JPH0765299A - 水面監視システム - Google Patents
水面監視システムInfo
- Publication number
- JPH0765299A JPH0765299A JP5210592A JP21059293A JPH0765299A JP H0765299 A JPH0765299 A JP H0765299A JP 5210592 A JP5210592 A JP 5210592A JP 21059293 A JP21059293 A JP 21059293A JP H0765299 A JPH0765299 A JP H0765299A
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- Japan
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- Testing Or Calibration Of Command Recording Devices (AREA)
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 港湾や河川用に容易に設置でき、効率的に船
舶等を監視できるようにする。 【構成】 港湾または河川の水面に対して設定した観測
エリアをテレビカメラで撮影し、得られたビデオ画像デ
ータを取り込んで画像処理し、船舶等の移動体の動線を
抽出して監視するようにしたシステムであって、観測画
像上に仮想ゲートを設定し、移動体の動線と仮想ゲート
との相対位置関係を監視するようにしたことを特徴とす
る。
舶等を監視できるようにする。 【構成】 港湾または河川の水面に対して設定した観測
エリアをテレビカメラで撮影し、得られたビデオ画像デ
ータを取り込んで画像処理し、船舶等の移動体の動線を
抽出して監視するようにしたシステムであって、観測画
像上に仮想ゲートを設定し、移動体の動線と仮想ゲート
との相対位置関係を監視するようにしたことを特徴とす
る。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明はＩＴＶ画像の移動体抽出
処理システムを利用した中小規模港湾や河川用の水面監
視システムに関する。
処理システムを利用した中小規模港湾や河川用の水面監
視システムに関する。
【０００２】
【従来の技術】現在、東京湾や瀬戸内海のような内海、
あるいは京浜港や神戸港のように船舶交通の輻輳する広
域な海面においては、複数の高性能、高分解能のレーダ
及び情報通信設備を用いた船舶の動向の中央監視及び航
行管制システムが設置されている。しかし、日本の沿岸
に数多くある中小規模の漁港やマリーナでは、こういっ
たシステムはほとんどの場合は設置されていないのが実
情であり、このような港を母港とする船舶の港の近辺に
おける他船、人工及び天然の構造物等との衝突や座礁は
数多く発生している。従って、高分解能のレーダと情報
通信設備を用いた船舶の動向の中央監視及び航行管制シ
ステムに対するニーズは高い。
あるいは京浜港や神戸港のように船舶交通の輻輳する広
域な海面においては、複数の高性能、高分解能のレーダ
及び情報通信設備を用いた船舶の動向の中央監視及び航
行管制システムが設置されている。しかし、日本の沿岸
に数多くある中小規模の漁港やマリーナでは、こういっ
たシステムはほとんどの場合は設置されていないのが実
情であり、このような港を母港とする船舶の港の近辺に
おける他船、人工及び天然の構造物等との衝突や座礁は
数多く発生している。従って、高分解能のレーダと情報
通信設備を用いた船舶の動向の中央監視及び航行管制シ
ステムに対するニーズは高い。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】ところで、レーダによ
る監視は、図７に示すように、レーダの電波放射範囲が
限られているためレーダアンテナの設置位置が高い程、
近傍での死角が大きくなる。また、現在、汎用となって
いるマイクロ波使用のレーダでは、距離にもよるが、特
に木製やＦＲＰ製の小型船舶の検知における実用性、信
頼性が低い。また、図８（ａ）に示すように、近くに電
波の強反射体がある場合には１回の送信が複数回往復し
て受信される。このような電波の反射や回析、減衰等の
性質により様々な偽像が現れ、例えば、図８（ｂ）に示
すように多重反射による偽像がレーダディスプレイ上で
観察されてしまう。また、船の大きさの推定に関して
も、レーダ画像ではその解析が困難であり、船種の推定
は不可能である。また、レーダ画面の操作、船舶の動向
の監視には熟練技術を要し、機器の操作には無線技士の
免許が必要である。また、市販されているレーダは、小
型船舶用の簡易なものを例にとると、一般に高価で、機
器が大がかりであり、特にアンテナの設置が導波管を用
いるためやっかいである。また、レーダは非常に強いパ
ワーの電波を送信するため、近距離にある電子機器や人
体に悪影響を与える恐れがある。一方、近年の技術革新
により、ＩＴＶカメラ及び汎用画像処理システムが高性
能、小型、低価格化して実用性が格段に向上している。
本発明は、港湾や河川用に容易に設置でき、効率的に船
舶等を監視することができる水面監視システムを提供す
ることを目的とする。
る監視は、図７に示すように、レーダの電波放射範囲が
限られているためレーダアンテナの設置位置が高い程、
近傍での死角が大きくなる。また、現在、汎用となって
いるマイクロ波使用のレーダでは、距離にもよるが、特
に木製やＦＲＰ製の小型船舶の検知における実用性、信
頼性が低い。また、図８（ａ）に示すように、近くに電
波の強反射体がある場合には１回の送信が複数回往復し
て受信される。このような電波の反射や回析、減衰等の
性質により様々な偽像が現れ、例えば、図８（ｂ）に示
すように多重反射による偽像がレーダディスプレイ上で
観察されてしまう。また、船の大きさの推定に関して
も、レーダ画像ではその解析が困難であり、船種の推定
は不可能である。また、レーダ画面の操作、船舶の動向
の監視には熟練技術を要し、機器の操作には無線技士の
免許が必要である。また、市販されているレーダは、小
型船舶用の簡易なものを例にとると、一般に高価で、機
器が大がかりであり、特にアンテナの設置が導波管を用
いるためやっかいである。また、レーダは非常に強いパ
ワーの電波を送信するため、近距離にある電子機器や人
体に悪影響を与える恐れがある。一方、近年の技術革新
により、ＩＴＶカメラ及び汎用画像処理システムが高性
能、小型、低価格化して実用性が格段に向上している。
本発明は、港湾や河川用に容易に設置でき、効率的に船
舶等を監視することができる水面監視システムを提供す
ることを目的とする。
【０００４】
【課題を解決するための手段】本発明は、港湾または河
川の水面に対して設定した観測エリアをテレビカメラで
撮影し、得られたビデオ画像データを取り込んで画像処
理し、船舶等の移動体の動線を抽出して監視するように
したシステムであって、観測画像上に設定された仮想ゲ
ートと、移動体の動線と仮想ゲートとの相対位置関係を
監視するための手段とを備えたことを特徴とする。ま
た、本発明は、さらに、移動体の動線と仮想ゲートとが
所定の相対位置関係になったとき警告を発するための手
段を備えたことを特徴とする。
川の水面に対して設定した観測エリアをテレビカメラで
撮影し、得られたビデオ画像データを取り込んで画像処
理し、船舶等の移動体の動線を抽出して監視するように
したシステムであって、観測画像上に設定された仮想ゲ
ートと、移動体の動線と仮想ゲートとの相対位置関係を
監視するための手段とを備えたことを特徴とする。ま
た、本発明は、さらに、移動体の動線と仮想ゲートとが
所定の相対位置関係になったとき警告を発するための手
段を備えたことを特徴とする。
【０００５】
【作用】本発明においては、港湾や河川の所定のエリア
を撮影できる位置にテレビカメラを設置し、カメラ撮影
により取り込んだ画像を画像処理装置に送り込む。画像
処理装置では、画像の差分、二値化処理、論理積処理等
を行って船舶等の移動体位置を抽出する。この移動体位
置抽出を連続的に行うことにより、移動体の動線を得て
ディスプレイに移動体位置、動線の状況などを表示す
る。同時に観測画像の二次元座標内において、暗礁等の
危険水域、或いは航路線等に対応して画像上で仮想ゲー
トを設定し、移動体の動線と仮想ゲートとの相対位置関
係を監視し、移動体が仮想ゲートを通過した場合などに
警告を発する。
を撮影できる位置にテレビカメラを設置し、カメラ撮影
により取り込んだ画像を画像処理装置に送り込む。画像
処理装置では、画像の差分、二値化処理、論理積処理等
を行って船舶等の移動体位置を抽出する。この移動体位
置抽出を連続的に行うことにより、移動体の動線を得て
ディスプレイに移動体位置、動線の状況などを表示す
る。同時に観測画像の二次元座標内において、暗礁等の
危険水域、或いは航路線等に対応して画像上で仮想ゲー
トを設定し、移動体の動線と仮想ゲートとの相対位置関
係を監視し、移動体が仮想ゲートを通過した場合などに
警告を発する。
【０００６】
【実施例】以下、本発明の水面監視システムを図面を参
照して詳細に説明する。図１は本発明の水面監視システ
ムの概念図、図２は仮想ゲートと移動体の動線を示す観
測画像を示す図、図３は移動体の抽出処理を説明する
図、図４は移動体の抽出処理によって得られた動線を示
す図、図５は円形仮想ゲートを説明する図である。図
中、１０はテレビカメラ、１１は観測エリア、１２は画
像処理制御装置、１３は表示装置、２０はディスプレ
イ、２１は移動体の動線、２２は移動体、２３は仮想ゲ
ートＡ、２４は仮想ゲートＢ、３０は観測画像、３１は
移動体、３２，３３は差分画像、３４は抽出された移動
体画像である。
照して詳細に説明する。図１は本発明の水面監視システ
ムの概念図、図２は仮想ゲートと移動体の動線を示す観
測画像を示す図、図３は移動体の抽出処理を説明する
図、図４は移動体の抽出処理によって得られた動線を示
す図、図５は円形仮想ゲートを説明する図である。図
中、１０はテレビカメラ、１１は観測エリア、１２は画
像処理制御装置、１３は表示装置、２０はディスプレ
イ、２１は移動体の動線、２２は移動体、２３は仮想ゲ
ートＡ、２４は仮想ゲートＢ、３０は観測画像、３１は
移動体、３２，３３は差分画像、３４は抽出された移動
体画像である。
【０００７】図１に示すように、観測エリア１１を規定
してテレビカメラ１０でエリア内の移動体、例えば船舶
を撮影する。このとき、船舶が少し重なる程度に、例え
ば０．２〜０．３秒間隔毎に撮影する。撮影時間間隔は
できるだけ短いほどよく、時間間隔が長いとノイズが発
生してしまうので好ましくない。
してテレビカメラ１０でエリア内の移動体、例えば船舶
を撮影する。このとき、船舶が少し重なる程度に、例え
ば０．２〜０．３秒間隔毎に撮影する。撮影時間間隔は
できるだけ短いほどよく、時間間隔が長いとノイズが発
生してしまうので好ましくない。
【０００８】撮影した画像データはビデオテープ、磁気
ディスク等の画像メモリに記憶させた後、あるいはオン
ラインで、あるいは無線伝送により画像処理制御装置１
２に転送し、以下に述べるように逐次差分処理を行って
動線の抽出を行って表示装置１３に表示できるようにな
っている。
ディスク等の画像メモリに記憶させた後、あるいはオン
ラインで、あるいは無線伝送により画像処理制御装置１
２に転送し、以下に述べるように逐次差分処理を行って
動線の抽出を行って表示装置１３に表示できるようにな
っている。
【０００９】画像像処理制御装置１２における動線の抽
出について説明すると、２値化処理した後、図３に示す
ように、連続する（ｔn-1 、ｔn ）の時点、及び
（ｔn 、ｔn+1 ）の時点の移動体３１の観測画像の差分
をとる。連続する時点間の画像について全て差分処理を
行うことにより、変化する画像のみ抽出される。こうし
て得られた差分画像３２、３３について画像間論理積を
とると、両者に共通なｔn 時点の画像３４が抽出され、
この処理を連続的に行い、各時点の画像を抽出してその
重心位置を追跡すれば、図４に示すような動線２１を得
ることができる。
出について説明すると、２値化処理した後、図３に示す
ように、連続する（ｔn-1 、ｔn ）の時点、及び
（ｔn 、ｔn+1 ）の時点の移動体３１の観測画像の差分
をとる。連続する時点間の画像について全て差分処理を
行うことにより、変化する画像のみ抽出される。こうし
て得られた差分画像３２、３３について画像間論理積を
とると、両者に共通なｔn 時点の画像３４が抽出され、
この処理を連続的に行い、各時点の画像を抽出してその
重心位置を追跡すれば、図４に示すような動線２１を得
ることができる。
【００１０】このようにして得られた各移動体の動線２
１、移動体位置等を図２に示すように表示する。図２に
示すように、観測画像の二次元座標内において、移動体
の通過状況を知りたい場所に仮想ゲートＡ、仮想ゲート
Ｂを設定する。このゲートは、物理的に設置するもので
はなく、画像上（画像処理制御装置上）に存在するもの
である。ゲートの形状は図では直線を用いているが、特
に指定したものでなく、直線状、或いは曲線状、或いは
図５に示すような円形状等任意の形状のものでよい。
１、移動体位置等を図２に示すように表示する。図２に
示すように、観測画像の二次元座標内において、移動体
の通過状況を知りたい場所に仮想ゲートＡ、仮想ゲート
Ｂを設定する。このゲートは、物理的に設置するもので
はなく、画像上（画像処理制御装置上）に存在するもの
である。ゲートの形状は図では直線を用いているが、特
に指定したものでなく、直線状、或いは曲線状、或いは
図５に示すような円形状等任意の形状のものでよい。
【００１１】移動体（動線）が仮想ゲートを横切った時
点で、そこを通過したものとみなし、画像処理制御装置
１２内蔵のカウンタ、または別体のカウンタを用いてカ
ウントアップするようにすれば、所定域を通過する船舶
数を把握することができる。この処理は、仮想ゲートの
観測画像における二次元座標と、動線の先端位置座標と
を比較することにより、容易に行うことができる。ま
た、動線の移動方向から、ゲートに対してどちらから入
ってきたかも同時に知ることが可能であり、図２ではゲ
ートＡは３つの移動体が、ゲートＢは２つの移動体が通
過している。
点で、そこを通過したものとみなし、画像処理制御装置
１２内蔵のカウンタ、または別体のカウンタを用いてカ
ウントアップするようにすれば、所定域を通過する船舶
数を把握することができる。この処理は、仮想ゲートの
観測画像における二次元座標と、動線の先端位置座標と
を比較することにより、容易に行うことができる。ま
た、動線の移動方向から、ゲートに対してどちらから入
ってきたかも同時に知ることが可能であり、図２ではゲ
ートＡは３つの移動体が、ゲートＢは２つの移動体が通
過している。
【００１２】次に、前述したようになシステムを小規模
な港湾の監視システムに適用した場合の具体例を図６に
より説明する。図において、港湾４０には小型の船舶が
停泊したり出入りしており、これらを図示しないテレビ
カメラで撮影して船舶の動線を抽出する。テレビカメラ
は近辺のビル、高台、鉄塔等の所定の範囲がビデオのフ
レーム内に収まるように設置し、画像処理制御装置、Ｔ
Ｖモニタ等の制御・監視用の機器（図示せず）は漁協や
マリーナ事務所等に設置する。この場合、テレビカメラ
からの画像データは、高利得、高指向性のアンテナを利
用した無線伝送も可能である。
な港湾の監視システムに適用した場合の具体例を図６に
より説明する。図において、港湾４０には小型の船舶が
停泊したり出入りしており、これらを図示しないテレビ
カメラで撮影して船舶の動線を抽出する。テレビカメラ
は近辺のビル、高台、鉄塔等の所定の範囲がビデオのフ
レーム内に収まるように設置し、画像処理制御装置、Ｔ
Ｖモニタ等の制御・監視用の機器（図示せず）は漁協や
マリーナ事務所等に設置する。この場合、テレビカメラ
からの画像データは、高利得、高指向性のアンテナを利
用した無線伝送も可能である。
【００１３】例えば、図示するように暗礁４７の周囲に
避険線４３を前述した仮想ゲートとして設定する。そし
て避険線４３に近づいた船舶４１があるとこれを検知
し、スピーカ４５、無線電話装置４６等で警告する。ス
ピーカにより警告するのは、小型船舶では無線装置を装
備して無い場合が多いためである。同様にして、漁船が
指定された漁業区域で操業をおこなっているか否か、プ
レジャーヨットが指定された帆走エリアでセーリングを
行っているか否か等の監視を行うようにしてもよい。
避険線４３を前述した仮想ゲートとして設定する。そし
て避険線４３に近づいた船舶４１があるとこれを検知
し、スピーカ４５、無線電話装置４６等で警告する。ス
ピーカにより警告するのは、小型船舶では無線装置を装
備して無い場合が多いためである。同様にして、漁船が
指定された漁業区域で操業をおこなっているか否か、プ
レジャーヨットが指定された帆走エリアでセーリングを
行っているか否か等の監視を行うようにしてもよい。
【００１４】また、小規模な港でも航路線４４が指定さ
れているので、同様に仮想ゲートによりこれを設定し、
航行船の監視を行い、危険または違法な航行をしている
船舶に音声や無線で警告をだす。また、観測エリアを拡
げれば、把握した港内の係船状況を港外の船舶へ伝達し
たり、逆に港内の船舶へ港外の船舶の航行状況を音声、
看板、無線などで伝達したり、港に出入港した船舶の統
計をとることもできる。また、海面の色調により、船舶
のビルジ、油等の不法投棄を発見可能であり、さらに船
舶の大きさ、種類等の情報を付加すれば、より有効な監
視が実行できる。
れているので、同様に仮想ゲートによりこれを設定し、
航行船の監視を行い、危険または違法な航行をしている
船舶に音声や無線で警告をだす。また、観測エリアを拡
げれば、把握した港内の係船状況を港外の船舶へ伝達し
たり、逆に港内の船舶へ港外の船舶の航行状況を音声、
看板、無線などで伝達したり、港に出入港した船舶の統
計をとることもできる。また、海面の色調により、船舶
のビルジ、油等の不法投棄を発見可能であり、さらに船
舶の大きさ、種類等の情報を付加すれば、より有効な監
視が実行できる。
【００１５】なお、夜間、霧中、降雨等の状態において
は、ビデオ画像から得られる情報量は激減する。しか
し、こういった状態においては、港内外では、航路、港
界、漁礁等を示しているライトブイ、防波堤の先端を示
す灯台等が点灯され、これらは、船舶がそれぞれ光が何
を示しているか理解できるように、灯色や点灯周期に一
定の取り決めがなされ、また、船舶自体にも、それぞれ
の種類、動作状況に応じた一定の灯火の点灯が定められ
ている。従って、これらを利用して動向追尾をすること
も可能である。
は、ビデオ画像から得られる情報量は激減する。しか
し、こういった状態においては、港内外では、航路、港
界、漁礁等を示しているライトブイ、防波堤の先端を示
す灯台等が点灯され、これらは、船舶がそれぞれ光が何
を示しているか理解できるように、灯色や点灯周期に一
定の取り決めがなされ、また、船舶自体にも、それぞれ
の種類、動作状況に応じた一定の灯火の点灯が定められ
ている。従って、これらを利用して動向追尾をすること
も可能である。
【００１６】
【発明の効果】以上のように本発明によれば、テレビカ
メラによるビデオ画像を用いるので、レータ監視に比し
て設置が容易であるとともに、操作性の向上、低価格化
を図ることができる。また、観測の死角をなくし、小型
船舶の検知における実用性や信頼性を高めることがで
き、船の大きさの推定に関しても解析し易く、船種の推
定も可能である。さらにレーダ監視の場合のような多重
反射による偽像の発生もない。また、ゲートは物理的に
設置するものでなく、画像処理において設定される仮想
的なものであるため、簡単に設定して船等の移動体の自
然な流動を妨げることなく検知することができる。
メラによるビデオ画像を用いるので、レータ監視に比し
て設置が容易であるとともに、操作性の向上、低価格化
を図ることができる。また、観測の死角をなくし、小型
船舶の検知における実用性や信頼性を高めることがで
き、船の大きさの推定に関しても解析し易く、船種の推
定も可能である。さらにレーダ監視の場合のような多重
反射による偽像の発生もない。また、ゲートは物理的に
設置するものでなく、画像処理において設定される仮想
的なものであるため、簡単に設定して船等の移動体の自
然な流動を妨げることなく検知することができる。
【図１】 図１は本発明の水面監視システムの概念図で
ある。
ある。
【図２】 仮想ゲートと移動体の動線を示す観測画像を
示す図である。
示す図である。
【図３】 移動体の抽出処理を説明する図である。
【図４】 移動体の抽出処理によって得られた動線を示
す図である。
す図である。
【図５】 円形仮想ゲートを説明する図である。
【図６】 本発明を中小港湾に適用した場合の説明図で
ある。
ある。
【図７】 レーダ監視における死角を説明する図であ
る。
る。
【図８】 多重反射偽像を説明する図である。
１０…テレビカメラ、１１…観測エリア、１２…画像処
理制御装置、１３…表示装置、２０…ディスプレイ、２
１…移動体の動線、２２…移動体、２３…仮想ゲート
Ａ、２４…仮想ゲートＢ、３０…観測画像、３１…移動
体、３２，３３…差分画像、３４…抽出された移動体画
像、４０…港湾、４１，４２…船舶、４３…避険線、４
４…航行線、４５…スピーカ、４６…無線電話装置。
理制御装置、１３…表示装置、２０…ディスプレイ、２
１…移動体の動線、２２…移動体、２３…仮想ゲート
Ａ、２４…仮想ゲートＢ、３０…観測画像、３１…移動
体、３２，３３…差分画像、３４…抽出された移動体画
像、４０…港湾、４１，４２…船舶、４３…避険線、４
４…航行線、４５…スピーカ、４６…無線電話装置。
Claims (2)
- 【請求項１】 港湾または河川の水面に対して設定した
観測エリアをテレビカメラで撮影し、得られたビデオ画
像データを取り込んで画像処理し、船舶等の移動体の動
線を抽出して監視するようにしたシステムであって、 観測画像上に設定された仮想ゲートと、移動体の動線と
仮想ゲートとの相対位置関係を監視するための手段とを
備えたことを特徴とする水面監視システム。 - 【請求項２】 請求項１記載のシステムにおいて、さら
に、移動体の動線と仮想ゲートとが所定の相対位置関係
になったとき警告を発するための手段を備えたことを特
徴とする水面監視システム。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5210592A JPH0765299A (ja) | 1993-08-25 | 1993-08-25 | 水面監視システム |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5210592A JPH0765299A (ja) | 1993-08-25 | 1993-08-25 | 水面監視システム |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0765299A true JPH0765299A (ja) | 1995-03-10 |
Family
ID=16591878
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5210592A Pending JPH0765299A (ja) | 1993-08-25 | 1993-08-25 | 水面監視システム |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0765299A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2000353234A (ja) * | 1999-06-10 | 2000-12-19 | Mitsubishi Space Software Kk | 衛星画像からの海面抽出処理方法 |
| JP2008172606A (ja) * | 2007-01-12 | 2008-07-24 | Sony Corp | 固体撮像装置及びカメラシステム |
| US20180348007A1 (en) * | 2016-02-10 | 2018-12-06 | Fujitsu Limited | System for determination of port arrival and departure, port arrival and departure determination method, and recording medium recording port arrival and departure determination program |
| CN111506626A (zh) * | 2020-04-21 | 2020-08-07 | 武汉理工大学 | 基于船舶通航行为信息分析的过闸控制系统 |
| US11027814B2 (en) | 2016-02-10 | 2021-06-08 | Fujitsu Limited | Ship reverse-run detection system, ship reverse-run detection method, and recording medium storing ship reverse-run detection program |
-
1993
- 1993-08-25 JP JP5210592A patent/JPH0765299A/ja active Pending
Cited By (7)
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| US10775189B2 (en) * | 2016-02-10 | 2020-09-15 | Fujitsu Limited | System for determination of port arrival and departure, port arrival and departure determination method, and recording medium recording port arrival and departure determination program |
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| CN111506626A (zh) * | 2020-04-21 | 2020-08-07 | 武汉理工大学 | 基于船舶通航行为信息分析的过闸控制系统 |
| CN111506626B (zh) * | 2020-04-21 | 2023-09-26 | 武汉理工大学 | 基于船舶通航行为信息分析的过闸控制系统 |
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