JP6917936B2 - 位置検出をグラフィカル表現にマッピングするための方法、装置およびシステム - Google Patents

Description

本発明は、検出位置をグラフィカル表現にマッピングする分野に関する。詳細には、本発明は、測位装置を通じて検出したシーン内のオブジェクトの検出位置（以下、「位置検出」ということもある）をシーンのグラフィカル表現にマッピングする変換関数を生成する方法、装置およびシステムに関する。

レーダ装置および光検出と測距（ＬＩＤＡＲ）装置などの測位装置が、典型的には、オブジェクトまでの距離および測位装置に対するオブジェクトの速度を測定するために使用される。測位装置は、航空地上交通管制、天文学、防空システム、対ミサイルシステム、海洋用途、自律車両における障害物検出などの、様々な地上、空中、その他のモバイル用途分野において見出され得る。最近では、このような測位装置は、駐車場、ショッピングモール、または屋外屋内両方の、監視が必要な他のエリアでオブジェクトを検出するなどの、非軍事的な監視およびモニタリングアプリケーションにも使用できることが判明している。そのような監視用途では、測位装置は、セキュリティオペレータが、移動するオブジェクトを検出し、これらの検出されたオブジェクトまでの距離を測定する際の助けとなる。

モバイル測位装置にトランシーバを装備して、検出されたオブジェクトの位置をジオリファレンスするためのフレームワークを提供し、ジオリファレンスされた地図に表示された場所に検出情報を容易に関連付けるために、例えば、測位装置のＧＰＳ座標などの全球測位衛星システム（ＧＮＮＳ）規格に従って、測位装置のジオロケーションを記録することが一般的である。しかし、通常、固定位置にしっかりと取り付けられている監視装置に測位装置を組み込む場合には、このようなトランシーバを追加することは、それが意味する監視装置のコストおよび複雑さの増加のために稀である。

しかしながら、測位装置を含む監視装置またはシステムを管理するセキュリティオペレータが、監視シーン内のオブジェクトの検出位置を、監視シーンをグラフィカル表現した場合のロケーション（すなわち、シーンのグラフィカル表現の下でのロケーション）に対応付けることができることが、依然として必要とされている。さらに、モニタリングおよび監視アプリケーションにおける監視エリアのグラフィカル表現は、ジオロケーションに参照されないことがある。ジオリファレンスされた地図や画像は、適切な分解能では利用できなかったり、または最新のインテリアデザインや屋外風景で更新されないことが多い。その代わりに、典型的にはジオリファレンスされていない画像、図面または青写真が、セキュリティオペレータの助けとして使用されることがある。

したがって、測位装置で検出されたシーン内のオブジェクトの位置検出をシーンのグラフィカル表現にマッピングするためのさらなる改良が必要である。

そこで、上記の観点から、本発明の目的は、測位装置で検出されたシーン内のオブジェクトの位置検出をシーンのグラフィカル表現にマッピングする変換関数を生成するための改良された方法、装置、およびシステムを提供することである。

本発明の第一の態様によれば、上記目的は、監視装置において、測位装置を通じて検出した、シーン内のオブジェクトの位置をシーンのグラフィカル表現にマッピングする変換関数を生成する以下の方法によって達成される。
この方法は、
測位装置を通じて、シーン内の第１のキャリブレーション位置にあるオブジェクトの第１の位置を測位装置からの相対位置として検出することと、
シーンのグラフィカル表現の下での第１のキャリブレーション位置に相当する画像座標の第１のセットを取得する受け取ることと、
取得した画像座標の第１のセット及び、測位装置を通じて検出した、第１のキャリブレーション位置を表す第１の位置をメモリに格納することと、
測位装置を通じて、シーン内の第２のキャリブレーション位置にあるオブジェクトの第２の位置を測位装置からの相対位置として検出することと、
シーンのグラフィカル表現の下で第２のキャリブレーション位置に相当する画像座標の第２のセットを取得することと、
取得した画像座標の第２のセット及び、測位装置を通じて検出した、第２のキャリブレーション位置を表す第２の位置をメモリに格納することと、
取得した画像座標の第１のセット及び、測位装置を通じて検出した、第１のキャリブレーション位置を表す第１の位置を、取得した画像座標の第２のセット及び、測位装置を通じて検出した、第２のキャリブレーション位置を表す第２の位置と比較することによって、測位装置を通じて検出したオブジェクトの検出位置をシーンのグラフィカル表現の下でのロケーションにマッピングする変換関数生成することと、
を含む。

このようにして、測位装置からの位置検出を監視されたシーンのグラフィカル表現内のロケーションにマッピングするための変換関数が生成される。このキャリブレーション方法は、事前の地理座標系の参照が、測位装置にもシーンのグラフィカル表現にも必要でないという利点を有する。これは、監視装置に必要な構成要素が少なくて済むので、監視装置およびシステムの技術的な複雑さおよびコストを単純化する。それはまた、シーンのグラフィカル表現として事実上あらゆるタイプの画像を使用でき、手描きのスケッチをスキャンして、シーンの表現として使用することもできることを意味する。さらに、シーンのレイアウトが更新されると、例えば、新しい木もしくは低木が植えられた場合、または新しい駐車スペースが駐車場に追加された場合、シーンのグラフィカル表現の新しいバージョンが、容易に作成され、監視装置とシステムに格納することができる。

本発明の第１の態様による方法はまた、シーンのグラフィカル表現の中に容易に認識できるランドマークに対応する第１および第２のキャリブレーション位置をオペレータが自由に選ぶことができるので、キャリブレーションを実行するためのユーザフレンドリーで時間効率の良い方式を提供する。シーンのグラフィカル表現の中に容易に認識され見出されるキャリブレーション位置を選択することにより、マッピングの精度も改善される。

本方法の一変形形態によれば、シーンのグラフィカル表現の下で第１のキャリブレーション位置に相当する画像座標の第１のセットを取得することは、グラフィカル表現の下で第１のキャリブレーション位置に相当する第１のロケーションをユーザに要求することを通して、実行され、シーンのグラフィカル表現の下で第２のキャリブレーション位置に相当する画像座標の第２のセットを取得することは、グラフィカル表現の下で第２のキャリブレーション位置に相当する第２のロケーションをユーザに要求することを通して、実行される。

これは、キャリブレーションを実行する人の観点から、キャリブレーションプロセスをさらに改善する。シーンのグラフィカル表現の下で第１および第２のキャリブレーション位置に相当するロケーションをさらに要求することにより、キャリブレーションを行う人がキャリブレーションプロセスを通じて時間効率の良い方法で案内される。

本発明のさらなる実施形態では、第１のキャリブレーション位置に相当する第１のロケーションを要求することは、シーンのグラフィカル表現を表示する測位装置のグラフィカルユーザインターフェースの画面のなかから、第１のロケーションをマーキングするようにユーザに要求することを含み、第２のキャリブレーション位置を表す第２のロケーションを要求することは、シーンのグラフィカル表現を表示する測位装置のグラフィカルユーザインターフェースの画面のなかから、第２のロケーションをマーキングするようにユーザに要求することをさらに含む。

シーンのグラフィカル表現を表示する測位装置のグラフィカルユーザインターフェースの画面のなかから、ロケーションをマーキングするようにユーザに要求することの追加は、キャリブレーションを実行する人の観点からキャリブレーションプロセスをさらに改善する。シーンのグラフィカル表現を表示する測位装置のグラフィカルユーザインターフェース画面上のロケーションをマーキングすることによって、ロケーションは、シーンのグラフィカル表現を使用して、容易に識別することができ、ユーザは、ロケーションを表す数値を入力する必要はなく、あるいは使用する座標系のタイプなどに気を使う必要はない。

第１および第２のキャリブレーション位置でそれぞれ検出されたオブジェクトは、移動可能なオブジェクトであってもよく、本発明は、測位装置を使用して、シーン内の移動可能なオブジェクトを第１および第２のキャリブレーション位置までそれぞれ追跡することをさらに含むことができる。

移動可能なオブジェクトを第１および第２のキャリブレーション位置まで追跡することの利点は、これがキャリブレーションプロセス中のシーンに関する要件を緩和することである。移動可能なオブジェクトをキャリブレーション位置まで追跡することによって、キャリブレーション位置の識別を妨害することなくキャリブレーションプロセス中のシーン内に他の移動可能なオブジェクトも存在することができる。したがって、これにより、キャリブレーション中のシーン内の条件の要件が緩和され、キャリブレーションプロセスの時間効率およびユーザフレンドリーさが改善される。

本発明による方法は、測位装置を使用して、移動可能なオブジェクトをシーン内の所定の位置から第１および第２のキャリブレーション位置の少なくとも１つまで追跡することをさらに含むことができる。

シーン内の所定の位置を移動可能なオブジェクトの追跡開始位置として追跡することにより、追跡対象の移動可能なオブジェクトの識別に対する信頼性がさらに向上する。また、どの移動可能なオブジェクトを追跡していけば第１および第２のキャリブレーション位置が見つけられるかについて、オブジェクトの特定が容易になる。

所定の位置は、測位装置に近接した位置であってもよい。

所定の位置として測位装置の位置を使用する利点は、それが、事実上すべてのモニタリングおよび監視システムで一般的であり見つけやすい位置であることである。

本発明の別実施形態では、シーン内の移動可能なオブジェクトがたどる軌跡を所定のパターンと比較することによってシーン内の移動可能なオブジェクトを識別する。

これは、第１および第２のキャリブレーション位置まで追跡すべき移動可能なオブジェクトを識別する別の方法を提供する。第５の実施形態に関連して述べられている同じ利点が、本発明の第７の実施形態にも当てはまる。

測位装置は、レーダ装置またはＬＩＤＡＲ（光検出と測距）装置のいずれかであってもよい。レーダ装置およびＬＩＤＡＲ装置は、実証された信頼性とともにシーン内のオブジェクトの位置および速度を検出することができる多用途の測位装置であり、さらに、これらの装置で検出された反射信号の強度は、検出されたオブジェクトの大きさに関連するオブジェクト分類に使用されてもよい。これらの装置には、ビデオ解析に基づく多くの監視システムに当てはまる、シーン内の、例えば影のような照明人工物に起因する誤ったオブジェクト検出の傾向がない。

本発明のさらなる実施形態では、シーン内の第１のキャリブレーション位置に位置しているオブジェクトの第１の位置を検出することは、以前に検出された２つの位置からオブジェクトの位置を外挿することによってオブジェクトの理論的位置を推定することと、オブジェクトの推定された理論的位置とオブジェクトの検出された位置の加重平均を計算することと、を含むことができる。

以前に検出された位置におけるオブジェクトの検出された速度を使用して、以前に検出された位置からオブジェクトの位置を外挿することによってオブジェクトの第１の位置を検出する利点は、位置検出における分解能が改善され得ることである。

シーンのグラフィカル表現は、図面、技術図面、画像、航空画像、衛星画像、地図、監視カメラからの画像のうちの１つとすることができる。したがって、シーンのグラフィカル表現として、多種多様な画像タイプを使用することができ、これは、シーンのグラフィカル表現のフォーマットの要件を緩和し、さらに、セキュリティオペレータがシーンのグラフィカル表現を更新および処理することを容易にする。

本発明による方法は、シーンのグラフィカル表現における２つのロケーションの地理的経度および緯度座標の２つのセット、または代替として、シーンのグラフィカル表現における１つのロケーションの地理的経度および緯度座標の１つのセットならびにシーンのグラフィカル表現におけるコンパス方位を受け取ることを、さらに含むことができる。これは、生成された変換関数を使用してシーンのグラフィカル表現における任意のロケーションの地理的経度および緯度座標を計算することができる、という利点を追加する。したがって、測位装置によって行われる位置検出は、シーンのグラフィカル表現においてマーキングされるだけでなく、地理的経度および緯度座標でタグ付けされてもよい。これはさらに、別々の検出セクタを有するいくつかの測位装置からの位置検出を調整する可能性を追加する。

本方法は、シーンのグラフィカル表現を含むファイルをアップロードするユーザからシーンのグラフィカル表現を受け取ることを、さらに含むことができる。

これは、シーンの正確なグラフィカル表現で監視装置を構成および更新するための使い易い方法を提供する。さらに、それは、シーンのグラフィカル表現として多種多様な画像を使用することができることを保証する方法を提供する。

本発明による方法は、シーンのグラフィカル表現を含むファイルをアップロードするユーザからシーンのグラフィカル表現を受け取ることに関して、前述したものの代替として、ネットワーク接続された装置の画像リポジトリにシーンのグラフィカル表現を要求することに応答してシーンのグラフィカル表現を受け取ることを、含むことができる。

ネットワーク接続された装置の画像リポジトリからシーンのグラフィカル表現を受け取ることにより、カメラによってキャプチャされた画像を使用することができる。

第２の態様によれば、本発明は、測位装置で検出されたシーン内のオブジェクトの位置検出をシーンのグラフィカル表現にマッピングする変換関数を生成するための監視装置に関する。本発明の第２の態様による監視装置は、シーン内の監視されているオブジェクトの位置を測位装置の位置に対する相対位置として検出するように構成された測位装置であって、検出された位置の１つが、シーン内の第１のキャリブレーション位置に位置しているオブジェクトに対応し、検出された位置の別の１つが、シーン内の第２のキャリブレーション位置に位置しているオブジェクトに対応する、測位装置と、シーンのグラフィカル表現における第１のキャリブレーション位置を表す画像座標の第１のセットと、シーンのグラフィカル表現における第２のキャリブレーション位置を表す画像座標の第２のセットとを受け取るように構成された受け取りユニットと、第１のキャリブレーション位置に対応する、受け取られた画像座標の第１のセット、および測位装置によって検出された第１の位置、ならびに第２のキャリブレーション位置に対応する、受け取られた画像座標の第２のセット、および測位装置によって検出された第２の位置を格納するように構成されたメモリと、第１のキャリブレーション位置に対応する、格納された画像座標の第１のセットおよび測位装置によって検出された第１の位置を、第２のキャリブレーション位置に対応する、格納された画像座標の第２のセットおよび測位装置によって検出された第２の位置と比較することによって、測位装置からの位置検出をシーンのグラフィカル表現におけるロケーションにマッピングする変換関数を生成するように構成されたキャリブレーションユニットと、を備える。本発明の第１の態様に関連して述べた利点は、本発明のこの第２の態様にも適用可能であり、類似の実施形態が適用されてもよい。

第３の態様によれば、本発明は、測位装置で検出されたシーン内のオブジェクトの位置検出をシーンのグラフィカル表現にマッピングする変換関数を生成するためのシステムに関する。本発明の第３の態様によるシステムは、本発明の第２の態様による監視装置と、インストール装置とを備え、インストール装置は、シーンのグラフィカル表現を表示する監視装置のグラフィカルユーザインターフェースと、シーンのグラフィカル表現における第１のキャリブレーション位置を表す画像座標の第１のセットおよびシーンのグラフィカル表現における第２のキャリブレーション位置を表す画像座標の第２のセットに対応するユーザ入力を受け取るように構成されたユーザ入力手段と、を備える。本発明の第１の態様に関連して述べた利点は、本発明のこの第３の態様にも適用可能であり、類似の実施形態が適用されてもよい。

本発明のさらなる適用範囲は、以下の詳細な説明から明らかになるであろう。しかしながら、詳細な説明および特定の例は、本発明の好ましい実施形態を示しているが、例示のみのためのものであり、本発明の範囲内の様々な変更および修正が、この詳細な説明から当業者に明らかになるであろう。本発明は、他に明示的に述べられない限り、または技術的に不可能でない限り、上記または下記に開示された実施形態に関連して列挙された特徴のすべての可能な組み合わせに関する。

したがって、本発明は、記載された装置の特定の構成部分または記載された方法の特定のステップに限定されず、そのような装置および方法は変更可能であることが理解されるべきである。本明細書で使用する用語は、特定の実施形態のみを説明するためのものであり、限定することを意図するものではないことも理解されたい。本明細書および添付の特許請求の範囲で使用される場合、文脈上明白に他の意味に解釈すべき場合を除いて、冠詞「ａ（１つの）」、「ａｎ（１つの）」、「ｔｈｅ（該）」および「ｓａｉｄ（前記）」は、該要素について１つ以上が存在することを意味することを意図している。したがって、例えば、「センサ（ａ ｓｅｎｓｏｒ）」または「該センサ（ｔｈｅ ｓｅｎｓｏｒ）」への言及は、いくつかのセンサを含み得る、等々である。さらに、「含む」という単語は、他の要素またはステップを排除するものではない。

本発明の他の特徴および利点が、添付の図面を参照して、現時点で好ましい実施形態の以下の詳細な説明から明らかになるであろう。

測位装置を含む監視装置を有する監視システムを示す。 測位装置を含む監視装置によって監視されているシーンを示す。 測位装置で検出されたシーン内のオブジェクトの位置検出をシーンのグラフィカル表現にマッピングする変換関数を生成する方法のフローチャートである。 測位装置を含む監視装置の概略ブロック図である。 監視装置およびインストール装置を含む監視システムの概略ブロック図である。

さらに、図面において、同様の参照符号は、いくつかの図を通して同様のまたは対応する部分を示す。

ＬＩＤＡＲおよびレーダ装置などの測位装置が、オブジェクトを検出し、検出されたオブジェクトの位置および速度を検出する信頼性のある能力のために、非軍事監視用途において最近関心を集めている。以前は、オブジェクトの検出は、例えば、影、シーンの照明の変化、監視カメラのレンズを横切る昆虫や蜘蛛、またはシーン内で動くウサギや鳥などの小さな動物のために、シーン内の動くオブジェクトの偽陽性警報を生成し易いビデオ分析によって、主に行われてきた。

測位装置は、ネットワーク接続された監視装置１１０に組み込まれてもよく、ネットワーク接続は、セキュリティオペレータによって使用されるクライアント装置１２０、監視装置およびＶＭＳ（ビデオ管理システム）と呼ばれることもあるネットワーク上の他の監視装置からの検出を格納および管理するサーバ１３０、または監視カメラ１４０などの、監視システム１００内のネットワークに接続された他の装置に、測位装置によって行われた検出を送る可能性を提供する（監視システムを示す図１を参照のこと）。ネットワーク通信は、例えば、ＩＰ、ＲＴＰ、ＲＴＳＰ、ＨＴＴＰ、ＨＴＴＰＳ、または他の標準化されたネットワーク通信プロトコルに基づくことができる。測位装置が組み込まれた監視装置１１０は、静止画像またはビデオ画像を生成するための画像センサ、熱画像センサ、タイムオブフライトセンサ、ＰＩＲ検出器、マイクロホンおよび他の様々な種類の監視センサなどの、シーンを監視するための他のセンサを含むこともできる。

レーダ装置およびＬＩＤＡＲ装置などの測位装置は、典型的には、極座標（ｒ，q）でオブジェクト検出を視覚化する。ここで、ｒは、測位装置の位置２５０に対する検出されたオブジェクト２７０までの距離２２０であり、qは、測位装置の方向２６０に対する検出されたオブジェクト２７０までの角度２３０である（この角度２３０は、方位角と呼ばれることもある）（図２参照）。オブジェクト検出は、典型的には、セクタ２１０に対して原点に位置する測位装置を用いてセクタ２１０にプロットされる（図２参照）。ここで、説明目的のためにセクタ２１０がシーン２４０上に重ねられている。図２では、測位装置の方向２６０は、測位装置の検出軸の方向と重なるように選択されているが、他の方向もまた、測位装置で行われる検出の基準方向として選択されてもよい。

監視システムの設定、構成、設置を行うシステムインテグレータや、監視システムの動作の監視と管理を担当するセキュリティオペレータなどのセキュリティ人員は、測位装置を扱う仕事をしたり、測位装置からの信号を解釈するのに慣れていないので、監視カメラからのビデオ画像と比較して、測位装置から出力される情報を十分に活用することは困難かもしれない。

レーダ装置などの測位装置からの検出をより良く理解するために、本発明は、それが監視するシーンのグラフィカル表現上に出力信号をマッピングすることを提案する。このようにして、セキュリティオペレータにとって、測位装置からの検出をシーンへ、可能であれば、同じまたは関連するシーンを監視する監視カメラ１４０からのシーンのビデオ画像へ関連付けることがより容易になる。

多くの監視およびモニタリングシステムにおいて、例えばシーン内のロケーションまたはエリアに接続された検出ルールは、例えば、シーンの所定のロケーションまたはエリアにおけるオブジェクト検出によってトリガされる警報、イベントまたはアラームを生成するように構成される。これらの検出ルールはまた、測位装置からの位置検出によってトリガするように構成されてもよく、この種の検出ルールの構成は、典型的には、シーンのグラフィカル表現におけるロケーションおよびエリアを定めることによって行われるので、本発明によるキャリブレーション方法は、検出ルールの設定と構成を支援するのに役立つ。

この場合、測位装置によって監視されるシーンは、屋内または屋外に位置してもよく、駐車場、ショッピングモール、空港のターミナル、都市環境におけるフィールドまたはスクエアなどの監視エリアであってもよい。シーンのグラフィカル表現は、典型的には、シーンの上からの眺めなどのシーンの概観である。シーンのグラフィカル表現の例には、画像、監視カメラによってキャプチャされた画像、青写真などの技術的画像、図面、航空画像、衛星画像、地図などが含まれる。

シーンのグラフィカル表現の眺めは、好ましくは、シーンの基平面に垂直な方向からのものであり、または言い換えると、好ましくは、測位装置によって検出が行われる平面に垂直な方向からのものである。したがって、シーンのグラフィカル表現が、カメラによってキャプチャされる場合、カメラのレンズの光軸は、シーンの基平面に対して垂直であることが好ましい。したがって、シーンのグラフィカル表現は、好ましい概観図から逸脱した眺めからのグラフィカル表現に、当該技術分野で知られている画像ワーピング変換を適用することによって生成することもできる。様々な透視変換関数を、例えば、建物の屋根上の高所に配置され、上からシーンを監視するが、シーンの好ましい眺めを有しない監視カメラからの画像に適用することができる。

シーンのグラフィカル表現は、通常、監視装置のメモリにファイルとして格納され、監視装置のグラフィカルユーザインターフェースで使用される。したがって、監視装置のユーザは、シーンのグラフィカル表現を含むファイルを監視装置にアップロードすることができる。代替案として、シーンのグラフィカル表現を含むファイルは、地図または衛星画像のためのオンライン画像リポジトリ、または監視カメラに接続された画像リポジトリなどの画像リポジトリから監視装置において受け取ることができる。監視装置は、更新された最後の時間から所定の時間が経過した場合、または同じ監視システムに接続されている他の監視装置から受け取られた警報またはイベントなどの、監視されたシーンが変更されたことを示す他の兆候がある場合に、ユーザまたは画像リポジトリに、シーンのグラフィカル表現の新しいバージョンを要求することができる。

測位装置からの検出をシーンのグラフィカル表現にマッピングするために、変換関数が、少なくとも２つのキャリブレーション位置とシーンのグラフィカル表現における対応するロケーションに基づいて、生成される。測位装置で検出されたシーン内のオブジェクトの位置検出をシーンのグラフィカル表現にマッピングする変換関数を生成する方法３００を、図３を参照してさらに説明する。方法３００のステップは、図３において例示的な順序で配置されているが、当業者であれば、方法３００のステップは、本発明の範囲内の別の順序で配置されてもよいことを理解するであろう。さらに、方法３００の任意選択のステップは、図３に破線で示されている。

シーン内の第１のキャリブレーション位置に位置しているオブジェクトの第１の位置が、測位装置によって検出される（３１０）。測位装置は、通常、この第１の位置を測位装置の位置に対して検出する。その後、シーンのグラフィカル表現における第１のキャリブレーション位置を表す画像座標の第１のセットが、測位装置を含む監視装置において受け取られる（３２０）。この座標のセットは、オペレータにユーザ入力を要求する任意選択のステップに応答して受け取られてもよい（３３０）。

さらに任意選択のステップとして、この入力は、ユーザがグラフィカルユーザインターフェース内の座標をマーキングすることによって行われてもよい（３４０）。マーキングは、例えば、タブレットコンピュータ、タッチディスプレイ付き携帯電話または専用インストールツールなどのインストール装置上に表示されるグラフィカルユーザインターフェース内のロケーションをクリック、ポインティングまたはその他の方法でマーキングすることによって実行されてもよい。座標の数値が分かっているならば、これらの座標は、もちろん、代替的に、測位装置を含む監視装置において入力され、受け取られてもよい（３２０）。

第１のキャリブレーション位置に対応する、受け取られた画像座標の第１のセットと、測位装置によって検出された第１の位置が、メモリに格納され（３５０）、その後、方法は、続いて、シーン内の第２のキャリブレーション位置に位置しているオブジェクトの第２の位置を測位装置で検出する（３６０）。

もちろん、第１および第２のオブジェクトは、同じオブジェクトであってもよいが、状況によっては、第１および第２の位置を検出するために別個のオブジェクトを使用することが有利であり得る。第１および第２の位置を検出するために２つの異なるオブジェクトを有することにより、２つのキャリブレーション位置が、例えば同時に検出されてもよく、２つのキャリブレーション位置が、測位装置によって監視される大きな駐車場の両側に配置されるべきであると決定された場合、キャリブレーションに必要な時間は、第１のキャリブレーション位置から第２のキャリブレーション位置に移動しなければならない１つのオブジェクトを有することと比較して、同時に検出され得る２つの別個のオブジェクトを有することによって、低減され得る。

その後、シーンのグラフィカル表現における第２のキャリブレーション位置を表す画像座標の第２のセットが、測位装置を含む監視装置において受け取られる（３７０）。画像座標の第１のセットの場合と同様に、画像座標の第２のセットもまた、ユーザ入力に対する任意選択の要求（３８０）に応答して受け取られてもよく、画像座標の第２のセットはまた、（同じく任意選択のステップとして）ユーザがグラフィカルユーザインターフェースにおいて座標の第２のセットをマーキング（３９０）した後に、受け取られてもよい。第２のキャリブレーション位置に対応する、受け取られた画像座標の第２のセットと、測位装置によって検出された第２の位置が、その後メモリに格納される（３９２）。

キャリブレーション位置は、測位装置によって監視されるシーン内の任意の位置であってよい。しかし、好適なシナリオでは、それらは、遠く離れて、例えば、監視されるシーンの両側の周辺に近接して配置される。キャリブレーション位置が遠く離れて配置されている場合、シーンのグラフィカル表現における画像座標への検出のマッピングの精度が向上する。

ユーザが、シーンのグラフィカル表現においてキャリブレーション位置に対応するロケーションを認識し、見つけ出し、マーキングすることができるように、キャリブレーション位置は、好ましくは、現実と同じように、シーンのグラフィカル表現において見つけ出し認識し易いランドマークに対応するように選択される。例としては、建物のコーナー、舗道、標識、街灯、街路樹、花壇などの画定された構造的特徴が挙げられる。これにより、検出されたキャリブレーション位置と、シーンのグラフィカル表現における受け取られた画像座標のセットとの間の相関の精度が向上し、ゆえにマッピングのための生成された変換関数の精度もまた向上する。

上記の例では、２つのキャリブレーション位置に基づくキャリブレーション方法が論じられているが、本発明の範囲内で、２つより多いキャリブレーション位置を使用することも、もちろん可能である。これを行う理由は、マッピングのための変換関数の精度を向上させるためであり得る。一例として、測位装置の位置が、追加のキャリブレーション位置として使用されてもよく、この位置が、監視されているシーンの座標系における位置（０，０）に対応することが分かっているので、検出を行うためにこのキャリブレーション位置へオブジェクトを向ける必要はない。シーンのグラフィカル表現における測位装置の位置に対応する画像座標のセットを受け取るだけで十分である。

その後、格納した画像座標の第１のセット及び、測位装置を用いて検出した、第１のキャリブレーション位置を表す第１の位置を、第２のキャリブレーション位置に対応する、格納した画像座標の第２のセット及び、測位装置を用いて検出した、第１のキャリブレーション位置を表す第２の位置と比較することによって、測位装置からの検出位置をシーンのグラフィカル表現におけるロケーションにマッピングする変換関数を生成する（３９４）。変換関数は、測位装置による検出位置の座標系からシーンのグラフィカル表現への座標変換のために、移動、回転および拡大・縮小の変換処理を行うことができる。

例えば三角測量または三辺測量に基づく教科書的な三角法を適用することによって、格納された画像座標のセットを格納された検出位置と比較するとき、変換関数を導き出すことができる。これがどのように実行され得るかの一例が、変換関数を生成するための１つの選択肢を示すために、以下に説明される。

変換関数を生成する際には、シーンのグラフィカル表現におけるピクセル当たりのメートル、ｍ／ｐｉｘｅｌでの適用可能なスケールおよび測位装置の検出軸の方向が、使用されてもよい。

スケールは、第１および第２のキャリブレーション位置における検出されたオブジェクトの位置と、ピクセル数でのシーンのグラフィカル表現における対応する距離とを使用して、第１のキャリブレーション位置と第２の位置との間の距離を計算することによって、推定することができる。スケールは、メートルでの距離をピクセルでの距離で除算することによって推定することができる。

測位装置の検出軸の方向は、検出されたキャリブレーション位置の角度を使用し、標準的な三角測量法を適用して、計算することができる。

測位装置からの位置検出をシーンのグラフィカル表現内のロケーションにマッピングする変換関数は、２つの異なる部分に分割することができる。１つは水平画像座標（ここでは、ｘ座標と呼ぶ）に対応し、１つは垂直画像座標（ここでは、ｙ座標と呼ぶ）に対応する（以下の式（１）および（２）を参照）。ここで、測位装置からの検出された距離２２０は、

で示され、αは、ｐｉｘｅｌｓ／ｍでのスケーリング係数であり、

は、シーンのグラフィカル表現における水平ｘ軸と比べた測位装置の検出軸の方向２６０であり、

は、測位装置の検出軸２６０を基準とした、検出された位置の角度２３０である。

上記の例では、測位装置からの検出を視覚化するために、極座標系が使用されている。しかしながら、測位装置はまた、測位装置で検出されたシーン内のオブジェクトの位置検出をシーンのグラフィカル表現にマッピングする変換関数を生成するための同様の方法を使用して、デカルト座標（ｘ，ｙ）でオブジェクト検出を視覚化することができる。

本発明の好ましい実施形態では、キャリブレーション位置は、測位装置を使用して、移動可能なオブジェクトを第１および第２のキャリブレーション位置まで追跡することによって検出される。測位装置が、シーン内のオブジェクトの位置を検出しているときに、オブジェクトトラックまたは同じオブジェクトの検出された位置に対応する連続した位置のセットが、監視装置内でコンパイルされてもよい。これらのオブジェクトの１つを、キャリブレーション位置まで追跡すべきオブジェクトとして識別することによって、監視装置は、シーン内に１つより多い移動オブジェクトが存在しても、キャリブレーション位置を識別することができる。

まず、キャリブレーション位置まで追跡すべきオブジェクトを識別する必要がある。これは、様々な方法で実施することができ、一実施形態によれば、オブジェクトは、その初期位置によって識別される。例えば、オブジェクトがシーン内の所定の位置に対応する位置に配置されているかどうかに基づいて、追跡すべきオブジェクトを識別するように、キャリブレーション方式を設定することができる。容易に識別可能でもあるこのような所定の位置の例は、監視装置が、ゆえに測位装置もまた、シーン内に配置されている位置の直下の位置、またはこの位置に近接した位置である。例えば、測位装置の精度に関連するオブジェクトの位置における許容される不確実性が存在してもよい。その場合、監視装置は、監視装置の直下の位置からシーン内に移動している移動可能なオブジェクトを、キャリブレーション位置まで追跡すべきオブジェクトとして識別する。キャリブレーション位置まで追跡すべき移動可能なオブジェクトを識別するための所定の位置の代わりに、所定の移動方向が予め決定され、移動可能なオブジェクトを識別するために使用されてもよい。そのような所定の方向の一例は、測位装置から出る首尾一貫した放射状方向であってもよい。

キャリブレーション位置は、識別されたオブジェクトが、例えば停止し、少なくとも所定の時間期間、例えば５秒間など、とどまる位置として、またはそれがたどる位置の軌跡によって、検出することができる。これにより、測位装置を構成しキャリブレートする人が、最初にシーンの中を歩き回り、その間に測位装置からの検出が記録され、その後の時点で、検出された位置または位置のトレースにおいて費やされた時間期間によってキャリブレーション位置を識別し、シーンのグラフィカル表現におけるキャリブレーション位置を表す画像座標を測位装置に受け取らせることが可能になる。

あるいは、キャリブレーション位置は、シーンのグラフィカル表現におけるキャリブレーション位置に対応するロケーションを示す画像座標が監視装置で受け取られたときに、追跡されたオブジェクトが位置する検出された位置として識別される。

代替の実施形態として、キャリブレーション位置まで追跡すべきオブジェクトは、シーン内の移動可能なオブジェクトの軌跡を所定のパターンと比較することによって、識別されてもよい。所定のパターンの例は、円または数字「８」の形を含み、このようにして、測位装置またはその制御ユニットは、追うべきオブジェクトを識別することができる。

シーンのグラフィカル表現における少なくとも２つのロケーションを、またはコンパス方位に加えて少なくとも１つのロケーションを、地理的経度および緯度座標のセットにマッピングすることによって、検出されたロケーションに、地理的座標をさらに与えることができる。これにより、１つのグラフィカル表現内の異なる重なり合わないシーンを結合することも可能になる。１つより多い監視装置または測位装置からの検出を１つのグラフィカル表現内で結合することにより、そのエリアを監視するセキュリティオペレータは、監視エリア全体をよりよく理解することができる。

測位装置からの位置検出の精度および分解能は、種々の理由により制限され、例えば、ＬＩＤＡＲおよびレーダ装置の両方について信号強度およびスペクトルの利用可能な部分を制限する規制がある。位置検出の精度および分解能を向上させるために、キャリブレーション位置の１つに位置するオブジェクトの位置検出は、推定された理論的位置と測定または検出された位置との加重平均を用いて計算することができる。理論的位置の推定は、２つ以上の以前に検出された位置と、これらの位置からのオブジェクトの計算された速度と、これらの検出の間の測定された時間期間とに基づいてもよい。推定された理論的位置および検出された位置の平均を計算する場合、例えば、等しい重みが適用されてもよい。最も信頼性の高い成分に最高の重みを与えることによって、計算を最適化することもできる。いくつかの検出された位置に基づく加重平均を使用することにより、位置検出における精度および分解能が向上する。この方法は、カルマンフィルタリングとしても知られている。

測位装置で検出されたシーン内のオブジェクトの位置検出をシーンのグラフィカル表現にマッピングする変換関数を生成する監視装置１１０を、図４を参照してさらに説明する。監視装置１１０が、先に説明した方法３００を実行するとき、方法３００に関して先に説明した特徴および利点もまた、監視装置１１０に適用される。監視装置１１０は、シーン内の監視されているオブジェクトの位置を、測位装置２５０の位置に対する相対位置として検出するように構成された測位装置４１０を含む。検出された位置は、例えば、シーン内の第１または第２のキャリブレーション位置に位置するオブジェクトの位置に対応してもよい。監視装置１１０内の受け取りユニット４２０は、シーンのグラフィカル表現内でのキャリブレーション位置を表す画像座標のセットを受け取るように構成されている。監視装置１１０内のメモリ４３０は、キャリブレーション位置に対応する、受け取られた画像座標のセットと、測位装置によって検出された位置とを格納するように構成されている。メモリ４３０はまた、シーンのグラフィカル表現を含むファイルを格納してもよく、あるいは、このファイルは、別個のメモリに格納されてもよい。監視装置１１０内のキャリブレーションユニット４４０は、キャリブレーション位置に対応する、格納された画像座標のセットと、検出された位置とを比較することによって、測位装置からの位置検出をシーンのグラフィカル表現内のロケーションへマッピングする変換関数を生成するように構成される。生成された変換関数は、その後、キャリブレーションユニット４４０から、例えば、測位装置からの位置検出をシーンのグラフィカル表現上にマッピングするグラフィカルユーザインターフェースを生成する、監視装置１１０または監視システム１００内の他のユニットに送られてもよい。

測位装置で検出されたシーン内のオブジェクトの位置検出をシーンのグラフィカル表現にマッピングする変換関数を生成するシステム５００を、図５を参照してさらに説明する。システム５００は、前述した監視装置１１０およびインストール装置５１０を含む。インストール装置５１０は、例えば無線ネットワーク接続を介して監視装置１１０に接続される。インストール装置５１０は、監視装置のグラフィカルユーザインターフェースを含み、監視システム１００を構成または設定する人のためにシーンのグラフィカル表現を表示する。さらに、インストール装置５１０は、シーンのグラフィカル表現におけるキャリブレーション位置を表す画像座標のセットに対応するユーザ入力を受け取るように構成されたユーザ入力手段を含む。各種のタブレットコンピュータや、タッチディスプレイを備えた携帯電話や、システムを監視する専用のインストールツールを、インストール装置５１０として用いることができる。

当業者であれば、上述した実施形態を多くの点で変更し、上述の実施形態に示した本発明の利点を依然として使用することができる、ということが理解されよう。したがって、本発明は、示された実施形態に限定されるべきではなく、添付の特許請求の範囲によってのみ規定されるべきである。さらに、当業者が理解するように、示された実施形態を組み合わせることができる。

Claims (10)

1. 監視装置において、測位装置を通じて検出した、シーン内のオブジェクトの位置をシーンのグラフィカル表現にマッピングする変換関数を生成する方法であって、
   前記測位装置を通じて、前記シーン内の第１のキャリブレーション位置にあるオブジェクトの第１の位置を前記測位装置からの相対位置として検出することと、
   前記シーンのグラフィカル表現を表示する前記測位装置のグラフィカルユーザインターフェースの画面のなかから、前記シーンのグラフィカル表現の下で、前記第１のキャリブレーション位置に相当する第１のロケーションをマーキングするようにユーザに要求することを通じて、前記シーンのグラフィカル表現の下で前記第１のキャリブレーション位置に相当する画像座標の第１のセットを取得することと、
   取得した前記画像座標の第１のセット及び、前記測位装置を通じて検出した、前記第１のキャリブレーション位置を表す前記第１の位置をメモリに格納することと、
   前記測位装置を通じて、前記シーン内の第２のキャリブレーション位置にあるオブジェクトの第２の位置を前記測位装置からの相対位置として検出することと、
   前記シーンのグラフィカル表現を表示する前記測位装置のグラフィカルユーザインターフェースの画面のなかから、前記シーンのグラフィカル表現の下で、前記第２のキャリブレーション位置に相当する第２のロケーションをマーキングするようにユーザに要求することを通して、前記シーンのグラフィカル表現の下で前記第２のキャリブレーション位置に相当する画像座標の第２のセットを取得することと、
   取得した前記画像座標の第２のセット及び、前記測位装置を通じて検出した、前記第２のキャリブレーション位置を表す前記第２の位置をメモリに格納することと、
   取得した前記画像座標の第１のセット及び、前記測位装置を通じて検出した、前記第１のキャリブレーション位置を表す前記第１の位置を、取得した前記画像座標の第２のセット及び、前記測位装置を通じて検出した、前記第２のキャリブレーション位置を表す前記第２の位置と比較することによって、前記測位装置を通じて検出した、シーン内のオブジェクトの位置を前記シーンのグラフィカル表現の下でのロケーションにマッピングする変換関数であって、前記測位装置を通じて検出した位置の座標系から前記シーンのグラフィカル表現への座標変換のために、移動、回転および拡大・縮小の変換処理を含みうる変換関数を生成することと、
   前記測位装置を使用して、前記第１のキャリブレーション位置で検出され、かつ前記第２のキャリブレーション位置で検出されるオブジェクトである移動可能なオブジェクトを前記シーン内において前記第１のキャリブレーション位置及び前記第２のキャリブレーション位置まで追跡することと、
   前記シーン内で移動可能なオブジェクトがたどる軌跡を所定のパターンと比較することによって、前記シーン内で移動可能な前記オブジェクトを識別することとを含む、
   方法。
2. 前記測位装置を使用して、前記移動可能なオブジェクトを前記シーン内の所定の位置から前記第１のキャリブレーション位置まで、および／または前記第２のキャリブレーション位置まで追跡することをさらに含む、請求項１に記載の方法。
3. 前記所定の位置が、前記測位装置に近接した位置である、請求項２に記載の方法。
4. 前記測位装置が、レーダ装置またはＬＩＤＡＲ（光検出と測距）装置である、請求項１から３のいずれか一項に記載の方法。
5. 前記シーン内の前記第１のキャリブレーション位置にあるオブジェクトの前記第１の位置を検出することが、以前に検出した２つの位置から前記オブジェクトの位置を外挿することによって前記オブジェクトの理論的位置を推定することと、前記オブジェクトの理論的な推定位置と前記オブジェクトの検出位置との加重平均を計算することと、を含む、請求項１から４のいずれか一項に記載の方法。
6. 前記シーンの前記グラフィカル表現が、図面、技術図面、画像、航空画像、衛星画像、地図、監視カメラからの画像のうちの１つである、請求項１から５のいずれか一項に記載の方法。
7. 前記シーンのグラフィカル表現における２つのロケーションについての地理的経度および緯度座標の２つのセット、または、前記シーンのグラフィカル表現における１つのロケーションについての地理的経度および緯度座標の１つのセットならびに前記シーンの前記グラフィカル表現におけるコンパス方位を取得することを、さらに含む、請求項１から６のいずれか一項に記載の方法。
8. 前記シーンのグラフィカル表現を含むファイルをアップロードするユーザから前記シーンのグラフィカル表現を取得することを、さらに含む、請求項１から７のいずれか一項に記載の方法。
9. 前記シーンのグラフィカル表現を、ネットワーク接続された装置内の画像リポジトリに要求することより、前記シーンのグラフィカル表現を取得することを、さらに含む、請求項１から７のいずれか一項に記載の方法。
10. 測位装置を通じて検出した、シーン内のオブジェクトの位置をシーンのグラフィカル表現にマッピングする変換関数を生成するためのシステムであって、
    監視装置と、
    インストール装置と
    を備え、
    前記監視装置は、
    前記シーン内で監視しているオブジェクトの位置を測位装置からの相対位置として検出する測位装置であって、オブジェクトの第１の検出位置が、前記シーン内の第１のキャリブレーション位置に一致し、オブジェクトの第２の検出位置が、前記シーン内の第２のキャリブレーション位置に一致する、測位装置と、
    前記シーンのグラフィカル表現の下で、前記第１のキャリブレーション位置に相当する画像座標の第１のセット及び、前記シーンのグラフィカル表現の下で、前記第２のキャリブレーション位置に相当する画像座標の第２のセットを取得する取得ユニットと、
    取得した前記画像座標の第１のセット及び、前記測位装置を通じて検出した、前記第１のキャリブレーション位置を表す第１の位置、ならびに取得した前記画像座標の第２のセット及び、前記測位装置を通じて検出した、前記第２のキャリブレーション位置を表す第２の位置を格納するメモリと、
    取得した前記画像座標の第１のセット及び、前記測位装置を通じて検出した、前記第１のキャリブレーション位置を表す前記第１の位置を、取得した前記画像座標の第２のセット及び、前記測位装置を通じて検出した、前記第２のキャリブレーション位置を表す前記第２の位置と比較することによって、前記測位装置を通じて検出した位置を前記シーンのグラフィカル表現の下でのロケーションにマッピングする変換関数を生成するキャリブレーションユニットとを備え、
    前記第１のキャリブレーション位置及び前記第２のキャリブレーション位置でそれぞれ検出されるオブジェクトは移動可能なオブジェクトであり、
    前記監視装置は、前記測位装置を通じて、前記シーン内で移動可能な前記オブジェクトを前記第１のキャリブレーション位置及び前記第２のキャリブレーション位置まで追跡するとともに、前記シーン内で移動可能な前記オブジェクトがたどる軌跡を所定のパターンと比較することによって、前記シーン内で移動可能な前記オブジェクトを識別するように構成され、
    前記インストール装置は、
    前記シーンのグラフィカル表現を表示する、前記監視装置のグラフィカルユーザインターフェースと、
    前記シーンのグラフィカル表現の下での前記第１のキャリブレーション位置に相当する画像座標の第１のセットおよび前記シーンのグラフィカル表現の下での前記第２のキャリブレーション位置に相当する画像座標の第２のセットに対応するユーザ入力を取得するユーザ入力手段と
    を備える、システム。
    

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