JP3692736B2 - Monitoring device - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
この発明は地球の上空を所定の高度で航行する空間航行体に搭載した撮像機を地上局で運用制御して、災害発生地域や監視を要する建造物や車両等の監視目標の画像情報を取得する監視装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
図5は従来の監視装置を説明するための図であり、図において1は地球2の上空を所定の高度で航行する人工衛星や航空機ないしは飛行船などのいわゆる空間航行体、3は地上に設置されて上記空間航行体1の地表高度、進行方向及び姿勢角度などの運用条件を設定したり、上記空間航行体1と信号やデータなどの情報授受をする地上局、4は上記地上局3から上記空間航行体1に送信される運用制御用のコマンド等の信号、5は上記空間航行体1から上記地上局3に対して送信される観測画像情報等のデータ、6は災害発生地域や監視を要する人造建造物や車両等の監視目標である。災害が発生して所定の地域の情報が必要になったような場合、地上局3から運用制御用の信号4を上記空間航行体1に送信し、次に上記空間航行体1が上記監視目標6を観測して画像情報を取得してデータ5として地上局3に送信する。
【0003】
次に動作の詳細について図6を用いて説明する。図において1から5は図5と同様であり、7は上記地上局3に設置されて上記空間航行体1の軌道条件を計算する軌道計算機、8は冊子として装丁されて上記地上局3に常備された地図、9は上記空間航行体1に地球を指向して搭載され、地球表面の画像データを取得する撮像機である。図の如く構成された従来の監視装置においては、災害等が発生するとまず地上局3に待機している作業者が該当地域を上記地図8の中から探し、該当地域を監視目標として経度、緯度情報を上記地図8から読みとる。次に作業者は上記空間航行体1が監視目標の上空を通過する時刻と軌道条件を上記軌道計算機7を用いて算出する。次に作業者は撮像機9が監視目標を指向するために適した撮像時刻と軌道条件及び撮像機の指向方向決定して運用制御信号を作成し、次に図示されていない送信機を介して信号4として空間航行体1に送信する。一方上記空間航行体1においては取得した信号4に応じて撮像機9を動作して監視目標の両像情報を取得し、次に取得した画像情報を図示されていない送信機を介してデータ5として地上局3に送信していた。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
従来の監視装置では、監視目標6を作業者が地図8で探索し、緯度、経度情報を調査した後に空間航行体1の軌道と撮像機9の視野方向を軌道計算機7で解析し、更に撮像機9の視野が監視目標6を捉える範囲と時刻を作業者が予測して空間航行体に撮像指示をするため、監視目標6の探索と、空間航行体1の軌道及び撮像機9の視野範囲を解析する手間がかかり、緊急時や災害発生時に即応するのが難しいという課題があった。また撮像条件の設定を特定の地上局3のみでしか実施できないので、監視目標を選択できる作業者と作業場所が限定されるという制約があった。また火山など長期的かつ高頻度で監視を要する監視目標の画像を取得するために、空間航行体1が監視目標6の上空を通過する時刻を前もって調べて、監視目標6を撮像するのに適した時刻及び撮像機の視野方向や視野範囲を予め予約することは従来からできたが、作業者が予約を受けた個々の撮像条件を上記の如き手順で設定するため、多数の予約が発生すると、予約してから撮像するまでに長い時間を要するという課題があった。単一の空間航行体しか航行していない場合には、任意の監視目標を撮像するための待ち時間が長くなったり、同時に複数の監視目標を撮像できないという課題があった。
【0005】
この発明は上記のような課題を改善するためになされたものであり、いつでも、どこでも、誰でも端末にアクセスするだけで監視目標の探索及び決定と、撮像機の撮像条件設定が可能となり、迅速な撮像が可能な監視装置を提供するものである。
【0006】
【課題を解決するための手段】
第1の発明による監視装置は地球の上空を所定の高度で航行する複数の空間航行体と、上記空間航行体に地球を指向するように搭載され、地球表面の画像データを取得する撮像機と、上記空間航行体の運用条件解析と上記撮像機の撮像条件を解析する運用計画機、上記空間航行体と情報授受して空間航行体と撮像機を運用制御する運用管制装置、及び上記撮像機の撮像した画像データを受信し記録するレコーダとを備えた第1の地上局と、地球上各地の地理情報及び位置情報を記述した地理情報データベースを格納した第1のメモリ、空間航行体の軌道条件や地上通過時刻及び撮像機の視野範囲を記述した空間航行体情報データベースを格納した第2のメモリ、及び監視目標を設定して撮像予約したデータを記述する撮像予約データベースを格納した第3のメモリ、及び上記第1から第3のメモリの格納するデータベースにアクセスして情報を処理するソフトウェアを格納した第4のメモリを備えた第2の地上局と、パーソナルコンピュータ等の計算機、及び上記第2の地上局の有するデータベースや第4のメモリにアクセスして上記計算機上で動作させるソフトウェアを格納した第5のメモリを備えた第3の地上局及び第4の地上局とにより構成され、上記第1から第4の地上局同士が互いに通信回線で接続されており、かつ上記運用計画機が、上記複数の空間航行体の中から、上記第3のメモリに格納された撮像予約データに対して最も近い距離を航行する空間航行体を選択して上記撮像機に撮像指示を与える手段を有するものである。
【0007】
第2の発明による監視装置は、空間航行体として飛行船、気球または航空機を使用し、かつ空間航行体情報データベースを格納した第2のメモリが任意の日付、時刻における上記空間航行体の予定運行場所と撮像可否条件を記述する手段を有したものである。
【0008】
第3の発明による監視装置は、撮像予約登録後に最も早く監視目標を撮像可能な条件を満足した空間航行体の有する撮像機で撮像するよう運用条件を設定する運用計画機を有したものである。
【0009】
第4の発明による監視装置は、撮像予約データベースを格納した第3のメモリが監視目標場所と日付を記述する手段を有し、かつ記述された日に監視目標を撮像するよう運用条件を設定する運用計画機を有したものである。
【0010】
第5の発明による監視装置は、撮像予約データベースを格納した第3のメモリが監視目標場所と空間航行体の識別と撮像時刻を記述する手段を有し、かつ記述された空間航行体で指定時刻に監視目標を撮像するよう運用条件を設定する運用計画機を有したものである。
【0011】
第6の発明による監視装置は、撮像予約データベースを格納した第3のメモリが撮像予約した依頼者のアドレスと課金手段を記述する手段を有し、かつレコーダが撮像予約した依頼者に対して課金して画像情報を配布する手段を有したものである。
【0012】
第7の発明による監視装置は、撮像予約データベースを格納した第3のメモリが希望購入価格を記述する手段を有し、かつレコーダが撮像予約データベースに記述された希望購入価格に相当する課金をして画像情報を配布する手段を有したものである。
【0013】
第8の発明による監視装置は、撮像予約データベースを格納した第3のメモリが希望購入価格を記述する手段を有し、かつ同一時刻に複数の異なる監視目標の撮像予約が登録された場合に、運用計画機が希望購入価格を比較して価格の高い方の監視目標を撮像するよう運用条件を設定する運用計画機を有したものである。
【0014】
【発明の実施の形態】
実施の形態1.
図1はこの発明の実施の形態1を示す構成図であり、図において1aは地球の上空を所定の高度で航行する第1の空間航行体、1bは地球の上空を所定の高度で航行する第2の空間航行体、2は地球、3は地上に設置されて上記空間航行体1の地表高度、進行方向及び姿勢角度などの運用条件を設定したり、上記空間航行体1と信号やデータなどの情報授受をする地上局、4は上記地上局3から上記空間航行体1に送信される運用制御用のコマンド等の信号、5は上記空間航行体1から上記地上局3に対して送信される観測画像情報等のデータ、6aは災害発生地域や監視を要する建造物や車両等の第1の監視目標、6bは第2の監視目標、10は上記複数の地上局3同士を接続して信号やデータ授受の伝搬経路となる通信回線を示す。また複数の地上局の構成要素として、3aは運用管制と撮像指示を行う第1の地上局、3bは地理情報や衛星軌道情報情報などの情報蓄積を行う第2の地上局、3cは監視目標設定をする第3の地上局、3dは監視目標設定をする第4の地上局である。この発明による監視装置は図の如く構成されており、災害が発生して所定の地域の情報が必要になったような場合、第3の地上局3cや第4の地上局3dで作業中の作業者は第2の地上局3bに蓄積された地理情報を通信回線10を経由して参照し、監視目標6を設定し、設定情報を通信回線10を経由して撮像予約情報として第2の地上局3bに蓄積する。撮像予約情報としては監視目標6の位置情報や、空間航行体1が監視目標6の上空を通過する時刻、及び監視目標6を撮像するための撮像機の視野方向や視野範囲などの情報を含んでいる。次に第1の地上局3aでは通信回線10を経由して第2の地上局3bに蓄積された撮像予約情報を参照して、複数の空間航行体の中から、撮像予約された場所に対して最も近い距離を航行する空間航行体を選択して撮像機の運用計画を立て、運用制御用の信号4を上記空間航行体1に送信する。図の例では第1の監視目標6aを撮像する場合には第1の空間航行体1aの方が第2の空間航行体1bよりも第1の監視目標6aに近い距離を航行しているため、第1の地上局において第1の空間航行体1aを選択し、監視目標6を撮像するよう運用制御用信号4を送信する。次に上記第1の空間航行体1aが上記監視目標6を観測して画像情報を取得してデータ5として地上局3に送信する。また第2の監視目標6bを撮像する場合には第2の空間航行体を選択して同様に動作させる。
【0015】
図において上記空間航行体1は低軌道で地球を周回する観測衛星や静止軌道から地球を観測する気象衛星等の人工衛星や、航空機、気球ないしは飛行船等であり、数量は2つに限定せずいくらでもよい。また撮像機9は視覚画像を取得する可視光学センサや合成開口レーダのようなイメージングレーダ、マイクロ波放射計、赤外線センサ、紫外線センサなどが使用可能である。また第1の地上局3aとしては人工衛星や航空機の追跡管制局が候補となるが、第2の地上局3b、第3の地上局3c、第4の地上局3dとしては衛星信号受信局、地方自治体組織、企業、個人宅、野営地など計算機を通信回線10に接続可能な条件を満足すればいずれでもよく、更に地上局は4つに限定せず数量はいくらでもよい。また第2の地上局3bが第1の地上局3aや第3の地上局3cに包含されてもよい。
【0016】
次に各地上局の動作の詳細について図2を用いて説明する。図において1aは地球の上空を所定の高度で航行する第1の空間航行体、1bは地球の上空を所定の高度で航行する第2の空間航行体、3aは運用管制と撮像指示を行う第1の地上局、3bは地理情報や衛星軌道情報情報などの情報蓄積を行う第2の地上局、3cは監視目標設定をする第3の地上局、3dは監視目標設定をする第4の地上局、4は上記地上局3から上記空間航行体1に送信される運用制御用のコマンド等の信号、5は上記空間航行体1から上記地上局3に対して送信される観測画像情報等のデータ、9は上記空間航行体1に地球を指向して搭載され、地球表面の画像データを取得する撮像機、10は上記複数の地上局3同士を接続して信号やデータ授受の伝搬経路となる通信回線、11は上記第1の地上局3aに設置され、上記空間航行体1の軌道情報と撮像機9の指向方向を解析し、撮像機9が任意の監視目標を撮像できる運用条件を設定する運用計画機、12は上記第1の地上局3aに設置され、上記空間航行体1とデータ授受し、軌道及び姿勢を制御し、かつ撮像機9に撮像指示を発信する運用管制装置、13は上記第1の地上局3aに設置され、上記撮像機9の撮像した画像データを受信し記録するレコーダ、14は上記第2の地上局3bに設置され、地球上各地の地理情報及び位置情報を記述した地理情報データベースを格納した第1のメモリ、15は上記第2の地上局3bに設置され、衛星の軌道条件、地上通過時刻、飛行船や航空機の航行場所と予定通過時刻を記した運行計画、撮像機の視野範囲などを記述した空間航行体情報データベースを格納した第2のメモリ、16は上記第2の地上局3bに設置され、監視目標を設定して撮像予約したデータを記述する撮像予約データベースを格納した第3のメモリ、17aは上記第2の地上局3bに設置され、上記地理情報データベースを格納した第1のメモリ14にアクセスして監視目標を探索するルーチンと、監視目標を撮像可能な空間航行体情報を上記空間航行体情報データベースを格納した第2のメモリ15で検索するルーチンと、撮像条件の予約を上記撮像予約データベースを格納した第3のメモリ16に登録するルーチンを備えた探索予約ソフトウェアを格納した第4のメモリ、17bは上記第3の地上局3cないし第4の地上局3dに設置され、上記第2の地上局の備える各データベースを格納したメモリ及び第4のメモリ17aにアクセスして計算機で動作させる第2のソフトウェアを格納したメモリ、18は上記第3の地上局3cないし第4の地上局3dに設置され、上記通信回線10を経由して上記第2の地上局3bにアクセスするパーソナルコンピュータなどの計算機である。
【0017】
運用管制と撮像指示を行う第1の地上局3aにおいては、運用計画機11が上記第1の空間航行体1a及び第2の空間航行体1bの軌道情報を解析し、特定の監視目標に対して最も近い距離を航行する空間航行体を選択する。次に選択した空間航行体1の軌道情報と搭載する撮像機9の指向方向を解析し、上記撮像機9が上記監視目標を撮像できる運用条件を設定する。次に運用管制装置12は上記運用計画機11が設定した運用条件を信号4として上記空間航行体1に送信し、空間航行体1の軌道及び姿勢を制御すると共に、上記撮像機9に対する撮像指示を発信する。上記空間航行体1は上記運用管制装置12から受信した信号4に基づき運用制御されると共に、それぞれに搭載する撮像機9で監視目標の撮像情報を取得してデータ5として上記第1の地上局3aに送信する。次に第1の地上局3aが具備するレコーダ13において伝送されたデータ5を受信し、記録する。
【0018】
一方第2の地上局3bは情報蓄積をしており、通信回線10を経由して他の地上局からデータを参照したり、データを書き込むことが可能となっている。第2の地上局3bが備える第1のメモリ14に格納された地理情報データベースにおいて地球上各地の地理情報及び位置情報を記録している。上記地理情報データベースは、地上各地の地理情報を位置情報と共に記述したものであり、データベース化された地図情報でもよいし、GIS(Geographic Information System)などのデータベースを使用することも可能である。この際位置情報は航法衛星で利用しているWorld Geodetic System84と呼ばれる測地座標系の位置座標であるか、または緯度/経度情報でもよい。更に監視予定地については予め航法衛星を用いて位置座標を測定して上記地理情報データベースに記録しておいてもよいし、人工衛星や航空機から空間三角測量により実測した結果を地理情報データベースに記録しておいてもよい。また第2のメモリ15に格納された空間航行体情報情報データベースは空間航行体1の軌道条件や地上通過時刻及び撮像機の視野範囲を記録している。また第3のメモリ16に格納された撮像予約データベースは監視目標を設定して撮像予約したデータを記録している。更にソフトウェアを格納した第4のメモリ17aには地理情報データベースを格納した第1のメモリ14にアクセスして監視目標を探索するルーチンと、監視目標を撮像可能な空間航行体情報を第2のメモリ15に格納された空間航行体情報データベースで検索するルーチンと、撮像条件の予約を第3のメモリ16に格納された撮像予約データベースに登録するルーチンを具備する探索予約ソフトウェアを格納している。
【0019】
次に第3の地上局3cや第4の地上局3dにおいて監視目標設定をする手順について説明する。作業者はパーソナルコンピュータ等の計算機18を動作させて、第5のメモリ17bに格納されたソフトウェアを利用して、通信回線10を経由して第2の地上局3bにアクセスする。次に第2の地上局3bの具備する第4のメモリ17aに格納された探索予約ソフトウェアを上記計算機18にダウンロードする。次に探索予約ソフトウェアの具備する監視目標探索ルーチンを利用して上記地理情報データベースを格納した第1のメモリ14にアクセスし、監視目標を探索して対象を選択する。監視目標の探索方法としては、視覚イメージとして地図をめくるように場所を探索するサブルーチンと、キーワード検索して探索するサブルーチン、及び緯度と経度の組合せで探索するサブルーチンを具備した監視目標探索ルーチンをプログラムする。探索して監視目標6が決定した後に、計算機18の具備するポインティングデバイスで画面上の決定した場所をダブルクリックして該当個所が選択される。次に探索予約ソフトウェアの具備する空間航行体情報検索ルーチンを利用して空間航行体情報データベースを格納した第2のメモリ14にアクセスし、上記目標探索ルーチンで選択した監視目標を撮像可能な空間航行体1の通過時刻や撮像機9の撮像可能範囲を調査し決定する。目標探索ルーチンでは該当監視目標を撮像するための空間航行体1の通過時刻や指向角度情報を一覧表示する。更に探索予約ソフトウェアの具備する撮像予約登録ルーチンを利用して撮像予約データベースを格納した第3のメモリ15にアクセスして、撮像を希望する監視目標と撮像時刻を予約登録する。第3の地上局3cや第4の地上局3dにおける一連の監視目標設定手続きは、あたかも航空機の搭乗予約する際のフライト便検索と同様の手続きであり、計算機18を用いて所望の撮像条件を設定した後に、撮像予約データベースを格納した第3のメモリ16にアクセスして予約情報を登録する。なお計算機18は電話回線や衛星回線などの通信回線10と接続していれば、砂漠やジャングル、海上等の建屋の存在しない条件下でも利用可能である。また第5のメモリ17bが予め第4のメモリ17aに格納された探索予約ソフトウェアを格納していてもよい。
【0020】
次に第1の地上局3aの具備する運用計画機11が通信回線10を経由して第2の地上局3bにアクセスし、撮像予約データベースを格納した第3のメモリ16及び空間航行体情報データベースを格納した第2のメモリ15にアクセスして、撮像予約状況を把握し、撮像予約された監視目標6に対して最も近い距離を航行する空間航行体1を選択した後に、空間航行体1に搭載した撮像機9を動作させる時刻及び撮像条件を計画及び決定する。この際撮像予約データベースに登録された複数の予約を同時に実現できない場合は優先順位を設定して予約の取捨選択を実施する。次に運用計画機11は決定した空間航行体1の運用条件及び撮像条件を運用管制装置12に送信する。運用管制装置12では受信した空間航行体1の運用条件及び撮像条件に基づき空間航行体1に運用制御用の信号を送信し、所定の時刻に空間航行体1や撮像機9の指向方向を制御して監視目標の撮像を実施する。取得された画像情報は空間航行体1から第1の地上局3aに設置されたレコーダ13に送信される。レコーダ13は通信回線10に接続されているので、地理情報データベースを格納した第1のメモリ14に取得した画像データを登録すると共に、撮像予約したユーザに対して画像データを送信する。
【0021】
図3はこの発明による監視装置の第2のメモリ15に格納された空間航行体情報データベースの例を示す図であり、図において19は複数の空間航行体を識別するために付与した空間航行体ID、20は日付、21は時刻、22は上記日付20及び時刻21において空間航行体ID19を付与された空間航行体が位置する位置座標、23は姿勢角度、24は速度ベクトル、25は角速度ベクトル、26は上記空間航行体が滞留状態か移動状態かメンテナンス中かなどの状態を示す状態定義、27は上記空間航行体が搭載する撮像機が撮像可能な場合に○を付与して示す撮像可否をそれぞれ示す。図において空間航行体ID[A−1]号機は1998年1月8日0:00から10日18:00まで位置座標(X1、Y1、Z1)で停留して撮像可能状態にある。この際の上記空間航行体の姿勢角度23が示されているので、撮像機の視野方向が把握可能となっている。その後11日の早朝6:00までの間に位置座標(X2、Y2、Z2)を経由して位置座標(X3、Y3、Z3)まで移動することがわかる。この間夜間のため撮像は不可となっている。一方空間航行体ID[A−2]号機は1998年1月8日0:00から10日6:00まで位置座標(X4、Y4、Z4)で停留して撮像可能状態にあり、その後10日の夕刻18:00までの間に位置座標(X5、Y5、Z5)を経由して位置座標(X6、Y6、Z6)まで移動する。この間撮像可能状態なので任意の時刻の位置座標を速度ベクトルで計算して撮像指示をすることができる。また空間航行体ID[B−1]号機は1998年1月11日6:00以降はメンテナンスのため撮像不可であることがわかる。
【0022】
図4はこの発明による監視装置の第3のメモリに格納された撮像予約データベースの例を示す図であり、図において28は撮像予約No.29は予約登録された撮像希望する監視目標の位置座標、30は予約登録された撮像予約日付、31は予約登録された撮像予約時刻、32は予め第2のメモリに格納された空間航行体情報データベースを参照した後に予約登録された空間航行体条件、33は予め第2のメモリに格納された空間航行体情報データベースを参照した後に予約登録された撮像機条件、34は予約登録者取得データを購入する条件として設定した希望購入価格、35は画像取得の優先度などを規定する特記事項、36は取得データの配信を希望するメールアドレスなどのアドレス、37は課金用カード情報、38は予約登録日をそれぞれ示す。図において撮像予約No.1001に、第3の発明による監視装置の第3のメモリに格納された撮像予約データベースの例を示す。撮像予約No.1001には撮像予約する監視目標の位置座標だけが記載されており、運用計画機では撮像予約登録後に最も早く監視目標を撮像可能な条件を満足した空間航行体の有する撮像機で撮像するよう運用条件を設定する。監視目標を撮像可能な条件の具体例としては、監視目標が撮像機の視野範囲入る条件があり、例えば空間航行体として地球を周回する人工衛星を利用した場合に、監視目標の上空から離れた軌道を航行している場合は、撮像機の視野範囲に監視目標が入らず、撮像不可能となる。また人工衛星の姿勢角度や撮像機の視野方向角度を変更する機能を有する場合でも、角度の変更可能限界値を超える範囲では撮像不可能となる。また撮像予約は基本的に予約登録日3Bの早い順に実施するよう運用計画機において運用計画を設定する。
【0023】
実施の形態4.
第4の発明による監視装置の第3のメモリに格納された撮像予約データベースの例を図4を用いて説明する。図において撮像予約No.1002には撮像予約する監視目標の位置座標29と撮像予約日付30が記載されており、運用計画機では登録された日付において監視目標を撮像可能な条件を満足した空間航行体の有する撮像機で撮像するよう運用条件を設定する。監視目標を撮像可能な条件の具体例は第3の発明と同様である。
【0024】
実施の形態5.
第5の発明による監視装置の第3のメモリに格納された撮像予約データベースの例を図4を用いて説明する。図において撮像予約No.1003には撮像予約する監視目標の位置座標29、撮像予約日付30、撮像予約時刻31、空間航行体条件32、及び撮像機条件33が記載されており、運用計画機では登録された撮像予約日付30、撮像予約時刻31において登録された空間航行体IDを有する空間航行体で、登録された撮像機IDを有する撮像機を稼働して監視目標を撮像するよう運用条件を設定する。上記空間航行体条件32、及び撮像機条件33と時刻情報についてはソフトウェアを格納した第4のメモリに格納された、監視目標を撮像可能な空間航行体情報を上記空間航行体情報データベースを格納した第2のメモリで検索するルーチンによって、空間航行体情報データベースの中から撮像可能条件を満足する空間航行体の識別、撮像可能時刻、撮像機の視野方向、及び撮像機から監視目標までの距離などの情報を表示し、撮像予約をする依頼者が選択肢の中から希望する条件を選択して撮像予約データベースに登録する。この手続きはあたかも航空機や鉄道の搭乗依頼をする際に、搭乗者が希望する行先まで到達可能な複数の選択肢を表示し、搭乗者が搭乗便を選択するのと同様である。
【0025】
実施の形態6.
第6の発明による監視装置の第3のメモリに格納された撮像予約データベースの例を図4を用いて説明する。図において撮像予約No.1004には撮像予約する監視目標の位置座標29、撮像予約日付30、撮像予約時刻31、空間航行体条件32、撮像機条件33、メールアドレス36、及び課金用カード情報37が記載されており、運用計画機では登録された撮像予約日付30、撮像予約時刻31において登録された空間航行体IDを有する空間航行体で、登録された撮像機IDを有する撮像機を稼働して監視目標を撮像するよう運用条件を設定し、撮像した画像データをレコーダに記録する。次にレコーダでは撮像予約した依頼者の課金カード情報37に記載されたカード番号に課金手続きをした上で、メールアドレス36に対して取得画像を伝送する。
【0026】
実施の形態7.
第7の発明による監視装置の第3のメモリに格納された撮像予約データベースの例を図4を用いて説明する。図において撮像予約No.1005には撮像予約する監視目標の位置座標29、撮像予約日付30、撮像予約時刻31、空間航行体条件32、撮像機条件33、希望購入価格34、メールアドレス36、及び課金用カード情報37が記載されており、運用計画機では登録された撮像予約日付30、撮像予約時刻31において登録された空間航行体IDを有する空間航行体で、登録された撮像機IDを有する撮像機を稼働して監視目標を撮像するよう運用条件を設定し、撮像した画像データをレコーダに記録する。次にレコーダでは撮像予約した依頼者の課金カード情報37に記載されたカード番号に希望購入価格34に応じた課金手続きをした上で、メールアドレス36に対して取得画像を伝送する。この際希望購入価格34に応じてレコーダにおいて画像サイズを縮小するような圧縮処理やデータ間引き手続きを実施すれば、画像データ量が低減可能となる。
【0027】
実施の形態8.
第8の発明による監視装置の第3のメモリに格納された撮像予約データベースの例を図4を用いて説明する。図において撮像予約No.1006には撮像予約する監視目標の位置座標29、撮像予約日付30、撮像予約時刻31、空間航行体条件32、撮像機条件33、希望購入価格34、メールアドレス36、及び課金用カード情報37が記載されており、運用計画機では登録された撮像予約日付30、撮像予約時刻31において登録された空間航行体IDを有する空間航行体で、登録された撮像機IDを有する撮像機を稼働して監視目標を撮像するよう運用条件を設定しようとする。しかるに撮像予約No.1005に登録された予約内容が、撮像予約No.1006と全く同じ撮像予約日付30の撮像予約時刻31に同一の空間航行体IDの撮像機IDによる撮像を指定している。そこで次に希望購入価格34を参照して、より高価な値を指定している撮像予約No.1006を優先的に設定して運用計画機において運用計画を設定する。
【0028】
【発明の効果】
第1の発明によれば、複数の空間航行体を同時に運用できるので、任意の監視目標を迅速かつ良好な撮像条件で監視可能となるという効果がある。また同時に複数の監視目標を撮像可能となるという効果がある。また監視目標を迅速に設定できるという効果がある。また監視目標を撮像機の視野が捉えるための空間航行体の位置、軌道及び撮像条件を調査する作業を人手を介して実施する必要がないので、作業が省力化され、迅速な撮像が可能な監視が可能となり、災害発生時や緊急事態に対応して即座にデータを取得できるという効果がある。また各家庭や企業等に設置された計算機にアクセスするだけで監視目標の探索及び決定と、撮像機の撮像条件設定が可能となり、作業が身近でかつ直感的になるという効果がある。また通信回線さえ確保されていれば、地球上のいかなる地域からでも撮像予約が可能なので、未開地域等で緊急に近隣状況を知る必要がある場合などに即座に的確な情報を入手可能となるという効果がある。
【0029】
また、第2の発明によれば空間航行体が任意の日付、時刻における航行位置を定式化できないような動作をする飛行船や航空機であっても、運用計画機が任意の時間における空間航行体の航行予定場所を把握でき、人手を介さずに運用計画を設定できるという効果がある。
【0030】
また、第3の発明によれば撮像予約登録後に複数の空間航行体の中で最も早く撮像可能条件を満足した空間航行体の撮像機で撮像するので、監視目標の画像を迅速に取得出来るという効果がある。
【0031】
また、第4の発明によれば建築物の竣工記念写真や、学校の開校記念日の写真などの記念写真としての画像取得が可能となるという効果がある。
【0032】
また、第5の発明によれば撮像予約をする依頼者が撮像条件を選択できるので、依頼者が希望する日照条件となる時刻に、希望する監視目標の見込み角度で撮像可能となるという効果がある。
【0033】
また、第6の発明によれば、取得した画像データを予約登録者が撮像データを改めてダウンロードしなくても予約登録者に対して有償配布することが可能になるという効果がある。また画像データの価格を設定すれば自動で処理可能となるという効果がある。
【0034】
また、第7の発明によれば、撮像依頼者の購入希望価格に応じた画像データ量、画像品質でデータ提供可能となり、データ伝送時間が低減できるという効果がある。
【0035】
また、第8の発明によれば、複数撮像予約が同時に重複した場合に自動でプライオリティを設定可能となるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】 この発明による監視装置の実施の形態を示す構成図である。
【図2】 この発明による監視装置の動作を説明する図である。
【図3】 第2の発明による監視装置の第2のメモリに格納された空間航行体情報データベースの例を示す図である。
【図4】 この発明による監視装置の第3のメモリに格納された撮像予約データベースの例を示す図である。
【図5】 従来の監視装置を示す図である。
【図6】 従来の監視装置の動作を説明する図である。
【符号の説明】
1 空間航行体、2 地球、3 地上局、4 信号、5 データ、6 監視目標、7 軌道計算機、8 地図、9 撮像機、10 通信回線、11 運用計画機、12 運用管制装置、13 レコーダ、14 第1のメモリ、15 第2のメモリ、16 第3のメモリ、17 メモリ、18 計算機、19 空間航行体ID、20 日付、21 時刻、22 位置座標、23 姿勢角度、24 速度ベクトル、25 角速度ベクトル、26 状態定義、27 撮像可否、28 撮像予約No、29 監視目標位置座標、30 撮像予約日付、31 撮像予約時刻、32 空間航行体条件、33 撮像機条件、34 希望購入価格、35 特記事項、36 メールアドレス、37 課金用カード情報、38 予約登録日付。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
This invention obtains image information of disaster targets, monitoring targets such as buildings and vehicles that require monitoring, by operating and controlling an imager mounted on a spacecraft that sails over the earth at a predetermined altitude. It relates to a monitoring device.
[0002]
[Prior art]
FIG. 5 is a diagram for explaining a conventional monitoring device. In FIG. 5, 1 is a so-called space navigation body such as an artificial satellite, an aircraft or an airship which navigates the
[0003]
Next, details of the operation will be described with reference to FIG. In the figure, 1 to 5 are the same as those in FIG. 5, 7 is a trajectory calculator that is installed in the
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
In the conventional monitoring device, the operator searches for the
[0005]
The present invention has been made to improve the above-described problems. Anytime, anywhere, anyone can access and search for a monitoring target and set an imaging condition of an imaging device by simply accessing the terminal. It is an object of the present invention to provide a monitoring device that can perform accurate imaging.
[0006]
[Means for Solving the Problems]
A monitoring device according to a first aspect of the present invention is a plurality of spatial navigation bodies that navigate over the earth at a predetermined altitude, and an imaging device that is mounted on the spatial navigation body so as to face the earth and acquires image data of the surface of the earth. An operation planning machine for analyzing operational conditions of the spatial navigation body and an imaging condition of the imaging device, an operational control device for exchanging information with the spatial navigation body and controlling the operation of the spatial navigation body and the imaging machine, and the imaging machine A first ground station provided with a recorder for receiving and recording captured image data; a first memory storing a geographic information database describing geographic information and location information for various locations on the earth; and a trajectory of a spatial navigation object A second memory storing a spatial navigation body information database describing conditions, time of ground passage, and field of view of the imaging device, and an imaging reservation database describing data reserved for imaging by setting a monitoring target A second ground station provided with a third memory stored therein, and a fourth memory storing software for processing information by accessing a database stored in the first to third memories, a personal computer, etc. A third ground station and a fourth ground station provided with a computer and a fifth memory storing software for accessing the database and the fourth memory of the second ground station and operating on the computer; The first to fourth ground stations are connected to each other via a communication line, and the operation planning machine is stored in the third memory from the plurality of space navigation bodies. Means for selecting a spatial navigation body that travels the closest distance to the imaging reservation data and giving an imaging instruction to the imaging device.
[0007]
According to a second aspect of the present invention, there is provided a monitoring device using an airship, a balloon, or an aircraft as a space navigation body, and a second memory storing a space navigation body information database is a scheduled operation place of the space navigation body at an arbitrary date and time. And means for describing the imaging availability condition.
[0008]
A monitoring apparatus according to a third aspect of the invention has an operation planning machine that sets operation conditions so that an imaging device of a spatial vehicle that satisfies a condition capable of imaging a monitoring target earliest after registration of imaging reservation is taken. .
[0009]
According to a fourth aspect of the present invention, the third memory storing the imaging reservation database has means for describing the monitoring target location and date, and sets the operation condition so that the monitoring target is imaged on the described date. It has an operation planning machine.
[0010]
In the monitoring device according to the fifth invention, the third memory storing the imaging reservation database has means for describing the identification of the monitoring target location and the spatial navigation object and the imaging time, and the specified time in the described spatial navigation object And an operation planning machine for setting operation conditions so as to image the monitoring target.
[0011]
According to a sixth aspect of the present invention, there is provided a monitoring apparatus comprising: a third memory storing an imaging reservation database having means for describing an address of a requester who made an imaging reservation and a charging means; Thus, a means for distributing image information is provided.
[0012]
In the monitoring device according to the seventh aspect of the invention, the third memory storing the imaging reservation database has means for describing the desired purchase price, and the recorder charges for the desired purchase price described in the imaging reservation database. And a means for distributing image information.
[0013]
In the monitoring device according to the eighth invention, when the third memory storing the imaging reservation database has means for describing the desired purchase price, and when imaging reservations of a plurality of different monitoring targets are registered at the same time, The operation planning machine has an operation planning machine for setting operation conditions so as to capture a higher price monitoring target by comparing the desired purchase price.
[0014]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
FIG. 1 is a block
[0015]
In the figure, the
[0016]
Next, details of the operation of each ground station will be described with reference to FIG. In the figure, 1a is a first space navigation body that navigates over the earth at a predetermined altitude, 1b is a second space navigation body that navigates over the earth at a predetermined altitude, and 3a is a first space navigation body that performs operational control and imaging instructions. 1 ground station, 3b is a second ground station that accumulates information such as geographic information and satellite orbit information, 3c is a third ground station that sets a monitoring target, and 3d is a fourth ground station that sets a monitoring target. Stations 4 and 4 are signals for operation control commands transmitted from the
[0017]
In the first ground station 3a that performs operation control and imaging instruction, the
[0018]
On the other hand, the
[0019]
Next, a procedure for setting a monitoring target in the third ground station 3c and the
[0020]
Next, the
[0021]
FIG. 3 is a diagram showing an example of a spatial navigation object information database stored in the
[0022]
4 is a diagram showing an example of the imaging reservation database stored in the third memory of the monitoring apparatus according to the present invention. 29 is the position coordinate of the monitoring target desired to be imaged that is reserved and registered, 30 is the imaging reservation date that is reserved and registered, 31 is the imaging reservation time that is reserved and registered, and 32 is the spatial navigation information previously stored in the second memory Spatial navigation vehicle conditions that are reserved and registered after referring to the database, 33 is an imaging device condition that is reserved and registered after referring to the spatial vehicle information database stored in the second memory in advance, and 34 is the reservation registrant acquisition data. Desired purchase price set as a purchase condition, 35 is a special note that prescribes the priority of image acquisition, 36 is an address such as an e-mail address for which distribution of acquired data is desired, 37 is billing card information, and 38 is reserved registration Show each day. In FIG. 1001 shows an example of an imaging reservation database stored in the third memory of the monitoring apparatus according to the third invention. Imaging reservation No. Only the position coordinates of the monitoring target to be reserved for imaging are described in 1001, and the operation planning machine is operated so as to capture images with the imaging device of the space navigation body that satisfies the conditions capable of imaging the monitoring target earliest after registration of imaging reservation. Set conditions. As a specific example of the conditions for imaging the monitoring target, there is a condition that the monitoring target enters the field of view of the imaging device. For example, when using an artificial satellite that orbits the earth as a space navigation object, the monitoring target is separated from the sky. When navigating the orbit, the monitoring target does not enter the field of view of the imager, and imaging is impossible. Even in the case where it has a function of changing the attitude angle of the artificial satellite or the viewing direction angle of the image pickup device, it is impossible to pick up an image within a range exceeding the changeable limit value of the angle. In addition, an operation plan is set in the operation planner so that the imaging reservation is basically performed in the order from the reservation registration date 3B.
[0023]
Embodiment 4 FIG.
An example of the imaging reservation database stored in the third memory of the monitoring device according to the fourth invention will be described with reference to FIG. In FIG.
[0024]
An example of the imaging reservation database stored in the third memory of the monitoring device according to the fifth invention will be described with reference to FIG. In FIG.
[0025]
An example of the imaging reservation database stored in the third memory of the monitoring device according to the sixth invention will be described with reference to FIG. In FIG.
[0026]
An example of the imaging reservation database stored in the third memory of the monitoring device according to the seventh invention will be described with reference to FIG. In FIG. In 1005, there are a position coordinate 29 of a monitoring target to be reserved for imaging, an
[0027]
An example of the imaging reservation database stored in the third memory of the monitoring device according to the eighth invention will be described with reference to FIG. In FIG. 1006 includes the position coordinates 29 of the monitoring target to be reserved for imaging, the
[0028]
【The invention's effect】
According to the first invention, since a plurality of spatial navigation bodies can be operated simultaneously, there is an effect that any monitoring target can be monitored quickly and under good imaging conditions. Moreover, there is an effect that a plurality of monitoring targets can be imaged simultaneously. In addition, there is an effect that the monitoring target can be set quickly. In addition, since it is not necessary to manually perform the work of investigating the position, trajectory, and imaging conditions of the space navigation body in order to capture the surveillance target from the field of view of the imaging device, the work is labor-saving and rapid imaging is possible. Monitoring is possible, and there is an effect that data can be acquired immediately in response to a disaster or emergency. In addition, it is possible to search and determine the monitoring target and set the imaging condition of the imaging device only by accessing a computer installed in each home, company, etc., and there is an effect that the work is familiar and intuitive. In addition, as long as the communication line is secured, imaging reservations can be made from any region on the earth, so accurate information can be obtained immediately when there is an urgent need to know the state of the neighborhood in an undeveloped region, etc. effective.
[0029]
Further, according to the second invention, even if the spacecraft is an airship or an aircraft that operates such that the navigation position at an arbitrary date and time cannot be formulated, the operation planning machine can There is an effect that it is possible to grasp a planned navigation place and to set an operation plan without human intervention.
[0030]
In addition, according to the third invention, the image of the surveillance target can be quickly acquired because the image is taken by the imaging device of the space navigation body that satisfies the imaging conditions first among a plurality of space navigation bodies after the imaging reservation registration. effective.
[0031]
In addition, according to the fourth invention, there is an effect that it is possible to obtain an image as a commemorative photo such as a commemorative photo of the completion of a building or a photo of the school opening anniversary.
[0032]
In addition, according to the fifth aspect, since the client who makes a reservation for imaging can select the imaging condition, it is possible to perform imaging at the expected angle of the desired monitoring target at the time when the requester wishes for the sunshine condition. is there.
[0033]
According to the sixth aspect of the invention, the acquired image data can be distributed for a fee to the reservation registrant without the reservation registrant downloading the image data again. Also, if the price of the image data is set, there is an effect that the processing can be automatically performed.
[0034]
Further, according to the seventh invention, it is possible to provide data with image data amount and image quality corresponding to the purchase request price of the imaging client, and there is an effect that the data transmission time can be reduced.
[0035]
Further, according to the eighth invention, there is an effect that it is possible to automatically set priority when a plurality of imaging reservations are simultaneously overlapped.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a configuration diagram showing an embodiment of a monitoring device according to the present invention.
FIG. 2 is a diagram for explaining the operation of the monitoring device according to the present invention.
FIG. 3 is a diagram showing an example of a spatial navigation object information database stored in a second memory of the monitoring apparatus according to the second invention.
FIG. 4 is a diagram showing an example of an imaging reservation database stored in a third memory of the monitoring apparatus according to the present invention.
FIG. 5 is a diagram showing a conventional monitoring device.
FIG. 6 is a diagram for explaining the operation of a conventional monitoring device.
[Explanation of symbols]
1 Spacecraft, 2 Earth, 3 Ground Station, 4 Signals, 5 Data, 6 Monitoring Target, 7 Orbit Calculator, 8 Map, 9 Imager, 10 Communication Line, 11 Operation Planning Machine, 12 Operation Control Device, 13 Recorder, 14 1st memory, 15 2nd memory, 16 3rd memory, 17 memory, 18 computer, 19 spacecraft ID, 20 date, 21 time, 22 position coordinate, 23 attitude angle, 24 velocity vector, 25 angular velocity Vector, 26 State definition, 27 Imaging availability, 28 Imaging reservation No, 29 Monitoring target position coordinates, 30 Imaging reservation date, 31 Imaging reservation time, 32 Spatial navigation object conditions, 33 Imaging machine conditions, 34 Desired purchase price, 35 Special notes , 36 Email address, 37 Billing card information, 38 Booking registration date.
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