図2】位置検出装置の画面から測定対象の実位置を検
出する方法を示す解説図。
【図3】コア部の転圧状況監視画面の出力結果を示す解
説図。
【図4】コア部の転圧記録表の出力結果を示す解説図。
【符号の説明】
1 位置検出装置 2 CCDカメラ 3 電動雲台 4 画像プロセッサ部 5 無線式データ通信装置 6 カメラハウジング 7 昇降形鉄塔 8 雲台コントローラ 9 光ファイバケーブル 10 中央監視室 11 フレームメモリ 12 コンピュータ 13 転圧機 14 CRT 15 プリンタ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 G06T 7/00 H04N 7/18 G 9287−5L G06F 15/62 415 (72)発明者 今尾 武吉 愛知県名古屋市中川区西日置1丁目1番5 号 株式会社熊谷組名古屋支店内 (72)発明者 吉川 勍 愛知県名古屋市中川区西日置1丁目1番5 号 株式会社熊谷組名古屋支店内 (72)発明者 岡 孝 愛知県名古屋市中川区西日置1丁目1番5 号 株式会社熊谷組名古屋支店内 (72)発明者 宮崎 安弘 愛知県名古屋市中川区西日置1丁目1番5 号 株式会社熊谷組名古屋支店内

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 記憶装置と演算処理装置とによって構成
    される画像プロセッサ部とビデオカメラとからなり、前
    記ビデオカメラの撮像画面上の監視対象の画像を識別
    し、前記監視対象の画像の重心を逐次演算して監視対象
    の位置を計測する演算手段を設けた計測装置を用い、撮
    影領域に設定した基準点間の実距離に基づいて画面上の
    前記基準点の座標に対する監視対象の座標の変位量から
    前記撮影領域における前記監視対象の位置を算出する手
    段を設け、前記撮影領域に少なくとも3ヵ所以上の基準
    標識を設置するとともに、監視対象物体に識別標識を搭
    載し、前記基準標識並びに識別標識を前記ビデオカメラ
    にて撮影して、前記監視対象物体の実位置を検出する位
    置検出方法。
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Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6060892A (en) * 1996-12-27 2000-05-09 Tokyo Electron Limited Probe card attaching mechanism
JP2006113645A (ja) * 2004-10-12 2006-04-27 Kajima Corp 移動軌跡解析方法
KR100986505B1 (ko) * 2008-09-22 2010-10-07 에스티엑스조선해양 주식회사 Ccd 카메라를 이용한 비접촉식 위치 측정 시스템
JP2012505571A (ja) * 2008-10-07 2012-03-01 ザ・ボーイング・カンパニー ビデオカメラを制御して可動なターゲットオブジェクトを追跡する方法とシステム
JP5141851B2 (ja) * 2011-05-09 2013-02-13 新日鐵住金株式会社 溶鋼鍋の耐火物残存量測定方法及び装置
JP2015052534A (ja) * 2013-09-06 2015-03-19 パナソニック株式会社 移動体検知装置及び移動体検知システム

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