JPH1144700A - Speed-measuring apparatus, automatic tracking system using the apparatus and display system for estimated arrival position - Google Patents
Speed-measuring apparatus, automatic tracking system using the apparatus and display system for estimated arrival positionInfo
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- JPH1144700A JPH1144700A JP9199796A JP19979697A JPH1144700A JP H1144700 A JPH1144700 A JP H1144700A JP 9199796 A JP9199796 A JP 9199796A JP 19979697 A JP19979697 A JP 19979697A JP H1144700 A JPH1144700 A JP H1144700A
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、例えば野球競技に
おいて投手が投げる球の速度の如く、移動物体の速度を
測定する速度測定装置に関するものである。具体的に
は、本発明は、移動物体の速さ及び方向が測定でき、且
つ速さ及び方向の変化を知ることができる速度測定装置
に関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a speed measuring device for measuring the speed of a moving object such as the speed of a ball thrown by a pitcher in a baseball game. More specifically, the present invention relates to a speed measuring device that can measure the speed and direction of a moving object and can know changes in speed and direction.
【０００２】[0002]
【従来の技術】この種の装置としては、一般に、音や光
のドップラー効果を利用した装置が知られている。これ
は、物体へ向けて音や光を入射し、物体からの反射波を
受け取り、入射波と反射波の周波数または波長の変化か
ら物体の速度を検出する装置である。2. Description of the Related Art As this kind of apparatus, an apparatus utilizing the Doppler effect of sound or light is generally known. This is an apparatus that makes sound or light incident on an object, receives a reflected wave from the object, and detects the speed of the object from a change in the frequency or wavelength of the incident wave and the reflected wave.
【０００３】[0003]
【発明が解決しようとする課題】このため、従来の速度
測定装置は、物体の進行方向または進行方向に近い方向
に配備され、移動物体に音や光が当たるように物体の移
動方向に向ける必要があった。また、従来の速度測定装
置は、物体の速度において、装置から物体へ向かう方向
の速度成分しか測定できなかった。For this reason, the conventional speed measuring device is provided in the traveling direction of the object or in a direction close to the traveling direction, and needs to be directed in the moving direction of the object so that sound or light hits the moving object. was there. Further, the conventional speed measuring device can measure only the speed component in the direction from the device to the object in the speed of the object.
【０００４】[0004]
【発明の目的】本発明は、移動物体における複数方向の
速度成分が測定できる速度測定装置を提供することを目
的とする。SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide a velocity measuring device capable of measuring velocity components of a moving object in a plurality of directions.
【０００５】[0005]
【課題を解決するための手段】本発明の速度測定装置
は、対象となる移動物体を撮影した撮影画像に画像処理
を施して、移動物体の動きを検出する動き検出手段と、
該動き検出手段から、移動物体の速度を取得する速度ベ
クトル取得手段とを具える。前記速度測定装置は、動き
検出手段において、移動物体の撮影画像に画像処理を施
すことにより、移動物体の動きを検出するから、移動物
体を撮影するカメラが、移動物体の進行方向に対して略
垂直な方向に配備されることが望ましい。A speed measuring apparatus according to the present invention performs image processing on a photographed image of a target moving object to detect a motion of the moving object.
Speed vector obtaining means for obtaining the speed of the moving object from the motion detecting means. The velocity measuring device detects the movement of the moving object by performing image processing on the captured image of the moving object in the motion detecting means, so that the camera that captures the moving object is substantially in the traveling direction of the moving object. It is desirable to be deployed in a vertical direction.
【０００６】[0006]
【作用及び効果】本発明の速度測定装置は、２次元の撮
影画像から移動物体の動きを検出して、移動物体の速度
を測定するものである。従って、本発明の速度測定装置
は、移動物体の２方向の速度成分が測定でき、２方向の
速度成分から、移動物体が移動する方向を知ることがで
きる。The speed measuring device of the present invention detects the movement of a moving object from a two-dimensional photographed image and measures the speed of the moving object. Therefore, the velocity measuring device of the present invention can measure the velocity components of the moving object in two directions, and can know the direction in which the moving object moves from the velocity components in the two directions.
【０００７】[0007]
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態について
図面に沿って説明する。Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
【０００８】[0008]
【実施形態１】図１に示すように、本実施形態の速度測
定装置は、野球競技において投手(90)が投げるボールの
速度を測定するために設置され、移動物体であるボール
(80)を撮影するカメラ(１)と、該カメラ(１)からの撮影
画像に画像処理を施して、ボール(80)の動きを検出する
動き検出手段(２)と、該動き検出手段(２)から、ボール
の速度を取得する速度ベクトル取得手段(３)とを具え
る。カメラ(１)は、投手(90)から捕手(91)に投げられた
ボール(80)を撮影できるように固定配備される。なお、
カメラ(１)には、一般的なビデオカメラを使用できる
が、連続撮影可能なデジタルスチルカメラを使用しても
よい。また、本実施形態では、高速移動するボール(80)
を撮影するから、通常の撮影速度（30フレーム／秒）よ
りも速い高速度撮影が可能なカメラを使用することが望
ましい。Embodiment 1 As shown in FIG. 1, a speed measuring device according to the present embodiment is installed for measuring the speed of a ball thrown by a pitcher (90) in a baseball game, and is a ball that is a moving object.
A camera (1) for photographing (80), a motion detecting means (2) for performing image processing on a photographed image from the camera (1) to detect the motion of the ball (80), and a motion detecting means ( From 2), a velocity vector acquiring means (3) for acquiring the velocity of the ball is provided. The camera (1) is fixedly provided so that a ball (80) thrown from a pitcher (90) to a catcher (91) can be photographed. In addition,
Although a general video camera can be used as the camera (1), a digital still camera capable of continuous shooting may be used. In the present embodiment, the ball (80) that moves at high speed
Therefore, it is desirable to use a camera capable of high-speed shooting faster than the normal shooting speed (30 frames / second).
【０００９】図３は、動き検出手段(２)の構成を示すブ
ロック図である。本実施形態では、ボール(80)の動きを
検出するために、２つの画像の差分画像を使用する。カ
メラ(１)からの映像信号は、信号処理回路(20)において
受信される。信号処理回路(20)は、デコード、Ｙ／Ｃ分
離等により該映像信号を所望の画像信号に変換するもの
である。信号処理回路(20)にて変換された所望の画像信
号は、Ａ／Ｄコンバータ(21)にてデジタルの画像データ
に変換された後に、差分画像を得るための差分回路(23)
に送信される。FIG. 3 is a block diagram showing the structure of the motion detecting means (2). In the present embodiment, a difference image between the two images is used to detect the movement of the ball (80). A video signal from the camera (1) is received by a signal processing circuit (20). The signal processing circuit (20) converts the video signal into a desired image signal by decoding, Y / C separation, or the like. A desired image signal converted by the signal processing circuit (20) is converted into digital image data by an A / D converter (21), and then a difference circuit (23) for obtaining a difference image
Sent to.
【００１０】一般に、差分画像を得る方法には、移動し
ていない画像を背景画像とし、移動物体が移動している
画像と該背景画像の差分を取る方法と、移動物体が移動
している２つ又は３つ以上の画像どうしの差分をとる方
法とがあり、夫々の方法に応じて、前記画像データを記
憶するメモリ(22)が、Ａ／Ｄコンバータ(21)と差分回路
(23)の間に配備される。差分回路(23)にて得られた差分
画像データは、抽出回路(24)に送信される。抽出回路(2
4)では、差分画像から移動物体であるボール(80)の画像
を抽出するために、前記差分画像データの２値化が行な
われ、場合によっては、ノイズデータの除去、２値化デ
ータのマスク化、等が行なわれる。In general, a method of obtaining a difference image includes a method of taking an image that is not moving as a background image and obtaining a difference between the image in which the moving object is moving and the background image. There is a method of calculating a difference between one or three or more images. According to each method, a memory (22) for storing the image data includes an A / D converter (21) and a difference circuit.
Deployed during (23). The difference image data obtained by the difference circuit (23) is transmitted to the extraction circuit (24). Extraction circuit (2
In 4), in order to extract an image of the moving object ball (80) from the difference image, binarization of the difference image data is performed, and in some cases, noise data is removed and a mask of the binarized data is removed. And so on.
【００１１】動き検出手段(２)の抽出回路(24)にて抽出
されたボール(80)の画像データは、速度ベクトル取得手
段(３)に送信される。速度ベクトル取得手段(３)では、
受信した画像データから、移動物体であるボール(80)に
おける重心位置、先頭位置、後尾位置、等の何れかを代
表点として取り出し、ボール(80)の代表点の軌跡から、
ボール(80)の移動ベクトルを算出し、該移動ベクトルを
Δｔで割ることによりボール(80)の速度ベクトルが算出
される。The image data of the ball (80) extracted by the extraction circuit (24) of the motion detecting means (2) is transmitted to the velocity vector obtaining means (3). In the velocity vector acquisition means (3),
From the received image data, the center of gravity position of the ball (80) as a moving object, the leading position, the tail position, etc., are taken out as representative points, and from the locus of the representative point of the ball (80),
The velocity vector of the ball (80) is calculated by calculating the movement vector of the ball (80) and dividing the movement vector by Δt.
【００１２】速度ベクトル取得手段(３)にて得られた速
度ベクトルは、該速度ベクトルの大きさと方向をディス
プレイコントローラ(51)に送信される。ディスプレイコ
ントローラ(51)は、カメラ(１)からの映像信号に、前記
速度ベクトルの大きさと方向を示す数字や矢印などを重
畳して、ディスプレイ(50)に表示させる。The speed vector obtained by the speed vector acquisition means (3) is transmitted to the display controller (51) in the magnitude and direction of the speed vector. The display controller (51) superimposes a number or an arrow indicating the magnitude and direction of the velocity vector on the video signal from the camera (1) and displays the superimposed signal on the display (50).
【００１３】（動作の説明）上記構成の速度測定装置に
おいて、ボール(80)の速度ベクトルを取得して、該速度
ベクトルをディスプレイ(50)上に表示するまでの動作を
説明する。なお、本実施例では、所望の画像信号として
輝度信号を利用し、差分画像を得る方法として、移動物
体が移動している２つの画像どうしの差分をとる方法を
使用する。また、本動作例では、移動物体の代表点とし
て重心を利用する。(Explanation of Operation) In the speed measuring device having the above-mentioned structure, the operation from obtaining the speed vector of the ball (80) to displaying the speed vector on the display (50) will be described. In this embodiment, as a method of obtaining a difference image using a luminance signal as a desired image signal, a method of obtaining a difference between two images of a moving object moving is used. In this operation example, the center of gravity is used as the representative point of the moving object.
【００１４】ある時刻ｔ0にカメラ(１)が撮影した映像
信号を、動き検出手段(２)が受信すると、該映像信号
は、信号処理回路(20)およびＡ／Ｄコンバータ(21)によ
って輝度データ(40a)（図４（ａ））に変換されて、メ
モリ(22)に記憶される。その後、時刻ｔ0＋Δｔにおけ
る映像信号を動き検出手段(２)にて受信すると、差分回
路(23)は、時刻ｔ0における輝度データ(40a)をメモリ(2
2)から読み出し、時刻ｔ0＋Δｔにおける映像信号が信
号処理回路(20)およびＡ／Ｄコンバータ(21)によって変
換された輝度データ(40b)（図４（ｂ））を受信し、輝
度データ(40a)(40b)間の差分をとって、差分輝度データ
を生成する。該差分輝度データを抽出回路(24)にて受信
すると、抽出回路(24)は、２値化と、ノイズデータの除
去とを行なって、移動物体であるボール(80a)(80b)を抽
出した抽出輝度データ(41)が得られる。該抽出輝度デー
タ(41)を速度ベクトル取得手段(３)にて受信すると、速
度ベクトル取得手段(３)は、各ボール(80a)(80b)の重心
ｇ1、ｇ2を算出する。これは、各ボール(80a)(80b)の領
域に含まれる全画素の位置平均を求めることにより容易
に算出される。そして、速度ベクトル取得手段(３)は、
算出した重心ｇ1、ｇ2の位置、カメラ(１)と投手(90)お
よび捕手(91)との距離、等から、ボールが実際に移動し
た移動ベクトルｇ1ｇ2が求められ、該移動ベクトルｇ1
ｇ2をΔｔで割ることにより、速度ベクトルｖ12が求め
られる。When the motion detecting means (2) receives a video signal photographed by the camera (1) at a certain time t 0 , the video signal is converted into a luminance signal by a signal processing circuit (20) and an A / D converter (21). The data is converted into data (40a) (FIG. 4A) and stored in the memory (22). Thereafter, when the video signal at time t 0 + Δt is received by the motion detecting means (2), the difference circuit (23) stores the luminance data (40a) at time t 0 in the memory (2).
2) and receives the luminance data (40b) (FIG. 4 (b)) obtained by converting the video signal at time t 0 + Δt by the signal processing circuit (20) and the A / D converter (21). The difference between 40a and 40b is calculated to generate difference luminance data. When the difference luminance data was received by the extraction circuit (24), the extraction circuit (24) performed binarization and removal of noise data to extract balls (80a) and (80b) as moving objects. Extracted luminance data (41) is obtained. When the extracted luminance data (41) is received by the speed vector obtaining means (3), the speed vector obtaining means (3) calculates the centers of gravity g 1 and g 2 of the balls (80a) and (80b). This is easily calculated by calculating the position average of all the pixels included in the area of each ball (80a) (80b). Then, the speed vector acquisition means (3)
From the calculated positions of the centers of gravity g 1 and g 2 , the distance between the camera (1) and the pitcher (90) and the catcher (91), etc., a movement vector g 1 g 2 of the actual movement of the ball is obtained. Vector g 1
by dividing the g 2 in Delta] t, the velocity vector v 12 is determined.
【００１５】ディスプレイコントローラ(51)は、前記速
度ベクトル取得手段(３)から前記速度ベクトルｖ12の大
きさおよび角度を受信すると共に、カメラ(１)から時刻
ｔにおける映像信号を受信する。ディスプレイコントロ
ーラ(51)は、該映像信号に前記速度ベクトルの大きさと
方向を示す数字および矢印を重畳して記憶する。これ
を、投手(90)がボール(80)を投げてから捕手(91)に届く
までの間に３回行ない、記憶した映像を重畳してディス
プレイ(50)に表示させることにより、図２のような映像
をディスプレイ(50)に表示できる。The display controller (51) is configured to receive the magnitude and the angle of the velocity vector v 12 from the velocity vector acquiring means (3) receives the video signal at time t from the camera (1). The display controller (51) superimposes and stores numbers and arrows indicating the magnitude and direction of the velocity vector on the video signal. This is performed three times between the time when the pitcher (90) throws the ball (80) and the time when the ball reaches the catcher (91), and the stored image is superimposed and displayed on the display (50), as shown in FIG. Such an image can be displayed on the display (50).
【００１６】以上より、本実施形態の速度測定装置を使
用すると、ボール(80)の鉛直方向の速度成分と、水平面
内における投手(90)から捕手(91)への方向の速度成分と
を測定でき、ボール(80)に関する速さと、水平面とのな
す角度とを知ることが出来る。また、前記装置による速
度の測定を、投手(90)がボール(80)を投げてから捕手(9
1)に届くまでの間に数回行なうことにより、ボール(80)
の速さおよび角度の変化を知ることが出来る。このこと
は、特に、フォーク、シンカー等の落ちる変化球に対し
て効果的である。As described above, when the velocity measuring device of this embodiment is used, the velocity component in the vertical direction of the ball (80) and the velocity component in the direction from the pitcher (90) to the catcher (91) in the horizontal plane are measured. It is possible to know the speed of the ball (80) and the angle between the ball and the horizontal plane. In addition, the pitcher (90) throws the ball (80) before the catcher (9
Perform the ball several times until it reaches 1) to get the ball (80)
Change in speed and angle. This is particularly effective for falling balls such as forks and sinkers.
【００１７】[0017]
【実施形態２】上記実施形態において、ボール(80)が打
者(92)を横切る際（図６（ａ）、（ｂ））には、差分画
像において、打者(92)の動きとボール(80)の動きとが重
なり、差分画像データ(41)からボール(80)を抽出できな
い虞れがある（図６（ｃ））。特に、打者(92)のユニホ
ームがボール(80)と似た色である場合、ボール(80)の抽
出が困難であると考えられる。この問題点を解決するた
め、本実施形態では、動き検出手段(２)として、差分画
像から移動物体の動きを抽出する手段に代えて、画像中
の各点における動きベクトルを求め、該動きベクトルか
ら移動物体の動きを抽出する手段を使用する。ここで、
動きベクトルとは、ある画像から次の画像への過程にお
ける各点の移動方向と移動距離を表す量である。動きベ
クトルを求める方法には、フレーム間マッチング法と、
勾配法とがあり、それぞれよく知られているから、本願
では仔細を省略する。Embodiment 2 In the above embodiment, when the ball (80) crosses the batter (92) (FIGS. 6A and 6B), the movement of the batter (92) and the ball (80) ) May overlap, and the ball (80) may not be extracted from the difference image data (41) (FIG. 6 (c)). In particular, if the uniform of the batter (92) has a color similar to that of the ball (80), it may be difficult to extract the ball (80). In order to solve this problem, in the present embodiment, as the motion detection means (2), a motion vector at each point in the image is obtained instead of the means for extracting the motion of the moving object from the difference image, and the motion vector Means for extracting the movement of the moving object from the moving object. here,
The motion vector is a quantity representing a moving direction and a moving distance of each point in a process from one image to the next image. There are two methods to determine the motion vector:
There is a gradient method, each of which is well known, and thus detailed description is omitted in the present application.
【００１８】図５は、本実施形態における動き検出手段
(２)の構成を示すブロック図である。カメラ(１)からの
映像信号は、第１実施形態と同様に、信号処理回路(20)
にて所望の画像信号に変換され、Ａ／Ｄコンバータ(21)
にてデジタルの画像データに変換される。Ａ／Ｄコンバ
ータ(21)からの画像データは、動きベクトル化回路(25)
にて受信される。FIG. 5 shows the motion detecting means in the present embodiment.
It is a block diagram which shows the structure of (2). The video signal from the camera (1) is transmitted to the signal processing circuit (20) as in the first embodiment.
Is converted into a desired image signal by the A / D converter (21)
Is converted into digital image data. The image data from the A / D converter (21) is supplied to a motion vectorizing circuit (25)
Is received at.
【００１９】動きベクトル化回路(25)は、画像を複数の
領域(45)に区画し、時刻ｔにおける画像データ(40a)
（図６（ａ））と時刻ｔ＋Δｔにおける画像データ(40
b)（図６（ｂ））とから、画像における各領域の動きベ
クトルを求めるものである。このとき得られる動きベク
トルの例が図６（ｄ）に示されている。図６（ｄ）にお
ける各領域(45)内の記号に関して、矢印は、動きベクト
ルの大きさと方向を示し、黒点は、動きベクトルが０ま
たは約０であって、領域(45)内の物体が静止または略静
止していることを示し、罰点（×）は、領域(45)内の物
体の動きが速すぎて、動きベクトルが測定できなかった
ことを示している。ボール(80)およびバットの動きは、
打者(92)の動きに比べて非常に速く、従って、図６
（ｄ）における罰点の領域が、ボール(80)およびバット
の領域を示すことになる。The motion vectorizing circuit (25) divides the image into a plurality of areas (45), and stores the image data (40a) at time t.
(FIG. 6A) and the image data (40
b) (FIG. 6 (b)), the motion vector of each area in the image is obtained. FIG. 6D shows an example of the motion vector obtained at this time. For the symbols in each area (45) in FIG. 6D, the arrows indicate the magnitude and direction of the motion vector, and the black dots indicate that the motion vector is 0 or about 0 and the object in the area (45) is A penalty point (x) indicates that the object in the area (45) is moving too fast, and a motion vector cannot be measured. The movement of the ball (80) and bat is
Very fast compared to the movement of the batter (92),
The area of the penalty point in (d) indicates the area of the ball (80) and the bat.
【００２０】動きベクトル化回路(25)からの動きベクト
ルのデータは、抽出回路(26)にて受信される。抽出回路
(26)は、動きベクトルのデータからボール(80)の画像を
抽出する。なお、図６における罰点の領域には、ボール
(80)と共にバットの領域も含まれるが、ボール(80)は、
形状がバットと大きく異なるから、罰点の領域から容易
にボール(80)の領域を特定できる。The motion vector data from the motion vector conversion circuit (25) is received by the extraction circuit (26). Extraction circuit
(26) extracts an image of the ball (80) from the motion vector data. In the area of the punishment point in FIG.
The bat area is included with (80), but the ball (80)
Since the shape is significantly different from that of the bat, the area of the ball (80) can be easily specified from the area of the penalty point.
【００２１】動き検出手段(２)の抽出回路(26)にて抽出
されたボール(80)の画像データは、第１実施形態と同様
に、速度ベクトル取得手段(３)に送信され、速度ベクト
ル取得手段(３)は、該画像データからボール(80)の速度
ベクトルを算出して、該速度ベクトルをディスプレイコ
ントローラ(51)に送信して、ディスプレイ(50)にボール
(80)の速さおよび角度が矢印と共に示される。The image data of the ball (80) extracted by the extraction circuit (26) of the motion detecting means (2) is transmitted to the speed vector obtaining means (3) in the same manner as in the first embodiment. The acquisition means (3) calculates a velocity vector of the ball (80) from the image data, transmits the velocity vector to the display controller (51), and transmits the velocity vector to the display (50).
The speed and angle of (80) are shown with arrows.
【００２２】以上より、動き検出手段(２)に動きベクト
ルを用いると、対象となるボール(80)の動きと、他の移
動物体の動きとが画像中で重なる場合であっても、両者
の動きを分離でき、その結果、ボール(80)の動きのみを
抽出できる。As described above, when a motion vector is used for the motion detecting means (2), even when the motion of the target ball (80) and the motion of another moving object overlap in the image, the motion of the ball (80) can be obtained. The movement can be separated, and as a result, only the movement of the ball (80) can be extracted.
【００２３】なお、高速度撮影の可能なカメラ(１)を使
用することにより、ボール(80)の動きベクトルを測定で
きる場合であれば、動きベクトル化回路(25)において、
時刻ｔの画像データ(40a)（図７（ａ））と時刻ｔ＋Δ
ｔの画像データ(40b)（図７（ｂ））とから求められる
各領域(45)の動きベクトルは、図７（ｃ）のようにな
る。ボール(80)の動きベクトルと、打者(92)およびバッ
トの動きベクトルとを比較すると、ボール(80)の動く速
さは、打者(92)およびバットの動く速さよりも著しく大
きく、さらに、ボール(80)の動く向きは投手(90)から捕
手(91)への向きであるのに対して、打者(92)およびバッ
トの動く向きはその逆向きである。従って、抽出回路(2
6)は、図７（ｃ）に示す各領域(45)の動きベクトルか
ら、ボール(80)の動きベクトルを容易に抽出できる。ま
た、この場合、速度ベクトル取得手段(３)には、ボール
(80)の動きベクトルが送信されることになり、速度ベク
トル取得手段(３)は、該動きベクトルからボール(80)の
速度ベクトルを直接算出することができる。If the motion vector of the ball (80) can be measured by using the camera (1) capable of high-speed photography, the motion vector conversion circuit (25)
Image data (40a) at time t (FIG. 7A) and time t + Δ
The motion vector of each area (45) obtained from the t image data (40b) (FIG. 7 (b)) is as shown in FIG. 7 (c). Comparing the motion vector of the ball (80) with the motion vector of the batter (92) and the bat, the speed of movement of the ball (80) is significantly greater than the speed of the motion of the batter (92) and the bat. The moving direction of (80) is from the pitcher (90) to the catcher (91), while the moving direction of the batter (92) and the bat is the opposite direction. Therefore, the extraction circuit (2
In (6), the motion vector of the ball (80) can be easily extracted from the motion vector of each area (45) shown in FIG. In this case, the velocity vector obtaining means (3) includes a ball.
Since the motion vector of (80) is transmitted, the speed vector obtaining means (3) can directly calculate the speed vector of the ball (80) from the motion vector.
【００２４】なお、投手(90)がボール(80)を投げてから
捕手(91)に届くまでの間にボール(80)が通過する撮影画
像中の領域は、一定の範囲内に限定されるから、上記第
１、第２実施形態において、該範囲内の映像信号のみを
動き検出手段(２)に送信しても、上記効果が実現でき
る。The area in the photographed image where the ball (80) passes between the time when the pitcher (90) throws the ball (80) and the time when the ball (80) reaches the catcher (91) is limited to a certain range. Therefore, in the first and second embodiments, even if only the video signal within the range is transmitted to the motion detecting means (2), the above effects can be realized.
【００２５】（速度測定装置の適用例１）次に、上記第
１、第２実施形態の速度測定装置を利用したシステムに
ついて説明する。本適用例は、カメラ(１)が捉えた移動
物体を自動的に追尾するシステムである。図８は、この
自動追尾システムの構成を示すブロック図である。移動
物体を撮影するカメラ(１)は、撮影方向が変えられるよ
うに配備され、その撮影方向は、サーボモータ(10)によ
って決められる。カメラ(１)からの映像信号は、速度測
定装置の動き検出手段(２)にて移動物体の動きが検出さ
れ、速度測定装置の速度ベクトル取得手段(３)にて撮影
画像における移動物体の速さおよび方向が取得される。
制御手段(６)は、速度ベクトル取得手段(３)から撮影画
像における移動物体の速さおよび方向を受信し、該速さ
および方向に基づき、サーボモータ(10)を駆動して、移
動物体がカメラ(１)の撮影画像内に常に収まるように、
カメラ(１)の撮影方向を制御する。また、カメラ(１)か
らの映像信号は、ディスプレイコントローラ(51)に送信
されることにより、ディスプレイ(50)に映像が表示され
る。(Application Example 1 of Speed Measuring Apparatus) Next, a system using the speed measuring apparatuses of the first and second embodiments will be described. This application example is a system that automatically tracks a moving object captured by a camera (1). FIG. 8 is a block diagram showing a configuration of the automatic tracking system. A camera (1) for photographing a moving object is provided so that the photographing direction can be changed, and the photographing direction is determined by a servomotor (10). In the video signal from the camera (1), the movement of the moving object is detected by the motion detecting means (2) of the speed measuring device, and the speed of the moving object in the captured image is detected by the speed vector obtaining means (3) of the speed measuring device. The height and direction are obtained.
The control means (6) receives the speed and direction of the moving object in the captured image from the speed vector obtaining means (3), and drives the servo motor (10) based on the speed and direction, so that the moving object So that it always fits within the image captured by the camera (1)
It controls the shooting direction of the camera (1). The video signal from the camera (1) is transmitted to the display controller (51), so that the video is displayed on the display (50).
【００２６】上記構成の自動追尾システムの動作を、図
９のように、打者(92)が打ったボール(80)を追尾する場
合について説明する。打った直後のボール(80)が図の右
上方向に移動するとき（図９（ａ））、カメラ(１)は静
止したままであるから、速度ベクトル取得手段(３)にて
取得した撮影画像における移動物体の移動方向も、図１
０（ａ）のように、右上方向となる。従って、制御手段
(６)は、カメラ(１)が右上方向の加速度を有する回転運
動を行なうように、サーボモータ(10)を駆動する。その
後、ボール(80)の移動が水平方向になるとき（図９
（ｂ））、カメラ(１)は右上方向へ回転駆動されてお
り、ボール(80)の移動速度が減速して行くから、速度ベ
クトル取得手段(３)にて取得した撮影画像における移動
物体の移動方向は、図１０（ｂ）のように、左下方向と
なる。従って、制御手段(６)は、カメラ(１)が左下方向
の加速度を有する回転運動を行なうように、サーボモー
タ(10)を駆動する。そして、ボール(80)が落下してくる
と（図９（ｃ））、カメラ(１)は水平方向へ回転駆動さ
れており、ボール(80)の移動速度が減速して行くから、
速度ベクトル取得手段(３)にて取得した撮影画像におけ
る移動物体の移動方向は、図１０（ｃ）のように、左下
方向となる。従って、制御手段(６)は、カメラ(１)が左
下方向の加速度を有する回転運動を行なうように、サー
ボモータ(10)を駆動する。The operation of the automatic tracking system having the above configuration will be described with reference to the case of tracking a ball (80) hit by a batter (92) as shown in FIG. When the ball (80) immediately after hitting moves in the upper right direction in the figure (FIG. 9 (a)), the camera (1) remains stationary, so the captured image acquired by the velocity vector acquiring means (3). The moving direction of the moving object in FIG.
0 (a) is the upper right direction. Therefore, the control means
(6) The servo motor (10) is driven so that the camera (1) performs a rotational motion having an acceleration in the upper right direction. Thereafter, when the movement of the ball (80) becomes horizontal (FIG. 9)
(B)) Since the camera (1) is driven to rotate in the upper right direction, and the moving speed of the ball (80) decreases, the moving object in the captured image acquired by the velocity vector acquiring means (3) is reduced. The moving direction is the lower left direction as shown in FIG. Therefore, the control means (6) drives the servo motor (10) so that the camera (1) performs a rotational motion having an acceleration in the lower left direction. When the ball (80) falls (FIG. 9C), the camera (1) is driven to rotate in the horizontal direction, and the moving speed of the ball (80) is reduced.
The moving direction of the moving object in the captured image acquired by the velocity vector acquiring means (3) is in the lower left direction as shown in FIG. Therefore, the control means (6) drives the servo motor (10) so that the camera (1) performs a rotational motion having an acceleration in the lower left direction.
【００２７】以上のように、制御手段(６)が、速度測定
装置から移動物体の速さおよび方向を受信し、該速さお
よび方向に基づいてサーボモータ(10)の駆動を制御する
ことによって、移動物体がカメラ(１)の撮影画像内に常
に収まるように、自動的に追尾することが出来る。従っ
て、撮影者が移動物体を追うためにカメラを動かす必要
は無くなる。As described above, the control means (6) receives the speed and direction of the moving object from the speed measuring device, and controls the driving of the servomotor (10) based on the speed and direction. It is possible to automatically track the moving object so that the moving object always falls within the image captured by the camera (1). Therefore, the photographer does not need to move the camera to follow the moving object.
【００２８】（速度測定装置の適用例２）次に、上記第
１、第２実施形態の速度測定装置を利用した別のシステ
ムについて説明する。本適用例は、速度測定装置から移
動物体の速さ及び方向を受信し、受信した速さ及び方向
に基づいて、移動物体の予想到達位置を算出し、該予想
到達位置をディスプレイ(50)に表示する、予想到達位置
表示システムである。図１１は、この予想到達位置表示
システムの構成を示すブロック図である。対象となる移
動物体を撮影するカメラ(１)は、該移動物体を異なる方
向から撮影するために、少なくとも２台を設置する。カ
メラ(１)(１)からの映像信号は、速度測定装置の動き検
出手段(２)(２)にて移動物体の動きが検出され、速度測
定装置の速度ベクトル取得手段(３)(３)にて撮影画像に
おける移動物体の速さおよび方向が取得される。算出手
段(７)は、速度ベクトル取得手段(３)(３)から撮影画像
における移動物体の速さおよび方向をそれぞれ取得して
演算することにより、移動物体の空間的な速さおよび方
向が算出できる。また、算出手段(７)は、風向、風速、
気圧、気温、湿度、天気等の気象データ(70)を取得し
て、該気象データ(70)と、前記空間的な速さおよび方向
とに基づいて、移動物体の予想到達位置を算出する。算
出された予想到達位置は、ディスプレイコントローラ(5
1)に送信される。ディスプレイコントローラ(51)は、他
のカメラ(11)の中から、予想到達位置を撮影しているカ
メラを選択し、該カメラの撮影画像に予想到達位置の印
を追加してディスプレイ(50)に表示させる。(Application Example 2 of Speed Measuring Apparatus) Next, another system using the speed measuring apparatuses of the first and second embodiments will be described. This application example receives the speed and direction of the moving object from the speed measurement device, calculates the estimated arrival position of the moving object based on the received speed and direction, and displays the estimated arrival position on the display (50). This is a predicted arrival position display system for displaying. FIG. 11 is a block diagram showing a configuration of the expected arrival position display system. At least two cameras (1) for photographing a target moving object are installed in order to photograph the moving object from different directions. From the video signals from the cameras (1) and (1), the motion of the moving object is detected by the motion detecting means (2) and (2) of the speed measuring device, and the speed vector obtaining means (3) and (3) of the speed measuring device The speed and the direction of the moving object in the captured image are acquired. The calculating means (7) calculates the spatial speed and direction of the moving object by obtaining and calculating the speed and direction of the moving object in the captured image from the speed vector obtaining means (3) and (3), respectively. it can. The calculating means (7) calculates the wind direction, the wind speed,
The weather data (70) such as atmospheric pressure, temperature, humidity, and weather is acquired, and the expected arrival position of the moving object is calculated based on the weather data (70) and the spatial speed and direction. The calculated expected position is displayed on the display controller (5
Sent to 1). The display controller (51) selects, from among the other cameras (11), the camera that is shooting the expected arrival position, adds a mark of the expected arrival position to the image captured by the camera, and displays the mark on the display (50). Display.
【００２９】上記構成の予想到達位置表示システムの動
作を、図１２のような、サッカー競技においてコーナー
キックを行なう場合について説明する。この場合、対象
となる移動物体はサッカーボール(81)であり、該移動物
体を撮影するカメラ(１)(１)は、図１２（ａ）のよう
に、異なる方向からコーナー付近を撮影できるように配
備される。コーナーから蹴り上げられたボール(81)は、
２つのカメラ(１)(１)によって異なる方向から撮影さ
れ、撮影された映像信号は、動き検出手段(２)および速
度ベクトル取得手段(３)により、夫々の撮影画像におけ
るボール(81)の速さおよび方向が求められ、算出手段
(７)により、ボール(81)の空間的な速さおよび方向が算
出され、さらに、予想到達位置が算出されて、ディスプ
レイコントローラ(51)によって、予想到達位置を撮影し
ているカメラを選択し、図１２（ｂ）のように、該撮影
画像に予想到達位置の印(55)を追加して、ディスプレイ
(50)に表示できる。The operation of the predicted arrival position display system having the above configuration will be described for a case where a corner kick is performed in a soccer game as shown in FIG. In this case, the target moving object is a soccer ball (81), and the cameras (1) and (1) that shoot the moving object can shoot the vicinity of the corner from different directions as shown in FIG. Deployed to. The ball (81) kicked up from the corner,
The video signals captured by the two cameras (1) and (1) from different directions are captured by a motion detection means (2) and a speed vector acquisition means (3), and the speed of the ball (81) in each of the captured images is calculated. Height and direction are determined, and the calculation means
According to (7), the spatial speed and direction of the ball (81) are calculated, further, the expected arrival position is calculated, and the display controller (51) selects a camera that is shooting the expected arrival position. 12 (b), a mark (55) of the expected arrival position is added to the photographed image,
(50) can be displayed.
【００３０】なお、前記予想到達位置表示システムに関
して、速度測定装置の動き検出手段(２)において動きベ
クトルを利用した場合、速度測定装置は、移動物体の並
進運動に関する速さおよび方向を測定できると同時に、
移動物体の回転運動に関する速さおよび方向も測定でき
る。従って、算出手段(７)は、移動物体の並進運動に関
する速さおよび方向と共に、移動物体の回転運動に関す
る速さおよび方向も受信することにより、一層正確な予
想到達位置を算出できる。When the motion vector is used in the motion detecting means (2) of the speed measuring device, the speed measuring device can measure the speed and direction of the translation of the moving object. at the same time,
The speed and direction of the rotational movement of the moving object can also be measured. Therefore, the calculation means (7) can calculate a more accurate predicted arrival position by receiving the speed and direction related to the rotational motion of the moving object together with the speed and direction related to the translational motion of the moving object.
【００３１】上記実施形態の説明は、本発明を説明する
ためのものであって、特許請求の範囲に記載の発明を限
定し、或いは範囲を減縮する様に解すべきではない。
又、本発明の各部構成は上記実施形態に限らず、特許請
求の範囲に記載の技術的範囲内で種々の変形が可能であ
ることは勿論である。The description of the above embodiments is for the purpose of describing the present invention, and should not be construed as limiting the invention described in the claims or reducing the scope thereof.
Further, the configuration of each part of the present invention is not limited to the above-described embodiment, and it is needless to say that various modifications can be made within the technical scope described in the claims.
【図１】本発明の実施形態を示す概要図である。FIG. 1 is a schematic diagram showing an embodiment of the present invention.
【図２】本発明の実施形態においてディスプレイに表示
される画面を示す図である。FIG. 2 is a diagram showing a screen displayed on a display in the embodiment of the present invention.
【図３】本発明の第１実施形態における動き検出手段を
示すブロック図である。FIG. 3 is a block diagram illustrating a motion detecting unit according to the first embodiment of the present invention.
【図４】第１実施形態において、対象となる移動物体を
抽出する算出動作を示す図である。FIG. 4 is a diagram illustrating a calculation operation for extracting a target moving object in the first embodiment.
【図５】本発明の第２実施形態における動き検出手段を
示すブロック図である。FIG. 5 is a block diagram illustrating a motion detecting unit according to a second embodiment of the present invention.
【図６】第２実施形態において、対象となる移動物体を
抽出する算出動作を示す図である。FIG. 6 is a diagram illustrating a calculation operation of extracting a target moving object in a second embodiment.
【図７】第２実施形態において、対象となる移動物体を
抽出する別の算出動作を示す図である。FIG. 7 is a diagram illustrating another calculation operation for extracting a target moving object in the second embodiment.
【図８】本発明の速度測定装置を利用した自動追尾シス
テムを示すブロック図である。FIG. 8 is a block diagram showing an automatic tracking system using the speed measuring device of the present invention.
【図９】自動追尾システムにおける動作を説明する図で
ある。FIG. 9 is a diagram illustrating an operation in the automatic tracking system.
【図１０】図９に対応してディスプレイに表示される画
像を示す図である。FIG. 10 is a diagram showing an image displayed on a display corresponding to FIG. 9;
【図１１】本発明の速度測定装置を利用した予想到達位
置表示システムを示すブロック図である。FIG. 11 is a block diagram showing a predicted arrival position display system using the speed measuring device of the present invention.
【図１２】予想到達位置表示システムの動作を説明する
図である。FIG. 12 is a diagram illustrating the operation of the expected arrival position display system.
(１) カメラ (２) 動き検出手段 (３) 速度ベクトル取得手段 (６) 制御手段 (７) 算出手段 (10) サーボモータ (50) ディスプレイ (51) ディスプレイコントローラ (80)、(81) ボール (1) Camera (2) Motion detection means (3) Speed vector acquisition means (6) Control means (7) Calculation means (10) Servo motor (50) Display (51) Display controller (80), (81) Ball
Claims (6)
に画像処理を施して、移動物体の動きを検出する動き検
出手段(２)と、該動き検出手段(２)から、移動物体の速
さ及び方向を取得する速度ベクトル取得手段(３)とを具
える、速度測定装置。An image processing apparatus performs image processing on a captured image of a target moving object to detect the movement of the moving object. The motion detecting means detects a speed of the moving object. A velocity measuring device comprising: a velocity vector acquiring means (3) for acquiring a height and a direction.
画像中の移動物体を抽出し、抽出した移動物体の位置変
化から移動物体の動きを検出するものである、請求項１
に記載の速度測定装置。2. A motion detecting means (2) for extracting a moving object in an image using a difference image and detecting a motion of the moving object from a change in position of the extracted moving object.
2. The speed measuring device according to 1.
トルを抽出し、抽出した動きベクトルから移動物体の動
きを検出するものである、請求項１に記載の速度測定装
置。3. The velocity measuring device according to claim 1, wherein the motion detecting means (2) extracts a motion vector in the image and detects a motion of the moving object from the extracted motion vector.
(１)と、該カメラ(１)からの映像信号を受信して該移動
物体の速さ及び方向を取得する請求項１乃至請求項３の
何れかに記載の速度測定装置と、カメラ(１)の向きを変
えるサーボモータ(10)と、速度測定装置から移動物体の
速さ及び方向を受信し、受信した速さ及び方向に基づい
て、前記サーボモータ(10)を制御して、移動物体がカメ
ラの撮影画像内に常に収まるようにする制御手段とを具
える、自動追尾システム。4. A camera for photographing a target moving object.
The speed measurement device according to any one of claims 1 to 3, further comprising: (1) receiving a video signal from the camera (1) to acquire the speed and direction of the moving object. ) To change the direction and receive the speed and direction of the moving object from the speed measuring device, and control the servo motor (10) based on the received speed and direction to control the moving object. An automatic tracking system, comprising: a control unit that always keeps the camera within an image captured by a camera.
影する少なくとも２台のカメラ(１)と、該カメラ(１)か
らの映像信号を受信して該移動物体の速さ及び方向を取
得する請求項１乃至請求項３の何れかに記載の速度測定
装置と、速度測定装置から移動物体の速さ及び方向を受
信し、受信した速さ及び方向から移動物体の予想到達位
置を算出する算出手段と、該算出手段から予想到達位置
を受信して、該位置を撮影しているカメラ(11)を選択
し、該カメラ(11)の撮影画像に予想到達位置を重畳して
ディスプレイ(50)に表示させる表示制御手段とを具え
る、予想到達位置表示システム。5. At least two cameras (1) for photographing a target moving object from different directions, and receiving a video signal from the camera (1) to acquire the speed and direction of the moving object. A speed measurement device according to any one of claims 1 to 3, and a speed and direction of the moving object are received from the speed measurement device, and a calculation is performed to calculate an expected arrival position of the moving object from the received speed and direction. Means, receiving the expected arrival position from the calculating means, selecting the camera (11) capturing the position, superimposing the expected arrival position on the image captured by the camera (11), and displaying the display (50). And a display control means for displaying the estimated position.
し、算出手段は、移動物体の並進運動及び回転運動に関
する夫々の速さ及び方向を速度測定装置から受信し、受
信した夫々の速さ及び方向から移動物体の予想到達位置
を算出する、請求項５に記載の予想到達位置表示システ
ム。6. The speed measuring device according to claim 3, wherein the calculating means receives respective speeds and directions regarding the translational motion and the rotational motion of the moving object from the speed measuring device, and receives the respective speeds. The predicted arrival position display system according to claim 5, wherein the predicted arrival position of the moving object is calculated from the direction and the direction.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9199796A JPH1144700A (en) | 1997-07-25 | 1997-07-25 | Speed-measuring apparatus, automatic tracking system using the apparatus and display system for estimated arrival position |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9199796A JPH1144700A (en) | 1997-07-25 | 1997-07-25 | Speed-measuring apparatus, automatic tracking system using the apparatus and display system for estimated arrival position |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1144700A true JPH1144700A (en) | 1999-02-16 |
Family
ID=16413772
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9199796A Pending JPH1144700A (en) | 1997-07-25 | 1997-07-25 | Speed-measuring apparatus, automatic tracking system using the apparatus and display system for estimated arrival position |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20030722 |