JP3718579B2 - 映像監視システム - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、陸上に固定された撮像装置又は空中に浮揚した撮像装置により比較的広範囲の地域の映像データを得、このデータを基に当該地域の道路の交通状況や災害発生状況等を収集して監視する映像監視システムに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、地上高所に設置されたカメラ、あるいはヘリコプター、気球、飛行船、飛行機、周回衛星に搭載されたカメラにより、広範囲の地域の映像データを得、この映像データを通信回線により情報センターに送り、情報センターでは当該地域の道路交通状況（例えば渋滞、交通事故）や災害状況（例えば地震、火災、風水害、土砂崩れ、道路崩壊、爆発事故）を監視し、必要ならばその具体的な場所を特定し、的確な緊急対策を講じることができるような交通管制システムや災害対策システムが提案されている。
【０００３】
例えば、リモートセンシングを応用した災害時の危機管理情報システムが開発されている（1996年６月１７日「日本経済新聞」）。このシステムは、衛星から送られてくる地表のデータを即時に画像処理して災害地図を作成し、さまざまの通信網を通して関係期間に情報を提供して、地震や山火事などの規模の大きな災害の被害状況の把握と復旧対策に役立てようとするものである。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、前記のようなシステムでは、渋滞、事故又は災害の発生した具体的な場所を特定するのに、画面を見る人間の判断に頼っていた。
例えばリモートセンシング画像で山火事の発生を認めた場合、それがどの地域に起こっているのかは、人間が、リモートセンシング画像を見ながら、経験的に地域を特定するしかなく、時間のかかるものであった。さらに、人間が画像を見るため、実際の位置との対応（例えば「××道路を△△交差点からどの方向に何ｍの地点」といった数値的な対応）が正確に求められなかった。
【０００５】
一方、全国の道路や施設の情報をディジタル化して記憶媒体に収納し、地名を検索したり、ルート案内をさせるディジタル地図技術が実用されている。
そこで、本発明は、このようなディジタル地図技術を利用して、交通管制システムや災害対策システムにおいて、具体的な道路や施設の特定を容易に行うことができる映像監視システムを実現することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明の映像監視システムは、地上の地域を撮像する撮像装置と、前記撮像装置で撮像された映像データを取得する映像データ取得手段と、少なくとも道路を含むディジタル地図情報を記憶する地図記憶手段と、前記ディジタル地図情報を基にして、前記撮像装置の位置から俯瞰する方向に眺めたディジタル俯瞰地図を作成する３次元ＣＧデータ作成手段と、前記映像データ取得手段で取得された映像データに係る映像に、前記３次元ＣＧデータ作成手段で作成されたディジタル俯瞰地図を重ね合わせて表示させる重複表示手段と、画面の上で任意の場所を指定しマニュアルで入力操作する入力手段と、前記画面の上で、前記入力手段により場所が入力された場合に、重ね合わされたディジタル地図情報に基づいて、入力された場所に対応する地点、道路又は区域のデータを自動的に特定する場所特定手段とを備えるものである（請求項１）。
【０００８】
これによれば、３次元ＣＧ技術を利用して撮像装置の位置から俯瞰する方向に眺めたディジタル俯瞰地図を作成し、同地域の映像データと重ね合わせ、この重ね合わせた画面の上で災害現場等の場所をマニュアルで指定し入力することができる。そして、ディジタル地図の上で入力された場所に対応する地点、道路又は区域のデータを自動的に特定することができる。
【０００９】
前記映像データ取得手段は、映像データを伝送する通信回線を通して映像データを取得するものでもよく（請求項２）、映像記録媒体を通して映像データを取得するものでもよい（請求項３）。
前者であれば、オンラインでリアルタイムの情報を得ることができるので、現在発生している災害や事故の分析や交通状況の把握に有利である。後者であればバッチ処理で情報を得ることができるので、過去に起こった災害や事故の分析や交通状況の解析・評価に最適である。
【００１０】
前記撮像装置は、その姿勢を検出する姿勢センサを有し、３次元ＣＧデータ作成手段は、姿勢センサにより検出された姿勢データを利用して３次元ＣＧデータを作成するものであってもよい（請求項４）。
姿勢センサを有していれば、撮像装置の姿勢が変わったときに、その変化後の位置を知ることができ、３次元ＣＧデータ作成手段は、その変化後の位置に基づいてディジタル俯瞰地図を作成することができる。
【００１１】
前記撮像装置は、その位置を検出する位置センサを有し、３次元ＣＧデータ作成手段は、位置センサにより検出された位置データを利用して３次元ＣＧデータを作成するものであってもよい（請求項５）。
位置センサを有していれば、撮像装置の位置が変わったときに、その変化後の位置を知ることができ、３次元ＣＧデータ作成手段は、その変化後の位置に基づいてディジタル俯瞰地図を作成することができる。
【００１２】
本発明の映像監視システムは、地上の地域を撮像する撮像装置と、前記撮像装置で撮像された映像データを取得する映像データ取得手段と、少なくとも道路を含むディジタル地図情報を記憶する地図記憶手段と、前記ディジタル地図情報を基にして、前記撮像装置の位置から俯瞰する方向に眺めたディジタル俯瞰地図を作成する３次元ＣＧデータ作成手段と、前記映像データ取得手段で取得された映像データに係る映像に、前記３次元ＣＧデータ作成手段で作成されたディジタル俯瞰地図を重ね合わせて表示させる重複表示手段と、俯瞰する位置と方向とをマニュアル操作でずらす調節手段とを備え、前記撮像装置は、その姿勢を検出する姿勢センサを有し、前記３次元ＣＧデータ作成手段は、姿勢センサにより検出された姿勢データをデフォルト値としてディジタル俯瞰地図を作成することができるとともに、前記調節手段によりずらされた位置と方向とに基づいて補正されたディジタル俯瞰地図を作成することができるものであってもよい（請求項６）。
前記撮像装置は、姿勢センサに代えてその位置を検出する位置センサを有し、前記３次元ＣＧデータ作成手段は、位置センサにより検出された位置データをデフォルト値としてディジタル俯瞰地図を作成するものでもよい（請求項７）。
さらに、前記撮像装置は、姿勢センサにと位置センサとを有し、前記３次元ＣＧデータ作成手段は、姿勢センサにより検出された姿勢データ及び位置センサにより検出された位置データをデフォルト値としてディジタル俯瞰地図を作成するものでもよい（請求項８）。
【００１３】
これらの構成であれば、調節手段によりディジタル俯瞰地図を作成する位置と方向とを調節することができるので、撮像装置の取付け位置や方向がずれたときでも、正確な重ね合わせ画面を得ることができる。
前記映像監視システムは、請求項１記載の構成に加えて、場所特定手段により地点、道路又は区域のデータが特定された場合に、当該地点、道路又は区域を通る道路の通行時間（リンクコスト）情報又は交通規制情報を加味して、経路を計算する経路計算手段をさらに有するものであってもよい（請求項９）。
【００１４】
この構成であれば、災害や事故の起こった場所の近くの道路が通行できなかったり、渋滞したりすることを見越して、経路を計算することができる。
本発明の映像監視システムは、地上の地域を撮像する撮像装置と、前記撮像装置で撮像された映像データを取得する映像データ取得手段と、少なくとも道路を含むディジタル地図情報を記憶する地図記憶手段と、前記ディジタル地図情報を基にして、前記撮像装置の位置から俯瞰する方向に眺めたディジタル俯瞰地図を作成する３次元ＣＧデータ作成手段と、前記映像データ取得手段で取得された映像データに係る映像に、前記３次元ＣＧデータ作成手段で作成されたディジタル俯瞰地図を重ね合わせて表示させる重複表示手段とを備え、前記重複表示手段は、映像データ取得手段で取得された映像データに係る映像に、前記３次元ＣＧデータ作成手段で作成されたディジタル俯瞰地図を重ね合わせて表示させるときに、いずれの画像をより強調するかを設定することができる画像重み付け手段をさらに備えるものである（請求項１０）。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を、添付図面を参照しながら詳細に説明する。
−実施形態１−
図１は、映像監視システムの概要を示すブロック図である。
映像監視装置１は、地上の地域を撮像するカメラ２と、前記カメラ２で撮像された映像データ及びカメラ２の位置・姿勢データを伝送する光ファイバ回線（光空間伝送や無線通信回線でもよい）２ａ及び受信回路２ｂと、ディジタル地図情報を記憶するディジタル地図メモリ３と、受信回路２ｂにより受信されたカメラ２の位置・姿勢データ又は手動で入力された位置・姿勢データに基づいて、ディジタル地図から、前記カメラ２の位置から俯瞰する方向に眺めたディジタル俯瞰地図を作成する３次元ＣＧデータ作成回路４と、前記受信回路２ｂにより受信された映像データに係る映像に、前記３次元ＣＧデータ作成回路４で作成されたディジタル俯瞰地図を重ね合わせて表示器６に表示させる画面合成回路５と、表示器６に表示された合成画面の所定の位置をクリックするためのクリック指定装置（マウス）７と、クリックされた位置に相当するリンクを認識するリンク認識回路８と、情報センター２５にリンク情報を送る送信回路２３を備える。
【００１６】
前記ディジタル地図は、道路（高速自動車国道、自動車専用道、一般国道、都道府県道、指定都市の市道、その他の生活道路を含む。）の交差点又は折曲点等に相当するノードとノード同士をつなぐリンクとの組み合わせからなる道路地図のことである。
ここで、「ノード」とは、一般に道路の交差点や折曲点を特定するための座標位置のことであり、交差点を表すノードを交差点ノード、道路の折曲点（交差点を除く）を表すノードを補間点ノードという。各ノードをつないだベクトルが「リンク」であり、ノード番号、ノード座標のデータを含む。ノード座標は２次元座標でも３次元座標でもよい。リンクデータは、リンク番号、リンクの始点ノードへのポインタ及びリンクの終点ノードへのポインタ、リンクの距離、リンクの方向、その方向における所要時間（コスト）、国道等道路の種別のデータを含む。さらに、一方通行、右折禁止、左折禁止、有料道路等のデータ、建物等の施設や山、川等の背景データ、名称データを含んでいてもよい。さらに、道路を、図２(b) のような塗りつぶしで表示する場合や、二本線で表示する場合であれば、道路幅のデータを持つか、道路の両端の線に沿った２本のベクトルのデータを持つ必要がある。また道路標示、路側帯、路側壁のデータを持ってもよい。
【００１７】
前記カメラ２は、山の上、塔の上等の、地上の地域を見下ろすような場所、又はヘリコプター、気球、飛行船、衛星等の空中に浮遊した物体に取り付けられている。その取付け位置及び俯瞰姿勢は取付け時に任意に設定できるが、取付け後もリモートコントロール等で任意に変更できるものとする。そして、その位置・姿勢データは、カメラ２に付属しているＧＰＳ(Global Positioning System) 受信機等の位置・姿勢センサ（図示せず）により検出され、映像データとともに、光ファイバ回線２ａを通して受信回路２ｂに送られる。
【００１８】
受信回路２ｂは、前記光ファイバ回線２ａを通して送られてきた映像データ及び位置・姿勢データをそれぞれ分離し、映像データを画面合成回路５に送り、位置・姿勢データを、スイッチ回路２ｃを通して３次元ＣＧデータ作成回路４に送る。スイッチ回路２ｃは、位置・姿勢センサにより検出された位置・姿勢データと、手動で入力される位置・姿勢データとの切換えをするものである。手動で入力される位置・姿勢データのデフォルト値は、常に位置・姿勢センサにより検出された位置・姿勢データになっている。
【００１９】
一方、３次元ＣＧデータ作成回路４は、ディジタル地図メモリ３からディジタル地図を読み出し、回転、拡大・縮小、平行移動等の３次元コンピュータグラフィックス処理（３次元コンピュータグラフィックス技術自体は公知技術であり、例えば特開平６−８３９３７号公報、特開平５−２０３４５７号公報参照）を施して、前記カメラ２の位置から原寸大のディジタル地図を俯瞰するように眺めたディジタル俯瞰地図を作成する。ディジタル地図が３次元座標を含むときは、坂道なども表すことができる。
【００２０】
画像合成回路５は、前記ディジタル俯瞰地図と撮像した映像とを表示器６に重ねて表示させる。重ねる方法には、例えばフレームメモリを複数用意し、同期していない互いに異なる信号を同期させて合成するフレームシンクロナイズという方法を採用することができる（このような画面合成装置の例として、ソニー株式会社デジタルＳＥＧ「ＸＶ−Ｄ１０００」が市販されている）。この画面合成において、どちらかの画像をより強調したいときは、ユーザが所定の操作をして合成の重み付けを変えることができる。
【００２１】
また、背景を青にしてコンピュータグラフィックス画面を作成し、クロマキー技術を用いて合成することもできる。
合成画面において、操作者がマウス７によって事件発生場所をクリックすれば、そのクリックされたリンクとその正確な位置座標（例えば緯度経度や交差点からの方向と距離）がリンク認識回路８により認識されるようになっている。選択されたリンクを点滅表示したり色を変えたりすることによって、どのリンクが選択されたのか操作者は認識することができる。このとき、事件の種類を手動で入力できるようにすることが好ましい。
【００２２】
なお、道路の認識において、処理の種類を指定することにより事件発生場所を囲む道路を認識するようにしてもよく、事件発生場所の指定により、自動的に一定範囲の区域や、その範囲内にある道路を認識するようにしてもよい。さらに、道路ではなく、施設や地形そのものを特定したい場合には、処理の種類を指定し、特定する対象をクリックするとクリックした位置と３次元ＣＧ表示との関係から、システム内で正確な位置座標を認識することができる。
【００２３】
図２(a) はカメラ２によって写した映像を示し、図２(b) は同じ場所を同じ位置・角度から眺めたディジタル俯瞰地図を映像と重ねた画面示す。
図２(a) の映像では、道路のすべてが必ずしも明視できるように映っていないが、図２(b) のディジタル俯瞰地図では、先のほうにある道路Ａ〜Ｅまでが明確に表示されている。
【００２４】
ディジタル俯瞰地図において、道路を、図２(b) のように塗りつぶしで表示してもよく、塗りつぶしでなくワイヤフレームによる表示（二本線）でもよい。また、側壁、路側帯、歩道を付けたりセンターラインを付けたりしてもよく、コーナーでは角を落として曲線で表現してもよい（特開平５−８６５１９号公報参照）。また、例えば国道以上の道路に表示を限ってもよく、道路の種別に応じて色や線の太さを変えてもよい。さらに交差点からの距離が分かるように、道路に垂直な線を表示してもよい。
【００２５】
なお、合成画面の所定の位置をマウスでクリックする以外に、地名等の名称や番号をキーボードで入力してもよく、該当するデータをウィンドウ等に表示させ選定してもよい。
操作者は、表示された画面から、事件発生場所や交通状況、道路状況を把握し、特定の出発地点から特定の目的地点までの事件発生場所やその周辺道路を極力回避する経路を決定することができる。
【００２６】
また、事件発生場所に対応する具体的な地点、線、区域の情報をそのまま、又は地図データの形で情報センター２５等に送ることができる。
また、予め登録した電話番号と、位置座標、住所若しくは施設名との対応データをメモリに記憶しておけば、事件発生場所に対応する区域にある建物について電話番号が分かるので手動により又は自動的に電話による警報サービスを行うことができる。
【００２７】
なお、図２(b) のディジタル俯瞰地図では、道路の３次元ＣＧデータが表示されていたが、ディジタル俯瞰地図が道路のデータ以外に、背景データや名称データを持っている場合に、これらのデータを、道路とともに表示するようにしてもよい。
図３は、道路の路線番号や方位、建物やその名称を３次元ＣＧ処理をして表示した画面を示している。
【００２８】
図３において、道路の路線番号（又は路線名）を道路脇に表示することによって、操作者は、単に道路だけを表示する場合よりも、場所を正確に特定することができる。建物の表示があれば、これをクリックして場所を指定することも可能になる。名称を併記するとさらに分かりやすい。方位を表示するようにすれば、カメラが回転する場合の方位の認識が容易にできる。また、距離表示（破線）を行っているので、大まかな距離間隔がつかめる。
【００２９】
なお、これら道路の路線番号や方位、建物やその名称以外にも、緯度経度の表示、地図番号の表示等を行ってもよい。
ここで、マウスのクリックによってリンクを認識する場合、交差点を認識する場合、施設を認識する場合、街区を認識する場合の、対象が指定される様子を図４から図１６を用いて説明する。
【００３０】
図４は、指定したい対象を選択するためのメニュー画面を示すである。図４の枝「最近傍リンク」はクリックしたリンク又はクリックした位置に最も近いリンクを指定したいときに設定する。「周囲リンク」はクリックしたリンク又はクリックした位置に最も近いリンクと、このリンクに接続するリンクにより事件発生場所を囲む道路を認識するときに設定する。「接続リンク」はクリックしたリンク又はクリックした位置に最も近いリンク、及びそれに接続するリンクを指定したいときに設定する。「交差点」「施設」「街区」は、それぞれ交差点、施設、街区を指定したいときに設定する。
【００３１】
図５は、メニューの階層構造を示すとともに、各階層に対応する本願添付の図面番号を示す図である。「片方向」はリンクの方向を限定したい場合に設定し、「両方向」はリンクの方向を限定しない場合に設定する。「前」はリンクの始点ノードに接続するリンクを指定したい場合に設定し、「後」はリンクの終点ノードに接続するリンクを指定したい場合に設定する。
【００３２】
図６(a) は、片方向の最近傍リンクを指定する場合の画面図であり、×印はクリック位置を表す。図６(b) はリンクから外れた位置をクリックした場合の画面図であり、最近傍リンクが指定されている。
図７(a) は、両方向の最近傍リンクを指定する場合の画面図であり、×印はクリック位置を表す。図７(b) はリンクから外れた位置をクリックした場合の画面図である。
【００３３】
図８(a) は、片方向の周囲リンクを指定する場合の画面図であり、片方向の最近傍リンクを指定すると、そのリンクから左を見た街区が指定される。左を見た街区を指定するようにしたのは左側通行としたからである。図８(b) はリンクから外れた位置をクリックした場合の画面図である。
図９(a) は、両方向の周囲リンクを指定する場合の画面図である。図９(b) はリンクから外れた位置をクリックした場合の画面図である。
【００３４】
図１０(a) は、片方向接続前リンクを指定する場合の画面図である。十字交差点があるから接続前リンクは３本存在する。図１０(b) はリンクから外れた位置をクリックした場合の画面図である。
図１１(a) は、片方向接続後リンクを指定する場合の画面図である。十字交差点があるから接続後リンクは３本存在する。図１１(b) はリンクから外れた位置をクリックした場合の画面図である。
【００３５】
図１２(a) は、両方向接続前リンクを指定する場合の画面図である。当該リンクの前後に十字交差点があるから接続前リンクは３本×２で計６本存在する。図１２(b) はリンクから外れた位置をクリックした場合の画面図である。
図１３(a) は、両方向接続後リンクを指定する場合の画面図である。当該リンクの前後に十字交差点があるから接続後リンクは３本×２で計６本存在する。図１３(b) はリンクから外れた位置をクリックした場合の画面図である。
【００３６】
図１４(a) は、交差点を指定する場合の画面図である。図１４(b) は、交差点から外れた位置をクリックした場合の画面図であり、この場合外した位置から最も近い交差点が選択される。
図１５(a) は、建物を指定する場合の画面図である。図１５(b) は、建物から外れた位置をクリックした場合の画面図である。
【００３７】
図１６(a) は、街区を指定する場合の画面図である。図１６(b) は、街区から外れた位置をクリックした場合の画面図である。
前記以外に、例えば立体交差や階層道路（高速道路の下を一般道路が平行している道路）を指定する場合は、最初のクリックで最も上のリンクが選択されるようにしておき、さらに下のリンクを選択したい場合は、図１７に示すようなウィンドウを表示し、クリックの回数や数字の入力により下のリンクを選択できるようにすればよい。選択されたリンクの確認は、前述したように色変えや点滅表示によってすることができる。リンクが密集してうまくリンク指定できないときは拡大画面を用いて指定するようにすればよい。
【００３８】
次に、重ね合わされた画像にずれがある場合の措置を説明する。
まず、座標系について説明する。図１８に示すように、地表面座標系ＸＹＺと、カメラ座標系ｕｖｗとを定義する。地表面座標系ＸＹＺは、北方向にＹ軸をとり、Ｙ軸方向に対して右（東）方向にＸ軸をとる。また、地表面の鉛直方向にＺ軸をとる。
【００３９】
また、カメラ２のレンズ中心を原点にとり、レンズの主軸方向にｗ軸をとり、主軸方向に向かって右にｕ軸、主軸方向に向かって上にｖ軸をとるものとする。
Ｘ軸とｗ軸の水平偏角をθ、垂直偏角をφ、ｗ軸回りの回転角をαとする。つまり、カメラ２は、最初−Ｘ軸を向いており、θだけ右を向き、φだけ見上げ、αだけ左に首を傾けたようなイメージである。
【００４０】
カメラ２の設置位置を（ｘc ，ｙc ，ｚc ）、渋滞や災害など具体的な場所をＰ（Ｘ，Ｙ，Ｚ）、カメラ２と当該点Ｐとの相対距離を（ｘp ，ｙp ，ｚp ）とすると、
ｘp ＝ｘc −Ｘ，
ｙp ＝Ｙ−ｙc ，
ｚp ＝Ｚ−ｚc
となる。ｘp が逆になっているのはカメラ座標系とＸ軸が反対だからである。
【００４１】
画像合成回路５により、前記ディジタル俯瞰地図と撮像した映像とを表示器６に重ね合わせる場合に、ディジタル俯瞰地図と映像とが完全にピッタリ一致すればよいが、位置・姿勢センサには通常、検出誤差があるので、完全に一致するとは限らない。画面を目で見て許容できる誤差なら問題ないが、許容できないときは、不一致を補正しなければならない。そこで不一致の補正方法を説明する。
【００４２】
スイッチ回路２ｃを手動の方に切換え、カメラ２の設置位置パラメータｘc ，ｙc ，ｚc 若しくは姿勢パラメータθ，φ，α又はカメラレンズの焦点距離ｆのうち、いずれか１つ又は複数を動かしながら画面を見る。画面を見るときは、例えば、撮像した映像の中のいずれかの道路とディジタル俯瞰地図の中の対応道路とが一致するかどうか等に注目すればよい。カメラ２を左右に振りたいときはθを調節し、上下に振りたいときはφを調節し、首をかしげたいときはαを調節する。全体に縮小又は拡大させたいときは焦点距離ｆを調節する。カメラ２の設置位置ｘc ，ｙc ，ｚc は、通常調節不要と思われるが、地震台風などでカメラ２の位置がずれたと思われるときに調節する。
−実施形態２−
他の実施形態を図１９に示す。
【００４３】
この実施形態では、映像監視装置１は、図１の構成に加えて、交通管制センター２４につながる受信回路２２、認識されたリンクのコストを自動的に変更し、これと交通管制センター２４から与えられる規制情報、渋滞情報、リンクコスト情報とを加味して、所望の地点からの最短経路を計算する経路計算回路２１を有している。またこの実施形態では、カメラ２で撮像された映像データ及びカメラ２の位置・姿勢データを伝送するために衛星通信回線を利用しているところも違っている。図１９の符号２ｄ，２ｄ′はそれぞれ衛星通信用アンテナを示す。
【００４４】
前記経路計算回路２１は、手動で入力された事件の種類にもよるが、認識されたリンクとその周辺リンクを極力回避するように当該リンクのコストを自動的に変更し（例えば火事ならば、現場のリンクのコストを無限大にし、そのリンクの周辺のリンクのコストを大きくする）、これと交通管制センター２４から与えられる規制情報、渋滞情報、リンクコスト情報とを加味して、所望の地点、例えば路上ビーコン等の設置場所、消防署、警察署等からの最短経路を計算して最短経路トリー（一地点から広がる最短経路の枝の集合；特開平７−２４４７９８号公報参照）を取得し、情報センター２５にこの最短経路トリー情報を送る。
【００４５】
もちろん、送信先は情報センター２５に限定される訳ではなく、消防署、警察署に送ってもよいし、放送局に送ってもよいし、路上ビーコン等を経由して車両に直接送ってもよい。
また、経路トリー情報を送るのでなく、特定の目的地点（例えば災害現場、事故現場）に至る具体的な経路情報を送ってもよい。
【００４６】
この実施形態の説明は以上であるが、本発明は上記の実施形態に限られるものではない。
例えば、前記の実施形態では、映像監視装置１は、山の上に設置されていたが、ヘリコプター、気球、飛行船、衛星等に取付けられていてもよい。また、映像監視装置１は、映像データや位置・姿勢データを光ファイバ回線２ａ及び受信回路２ｂを通して取得していた。しかし、光ファイバ回線以外に無線回線、光空間伝送回線、有線回線、衛星回線を利用してもよい。
【００４７】
また、映像監視装置１が取得するのは生データでなく、記憶装置（ビデオテープ、ハードディスク、フロッピーディスク、光ディスク、ＤＶＤ（ディジタルビデオディスク））に一度記憶されたデータでもよい。
また、災害や事故の場合だけでなく、特定の道路の交通量や車両存在台数、渋滞長、旅行時間等の交通状況を把握し解析する場合にも本発明を使用することができる。
【００４８】
その他、本発明の範囲内で、種々の変更を施すことが可能である。
【００５０】
【発明の効果】
請求項１記載の映像監視システムによれば、３次元ＣＧ技術を利用して撮像装置の位置から俯瞰する方向に眺めたディジタル俯瞰地図を作成し、同地域の映像データと重ね合わせ、この重ね合わせた画面の上で災害現場や交通事故等の場所をマニュアルで指定し入力することができる。この場合、映像のみに基づいて場所を指定するのであれば、画像認識等の複雑な処理をしなければならないが、ディジタル俯瞰地図を用いるので、ディジタル俯瞰地図上のリンクや座標との対応関係が簡単にとれるという大きな利点がある。そして、ディジタル地図の上で入力された場所に対応する地点、道路又は区域のデータを自動的に特定することができるので、そのデータを情報センターに送信すれば、的確な対策を講じることができる。
【００５１】
請求項２記載の映像監視システムによれば、オンラインで情報を得ることができるので、現在発生している災害や事故、地点交通量、渋滞長、車両存在台数、旅行時間等の交通状況のリアルタイムの分析に有利である。
請求項３記載の映像監視システムによれば、バッチ処理で情報を得ることができるので、過去に起こった災害や事故の分析、地点交通量、渋滞長、車両存在台数、旅行時間等の交通状況の解析、評価に最適である。
【００５２】
請求項４又は５記載の映像監視システムによれば、撮像装置の位置や姿勢が変わったときでも、正確な重ね合わせ画面を得ることができる。
請求項６，７又は８記載の映像監視システムによれば、撮像装置の取り付け位置や方向がずれたときでも、正確な重ね合わせ画面を得ることができる。
請求項９記載の映像監視システムによれば、災害や事故の起こった場所の近くの道路が通行できなかったり、渋滞することを見越して、最適な経路を計算することができる。
【００５３】
請求項１０記載の映像監視システムによれば、実際の映像と、ディジタル俯瞰地図とのいずれかの画像をより強調して設定することができるので、例えば実際の映像を薄くして表示すると、地図を中心とする模式的な画面が強調され、全体の状況を把握しやすくなる。これとは逆に実際の映像を濃く表示すると、実際の交通状況などを容易に把握できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】映像監視システムの概要を示すブロック図である。
【図２】図２(a) はカメラ２によって写した映像を示し、図２(b) は同じ場所を同じ位置・角度から眺めたディジタル俯瞰地図を映像と重ねた画面を示す。
【図３】ディジタル俯瞰地図において、道路の路線番号や方位、建物やその名称を３次元ＣＧ処理をして表示した画面図である。
【図４】指定したい対象を選択するためのメニュー画面を示すである。
【図５】メニューの階層構造を示すとともに、各階層に対応する本願添付の図面番号を示す図である。
【図６】 (a) は、片方向の最近傍リンクを指定する場合の画面図であり、(b) はリンクから外れた位置をクリックした場合の画面図である。
【図７】 (a) は、両方向の最近傍リンクを指定する場合の画面図であり、(b) はリンクから外れた位置をクリックした場合の画面図である。
【図８】 (a) は、片方向の周囲リンクを指定する場合の画面図であり、(b) はリンクから外れた位置をクリックした場合の画面図である。
【図９】 (a) は、両方向の周囲リンクを指定する場合の画面図である。図９(b) はリンクから外れた位置をクリックした場合の画面図である。
【図１０】 (a) は、片方向接続前リンクを指定する場合の画面図であり、(b) はリンクから外れた位置をクリックした場合の画面図である。
【図１１】 (a) は、片方向接続後リンクを指定する場合の画面図であり、(b) はリンクから外れた位置をクリックした場合の画面図である。
【図１２】 (a) は、両方向接続前リンクを指定する場合の画面図であり、(b) はリンクから外れた位置をクリックした場合の画面図である。
【図１３】 (a) は、両方向接続後リンクを指定する場合の画面図であり、(b) はリンクから外れた位置をクリックした場合の画面図である。
【図１４】 (a) は、交差点を指定する場合の画面図であり、(b) は、交差点から外れた位置をクリックした場合の画面図である。
【図１５】 (a) は、建物を指定する場合の画面図であり、(b) は、建物から外れた位置をクリックした場合の画面図である。
【図１６】 (a) は、街区を指定する場合の画面図であり、(b) は、街区から外れた位置をクリックした場合の画面図である。
【図１７】立体交差や階層道路のようにリンクが上下に重なっている場合に、いずれかのリンクを指定するために表示される画面図である。
【図１８】地表面座標系ＸＹＺと、カメラ座標系ｕｖｗとを定義する図である。
【図１９】他の実施形態に係る映像監視システムの概要を示すブロック図である。
【符号の説明】
１ 映像監視装置
２ カメラ
２ａ 光ファイバ回線２ａ
２ｂ 受信回路
２ｃ スイッチ回路
２ｄ，２ｄ′ 衛星通信用アンテナ
３ ディジタル地図メモリ
４ ３次元ＣＧデータ作成回路
５ 画面合成回路
６ 表示器
７ マウス
８ リンク認識回路
２１ 経路計算回路
２２ 受信回路
２３ 送信回路
２４ 交通管制センター
２５ 情報センター
【発明の属する技術分野】
本発明は、陸上に固定された撮像装置又は空中に浮揚した撮像装置により比較的広範囲の地域の映像データを得、このデータを基に当該地域の道路の交通状況や災害発生状況等を収集して監視する映像監視システムに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、地上高所に設置されたカメラ、あるいはヘリコプター、気球、飛行船、飛行機、周回衛星に搭載されたカメラにより、広範囲の地域の映像データを得、この映像データを通信回線により情報センターに送り、情報センターでは当該地域の道路交通状況（例えば渋滞、交通事故）や災害状況（例えば地震、火災、風水害、土砂崩れ、道路崩壊、爆発事故）を監視し、必要ならばその具体的な場所を特定し、的確な緊急対策を講じることができるような交通管制システムや災害対策システムが提案されている。
【０００３】
例えば、リモートセンシングを応用した災害時の危機管理情報システムが開発されている（1996年６月１７日「日本経済新聞」）。このシステムは、衛星から送られてくる地表のデータを即時に画像処理して災害地図を作成し、さまざまの通信網を通して関係期間に情報を提供して、地震や山火事などの規模の大きな災害の被害状況の把握と復旧対策に役立てようとするものである。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、前記のようなシステムでは、渋滞、事故又は災害の発生した具体的な場所を特定するのに、画面を見る人間の判断に頼っていた。
例えばリモートセンシング画像で山火事の発生を認めた場合、それがどの地域に起こっているのかは、人間が、リモートセンシング画像を見ながら、経験的に地域を特定するしかなく、時間のかかるものであった。さらに、人間が画像を見るため、実際の位置との対応（例えば「××道路を△△交差点からどの方向に何ｍの地点」といった数値的な対応）が正確に求められなかった。
【０００５】
一方、全国の道路や施設の情報をディジタル化して記憶媒体に収納し、地名を検索したり、ルート案内をさせるディジタル地図技術が実用されている。
そこで、本発明は、このようなディジタル地図技術を利用して、交通管制システムや災害対策システムにおいて、具体的な道路や施設の特定を容易に行うことができる映像監視システムを実現することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明の映像監視システムは、地上の地域を撮像する撮像装置と、前記撮像装置で撮像された映像データを取得する映像データ取得手段と、少なくとも道路を含むディジタル地図情報を記憶する地図記憶手段と、前記ディジタル地図情報を基にして、前記撮像装置の位置から俯瞰する方向に眺めたディジタル俯瞰地図を作成する３次元ＣＧデータ作成手段と、前記映像データ取得手段で取得された映像データに係る映像に、前記３次元ＣＧデータ作成手段で作成されたディジタル俯瞰地図を重ね合わせて表示させる重複表示手段と、画面の上で任意の場所を指定しマニュアルで入力操作する入力手段と、前記画面の上で、前記入力手段により場所が入力された場合に、重ね合わされたディジタル地図情報に基づいて、入力された場所に対応する地点、道路又は区域のデータを自動的に特定する場所特定手段とを備えるものである（請求項１）。
【０００８】
これによれば、３次元ＣＧ技術を利用して撮像装置の位置から俯瞰する方向に眺めたディジタル俯瞰地図を作成し、同地域の映像データと重ね合わせ、この重ね合わせた画面の上で災害現場等の場所をマニュアルで指定し入力することができる。そして、ディジタル地図の上で入力された場所に対応する地点、道路又は区域のデータを自動的に特定することができる。
【０００９】
前記映像データ取得手段は、映像データを伝送する通信回線を通して映像データを取得するものでもよく（請求項２）、映像記録媒体を通して映像データを取得するものでもよい（請求項３）。
前者であれば、オンラインでリアルタイムの情報を得ることができるので、現在発生している災害や事故の分析や交通状況の把握に有利である。後者であればバッチ処理で情報を得ることができるので、過去に起こった災害や事故の分析や交通状況の解析・評価に最適である。
【００１０】
前記撮像装置は、その姿勢を検出する姿勢センサを有し、３次元ＣＧデータ作成手段は、姿勢センサにより検出された姿勢データを利用して３次元ＣＧデータを作成するものであってもよい（請求項４）。
姿勢センサを有していれば、撮像装置の姿勢が変わったときに、その変化後の位置を知ることができ、３次元ＣＧデータ作成手段は、その変化後の位置に基づいてディジタル俯瞰地図を作成することができる。
【００１１】
前記撮像装置は、その位置を検出する位置センサを有し、３次元ＣＧデータ作成手段は、位置センサにより検出された位置データを利用して３次元ＣＧデータを作成するものであってもよい（請求項５）。
位置センサを有していれば、撮像装置の位置が変わったときに、その変化後の位置を知ることができ、３次元ＣＧデータ作成手段は、その変化後の位置に基づいてディジタル俯瞰地図を作成することができる。
【００１２】
本発明の映像監視システムは、地上の地域を撮像する撮像装置と、前記撮像装置で撮像された映像データを取得する映像データ取得手段と、少なくとも道路を含むディジタル地図情報を記憶する地図記憶手段と、前記ディジタル地図情報を基にして、前記撮像装置の位置から俯瞰する方向に眺めたディジタル俯瞰地図を作成する３次元ＣＧデータ作成手段と、前記映像データ取得手段で取得された映像データに係る映像に、前記３次元ＣＧデータ作成手段で作成されたディジタル俯瞰地図を重ね合わせて表示させる重複表示手段と、俯瞰する位置と方向とをマニュアル操作でずらす調節手段とを備え、前記撮像装置は、その姿勢を検出する姿勢センサを有し、前記３次元ＣＧデータ作成手段は、姿勢センサにより検出された姿勢データをデフォルト値としてディジタル俯瞰地図を作成することができるとともに、前記調節手段によりずらされた位置と方向とに基づいて補正されたディジタル俯瞰地図を作成することができるものであってもよい（請求項６）。
前記撮像装置は、姿勢センサに代えてその位置を検出する位置センサを有し、前記３次元ＣＧデータ作成手段は、位置センサにより検出された位置データをデフォルト値としてディジタル俯瞰地図を作成するものでもよい（請求項７）。
さらに、前記撮像装置は、姿勢センサにと位置センサとを有し、前記３次元ＣＧデータ作成手段は、姿勢センサにより検出された姿勢データ及び位置センサにより検出された位置データをデフォルト値としてディジタル俯瞰地図を作成するものでもよい（請求項８）。
【００１３】
これらの構成であれば、調節手段によりディジタル俯瞰地図を作成する位置と方向とを調節することができるので、撮像装置の取付け位置や方向がずれたときでも、正確な重ね合わせ画面を得ることができる。
前記映像監視システムは、請求項１記載の構成に加えて、場所特定手段により地点、道路又は区域のデータが特定された場合に、当該地点、道路又は区域を通る道路の通行時間（リンクコスト）情報又は交通規制情報を加味して、経路を計算する経路計算手段をさらに有するものであってもよい（請求項９）。
【００１４】
この構成であれば、災害や事故の起こった場所の近くの道路が通行できなかったり、渋滞したりすることを見越して、経路を計算することができる。
本発明の映像監視システムは、地上の地域を撮像する撮像装置と、前記撮像装置で撮像された映像データを取得する映像データ取得手段と、少なくとも道路を含むディジタル地図情報を記憶する地図記憶手段と、前記ディジタル地図情報を基にして、前記撮像装置の位置から俯瞰する方向に眺めたディジタル俯瞰地図を作成する３次元ＣＧデータ作成手段と、前記映像データ取得手段で取得された映像データに係る映像に、前記３次元ＣＧデータ作成手段で作成されたディジタル俯瞰地図を重ね合わせて表示させる重複表示手段とを備え、前記重複表示手段は、映像データ取得手段で取得された映像データに係る映像に、前記３次元ＣＧデータ作成手段で作成されたディジタル俯瞰地図を重ね合わせて表示させるときに、いずれの画像をより強調するかを設定することができる画像重み付け手段をさらに備えるものである（請求項１０）。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を、添付図面を参照しながら詳細に説明する。
−実施形態１−
図１は、映像監視システムの概要を示すブロック図である。
映像監視装置１は、地上の地域を撮像するカメラ２と、前記カメラ２で撮像された映像データ及びカメラ２の位置・姿勢データを伝送する光ファイバ回線（光空間伝送や無線通信回線でもよい）２ａ及び受信回路２ｂと、ディジタル地図情報を記憶するディジタル地図メモリ３と、受信回路２ｂにより受信されたカメラ２の位置・姿勢データ又は手動で入力された位置・姿勢データに基づいて、ディジタル地図から、前記カメラ２の位置から俯瞰する方向に眺めたディジタル俯瞰地図を作成する３次元ＣＧデータ作成回路４と、前記受信回路２ｂにより受信された映像データに係る映像に、前記３次元ＣＧデータ作成回路４で作成されたディジタル俯瞰地図を重ね合わせて表示器６に表示させる画面合成回路５と、表示器６に表示された合成画面の所定の位置をクリックするためのクリック指定装置（マウス）７と、クリックされた位置に相当するリンクを認識するリンク認識回路８と、情報センター２５にリンク情報を送る送信回路２３を備える。
【００１６】
前記ディジタル地図は、道路（高速自動車国道、自動車専用道、一般国道、都道府県道、指定都市の市道、その他の生活道路を含む。）の交差点又は折曲点等に相当するノードとノード同士をつなぐリンクとの組み合わせからなる道路地図のことである。
ここで、「ノード」とは、一般に道路の交差点や折曲点を特定するための座標位置のことであり、交差点を表すノードを交差点ノード、道路の折曲点（交差点を除く）を表すノードを補間点ノードという。各ノードをつないだベクトルが「リンク」であり、ノード番号、ノード座標のデータを含む。ノード座標は２次元座標でも３次元座標でもよい。リンクデータは、リンク番号、リンクの始点ノードへのポインタ及びリンクの終点ノードへのポインタ、リンクの距離、リンクの方向、その方向における所要時間（コスト）、国道等道路の種別のデータを含む。さらに、一方通行、右折禁止、左折禁止、有料道路等のデータ、建物等の施設や山、川等の背景データ、名称データを含んでいてもよい。さらに、道路を、図２(b) のような塗りつぶしで表示する場合や、二本線で表示する場合であれば、道路幅のデータを持つか、道路の両端の線に沿った２本のベクトルのデータを持つ必要がある。また道路標示、路側帯、路側壁のデータを持ってもよい。
【００１７】
前記カメラ２は、山の上、塔の上等の、地上の地域を見下ろすような場所、又はヘリコプター、気球、飛行船、衛星等の空中に浮遊した物体に取り付けられている。その取付け位置及び俯瞰姿勢は取付け時に任意に設定できるが、取付け後もリモートコントロール等で任意に変更できるものとする。そして、その位置・姿勢データは、カメラ２に付属しているＧＰＳ(Global Positioning System) 受信機等の位置・姿勢センサ（図示せず）により検出され、映像データとともに、光ファイバ回線２ａを通して受信回路２ｂに送られる。
【００１８】
受信回路２ｂは、前記光ファイバ回線２ａを通して送られてきた映像データ及び位置・姿勢データをそれぞれ分離し、映像データを画面合成回路５に送り、位置・姿勢データを、スイッチ回路２ｃを通して３次元ＣＧデータ作成回路４に送る。スイッチ回路２ｃは、位置・姿勢センサにより検出された位置・姿勢データと、手動で入力される位置・姿勢データとの切換えをするものである。手動で入力される位置・姿勢データのデフォルト値は、常に位置・姿勢センサにより検出された位置・姿勢データになっている。
【００１９】
一方、３次元ＣＧデータ作成回路４は、ディジタル地図メモリ３からディジタル地図を読み出し、回転、拡大・縮小、平行移動等の３次元コンピュータグラフィックス処理（３次元コンピュータグラフィックス技術自体は公知技術であり、例えば特開平６−８３９３７号公報、特開平５−２０３４５７号公報参照）を施して、前記カメラ２の位置から原寸大のディジタル地図を俯瞰するように眺めたディジタル俯瞰地図を作成する。ディジタル地図が３次元座標を含むときは、坂道なども表すことができる。
【００２０】
画像合成回路５は、前記ディジタル俯瞰地図と撮像した映像とを表示器６に重ねて表示させる。重ねる方法には、例えばフレームメモリを複数用意し、同期していない互いに異なる信号を同期させて合成するフレームシンクロナイズという方法を採用することができる（このような画面合成装置の例として、ソニー株式会社デジタルＳＥＧ「ＸＶ−Ｄ１０００」が市販されている）。この画面合成において、どちらかの画像をより強調したいときは、ユーザが所定の操作をして合成の重み付けを変えることができる。
【００２１】
また、背景を青にしてコンピュータグラフィックス画面を作成し、クロマキー技術を用いて合成することもできる。
合成画面において、操作者がマウス７によって事件発生場所をクリックすれば、そのクリックされたリンクとその正確な位置座標（例えば緯度経度や交差点からの方向と距離）がリンク認識回路８により認識されるようになっている。選択されたリンクを点滅表示したり色を変えたりすることによって、どのリンクが選択されたのか操作者は認識することができる。このとき、事件の種類を手動で入力できるようにすることが好ましい。
【００２２】
なお、道路の認識において、処理の種類を指定することにより事件発生場所を囲む道路を認識するようにしてもよく、事件発生場所の指定により、自動的に一定範囲の区域や、その範囲内にある道路を認識するようにしてもよい。さらに、道路ではなく、施設や地形そのものを特定したい場合には、処理の種類を指定し、特定する対象をクリックするとクリックした位置と３次元ＣＧ表示との関係から、システム内で正確な位置座標を認識することができる。
【００２３】
図２(a) はカメラ２によって写した映像を示し、図２(b) は同じ場所を同じ位置・角度から眺めたディジタル俯瞰地図を映像と重ねた画面示す。
図２(a) の映像では、道路のすべてが必ずしも明視できるように映っていないが、図２(b) のディジタル俯瞰地図では、先のほうにある道路Ａ〜Ｅまでが明確に表示されている。
【００２４】
ディジタル俯瞰地図において、道路を、図２(b) のように塗りつぶしで表示してもよく、塗りつぶしでなくワイヤフレームによる表示（二本線）でもよい。また、側壁、路側帯、歩道を付けたりセンターラインを付けたりしてもよく、コーナーでは角を落として曲線で表現してもよい（特開平５−８６５１９号公報参照）。また、例えば国道以上の道路に表示を限ってもよく、道路の種別に応じて色や線の太さを変えてもよい。さらに交差点からの距離が分かるように、道路に垂直な線を表示してもよい。
【００２５】
なお、合成画面の所定の位置をマウスでクリックする以外に、地名等の名称や番号をキーボードで入力してもよく、該当するデータをウィンドウ等に表示させ選定してもよい。
操作者は、表示された画面から、事件発生場所や交通状況、道路状況を把握し、特定の出発地点から特定の目的地点までの事件発生場所やその周辺道路を極力回避する経路を決定することができる。
【００２６】
また、事件発生場所に対応する具体的な地点、線、区域の情報をそのまま、又は地図データの形で情報センター２５等に送ることができる。
また、予め登録した電話番号と、位置座標、住所若しくは施設名との対応データをメモリに記憶しておけば、事件発生場所に対応する区域にある建物について電話番号が分かるので手動により又は自動的に電話による警報サービスを行うことができる。
【００２７】
なお、図２(b) のディジタル俯瞰地図では、道路の３次元ＣＧデータが表示されていたが、ディジタル俯瞰地図が道路のデータ以外に、背景データや名称データを持っている場合に、これらのデータを、道路とともに表示するようにしてもよい。
図３は、道路の路線番号や方位、建物やその名称を３次元ＣＧ処理をして表示した画面を示している。
【００２８】
図３において、道路の路線番号（又は路線名）を道路脇に表示することによって、操作者は、単に道路だけを表示する場合よりも、場所を正確に特定することができる。建物の表示があれば、これをクリックして場所を指定することも可能になる。名称を併記するとさらに分かりやすい。方位を表示するようにすれば、カメラが回転する場合の方位の認識が容易にできる。また、距離表示（破線）を行っているので、大まかな距離間隔がつかめる。
【００２９】
なお、これら道路の路線番号や方位、建物やその名称以外にも、緯度経度の表示、地図番号の表示等を行ってもよい。
ここで、マウスのクリックによってリンクを認識する場合、交差点を認識する場合、施設を認識する場合、街区を認識する場合の、対象が指定される様子を図４から図１６を用いて説明する。
【００３０】
図４は、指定したい対象を選択するためのメニュー画面を示すである。図４の枝「最近傍リンク」はクリックしたリンク又はクリックした位置に最も近いリンクを指定したいときに設定する。「周囲リンク」はクリックしたリンク又はクリックした位置に最も近いリンクと、このリンクに接続するリンクにより事件発生場所を囲む道路を認識するときに設定する。「接続リンク」はクリックしたリンク又はクリックした位置に最も近いリンク、及びそれに接続するリンクを指定したいときに設定する。「交差点」「施設」「街区」は、それぞれ交差点、施設、街区を指定したいときに設定する。
【００３１】
図５は、メニューの階層構造を示すとともに、各階層に対応する本願添付の図面番号を示す図である。「片方向」はリンクの方向を限定したい場合に設定し、「両方向」はリンクの方向を限定しない場合に設定する。「前」はリンクの始点ノードに接続するリンクを指定したい場合に設定し、「後」はリンクの終点ノードに接続するリンクを指定したい場合に設定する。
【００３２】
図６(a) は、片方向の最近傍リンクを指定する場合の画面図であり、×印はクリック位置を表す。図６(b) はリンクから外れた位置をクリックした場合の画面図であり、最近傍リンクが指定されている。
図７(a) は、両方向の最近傍リンクを指定する場合の画面図であり、×印はクリック位置を表す。図７(b) はリンクから外れた位置をクリックした場合の画面図である。
【００３３】
図８(a) は、片方向の周囲リンクを指定する場合の画面図であり、片方向の最近傍リンクを指定すると、そのリンクから左を見た街区が指定される。左を見た街区を指定するようにしたのは左側通行としたからである。図８(b) はリンクから外れた位置をクリックした場合の画面図である。
図９(a) は、両方向の周囲リンクを指定する場合の画面図である。図９(b) はリンクから外れた位置をクリックした場合の画面図である。
【００３４】
図１０(a) は、片方向接続前リンクを指定する場合の画面図である。十字交差点があるから接続前リンクは３本存在する。図１０(b) はリンクから外れた位置をクリックした場合の画面図である。
図１１(a) は、片方向接続後リンクを指定する場合の画面図である。十字交差点があるから接続後リンクは３本存在する。図１１(b) はリンクから外れた位置をクリックした場合の画面図である。
【００３５】
図１２(a) は、両方向接続前リンクを指定する場合の画面図である。当該リンクの前後に十字交差点があるから接続前リンクは３本×２で計６本存在する。図１２(b) はリンクから外れた位置をクリックした場合の画面図である。
図１３(a) は、両方向接続後リンクを指定する場合の画面図である。当該リンクの前後に十字交差点があるから接続後リンクは３本×２で計６本存在する。図１３(b) はリンクから外れた位置をクリックした場合の画面図である。
【００３６】
図１４(a) は、交差点を指定する場合の画面図である。図１４(b) は、交差点から外れた位置をクリックした場合の画面図であり、この場合外した位置から最も近い交差点が選択される。
図１５(a) は、建物を指定する場合の画面図である。図１５(b) は、建物から外れた位置をクリックした場合の画面図である。
【００３７】
図１６(a) は、街区を指定する場合の画面図である。図１６(b) は、街区から外れた位置をクリックした場合の画面図である。
前記以外に、例えば立体交差や階層道路（高速道路の下を一般道路が平行している道路）を指定する場合は、最初のクリックで最も上のリンクが選択されるようにしておき、さらに下のリンクを選択したい場合は、図１７に示すようなウィンドウを表示し、クリックの回数や数字の入力により下のリンクを選択できるようにすればよい。選択されたリンクの確認は、前述したように色変えや点滅表示によってすることができる。リンクが密集してうまくリンク指定できないときは拡大画面を用いて指定するようにすればよい。
【００３８】
次に、重ね合わされた画像にずれがある場合の措置を説明する。
まず、座標系について説明する。図１８に示すように、地表面座標系ＸＹＺと、カメラ座標系ｕｖｗとを定義する。地表面座標系ＸＹＺは、北方向にＹ軸をとり、Ｙ軸方向に対して右（東）方向にＸ軸をとる。また、地表面の鉛直方向にＺ軸をとる。
【００３９】
また、カメラ２のレンズ中心を原点にとり、レンズの主軸方向にｗ軸をとり、主軸方向に向かって右にｕ軸、主軸方向に向かって上にｖ軸をとるものとする。
Ｘ軸とｗ軸の水平偏角をθ、垂直偏角をφ、ｗ軸回りの回転角をαとする。つまり、カメラ２は、最初−Ｘ軸を向いており、θだけ右を向き、φだけ見上げ、αだけ左に首を傾けたようなイメージである。
【００４０】
カメラ２の設置位置を（ｘc ，ｙc ，ｚc ）、渋滞や災害など具体的な場所をＰ（Ｘ，Ｙ，Ｚ）、カメラ２と当該点Ｐとの相対距離を（ｘp ，ｙp ，ｚp ）とすると、
ｘp ＝ｘc −Ｘ，
ｙp ＝Ｙ−ｙc ，
ｚp ＝Ｚ−ｚc
となる。ｘp が逆になっているのはカメラ座標系とＸ軸が反対だからである。
【００４１】
画像合成回路５により、前記ディジタル俯瞰地図と撮像した映像とを表示器６に重ね合わせる場合に、ディジタル俯瞰地図と映像とが完全にピッタリ一致すればよいが、位置・姿勢センサには通常、検出誤差があるので、完全に一致するとは限らない。画面を目で見て許容できる誤差なら問題ないが、許容できないときは、不一致を補正しなければならない。そこで不一致の補正方法を説明する。
【００４２】
スイッチ回路２ｃを手動の方に切換え、カメラ２の設置位置パラメータｘc ，ｙc ，ｚc 若しくは姿勢パラメータθ，φ，α又はカメラレンズの焦点距離ｆのうち、いずれか１つ又は複数を動かしながら画面を見る。画面を見るときは、例えば、撮像した映像の中のいずれかの道路とディジタル俯瞰地図の中の対応道路とが一致するかどうか等に注目すればよい。カメラ２を左右に振りたいときはθを調節し、上下に振りたいときはφを調節し、首をかしげたいときはαを調節する。全体に縮小又は拡大させたいときは焦点距離ｆを調節する。カメラ２の設置位置ｘc ，ｙc ，ｚc は、通常調節不要と思われるが、地震台風などでカメラ２の位置がずれたと思われるときに調節する。
−実施形態２−
他の実施形態を図１９に示す。
【００４３】
この実施形態では、映像監視装置１は、図１の構成に加えて、交通管制センター２４につながる受信回路２２、認識されたリンクのコストを自動的に変更し、これと交通管制センター２４から与えられる規制情報、渋滞情報、リンクコスト情報とを加味して、所望の地点からの最短経路を計算する経路計算回路２１を有している。またこの実施形態では、カメラ２で撮像された映像データ及びカメラ２の位置・姿勢データを伝送するために衛星通信回線を利用しているところも違っている。図１９の符号２ｄ，２ｄ′はそれぞれ衛星通信用アンテナを示す。
【００４４】
前記経路計算回路２１は、手動で入力された事件の種類にもよるが、認識されたリンクとその周辺リンクを極力回避するように当該リンクのコストを自動的に変更し（例えば火事ならば、現場のリンクのコストを無限大にし、そのリンクの周辺のリンクのコストを大きくする）、これと交通管制センター２４から与えられる規制情報、渋滞情報、リンクコスト情報とを加味して、所望の地点、例えば路上ビーコン等の設置場所、消防署、警察署等からの最短経路を計算して最短経路トリー（一地点から広がる最短経路の枝の集合；特開平７−２４４７９８号公報参照）を取得し、情報センター２５にこの最短経路トリー情報を送る。
【００４５】
もちろん、送信先は情報センター２５に限定される訳ではなく、消防署、警察署に送ってもよいし、放送局に送ってもよいし、路上ビーコン等を経由して車両に直接送ってもよい。
また、経路トリー情報を送るのでなく、特定の目的地点（例えば災害現場、事故現場）に至る具体的な経路情報を送ってもよい。
【００４６】
この実施形態の説明は以上であるが、本発明は上記の実施形態に限られるものではない。
例えば、前記の実施形態では、映像監視装置１は、山の上に設置されていたが、ヘリコプター、気球、飛行船、衛星等に取付けられていてもよい。また、映像監視装置１は、映像データや位置・姿勢データを光ファイバ回線２ａ及び受信回路２ｂを通して取得していた。しかし、光ファイバ回線以外に無線回線、光空間伝送回線、有線回線、衛星回線を利用してもよい。
【００４７】
また、映像監視装置１が取得するのは生データでなく、記憶装置（ビデオテープ、ハードディスク、フロッピーディスク、光ディスク、ＤＶＤ（ディジタルビデオディスク））に一度記憶されたデータでもよい。
また、災害や事故の場合だけでなく、特定の道路の交通量や車両存在台数、渋滞長、旅行時間等の交通状況を把握し解析する場合にも本発明を使用することができる。
【００４８】
その他、本発明の範囲内で、種々の変更を施すことが可能である。
【００５０】
【発明の効果】
請求項１記載の映像監視システムによれば、３次元ＣＧ技術を利用して撮像装置の位置から俯瞰する方向に眺めたディジタル俯瞰地図を作成し、同地域の映像データと重ね合わせ、この重ね合わせた画面の上で災害現場や交通事故等の場所をマニュアルで指定し入力することができる。この場合、映像のみに基づいて場所を指定するのであれば、画像認識等の複雑な処理をしなければならないが、ディジタル俯瞰地図を用いるので、ディジタル俯瞰地図上のリンクや座標との対応関係が簡単にとれるという大きな利点がある。そして、ディジタル地図の上で入力された場所に対応する地点、道路又は区域のデータを自動的に特定することができるので、そのデータを情報センターに送信すれば、的確な対策を講じることができる。
【００５１】
請求項２記載の映像監視システムによれば、オンラインで情報を得ることができるので、現在発生している災害や事故、地点交通量、渋滞長、車両存在台数、旅行時間等の交通状況のリアルタイムの分析に有利である。
請求項３記載の映像監視システムによれば、バッチ処理で情報を得ることができるので、過去に起こった災害や事故の分析、地点交通量、渋滞長、車両存在台数、旅行時間等の交通状況の解析、評価に最適である。
【００５２】
請求項４又は５記載の映像監視システムによれば、撮像装置の位置や姿勢が変わったときでも、正確な重ね合わせ画面を得ることができる。
請求項６，７又は８記載の映像監視システムによれば、撮像装置の取り付け位置や方向がずれたときでも、正確な重ね合わせ画面を得ることができる。
請求項９記載の映像監視システムによれば、災害や事故の起こった場所の近くの道路が通行できなかったり、渋滞することを見越して、最適な経路を計算することができる。
【００５３】
請求項１０記載の映像監視システムによれば、実際の映像と、ディジタル俯瞰地図とのいずれかの画像をより強調して設定することができるので、例えば実際の映像を薄くして表示すると、地図を中心とする模式的な画面が強調され、全体の状況を把握しやすくなる。これとは逆に実際の映像を濃く表示すると、実際の交通状況などを容易に把握できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】映像監視システムの概要を示すブロック図である。
【図２】図２(a) はカメラ２によって写した映像を示し、図２(b) は同じ場所を同じ位置・角度から眺めたディジタル俯瞰地図を映像と重ねた画面を示す。
【図３】ディジタル俯瞰地図において、道路の路線番号や方位、建物やその名称を３次元ＣＧ処理をして表示した画面図である。
【図４】指定したい対象を選択するためのメニュー画面を示すである。
【図５】メニューの階層構造を示すとともに、各階層に対応する本願添付の図面番号を示す図である。
【図６】 (a) は、片方向の最近傍リンクを指定する場合の画面図であり、(b) はリンクから外れた位置をクリックした場合の画面図である。
【図７】 (a) は、両方向の最近傍リンクを指定する場合の画面図であり、(b) はリンクから外れた位置をクリックした場合の画面図である。
【図８】 (a) は、片方向の周囲リンクを指定する場合の画面図であり、(b) はリンクから外れた位置をクリックした場合の画面図である。
【図９】 (a) は、両方向の周囲リンクを指定する場合の画面図である。図９(b) はリンクから外れた位置をクリックした場合の画面図である。
【図１０】 (a) は、片方向接続前リンクを指定する場合の画面図であり、(b) はリンクから外れた位置をクリックした場合の画面図である。
【図１１】 (a) は、片方向接続後リンクを指定する場合の画面図であり、(b) はリンクから外れた位置をクリックした場合の画面図である。
【図１２】 (a) は、両方向接続前リンクを指定する場合の画面図であり、(b) はリンクから外れた位置をクリックした場合の画面図である。
【図１３】 (a) は、両方向接続後リンクを指定する場合の画面図であり、(b) はリンクから外れた位置をクリックした場合の画面図である。
【図１４】 (a) は、交差点を指定する場合の画面図であり、(b) は、交差点から外れた位置をクリックした場合の画面図である。
【図１５】 (a) は、建物を指定する場合の画面図であり、(b) は、建物から外れた位置をクリックした場合の画面図である。
【図１６】 (a) は、街区を指定する場合の画面図であり、(b) は、街区から外れた位置をクリックした場合の画面図である。
【図１７】立体交差や階層道路のようにリンクが上下に重なっている場合に、いずれかのリンクを指定するために表示される画面図である。
【図１８】地表面座標系ＸＹＺと、カメラ座標系ｕｖｗとを定義する図である。
【図１９】他の実施形態に係る映像監視システムの概要を示すブロック図である。
【符号の説明】
１ 映像監視装置
２ カメラ
２ａ 光ファイバ回線２ａ
２ｂ 受信回路
２ｃ スイッチ回路
２ｄ，２ｄ′ 衛星通信用アンテナ
３ ディジタル地図メモリ
４ ３次元ＣＧデータ作成回路
５ 画面合成回路
６ 表示器
７ マウス
８ リンク認識回路
２１ 経路計算回路
２２ 受信回路
２３ 送信回路
２４ 交通管制センター
２５ 情報センター
Claims (10)
- 地上の地域を撮像する撮像装置と、
前記撮像装置で撮像された映像データを取得する映像データ取得手段と、
少なくとも道路を含むディジタル地図情報を記憶する地図記憶手段と、
前記ディジタル地図情報を基にして、前記撮像装置の位置から俯瞰する方向に眺めたディジタル俯瞰地図を作成する３次元ＣＧデータ作成手段と、
前記映像データ取得手段で取得された映像データに係る映像に、前記３次元ＣＧデータ作成手段で作成されたディジタル俯瞰地図を重ね合わせて表示させる重複表示手段と、
画面の上で任意の場所を指定しマニュアルで入力操作する入力手段と、
前記画面の上で、前記入力手段により場所が入力された場合に、重ね合わされたディジタル地図情報に基づいて、入力された場所に対応する地点、道路又は区域のデータを自動的に特定する場所特定手段とを備えることを特徴とする映像監視システム。 - 前記映像データ取得手段は、映像データを伝送する通信回線を通して映像データを取得することを特徴とする請求項１記載の映像監視システム。
- 前記映像データ取得手段は、映像記録媒体を通して映像データを取得することを特徴とする請求項１記載の映像監視システム。
- 前記撮像装置は、その姿勢を検出する姿勢センサを有し、３次元ＣＧデータ作成手段は、姿勢センサにより検出された姿勢データを利用して３次元ＣＧデータを作成することを特徴とする請求項１記載の映像監視システム。
- 前記撮像装置は、その位置を検出する位置センサを有し、３次元ＣＧデータ作成手段は、位置センサにより検出された位置データを利用して３次元ＣＧデータを作成することを特徴とする請求項１記載の映像監視システム。
- 地上の地域を撮像する撮像装置と、
前記撮像装置で撮像された映像データを取得する映像データ取得手段と、
少なくとも道路を含むディジタル地図情報を記憶する地図記憶手段と、
前記ディジタル地図情報を基にして、前記撮像装置の位置から俯瞰する方向に眺めたディジタル俯瞰地図を作成する３次元ＣＧデータ作成手段と、
前記映像データ取得手段で取得された映像データに係る映像に、前記３次元ＣＧデータ作成手段で作成されたディジタル俯瞰地図を重ね合わせて表示させる重複表示手段と、
俯瞰する位置と方向とをマニュアル操作でずらす調節手段とを備え、
前記撮像装置は、その姿勢を検出する姿勢センサを有し、
前記３次元ＣＧデータ作成手段は、姿勢センサにより検出された姿勢データをデフォルト値としてディジタル俯瞰地図を作成することができるとともに、前記調節手段によりずらされた位置と方向とに基づいて補正されたディジタル俯瞰地図を作成することができるものであることを特徴とする映像監視システム。 - 地上の地域を撮像する撮像装置と、
前記撮像装置で撮像された映像データを取得する映像データ取得手段と、
少なくとも道路を含むディジタル地図情報を記憶する地図記憶手段と、
前記ディジタル地図情報を基にして、前記撮像装置の位置から俯瞰する方向に眺めたディジタル俯瞰地図を作成する３次元ＣＧデータ作成手段と、
前記映像データ取得手段で取得された映像データに係る映像に、前記３次元ＣＧデータ作成手段で作成されたディジタル俯瞰地図を重ね合わせて表示させる重複表示手段と、
俯瞰する位置と方向とをマニュアル操作でずらす調節手段とを備え、
前記撮像装置は、その位置を検出する位置センサを有し、
前記３次元ＣＧデータ作成手段は、位置センサにより検出された位置データをデフォルト値としてディジタル俯瞰地図を作成することができるとともに、前記調節手段によりずらされた位置と方向とに基づいて補正されたディジタル俯瞰地図を作成することができるものであることを特徴とする映像監視システム。 - 地上の地域を撮像する撮像装置と、
前記撮像装置で撮像された映像データを取得する映像データ取得手段と、
少なくとも道路を含むディジタル地図情報を記憶する地図記憶手段と、
前記ディジタル地図情報を基にして、前記撮像装置の位置から俯瞰する方向に眺めたディジタル俯瞰地図を作成する３次元ＣＧデータ作成手段と、
前記映像データ取得手段で取得された映像データに係る映像に、前記３次元ＣＧデータ作成手段で作成されたディジタル俯瞰地図を重ね合わせて表示させる重複表示手段と、
俯瞰する位置と方向とをマニュアル操作でずらす調節手段とを備え、
前記撮像装置は、その姿勢と位置を検出する位置・姿勢センサを有し、
前記３次元ＣＧデータ作成手段は、位置・姿勢センサにより検出された位置・姿勢データをデフォルト値としてディジタル俯瞰地図を作成することができるとともに、前記調節手段によりずらされた位置と方向とに基づいて補正されたディジタル俯瞰地図を作成することができるものであることを特徴とする映像監視システム。 - 場所特定手段により、地点、道路又は区域のデータが特定された場合に、当該地点、道路又は区域を通る道路の通行時間（リンクコスト）情報又は交通規制情報を加味して、経路を計算する経路計算手段をさらに有することを特徴とする請求項１記載の映像監視システム。
- 地上の地域を撮像する撮像装置と、
前記撮像装置で撮像された映像データを取得する映像データ取得手段と、
少なくとも道路を含むディジタル地図情報を記憶する地図記憶手段と、
前記ディジタル地図情報を基にして、前記撮像装置の位置から俯瞰する方向に眺めたディジタル俯瞰地図を作成する３次元ＣＧデータ作成手段と、
前記映像データ取得手段で取得された映像データに係る映像に、前記３次元ＣＧデータ作成手段で作成されたディジタル俯瞰地図を重ね合わせて表示させる重複表示手段とを備え、
前記重複表示手段は、映像データ取得手段で取得された映像データに係る映像に、前記３次元ＣＧデータ作成手段で作成されたディジタル俯瞰地図を重ね合わせて表示させるときに、いずれの画像をより強調するかを設定することができる画像重み付け手段をさらに備えることを特徴とする映像監視システム。
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