JPS6021472A - 移動体の追跡方法 - Google Patents

移動体の追跡方法

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JPS6021472A
JPS6021472A JP58128785A JP12878583A JPS6021472A JP S6021472 A JPS6021472 A JP S6021472A JP 58128785 A JP58128785 A JP 58128785A JP 12878583 A JP12878583 A JP 12878583A JP S6021472 A JPS6021472 A JP S6021472A
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JP
Japan
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image
moving object
correlation
partial image
time
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Pending
Application number
JP58128785A
Other languages
English (en)
Inventor
Eisaku Yamada
山田 栄作
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Komatsu Ltd
Original Assignee
Komatsu Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Komatsu Ltd filed Critical Komatsu Ltd
Priority to JP58128785A priority Critical patent/JPS6021472A/ja
Publication of JPS6021472A publication Critical patent/JPS6021472A/ja
Pending legal-status Critical Current

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    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01SRADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S3/00Direction-finders for determining the direction from which infrasonic, sonic, ultrasonic, or electromagnetic waves, or particle emission, not having a directional significance, are being received
    • G01S3/78Direction-finders for determining the direction from which infrasonic, sonic, ultrasonic, or electromagnetic waves, or particle emission, not having a directional significance, are being received using electromagnetic waves other than radio waves
    • G01S3/782Systems for determining direction or deviation from predetermined direction
    • G01S3/785Systems for determining direction or deviation from predetermined direction using adjustment of orientation of directivity characteristics of a detector or detector system to give a desired condition of signal derived from that detector or detector system
    • G01S3/786Systems for determining direction or deviation from predetermined direction using adjustment of orientation of directivity characteristics of a detector or detector system to give a desired condition of signal derived from that detector or detector system the desired condition being maintained automatically
    • G01S3/7864T.V. type tracking systems
    • G01S3/7865T.V. type tracking systems using correlation of the live video image with a stored image

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Multimedia (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Radar, Positioning & Navigation (AREA)
  • Remote Sensing (AREA)
  • Closed-Circuit Television Systems (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、テレビカメラ等の撮像装置を用いて移動体を
自動的に追跡する移動体の追跡方法に関する。
移動体の動ぎを非接触で捕えるには、主に光を利用した
方法がとられている。位置を針側する方法としては、ポ
ジションセンザと称される光センナ等を用いるものがあ
るが、広く利用されているのは、テレビカメラによる方
法である。
従来、テレビカメラを用いて移動体を追跡する方法は、
移動体にL]lnD等の発光体を取り付け、テレビカメ
ラによって撮影された画面中から前記発光体に相当する
最も明るい部分を検出し、この検出を逐次実行すること
Kより移動体の追跡を行なうようにしている。
しかし、かかる方法は、簡単に実現できる利点があるが
、目標(発光体)以外に明るい部分が画面に現われると
、その追跡が不可能となる場合がある。したがって、外
乱の多い屋外等ではこの方法はその実施に問題があった
本発明は上記実情に鑑みてなされたもので、光学的な環
境の悪い場所でも確実に移動体の動きを捕えることがで
きる移動体の追跡方法を提供することを目的とする。
この発明によれば、時間的に連続した画像では、コマ間
の相関が高いことを利用し、移動体を撮影した一画面分
の画像から前記移動体の画像の一部である独特なパター
ン画像を含む所定領域の部分画像を取り出し、所定時間
経過後、上記と同一位置の部分画像を取り出し、両部分
画像の相互相関をめ、この相互相関が最大となる両部分
画像のずれ量から移動体の移動位置を検出し、引き続き
所定時間経過後、前記検出した移動位置から取り出した
部分画像との相互相関をめ、上記と同様にして移動体の
移動位置を検出し、これを繰り返し実行することにより
移動体を追跡するようにしている。
以下、本発明を添付図面を参照して詳細に説明する。
第1図は本発明に係る移動体の追跡方法を適用した装置
の一実施例を示すブロック図である。同図において、テ
レビカメラ1は所定の視野で移動体を撮影し、そのビデ
オ信号をレベルアップ回路2を介してモー1テレビ3に
出力するとともに、アナログ/デジタル変換器4に出力
する。
いま、モニタテレビ3に第2図に示すような画面が映し
出された場合について説明する。ここで、まず、画面に
映し出された移動体(ブルドーザ)5の画像の一部であ
る独特なパターン画像5aの位置をライトベン3aによ
って指定する。なお、このパターン画像は、その周囲の
模様や形状と異なるユニークなものであればいかなるも
のでもよい。また、この実施例ではライトベン3aによ
ってパターン画像の位置を指定するようにしているが、
これに限らず、追跡しようとするパターン画像が既知で
あり、移動体とテレビカメラ度の距離が決まっていれば
パターン画像の大きさも既知となり、追跡する前に画像
データとして記録しておくことが可能である。そして、
このパターン画像と実際の一画面分の画像との相互相関
をとり、相関が最大となる位置からパターン画像の存在
する中心位置を指定するようKしてもよい。ただし、相
互相関をとる際に、画像の大きさく定義域)が異なるた
め、一画面分の画像のうちパターン画像の領域に相当す
る領域以外では0の値を入れた画像との相関をとる。
テレビカメラ3は、上記22〜7両像5aの位置のXY
座栓データを位置算出回路6に出力する。
位置算出回路6は、このXY座標データを一時記憶スる
とともに、レベルアップ回路2、後述する第1画像メモ
リ7、第2画像メモリ8およびその他の装置(XYレコ
ーダ等)に出力する。
レベルアップ回路2は入力するXY座標データに基づき
、その位置に対応するビデオ信号のレベルを上げる。し
たがつ【、モニタテレビ3には、ライトベン3aによっ
て指示された位置に1例えば四角の白ヌキのカーソルが
表示される。
一方、アナログ/デジタル変換器4は入力するビデオ信
号を例えば16階調の画像データに変換し、これを切換
スイッチ9に加える。切換スイツ接点9Cとに交互に切
り換え接続、しへ、前記画像データを第1画像メモリ7
および第2画像メモリ8に交互に出力する。
第1画像メモリ7および第2画像メモリ8はそれぞれ切
換スイッチ9が切り換えられたのち、テレビカメラlに
よって撮影した一画面分の画像データを記憶すると、そ
の記憶1直を次に切換スイッチ9が切り換えられるまで
保持する。いま、ライトベン3aによりモニタテレビ3
上でパターン画像の位置を時刻t。の時点で指定し、こ
の時刻t。
で切換スイッチ9の可動接片9ab″−接点9bに接続
され、所定時間(Δt)g過員に切換スイッチ9の可動
接片9aが接点9bに接続された場合、この時刻tl(
=tO+Δt)における第1画像メモリ7および第2画
像メモリ8の記憶内容を図示すると、それぞれ第3図(
a)および第4図(a)のようになる。すなわら、#1
44図(a)においては、′Δtの間にブルドーザが若
干前進した状態を記憶している。
また、dS1画像メモリ7および第2画像メモリ8の他
の入力には、前述したように位置算出回路6から時刻t
。におけるパターン画像のXY座標データが加えられて
いる。第1画像メモリ7および第2画像メモリ8は上記
XX座標データが加えられると、この位置を中心とした
所定の定義域のアドレス指定が行なわれ、部分画像4を
読み出す。
第3図(b)および第4図(b)は、それぞれ上記XY
座標データに基づいて取り出された部分画像を示す拡大
図である。第3図(b)および第4図(b)からも明ら
かなように、時間Δtの間に移動体が移動した結果、同
じ位置から取り出した部分画像中のパターン画像に位置
ずれが生じている。
この位置ずれ量を両部分画像の相互相関をとることKよ
りめる。
いま、時刻t。Kおける部分画像なfo(χ・y)とし
、Δを時間後の時刻11(=10+Δt)における部分
画像vf+(χ、y)とすると、もし、移動体が動かな
い場合は、 fo(χ+y)=fm (χpy) ・・・・・・(1
)となり、foとflの相互相間はf、の自己相関と同
じ結果が得られる。すなわち、 R’o ’o (a + b)= ff、fo (z十
a r y+b)fo (z、y)dzdy・・・・・
・(2) となる、ここで、Sは部分画像の定義域である。
この場合、Rfof、の最大値は、a−b=Qの位置に
あり、その値は、 MazCRtotoCapb)〕=RtotoCo+o
) −−−−−−(3)となる。
さて、fl(χ+y)はf。(χ、y)が位置ずれした
部分子o(χ−α、y−β)とそれ以外の部分n(χ、
 7 )K分けることができる。すなわち、 ft(χ−7)=fo(χ−α、y−β)+n (z 
、 y ) −・−・(4)で表わせる。したがって、
tocχ+y)とf□(χ、y)の相互相関をとると、 a t6 tl (a、b) = JJ、 fo(z+
a+y+b)fs Cx 、y)dzay= JJ f
o(z◆a+7+b)’o(χ−α、y−β)dχay
+5f、 fo (z+asy+b)n(z、y)dz
dy−Rfofo (a−α、b−β)+Rfon(a
、b)−・−・−、(5)となる。上記第(5)弐にお
いて、RfonはRtot、<比べて大きな値にならな
いので、ar、r、(a、b)が最大値となる位置は、
RfofO(a−α、b−β)が最大値となる位置、す
なわち aセα、tl=β ・・・・・・(6)である、上述し
た式からも明らかなよ5に、fo(χ、y)Kおけるパ
ターン画像とfl(χty)におけるパターン画像との
ずれた量だけ、相互相関が最大値となる位置がずれて現
われる。
相関演算器lOは第1画像メモリ7および第2画像メモ
リ8から加えられる両部分画像の相関演算”を実行し、
ピーク検出器11は相関の最大値を検出し、そこにおけ
る両部分画像のずれ量(α。
β)を位置算出回路6に出力する。
位置算出回路6は、予め指定され一時記憶したXY座標
データに上記ずれ量(α、β)を加算し1これを新たな
XX座標データとして記憶するとともに1信号8により
時刻1.(1,+Δむ)の時点でこのXY座標データを
出力する。
また、時刻t!の時点では切換スイッチ9の可動接片9
aが再び接点9b側に切り換えられ、第1画像メモリ7
には時刻t、における画像データが記録される。そして
、第1画像メモリ7および第2画像メモリ8からは上記
新たなXX座標データに基づいて再び部分画像が取り出
され、上記と同様にして相関演算器1oで両部分画像の
相関がとられる。なお、時刻t、においては第1画像メ
モリ7が1コマ前(Δを前)の画像データを記録してお
り、時刻t、においては第2画像メモリ8が1コマ前の
画像データを記録しており、相関演算器工0は信号Bに
よっていずれの画像メモリカー1コマ前の画像データを
記録しているかを認識し得るようになっている。
上述の操作を時系列画像に対して次々に実行することK
より、移動体()くターン画像)のXY座標データを得
ることができ、このXY座標データなXYレコーダに出
力すれば、移動体のポし跡を描かせることができ、また
、このXY座標データにより移動体の移動量、速度等も
めることができる。
なお、本実施例では移動体に予め付されているマークの
画像をパターン画像としているが、これに限らず、移動
体に別途設けるようにした模様や形状等をパターン画像
とするようにしてもよい。
以上説明したように本発明によれば、最明点を検出′1
−るのではなく、移動体の成る部分のパターン(模様や
形状)を相関法を用いて検出するようにしているため、
光学的環境下においても確実に検出可能であり、1動体
を追跡しその動きをとらえるのに大きな効果が期待でき
る。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明に係る移動体の追跡方法を適用した装置
の一実施例を示すブロック図、第2図は第1図のモニタ
テレビに映し出された画面の一例を示す図、第3図(a
)および第4図(a)はそれぞれ第1図の第1画像メモ
リおよび第2画像メモリの記憶内容を説明するため罠用
いた図、第3図(D)および第4図(b)はそれぞれ第
3図(a)および第4図(a)から取り出される部分画
像の拡大図である。 l・・・テレビカメラ、2・・・レベルアップ回路、3
・・・モニタテレビ、3a・・・ライトペン、4・・・
アナログ/デジタル変換器、6・・・位置検出回路、7
・・・第1画像メモリ、8・・・第2画像メモリ、9・
・・切換スイッチ、10・・・相関演算器、11・・・
ピーク検出器。

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. (1) 移動体を所定の視野で撮影し、該撮影した一画
    面分の画像から前記移動体の画像の一部である独特なパ
    ターン画像を含む所定領域の第1の部分画像の位置を指
    定し、該位置指定した時刻上〇における前記第1の部分
    画像と、所定時間経過後の時刻1.(=1o+Δt)に
    おける同一位置から取り出した第2の部分画像との相互
    相関をめ、該相互相関が最大となる前記第1、第2の部
    分画像間のずれ量から前記第1の部分画像の移動位置を
    検出し、続いて時刻t、(=t1十7t)K、f、iけ
    る前記検出した移動位置から取り出した第3の部分画像
    との相互相関をめ、同様にして前記第1の部分画像の移
    動位置を検出し、これを繰り返し実行することKより前
    記移動体を追跡するようにしたことを特徴とする移動体
    の追跡方法。
  2. (2) 前記第1の部分画像の位置指定は、前記一画面
    分の画像をモニタテレビ忙映し出し、該モニタテレビ画
    面上で第1の部分画像の位置をライトベンによって指定
    することにより行なう特許請求の範囲第(1)項記載の
    移動体の追跡方法。
  3. (3)前記第1の部分画像の位置指定は、前記移動体の
    独特なパターン画像を予め記録しておぎ、このパターン
    画像と前記一画面分の画像との相互相関が最大となる該
    パターン画像の位置によって指定する特許請求の範囲第
    (1)項記載の移動体の追跡方法。
JP58128785A 1983-07-15 1983-07-15 移動体の追跡方法 Pending JPS6021472A (ja)

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JP (1) JPS6021472A (ja)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH01130288A (ja) * 1987-11-16 1989-05-23 Toyo Syst Kaihatsu Kk コンピュータによる移動物体の動作解析方法

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH01130288A (ja) * 1987-11-16 1989-05-23 Toyo Syst Kaihatsu Kk コンピュータによる移動物体の動作解析方法

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