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JP5423491B2 - Reference position calculation system and reference position calculation method - Google Patents
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JP5423491B2 - Reference position calculation system and reference position calculation method - Google Patents

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Description

本発明は、撮像手段によって撮像された熱画像にもとづく撮像対象の位置または移動速度の計測に用いられる基準位置算出システム、および基準位置算出方法に関する。   The present invention relates to a reference position calculation system and a reference position calculation method used for measuring a position or moving speed of an imaging target based on a thermal image captured by an imaging unit.

カメラによって撮像された画像にもとづいて、撮像対象が存在することを検出したり、当該撮像対象の位置および移動速度を計測したりする方法がある。   There are methods for detecting the presence of an imaging target and measuring the position and moving speed of the imaging target based on an image captured by a camera.

特許文献1には、照明の有無による影響を防ぐために、赤外線カメラによって撮像された画像にもとづいて、夜間の道路上の車両や歩行者等を検出したり、検出した車両や歩行者等の位置や移動速度を計測したりする装置が記載されている。   In Patent Document 1, in order to prevent the influence due to the presence or absence of illumination, a vehicle, a pedestrian, or the like on a night road is detected based on an image captured by an infrared camera, or the position of the detected vehicle, a pedestrian, or the like is detected. And a device for measuring the moving speed is described.

特許文献1に記載された装置で、車両や歩行者等の撮像対象の位置や移動速度を高い精度で計測するためには、赤外線カメラから出力された画像における撮像対象の画像座標系における座標値を計測し、計測した座標値を世界座標系における座標値に変換する必要がある。   In order to measure the position and moving speed of an imaging target such as a vehicle or a pedestrian with high accuracy with the apparatus described in Patent Document 1, the coordinate values in the image coordinate system of the imaging target in the image output from the infrared camera And the measured coordinate values need to be converted into coordinate values in the world coordinate system.

非特許文献1や非特許文献2には、画像座標系における座標値を世界座標系における座標値に変換する方法が記載されている。   Non-Patent Document 1 and Non-Patent Document 2 describe a method of converting a coordinate value in an image coordinate system into a coordinate value in a world coordinate system.

非特許文献1や非特許文献2に記載されている方法では、透視投影やTsaiのカメラモデル等のモデルを設定して、画像座標系における座標値を世界座標系における座標値に変換する。   In the methods described in Non-Patent Document 1 and Non-Patent Document 2, a model such as a perspective projection or a Tsai camera model is set, and coordinate values in the image coordinate system are converted into coordinate values in the world coordinate system.

非特許文献1や非特許文献2に記載されている方法において、モデルを設定するためには、画像座標系における座標値および世界座標系における座標値が既知の位置である対応点を予め複数個用意する必要がある。   In the methods described in Non-Patent Document 1 and Non-Patent Document 2, in order to set a model, a plurality of corresponding points where the coordinate values in the image coordinate system and the coordinate values in the world coordinate system are known positions are set in advance. It is necessary to prepare.

そして、対応点を用意するために、世界座標系における座標値が知られている位置に光源等のマーカを設置し、カメラによって撮像された画像における当該マーカの画像座標系の座標値を計測して、当該マーカの世界座標系における座標値と画像座標系における座標値とを対応付ける。なお、カメラが遠赤外線カメラである場合には、一般に、マーカに熱源が用いられる。   In order to prepare corresponding points, a marker such as a light source is set at a position where the coordinate value in the world coordinate system is known, and the coordinate value of the image coordinate system of the marker in the image captured by the camera is measured. Thus, the coordinate value in the world coordinate system of the marker is associated with the coordinate value in the image coordinate system. When the camera is a far infrared camera, a heat source is generally used for the marker.

道路監視システム等において、道路上を移動する物体の位置を計測する場合に、一般に、画像座標系の座標値と世界座標系の座標値とを対応付ける対応テーブルが予め用意される。そして、当該対応テーブルで各座標値を対応付けるために、非特許文献1や非特許文献2に記載されている方法が用いられる。さらに、各対応点の間を直線補間して世界座標系上に道路面を作成し、作成した世界座標系上の道路面と画像座標系上の道路面とを対応付ける。すると、道路面を移動する物体を撮像した画像にもとづいて、物体の位置または移動速度が計測することが可能になる。従って、正確に世界座標系上の道路面と画像座標系上の道路面とを対応付けるために、画像座標系の座標値と世界座標系の座標値とを正確に対応付けることが求められている。   When measuring the position of an object moving on a road in a road monitoring system or the like, generally, a correspondence table for associating the coordinate values of the image coordinate system with the coordinate values of the world coordinate system is prepared in advance. In order to associate each coordinate value with the correspondence table, methods described in Non-Patent Document 1 and Non-Patent Document 2 are used. Further, a road surface is created on the world coordinate system by linearly interpolating between corresponding points, and the created road surface on the world coordinate system is associated with the road surface on the image coordinate system. Then, based on the image which imaged the object which moves on a road surface, it becomes possible to measure the position or moving speed of an object. Therefore, in order to accurately associate the road surface on the world coordinate system with the road surface on the image coordinate system, it is required to accurately associate the coordinate values of the image coordinate system with the coordinate values of the world coordinate system.

特許文献2には、カメラで撮像した画像における撮像対象の輪郭にもとづいて撮像対象の画像座標値を算出し、算出した画像座標値に対応する世界座標系の座標値を算出する方法が記載されている。   Patent Document 2 describes a method of calculating an image coordinate value of an imaging target based on an outline of the imaging target in an image captured by a camera, and calculating a coordinate value of a world coordinate system corresponding to the calculated image coordinate value. ing.

特開2000−348282号公報(段落0010〜0019、図1)JP 2000-348282 (paragraphs 0010 to 0019, FIG. 1) 特開2001−264037号公報(段落0022〜0115、図1)Japanese Patent Laid-Open No. 2001-264037 (paragraphs 0022 to 0115, FIG. 1)

徐剛、辻三郎著,「三次元ビジョン」,初版,日本,共立出版株式会社,1998年4月20日,p.79−82Xugang, Saburo Tsuji, “Three-dimensional Vision”, first edition, Japan, Kyoritsu Publishing Co., Ltd., April 20, 1998, p. 79-82 ロジャー・ワイ・ツァイ(Roger Y. Tsai)著,「ア バーサタイル カメラ キャリブレーション テクニック フォー ハイアキュラシー スリーディー マシン ビジョン メトロロジー ユージング オフザシェルフ ティービー カメラズ アンド レンズィス(A Versatile Camera Calibration Technique for High−Accuracy 3D Machine Vision Metrology Using Off−the−Shelf TV Cameras and Lenses)」,(米国),アイトリブルイー ジャーナル オブ ロボディクス アンド オートメーション(IEEE Journal of Robotics and Automation),Vol.RA3,No.4,1987年8月,p.323−344Roger Y. Tsai, “A Versatile Camera Calibration Technique for High Accuracy 3D Machine Vision Metrology Using Off the Shelf Tbe Cameras and Lensis” Metrology Using Off-the-Shelf TV Cameras and Lenses ", (USA), IJ Journal of Robotics and Automation, Vol. RA3, No. 4, August 1987, p. 323-344

遠赤外線カメラによってマーカである熱源が撮像された画像では、当該熱源が複数の画素に跨って撮像されていたり、当該熱源によって発せられた熱が周囲の物体に伝導されて、当該熱源の輪郭が不鮮明になっていたりして、画像座標系における熱源の座標値を高い精度で1画素の座標値に定めることはできない。   In an image in which a heat source as a marker is imaged by a far-infrared camera, the heat source is imaged across a plurality of pixels, or the heat generated by the heat source is conducted to surrounding objects, so that the outline of the heat source is For example, the coordinates of the heat source in the image coordinate system cannot be set to the coordinate value of one pixel with high accuracy.

従って、特許文献1に記載されている装置において、熱源を用いて、画像座標系における座標値を世界座標系における座標値に正確に対応付けることができず、道路監視システム等において世界座標系上に作成される道路面と画像座標系上の道路面とを正確に対応付けることができない。   Therefore, in the apparatus described in Patent Document 1, the coordinate value in the image coordinate system cannot be accurately associated with the coordinate value in the world coordinate system by using the heat source, and the road coordinate system or the like is on the world coordinate system. The road surface to be created cannot be accurately associated with the road surface on the image coordinate system.

よって、特許文献1に記載されている装置では、画像座標系における座標値が世界座標系における座標値に正確に対応付けられていないので、撮像対象の移動前および移動後に計測された画像座標系における撮像対象の座標値に応じて算出した世界座標系における撮像対象の移動前および移動後の座標値にもとづいて、撮像対象の位置や移動速度を高い精度で測定することはできない。   Therefore, in the apparatus described in Patent Document 1, since the coordinate value in the image coordinate system is not accurately associated with the coordinate value in the world coordinate system, the image coordinate system measured before and after moving the imaging target The position and moving speed of the imaging target cannot be measured with high accuracy based on the coordinate values before and after the movement of the imaging target in the world coordinate system calculated according to the coordinate value of the imaging target.

そこで、本発明は、撮像装置によって撮像された熱画像において基準に用いられる位置の画像座標系における座標値を高い精度で算出することができる基準位置算出システムおよび基準位置算出方法を提供することを目的とする。   Therefore, the present invention provides a reference position calculation system and a reference position calculation method capable of calculating with high accuracy the coordinate value in the image coordinate system of the position used as a reference in the thermal image captured by the imaging device. Objective.

本発明による基準位置算出システムは、熱画像にもとづく撮像対象の位置または移動速度の計測に用いられる基準位置算出システムであって、遠赤外線を反射する反射部材と、放射した遠赤外線が反射部材によって反射される位置に設置される熱源を含む位置測定用装置と、撮像対象が撮像される位置に応じた位置に設置された位置測定用装置を撮像した熱画像を出力する撮像装置と、撮像装置によって出力された熱画像にもとづいて、熱画像の画像座標系における位置測定用装置の座標値を算出する座標値算出手段を含む画像処理装置とを備え、画像処理装置の座標値算出手段は、撮像装置が出力した熱画像において、単位面積当たりの遠赤外線の強度が所定の値以上である領域の中心の画素の画像座標系における座標値を算出することを特徴とする。   The reference position calculation system according to the present invention is a reference position calculation system used for measuring the position or moving speed of an imaging target based on a thermal image, and a reflecting member that reflects far infrared rays and a far infrared ray that is radiated by a reflecting member. An apparatus for position measurement including a heat source installed at a position to be reflected, an imaging apparatus for outputting a thermal image obtained by imaging a position measurement apparatus installed at a position corresponding to a position at which an imaging target is imaged, and an imaging apparatus An image processing device including a coordinate value calculating unit that calculates a coordinate value of a position measuring device in an image coordinate system of the thermal image based on the thermal image output by the coordinate value calculating unit of the image processing device, In the thermal image output by the imaging device, calculating the coordinate value in the image coordinate system of the pixel at the center of the region where the intensity of the far infrared ray per unit area is a predetermined value or more And butterflies.

本発明による基準位置算出方法は、熱画像にもとづく撮像対象の位置または移動速度の計測に用いられる基準位置の座標を算出する基準位置算出方法であって、遠赤外線を反射する反射部材、および放射した遠赤外線が反射部材によって反射される位置に設置される熱源を含み、撮像対象が撮像される位置に応じた位置に設置された位置測定用装置が撮像装置によって撮像された熱画像において、単位面積当たりの遠赤外線の強度が所定の値以上である領域の面積を変化させるために、反射部材を支持する支持部材の水平面に対する角度および水平面における所定の方向に対する角度を変化させ、反射部材の支持部材の水平面に対する角度または水平面における所定の方向に対する角度が変化されたタイミングで、撮像装置に撮像を指示し、撮像装置によって出力された熱画像において、領域の面積を示す面積情報を生成し、撮像装置によって出力された熱画像のうち、生成された面積情報によって示される面積が最も広い熱画像において単位面積当たりの遠赤外線の強度が所定の値以上である領域の中心の画素の画像座標系における座標値を算出することを特徴とする。   A reference position calculation method according to the present invention is a reference position calculation method for calculating coordinates of a reference position used for measurement of a position of an imaging object or a moving speed based on a thermal image, a reflecting member that reflects far infrared rays, and a radiation In a thermal image in which a position measuring device installed at a position corresponding to a position where an imaging target is imaged includes a heat source installed at a position where the far infrared rays reflected by the reflecting member are captured by the imaging device, a unit In order to change the area of the region where the intensity of far-infrared rays per area is equal to or greater than a predetermined value, the angle of the support member supporting the reflecting member with respect to the horizontal plane and the angle with respect to the predetermined direction in the horizontal plane is changed to support the reflecting member At the timing when the angle of the member with respect to the horizontal plane or the angle with respect to a predetermined direction in the horizontal plane is changed, the imaging apparatus is instructed to perform imaging In the thermal image output by the imaging device, area information indicating the area of the region is generated, and among the thermal images output by the imaging device, in the thermal image having the widest area indicated by the generated area information, per unit area The coordinate value in the image coordinate system of the pixel at the center of the region where the intensity of the far infrared ray is greater than or equal to a predetermined value is calculated.

本発明によれば、撮像装置によって撮像された熱画像において基準に用いられる位置の画像座標系における座標値を高い精度で算出することができる。   ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the coordinate value in the image coordinate system of the position used for a reference | standard in the thermal image imaged with the imaging device can be calculated with high precision.

本発明の実施形態の基準位置算出システムの構成例を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the structural example of the reference | standard position calculation system of embodiment of this invention. マーカの構成例を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the structural example of a marker. 支持部材のパン角の変化を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the change of the pan angle of a supporting member. 支持部材のチルト角の変化を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the change of the tilt angle of a supporting member. 撮像装置が出力した熱画像の例を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the example of the thermal image which the imaging device output. 本発明の実施形態の基準位置算出システムの動作を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows operation | movement of the reference | standard position calculation system of embodiment of this invention. 撮像装置が撮像した画像の例を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the example of the image which the imaging device imaged. 画像座標系の座標値と世界座標系の座標値との対応を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows a response | compatibility with the coordinate value of an image coordinate system, and the coordinate value of a world coordinate system. 本発明の概要を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the outline | summary of this invention.

本発明による基準位置算出システムの実施形態について、図面を参照して説明する。図1は、本発明の実施形態の基準位置算出システムの構成例を示す説明図である。   An embodiment of a reference position calculation system according to the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is an explanatory diagram illustrating a configuration example of a reference position calculation system according to an embodiment of this invention.

図1に示すように、本発明の実施形態の基準位置算出システムは、撮像した熱画像を出力する撮像装置20、撮像装置20によって撮像されるマーカ10、および撮像装置20およびマーカ10を制御する画像処理装置30を含む。   As illustrated in FIG. 1, the reference position calculation system according to the embodiment of the present invention controls an imaging device 20 that outputs a captured thermal image, a marker 10 that is imaged by the imaging device 20, and the imaging device 20 and the marker 10. An image processing apparatus 30 is included.

撮像装置20は、撮像対象を撮像可能な場所に設置される。具体的には、撮像装置20は、例えば、撮像対象である自動車が走行する道路を撮像可能な場所に設置される。そして、マーカ10は、撮像装置20によって撮像される熱画像において基準に用いられる位置に応じた場所に設置される。具体的には、マーカ10は、例えば、撮像装置20によって撮像される自動車が通過する道路に応じた道路面を、直線補間により世界座標系上に作成して画像座標系と対応付けるために、世界座標系における座標値と画像座標系における座標値とを対応付ける位置に応じた場所に設置される。   The imaging device 20 is installed in a place where an imaging target can be imaged. Specifically, the imaging device 20 is installed, for example, in a place where a road on which a car that is an imaging target travels can be imaged. And the marker 10 is installed in the place according to the position used for a reference | standard in the thermal image imaged with the imaging device 20. FIG. Specifically, for example, the marker 10 creates a road surface corresponding to a road through which a car imaged by the imaging device 20 passes on a world coordinate system by linear interpolation and associates it with an image coordinate system. It is installed at a location corresponding to the position where the coordinate value in the coordinate system and the coordinate value in the image coordinate system are associated with each other.

図2は、マーカ10の構成例を示す説明図である。図2に示すように、マーカ10は、放射状に(つまり、同心球状に)、遠赤外線を発する熱源12、内壁が放物面状の凹形状に成形された反射板11、熱源12を固定する固定部材13、反射板11を支持する支持部材15、および支持部材15の角度(水平面における所定の方向に対する角度(パン角という)と垂直面における水平面に対する角度(チルト角という))とを制御する駆動部14を含む。   FIG. 2 is an explanatory diagram illustrating a configuration example of the marker 10. As shown in FIG. 2, the marker 10 fixes a heat source 12 that emits far-infrared rays radially, that is, concentric spheres, a reflector 11 that has an inner wall formed into a parabolic concave shape, and a heat source 12. The fixing member 13, the support member 15 that supports the reflecting plate 11, and the angles of the support member 15 (an angle with respect to a predetermined direction in a horizontal plane (referred to as a pan angle) and an angle with respect to a horizontal plane in a vertical plane (referred to as a tilt angle)) are controlled. The drive part 14 is included.

固定部材13は、放射状に遠赤外線を発する熱源12を放物面状に成形された反射板11の焦点に固定する。具体的には、固定部材13は、例えば、熱源12の中心を反射板11の焦点に固定する。   The fixing member 13 fixes the heat source 12 that emits far-infrared rays radially to the focal point of the reflector 11 formed in a parabolic shape. Specifically, the fixing member 13 fixes, for example, the center of the heat source 12 to the focal point of the reflection plate 11.

反射板11は、例えば、内壁が放物面状に成形されて遠赤外線を反射する鏡である。また、本実施形態における反射板11は、放物面状に成形された凹形状の反射板11の内壁の焦点が凹形状によって形成される開口面の内側に位置するように成形されている。従って、反射板11の内壁は、焦点に固定された熱源12によって発せられた遠赤外線を一定の方向に反射する。よって、撮像装置20によって撮像された熱源12によって発せられた遠赤外線の熱画像において、反射板11の輪郭を明確にすることができる。   The reflector 11 is, for example, a mirror that reflects far-infrared rays with an inner wall formed in a parabolic shape. Moreover, the reflecting plate 11 in this embodiment is shape | molded so that the focus of the inner wall of the concave shaped reflecting plate 11 shape | molded by the parabolic shape may be located inside the opening surface formed by concave shape. Therefore, the inner wall of the reflecting plate 11 reflects far-infrared rays emitted by the heat source 12 fixed at the focal point in a certain direction. Therefore, the outline of the reflecting plate 11 can be clarified in the far-infrared thermal image emitted by the heat source 12 imaged by the imaging device 20.

また、本実施形態における反射板11は、反射板11の開口面の方向が、放物面状に成形された反射板11の内壁の対称軸線と平行であるように成形されている。従って、本実施形態における反射板11の開口面の形状は円形である。   Moreover, the reflecting plate 11 in this embodiment is shape | molded so that the direction of the opening surface of the reflecting plate 11 may be parallel to the symmetrical axis line of the inner wall of the reflecting plate 11 shape | molded in the paraboloid shape. Therefore, the shape of the opening surface of the reflecting plate 11 in this embodiment is circular.

よって、駆動部14によって支持部材15が制御され、撮像装置20の位置が反射板11の正面の位置(反射板11の開口面に正対する位置)である場合に、当該撮像装置20によって撮像された熱画像には、熱源12によって発せられ、反射板11の内壁によって反射された遠赤外線が円形に撮像される。そして、撮像装置20の位置が反射板11の正面以外の位置である場合よりも、反射板11の内壁によって反射された遠赤外線が撮像される領域(つまり、熱画像における開口面の領域)の面積が広い。   Therefore, when the support member 15 is controlled by the drive unit 14 and the position of the imaging device 20 is a front position of the reflecting plate 11 (a position facing the opening surface of the reflecting plate 11), an image is taken by the imaging device 20. In the thermal image, far infrared rays emitted by the heat source 12 and reflected by the inner wall of the reflecting plate 11 are imaged in a circle. Then, compared with the case where the position of the imaging device 20 is a position other than the front surface of the reflecting plate 11, the region of the far infrared ray reflected by the inner wall of the reflecting plate 11 (that is, the region of the opening surface in the thermal image) is captured. Wide area.

駆動部14は、画像処理装置30の指示に応じて、支持部材15のパン角とチルト角とを制御する。図3は、支持部材15のパン角の変化を示す説明図である。図3に示すように、駆動部14は、画像処理装置30の指示に応じて、支持部材15を0°≦パン角<360°の範囲に制御する。   The drive unit 14 controls the pan angle and tilt angle of the support member 15 in accordance with instructions from the image processing device 30. FIG. 3 is an explanatory diagram showing changes in the pan angle of the support member 15. As illustrated in FIG. 3, the drive unit 14 controls the support member 15 in a range of 0 ° ≦ pan angle <360 ° in accordance with an instruction from the image processing apparatus 30.

図4は、支持部材15のチルト角の変化を示す説明図である。図4に示すように、駆動部14は、画像処理装置30の指示に応じて、支持部材15を0°≦チルト角<180°の範囲に制御する。なお、チルト角が0°である場合に、反射板11の正面は水平方向を向いているとする。   FIG. 4 is an explanatory diagram showing changes in the tilt angle of the support member 15. As illustrated in FIG. 4, the drive unit 14 controls the support member 15 in a range of 0 ° ≦ tilt angle <180 ° in accordance with an instruction from the image processing device 30. Note that when the tilt angle is 0 °, the front surface of the reflecting plate 11 is oriented in the horizontal direction.

熱源12は、マーカ10の周囲の温度よりも高い温度になり、放射状に遠赤外線を発する。熱源12は、例えば、電気ヒータである。   The heat source 12 becomes a temperature higher than the temperature around the marker 10 and emits far infrared rays in a radial pattern. The heat source 12 is, for example, an electric heater.

撮像装置20は、撮像して熱画像を出力する機能を有する装置であり、例えば、遠赤外線カメラである。撮像装置20は、熱画像を画像処理装置30に出力する。図5は、撮像装置20が出力した熱画像の例を示す説明図である。図5には、マーカ10の熱源12によって発せられた遠赤外線を反射する反射板11の内壁の領域が白画素で示されている。つまり、図5に示す例において、反射板11の開口面が白画素で示されている。   The imaging device 20 is a device having a function of imaging and outputting a thermal image, and is, for example, a far infrared camera. The imaging device 20 outputs a thermal image to the image processing device 30. FIG. 5 is an explanatory diagram illustrating an example of a thermal image output by the imaging device 20. In FIG. 5, the region of the inner wall of the reflector 11 that reflects far infrared rays emitted by the heat source 12 of the marker 10 is shown by white pixels. That is, in the example shown in FIG. 5, the opening surface of the reflecting plate 11 is shown by white pixels.

画像処理装置30は、座標値算出手段31、角度指示手段32、撮像指示手段33、および面積情報生成手段34を含む。座標値算出手段31は、撮像装置20が出力した熱画像において、単位面積当たりの遠赤外線の強度が所定の値以上である領域の中心座標値を算出する。   The image processing device 30 includes a coordinate value calculation unit 31, an angle instruction unit 32, an imaging instruction unit 33, and an area information generation unit 34. The coordinate value calculation means 31 calculates the center coordinate value of a region where the intensity of far infrared rays per unit area is equal to or greater than a predetermined value in the thermal image output from the imaging device 20.

角度指示手段32は、マーカ10の駆動部14に、支持部材15のパン角とチルト角とを指示する。撮像指示手段33は、角度指示手段32の指示に応じてマーカ10の駆動部14が支持部材15のパン角またはチルト角を変化させたタイミングで、撮像装置20に撮像を指示する。面積情報生成手段34は、撮像装置20が出力した熱画像において、単位面積当たりの遠赤外線の強度が所定の値以上である領域の面積を算出する。具体的には、画像処理装置30は、単位面積当たりの遠赤外線の強度が所定の値以上である領域を構成する画素の数(図5に示す例では、白画素の数)を計数する。   The angle instruction unit 32 instructs the drive unit 14 of the marker 10 about the pan angle and the tilt angle of the support member 15. The imaging instruction unit 33 instructs the imaging device 20 to perform imaging at the timing when the driving unit 14 of the marker 10 changes the pan angle or the tilt angle of the support member 15 in accordance with an instruction from the angle instruction unit 32. The area information generation unit 34 calculates the area of a region where the intensity of far infrared rays per unit area is equal to or greater than a predetermined value in the thermal image output from the imaging device 20. Specifically, the image processing apparatus 30 counts the number of pixels (the number of white pixels in the example shown in FIG. 5) constituting the region where the intensity of far infrared rays per unit area is equal to or greater than a predetermined value.

図1に示すシステムの動作について、図面を参照して説明する。図6は、本発明の実施形態の基準位置算出システムの動作を示すフローチャートである。   The operation of the system shown in FIG. 1 will be described with reference to the drawings. FIG. 6 is a flowchart showing the operation of the reference position calculation system according to the embodiment of the present invention.

画像処理装置30の角度指示手段32は、マーカ10の駆動部14に、パン角およびチルト角を0°にするように指示する。駆動部14は、パン角およびチルト角が0°になるように、支持部材15の角度を制御する(ステップS101)。   The angle instruction means 32 of the image processing apparatus 30 instructs the drive unit 14 of the marker 10 to set the pan angle and tilt angle to 0 °. The drive unit 14 controls the angle of the support member 15 so that the pan angle and the tilt angle become 0 ° (step S101).

そして、画像処理装置30は、初期化処理を行う(ステップS102)。具体的には、画像処理装置30は、パン角の制御が終了したか否かを示すフラグであるパン角制御終了フラグ「FLG」をリセットする。本実施形態では、画像処理装置30は、パン角制御終了フラグ「FLG」の値に0をセットする。また、画像処理装置30は、白画素の数の最大値を示す変数「MAX」の値に0をセットする。画像処理装置30は、パン角の角度を示す変数「pan」の値に0をセットし、チルト角の角度を示す変数「tilt」の値に0をセットする。   Then, the image processing apparatus 30 performs an initialization process (step S102). Specifically, the image processing apparatus 30 resets a pan angle control end flag “FLG”, which is a flag indicating whether or not the pan angle control is ended. In the present embodiment, the image processing apparatus 30 sets 0 to the value of the pan angle control end flag “FLG”. Further, the image processing apparatus 30 sets 0 to the value of the variable “MAX” indicating the maximum value of the number of white pixels. The image processing apparatus 30 sets 0 to the value of the variable “pan” indicating the pan angle, and sets 0 to the value of the variable “tilt” indicating the tilt angle.

また、画像処理装置30は、白画素の数が最大値になった場合のパン角を示す変数「ANG_P」の値と、白画素の数が最大値になった場合のチルト角を示す変数「ANG_T」の値とにそれぞれ0をセットする。   Further, the image processing apparatus 30 sets a variable “ANG_P” indicating the pan angle when the number of white pixels reaches the maximum value and a variable “ANG” indicating the tilt angle when the number of white pixels reaches the maximum value. ANG_T ”is set to 0 respectively.

撮像装置20によってマーカ10が撮像された熱画像が出力され、画像処理装置30が撮像装置20によって出力された熱画像を受信した場合に(ステップS103)、画像処理装置30は、マーカ10の熱源12によって発せられ、反射板11によって遠赤外線が反射された領域が白画素で表現され、他の領域が黒画素で表現されるように二値化した画像データを生成する(ステップS104)。具体的には、例えば、所定の単位面積当たりの遠赤外線の強度が所定の値以上である領域が白画素で表現され、他の領域が黒画素で表現されるように二値化された画像データを生成する。   When the thermal image in which the marker 10 is captured by the imaging device 20 is output, and the image processing device 30 receives the thermal image output by the imaging device 20 (step S103), the image processing device 30 generates a heat source for the marker 10. The binarized image data is generated so that the area emitted by 12 and the far infrared rays reflected by the reflecting plate 11 is represented by white pixels, and the other area is represented by black pixels (step S104). Specifically, for example, an image that is binarized so that a region where the intensity of far-infrared rays per predetermined unit area is equal to or greater than a predetermined value is expressed by white pixels, and the other region is expressed by black pixels. Generate data.

画像処理装置30の面積情報生成手段34は、ステップS104の処理で二値化された画像データにもとづいて、白画素によって構成される領域の面積を算出する(ステップS105)。具体的には、画像処理装置30は、白画素の数を計数する。以下、ステップS105の処理で算出した面積の値(具体的には、白画素の数)を示す変数を「M」とする。   The area information generation unit 34 of the image processing device 30 calculates the area of the region formed by the white pixels based on the image data binarized by the process of step S104 (step S105). Specifically, the image processing device 30 counts the number of white pixels. Hereinafter, the variable indicating the area value (specifically, the number of white pixels) calculated in the process of step S105 is “M”.

画像処理装置30は、パン角の制御が終了していないと判断した場合に(ステップS106のY)、ステップS107の処理に移行し、パン角の制御が終了したと判断した場合に(ステップS106のN)、ステップS113の処理に移行する。   When the image processing apparatus 30 determines that the pan angle control has not ended (Y in step S106), the image processing apparatus 30 proceeds to the process in step S107 and determines that the pan angle control has ended (step S106). N), the process proceeds to step S113.

具体的には、画像処理装置30は、ステップS106の処理で、パン角制御終了フラグ「FLG」の値が0である場合に、パン角の制御が終了していないと判断し、パン角制御終了フラグ「FLG」の値が0でない場合に、パン角の制御が終了したと判断する。   Specifically, when the value of the pan angle control end flag “FLG” is 0 in the process of step S106, the image processing apparatus 30 determines that the pan angle control has not ended, and the pan angle control is performed. If the value of the end flag “FLG” is not 0, it is determined that the control of the pan angle has ended.

画像処理装置30は、変数「M」の値が白画素の数の最大値を示す変数「MAX」の値よりも大きい場合に(ステップS107のY)、変数「M」の値を変数「MAX」の値にセットし、パン角の角度を示す変数「pan」の値を白画素の数が最大値になった場合のパン角を示す変数「ANG_P」の値にセットする。そして、画像処理装置30の座標値算出手段31は、画像座標系のX軸における白画素の中心座標値を算出する(ステップS108)。   When the value of the variable “M” is larger than the value of the variable “MAX” indicating the maximum number of white pixels (Y in step S107), the image processing apparatus 30 sets the value of the variable “M” to the variable “MAX. The value of the variable “pan” indicating the angle of the pan angle is set to the value of the variable “ANG_P” indicating the pan angle when the number of white pixels reaches the maximum value. Then, the coordinate value calculation unit 31 of the image processing device 30 calculates the center coordinate value of the white pixel on the X axis of the image coordinate system (step S108).

図7は、撮像装置20が撮像した画像の例を示す説明図である。図7に示す例では、画像座標系において、白画素による領域(図7において楕円形で示す領域)のX軸における座標値の最大値がx2であり、最小値がx1であることが示されている。つまり、画像座標系において、白画素による領域のX軸における両端の座標値は、x1とx2とである。画像処理装置30の座標値算出手段31は、(x2−x1)/2の計算を行い、画像座標系における白画素のX軸の中心座標値xcを算出する。   FIG. 7 is an explanatory diagram illustrating an example of an image captured by the imaging device 20. In the example shown in FIG. 7, in the image coordinate system, the maximum value of the coordinate value on the X axis of the region by the white pixel (the region shown by an ellipse in FIG. 7) is x2, and the minimum value is x1. ing. That is, in the image coordinate system, the coordinate values at both ends on the X axis of the region by the white pixel are x1 and x2. The coordinate value calculation means 31 of the image processing apparatus 30 calculates (x2−x1) / 2 to calculate the X-axis center coordinate value xc of the white pixel in the image coordinate system.

画像処理装置30は、変数「M」の値が白画素の数の最大値を示す変数「MAX」の値以下である場合(ステップS107のN)、またはステップS108の処理後に、パン角の角度を示す変数「pan」の値が360未満であるか否か判断する(ステップS109)。   When the value of the variable “M” is equal to or less than the value of the variable “MAX” indicating the maximum number of white pixels (N in Step S107), or after the processing in Step S108, the image processing apparatus 30 It is determined whether or not the value of the variable “pan” indicating is less than 360 (step S109).

画像処理装置30は、パン角の角度を示す変数「pan」の値が360未満である場合に(ステップS109のN)、パン角の角度を示す変数「pan」の値に0.1を加える(ステップS110)。画像処理装置30の角度指示手段32は、マーカ10の駆動部14に、ステップS110の処理でセットされた変数「pan」の値によって示される角度に支持部材15の角度を制御する指示を送信する。そして、画像処理装置30の撮像指示手段33は、撮像装置20に熱画像の撮像を指示する。   When the value of the variable “pan” indicating the angle of the pan angle is less than 360 (N in step S109), the image processing apparatus 30 adds 0.1 to the value of the variable “pan” indicating the angle of the pan angle. (Step S110). The angle instruction unit 32 of the image processing device 30 transmits an instruction to control the angle of the support member 15 to the angle indicated by the value of the variable “pan” set in the process of step S110 to the drive unit 14 of the marker 10. . Then, the imaging instruction unit 33 of the image processing device 30 instructs the imaging device 20 to capture a thermal image.

また、画像処理装置30は、パン角の角度を示す変数「pan」の値が360未満でない場合に(ステップS109のY)、白画素の数が最大値になった場合のパン角を示す変数「ANG_P」の値をパン角の角度を示す変数「pan」の値にセットし、パン角制御終了フラグ「FLG」の値に1をセットする(ステップS111)。   In addition, when the value of the variable “pan” indicating the angle of the pan angle is not less than 360 (Y in step S109), the image processing apparatus 30 sets the variable indicating the pan angle when the number of white pixels reaches the maximum value. The value of “ANG_P” is set to the value of the variable “pan” indicating the angle of the pan angle, and 1 is set to the value of the pan angle control end flag “FLG” (step S111).

画像処理装置30の角度指示手段32は、マーカ10の駆動部14に、ステップS111の処理でセットされた変数「pan」の値(つまり、白画素の数が最大値になった場合のパン角を示す変数「ANG_P」の値)によって示される角度に支持部材15の角度を制御する指示を送信する。マーカ10の駆動部14は、画像処理装置30の指示に応じたパン角に支持部材15を制御する(ステップS112)。また、画像処理装置30の撮像指示手段33は、撮像装置20に熱画像の撮像を指示し、ステップS103の処理に移行する。   The angle instruction means 32 of the image processing apparatus 30 sends the value of the variable “pan” set in the process of step S111 to the driving unit 14 of the marker 10 (that is, the pan angle when the number of white pixels reaches the maximum value). An instruction to control the angle of the support member 15 is transmitted to the angle indicated by the variable “ANG_P” indicating “ The drive unit 14 of the marker 10 controls the support member 15 to a pan angle according to an instruction from the image processing device 30 (step S112). Further, the imaging instruction unit 33 of the image processing apparatus 30 instructs the imaging apparatus 20 to capture a thermal image, and the process proceeds to step S103.

画像処理装置30は、パン角の制御が終了したと判断した場合に(ステップS106のN)、画像処理装置30は、変数「M」の値が白画素の数の最大値を示す変数「MAX」の値よりも大きいときに(ステップS113のY)、変数「MAX」の値に変数「M」の値をセットし、白画素の数が最大値になった場合のチルト角を示す変数「ANG_T」の値にチルト角の角度を示す変数「tilt」の値をセットする。そして、画像処理装置30の座標値算出手段31は、画像座標系のY軸における白画素の中心座標値を算出する(ステップS114)。   When the image processing device 30 determines that the control of the pan angle is finished (N in step S106), the image processing device 30 sets the variable “MAX” in which the value of the variable “M” indicates the maximum number of white pixels. Is greater than the value of “” (Y in step S113), the variable “M” is set to the value of the variable “MAX”, and the variable “indicating the tilt angle when the number of white pixels reaches the maximum value” The value of the variable “tilt” indicating the tilt angle is set to the value of “ANG_T”. Then, the coordinate value calculation unit 31 of the image processing device 30 calculates the center coordinate value of the white pixel on the Y axis of the image coordinate system (step S114).

図7に示す例では、画像座標系において、白画素による領域のY軸における座標値の最大値がy2であり、最小値がy1であることが示されている。つまり、画像座標系において、白画素による領域のY軸における両端の座標値は、y1とy2とである。画像処理装置30の座標値算出手段31は、(y2−y1)/2の計算を行い、画像座標系における白画素のY軸の中心座標値ycを算出する。   In the example shown in FIG. 7, in the image coordinate system, it is indicated that the maximum value of the coordinate value on the Y axis of the region by the white pixel is y2, and the minimum value is y1. That is, in the image coordinate system, the coordinate values at both ends on the Y axis of the region formed by white pixels are y1 and y2. The coordinate value calculation means 31 of the image processing apparatus 30 calculates (y2−y1) / 2 to calculate the Y-axis center coordinate value yc of the white pixel in the image coordinate system.

画像処理装置30は、変数「M」の値が白画素の数の最大値を示す変数「MAX」の値以下である場合(ステップS113のN)、またはステップS114の処理後に、チルト角の角度を示す変数「tilt」の値が180未満であるか否か判断する(ステップS115)。   When the value of the variable “M” is equal to or less than the value of the variable “MAX” indicating the maximum number of white pixels (N in Step S113), or after the processing in Step S114, the image processing apparatus 30 It is determined whether or not the value of the variable “tilt” indicating is less than 180 (step S115).

画像処理装置30は、チルト角の角度を示す変数「tilt」の値が180未満である場合に(ステップS115のN)、チルト角の角度を示す変数「tilt」の値に0.1を加える(ステップS116)。   When the value of the variable “tilt” indicating the tilt angle is less than 180 (N in step S115), the image processing apparatus 30 adds 0.1 to the value of the variable “tilt” indicating the tilt angle. (Step S116).

そして、画像処理装置30の角度指示手段32は、マーカ10の駆動部14に、ステップS116の処理でセットされた変数「tilt」の値によって示される角度に支持部材15の角度を制御する指示を送信する。マーカ10の駆動部14は、画像処理装置30の指示に応じたチルト角に支持部材15を制御する。画像処理装置30の撮像指示手段33は、撮像装置20に熱画像の撮像を指示し、ステップS103の処理に移行する。   Then, the angle instruction unit 32 of the image processing apparatus 30 instructs the driving unit 14 of the marker 10 to control the angle of the support member 15 to the angle indicated by the value of the variable “tilt” set in the process of step S116. Send. The drive unit 14 of the marker 10 controls the support member 15 to a tilt angle according to an instruction from the image processing device 30. The imaging instruction unit 33 of the image processing apparatus 30 instructs the imaging apparatus 20 to capture a thermal image, and the process proceeds to step S103.

また、画像処理装置30は、チルト角の角度を示す変数「tilt」の値が180未満でない場合に(ステップS115のY)、白画素の数が最大値になった場合のチルト角を示す変数「ANG_T」の値をチルト角の角度を示す変数「tilt」の値にセットし、画像座標系における白画素の中心座標の座標値pに、p(xc,yc)をセットする(ステップS118)。   Further, the image processing apparatus 30 determines the tilt angle when the number of white pixels reaches the maximum value when the value of the variable “tilt” indicating the tilt angle is not less than 180 (Y in step S115). The value of “ANG_T” is set to the value of the variable “tilt” indicating the tilt angle, and p (xc, yc) is set to the coordinate value p of the center coordinate of the white pixel in the image coordinate system (step S118). .

次に、白画素の数が最大値になった場合のチルト角を示す変数「ANG_T」の値や、白画素の数が最大値になった場合のチルト角を示す変数「ANG_T」の値にもとづいて、画像座標系の座標値pと世界座標系の座標値とを対応付ける方法について説明する。図8は、画像座標系の座標値と世界座標系の座標値との対応を示す説明図である。   Next, the value of the variable “ANG_T” indicating the tilt angle when the number of white pixels reaches the maximum value, and the value of the variable “ANG_T” indicating the tilt angle when the number of white pixels reaches the maximum value are set. First, a method for associating the coordinate value p of the image coordinate system with the coordinate value of the world coordinate system will be described. FIG. 8 is an explanatory diagram showing the correspondence between the coordinate values of the image coordinate system and the coordinate values of the world coordinate system.

図8に示すように、図6に示す各処理が実行されているときに設置されていたマーカ10が移動された場合に、撮像装置20によって撮像される熱画像において、画像座標系の座標値pの位置に撮像される地面の位置は点Pである。   As shown in FIG. 8, in the thermal image captured by the imaging device 20 when the marker 10 that was installed when each process shown in FIG. The position of the ground imaged at the position p is a point P.

マーカ10が、GPS(Global Positioning System)衛星から受信したGPS信号にもとづいて、設置されている位置を計測する機能を有する場合に、白画素の数が最大値になった場合のパン角を示す変数「ANG_P」の値と、白画素の数が最大値になった場合のチルト角を示す変数「ANG_T」の値と、マーカ10の支持部材15がマーカ10の筐体に支持されている位置の地面からの高さと、GPS信号にもとづいて計測したマーカ10が設置されていた位置とにもとづいて、点Pの世界座標系の座標値を算出する。算出した点Pの世界座標系の座標値が画像座標系の座標値p(xc,yc)に対応する世界座標系の座標値である。   Indicates the pan angle when the number of white pixels reaches the maximum value when the marker 10 has a function of measuring the installed position based on a GPS signal received from a GPS (Global Positioning System) satellite. The value of the variable “ANG_P”, the value of the variable “ANG_T” indicating the tilt angle when the number of white pixels reaches the maximum value, and the position where the support member 15 of the marker 10 is supported by the casing of the marker 10 The coordinate value of the point P in the world coordinate system is calculated on the basis of the height from the ground and the position where the marker 10 measured based on the GPS signal is installed. The coordinate value of the calculated world coordinate system of the point P is the coordinate value of the world coordinate system corresponding to the coordinate value p (xc, yc) of the image coordinate system.

なお、マーカ10が、GPS信号にもとづいて設置されている位置を算出する機能を有していない場合には、例えば、白画素の数が最大値になった場合のパン角を示す変数「ANG_P」の値と、白画素の数が最大値になった場合のチルト角を示す変数「ANG_T」の値と、マーカ10の支持部材15がマーカ10の筐体に支持されている位置の地面からの高さとにもとづいて、マーカ10に対する点Pの距離および方向を算出する。   When the marker 10 does not have a function of calculating the position where the marker 10 is installed based on the GPS signal, for example, the variable “ANG_P” indicating the pan angle when the number of white pixels reaches the maximum value. ”, The value of the variable“ ANG_T ”indicating the tilt angle when the number of white pixels reaches the maximum value, and the ground where the support member 15 of the marker 10 is supported by the case of the marker 10. The distance and direction of the point P with respect to the marker 10 are calculated based on the height of.

そして、算出結果にもとづく点Pの位置を示す世界座標系の座標値をGPS衛星から受信した信号にもとづいて計測したり、既知の世界座標系の座標値の位置に対する点Pの世界座標系の座標値を巻き尺や物差しを用いて測量したりする。計測または測量された点Pの世界座標系の座標値が画像座標系の座標値p(xc,yc)に対応する世界座標系の座標値である。   Then, the coordinate value of the world coordinate system indicating the position of the point P based on the calculation result is measured based on the signal received from the GPS satellite, or the world coordinate system of the point P with respect to the position of the coordinate value of the known world coordinate system. The coordinate value is measured using a tape measure or a ruler. The coordinate value in the world coordinate system of the measured or surveyed point P is the coordinate value in the world coordinate system corresponding to the coordinate value p (xc, yc) in the image coordinate system.

そして、複数の画像座標系の座標値に対応する世界座標系の座標値をそれぞれ算出または測量することによって、撮像装置20の撮像対象の位置や移動速度を高い精度で計測することができる。   Then, by calculating or surveying the coordinate values of the world coordinate system corresponding to the coordinate values of the plurality of image coordinate systems, the position and moving speed of the imaging target of the imaging device 20 can be measured with high accuracy.

具体的には、道路監視システム等において、複数の位置で画像座標系の座標値と世界座標系の座標値とを高い精度で対応づけて、各位置の間を直線補間することにより、高い精度で世界座標系上の道路面と画像座標系上の道路面とを対応づけられる。よって、撮像装置20の撮像対象の位置や移動速度を高い精度で計測することができる。   Specifically, in a road monitoring system or the like, high accuracy is achieved by associating the coordinate values of the image coordinate system and the coordinate values of the world coordinate system at a plurality of positions with high accuracy, and linearly interpolating between each position. Thus, the road surface on the world coordinate system can be associated with the road surface on the image coordinate system. Therefore, the position and moving speed of the imaging target of the imaging device 20 can be measured with high accuracy.

本実施形態によれば、撮像装置20によって撮像された熱画像において基準に用いられる位置の画像座標系における座標値pを高い精度で算出することができる。   According to this embodiment, the coordinate value p in the image coordinate system of the position used as a reference in the thermal image captured by the imaging device 20 can be calculated with high accuracy.

そして、算出または測量された点Pの世界座標系の座標値と、高い精度で算出された画像座標系の座標値pとを対応付けることができる。   Then, the coordinate value of the calculated or surveyed point P in the world coordinate system can be associated with the coordinate value p of the image coordinate system calculated with high accuracy.

さらに、本実施形態によれば、撮像装置20の撮像対象(例えば、自動車)の移動経路において、画像座標系の座標値と世界座標系の座標値とを対応付けることにより、撮像装置20によって撮像された熱画像にもとづいて、撮像対象の位置や移動速度を高い精度で算出することができる。   Furthermore, according to the present embodiment, the imaging device 20 captures an image by associating the coordinate value of the image coordinate system with the coordinate value of the world coordinate system in the movement path of the imaging target (for example, an automobile) of the imaging device 20. The position and moving speed of the imaging target can be calculated with high accuracy based on the thermal image.

次に、本発明の概要について、図面を参照して説明する。図9は、本発明の概要を示すブロック図である。本発明による基準位置算出システム40は、位置測定用装置50(図2に示すマーカ10に相当)、画像処理装置60(図1に示す画像処理装置30に相当)、および撮像装置70(図1に示す撮像装置20に相当)を含む。   Next, an outline of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 9 is a block diagram showing an outline of the present invention. The reference position calculation system 40 according to the present invention includes a position measurement device 50 (corresponding to the marker 10 shown in FIG. 2), an image processing device 60 (corresponding to the image processing device 30 shown in FIG. 1), and an imaging device 70 (FIG. 1). The image capturing apparatus 20 shown in FIG.

位置測定用装置50は、反射部材51(図2に示す反射板11に相当)と熱源52(図2に示す熱源12に相当)とを含む。画像処理装置60は、座標値算出手段61(図1に示す座標値算出手段31に相当)を含む。   The position measuring device 50 includes a reflecting member 51 (corresponding to the reflecting plate 11 shown in FIG. 2) and a heat source 52 (corresponding to the heat source 12 shown in FIG. 2). The image processing device 60 includes coordinate value calculation means 61 (corresponding to the coordinate value calculation means 31 shown in FIG. 1).

反射部材51は、遠赤外線を反射する。熱源52は、放射した遠赤外線が反射部材51によって反射される位置に設置される。撮像装置70は、位置測定用装置50を撮像した熱画像を画像処理装置60に出力する。座標値算出手段61は、撮像装置70が出力した熱画像において、単位面積当たりの遠赤外線の強度が所定の値以上である領域の中心の画素の画像座標系における座標値を算出する。   The reflecting member 51 reflects far infrared rays. The heat source 52 is installed at a position where the radiated far infrared rays are reflected by the reflecting member 51. The imaging device 70 outputs a thermal image obtained by imaging the position measurement device 50 to the image processing device 60. The coordinate value calculation means 61 calculates the coordinate value in the image coordinate system of the pixel at the center of the region where the intensity of far infrared rays per unit area is equal to or greater than a predetermined value in the thermal image output from the imaging device 70.

そのような構成によれば、撮像装置70によって出力された熱画像において単位面積当たりの遠赤外線の強度が所定の値以上である領域の輪郭が明確になり、撮像対象の位置または移動速度の計測の基準に用いられる当該領域の中心の画像座標系における座標値を高い精度で算出することができる。   According to such a configuration, the outline of a region in which the intensity of far infrared rays per unit area is a predetermined value or more in the thermal image output by the imaging device 70 is clarified, and the position or moving speed of the imaging target is measured. The coordinate value in the image coordinate system at the center of the area used as the reference can be calculated with high accuracy.

また、上記の実施形態では、以下の(1)〜(4)に示すような基準位置算出システムも開示されている。   Moreover, in said embodiment, the reference position calculation system as shown to the following (1)-(4) is also disclosed.

(1)位置測定用装置50の反射部材51の内壁が放物面状に成形され、熱源52が内壁による放物面における焦点の位置に設置される基準位置算出システム。そのように構成されている場合には、反射部材51の内壁が、熱源52によって発せられた遠赤外線を一定の方向に反射するので、撮像装置70によって出力される熱画像における単位面積当たりの遠赤外線の強度が所定の値以上である領域の輪郭をより明確にすることができる。 (1) A reference position calculation system in which the inner wall of the reflecting member 51 of the position measuring device 50 is formed in a parabolic shape, and the heat source 52 is installed at a focal position on the paraboloid by the inner wall. In the case of such a configuration, the inner wall of the reflecting member 51 reflects far infrared rays emitted by the heat source 52 in a certain direction, so that the far area per unit area in the thermal image output by the imaging device 70 is reflected. The outline of the region where the intensity of infrared rays is a predetermined value or more can be made clearer.

(2)位置測定用装置50が、撮像装置70によって出力される熱画像において、単位面積当たりの遠赤外線の強度が所定の値以上である領域の面積を変化させるために、反射部材51を支持する支持部材(図2に示す支持部材15に相当)の水平面に対する角度および水平面における所定の方向に対する角度を変化させる角度制御手段(図2に示す駆動部14に相当)を含み、画像処理装置60が、位置測定用装置50の角度制御手段によって、反射部材51の支持部材の水平面に対する角度または水平面における所定の方向に対する角度が変化されたタイミングで、撮像装置70に撮像を指示する撮像指示手段(図1に示す角度指示手段32に相当)と、撮像装置70によって出力された熱画像において、単位面積当たりの遠赤外線の強度が所定の値以上である領域の面積を示す面積情報を生成する面積情報生成手段(図1に示す面積情報生成手段34に相当)とを含み、座標値算出手段61が、撮像装置70によって出力された熱画像のうち、面積情報生成手段によって生成された面積情報によって示される面積が最も広い熱画像において単位面積当たりの遠赤外線の強度が所定の値以上である領域の中心の画素の画像座標系における座標値を算出する基準位置算出システム。そのように構成されている場合には、算出した画像座標系における座標値に対応する世界座標系における座標値を、面積情報によって示される面積が最も広い熱画像が撮像されたときの支持部材の水平面に対する角度や、水平面における所定の方向に対する角度にもとづいて容易に算出することが可能になる。 (2) The position measuring device 50 supports the reflecting member 51 in order to change the area of the region where the intensity of far infrared rays per unit area is a predetermined value or more in the thermal image output by the imaging device 70. An angle control means (corresponding to the drive unit 14 shown in FIG. 2) for changing the angle of the support member (corresponding to the support member 15 shown in FIG. 2) with respect to the horizontal plane and the angle with respect to a predetermined direction in the horizontal plane, However, when the angle control means of the position measuring device 50 changes the angle of the support member of the reflecting member 51 with respect to the horizontal plane or the angle with respect to a predetermined direction in the horizontal plane, the imaging instruction means (instructing imaging to the imaging apparatus 70) 1) and the intensity of far infrared rays per unit area in the thermal image output by the imaging device 70. And an area information generating means (corresponding to the area information generating means 34 shown in FIG. 1) for generating area information indicating the area of the region where is equal to or greater than a predetermined value. Image coordinates of the pixel in the center of the region where the intensity of far infrared rays per unit area is greater than or equal to a predetermined value in the thermal image having the widest area indicated by the area information generated by the area information generating means A reference position calculation system for calculating coordinate values in the system. In such a case, the coordinate value in the world coordinate system corresponding to the calculated coordinate value in the image coordinate system is used as the support member when the thermal image having the widest area indicated by the area information is captured. It is possible to easily calculate based on an angle with respect to a horizontal plane and an angle with respect to a predetermined direction on the horizontal plane.

(3)画像処理装置60が、反射部材51の支持部材の水平面に対する角度および水平面における所定の方向に対する角度を角度制御手段に指示する角度指示手段を含む基準位置算出システム。そのように構成されている場合には、支持部材の水平面に対する角度および水平面における所定の方向に対する角度を変化させて、つまり、撮像装置70に対する反射部材51の角度の変化に応じて、熱画像を当該撮像装置70に出力させることができる。 (3) A reference position calculation system in which the image processing device 60 includes an angle instruction unit that instructs the angle control unit to determine an angle of the support member of the reflecting member 51 with respect to the horizontal plane and an angle with respect to a predetermined direction on the horizontal plane. In the case of such a configuration, the angle of the support member with respect to the horizontal plane and the angle with respect to the predetermined direction in the horizontal plane are changed, that is, the thermal image is displayed according to the change in the angle of the reflection member 51 with respect to the imaging device 70. The imaging device 70 can output the image.

(4)座標値算出手段61が、撮像装置70によって出力された熱画像において、単位面積当たりの遠赤外線の強度が所定の値以上である領域における画像座標系のX軸方向の両端部の座標値の中間の座標値、および当該領域における画像座標系のY軸方向の両端部の座標値の中間の座標値を当該領域の中心の画素の画像座標系における座標値として算出する基準位置算出システム。そのように構成されている場合には、撮像装置70によって出力された熱画像を用いて、撮像対象の位置または移動速度の計測の基準に用いられる位置の画像座標系における座標値を容易に算出することができる。 (4) In the thermal image output by the imaging device 70, the coordinate value calculation means 61 has coordinates of both end portions in the X-axis direction of the image coordinate system in a region where the intensity of far infrared rays per unit area is a predetermined value or more. A reference position calculation system that calculates a coordinate value in the middle of the image coordinates and a coordinate value in the middle of the image coordinate system in the Y-axis direction in the region as the coordinate value in the image coordinate system of the center pixel of the region . In the case of such a configuration, the coordinate value in the image coordinate system of the position used as the reference for measuring the position of the imaging target or the moving speed is easily calculated using the thermal image output by the imaging device 70. can do.

本発明を、撮像手段によって撮像された熱画像にもとづく撮像対象の位置または移動速度の計測に用いられるシステムに適用可能である。   The present invention is applicable to a system used for measuring the position or moving speed of an imaging target based on a thermal image captured by an imaging unit.

10 マーカ
11 反射板
12、52 熱源
13 固定部材
14 駆動部
15 支持部材
20、70 撮像装置
30、60 画像処理装置
31、61 座標値算出手段
32 角度指示手段
33 撮像指示手段
34 面積情報生成手段
40 基準位置算出システム
50 位置測定用装置
51 反射部材
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Marker 11 Reflector 12, 52 Heat source 13 Fixing member 14 Drive part 15 Support member 20, 70 Imaging device 30, 60 Image processing device 31, 61 Coordinate value calculation means 32 Angle instruction means 33 Imaging instruction means 34 Area information generation means 40 Reference position calculation system 50 Position measuring device 51 Reflective member

Claims (7)

熱画像にもとづく撮像対象の位置または移動速度の計測に用いられる基準位置算出システムであって、
遠赤外線を反射する反射部材と、放射した遠赤外線が前記反射部材によって反射される位置に設置される熱源を含む位置測定用装置と、
前記撮像対象が撮像される位置に応じた位置に設置された前記位置測定用装置を撮像した熱画像を出力する撮像装置と、
前記撮像装置によって出力された前記熱画像にもとづいて、前記熱画像の画像座標系における前記位置測定用装置の座標値を算出する座標値算出手段を含む画像処理装置とを備え、
前記画像処理装置の前記座標値算出手段は、前記撮像装置が出力した前記熱画像において、単位面積当たりの遠赤外線の強度が所定の値以上である領域の中心の画素の画像座標系における座標値を算出する
ことを特徴とする基準位置算出システム。
A reference position calculation system used for measuring a position or moving speed of an imaging target based on a thermal image,
A position measuring device including a reflecting member that reflects far infrared rays, and a heat source that is installed at a position where the emitted far infrared rays are reflected by the reflecting member;
An imaging device that outputs a thermal image obtained by imaging the position measurement device installed at a position corresponding to a position at which the imaging target is imaged; and
An image processing device including coordinate value calculation means for calculating coordinate values of the position measuring device in an image coordinate system of the thermal image based on the thermal image output by the imaging device;
The coordinate value calculation means of the image processing device is configured to coordinate values in an image coordinate system of a pixel at the center of a region where the intensity of far infrared rays per unit area is equal to or greater than a predetermined value in the thermal image output from the imaging device. A reference position calculation system characterized by calculating.
位置測定用装置の反射部材の内壁は放物面状に成形され、熱源は前記内壁による放物面における焦点の位置に設置される
請求項1記載の基準位置算出システム。
The reference position calculation system according to claim 1, wherein an inner wall of the reflecting member of the position measuring device is formed in a paraboloid shape, and a heat source is installed at a focal position on the paraboloid by the inner wall.
位置測定用装置は、
撮像装置によって出力される熱画像において、単位面積当たりの遠赤外線の強度が所定の値以上である領域の面積を変化させるために、反射部材を支持する支持部材の水平面に対する角度および前記水平面における所定の方向に対する角度を変化させる角度制御手段を含み、
画像処理装置は、
前記位置測定用装置の前記角度制御手段によって、前記反射部材の支持部材の水平面に対する角度または前記水平面における所定の方向に対する角度が変化されたタイミングで、前記撮像装置に撮像を指示する撮像指示手段と、
前記撮像装置によって出力された熱画像において、前記領域の面積を示す面積情報を生成する面積情報生成手段とを含み、
座標値算出手段は、前記撮像装置によって出力された熱画像のうち、前記面積情報生成手段によって生成された面積情報によって示される面積が最も広い熱画像において単位面積当たりの遠赤外線の強度が所定の値以上である領域の中心の画素の画像座標系における座標値を算出する
請求項1または請求項2記載の基準位置算出システム。
The position measuring device
In the thermal image output by the imaging device, in order to change the area of the region where the intensity of far infrared rays per unit area is equal to or greater than a predetermined value, the angle of the support member supporting the reflecting member with respect to the horizontal plane and the predetermined in the horizontal plane Angle control means for changing the angle with respect to the direction of
The image processing device
Imaging instruction means for instructing the imaging apparatus to perform imaging at a timing when the angle control means of the position measuring device changes the angle of the support member of the reflecting member with respect to the horizontal plane or the angle with respect to a predetermined direction on the horizontal plane; ,
In the thermal image output by the imaging device, including area information generating means for generating area information indicating the area of the region,
The coordinate value calculating means has a predetermined far infrared intensity per unit area in a thermal image having the widest area indicated by the area information generated by the area information generating means among the thermal images output by the imaging device. The reference position calculation system according to claim 1, wherein a coordinate value in an image coordinate system of a pixel at a center of a region that is equal to or greater than the value is calculated.
画像処理装置は、反射部材の支持部材の水平面に対する角度および前記水平面における所定の方向に対する角度を角度制御手段に指示する角度指示手段を含む
請求項3記載の基準位置算出システム。
The reference position calculation system according to claim 3, wherein the image processing apparatus includes an angle instruction unit that instructs an angle control unit to determine an angle of the support member with respect to the horizontal plane and an angle with respect to a predetermined direction on the horizontal plane.
座標値算出手段は、撮像装置によって出力された熱画像において、単位面積当たりの遠赤外線の強度が所定の値以上である領域における画像座標系のX軸方向の両端部の座標値の中間の座標値、および前記領域における画像座標系のY軸方向の両端部の座標値の中間の座標値を前記領域の中心の画素の画像座標系における座標値として算出する
請求項1から請求項4のうちいずれか1項記載の基準位置算出システム。
The coordinate value calculation means is a coordinate in the middle of the coordinate values of both ends in the X-axis direction of the image coordinate system in a region where the intensity of far infrared rays per unit area is equal to or greater than a predetermined value in the thermal image output by the imaging device The coordinate value in the middle of the value and the coordinate value of both ends in the Y-axis direction of the image coordinate system in the region is calculated as the coordinate value in the image coordinate system of the center pixel of the region. The reference position calculation system according to any one of the preceding claims.
熱画像にもとづく撮像対象の位置または移動速度の計測に用いられる基準位置の座標を算出する基準位置算出方法であって、
遠赤外線を反射する反射部材、および放射した遠赤外線が前記反射部材によって反射される位置に設置される熱源を含み、前記撮像対象が撮像される位置に応じた位置に設置された位置測定用装置が撮像装置によって撮像された熱画像において、単位面積当たりの遠赤外線の強度が所定の値以上である領域の面積を変化させるために、前記反射部材を支持する支持部材の水平面に対する角度および前記水平面における所定の方向に対する角度を変化させ、
前記反射部材の支持部材の水平面に対する角度または前記水平面における所定の方向に対する角度が変化されたタイミングで、前記撮像装置に撮像を指示し、
前記撮像装置によって出力された熱画像において、前記領域の面積を示す面積情報を生成し、
前記撮像装置によって出力された熱画像のうち、生成された面積情報によって示される面積が最も広い熱画像において単位面積当たりの遠赤外線の強度が所定の値以上である領域の中心の画素の画像座標系における座標値を算出する
ことを特徴とする基準位置算出方法。
A reference position calculation method for calculating coordinates of a reference position used for measurement of a position or moving speed of an imaging target based on a thermal image,
A position measuring device that includes a reflecting member that reflects far infrared rays and a heat source that is installed at a position where the emitted far infrared rays are reflected by the reflecting member, and is installed at a position corresponding to a position at which the imaging target is imaged In the thermal image captured by the imaging device, in order to change the area of the region where the intensity of the far infrared ray per unit area is a predetermined value or more, the angle of the support member that supports the reflecting member with respect to the horizontal plane and the horizontal plane Change the angle with respect to a predetermined direction at
Instructing the imaging device to perform imaging at a timing when the angle of the support member of the reflecting member with respect to the horizontal plane or the angle with respect to a predetermined direction in the horizontal plane is changed,
In the thermal image output by the imaging device, generate area information indicating the area of the region,
Among the thermal images output by the imaging device, in the thermal image having the widest area indicated by the generated area information, the image coordinates of the pixel in the center of the region where the intensity of far infrared rays per unit area is a predetermined value or more A reference position calculation method characterized by calculating coordinate values in a system.
撮像装置によって出力された熱画像において、単位面積当たりの遠赤外線の強度が所定の値以上である領域における画像座標系のX軸方向の両端部の座標値の中間の座標値、および前記領域における画像座標系のY軸方向の両端部の座標値の中間の座標値を前記領域の中心の画素の画像座標系における座標値として算出する
請求項6記載の基準位置算出方法。
In the thermal image output by the imaging device, the coordinate value in the middle of the coordinate values of both ends in the X-axis direction of the image coordinate system in the region where the intensity of the far infrared ray per unit area is a predetermined value or more, and in the region The reference position calculation method according to claim 6, wherein a coordinate value in the middle of the coordinate values at both ends in the Y-axis direction of the image coordinate system is calculated as a coordinate value in the image coordinate system of the pixel at the center of the region.
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Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH06325296A (en) * 1993-05-17 1994-11-25 Nissan Motor Co Ltd Equipment for measuring optical distance for vehicle
JP3261362B2 (en) * 1998-05-28 2002-02-25 株式会社アドバンテスト Surface condition measuring method and device
JP4248885B2 (en) * 2003-01-15 2009-04-02 シャープ株式会社 Image processing method, image processing apparatus, image processing program, and recording medium on which image processing program is recorded
JP2007033040A (en) * 2005-07-22 2007-02-08 Moritex Corp Method and apparatus for calibrating optical head unit in three-dimensional shape measuring apparatus by light cutting method
GB0622451D0 (en) * 2006-11-10 2006-12-20 Intelligent Earth Ltd Object position and orientation detection device
JP5388417B2 (en) * 2007-02-16 2014-01-15 株式会社Ihi Infrared camera adjustment device and infrared camera adjustment method

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