JP2021057742A - 撮像制御装置及び撮像装置 - Google Patents
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Abstract
Description
所定の経路に沿って移動する移動体(61)に配置された第1撮像装置(14)を制御する撮像制御装置(12)であって、
前記移動体が前記経路に沿って移動する間の前記第1撮像装置の撮像領域の明るさの変化を示す変化情報を取得する変化情報取得部(41)と、
前記移動体の位置を示す位置情報を取得する位置情報取得部(42)と、
前記変化情報及び前記位置情報に基づき前記第1撮像装置を制御する制御部(45)と、を備える、
撮像制御装置である。
前記変化情報及び前記位置情報に基づき、前記撮像領域の明るさを予測する予測部(44)をさらに備え、
前記制御部は、前記撮像領域の明るさの変化度合いが所定値以上であると前記予測部が予測した場合、前記第1撮像装置の感度を変更する。
前記変化情報及び前記位置情報に基づき、前記撮像領域の明るさを予測する予測部をさらに備え、
前記制御部は、前記撮像領域の明るさが略周期的に変化すると前記予測部が予測した場合、前記第1撮像装置の撮像周期を変更する。
前記移動体が前記経路に沿って移動する間に前記撮像領域を撮像する第2撮像装置(13)から、前記第2撮像装置によって撮像された画像を示す画像情報を取得する画像情報取得部(21)と、
前記画像情報に基づき前記変化情報を作成する変化情報作成部(24)と、をさらに備える。
1.実施形態
(1)監視システムの構成例
(2)動作例1
(3)動作例2
2.本実施形態の特徴
3.補足事項
<(1)監視システムの構成例>
本発明の実施形態について、図面を参照しながら説明する。図1は、本実施形態の監視システムの構成を示す図である。図2は、本実施形態の監視システムが搭載される車両の断面図である。図1及び図2に示されるように、本実施形態の監視システム10は、輝度記録装置11、撮像制御装置12、輝度観測用カメラ13、車内監視用カメラ14及び画像情報蓄積部15を含んで構成される。監視システム10は、車両61に搭載される。なお、輝度記録装置11、撮像制御装置12及び画像情報蓄積部15のうちのいずれかは、車両61の外部に配置され、通信によって他の装置と情報のやり取りを行ってもよい。車両61は、本発明でいう「移動体」の一具体例である。
輝度観測用カメラ13は、車両61が経路に沿って移動する間に、車両61の内部を撮像する。本実施形態では、輝度観測用カメラ13は、たとえば、CCD(Charge-Coupled Device)イメージセンサまたはCMOS(Complementary Metal-Oxide-Semiconductor)イメージセンサなどの撮像素子を有するデジタルカメラである。輝度観測用カメラ13は、たとえば、一定のゲイン、一定のフレームレート及び一定の絞りで車両61の内部を撮像する。ここで、ゲインは、たとえば、CCDイメージセンサまたはCMOSイメージセンサによって生成された電気信号の増幅率である。フレームレートは、単位時間に撮像して生成される静止画像数(以下、フレーム数またはコマ数と称することがある。)である。ゲイン、フレームレート及び絞りが一定であるため、輝度観測用カメラ13によって撮像された画像の明るさは、周囲環境の輝度が反映される。具体的には、輝度観測用カメラ13は、車両61が影72などの暗い環境を通過するときに、その環境の輝度が反映された暗い画像を生成し、車両61が影72以外の明るい環境を通過するときに、その環境の輝度が反映された明るい画像を生成する。輝度観測用カメラ13は、一定のフレームレートで画像を生成する毎に、当該画像を含む画像情報を輝度記録装置11へ送信する。輝度観測用カメラ13は、本発明でいう「第2撮像装置」の一具体例である。
車内監視用カメラ14は、車両61に搭載される。本実施形態では、車内監視用カメラ14は、たとえば、CCDイメージセンサまたはCMOSイメージセンサなどの撮像素子を有するデジタルカメラである。車内監視用カメラ14の撮像領域は、車両61の内部である。車内監視用カメラ14は、車両61の内部の監視に用いられ、撮像制御装置12の制御に従って動作する。具体的には、車内監視用カメラ14は、たとえば、撮像制御装置12によって設定されたゲイン及びフレームレートで車両61の内部を撮像する。車内監視用カメラ14は、撮像結果である動画を画像情報蓄積部15に保存する。車内監視用カメラ14は、本発明でいう「第1撮像装置」及び「撮像装置」の一具体例である。
画像情報蓄積部15は、たとえば、ハードディスクドライブまたは不揮発性メモリなどの記憶装置であり、輝度観測用カメラ13及び車内監視用カメラ14によって撮像された動画を保存する。なお、画像情報蓄積部15は、車両61の外部に設置されるサーバであってもよい。
図4は、本実施形態の監視システムにおける輝度記録装置の構成を示す図である。図4に示されるように、本実施形態では、輝度記録装置11は、画像情報取得部21、GPS受信機22、カウンタ23及び画像分析部24を含んで構成される。
画像分析部24は、輝度観測用カメラ13によって撮像された画像に基づき、車両61が経路に沿って移動する間の車両61の内部の明るさの変化を示す変化情報を作成する。本実施形態では、画像分析部24は、画像情報取得部21から画像情報を受けると、画像情報に含まれる画像を分析し、その画像の明るさ(以下、参照輝度と称することがある。)を算出する。詳細には、画像分析部24は、たとえば、画像を構成するすべての画素についてそれぞれ輝度値を取得し、これらの輝度値の平均を参照輝度として算出する。そして、画像分析部24は、参照輝度を示す輝度情報を生成する。なお、画像分析部24は、画像における特定の部分を構成する画素の輝度値の平均を参照輝度として算出してもよい。また、画像分析部24は、中央値などの平均値以外の統計値を参照輝度として算出してもよい。画像分析部24は、本発明でいう「変化情報作成部」の一具体例である。
図5は、本実施形態の監視システムにおける撮像制御装置の構成を示す図である。図5に示されるように、本実施形態では、撮像制御装置12は、変化情報取得部41、GPS受信機42、カウンタ43、輝度変化予測部44及び制御部45を含んで構成される。
本実施形態では、変化情報取得部41は、たとえば、経路IDによって管理されたスケジュールで列車が運行される前に、当該経路IDを含む時系列の分析情報すなわち変化情報を画像情報蓄積部15から取得する。変化情報取得部41は、取得した変化情報を輝度変化予測部44へ出力する。
輝度変化予測部44は、カウンタ43が保持するカウント値を参照し、現在の時刻(以下、現在時刻と称することがある。)を確認する。また、輝度変化予測部44は、たとえば、変化情報取得部41から変化情報を受け、列車の運行が開始された後、所定のフレーム数ごとの定期的なタイミング(以下、予測タイミングと称することがある。)において、GPS受信機42から第2GPS情報を取得し、現在の車両61の位置(以下、現在位置と称することがある。)を確認する。なお、予測タイミングは、所定の秒数ごとの定期的なタイミング、または不定期なタイミングであってもよい。
制御部45は、輝度変化予測部44の予測結果に基づき、車内監視用カメラ14を制御する。具体的には、制御部45は、車両61の内部の明るさの変化がしきい値Thc以上であると輝度変化予測部44が予測した場合、車内監視用カメラ14を制御する。
次に、本実施形態の輝度記録装置における変化情報生成処理について、図7を参照しながら説明する。図7は、本実施形態における輝度記録装置における変化情報生成処理を示すフローチャートである。
車両61が、経路IDによって管理されたスケジュールで運行される状況を想定する。輝度観測用カメラ13は、一定のゲイン、一定のフレームレート及び一定の絞りで車両61の内部を撮像し、撮像結果の画像を含む画像情報を輝度記録装置11へ送信する(S100)。
次に、輝度記録装置11における画像情報取得部21は、輝度観測用カメラ13から画像情報を受信するまで待機し(S102でNO)、輝度観測用カメラ13から画像情報を受信すると、画像情報を画像分析部24へ出力する(S102でYES)。
次に、画像分析部24は、画像情報に含まれる画像を分析し、その画像の明るさすなわち参照輝度を算出する。画像分析部24は、参照輝度を示す輝度情報を生成する(S104)。
次に、画像分析部24は、GPS受信機22から第1GPS情報を取得する(S106)。
次に、画像分析部24は、カウンタ23が保持するカウント値を参照し、当該画像の撮像時刻を示す撮像時刻情報を生成する(S108)。
次に、画像分析部24は、経路IDを示す経路情報と、輝度情報、第1GPS情報、撮像時刻情報及び画像情報とをまとめた分析情報を画像情報蓄積部15に保存する(S110)。
次に、画像情報取得部21は、車両61の運行が終了しない場合(S112でNO)、輝度観測用カメラ13から新たな画像情報を受信するまで待機する(S102でNO)。
次に、車両61の運行が終了した場合(S112でYES)、変化情報生成処理が終了する。このとき、画像情報蓄積部15には、車両61が経路に沿って移動する間の時系列の分析情報すなわち変化情報が蓄積される(S114)。
<制御処理>
次に、本実施形態の撮像制御装置における制御処理について、図8を参照しながら説明する。図8は、本実施形態における撮像制御装置における制御処理を示すフローチャートである。
たとえば、輝度記録装置11が変化情報を生成した翌日に、車両61が、経路IDによって管理されるスケジュールで運行される状況を想定する(S200)。
次に、変化情報取得部41は、当該スケジュールで列車が運行される前に、当該経路IDを含む時系列の分析情報すなわち変化情報を画像情報蓄積部15から取得し、取得した変化情報を輝度変化予測部44へ出力する(S202)。
次に、輝度変化予測部44は、変化情報取得部41から変化情報を受けて、カウンタ43が保持するカウント値に基づく現在時刻を確認しながら定期的な予測タイミングが到来するまで待機する(S204でNO)。そして、輝度変化予測部44は、予測タイミングが到来すると(S204でYES)、GPS受信機42から第2GPS情報を取得し、現在の車両61の位置すなわち現在位置を確認する(S206)。
次に、輝度変化予測部44は、変化情報ならびに現在位置及び現在時刻に基づき、車両61が現在位置を1日前に走行したときの参照輝度の時間変化を取得する(S208)。
次に、輝度変化予測部44は、現在時刻から数フレーム分または数秒分先の未来までの車両61の内部の明るさが、取得した参照輝度の時間変化と同様に変化すると予測し、当該時間変化を含む輝度変化予測情報を制御部45へ出力する(S210)。
次に、制御部45は、輝度変化予測部44から受けた輝度変化予測情報に基づき、予測輝度レンジがしきい値Thc以上であるか否かを判定する(S212)。
次に、制御部45は、予測輝度レンジがしきい値Thc以上である場合(S212でYES)、車内監視用カメラ14の撮像条件を変更する撮像条件変更処理を行う(S214)。撮像条件変更処理の詳細については、後述する。
次に、輝度変化予測部44は、車両61の運行が終了するまでは(S216でNO)、新たな予測タイミングが到来するまで待機する(S204でNO)。
次に、車両61の運行が終了した場合(S216でYES)、制御処理が終了する。車両61が運行する間、画像情報蓄積部15には、車内監視用カメラ14によって撮像された動画が蓄積される(S218)。
次に、本実施形態の撮像制御装置における制御処理の一部である撮像条件変更処理について、図9を参照しながら説明する。図9は、本実施形態の撮像制御装置における撮像条件変更処理を示すフローチャートである。図9の撮像条件変更処理は、図8の制御処理のステップS214における動作の詳細を示している。
制御部45は、参照輝度の時間変化を示す波形を時間で微分することによって、参照輝度の変化割合を算出する(S302)。
次に、制御部45は、参照輝度の変化割合の大きさがしきい値Thi以上となる場合(S304でYES)、参照輝度の時間変化が略周期的であるか否かを判定する(S306)。
次に、制御部45は、参照輝度の時間変化が略周期的であると判定した場合(S306でYES)、車両61の内部が暗くなったときに車内監視用カメラ14を露光させないように、車内監視用カメラ14のフレームレートを変更する(S308)。
一方、制御部45は、参照輝度の時間変化が略周期的でないと判定した場合(S306でNO)、補正輝度が滑らかに変化するように、車内監視用カメラ14のゲインを変更する(S310)。
次に、制御部45は、参照輝度の変化割合の大きさがしきい値Thiより小さい場合(S304でNO)、車内監視用カメラ14のフレームレートを変更した場合(S308)、または車内監視用カメラ14のゲインを変更した場合(S310)、撮像条件変更処理を終了する(S312)。
上記構成の撮像制御装置によれば、明るさが非周期的に変化する車両61の内部においても、変化情報及び第2GPS情報に基づき車両61の内部の明るさを予測することができるので、その明るさに応じた制御を車内監視用カメラ14に行うことができる。具体的には、たとえば、車両61の内部が暗くなると予測されるときには、車内監視用カメラ14に対して暗い環境に適した撮像を行わせ、また、車両61の内部が明るくなると予測されるときには、車内監視用カメラ14に対して明るい環境に適した撮像を行わせることができる。これにより、動画の画面のちらつきを抑制することができる。
以上、本発明の実施形態についての具体的な説明を行った。上記説明では、あくまで一実施形態としての説明であって、本発明の範囲はこの一実施形態に留まらず、当業者が把握可能な範囲にまで広く解釈されるものである。
11…輝度記録装置
12…撮像制御装置
13…輝度観測用カメラ
14…車内監視用カメラ
15…画像情報蓄積部
21…画像情報取得部
22…GPS受信機
23…カウンタ
24…画像分析部
41…変化情報取得部
42…GPS受信機
43…カウンタ
44…輝度変化予測部
45…制御部
61…車両
61a…車両窓
61b…車両ドア
71…鉄橋
72…影
Claims (5)
- 所定の経路に沿って移動する移動体に配置された第1撮像装置を制御する撮像制御装置であって、
前記移動体が前記経路に沿って移動する間の前記第1撮像装置の撮像領域の明るさの変化を示す変化情報を取得する変化情報取得部と、
前記移動体の位置を示す位置情報を取得する位置情報取得部と、
前記変化情報及び前記位置情報に基づき前記第1撮像装置を制御する制御部と、を備える、
撮像制御装置。 - 前記変化情報及び前記位置情報に基づき、前記撮像領域の明るさを予測する予測部をさらに備え、
前記制御部は、前記撮像領域の明るさの変化度合いが所定値以上であると前記予測部が予測した場合、前記第1撮像装置の感度を変更する、
請求項1に記載の撮像制御装置。 - 前記変化情報及び前記位置情報に基づき、前記撮像領域の明るさを予測する予測部をさらに備え、
前記制御部は、前記撮像領域の明るさが略周期的に変化すると前記予測部が予測した場合、前記第1撮像装置の撮像周期を変更する、
請求項1に記載の撮像制御装置。 - 前記移動体が前記経路に沿って移動する間に前記撮像領域を撮像する第2撮像装置から、前記第2撮像装置によって撮像された画像を示す画像情報を取得する画像情報取得部と、
前記画像情報に基づき前記変化情報を作成する変化情報作成部と、をさらに備える、
請求項1から請求項3のいずれか1項に記載の撮像制御装置。 - 請求項1から請求項4のいずれか1項に記載の撮像制御装置と、
前記撮像領域を撮像する撮像素子と、を備える
撮像装置。
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