JPH09331520A - 自動追跡システム - Google Patents

自動追跡システム

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JPH09331520A
JPH09331520A JP8152003A JP15200396A JPH09331520A JP H09331520 A JPH09331520 A JP H09331520A JP 8152003 A JP8152003 A JP 8152003A JP 15200396 A JP15200396 A JP 15200396A JP H09331520 A JPH09331520 A JP H09331520A
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JP
Japan
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tracking
video camera
video
switching device
camera
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JP8152003A
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English (en)
Inventor
Kimihisa Aihara
公久 相原
Osamu Ibaraki
修 茨木
Isao Haruyama
功 春山
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Nippon Telegraph and Telephone Corp
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Nippon Telegraph and Telephone Corp
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 継続して追跡物体の自動追跡を可能とするこ
とである。 【解決手段】 現在のビデオカメラの「パン角度」「チ
ルト角度」「ビデオカメラと追跡物体との距離」を出力
可能な複数台のビデオカメラと、ビデオカメラからの映
像中の追跡物体の動きに基づき、自動追跡を可能とする
ビデオカメラ制御信号を出力する制御装置と、監視用モ
ニタと、追跡範囲内の機器の設置状況を3次元座標のデ
ータで示したデータベースと、追跡範囲内に設置された
各ビデオカメラの設置座標および各ビデオカメラの追跡
範囲の3次元座標のデータで示したデータベース等を備
え、追跡しているテレビカメラで追跡動作が捕らえられ
なくなると自動的に追跡可能なテレビカメラに切り換え
る構成を特徴としている。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、複数台のビデオカ
メラを制御することによりこれらのビデオカメラからの
映像に基づいて遠隔監視を実現する自動追跡システムに
関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来、ビデオカメラ1台と制御装置1台
の構成でビデオカメラの映像中で追跡物体が映像の所定
位置、例えば中心に位置する様に制御装置がビデオカメ
ラを制御する自動追跡システムは存在する。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】このような従来の自動
追跡システムにおいては、追跡対象範囲内に機器等が存
在しビデオカメラの視界を遮る様な場合、映像中に追跡
物体を捕らえることができなくなり、自動追跡が中断す
るという問題点があった。
【0004】本発明は上記の問題点を解決するためにな
されたもので、複数台のビデオカメラの連携制御によっ
て、自動追跡の中断が発生しない自動追跡システムを提
供することを目的とする。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明にかかる自動追跡
システムは、基本的には下記の機能を備えるものであ
る。
【0006】(1)自動追跡範囲内で設置機器の占める
3次元座標空間、複数台のビデオカメラの各々の設置座
標、複数台のビデオカメラの各々の追跡範囲の3次元座
標空間をデータベースとして制御装置あるいは外付けの
記憶装置に記憶する。
【0007】(2)従来システムと同様に追跡物体を映
像の所定位置、例えば中心に位置するようにビデオカメ
ラを制御する。これと同時に、ビデオカメラから出力さ
れる「パン角度」「チルト角度」「ビデオカメラと追跡
物体との距離」の情報および(1)で述べた「ビデオカ
メラの設置座標」から追跡物体の現在の座標を制御装置
が計算する。また、数サイクル前からの追跡物体の座標
の移動から追跡物体の移動ベクトルを制御装置が計算す
る。
【0008】(3)追跡物体が現在追跡中のビデオカメ
ラの追跡範囲外に出た場合は、直前の追跡物体の移動ベ
クトルから現在位置を推定し、これと(1)で述べた
「各々のビデオカメラの追跡範囲」とから次にどのビデ
オカメラで自動追跡するかを制御装置は決定し、さらに
そのビデオカメラの映像を取り込むため、複数ビデオカ
メラが接続された映像信号切り換え装置を制御し、これ
と同時にビデオカメラへの制御信号切り換え装置および
ビデオカメラからのデータ出力切り換え装置を制御し、
引き続き自動追跡を行う。
【0009】
【発明の実施の形態】
〔第1の実施例〕図1は、本発明の第1の実施例の構成
を示すブロック図であって、図中、1はビデオカメラ
で、制御可能で且つ、ビデオカメラの「パン角度」「チ
ルト角度」「ビデオカメラと追跡物体との距離」のデー
タを出力することが可能なもので、1,2,・・・,N
台が用意されている。2は制御装置、3は映像信号切り
換え装置、4はカメラデータ出力切り換え装置、5はカ
メラ制御信号切り換え装置、6はカメラ位置情報,カメ
ラ追跡領域,機器設置情報等のデータベースとなる記憶
装置、7は監視モニタである。
【0010】映像信号切り換え装置3の入力には、1〜
N台のビデオカメラ1の映像信号出力が接続されてお
り、出力は制御装置2の映像信号入力に接続されてい
る。カメラデータ出力切り換え装置4の入力には1〜N
台のビデオカメラ1のデータ信号出力が接続されてお
り、出力は制御装置2のデータ信号入力に接続されてい
る。カメラ制御信号切り換え装置5の入力には、制御装
置2のカメラ制御信号出力が接続されており、出力は1
〜N台のビデオカメラ1のカメラ制御信号入力に接続さ
れている。また、映像信号切り換え装置3、カメラデー
タ出力切り換え装置4およびカメラ制御信号切り換え装
置5の切り換え信号入力には、制御装置2の切り換え信
号の出力が接続されている。さらに制御装置2の映像出
力には監視モニタ7が接続されている。制御装置2には
追跡範囲内の機器の設置状況を3次元座標の座標空間で
示したデータベースと、追跡範囲内に設置された各ビデ
オカメラ1の設置座標および追跡範囲の3次元空間座標
のデータベースを保持可能な記憶装置6が内蔵または接
続されている。また、各ビデオカメラ1の追跡範囲は切
換えにより連続するようにあらかじめ設定されている。
【0011】次に動作について説明する。前述の構成に
おいて、制御装置2はデータベースに保持されているビ
デオカメラ1の設置位置座標(x0 ,y0 ,z0 )、ビ
デオカメラ1と追跡物体との距離dt 、ビデオカメラの
パン角度θ1 およびビデオカメラ1のチルト角度θ2
り追跡物体の座標(xt ,yt ,zt )を以下の様に計
算する。ここで、x座標はビデオカメラのパン角度θ1
=0度、チルト角度θ2 =0度の方向、y座標はビデオ
カメラのパン角度θ1 =90度、チルト角度θ2 =0度
の方向、z座標はビデオカメラのパン角度θ1 =0度、
チルト角度θ2=90度の方向である。
【0012】
【数1】xt =x0 +(dt cosθ2 )cosθ
【0013】
【数2】y =y0 +(dt cosθ2 )sinθ1
【0014】
【数3】zt =z0 +(dt sinθ2 ) また同時に直前の追跡物体の位置とビデオカメラ1の位
置との差から追跡物体の動きベクトルを計算する。追跡
物体が追跡しているビデオカメラ1の追跡範囲外に出た
場合には、追跡物体の動きベクトルから物***置を推測
し、その座標を追跡範囲に持つビデオカメラ1に切り換
える。
【0015】以上の操作により、複数台のビデオカメラ
1の連携により、追跡物体がどこに移動しても追跡可能
な自動追跡システムを実現することができる。
【0016】〔第2の実施例〕図2は、本発明の第2の
実施例の構成を示すブロック図であって、図1の第1の
実施例と主として異なるのは、8の警報発信装置を備え
た点である。
【0017】第2の実施例においては、記憶装置6内の
データベースとして第1の実施例で記載したデータの他
に追跡範囲内の特定の指定領域の3次元空間に関するデ
ータも保持されている。自動追跡を行う点は図1の第1
の実施例と同じである。そして、追跡物体と指定領域と
の距離が設定値以下になると制御装置2は、警報発信装
置8を介して警報を発信する。
【0018】状況として、作業者が追跡物体で、作業者
の動きを追跡している。この追跡した結果の映像を監視
者がモニタしている。従来は、監視者が映像を見て作業
者(追跡物体)が危険な場所に入ろうとしたり、誤った
操作をしようとしたら注意する。これに対し本発明の自
動追跡システムでは、作業者(追跡物体)の位置と危険
領域の座標から作業者が危険領域に近づいたことを自動
的に認識して警報を発する。これにより作業者の安全確
保、作業者による誤操作の防止を実現することができ
る。
【0019】〔第3の実施例〕図3は、本発明の第3の
実施例の構成を示すブロック図であって、図1の第1の
実施例と主として異なるのは、図1の記憶装置6に代え
てニューラルネットワークによる学習システム6Aを用
いた点である。
【0020】その動作を説明すると、まず最初に、例え
ば3層構造のニューラルネットワークを用いて、追跡物
体を移動させた時の「追跡を実行しているビデオカメラ
番号」「映像上の追跡物体の位置」の時系列データを入
力とし、その時のカメラ切り換え信号の値を教師信号と
して、複数パターンに対してニューラルネットワークに
追跡物体の動きに対するカメラ切り換え法を学習させる
(3層構造のニューラルネットワーク間のシナプス係数
の値を設定する)。その後はこの学習データに基づき、
追跡物体の動きに合わせてビデオカメラ1の切り換えを
実行する。
【0021】これにより、追跡物体の3次元空間上の正
確な座標を計算することなく複数のビデオカメラ1によ
る継続的な物体の追跡を実現することができる。
【0022】〔第4の実施例〕図4は、本発明の第4の
実施例の構成を示すブロック図であって、図中、10は
第1の実施例、第2の実施例または第3の実施例で説明
した自動追跡システムで、N台が示されている。20は
監視モニタ制御装置、30は監視モニタである。
【0023】監視モニタ制御装置20の入力には1〜N
個の自動追跡システム10の映像出力が接続され、出力
には監視モニタ30が接続されている。
【0024】本構成で監視モニタ30上に多地点の映像
を表示すれば、監視者が制御することなく且つ追跡物体
を常に捕捉した多地点の監視を並行して行うことができ
る。
【0025】また、自動追跡システム10として第2の
実施例を使用し、警報出力を監視モニタ制御装置20に
入力し、警報を発したシステムの映像を優先的にモニタ
に表示させることにより、より効果的な多地点監視を実
現することができる。
【0026】
【発明の効果】以上詳細に述べたように、本発明は、現
在のビデオカメラの「パン角度」「チルト角度」「ビデ
オカメラと追跡物体との距離」を出力可能な複数台のビ
デオカメラと、ビデオカメラからの映像中の追跡物体の
動きに基づき、自動追跡を可能とするビデオカメラ制御
信号を出力する制御装置と、監視用モニタと、追跡範囲
内の機器の設置状況を3次元座標のデータで示したデー
タベースと、追跡範囲内に設置された各ビデオカメラの
設置座標および各ビデオカメラの追跡範囲を3次元座標
のデータで示したデータベースと、複数台のビデオカメ
ラからの映像信号切り換え装置と、複数台のビデオカメ
ラからのデータ出力切り換え装置と、複数台のビデオカ
メラへの制御信号切り換え装置とから構成されているの
で、1台のビデオカメラでは死角を作るために常に追跡
することはできなかったが、本発明によれば1台のビデ
オカメラが追跡範囲外となっても、ビデオカメラを自動
的に切り換えることにより常に自動追跡を続けることが
できる。
【0027】また、警報発信装置を備えて、追跡物体が
指定領域に近づいた場合に警報を発するようにしたもの
で、作業者の安全確保と誤操作の防止がはかれる。
【0028】さらに、ニューラルネットワークによる学
習システムを備えたので、追跡物体の3次元空間上の正
確な座標をその都度、評価する必要がなく、追跡を行う
ことができる利点を有する。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の自動追跡システムの第1の実施例の構
成を示すブロック図である。
【図2】本発明の自動追跡システムの第2の実施例の構
成を示すブロック図である。
【図3】本発明の自動追跡システムの第3の実施例の構
成を示すブロック図である。
【図4】本発明の自動追跡システムを用いた第4の実施
例である多地点監視システムの構成を示すブロック図で
ある。
【符号の説明】
1 ビデオカメラ 2 制御装置 3 映像信号切り換え装置 4 カメラデータ出力切り換え装置 5 カメラ制御信号切り換え装置 6 記憶装置 6A ニューラルネットワークによる学習システム 7 監視モニタ 8 警報発信装置 10 自動追跡システム 20 監視モニタ制御装置 30 監視モニタ

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 現在のビデオカメラの「パン角度」「チ
    ルト角度」「ビデオカメラと追跡物体との距離」を出力
    可能な複数台のビデオカメラと、前記ビデオカメラから
    の映像中の追跡物体の動きに基づき、自動追跡を可能と
    するビデオカメラ制御信号を出力する制御装置と、監視
    用モニタと、追跡範囲内の機器の設置状況を3次元座標
    のデータで示したデータベースと、追跡範囲内に設置さ
    れた各ビデオカメラの設置座標および各ビデオカメラの
    追跡範囲を3次元座標のデータで示したデータベース
    と、前記複数台のビデオカメラからの映像信号切り換え
    装置と、前記複数台のビデオカメラからのデータ出力切
    り換え装置と、前記複数台のビデオカメラへの制御信号
    切り換え装置とから構成され、 前記制御装置は、追跡中のビデオカメラの追跡範囲内を
    追跡物体が移動する場合は追跡中のビデオカメラから出
    力される「パン角度」「チルト角度」「ビデオカメラと
    追跡物体との距離」およびデータベースとして保持され
    ている「ビデオカメラの設置位置」の情報から前記追跡
    物体の3次元座標上の位置を計算すると共に、前記追跡
    物体を常に映像の所定位置に捕らえるようにビデオカメ
    ラ制御信号を出力し、前記追跡物体が追跡中のビデオカ
    メラの追跡範囲外に出た場合には、前記追跡物体の移動
    ベクトルおよび前記データベースに保持されている各ビ
    デオカメラの追跡範囲とからどのビデオカメラを使用し
    て追跡を継続するかを判断し、この判断に基づき前記映
    像信号切り換え装置、カメラデータ出力切り換え装置、
    カメラ制御信号切り換え装置を制御し、継続して物体の
    追跡を行わせることを特徴とする自動追跡システム。
  2. 【請求項2】 請求項1に記載の自動追跡システムにお
    いて、警報発信装置を備え、前記制御装置は追跡範囲内
    における特定の指定領域の3次元座標空間のデータベー
    スと、前記警報発信装置への警報発信の出力手段とを有
    し、さらに追跡物体の現在の座標と指定領域のデータベ
    ース情報とから前記追跡物体が指定領域に近づいたか否
    かを判定し、近づいた場合に前記警報発信手段により警
    報を発信させる事を特徴とする自動追跡システム。
  3. 【請求項3】 請求項1に記載の自動追跡システムにお
    いて、ニューラルネットワークによる学習システムを有
    し、初期設定として複数の追跡物体の動きに対するビデ
    オカメラ切り換え法を学習させ、その後はこの学習デー
    タに基づきビデオカメラ切り換えを実行することによ
    り、前記追跡物体の3次元空間上の正確な座標を評価す
    ることなく複数のビデオカメラによる継続的物体の追跡
    を可能とすることを特徴とする自動追跡システム。
JP8152003A 1996-06-13 1996-06-13 自動追跡システム Pending JPH09331520A (ja)

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