JPH11331831A - 画像上の位置判読装置 - Google Patents
画像上の位置判読装置Info
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- JPH11331831A JPH11331831A JP10133403A JP13340398A JPH11331831A JP H11331831 A JPH11331831 A JP H11331831A JP 10133403 A JP10133403 A JP 10133403A JP 13340398 A JP13340398 A JP 13340398A JP H11331831 A JPH11331831 A JP H11331831A
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- Studio Devices (AREA)
- Position Fixing By Use Of Radio Waves (AREA)
- Instructional Devices (AREA)
Abstract
災害の発生位置を、別途表示している地図画面上のどこ
に相当するのかを見つける作業は、画面を何度も繰返し
見て確認しなければならない、熟練を要する、画面を記
憶していなければならないなど、リアルタイムに行うこ
とは到底不可能であるため、ビデオ画面を再生して行う
などリアルタイム性に欠ける作業となり、効率が悪かっ
た。 【解決手段】 航空機1搭載のテレビカメラ21による
地上の撮影と同時に、搭載したGPS22でヘリコプタ
1の位置を刻々と測定する。このGPS22の位置情報
に基づき、前記カメラ21による撮影画像の再生32と
同時に、撮影している地域を含む地図を表示35し、こ
の地図画面35上に現在撮影中のカメラの画面の範囲5
1を画枠計算手段43により計算して表示する。人がテ
レビ画面32上で災害位置13をマウスでクリックする
と、この位置13に相当する地点が地図画面上にマーク
53される。
Description
の航空機に搭載したテレビカメラから取得した画像上で
確認された災害地点を、同じく搭載したGPSから取得
した位置情報と組み合わせて、地図上にシンボル等を表
示することで被害地点の特定を行う、画像上の位置判読
システムに関するものである。
れらの事象がどの地点で発生したのかを地図上で把握す
ることは、災害の総括管理、例えば救援対策をたてるな
どの上で必要不可欠なことである。災害発生地点に関す
る最初の情報は、ヘリコプタに搭載したテレビカメラに
よって、もたらされる場合が多いので、この画像から、
すみやかに地点を特定することが必要であり、かつ、そ
れは寸秒を争う作業となる。
発見システムが特開平5−46887号公報に示されて
いる。しかし、これはカメラが地上に設置されているも
のであるから監視範囲は限定される。また、特開平8−
324499号公報にはヘリコプタに搭載した赤外線カ
メラにより確認した火災位置に確実に消化剤を投下する
ための消化剤投下装置が開示されている。また、特開平
4−363989号公報には、ヘリコプタ上のビデオカ
メラの信号を地上に伝送する技術が開示されている。従
来のヘリコプタ搭載の災害地点の特定システムとして、
これら公知の技術を容易に組合わせし得る範囲で組合わ
せたものについて説明する。
行う位置判読システムの基本構成を示した図である。図
において、1は地上を撮影するカメラ21とGPS22
を搭載したヘリコプタ、2はヘリコプタ1から無線電送
25によって送られてくる動画像32と、一秒間毎の位
置情報を含む静止画像34(これら情報を合わせて情報
20という)を受信する装置、3は受信装置2から送ら
れてきた情報20を保管(記憶)する装置、4は動画像
と静止画像の表示、及びそれらを撮影したヘリコプタ1
の位置の地図上への表示を行い、また、災害発生位置の
入力を、画像を見ながら人が行う被害情報判読装置であ
る。なお、データ受信装置2以後の装置は地上に設置さ
れている。図12は図11のものの動作を説明するため
の図である。図において32はテレビカメラ21が撮影
した動画像(例えば上がヘリコプタの前方方向)、34
は静止画像、34Aは位置データ、35は位置データ3
4Aをもとに図示しないCDROMデータから得られた
地図画像でこれは上が北方向の図である。13は災実発
生例として説明のために火災を示すものである。
説明する。ヘリコプタ1が飛行することで、これに搭載
されたカメラ21によって撮影された動画像32と、G
PS22による位置情報を含んだ1秒間隔の静止画像3
4からなる情報20がデータ受信装置2、データ保管装
置3を中継して位置判読システム4に送られてくる。位
置判読システム4では、画面上に受信した動画像32を
リアルタイムに表示し、それと同時に、静止画像34に
付加されたヘリコプタ1の位置情報をもとに、地図35
を表示するとともにこの地図35上にヘリコプタ1の現
在位置を表すシンボルを表示する。ユーザーは動画像3
2を一通り見終わってから静止画像34を一通りチェッ
クするか、動画像32を見ている間に発見した被害発生
地点を周囲の風景等をもとに覚えておく等の方法によっ
て、呼び出した被害発生地点の静止画像と、同地点周辺
の地図とを見比べながらその上に図示しないマウスカー
ソル等によって被害発生地点をシンボル53として登録
する。
動画像32を受信、表示し、これを見ている間は被害情
報の入力を行うことは出来ない。動画像32と地図35
とは方位も、縮尺も一致しているわけではないから、慣
れていないと、動画像上の位置を地図上に求めること
は、容易な作業ではない。
レビを用いた画像上の位置判読システムは以上のように
構成され、動作しているため、被害位置を地図上に登録
するためには、ヘリコプタから送られてくる情報を一通
り全て受信し終るまで待つか、あるいはデータ保管装置
(ビデオ再生装置)を使ってその都度一時停止させなが
ら作業しなければならない。ヘリコプタの飛行中にリア
ルタイムに受信、表示される動画像上で被害地点を発見
した場合には、ユーザーがそれが地図上のどの辺りなの
かということをある程度覚えておく必要がある。このた
め、情報をすべて受信し終わった後の被害位置登録の段
階で被害地点を地図上に探し当てるためには、動画像を
見た時に覚えておいた場所付近の静止画像を順次チェッ
クしなければならず、必要以上数の静止画像をチェック
する必要が生じて作業に時間がかかり、疲労がはげしい
とか、チェック漏れが発生する可能性があるなどの問題
があった。
応が重要であり、以上のような問題は情報のリアルタイ
ム性を損なっているという点、情報漏れが発生する可能
性があるという点で見逃すことは出来ない。
ためになされたもので、ヘリコプタのカメラからの映像
(動画像)を見ながら、リアルタイムに被害地点の判読
登録ができ、状況が迅速に把握できる位置判読システム
を得ることを目的とする。
位置判読装置は、航空機に搭載され常に鉛直下方を撮影
してテレビ画像情報を出力するテレビカメラと、この航
空機に搭載され前記テレビカメラの撮影に同期してこの
航空機の高度、向きを含む位置情報を出力するGPS
と、前記テレビ画像情報と前記位置情報を受信して前記
テレビ画像の表示と、前記位置情報をもとにあらかじめ
記憶している地図データから現在位置を含む地図データ
の選択及び、地図画像の表示を行う画像表示手段とを有
する画像上の位置判読装置であって、前記テレビ画像上
で任意地点を指定する位置入力手段と、前記テレビカメ
ラの画角にもとづく前記地図画像上の画枠を計算し、前
記地図画像上に前記入力された任意地点とともに、この
画枠をリアルタイムに表示する画枠計算手段とを有する
ものである。
で抽出した静止画面に同期して位置情報を出力し、地図
画像上に表示される画枠はこの出力に同期して更新、表
示されるものである。
の指定、入力が行われるごとに、位置情報を出力するも
のであり、地図画像上に表示される画枠はこの出力に同
期して更新、表示されるものである。
に、テレビ画面から抽出した静止画像を表示するもので
ある。
り、テレビ画像上で任意地点を指定する入力手段に代え
て、赤外線画像上で高温部を識別し、その高温位置を指
定入力する高温位置自動指定手段を有するものである。
いるレーダ高度計、又はカメラの焦点距離計により求め
られたカメラの高度データに基づき、画枠を計算するも
のである。
飛行船、気球のいずれかであるものである。
実施の形態1による、画像上の位置判読システムについ
て、図1にその構成ブロック図を用いて、又、図2に画
像を示す図を用いて説明する。以下の図面に於て、従来
の部分と同一又は相当する部分は、同符号を用いてその
詳細な説明は省略する。
画像情報を出力するテレビカメラ21(以後カメラと言
う)とGPS22を搭載したヘリコプタ、2はヘリコプ
タ1から無線電送25によって送られてくる動画像32
や、GPS22の位置情報(情報20)を受信する受信
装置、3は受信装置2から送られてきた情報20を保管
する装置、41はこの発明による動画像と静止画像(動
画像を一時停止したもの)の表示及び、それらを撮影し
たヘリコプタ1の位置の地図上への表示を行い、また、
被害発生位置の情報の入力を行う被害情報判読装置であ
り、47は画像表示手段、43は画枠計算手段でそれら
の詳細は後述する。48は地図データ(CDROM)、
49は位置入力手段でありオペレータ(人間)が行う主
な作業内容を表している。
加速度に関係なく、常に鉛直下方を撮影できるように、
ジャイロを内蔵するジンバル装置内に設置されている。
ただし、撮影した画面の上方は常にヘリコプタ1の前方
に向いている。又、GPS22はこのヘリコプタ1の高
度と向きを含む位置情報(経度、緯度)をカメラ21の
撮影する画面フレーム1枚毎に同期して出力するもので
ある。
る。図において32は動画像、32Aはこれに対応する
位置データ、35は位置データ32Aをもとに地図デー
タ(CDROMデータ)48から得られた地図画像であ
る。12はカメラの撮影範囲(角度)を表した説明補助
線、13は災害発生例として説明のために火災を示すも
のである。32はヘリコプタ1のカメラ21で撮影され
た動画像を画面上に表示したイメージ、矢印42はマウ
スカーソルである。33はマウスカーソル42で出火場
所を指示(クリック)した時の、画枠内でのx座標、y
座標をそれぞれ点線で表し、画枠内での位置を説明の都
合上わかりやすく示したものである。
北として表示された地図、51は33のテレビ画面の画
枠を地図35の上に投影したもの、52は33の座標線
を画枠51内に投影したもの、53は出火位置を示すシ
ンボルである。以下の説明においてカメラ21はヘリコ
プタ1の姿勢及び加速度がどうあろうとも常に鉛直下方
を向いているものとする。
プタ1が飛行すると、画面上にはカメラ21で撮影され
た地表面の動画像32がリアルタイムに表示される。動
画像32上にて被害箇所が発見された場合、ユーザーは
マウス42によって動画像32上でその部分13をクリ
ックする。このクリックしたポイントは画枠33の中で
31の位置にあたる。動画32に付加された位置データ
32Aをもとに地図35が刻々と更新表示されている。
そしてヘリコプタ1の緯度・経度、高度、向き、カメラ
の画角から計算して、地図35上にカメラ21の画枠5
1を表示する。
度、高度、向き、カメラの画角θから地図上に画枠を投
影する方法について述べる。図3の21はヘリコプタ1
搭載のカメラ、51はカメラの画枠、133は画枠51
の中心(映像の中心)、134は画枠51の頂点の内、
ヘリコプタ1の進行方向右前方(45°)に位置するも
の、135はヘリコプタの前向き方向、136は北の方
角(地図を管理する上での基準となる方向)をそれぞれ
表す。
は、画枠51の4頂点の位置を知る必要がある。画枠5
1の中心座標を(0,0)、y軸の+方向を北とし、画
枠の頂点134の座標を(x1,y1)とする。まず、
画枠の中心133から頂点134までの距離をLとする
と、Lはヘリコプタの高度hとカメラの画角θを用い
て、 L=h・tanθ と表すことが出来る。次にx1とy1を、このLと、北
を0°として計ったヘリコプタ1の進行方向(方位角)
θ2を用いてそれぞれ表すと、 x1=L・sin(θ2+π/4) y1=−L・cos(θ2+π/4) となる。同様にして他の3頂点を求めることで、地図3
5上への画枠51の投影が行える。上記の一連の動作は
図1の画枠計算手段43によって実行される。
画枠51の位置は一致するので、これらの対比により地
図35上での被害地点(図2のポイント31)を算出し
て、その位置に被害箇所を示すシンボル53を表示する
ことができる。このように、ヘリコプタ搭載のカメラ2
1の映像とGPS22による位置情報から、動画像上の
点と地図上の点との対応をリアルタイムに算出すること
によって、ヘリコプタの飛行中に動画像データを見なが
ら被害箇所のチェックがリアルタイムに行える。これに
より、被害地点の特定、地図上への被害情報登録などの
時間が大幅に短縮される。上記作業を行う場合、地上の
オペレータは地図35を見る必要は全くなく、動画像3
2さえ見ておれば作業ができる。
h(基本的に海抜高度)をそのまま用いるとして説明し
たが、地図情報に含まれている地表面の高さ(H)を減
じて計算を行う方が正確であることは言うまでもない。
タイムに作業できるとはいうものの刻々と変る動画像3
2をオペレータが注視し続けなければならず、見逃すこ
とはゆるされないので、作業は苦痛をともなうものとな
りかねない。そこで、この点を改善するため図4に示す
ようにオペレータが特定のキー入力62を行うことによ
り、動画32を一時的に停止させ(データ保管装置3か
らのデータ出力を停止させ)災害の確認、位置入力を容
易とすることもできる。動画の再スタートは、再度キー
入力を行ってもよいし、一定時間後に自動的にスタート
させてもよい。
隔で静止するようにして、オペレータは静止画34のみ
を見て作業するようにしてもよい。あるいは又、動画像
32上にマーク42を付した時のみ、確認のため静止画
34が得られるようにしてもよい。
は、動画像32の表示中にユーザー(オペレータ)が画
面を見ながら被害地点をマウスでクリックする必要があ
り、オペレータが必要な有人作業であった。これを無人
化するため災害が火災である場合には、ヘリコプタ1に
赤外線カメラ61を搭載し、その映像を用いて地表面の
温度を監視し、高温部を被害(火災)発生地点であると
自動判別することによって、自動的に位置入力を行い無
人化することが可能である。
外線カメラ61とGPS22を搭載したヘリコプタ、4
4は赤外線カメラ61の画像情報中から高温(即ち火災
が生じている点)部を自動的に抽出して、その画面上の
位置データを画枠計算手段43に伝える高温位置自動指
定手段である。
2はカメラの撮影範囲(角度)を表した線、13は出火
した建物である。36は赤外線カメラ61によって撮影
された映像のイメージである。60は火災らしき高熱が
確認された部分、62は60を通るx座標線、63は6
0を通るy座標線である。35はヘリコプタ1の位置を
中心にした地図、51は画枠、52は座標線63に対応
する座標線、53は出火位置を示すシンボルである。
が飛行すると、画面上には赤外線カメラ61で撮影され
た地表面の赤外線動画像36がリアルタイムに表示さ
れ、それと同時に、高温位置指定手段44によりこの赤
外線映像36の画面温度のチェックを行い、画面中に一
定の温度よりも高温の部分60が発見された場合には被
害発生箇所と判断され、その座標値が取り出される。後
は実施の形態1と同様に地図35上に投影され、被害地
点にシンボルが描かれる。このように、ユーザーが特に
指示を与えなくても、自動的に被害地点のチェックとシ
ンボルの登録が行われるため、無人化(少なくともオペ
レータ負担の軽減)を図ることが出来る。
ヘリコプタ1の高度は、GPSから得られた海抜高度を
そのまま利用するというように述べたが、ヘリコプタ搭
載の高度計又は高度レーダ、あるいはカメラの焦点距離
(いずれも図示していない)を利用することによって、
ヘリコプタの地表からの高度を求める事ができる。これ
により、より正確な画枠の位置を算出することができ、
結果として、動画像上にてマウスでクリックした場所の
地図上での位置をより正確に求める事ができる。
おいて静止画像34の画枠を地図35の中に投影する際
に高度補正を行う。具体的には図8に示すように、GP
S22から得られる海抜高度71の代わりに、高度レー
ダの測定高度72、すなわちカメラから地表面までの実
際の距離を用いるわけである。この高度をh’として、
実施の形態1の計算式に当てはめることで地図上の座標
系に対応する画枠の位置をより正確に算出することが出
来る。
高度である。災害発生時に飛行するヘリコプタの海抜高
度に対し、カメラで撮影される地上面の海抜高度は無視
できる程低くはない。このように、ヘリコプタの高度と
してGPS22の情報の代わりに高度測定値を用いるこ
とで、より正確な被害地点の算出が可能となる。
像上の位置判読装置の高度補正を行うものであるが、実
施の形態3のものに同様の高度補正を行うことでより正
確に被害箇所の自動判別を行うことが可能となる。
を、地図35の中に投影する際に補正を行う。具体的に
は、図8に示したように、GPS22から得られる海抜
高度71の代わりに、高度レーダによる測定72、すな
わちカメラから地表面までの実際の距離を用いるわけで
ある。この高度をh’として、実施の形態1の計算式に
当てはめることで地図上の座標系に対応する画枠51の
位置を、より正確に算出することが出来る。
用いることで、ユーザーの手をわずらわせることなく、
自動で、かつ、より正確な被害地点の特定と、地図への
情報の登録を行うことが出来る。
の形態4では、被害地点のチェックを手で行うか自動で
行うかの違いはあるものの、シンボルの登録に関しては
全て画枠51内の比率計算から自動的に行っているが、
従来のように人の判断により直接地図上にマークする方
法も(例えば、火災と単なる焚火との区別が出来るな
ど)信頼性の点では優れている。そこで、図10に示す
ような方法で、シンボルの登録をユーザーが行うように
すれば、従来と同様な信頼あるマーキングが、より容易
に実行でき、正確な位置にシンボルを置くことが出来
る。
動作について説明する。ヘリコプタ1が飛行すると、画
面上にはカメラ21で撮影された地表面の動画像2がリ
アルタイムに表示される。ここで、画面上に被害地点が
発見されたら、画面上の任意の点をマウスでクリックす
る(あるいはあらかじめ定めた適当なキー入力を行う)
ことでその時点での静止画像がスナップショット74と
してGPSデータとともに保存される。ヘリコプタ1の
飛行あるいは撮影が終了した後、それまでに保存したス
ナップショット74ならびにGPSデータと、それに対
応する位置の地図35を順次呼び出して双方を見比べ、
地図35上の被害地点に当たる部分にシンボル53を登
録して行く。
の地点をチェックするのではなく、近傍の静止画像その
ものを取り込むために、狭い区域に被害地点が点在する
場合などにも対応可能であり、従来の場合のように画像
と地図とが向きや縮尺の点ででたらめであると言うこと
がないので、作業は楽となり、シンボル登録部分を人間
の判断に委ねることによって、シンボルの登録位置の信
頼性が増す他、登録間違いの可能性も確実に減る等の効
果が得られる。
いる、即ちカメラ21の代りに赤外線カメラ61を用い
るようにし、スナップショット74は赤外画像であるも
のとして、シンボルの登録作業を自動化することができ
る。更にGPS22によって得た高度情報を地図情報で
修正したり、あるいはヘリコプタ1に搭載した高度計の
情報で修正することでより正確な画像位置の補正が行え
ることは言うまでもない。
用いるとして説明したが飛行機、飛行船、気球であって
も同様効果が得られる。航空機は勿論模型のものでもカ
メラなどが積載できれば良い特に低速飛行又は静止する
ことができるヘリコプタ、飛行船、気球による場合は、
より安定した位置の判読が可能となる。又、地上設備と
して説明した部分が全て機上に設けられていてもよい。
テレビカメラの代りに電子式スチールカメラが利用でき
ることは自明である。
発生時の災害位置の特定及び地図上へのシンボルの登録
の際に、ユーザーがヘリコプタの飛行が終るまで待つ必
要が無いため、位置の確定が素早く行えるとともに、オ
ペレータの疲労が軽くなって、情報の見落しが減少し、
情報漏れが発生することが少くなる。
の発見とその位置の特定が全く無人で行えると言う効果
が得られる。
判読装置の構成図である。
動作説明図である。
構成図である。
動作説明図である。
る。
作説明図である。
の構成図である。
メラ、22 GPS、 32 動
画像、32A、34A 位置情報、 34 静
止画像、35 地図画像、 43
画枠計算手段、44 高温位置自動指定手段、
47 画像表示手段、49 位置入力手段、
51 画枠、θ 画角、
61 赤外線カメラ、
Claims (7)
- 【請求項1】 航空機に搭載され常に鉛直下方を撮影し
てテレビ画像情報を出力するテレビカメラと、 この航空機に搭載され前記テレビカメラの撮影に同期し
てこの航空機の高度、向きを含む位置情報を出力するG
PSと、 前記テレビ画像情報と前記位置情報を受信して前記テレ
ビ画像の表示と、前記位置情報をもとにあらかじめ記憶
している地図データから現在位置を含む地図データの選
択、地図画像の表示とを行う画像表示手段とを有する画
像上の位置判読装置であって、 前記テレビ画像上で任意地点を指定する位置入力手段
と、 前記テレビカメラの画角にもとづく前記地図画像上の画
枠を計算し、前記地図画像上に前記入力された任意地点
とともに、この画枠をリアルタイムに表示する画枠計算
手段とを有することを特徴とする画像上の位置判読装
置。 - 【請求項2】 請求項1に記載のGPSは、テレビ画像
から一定周期で抽出した静止画面に同期して位置情報を
出力し、地図画像上に表示される画枠はこの出力に同期
して更新、表示されることを特徴とする画像上の位置判
読装置。 - 【請求項3】 請求項1に記載のGPSは、テレビ動画
像上に任意地点の指定、入力が行われるごとに、位置情
報を出力するものであり、地図画像上に表示される画枠
はこの出力に同期して更新、表示されることを特徴とす
る画像上の位置判読装置。 - 【請求項4】 請求項3に記載の任意地点の指定入力が
行われるごとに、テレビ画面から抽出した静止画像を表
示することを特徴とする画像上の位置判読装置。 - 【請求項5】 請求項1に記載のテレビカメラは赤外線
カメラであり、テレビ画像上で任意地点を指定する位置
入力手段に代えて、赤外線画像上で高温部を識別し、そ
の高温位置を指定入力する高温位置自動指定手段を有す
ることを特徴とする画像上の位置判読装置。 - 【請求項6】 請求項1に記載の画枠計算手段は、航空
機に搭載されているレーダ高度計、又はカメラの焦点距
離計により求められたカメラの高度データに基づき、画
枠を計算するものであることを特徴とする画像上の位置
判読装置。 - 【請求項7】 航空機は静止可能なヘリコプタ又は飛行
船、気球のいずれかであることを特徴とする請求項6に
記載の画像上の位置判読装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP13340398A JP3569627B2 (ja) | 1998-05-15 | 1998-05-15 | 画像上の位置判読装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP13340398A JP3569627B2 (ja) | 1998-05-15 | 1998-05-15 | 画像上の位置判読装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH11331831A true JPH11331831A (ja) | 1999-11-30 |
JP3569627B2 JP3569627B2 (ja) | 2004-09-22 |
Family
ID=15103945
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP13340398A Expired - Lifetime JP3569627B2 (ja) | 1998-05-15 | 1998-05-15 | 画像上の位置判読装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3569627B2 (ja) |
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1998
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