JPH07209436A - Position detecting device, distance detecting device and size detecting device for heat source - Google Patents
Position detecting device, distance detecting device and size detecting device for heat sourceInfo
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- thermal image
- pixel
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- Measurement Of Optical Distance (AREA)
- Photometry And Measurement Of Optical Pulse Characteristics (AREA)
- Radiation Pyrometers (AREA)
- Geophysics And Detection Of Objects (AREA)
Abstract
Description
【０００１】[0001]
【産業上の利用分野】この発明は、熱源の位置検知装置
及び距離検知装置及び大きさ検知装置に関する。さらに
詳しくは、監視領域の熱画像中で複数の画素にまたがる
熱源の位置を特定できる熱源の位置検知装置に関する。
また、熱源の大きさに関係なく熱源までの距離を特定で
きる位置検知装置に関する。さらに、熱源までの距離に
関係なく熱源の大きさを特定できる大きさ検知装置に関
する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a heat source position detecting device, a distance detecting device and a size detecting device. More specifically, the present invention relates to a heat source position detection device capable of specifying the position of a heat source across a plurality of pixels in a thermal image of a monitoring area.
The present invention also relates to a position detection device that can specify the distance to a heat source regardless of the size of the heat source. Further, the present invention relates to a size detection device capable of specifying the size of the heat source regardless of the distance to the heat source.
【０００２】[0002]
【従来の技術】図１５に、従来の熱源検知装置の一例の
構成ブロック図を示す。この熱源検知装置５００は、監
視視野からの赤外線を集めるレンズ１と、そのレンズ１
を透過した赤外線を所定の周期でチョッピングするチョ
ッパ２と、赤外線を感知する複数の焦電型赤外線感知素
子が２次元配列されたアレイセンサ３と、そのアレイセ
ンサ３の各焦電型赤外線感知素子の出力値に基づいて熱
画像を取得する熱画像取得部４と、前記熱画像の各画素
値をチェックして所定の閾値を越えた画素値を持つ画素
の有無から熱源の存在を判定する熱源判定部５とを備え
て構成されている。2. Description of the Related Art FIG. 15 shows a block diagram of an example of a conventional heat source detecting device. This heat source detection device 500 includes a lens 1 that collects infrared rays from a surveillance field of view, and the lens 1
A chopper 2 for chopping infrared rays that have passed through the substrate at a predetermined cycle, an array sensor 3 in which a plurality of pyroelectric infrared sensing elements for sensing infrared rays are two-dimensionally arranged, and each pyroelectric infrared sensing element of the array sensor 3. A thermal image acquisition unit 4 for acquiring a thermal image based on the output value of the heat source, and a heat source for checking the existence of a heat source from the presence or absence of a pixel having a pixel value exceeding a predetermined threshold by checking each pixel value of the thermal image. The determination unit 5 is provided.
【０００３】図１６は、熱源検知装置５００の設置状態
の説明図である。熱源検知装置５００は、住宅，商業施
設，研究施設などの出入口Ｄの上方に取り付けられ、出
入口Ｄの前方近傍を監視領域としている。Ｈは、監視領
域に入った熱源（人）である。FIG. 16 is an explanatory view of the installed state of the heat source detection device 500. The heat source detection device 500 is attached above the entrance D of a house, a commercial facility, a research facility, etc., and the vicinity of the front of the entrance D is a monitoring area. H is a heat source (person) who has entered the monitoring area.
【０００４】図１７は、熱画像の例示図である。この熱
画像Ｇは、８×８個の画素からなる画像である。各画素
値は、８×８個の焦電型赤外線感知素子の出力値になっ
ている。FIG. 17 is an exemplary view of a thermal image. This thermal image G is an image composed of 8 × 8 pixels. Each pixel value is an output value of 8 × 8 pyroelectric infrared sensing elements.
【０００５】図１８は、閾値を“２．０”として２値化
した画像である。閾値“２．０”を越えた画素値を持つ
１２個の画素があり、これらは隣接している。従って、
１体の熱源が監視領域に存在すると判定できる。FIG. 18 is an image binarized with a threshold value of "2.0". There are 12 pixels with pixel values above the threshold “2.0” and are adjacent. Therefore,
It can be determined that one heat source exists in the monitoring area.
【０００６】[0006]
【発明が解決しようとする課題】上記従来の熱源検知装
置５００では、熱源が監視領域に存在するか否かを判定
することが出来る。しかし、次の問題点がある。 閾値を越えた画素値を持ち且つ隣接する複数の画素が
あるとき、熱源の位置をどのように評価するかの基準が
ない。 熱源までの距離を評価できない。 熱源までの距離が判らないため、熱源の真の大きさが
判らない。 そこで、この発明の第１の目的は、熱源の位置を評価す
ることが出来る熱源の位置検知装置を提供することにあ
る。また、この発明の第２の目的は、熱源までの距離を
評価することが出来る熱源の距離検知装置を提供するこ
とにある。また、この発明の第３の目的は、熱源の真の
大きさを評価することが出来る熱源の大きさ検知装置を
提供することにある。In the conventional heat source detection device 500 described above, it is possible to determine whether or not the heat source exists in the monitoring area. However, there are the following problems. When there are multiple adjacent pixels with pixel values above the threshold, there is no criterion on how to evaluate the location of the heat source. The distance to the heat source cannot be evaluated. Since the distance to the heat source is unknown, the true size of the heat source is unknown. Therefore, a first object of the present invention is to provide a heat source position detecting device capable of evaluating the position of the heat source. A second object of the present invention is to provide a heat source distance detecting device capable of evaluating the distance to the heat source. A third object of the present invention is to provide a heat source size detection device capable of evaluating the true size of the heat source.
【０００７】[0007]
【課題を解決するための手段】第１の観点では、この発
明は、焦電センサやボロメータのような赤外線感知素子
を２次元アレイ状に配列したアレイセンサと、そのアレ
イセンサにより監視領域の熱画像を取得する熱画像取得
手段と、前記熱画像の各画素の中で所定の閾値を越えた
画素値を持ち且つ隣接する複数の画素の座標および画素
値から画素値の重心位置を演算し当該重心位置を熱源位
置と判定する熱源位置判定手段とを備えたことを特徴と
する熱源の位置検知装置を提供する。SUMMARY OF THE INVENTION In a first aspect, the present invention provides an array sensor in which infrared sensing elements such as a pyroelectric sensor and a bolometer are arranged in a two-dimensional array, and the array sensor heats a monitoring area. A thermal image acquisition means for acquiring an image, and calculating the barycentric position of the pixel value from the coordinates and the pixel value of a plurality of pixels having a pixel value exceeding a predetermined threshold value in each pixel of the thermal image, and Provided is a heat source position detecting device comprising: a heat source position determining means for determining a center of gravity position as a heat source position.
【０００８】第２の観点では、この発明は、２次元配列
した複数の赤外線感知素子を有する第１のアレイセンサ
と、その第１のアレイセンサと同じ構成で且つ所定間隔
をあけて並設された第２のアレイセンサと、前記第１の
アレイセンサにより監視領域の第１の熱画像を取得する
と共に前記第２のアレイセンサにより監視領域の第２の
熱画像を取得する熱画像取得手段と、前記第１の熱画像
の各画素の中で所定の閾値を越えた画素値を持ち且つ隣
接する複数の画素の座標および画素値から画素値の重心
位置を演算し当該重心位置を第１の熱源位置と判定する
と共に前記第２の熱画像の各画素の中で所定の閾値を越
えた画素値を持ち且つ隣接する複数の画素の座標および
画素値から画素値の重心位置を演算し当該重心位置を第
２の熱源位置と判定する熱源位置判定手段と、前記第１
の熱源位置および第２の熱源位置の位置ズレに基づいて
熱源までの距離を判定する熱源距離判定手段とを備えた
ことを特徴とする熱源の距離検知装置を提供する。According to a second aspect, the present invention has a first array sensor having a plurality of two-dimensionally arranged infrared sensing elements, and the first array sensor having the same structure as that of the first array sensor and arranged in parallel at a predetermined interval. A second array sensor, and a thermal image acquisition means for acquiring a first thermal image of the monitoring region by the first array sensor and acquiring a second thermal image of the monitoring region by the second array sensor. , Calculating the barycentric position of the pixel value from the coordinates and pixel values of a plurality of adjacent pixels having a pixel value exceeding a predetermined threshold value in each pixel of the first thermal image, The position of the center of gravity of the pixel value is calculated from the coordinates and the pixel value of a plurality of pixels that have a pixel value exceeding a predetermined threshold value among the pixels of the second thermal image and are determined to be the heat source position, and calculate the center of gravity. Position is the second heat source position A heat source position determination unit that, the first
And a heat source distance determining means for determining the distance to the heat source based on the positional deviation between the heat source position and the second heat source position.
【０００９】第３の観点では、この発明は、２次元配列
した複数の赤外線感知素子を有する第１のアレイセンサ
と、その第１のアレイセンサと同じ構成で且つ所定間隔
をあけて並設された第２のアレイセンサと、前記第１の
アレイセンサにより監視領域の第１の熱画像を取得する
と共に前記第２のアレイセンサにより監視領域の第２の
熱画像を取得する熱画像取得手段と、前記第１の熱画像
の各画素の中で所定の閾値を越えた画素値を持ち且つ隣
接する複数の画素の座標および画素値から画素値の重心
位置を演算し当該重心位置を第１の熱源位置と判定する
と共に前記第２の熱画像の各画素の中で所定の閾値を越
えた画素値を持ち且つ隣接する複数の画素の座標および
画素値から画素値の重心位置を演算し当該重心位置を第
２の熱源位置と判定する熱源位置判定手段と、前記第１
の熱源位置および第２の熱源位置の位置ズレに基づいて
熱源までの距離を判定する熱源距離判定手段と、前記第
１または第２の熱画像の各画素の中で所定の閾値を越え
た画素値を持ち且つ隣接する複数の画素の数および前記
熱源までの距離に基づいて熱源の大きさを判定する熱源
大きさ判定手段とを備えたことを特徴とする熱源の大き
さ検知装置を提供する。According to a third aspect of the present invention, the present invention has a first array sensor having a plurality of two-dimensionally arranged infrared sensing elements, and the first array sensor having the same structure as that of the first array sensor and arranged in parallel at a predetermined interval. A second array sensor, and a thermal image acquisition means for acquiring a first thermal image of the monitoring region by the first array sensor and acquiring a second thermal image of the monitoring region by the second array sensor. , Calculating the barycentric position of the pixel value from the coordinates and pixel values of a plurality of adjacent pixels having a pixel value exceeding a predetermined threshold value in each pixel of the first thermal image, The position of the center of gravity of the pixel value is calculated from the coordinates and the pixel value of a plurality of pixels that have a pixel value exceeding a predetermined threshold value among the pixels of the second thermal image and are determined to be the heat source position, and calculate the center of gravity. Position is the second heat source position A heat source position determination unit that, the first
Source distance determining means for determining the distance to the heat source based on the positional deviation between the heat source position and the second heat source position, and a pixel exceeding a predetermined threshold value in each pixel of the first or second thermal image. There is provided a heat source size detection device, comprising: a heat source size determination means for determining the size of the heat source based on the number of a plurality of adjacent pixels having a value and the distance to the heat source. .
【００１０】[0010]
【作用】上記第１の観点による熱源の位置検知装置で
は、２次元配列した複数の赤外線感知素子を有するアレ
イセンサにより監視領域の熱画像を取得し、その熱画像
の各画素の中で所定の閾値を越えた画素値を持ち且つ隣
接する複数の画素の座標および画素値から画素値の重心
位置を演算し、その重心位置を熱源位置と判定する。こ
れにより、熱源の大きさにかかわらず、熱源の位置を評
価することが出来る。In the heat source position detecting device according to the first aspect, a thermal image of the monitoring area is acquired by an array sensor having a plurality of infrared sensing elements arranged two-dimensionally, and a predetermined image of each pixel of the thermal image is acquired. The barycentric position of the pixel value is calculated from the coordinates and the pixel values of a plurality of adjacent pixels having a pixel value exceeding the threshold value, and the barycentric position is determined as the heat source position. Thereby, the position of the heat source can be evaluated regardless of the size of the heat source.
【００１１】上記第２の観点による熱源の距離検知装置
では、所定間隔をあけて並設された一対のアレイセンサ
により監視領域の一対の熱画像を取得し、それら一対の
熱画像での各画素の中で所定の閾値を越えた画素値を持
ち且つ隣接する複数の画素の座標および画素値から熱源
の重心位置をそれぞれ演算し、それら一対の重心位置の
位置ズレに基づいて熱源までの距離を判定する。これに
より、熱源の大きさにかかわらず、熱源までの距離を評
価することが出来る。In the heat source distance detecting device according to the second aspect, a pair of thermal images of the monitoring region are acquired by a pair of array sensors arranged in parallel at predetermined intervals, and each pixel in the pair of thermal images is acquired. The center of gravity of the heat source is calculated from the coordinates and pixel values of a plurality of adjacent pixels that have a pixel value exceeding a predetermined threshold value, and the distance to the heat source is calculated based on the positional deviation of the pair of center of gravity positions. judge. Thereby, the distance to the heat source can be evaluated regardless of the size of the heat source.
【００１２】上記第３の観点による熱源の大きさ検知装
置では、所定間隔をあけて並設された一対のアレイセン
サにより監視領域の一対の熱画像を取得し、それら一対
の熱画像での各画素の中で所定の閾値を越えた画素値を
持ち且つ隣接する複数の画素の座標および画素値から画
素値の重心位置をそれぞれ演算し、それら一対の重心位
置の位置ズレに基づいて熱源までの距離を演算し、前記
一対の熱画像のいずれか一方の各画素の中で所定の閾値
を越えた画素値を持ち且つ隣接する複数の画素の数（ま
たは、前記一対の熱画像の両方の各画素の中で所定の閾
値を越えた画素値を持ち且つ隣接する複数の画素の数の
平均値）および前記熱源までの距離に基づいて熱源の大
きさを判定する。これにより、距離にかかわらず、熱源
の真の大きさを評価することが出来る。In the heat source size detecting device according to the third aspect, a pair of thermal images of the monitoring area are acquired by a pair of array sensors arranged in parallel at a predetermined interval, and each of the thermal images in the pair of thermal images is acquired. The center of gravity position of the pixel value is calculated from the coordinates and the pixel value of a plurality of pixels that have a pixel value exceeding a predetermined threshold among the pixels, and the position of the heat source is calculated based on the positional deviation of the pair of center of gravity positions. The distance is calculated, and the number of a plurality of adjacent pixels having a pixel value exceeding a predetermined threshold value in each pixel of either one of the pair of thermal images (or each of both of the pair of thermal images). The size of the heat source is determined based on the distance to the heat source and the average value of the number of a plurality of adjacent pixels having a pixel value exceeding a predetermined threshold value among the pixels. This makes it possible to evaluate the true size of the heat source regardless of the distance.
【００１３】[0013]
【実施例】以下、図に示す実施例によりこの発明をさら
に詳しく説明する。なお、これによりこの発明が限定さ
れるものではない。図１に、この発明の一実施例の熱源
の位置・距離・大きさ検知装置１００の構成ブロック図
を示す。この熱源の位置・距離・大きさ検知装置１００
は、監視視野からの赤外線を集める左側レンズ１Ｌと、
その左側レンズ１Ｌを透過した赤外線を所定の周期でチ
ョッピングする左側チョッパ２Ｌと、赤外線を感知する
複数の焦電型赤外線感知素子あるいはボロメータ素子が
２次元配列された左側アレイセンサ３Ｌと、その左側ア
レイセンサ３Ｌの各焦電型赤外線感知素子あるいはボロ
メータ素子の出力値に基づいて左側熱画像を取得する左
側熱画像取得部４Ｌと、前記左側熱画像の各画素の中で
所定の閾値を越えた画素値を持ち且つ隣接する複数の画
素の座標および画素値から画素値の重心位置を演算し当
該重心位置を熱源位置と判定する左側熱源位置判定部５
Ｌとを具備している。また、監視視野からの赤外線を集
める右側レンズ１Ｒと、その右側レンズ１Ｒを透過した
赤外線を所定の周期でチョッピングする右側チョッパ２
Ｒと、赤外線を感知する複数の焦電型赤外線感知素子あ
るいはボロメータ素子が２次元配列された右側アレイセ
ンサ３Ｒと、その右側アレイセンサ３Ｒの各焦電型赤外
線感知素子の出力値に基づいて右側熱画像を取得する右
側熱画像取得部４Ｒと、前記右側熱画像の各画素の中で
所定の閾値を越えた画素値を持ち且つ隣接する複数の画
素の座標および画素値から画素値の重心位置を演算し当
該重心位置を熱源位置と判定する右側熱源位置判定部５
Ｒとを具備している。さらに、前記左側熱源位置判定部
５Ｌで求めた熱源位置および前記右側熱源位置判定部５
Ｒで求めた熱源位置の位置ズレ（視差）に基づいて熱源
までの距離を判定する熱源距離判定部６と、前記左側熱
画像の各画素の中で所定の閾値を越えた画素値を持ち且
つ隣接する複数の画素の数および前記右側熱画像の各画
素の中で所定の閾値を越えた画素値を持ち且つ隣接する
複数の画素の数および前記距離に基づいて熱源の大きさ
を判定する熱源大きさ判定部７とを具備している。The present invention will be described in more detail with reference to the embodiments shown in the drawings. The present invention is not limited to this. FIG. 1 is a block diagram showing the configuration of a heat source position / distance / size detecting device 100 according to an embodiment of the present invention. Position / distance / size detection device 100 of this heat source
Is a left lens 1L that collects infrared rays from the field of view,
A left chopper 2L that chops infrared rays that have passed through the left lens 1L at a predetermined cycle, a left array sensor 3L in which a plurality of pyroelectric infrared sensing elements or bolometer elements that sense infrared rays are two-dimensionally arranged, and the left array. A left-side thermal image acquisition unit 4L that acquires a left-side thermal image based on the output value of each pyroelectric infrared sensing element or bolometer element of the sensor 3L, and a pixel that exceeds a predetermined threshold value in each pixel of the left-side thermal image Left heat source position determination unit 5 that determines the center of gravity position of the pixel value from the coordinates of a plurality of pixels that have a value and is adjacent and the pixel value, and determines the center of gravity position as the heat source position.
And L. Further, a right lens 1R that collects infrared rays from the surveillance field of view and a right chopper 2 that chops the infrared rays that have passed through the right lens 1R at a predetermined cycle.
R, a right array sensor 3R in which a plurality of pyroelectric infrared sensing elements or bolometer elements for sensing infrared rays are two-dimensionally arranged, and a right side based on the output values of the respective pyroelectric infrared sensing elements of the right array sensor 3R. A right thermal image acquisition unit 4R that acquires a thermal image, and a barycentric position of the pixel value based on the coordinates and the pixel values of a plurality of pixels that have a pixel value exceeding a predetermined threshold value among the pixels of the right thermal image. On the right side heat source position determining unit 5 for determining the center of gravity position as the heat source position
And R. Further, the heat source position determined by the left heat source position determination unit 5L and the right heat source position determination unit 5L
A heat source distance determination unit 6 that determines the distance to the heat source based on the positional deviation (parallax) of the heat source position obtained in R, and has a pixel value that exceeds a predetermined threshold value among the pixels of the left thermal image. A heat source that determines the size of a heat source based on the number of a plurality of adjacent pixels and the number of a plurality of adjacent pixels having a pixel value exceeding a predetermined threshold value in each pixel of the right thermal image and the distance. The size determination unit 7 is provided.
【００１４】図２に示すように、前記左側レンズ１Ｌと
右側レンズ１Ｒとは、所定間隔ｈをあけて出入口Ｄの上
方に取り付けられ、出入口Ｄの前方の監視領域の赤外線
を集める。As shown in FIG. 2, the left lens 1L and the right lens 1R are mounted above the entrance D at a predetermined interval h and collect infrared rays in the monitoring area in front of the entrance D.
【００１５】図３は、左側熱画像取得部４Ｌが取得する
左側熱画像の例示図である。この左側熱画像ＧＬは、８
×８個の画素からなる画像である。各画素値は、８×８
個の焦電型赤外線感知素子の出力値になっている。図４
は、左側熱源位置判定部５Ｌにおいて、閾値を“２．
０”とし、その閾値より小さい画素値の左側熱画像ＧＬ
の画素をサプレスした画像である。閾値“２．０”を越
えた画素値を持つ１２個の画素があり、これらは隣接し
ている。左側熱源位置判定部５Ｌは、前記１２個の画素
の座標および画素値から重心位置（Ｘｌ，Ｙｌ）を次式
により演算する。 Ｘｌ＝Σ｛（各画素のｘ座標）×（画素値）｝／（画素
の数） Ｙｌ＝Σ｛（各画素のｙ座標）×（画素値）｝／（画素
の数） 図４の例では、重心位置（Ｘｌ，Ｙｌ）＝（４．０，
３．２）となる。図５に示すように、左側熱源位置判定
部５Ｌは、上記重心位置（Ｘｌ，Ｙｌ）を熱源位置ａと
判定する。このようにして、左側アレイセンサ３Ｌの焦
電型赤外線感知素子の数で決まる分解能よりも高い分解
能で熱源位置を検知できる。FIG. 3 is a view showing an example of a left-side thermal image acquired by the left-side thermal image acquiring section 4L. This left-side thermal image GL is 8
It is an image composed of × 8 pixels. Each pixel value is 8x8
It is the output value of each pyroelectric infrared sensing element. Figure 4
Indicates that the threshold value is set to “2.
0 ", and the left-side thermal image GL with a pixel value smaller than the threshold value
It is the image which suppressed the pixel of. There are 12 pixels with pixel values above the threshold “2.0” and are adjacent. The left heat source position determination unit 5L calculates the barycentric position (Xl, Yl) from the coordinates and pixel values of the 12 pixels by the following equation. Xl = Σ {(x coordinate of each pixel) × (pixel value)} / (number of pixels) Yl = Σ {(y coordinate of each pixel) × (pixel value)} / (number of pixels) FIG. 4 example Then, the position of the center of gravity (X1, Yl) = (4.0,
3.2). As shown in FIG. 5, the left heat source position determination unit 5L determines the center of gravity position (Xl, Yl) as the heat source position a. In this way, the heat source position can be detected with a higher resolution than the resolution determined by the number of pyroelectric infrared sensing elements of the left array sensor 3L.
【００１６】図６は、右側熱画像取得部４Ｒが取得する
右側熱画像の例示図である。この右側熱画像ＧＲは、８
×８個の画素からなる画像である。各画素値は、８×８
個の焦電型赤外線感知素子の出力値になっている。図７
は、右側熱源位置判定部５Ｒにおいて、閾値を“２．
０”とし、その閾値より小さい画素値の右側熱画像ＧＲ
の画素をサプレスした画像である。閾値“２．０”を越
えた画素値を持つ１２個の画素があり、これらは隣接し
ている。右側熱源位置判定部５Ｒは、前記１２個の画素
の座標および画素値から重心位置（Ｘｒ，Ｙｒ）を次式
により演算する。 Ｘｒ＝Σ｛（各画素のｘ座標）×（画素値）｝／（画素
の数） Ｙｒ＝Σ｛（各画素のｙ座標）×（画素値）｝／（画素
の数） 図７の例では、重心位置（Ｘｌ，Ｙｌ）＝（２．０，
３．２）となる。図８に示すように、右側熱源位置判定
部５Ｒは、上記重心位置（Ｘｒ，Ｙｒ）を熱源位置ｂと
判定する。このようにして、右側アレイセンサ３Ｒの焦
電型赤外線感知素子の数で決まる分解能よりも高い分解
能で熱源位置を検知できる。FIG. 6 is a view showing an example of the right side thermal image acquired by the right side thermal image acquiring section 4R. This right side thermal image GR is 8
It is an image composed of × 8 pixels. Each pixel value is 8x8
It is the output value of each pyroelectric infrared sensing element. Figure 7
Indicates that the threshold value is set to “2.
0 "and the right side thermal image GR having a pixel value smaller than the threshold value
It is the image which suppressed the pixel of. There are 12 pixels with pixel values above the threshold “2.0” and are adjacent. The right heat source position determination unit 5R calculates the barycentric position (Xr, Yr) from the coordinates and pixel values of the 12 pixels by the following equation. Xr = Σ {(x coordinate of each pixel) × (pixel value)} / (number of pixels) Yr = Σ {(y coordinate of each pixel) × (pixel value)} / (number of pixels) Example of FIG. Then, the position of the center of gravity (X1, Yl) = (2.0,
3.2). As shown in FIG. 8, the right heat source position determination unit 5R determines the center of gravity position (Xr, Yr) as the heat source position b. In this way, the heat source position can be detected with a higher resolution than the resolution determined by the number of pyroelectric infrared sensing elements of the right array sensor 3R.
【００１７】熱源距離判定部６は、上記熱源位置ａ（Ｘ
ｌ，Ｙｌ）および熱源位置ｂ（Ｘｒ，Ｙｒ）から次式に
より熱源までの距離Ｄを判定する。 Ｄ＝ｈ・√｛(Xl-3.5)2＋(Yl-3.5)2＋ｆ2）／(Xl-Xr)2＋(Yl-Yr)2｝ …(１) ただし、ｆは、レンズ１Ｌの焦点距離である。すなわ
ち、レンズ１Ｌの中心Ｏｌからアレイセンサ３Ｌに下ろ
した垂線の長さである。また、垂線の足の座標は、
（３．５，３．５）である。図９は、上記(１)式の原理
説明図である。熱源位置ｂ（Ｘｒ，Ｙｒ）に対応する点
ｂ’（Ｘｒ，Ｙｒ）をアレイセンサ３Ｌ上にとり、三角
形ＨＯｌＯｒと相似の三角形Ｏｌａｂ’を想定すると、
辺ＨＯｌ／辺ＯｌＯｒ＝辺Ｏｌａ／辺ａｂ’となり、辺
ＨＯｌ＝辺ＯｌＯｒ・辺Ｏｌａ／辺ａｂ’となる。ここ
で、 辺ＨＯｌ＝Ｄ 辺ＯｌＯｒ＝ｈ 辺Ｏｌａ＝√｛(Xl-3.5)2＋(Yl-3.5)2＋ｆ2）｝ 辺ａｂ’＝√｛(Xl-Xr)2＋(Yl-Yr)2｝ である。よって、上記(１)式が成立する。The heat source distance determination unit 6 is arranged so that the heat source position a (X
The distance D from the heat source position b (Xr, Yr) to the heat source is determined by the following equation. D = h · √ {(Xl-3.5) 2 + (Yl-3.5) 2 + f 2 ) / (Xl-Xr) 2 + (Yl-Yr) 2 } (1) However, f is the focal point of the lens 1L It is a distance. That is, it is the length of a perpendicular line drawn from the center Ol of the lens 1L to the array sensor 3L. Also, the coordinates of the foot of the perpendicular are
(3.5, 3.5). FIG. 9 is an explanatory diagram of the principle of the above formula (1). Assuming a point b ′ (Xr, Yr) corresponding to the heat source position b (Xr, Yr) on the array sensor 3L and assuming a triangle Olab ′ similar to the triangle HOLOr,
Side HOL / Side OlOr = Side Ola / Side ab ′, and Side HOL = Side OlOr · Side Ola / Side ab ′. Here, side HOL = D side OlOr = h side Ola = √ {(Xl-3.5) 2 + (Yl-3.5) 2 + f 2 )} side ab '= √ {(Xl-Xr) 2 + (Yl-Yr ) 2 }. Therefore, the above formula (1) is established.
【００１８】熱源大きさ判定部７は、前記左側熱画像Ｇ
Ｌについて重心位置を求めた画像（図５）上で重心位置
を含む画素とそれに隣接している画素の数および前記左
側レンズ１Ｌから熱源までの距離Ｄを用いて、ファジィ
推論により、熱源の大きさを判定する。まず、図１０に
示すメンバーシップ関数により熱源の見掛け上の大きさ
を評価する。図１０の縦軸は、熱源の見掛け上の大きさ
の評価値である。横軸は、画素の数である。図１０よ
り、熱源の見掛け上の大きさの評価値は、 ラベル「大きい」＝０ ラベル「中くらい」＝０．９ ラベル「小さい」＝０．１ となる。次に、図１１に示すメンバーシップ関数により
熱源までの遠近を評価する。図１１の縦軸は、熱源まで
の遠近の評価値である。横軸は、距離Ｄである。図１１
より、熱源までの遠近の評価値は、 ラベル「遠い」＝０．７５ ラベル「中間」＝０．２５ ラベル「近い」＝０ となる。The heat source size determination unit 7 uses the left side thermal image G
The size of the heat source is determined by fuzzy inference using the number of pixels including the position of the center of gravity and the number of pixels adjacent thereto on the image where the position of the center of gravity is obtained for L (FIG. 5), and the distance D from the left lens 1L to the heat source. To judge First, the apparent size of the heat source is evaluated by the membership function shown in FIG. The vertical axis of FIG. 10 is an evaluation value of the apparent size of the heat source. The horizontal axis is the number of pixels. From FIG. 10, the evaluation value of the apparent size of the heat source is as follows: label “large” = 0, label “medium” = 0.9, label “small” = 0.1. Next, the membership function shown in FIG. 11 evaluates the distance to the heat source. The vertical axis of FIG. 11 is the evaluation value of the distance to the heat source. The horizontal axis is the distance D. Figure 11
Therefore, the evaluation values of the distance to the heat source are as follows: label “far” = 0.75 label “middle” = 0.25 label “close” = 0.
【００１９】次に、図１２に示すファジィルールに基づ
いて熱源の真の大きさを評価する。ここで、演算子＆
は、最小値をとる演算子である。図１２のファジィルー
ルに、上記熱源の見掛け上の大きさの評価値および上記
熱源までの遠近の評価値を入れると、図１３の結果が得
られる。同じラベルの２以上のルールがある場合は、最
大値をとる。すると、熱源の真の大きさの評価値は、 ラベル「極大」＝０ ラベル「大」＝０．７５ ラベル「中」＝０．２５ ラベル「小」＝０．１ ラベル「極小」＝０ となる。Next, the true size of the heat source is evaluated based on the fuzzy rule shown in FIG. Where operator &
Is the operator that takes the minimum value. When the fuzzy rule of FIG. 12 is filled with the evaluation value of the apparent size of the heat source and the evaluation values of the distance to the heat source, the result of FIG. 13 is obtained. If there are two or more rules with the same label, take the maximum value. Then, the evaluation value of the true size of the heat source is as follows: label “maximum” = 0 label “large” = 0.75 label “medium” = 0.25 label “small” = 0.1 label “minimum” = 0 Become.
【００２０】次に、図１４に示す非ファジィ化メンバー
シップ関数を用いて、熱源の大きさを判定する。図１４
の縦軸は、熱源の真の大きさの評価値である。横軸は、
熱源の大きさである。すなわち、熱源の真の大きさの各
ラベルに対応する非ファジィ化メンバーシップ関数と評
価値で囲まれた領域（図１４中の塗り潰した部分）の重
心Ｔを求め、その重心Ｔの横軸の値を熱源の大きさと判
定する。この判定結果は、距離Ｄに依存しない熱源の真
の大きさである。また、図１４に示すように、横軸上に
“小動物”と“人”とを区別する基準を設けておけば、
距離Ｄにかかわらず、小動物と人とを見分けることが出
来る。Next, the size of the heat source is determined using the defuzzified membership function shown in FIG. 14
The vertical axis of is the evaluation value of the true size of the heat source. The horizontal axis is
It is the size of the heat source. That is, the center of gravity T of the area (filled part in FIG. 14) surrounded by the defuzzified membership function and the evaluation value corresponding to each true size label of the heat source is obtained, and the center of gravity of the center of gravity T is plotted on the horizontal axis. The value is judged as the size of the heat source. This determination result is the true size of the heat source that does not depend on the distance D. Further, as shown in FIG. 14, if a standard for distinguishing “small animals” from “people” is provided on the horizontal axis,
Small animals can be distinguished from humans regardless of the distance D.
【００２１】[0021]
【発明の効果】この発明の熱源の位置検知装置によれ
ば、熱源の大きさにかかわらず、熱源の位置を評価する
ことが出来る。また、この発明の熱源の距離検知装置に
よれば、熱源の大きさにかかわらず、熱源までの距離を
評価することが出来る。また、この発明の熱源の大きさ
検知装置によれば、距離にかかわらず、熱源の真の大き
さを評価することが出来る。According to the position detecting device of the heat source of the present invention, the position of the heat source can be evaluated regardless of the size of the heat source. Further, according to the heat source distance detecting device of the present invention, the distance to the heat source can be evaluated regardless of the size of the heat source. Further, according to the heat source size detection device of the present invention, the true size of the heat source can be evaluated regardless of the distance.
【図１】この発明の一実施例の熱源の位置・距離・大き
さ検知装置の構成ブロック図である。FIG. 1 is a configuration block diagram of a position / distance / size detection device for a heat source according to an embodiment of the present invention.
【図２】図１の熱源の位置・距離・大きさ検知装置にお
ける一対のレンズの設置状態の説明図である。FIG. 2 is an explanatory diagram of an installation state of a pair of lenses in the position / distance / size detection device of the heat source of FIG.
【図３】左側熱画像の例示図である。FIG. 3 is an exemplary view of a left side thermal image.
【図４】閾値より小さい画素値の左側熱画像の画素をサ
プレスした画像の例示図である。FIG. 4 is an exemplary diagram of an image in which pixels of a left thermal image having a pixel value smaller than a threshold value are suppressed.
【図５】閾値を越えた画素値を持ち且つ隣接する複数の
画素の座標および画素値から求めた重心位置の説明図で
ある。FIG. 5 is an explanatory diagram of the barycentric position obtained from the coordinates and pixel values of a plurality of adjacent pixels having pixel values exceeding the threshold value.
【図６】右側熱画像の例示図である。FIG. 6 is an exemplary view of a right side thermal image.
【図７】閾値より小さい画素値の右側熱画像の画素をサ
プレスした画像の例示図である。FIG. 7 is an exemplary diagram of an image in which pixels of a right thermal image having a pixel value smaller than a threshold value are suppressed.
【図８】閾値を越えた画素値を持ち且つ隣接する複数の
画素の座標および画素値から求めた重心位置の説明図で
ある。FIG. 8 is an explanatory diagram of coordinates of a plurality of adjacent pixels having a pixel value exceeding a threshold and a barycentric position obtained from the pixel values.
【図９】一対の熱画像上での熱源の位置ズレから距離を
求める原理の説明図である。FIG. 9 is an explanatory diagram of a principle of obtaining a distance from a positional deviation of a heat source on a pair of thermal images.
【図１０】熱源の見掛け上の大きさを評価するメンバー
シップ関数のグラフである。FIG. 10 is a graph of a membership function that evaluates the apparent size of a heat source.
【図１１】熱源までの遠近を評価するメンバーシップ関
数のグラフである。FIG. 11 is a graph of a membership function for evaluating perspective to a heat source.
【図１２】ファジィルールの説明図である。FIG. 12 is an explanatory diagram of a fuzzy rule.
【図１３】ファジィルールに数値を代入した結果の説明
図である。FIG. 13 is an explanatory diagram of a result of substituting a numerical value into a fuzzy rule.
【図１４】熱源の大きさを判定するデファジー化メンバ
ーシップ関数のグラフである。FIG. 14 is a graph of a defuzzified membership function that determines the size of a heat source.
【図１５】従来の熱源検知装置の一例の構成ブロック図
である。FIG. 15 is a configuration block diagram of an example of a conventional heat source detection device.
【図１６】図１５の熱源検知装置の設置状態の説明図で
ある。16 is an explanatory diagram of an installed state of the heat source detection device of FIG.
【図１７】熱画像の例示図である。FIG. 17 is an exemplary view of a thermal image.
【図１８】２値化した熱画像の例示図である。FIG. 18 is a view showing an example of a binarized thermal image.
１００ 熱源の位置・距離・大きさ検知装置 １Ｌ，１Ｒ レンズ ２Ｌ，２Ｒ チョッパ ３Ｌ，３Ｒ アレイセンサ ４Ｌ，４Ｒ 熱画像取得部 ５Ｌ，５Ｒ 熱源位置判定部 ６ 熱源距離判定部 ７ 熱源大きさ判定部 100 Heat source position / distance / size detection device 1L, 1R lens 2L, 2R chopper 3L, 3R array sensor 4L, 4R thermal image acquisition unit 5L, 5R heat source position determination unit 6 heat source distance determination unit 7 heat source size determination unit
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 // Ｇ０１Ｊ 5/10 Ｃ ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (51) Int.Cl. 6 Identification code Office reference number FI technical display area // G01J 5/10 C
Claims (3)
有するアレイセンサと、そのアレイセンサにより監視領
域の熱画像を取得する熱画像取得手段と、前記熱画像の
各画素の中で所定の閾値を越えた画素値を持ち且つ隣接
する複数の画素の座標および画素値から画素値の重心位
置を演算し当該重心位置を熱源位置と判定する熱源位置
判定手段とを備えたことを特徴とする熱源の位置検知装
置。1. An array sensor having a plurality of infrared sensing elements arranged two-dimensionally, a thermal image acquisition means for acquiring a thermal image of a monitoring region by the array sensor, and a predetermined threshold value in each pixel of the thermal image. A heat source having a heat source position determining means for calculating a center of gravity position of the pixel value from coordinates and pixel values of a plurality of adjacent pixels having a pixel value exceeding the heat source position and determining the center of gravity position as a heat source position. Position detection device.
有する第１のアレイセンサと、その第１のアレイセンサ
と同じ構成で且つ所定間隔をあけて並設された第２のア
レイセンサと、前記第１のアレイセンサにより監視領域
の第１の熱画像を取得すると共に前記第２のアレイセン
サにより監視領域の第２の熱画像を取得する熱画像取得
手段と、前記第１の熱画像の各画素の中で所定の閾値を
越えた画素値を持ち且つ隣接する複数の画素の座標およ
び画素値から画素値の重心位置を演算し当該重心位置を
第１の熱源位置と判定すると共に前記第２の熱画像の各
画素の中で所定の閾値を越えた画素値を持ち且つ隣接す
る複数の画素の座標および画素値から画素値の重心位置
を演算し当該重心位置を第２の熱源位置と判定する熱源
位置判定手段と、前記第１の熱源位置および第２の熱源
位置の位置ズレに基づいて熱源までの距離を判定する熱
源距離判定手段とを備えたことを特徴とする熱源の距離
検知装置。2. A first array sensor having a plurality of two-dimensionally arrayed infrared sensing elements, and a second array sensor having the same configuration as the first array sensor and arranged in parallel at a predetermined interval. A thermal image acquisition means for acquiring a first thermal image of the monitoring region by the first array sensor and a second thermal image of the monitoring region by the second array sensor; The barycentric position of the pixel value is calculated from the coordinates and pixel values of a plurality of adjacent pixels having a pixel value exceeding a predetermined threshold value among the respective pixels, and the barycentric position is determined to be the first heat source position, and the first heat source position is determined. The center of gravity position of the pixel value is calculated from the coordinates and the pixel values of a plurality of pixels having a pixel value exceeding a predetermined threshold value in each pixel of the second thermal image, and the center of gravity position is set as the second heat source position. Heat source position determination means for determining, A heat source distance detecting device, comprising: a heat source distance determining means for determining a distance to the heat source based on a positional deviation between the first heat source position and the second heat source position.
有する第１のアレイセンサと、その第１のアレイセンサ
と同じ構成で且つ所定間隔をあけて並設された第２のア
レイセンサと、前記第１のアレイセンサにより監視領域
の第１の熱画像を取得すると共に前記第２のアレイセン
サにより監視領域の第２の熱画像を取得する熱画像取得
手段と、前記第１の熱画像の各画素の中で所定の閾値を
越えた画素値を持ち且つ隣接する複数の画素の座標およ
び画素値から画素値の重心位置を演算し当該重心位置を
第１の熱源位置と判定すると共に前記第２の熱画像の各
画素の中で所定の閾値を越えた画素値を持ち且つ隣接す
る複数の画素の座標および画素値から画素値の重心位置
を演算し当該重心位置を第２の熱源位置と判定する熱源
位置判定手段と、前記第１の熱源位置および第２の熱源
位置の位置ズレに基づいて熱源までの距離を判定する熱
源距離判定手段と、前記第１または第２の熱画像の各画
素の中で所定の閾値を越えた画素値を持ち且つ隣接する
複数の画素の数および前記熱源までの距離に基づいて熱
源の大きさを判定する熱源大きさ判定手段とを備えたこ
とを特徴とする熱源の大きさ検知装置。3. A first array sensor having a plurality of two-dimensionally arrayed infrared sensing elements, and a second array sensor having the same configuration as the first array sensor and arranged in parallel at a predetermined interval. A thermal image acquisition means for acquiring a first thermal image of the monitoring region by the first array sensor and a second thermal image of the monitoring region by the second array sensor; The barycentric position of the pixel value is calculated from the coordinates and pixel values of a plurality of adjacent pixels having a pixel value exceeding a predetermined threshold value among the respective pixels, and the barycentric position is determined to be the first heat source position, and the first heat source position is determined. The center of gravity position of the pixel value is calculated from the coordinates and the pixel values of a plurality of pixels having a pixel value exceeding a predetermined threshold value in each pixel of the second thermal image, and the center of gravity position is set as the second heat source position. Heat source position determination means for determining, The heat source distance determining means for determining the distance to the heat source based on the positional deviation between the first heat source position and the second heat source position, and a predetermined threshold value in each pixel of the first or second thermal image. A heat source size detection device, comprising: a heat source size determination means for determining the size of the heat source based on the number of a plurality of adjacent pixels having a pixel value that exceeds and the distance to the heat source. .
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP300494A JPH07209436A (en) | 1994-01-17 | 1994-01-17 | Position detecting device, distance detecting device and size detecting device for heat source |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP300494A JPH07209436A (en) | 1994-01-17 | 1994-01-17 | Position detecting device, distance detecting device and size detecting device for heat source |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07209436A true JPH07209436A (en) | 1995-08-11 |
Family
ID=11545217
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP300494A Pending JPH07209436A (en) | 1994-01-17 | 1994-01-17 | Position detecting device, distance detecting device and size detecting device for heat source |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07209436A (en) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2011064427A (en) * | 2009-09-18 | 2011-03-31 | Mitsubishi Electric Corp | Environment measuring device, equipment control system, environment measuring method and environment measuring program |
| WO2011052693A1 (en) * | 2009-10-29 | 2011-05-05 | 富士機械製造株式会社 | Three-dimensional measurement device and three-dimensional measurement method |
| JP2013020048A (en) * | 2011-07-11 | 2013-01-31 | Fuji Xerox Co Ltd | Power supply control device, image processing device, and power supply control program |
| JP2019061258A (en) * | 2018-11-26 | 2019-04-18 | 富士ゼロックス株式会社 | Processing apparatus and processing program |
| JP2022079798A (en) * | 2020-11-17 | 2022-05-27 | 株式会社日立製作所 | Object recognition device and object recognition method |
-
1994
- 1994-01-17 JP JP300494A patent/JPH07209436A/en active Pending
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2011064427A (en) * | 2009-09-18 | 2011-03-31 | Mitsubishi Electric Corp | Environment measuring device, equipment control system, environment measuring method and environment measuring program |
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| JP2022079798A (en) * | 2020-11-17 | 2022-05-27 | 株式会社日立製作所 | Object recognition device and object recognition method |
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