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JP7791913B2 - Image generation device, image generation method, and image generation program - Google Patents
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JP7791913B2 - Image generation device, image generation method, and image generation program - Google Patents

Image generation device, image generation method, and image generation program

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JP7791913B2 JP2024013715A JP2024013715A JP7791913B2 JP 7791913 B2 JP7791913 B2 JP 7791913B2 JP 2024013715 A JP2024013715 A JP 2024013715A JP 2024013715 A JP2024013715 A JP 2024013715A JP 7791913 B2 JP7791913 B2 JP 7791913B2
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Description

本発明は、画像生成装置、画像生成方法及び画像生成プログラムに関する。 The present invention relates to an image generation device, an image generation method, and an image generation program.

従来から、ナビゲーションシステムとも称され、船舶の移動を支援する種々の技術が知られている。例えば、特許文献1では、船舶の予定航路、ブイ等の海上に配置される構造物及び他の船舶を含む表示情報並びに船舶の位置及び姿勢に基づいて生成された合成画像を、船舶から撮影された画像に重ね合わせてディスプレイに3次元表示する技術が記載される。特許文献1に記載される技術では、船舶から撮影された画像に重ね合わせる合成画像を船舶の姿勢に応じて生成するので、自然で現実感の高い拡張現実の映像を得ることができる。 Various technologies for assisting ship movement, also known as navigation systems, have been known for some time. For example, Patent Document 1 describes a technology in which a composite image generated based on display information including the ship's planned route, structures located on the sea such as buoys, and other ships, as well as the ship's position and attitude, is superimposed on an image captured from the ship and displayed in 3D on a display. The technology described in Patent Document 1 generates a composite image to be superimposed on an image captured from the ship according to the ship's attitude, thereby enabling the creation of natural, highly realistic augmented reality images.

特開2021-184614号公報Japanese Patent Application Laid-Open No. 2021-184614

しかしながら、特許文献1に記載される技術では、海上に配置される構造物及び他の船舶が視認可能になるものの、ナビゲーションシステムを操作するオペレータによって目視されない海底の地形は、表示されない。特許文献1に記載される技術において、海底の地形を示す画像を重ね合わせて風景画像に表示すると、海の全面に亘って海底の地形を示す地形画像が重畳され、表示される画面が海底の地形で覆われて、オペレータが海上の構造物を視認し難くなるおそれがある。また、車両等の船舶以外の移動体から撮像される風景画像に、地形を示す地形画像を全面に亘って重畳すると、風景画像の多くの領域が地形画像に覆われて、風景画像が視認し難くなるおそれがある。 However, while the technology described in Patent Document 1 makes it possible to view structures and other ships located on the sea, it does not display the seabed topography, which is not visible to the operator operating the navigation system. When the technology described in Patent Document 1 overlays an image showing the seabed topography on a landscape image, the topographical image showing the seabed topography is overlaid over the entire surface of the ocean, covering the entire displayed screen and potentially making it difficult for the operator to view structures on the sea. Furthermore, when a topographical image showing the topography is overlaid over the entire surface of a landscape image captured from a moving body other than a ship, such as a vehicle, much of the landscape image may be covered by the topographical image, making it difficult to view the landscape image.

そこで、本発明は、地形画像を風景画像に重ね合わせて表示するときに、風景画像が視認し難くなるおそれが低い画像生成装置を提供することを目的とする。 The present invention therefore aims to provide an image generation device that reduces the risk of landscape images becoming difficult to view when a terrain image is superimposed on the landscape image.

実施形態に係る画像生成装置は、第1方向の地形を示す地形情報を取得する情報取得部と、地形情報に対応する地形上の第1地点と、第1方向に位置し且つ第1地点よりも遠隔の第2地点との間の地形を、一点から透視した地形の画像である地形画像を含む重畳画像を一点から撮像された風景画像に重畳した画像を示す画像情報を生成する画像情報生成部と、画像情報を出力する出力部とを有する。 The image generating device according to the embodiment includes an information acquisition unit that acquires terrain information indicating the terrain in a first direction, an image information generation unit that generates image information indicating an image in which a superimposed image including a terrain image, which is an image of the terrain between a first point on the terrain corresponding to the terrain information and a second point located in the first direction and remote from the first point, is superimposed on a landscape image captured from a single point, and an output unit that outputs the image information.

実施形態に係る画像生成装置では、情報取得部は、現在位置を示す現在位置情報、及び第1方向を示す第1方向情報を更に取得し、第1地点は、現在位置から進行方向に第1距離だけ離隔した地点であり、第2地点は、第1地点から第1方向に所定の表示長さだけ離隔した地点であることが好ましい。 In the image generation device according to the embodiment, the information acquisition unit further acquires current location information indicating the current location and first direction information indicating the first direction, and it is preferable that the first location be a location separated from the current location by a first distance in the direction of travel, and the second location be a location separated from the first location by a predetermined display length in the first direction.

実施形態に係る画像生成装置では、第1方向に進行する車両が有するボディの底部とボディを移動可能に保持する車輪の底部との間の鉛直方向の離隔距離及び地形の高低差に基づいて、ボディの底部が地形の表面に接触するおそれがあるか否かを判定し、ボディの底部が地形の表面に接触するおそれがあると判定したときに、警報信号を出力することが好ましい。 In the image generating device according to the embodiment, it is preferable to determine whether there is a risk that the bottom of the body of a vehicle traveling in a first direction will come into contact with the surface of the terrain based on the vertical distance between the bottom of the body of the vehicle traveling in a first direction and the bottom of the wheels that movably support the body, as well as the difference in elevation of the terrain, and to output a warning signal when it is determined that there is a risk that the bottom of the body will come into contact with the surface of the terrain.

実施形態に係る画像生成装置では、画像情報生成部は、一点に配置される撮像装置によって撮像される風景画像に重畳画像を重畳して画像を示す画像情報を生成することが好ましい。 In the image generating device according to the embodiment, it is preferable that the image information generating unit generates image information representing an image by superimposing a superimposed image on a landscape image captured by an imaging device located at a single point.

実施形態に係る画像生成装置では、画像情報生成部は、撮像装置の傾きに応じた仰角で視認されるように、重畳画像を示す重畳画像情報を生成することが好ましい。 In the image generating device according to the embodiment, it is preferable that the image information generating unit generates superimposed image information that indicates the superimposed image so that it can be viewed at an elevation angle corresponding to the tilt of the imaging device.

実施形態に係る画像生成方法は、第1方向の地形を示す地形情報を取得し、地形情報に対応する地形上の第1地点と、第1方向に位置し且つ第1地点よりも遠隔の第2地点との間の地形を、一点から透視した地形の画像である地形画像を含む重畳画像を一点から撮像された風景画像に重畳した視画像を示す画像情報を生成し、画像情報を出力することを含む。 An image generation method according to an embodiment includes acquiring terrain information indicating the terrain in a first direction, generating image information indicating a perspective image in which a superimposed image including a terrain image, which is an image of the terrain between a first point on the terrain corresponding to the terrain information and a second point located in the first direction and remote from the first point, is superimposed on a landscape image captured from a single point, and outputting the image information.

実施形態に係る画像生成プログラムは、第1方向の地形を示す地形情報を取得し、地形情報に対応する地形上の第1地点と、第1方向に位置し且つ第1地点よりも遠隔の第2地点との間の地形を、一点から透視した地形の画像である地形画像を含む重畳画像を一点から撮像された風景画像に重畳した画像を示す画像情報を生成し、画像情報を出力する処理をコンピュータに実行させる。 The image generation program according to the embodiment acquires terrain information indicating the terrain in a first direction, generates image information indicating an image in which a superimposed image including a terrain image, which is an image of the terrain between a first point on the terrain corresponding to the terrain information and a second point located in the first direction and remote from the first point, is superimposed on a landscape image captured from a single point, and outputs the image information.

本発明に係る画像生成装置は、地形画像を風景画像に重ね合わせて表示するときに、風景画像が視認し難くなるおそれを低くすることができる。 The image generation device of the present invention can reduce the risk of the landscape image becoming difficult to see when a terrain image is superimposed on the landscape image and displayed.

第1実施形態に係る監視画像生成システムを搭載する船舶の斜視図である。1 is a perspective view of a ship equipped with a monitoring image generation system according to a first embodiment. 図1に示す船舶に搭載された監視画像生成装置を示す図である。FIG. 2 is a diagram showing a monitoring image generating device mounted on the ship shown in FIG. 1 . 図2に示す監視画像生成装置の機能ブロック図である。FIG. 3 is a functional block diagram of the monitoring image generating device shown in FIG. 2 . 図2に示す監視画像生成装置によって実行される情報設定処理を示すフローチャート図である。3 is a flowchart showing an information setting process executed by the monitoring image generating device shown in FIG. 2. FIG. (a)は図2に示す監視画像生成装置によって実行される監視画像生成処理を示すフローチャート図であり、(b)は(a)に示すS205の処理のより詳細な処理を示すフローチャートである。3A is a flowchart showing the monitoring image generating process executed by the monitoring image generating device shown in FIG. 2, and FIG. 3B is a flowchart showing more detailed processing of the processing of S205 shown in FIG. 3A. (a)は図5(b)に示すS301の処理を説明するための図(その1)であり、(b)は図5(b)に示すS301の処理を説明するための図(その2)であり、(c)は図5(b)に示すS301の処理を説明するための図(その3)である。5(b) is a diagram (part 2) for explaining the processing of S301 shown in FIG. 5(b); and FIG. 5(c) is a diagram (part 3) for explaining the processing of S301 shown in FIG. 5(b). 図5(a)に示すS206の処理のより詳細な処理を示すフローチャートである。6 is a flowchart showing the process of S206 shown in FIG. 5A in more detail. (a)は図7に示すS401の処理を説明するための図であり、(b)は図7に示すS402の処理を説明するための図であり、(c)は図7に示すS403の処理を説明するための図であり、(d)は図7に示すS404の処理を説明するための図であり、(e)は図7に示すS405の処理を説明するための図であり、(f)は図7に示すS406の処理を説明するための図である。7A is a diagram for explaining the processing of S401 shown in FIG. 7, (b) is a diagram for explaining the processing of S402 shown in FIG. 7, (c) is a diagram for explaining the processing of S403 shown in FIG. 7, (d) is a diagram for explaining the processing of S404 shown in FIG. 7, (e) is a diagram for explaining the processing of S405 shown in FIG. 7, and (f) is a diagram for explaining the processing of S406 shown in FIG. 7. 図5(a)に示すS207の処理のより詳細な処理を示すフローチャートである。6 is a flowchart showing the detailed process of step S207 shown in FIG. 5A. 図3に示す表示部に表示される監視画像の一例を示す図である。4 is a diagram showing an example of a monitoring image displayed on the display unit shown in FIG. 3. FIG. 船舶監視装置の機能ブロック図である。FIG. 2 is a functional block diagram of the vessel monitoring device. 図11に示す船舶監視装置によって実行される画像表示処理を示すフローチャート図である。FIG. 12 is a flowchart showing an image display process executed by the vessel monitoring device shown in FIG. 11 . 図11に示す監視表示部に表示される表示画像の一例を示す図である。12 is a diagram showing an example of a display image displayed on the monitoring display unit shown in FIG. 11 . FIG. 第2実施形態に係る監視画像生成システムを搭載する車両の斜視図である。FIG. 10 is a perspective view of a vehicle equipped with a monitoring image generation system according to a second embodiment. 図14に示す車両に搭載された監視画像生成装置を示す図である。FIG. 15 is a diagram showing a monitoring image generating device mounted on the vehicle shown in FIG. 14. 図15に示す監視画像生成装置の機能ブロック図である。FIG. 16 is a functional block diagram of the monitoring image generating device shown in FIG. 15. 図15に示す監視画像生成装置によって実行される情報設定処理を示すフローチャート図である。FIG. 16 is a flowchart showing an information setting process executed by the monitoring image generating device shown in FIG. 15 . (a)は図15に示す監視画像生成装置によって実行される監視画像生成処理を示すフローチャート図であり、(b)は(a)に示すS704の処理のより詳細な処理を示すフローチャートである。16A is a flowchart showing the monitoring image generating process executed by the monitoring image generating device shown in FIG. 15, and FIG. 16B is a flowchart showing more detailed processing of the processing of S704 shown in FIG. (a)は図18(a)に示すS705の処理のより詳細な処理を示すフローチャートであり、(b)は図18(a)に示すS706の処理のより詳細な処理を示すフローチャートである。18A is a flowchart showing the process of S705 shown in FIG. 18A in more detail, and FIG. 18B is a flowchart showing the process of S706 shown in FIG. 18A in more detail.

以下、図面を参照して、本発明に係る画像生成装置、画像生成方法及び画像生成プログラムについて説明する。ただし、本発明の技術的範囲はそれらの実施形態には限定されず、特許請求の範囲に記載された発明とその均等物に及ぶ点に留意されたい。 The image generation device, image generation method, and image generation program according to the present invention will be described below with reference to the drawings. However, please note that the technical scope of the present invention is not limited to these embodiments, but extends to the inventions set forth in the claims and their equivalents.

(第1実施形態に係る監視画像生成装置を有する監視画像生成システムの構成及び機能)
図1は第1実施形態に係る監視画像生成システムを搭載する船舶の斜視図であり、図2は図1に示す船舶に搭載された監視画像生成装置を示す図であり、図3は図2に示す監視画像生成装置の機能ブロック図である。
(Configuration and Function of a Surveillance Image Generation System Having a Surveillance Image Generation Device According to the First Embodiment)
FIG. 1 is a perspective view of a ship equipped with a surveillance image generation system according to a first embodiment, FIG. 2 is a diagram showing a surveillance image generation device mounted on the ship shown in FIG. 1, and FIG. 3 is a functional block diagram of the surveillance image generation device shown in FIG. 2.

監視画像生成システム100は、GNSS受信機101と、衛星通信受信機102と、本発明に係る画像監視装置の一例である監視画像生成装置1とを有し、船舶110に搭載される。監視画像生成システム100は、GNSS受信機101~衛星通信受信機102から受信した信号に基づいて、船舶110に乗船するオペレータ112が視認可能な画面に風景画像及び風景画像に重畳される重畳画像を表示する。 The surveillance image generation system 100 includes a GNSS receiver 101, a satellite communication receiver 102, and a surveillance image generation device 1, which is an example of an image surveillance device according to the present invention, and is mounted on a ship 110. Based on signals received from the GNSS receiver 101 and the satellite communication receiver 102, the surveillance image generation system 100 displays a landscape image and a superimposed image superimposed on the landscape image on a screen visible to an operator 112 on board the ship 110.

GNSS受信機101は、全地球測位システム(Global Positioning System、GPS)等の衛星測位システム(Global Navigation Satellite System、GNSS)からの信号を受信する。GNSS受信機101は、GNSSから信号を受信することに応じて、船舶110の現在位置を示す現在位置信号、及び船舶110が進行する進行方向を示す進行方向信号を監視画像生成装置1に出力する。衛星通信受信機102は、ゲートウェイ地球局を介してインターネット網に接続可能な通信衛星から信号を受信する。衛星通信受信機102は、海上保安庁海洋情報部からインターネット網を介して提供される潮位に関する情報から抽出される船舶110の現在位置の潮位を示す潮位信号を受信し、受信した潮位信号を監視画像生成装置1に出力する。また、衛星通信受信機102は、船舶110の近傍に位置し且つAIS信号送受信機を搭載するAIS船の船舶の識別符号、種類、位置、針路、速力、航行状態及びその他の安全に関する情報を含むAIS信号を、インターネット網を介して受信し、受信したAIS信号を監視画像生成装置1に出力する。また、衛星通信受信機102は、船舶110の近傍に位置し且つAIS信号送受信機を搭載しない非AIS船の船舶の位置、針路、速力、航行状態及びその他の安全に関する情報を示す非AIS信号を、インターネット網を介して受信し、受信した非AIS信号を監視画像生成装置1に出力する。AIS信号及び非AIS信号を出力するサーバは、インターネット網を介してGNSS受信機101に接続される。 The GNSS receiver 101 receives signals from a Global Navigation Satellite System (GNSS) such as the Global Positioning System (GPS). In response to receiving signals from the GNSS, the GNSS receiver 101 outputs a current position signal indicating the current position of the ship 110 and a heading signal indicating the direction in which the ship 110 is traveling to the monitoring image generation device 1. The satellite communication receiver 102 receives signals from a communication satellite that can connect to the Internet network via a gateway earth station. The satellite communication receiver 102 receives a tide level signal indicating the tide level at the current position of the ship 110, which is extracted from information on tide levels provided by the Marine Information Department of the Japan Coast Guard via the Internet network, and outputs the received tide level signal to the monitoring image generation device 1. The satellite communications receiver 102 also receives, via the Internet network, AIS signals containing the vessel's identification code, type, position, course, speed, navigation status, and other safety-related information of an AIS vessel located near the vessel 110 and equipped with an AIS signal transceiver, and outputs the received AIS signals to the surveillance image generation device 1. The satellite communications receiver 102 also receives, via the Internet network, non-AIS signals indicating the vessel's position, course, speed, navigation status, and other safety-related information of a non-AIS vessel located near the vessel 110 and not equipped with an AIS signal transceiver, and outputs the received non-AIS signals to the surveillance image generation device 1. A server that outputs the AIS and non-AIS signals is connected to the GNSS receiver 101 via the Internet network.

監視画像生成装置1は、船舶110の船室111の内部に、オペレータ112が視認可能であり且つ内蔵される撮像部16が船窓113を介して船舶110の進行方向を撮像可能なように配置される。監視画像生成装置1は、通信部11と、記憶部12と、操作部13と、表示部14と、音声出力部15と、撮像部16と、傾き検出部17と、処理部20とを有する。通信部11~傾き検出部17及び処理部20は、バス18を介して接続される。 The surveillance image generation device 1 is placed inside the cabin 111 of the ship 110 so that it is visible to the operator 112 and so that the built-in imaging unit 16 can capture images of the ship's 110's direction of travel through the porthole 113. The surveillance image generation device 1 has a communication unit 11, a memory unit 12, an operation unit 13, a display unit 14, an audio output unit 15, an imaging unit 16, an inclination detection unit 17, and a processing unit 20. The communication unit 11, the inclination detection unit 17, and the processing unit 20 are connected via a bus 18.

通信部11は、監視画像生成装置1をGNSS受信機101~衛星通信受信機102と通信可能にするための構成であり、通信インタフェース回路を備える。通信インタフェース回路は、例えば、有線LAN、無線LAN、LTE(Long Term Evolution)等の通信インタフェース回路である。通信部11は、GNSS受信機101~衛星通信受信機102から入力された信号を処理部20に供給すると共に、処理部20から供給された信号をGNSS受信機101~衛星通信受信機102に出力する。 The communication unit 11 is configured to enable the surveillance image generation device 1 to communicate with the GNSS receiver 101 to the satellite communication receiver 102, and includes a communication interface circuit. The communication interface circuit is, for example, a wired LAN, wireless LAN, LTE (Long Term Evolution) or other communication interface circuit. The communication unit 11 supplies signals input from the GNSS receiver 101 to the satellite communication receiver 102 to the processing unit 20, and outputs signals supplied from the processing unit 20 to the GNSS receiver 101 to the satellite communication receiver 102.

記憶部12は、データ及びプログラムを記憶するための構成であり、例えば半導体メモリを備える。記憶部12は、処理部20による処理に用いられるオペレーティングシステムプログラム、ドライバプログラム、アプリケーションプログラム、データ等を記憶する。例えば、記憶部12は、アプリケーションプログラムとして、海底の地形を示す地形画像を含む画像を生成する画像生成処理を実行するときに使用される種々の情報を設定する情報設定処理を処理部20に実行させる情報設定プログラムを記憶する。また、記憶部12は、アプリケーションプログラムとして、画像生成処理を処理部20に実行させる画像生成プログラムを記憶する。情報設定プログラム及び画像生成プログラムは、CD(Compact Disc)-ROM(Read Only Memory)、DVD(Digital Versatile Disc)-ROM等のコンピュータ読み取り可能かつ非一時的な可搬型記憶媒体から記憶部12にインストールされる。また、記憶部12は、情報設定処理及び画像生成処理を実行するときに使用される種々のデータ及び情報を記憶する。例えば、記憶部12は、地形情報とも称され、海底の地形を標高で示す標高データを標高タイル12aとして記憶する。 The storage unit 12 is configured to store data and programs, and includes, for example, semiconductor memory. The storage unit 12 stores operating system programs, driver programs, application programs, data, etc. used in processing by the processing unit 20. For example, the storage unit 12 stores, as an application program, an information setting program that causes the processing unit 20 to execute an information setting process that sets various information used when executing an image generation process that generates images, including topographical images showing the seabed topography. The storage unit 12 also stores, as an application program, an image generation program that causes the processing unit 20 to execute the image generation process. The information setting program and image generation program are installed into the storage unit 12 from computer-readable, non-transitory, portable storage media such as a CD (Compact Disc)-ROM (Read Only Memory) or a DVD (Digital Versatile Disc)-ROM. The storage unit 12 also stores various data and information used when executing the information setting process and image generation process. For example, the memory unit 12 stores elevation data, also referred to as topographical information, which indicates the topography of the seabed in terms of elevation, as elevation tiles 12a.

標高タイル12aは、256×256の行列構造を有し、行列の要素のそれぞれに海底の座標が配置される。標高タイルは、ズームレベルに応じて種々の間隔で標高データが規定される。標高タイル12aの構成及び機能はよく知られているので、ここでは詳細な説明は省略する。 Elevation tiles 12a have a 256 x 256 matrix structure, with the coordinates of the seafloor located in each matrix element. Elevation data is defined in elevation tiles at various intervals depending on the zoom level. The structure and function of elevation tiles 12a are well known, so a detailed description will be omitted here.

また、記憶部12は、灯台及び港湾施設等の陸上構造物及びブイ及び洋上風力発電設備等の海上構造物を含む船舶110の進行方向の風景に含まれる構造物を示す構造物情報として記憶する。構造物情報は、構造物の名称、構造物の形状を示す形状データ、並びに構造物の緯度及び経度を含む。また、記憶部12は、船舶110が進行可能な航路を示す航路ライン、及び船舶110の進入が禁止される進入禁止領域を含む船舶110の操船で視認されることが好ましい領域を示す航路情報を記憶する。航路情報は、航路ライン及び進入禁止領域を含む領域の名称、領域の形状を示す形状データ、並びに領域の緯度及び経度を含む。また、記憶部12は、船舶110の船底が海底に接触するか否かを判定するときに使用する警報しきい値を示す警報しきい値情報を記憶する。 The memory unit 12 also stores structure information indicating structures included in the scenery in the direction of travel of the ship 110, including land-based structures such as lighthouses and port facilities, and offshore structures such as buoys and offshore wind power generation facilities. The structure information includes the name of the structure, shape data indicating the shape of the structure, and the latitude and longitude of the structure. The memory unit 12 also stores route information indicating areas that should be visible when maneuvering the ship 110, including route lines indicating routes along which the ship 110 can proceed, and no-entry areas into which the ship 110 is prohibited from entering. The route information includes the names of areas including the route lines and no-entry areas, shape data indicating the shape of the areas, and the latitude and longitude of the areas. The memory unit 12 also stores alarm threshold information indicating an alarm threshold used when determining whether the bottom of the ship 110 will come into contact with the seabed.

操作部13は、監視画像生成装置1に対する利用者の操作を受け付けるための構成であり、例えばタッチパネルを備える。操作部13は、オペレータ112の操作に応じた信号を生成し、生成した信号を処理部20に供給する。 The operation unit 13 is configured to accept user operations on the surveillance image generation device 1 and includes, for example, a touch panel. The operation unit 13 generates a signal in response to the operation of the operator 112 and supplies the generated signal to the processing unit 20.

表示部14は、画像を表示するための構成であり、液晶ディスプレイ又は有機EL(Electro Luminescence)ディスプレイ等のディスプレイを備える。表示部14は、処理部20から供給された信号に基づいて画像を生成して表示する。 The display unit 14 is configured to display images and includes a display such as a liquid crystal display or an organic EL (Electro Luminescence) display. The display unit 14 generates and displays images based on signals supplied from the processing unit 20.

音声出力部15は、音声を出力するための構成であり、スピーカを備える。音声出力部15は、処理部20から供給された信号に基づいて音声を出力する。 The audio output unit 15 is configured to output audio and includes a speaker. The audio output unit 15 outputs audio based on the signal supplied from the processing unit 20.

撮像部16は、監視画像生成装置1の周辺を撮像するための構成であり、カメラを備える。カメラは、受光面に結像させるための結像光学系と、光電変換素子と、光電変換素子の出力に基づいて画像を生成する画像生成回路とを備える。カメラが備える光電変換素子は、受光面に二次元に配列され、入射した光量に応じた電気信号を出力するCMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor)及びCCD(Charge Coupled Device)センサ等である。撮像部16は、船舶110の進行方向の風景を示す風景画像を撮像して風景画像を取得し、取得した風景画像を示す風景画像信号を処理部20に供給する。 The imaging unit 16 is configured to capture images of the area around the monitoring image generating device 1 and includes a camera. The camera includes an imaging optical system for forming an image on the light-receiving surface, a photoelectric conversion element, and an image generation circuit for generating an image based on the output of the photoelectric conversion element. The photoelectric conversion elements included in the camera are arranged two-dimensionally on the light-receiving surface and are CMOS (Complementary Metal Oxide Semiconductor) and CCD (Charge Coupled Device) sensors or the like that output electrical signals according to the amount of incident light. The imaging unit 16 captures and acquires landscape images showing the scenery in the direction of travel of the ship 110, and supplies a landscape image signal showing the acquired landscape image to the processing unit 20.

傾き検出部17は、例えば3軸加速度センサ又はジャイロセンサを備え、3軸加速度センサ又はジャイロセンサの指示値に基づき、監視画像生成装置の傾きを検出し、検出した傾きを示す傾き信号を処理部20に供給する。 The tilt detection unit 17 includes, for example, a three-axis acceleration sensor or a gyro sensor, and detects the tilt of the monitoring image generation device based on the indication of the three-axis acceleration sensor or gyro sensor, and supplies a tilt signal indicating the detected tilt to the processing unit 20.

処理部20は、監視画像生成装置1の動作を統括的に制御する構成であり、一つ又は複数のプロセッサ及びその周辺回路を備える。処理部20は、例えば、CPU(Central Processing Unit)を備える。処理部20は、DSP(Digital Signal Processor)、LSI(Large Scale Integration)、ASIC(Application Specific Integrated Circuit)、FPGA(Field Programmable Gate Array)等を備えてもよい。処理部20は、記憶部12に記憶されているプログラムに基づいて処理を実行する。また、処理部20は、処理が適切に実行されるように、監視画像生成装置1の各構成の動作を制御する。 The processing unit 20 is configured to comprehensively control the operation of the surveillance image generation device 1 and includes one or more processors and their peripheral circuits. The processing unit 20 includes, for example, a CPU (Central Processing Unit). The processing unit 20 may also include a DSP (Digital Signal Processor), an LSI (Large Scale Integration), an ASIC (Application Specific Integrated Circuit), an FPGA (Field Programmable Gate Array), etc. The processing unit 20 executes processing based on programs stored in the memory unit 12. The processing unit 20 also controls the operation of each component of the surveillance image generation device 1 so that processing is executed appropriately.

処理部20は、情報取得部21と、条件設定部22と、画像情報生成部23と、衝突判定部24と、出力部25とを機能ブロックとして有する。これらの機能ブロックは、処理部20によって実行されるプログラムに基づいて実現される機能モジュールである。これらの機能ブロックは、監視画像生成装置1に実装されたファームウェアであってもよい。 The processing unit 20 has the following functional blocks: an information acquisition unit 21, a condition setting unit 22, an image information generation unit 23, a collision determination unit 24, and an output unit 25. These functional blocks are functional modules implemented based on a program executed by the processing unit 20. These functional blocks may also be firmware implemented in the surveillance image generation device 1.

図4は、監視画像生成装置1によって実行される情報設定処理を示すフローチャート図である。図4に示す情報設定処理は、記憶部12に記憶されたプログラムに基づいて、処理部20が監視画像生成装置1の各構成と協働することにより実現される。図4に示す情報設定処理は、監視画像生成装置1が船舶110に配置される毎に実行される。 Figure 4 is a flowchart showing the information setting process executed by the surveillance image generation device 1. The information setting process shown in Figure 4 is realized by the processing unit 20 working in cooperation with each component of the surveillance image generation device 1 based on a program stored in the memory unit 12. The information setting process shown in Figure 4 is executed each time the surveillance image generation device 1 is deployed on the ship 110.

まず、情報取得部21は、オペレータ112の操作部13の操作に応じて、第1距離を示す第1距離情報を取得し(S101)、取得した第1距離情報を記憶部12に記憶する。第1距離は、船舶110から視錐台のニアクリップ面までの距離である。視錐台のニアクリップ面までの距離である第1距離は、撮像部16が撮像した風景画像に重畳する重畳画像に含まれる海底の地形を示す地形画像を視錐台として生成するときに使用される。次いで、条件設定部22は、S101の処理で取得された第1距離を、地形画像を生成するときに使用する第1距離を示す情報として設定する(S102)。条件設定部22は、S101の処理で取得された第1距離情報を所定の識別子に関連付けることにより、第1距離を設定する。 First, the information acquisition unit 21 acquires first distance information indicating a first distance in response to operation of the operation unit 13 by the operator 112 (S101) and stores the acquired first distance information in the memory unit 12. The first distance is the distance from the ship 110 to the near clip plane of the view frustum. The first distance, which is the distance to the near clip plane of the view frustum, is used when generating, as a view frustum, a terrain image indicating the seabed terrain included in the superimposed image to be superimposed on the landscape image captured by the imaging unit 16. Next, the condition setting unit 22 sets the first distance acquired in the processing of S101 as information indicating the first distance to be used when generating the terrain image (S102). The condition setting unit 22 sets the first distance by associating the first distance information acquired in the processing of S101 with a predetermined identifier.

次いで、情報取得部21は、オペレータ112の操作部13の操作に応じて、視錐台として生成される地形画像のニアクリップ面とファークリップ面との間の距離である表示長さを示す表示長さ情報を取得する(S103)。情報取得部21は、取得した表示長さ情報を記憶部12に記憶する。次いで、条件設定部22は、S103の処理で取得された表示長さを、地形画像を生成するときに使用する表示長さを示す情報として設定する(S104)。条件設定部22は、S103の処理で取得された表示長さ情報を所定の識別子に関連付けることにより、表示長さを設定する。 Next, the information acquisition unit 21 acquires display length information indicating the display length, which is the distance between the near clip plane and the far clip plane of the terrain image generated as a viewing frustum, in response to operation of the operation unit 13 by the operator 112 (S103). The information acquisition unit 21 stores the acquired display length information in the memory unit 12. Next, the condition setting unit 22 sets the display length acquired in the processing of S103 as information indicating the display length to be used when generating the terrain image (S104). The condition setting unit 22 sets the display length by associating the display length information acquired in the processing of S103 with a predetermined identifier.

次いで、情報取得部21は、オペレータ112の操作部13の操作に応じて、監視画像生成装置1の水平面からの傾きを示す傾き情報を取得する(S105)。情報取得部21は、操作部13を介して傾き情報の取得を指示されると、傾き検出部17に傾き信号の出力を要求し、傾き信号が入力されたときに、入力された傾き信号に対応する傾きを示す傾き情報を取得し、取得した傾き情報を記憶部12に記憶する。次いで、条件設定部22は、S105の処理で取得された傾き情報を、重畳画像を生成するときに使用する傾きを示す情報としてとして設定する(S106)。条件設定部22は、S105の処理で取得された傾き情報を所定の識別子に関連付けることにより、傾きを設定する。 Next, the information acquisition unit 21 acquires tilt information indicating the tilt of the monitoring image generation device 1 from a horizontal plane in response to operation of the operation unit 13 by the operator 112 (S105). When instructed to acquire tilt information via the operation unit 13, the information acquisition unit 21 requests the tilt detection unit 17 to output a tilt signal, and when the tilt signal is input, acquires tilt information indicating the tilt corresponding to the input tilt signal and stores the acquired tilt information in the storage unit 12. Next, the condition setting unit 22 sets the tilt information acquired in the processing of S105 as information indicating the tilt to be used when generating a superimposed image (S106). The condition setting unit 22 sets the tilt by associating the tilt information acquired in the processing of S105 with a predetermined identifier.

次いで、情報取得部21は、オペレータ112の操作部13の操作に応じて、監視画像生成装置1が配置される場所の海面からの高さを示す高さ情報を取得する(S107)。情報取得部21は、取得した高さ情報を記憶部12に記憶する。次いで、条件設定部22は、S107の処理で取得された高さ情報を、重畳画像を生成するときに使用する高さを示す情報としてとして設定する(S108)。条件設定部22は、S107の処理で取得された高さ情報を所定の識別子に関連付けることにより、高さを設定する。S108の処理で設定される高さは、撮像部16の海面からの高さである。 Next, the information acquisition unit 21 acquires height information indicating the height from sea level of the location where the monitoring image generation device 1 is located in response to operation of the operation unit 13 by the operator 112 (S107). The information acquisition unit 21 stores the acquired height information in the memory unit 12. Next, the condition setting unit 22 sets the height information acquired in the process of S107 as information indicating the height to be used when generating a superimposed image (S108). The condition setting unit 22 sets the height by associating the height information acquired in the process of S107 with a predetermined identifier. The height set in the process of S108 is the height of the imaging unit 16 from sea level.

次いで、情報取得部21は、オペレータ112の操作部13の操作に応じて、船舶110の吃水を示す吃水情報を取得し(S109)、取得した吃水情報を記憶部12に記憶する。次いで、条件設定部22は、S109の処理で取得された吃水情報を、船舶110が海底に衝突するか否かを判定する衝突判定処理に使用する吃水を示す情報として設定する(S110)。条件設定部22は、S109の処理で取得された吃水情報を所定の識別子に関連付けることにより、吃水を設定する。 Next, the information acquisition unit 21 acquires draft information indicating the draft of the vessel 110 in response to operation of the operation unit 13 by the operator 112 (S109), and stores the acquired draft information in the memory unit 12. Next, the condition setting unit 22 sets the draft information acquired in the processing of S109 as information indicating the draft to be used in the collision determination processing that determines whether the vessel 110 will collide with the seabed (S110). The condition setting unit 22 sets the draft by associating the draft information acquired in the processing of S109 with a predetermined identifier.

図5(a)は、監視画像生成装置1によって実行される監視画像生成処理を示すフローチャート図である。図5(a)に示す監視画像生成処理は、記憶部12に記憶されたプログラムに基づいて、処理部20が監視画像生成装置1の各構成と協働することにより実現される。図5(a)に示す監視画像生成処理は、所定の実行間隔で実行される。 Figure 5(a) is a flowchart showing the surveillance image generation process executed by the surveillance image generation device 1. The surveillance image generation process shown in Figure 5(a) is realized by the processing unit 20 working in cooperation with each component of the surveillance image generation device 1 based on a program stored in the storage unit 12. The surveillance image generation process shown in Figure 5(a) is executed at a predetermined execution interval.

まず、画像情報生成部23は、オペレータ112の操作部13の操作に応じて、撮像部16による風景画像の撮像を開始する(S201)。画像情報生成部23は、オペレータ112が操作部13を操作することにより、操作部13を介して撮像開始指示を取得したときに、撮像部16の動作を開始して、撮像部16による船舶110の進行方向の風景画像の撮像を開始する。画像情報生成部23は、撮像部16によって撮像された風景画像を示す風景画像情報を取得し、取得した風景画像情報を表示部14に出力する。表示部14は、入力された風景画像情報に対応する風景画像を表示する。 First, the image information generation unit 23 starts capturing a landscape image using the imaging unit 16 in response to operation of the operation unit 13 by the operator 112 (S201). When the operator 112 operates the operation unit 13 and receives an instruction to start capturing images via the operation unit 13, the image information generation unit 23 starts operation of the imaging unit 16, causing the imaging unit 16 to start capturing a landscape image in the direction of travel of the ship 110. The image information generation unit 23 acquires landscape image information indicating the landscape image captured by the imaging unit 16, and outputs the acquired landscape image information to the display unit 14. The display unit 14 displays a landscape image corresponding to the input landscape image information.

次いで、情報取得部21は、船舶110の現在位置を示す現在位置情報を取得する(S202)。情報取得部21は、通信部11を介してGNSS受信機101に現在位置信号の出力を要求し、通信部11に現在位置信号が入力されたときに、入力された現在位置信号に対応する現在位置を示す現在位置情報を取得する。 Next, the information acquisition unit 21 acquires current position information indicating the current position of the ship 110 (S202). The information acquisition unit 21 requests the GNSS receiver 101 to output a current position signal via the communication unit 11, and when the current position signal is input to the communication unit 11, acquires current position information indicating the current position corresponding to the input current position signal.

次いで、情報取得部21は、船舶110の進行方向を示す進行方向情報を取得する(S203)。情報取得部21は、通信部11を介してGNSS受信機101に進行方向信号の出力を要求し、通信部11に進行方向信号が入力されたときに、入力された進行方向信号に対応する進行方向を示す進行方向情報を取得する。 Next, the information acquisition unit 21 acquires heading information indicating the direction of travel of the ship 110 (S203). The information acquisition unit 21 requests the GNSS receiver 101 to output a heading signal via the communication unit 11, and when the heading signal is input to the communication unit 11, acquires heading information indicating the heading corresponding to the input heading signal.

次いで、情報取得部21は、船舶110の現在位置の潮位を示す潮位情報を取得する(S204)。情報取得部21は、通信部11を介して衛星通信受信機102に現在位置信号の出力を要求し、通信部11に船舶110の現在位置の潮位を示す潮位信号が入力されたときに、入力された潮位信号に対応する潮位を示す潮位情報を取得する。 Next, the information acquisition unit 21 acquires tide level information indicating the tide level at the current position of the vessel 110 (S204). The information acquisition unit 21 requests the satellite communication receiver 102 to output a current position signal via the communication unit 11, and when a tide level signal indicating the tide level at the current position of the vessel 110 is input to the communication unit 11, the information acquisition unit 21 acquires tide level information indicating the tide level corresponding to the input tide level signal.

次いで、画像情報生成部23は、船舶110上の一点、すなわち監視画像生成装置1から透視した船舶110が進行する進行方向の海底の地形の画像である地形画像を示す地形画像情報を生成し(S205)、生成した地形画像情報を記憶部12に記憶する。 Next, the image information generation unit 23 generates terrain image information showing a point on the ship 110, i.e., a terrain image, which is an image of the seabed terrain in the direction of travel of the ship 110 as seen through the monitoring image generation device 1 (S205), and stores the generated terrain image information in the memory unit 12.

図5(b)は、S205の処理のより詳細な処理を示すフローチャートである。 Figure 5(b) is a flowchart showing the processing of S205 in more detail.

まず、画像情報生成部23は、S102、S104及びS106の処理で設定された第1距離、表示長さ及び傾き、並びにS202及び203の処理で取得された現在位置情報及び進行方向情報を使用して、地形画像を生成する範囲を設定する(S301)。地形画像を生成する範囲は、地形画像範囲と称される。 First, the image information generation unit 23 sets the range for generating a terrain image (S301) using the first distance, display length, and inclination set in the processes of S102, S104, and S106, as well as the current position information and traveling direction information acquired in the processes of S202 and S203. The range for generating a terrain image is called the terrain image range.

まず、図6(a)に示すように、画像情報生成部23は、S202の処理で取得された現在位置情報に対応する現在位置、S203の処理で取得された進行方向情報に対応する進行方向から、地形画像を生成する範囲を示す視錐台を含む四角錐R1を設定する。四角錐R1の頂点PはS202の処理で取得された現在位置情報に対応する現在位置を示す緯度及び経度であり、四角錐R1の底辺SLの法線L1の延伸方向はS203の処理で取得された進行方向情報に対応する進行方向である。 First, as shown in FIG. 6(a), the image information generation unit 23 sets a quadrangular pyramid R1 including a viewing frustum indicating the range for generating a terrain image from the current position corresponding to the current position information acquired in the processing of S202 and the traveling direction corresponding to the traveling direction information acquired in the processing of S203. The apex P of the quadrangular pyramid R1 is the latitude and longitude indicating the current position corresponding to the current position information acquired in the processing of S202, and the extension direction of the normal L1 of the base SL of the quadrangular pyramid R1 is the traveling direction corresponding to the traveling direction information acquired in the processing of S203.

次いで、図6(b)に示すように、画像情報生成部23は、四角錐R1の頂点Pから法線L1の延伸方向に、S102の処理で設定された第1距離L1だけ離隔した面をニアクリップ面S1に設定する。ニアクリップ面S1が配置される地点は、第1地点とも称される。ニアクリップ面S1は、現在位置に最も近い地形画像範囲の端部である。次いで、図6(c)に示すように、画像情報生成部23は、ニアクリップ面S1から法線L1の延伸方向に、S104の処理で設定された表示長さLDだけ離隔した面をファークリップ面S2に設定する。ファークリップ面S2が配置される地点は、第2地点とも称される。ファークリップ面S2は、現在位置に最も遠い地形画像範囲の端部である。 Next, as shown in FIG. 6(b), the image information generation unit 23 sets the near clip plane S1 to a plane that is a first distance L1, set in the processing of S102, away from the vertex P of the pyramid R1 in the extension direction of the normal L1. The point at which the near clip plane S1 is located is also referred to as the first point. The near clip plane S1 is the end of the terrain image range closest to the current position. Next, as shown in FIG. 6(c), the image information generation unit 23 sets the far clip plane S2 to a plane that is a display length LD, set in the processing of S104, away from the near clip plane S1 in the extension direction of the normal L1. The point at which the far clip plane S2 is located is also referred to as the second point. The far clip plane S2 is the end of the terrain image range farthest from the current position.

次いで、画像情報生成部23は、S301の処理で決定された地形画像範囲のニアクリップ面S1に含まれる標高データを取得する(S302)。画像情報生成部23は、標高タイル12aを参照して、現在位置から進行方向に第1距離だけ離隔した位置において、ニアクリップ面S1に重畳する地形の標高データを取得し、取得した標高データを第1地形データ群として記憶部12に記憶する。 Next, the image information generation unit 23 acquires elevation data included in the near clip plane S1 of the terrain image range determined in the processing of S301 (S302). The image information generation unit 23 references the elevation tile 12a to acquire elevation data of the terrain superimposed on the near clip plane S1 at a position separated by a first distance from the current position in the direction of travel, and stores the acquired elevation data in the memory unit 12 as a first terrain data group.

次いで、画像情報生成部23は、ニアクリップ面S1から所定のプロット間隔だけ法線L1方向に離隔し且つニアクリップ面S1に平行な面に含まれる標高データを取得する(S303)。画像情報生成部23は、S302の処理と同様に、標高タイル12aを参照して、ニアクリップ面S1から所定のプロット間隔だけ離隔した面に重畳する地形の標高データを取得し、取得した標高データを第2地形データ群として記憶部12に記憶する。 Next, the image information generation unit 23 acquires elevation data contained in a plane parallel to the near clip plane S1 and spaced a predetermined plot interval from the near clip plane S1 in the normal line L1 direction (S303). Similar to the processing in S302, the image information generation unit 23 references the elevation tile 12a to acquire elevation data of the terrain superimposed on the plane spaced a predetermined plot interval from the near clip plane S1, and stores the acquired elevation data in the memory unit 12 as a second terrain data group.

次いで、画像情報生成部23は、S303の処理で標高データを取得した面からプロット間隔だけ法線L1方向に離隔した取得地点とニアクリップ面S1との間の距離がS104の処理で設定された表示長さLDよりも長いか否かを判定する(S304)。取得地点とニアクリップ面S1との間の距離が表示長さLDよりも長くないと判定される(S304-NO)と、処理はS303に戻る。以降、取得地点とニアクリップ面S1との間の距離が表示長さLDよりも長いと判定される(S304-YES)まで、S303及びS304の処理が繰り返される。S303及びS304の処理が繰り返されることで、複数の地形データ群は、第3地形データ群から順次データ群の番号を増加させながら記憶部12に記憶される。 Next, the image information generation unit 23 determines whether the distance between the acquisition point, which is separated in the normal line L1 direction from the surface on which the elevation data was acquired in the processing of S303 by the plot interval, and the near clip plane S1 is longer than the display length LD set in the processing of S104 (S304). If it is determined that the distance between the acquisition point and the near clip plane S1 is not longer than the display length LD (S304-NO), the processing returns to S303. Thereafter, the processing of S303 and S304 is repeated until it is determined that the distance between the acquisition point and the near clip plane S1 is longer than the display length LD (S304-YES). By repeating the processing of S303 and S304, multiple terrain data groups are stored in the memory unit 12, with the data group numbers sequentially increasing, starting with the third terrain data group.

画像情報生成部23は、取得地点とニアクリップ面S1との間の距離が表示長さよりも長いと判定する(S304-YES)と、S302~S304の処理で取得された第1地形データ~第N地形データ群を地形画像情報として記憶部12に記憶する(S305)。画像情報生成部23が地形画像情報を記憶部12に記憶することで、S205の処理は、終了する。 When the image information generation unit 23 determines that the distance between the acquisition point and the near clip plane S1 is longer than the display length (S304-YES), it stores the first to Nth terrain data groups acquired in the processes of S302 to S304 in the memory unit 12 as terrain image information (S305). The image information generation unit 23 stores the terrain image information in the memory unit 12, and the process of S205 ends.

S205の処理に次いで、画像情報生成部23は、船舶110上の一点、すなわち撮像部16から撮像された風景画像に重畳可能な重畳画像を示す重畳画像情報を生成し(S206)、生成した重畳画像情報を記憶部12に記憶する。 Following the processing of S205, the image information generation unit 23 generates superimposed image information indicating a point on the ship 110, i.e., a superimposed image that can be superimposed on the landscape image captured by the imaging unit 16 (S206), and stores the generated superimposed image information in the memory unit 12.

図7は、S206の処理のより詳細な処理を示すフローチャートである。 Figure 7 is a flowchart showing the processing of S206 in more detail.

まず、画像情報生成部23は、撮像部16によって撮像される撮像範囲を設定する(S401)。図8(a)に示すように、画像情報生成部23は、S202の処理で取得された現在位置情報に対応する現在位置、S203の処理で取得された進行方向情報に対応する進行方向から、地形画像を生成する範囲を示す四角錐である撮像範囲R2を設定する。 First, the image information generation unit 23 sets the imaging range to be captured by the imaging unit 16 (S401). As shown in FIG. 8(a), the image information generation unit 23 sets an imaging range R2, which is a quadrangular pyramid that indicates the range for generating a terrain image, based on the current position corresponding to the current position information acquired in the processing of S202 and the traveling direction corresponding to the traveling direction information acquired in the processing of S203.

次いで、画像情報生成部23は、S401の処理で設定された撮像範囲R2に、S205の処理で生成された地形画像情報に対応する地形画像を配置する(S402)。図8(b)に示すように、画像情報生成部23は、記憶部12に記憶される地形画像情報を取得し、取得した地形画像情報に対応する地形データ群に含まれる標高データのそれぞれを点で示す点群画像である地形画像I1を撮像範囲R2に配置する。 Next, the image information generation unit 23 places the terrain image corresponding to the terrain image information generated in the processing of S205 in the imaging range R2 set in the processing of S401 (S402). As shown in Figure 8 (b), the image information generation unit 23 acquires the terrain image information stored in the memory unit 12, and places the terrain image I1, which is a point cloud image indicating each point representing the elevation data included in the terrain data group corresponding to the acquired terrain image information, in the imaging range R2.

画像情報生成部23は、記憶部12に記憶される構造物情報に含まれる緯度及び経度に基づいて、撮像範囲R2に含まれる構造物を含む構造物情報を抽出する。図8(c)に示すように、画像情報生成部23は、緯度及び経度に基づいて抽出した構造物情報に含まれる形状を示す構造物画像I2を撮像範囲R2に配置する。 The image information generation unit 23 extracts structure information including structures included in the imaging range R2 based on the latitude and longitude included in the structure information stored in the memory unit 12. As shown in Figure 8 (c), the image information generation unit 23 places a structure image I2 showing the shape included in the structure information extracted based on the latitude and longitude in the imaging range R2.

次いで、画像情報生成部23は、撮像範囲に含まれる航路情報を、S401の処理で推定された撮像範囲R2に配置する(S404)。航路情報は、船舶110が進行可能な航路を示す航路ライン、及び船舶110の進入が禁止される進入禁止領域を含む船舶110の操船で視認されることが好ましい領域を示す。画像情報生成部23は、記憶部12に記憶される航路情報に含まれる緯度及び経度に基づいて、撮像範囲R2に含まれる領域を示す航路情報を抽出する。図8(d)に示すように、画像情報生成部23は、緯度及び経度に基づいて抽出した航路情報に含まれる形状を示す領域画像I3を撮像範囲R2に配置する。 The image information generation unit 23 then arranges the route information included in the imaging range in the imaging range R2 estimated in the processing of S401 (S404). The route information indicates route lines indicating routes along which the ship 110 can proceed, and areas that are preferably visible when maneuvering the ship 110, including no-entry areas into which the ship 110 is prohibited. The image information generation unit 23 extracts route information indicating the area included in the imaging range R2 based on the latitude and longitude included in the route information stored in the memory unit 12. As shown in FIG. 8(d), the image information generation unit 23 arranges an area image I3 indicating the shape included in the route information extracted based on the latitude and longitude in the imaging range R2.

次いで、画像情報生成部23は、撮像範囲R2に含まれる船舶を、S401の処理で推定された撮像範囲R2に配置する(S405)。画像情報生成部23は、AIS信号を出力するサーバにAIS信号の出力を要求し、通信部11にAIS信号が入力されたときに、入力されたAIS信号から船舶に関する信号を取得する。画像情報生成部23は、取得した船舶に関する信号から、撮像範囲R2に含まれるAIS船を抽出し、抽出したAIS船のAIS信号から船舶の船名、船長、速度及び位置を記憶部12に記憶する。また、画像情報生成部23は、非AIS信号を送信するサーバに非AIS信号の出力を要求し、通信部11に非AIS信号が入力されたときに、入力された非AIS信号から船舶に関する信号を取得する。画像情報生成部23は、取得した船舶に関する信号から、撮像範囲R2に含まれる非AIS船を抽出し、抽出した非AIS船の非AIS信号から船舶の船名、速度及び位置を記憶部12に記憶する。画像情報生成部23は、図8(e)に示すように、記憶部12に記憶されるAIS船及び非AIS船の位置に、船舶110からの距離の応じた船の画像を配置すると共に、AIS船及び非AIS船の船名、速度を含む画像を船の画像I4に関連付けて配置する。なお、船の画像に関連付けて配置される画像は、AIS船及び非AIS船の船名及び速度に加えて、AIS船の船長、並びに及びAIS船及び非AIS船と船舶110との間の距離を含んでもよい。 Next, the image information generation unit 23 places ships included in the imaging range R2 in the imaging range R2 estimated in the processing of S401 (S405). The image information generation unit 23 requests the server that outputs the AIS signal to output the AIS signal, and when the AIS signal is input to the communication unit 11, acquires a signal related to the ship from the input AIS signal. The image information generation unit 23 extracts AIS ships included in the imaging range R2 from the acquired signal related to the ship, and stores the ship's name, captain, speed, and position from the AIS signal of the extracted AIS ship in the memory unit 12. The image information generation unit 23 also requests the server that transmits the non-AIS signal to output the non-AIS signal, and when the non-AIS signal is input to the communication unit 11, acquires a signal related to the ship from the input non-AIS signal. The image information generation unit 23 extracts non-AIS ships within the imaging range R2 from the acquired ship-related signals, and stores the ship's name, speed, and position from the extracted non-AIS signal in the memory unit 12. As shown in FIG. 8(e), the image information generation unit 23 places ship images according to their distance from the ship 110 at the positions of the AIS and non-AIS ships stored in the memory unit 12, and places images including the names and speeds of the AIS and non-AIS ships in association with the ship image I4. Note that the images placed in association with the ship image may include the captain of the AIS ship and the distance between the AIS and non-AIS ships and the ship 110, in addition to the names and speeds of the AIS and non-AIS ships.

次いで、画像情報生成部23は、監視画像生成装置1の傾きに応じて、S402~S405の処理で海底地形等が配置された撮像範囲を、監視画像生成装置1の傾きに応じた仰角で視認されるように傾斜させる(S406)。画像情報生成部23は、図8(f)に示すように、S106の処理で設定された傾き情報に対応する傾きに応じて、傾きθだけ撮像範囲R2を傾斜させる。 Next, the image information generation unit 23 tilts the imaging range in which the undersea topography, etc., was located in steps S402 to S405, in accordance with the tilt of the monitoring image generation device 1, so that it is visible at an elevation angle that corresponds to the tilt of the monitoring image generation device 1 (S406). As shown in FIG. 8(f), the image information generation unit 23 tilts the imaging range R2 by a tilt θ in accordance with the tilt that corresponds to the tilt information set in step S106.

次いで、画像情報生成部23は、撮像範囲R2の海面からの高さが、監視画像生成装置1の海面からの高さと一致するように、撮像範囲R2の高さを設定する(S407)。画像情報生成部23は、S108の処理で設定された高さと一致するように、撮像範囲R2の高さを設定する。 Next, the image information generation unit 23 sets the height of the imaging range R2 from sea level so that the height of the imaging range R2 from sea level matches the height of the monitoring image generation device 1 from sea level (S407). The image information generation unit 23 sets the height of the imaging range R2 so that it matches the height set in the processing of S108.

次いで、画像情報生成部23は、現在位置の潮位に応じて、S407の処理で設定された撮像範囲R2の高さを補正する(S408)。情報取得部21は、S204の処理で取得された潮位情報に対応する潮位に応じて、撮像範囲R2の高さを補正する。 Next, the image information generation unit 23 corrects the height of the imaging range R2 set in the processing of S407 in accordance with the tide level at the current location (S408). The information acquisition unit 21 corrects the height of the imaging range R2 in accordance with the tide level corresponding to the tide level information acquired in the processing of S204.

次いで、画像情報生成部23は、方位を示す方位画像を生成する(S409)。画像情報生成部23は、S203の処理で取得した進行方向情報に対応する進行方向に対する北の方向との角度差に応じた傾斜を有する二等辺三角形状の画像を方位画像として生成し、生成した方位画像を示す方位画像情報を記憶する。方位画像は、二等辺三角形状の画像以外の画像であってもよい。 Next, the image information generation unit 23 generates a direction image indicating the direction (S409). The image information generation unit 23 generates an isosceles triangular image as a direction image, with a slope corresponding to the angle difference between the direction of travel corresponding to the travel direction information acquired in the processing of S203 and the north direction, and stores direction image information indicating the generated direction image. The direction image may be an image other than an isosceles triangular image.

次いで、画像情報生成部23は、S406の処理で生成した方位画像を撮像範囲R2に合成する(S410)ことで、重畳画像情報を生成し、生成した重畳画像情報を記憶部12に記憶する。画像情報生成部23が重畳画像情報を記憶部12に記憶することで、S206の処理が終了する。 Next, the image information generation unit 23 generates superimposed image information by combining the azimuth image generated in the processing of S406 with the imaging range R2 (S410), and stores the generated superimposed image information in the storage unit 12. The processing of S206 ends when the image information generation unit 23 stores the superimposed image information in the storage unit 12.

S206の処理に次いで、衝突判定部24は、衝突判定処理を実行する(S207)。 Following the processing of S206, the collision determination unit 24 executes collision determination processing (S207).

図9は、S207に示す衝突判定処理のより詳細な処理を示す図である。 Figure 9 shows more detailed processing of the collision detection process shown in S207.

まず、衝突判定部24は、S203の処理で取得した進行方向に所定の離隔距離だけ離隔した地点の海底の地形の標高を標高タイル12aから抽出し(S501)、抽出した標高を示す標高情報を記憶部12に記憶する。衝突判定部24は、例えばニアクリップ面S1とファークリップ面S2との間の海底の地形の標高を標高タイル12aから抽出する。 First, the collision determination unit 24 extracts from the elevation tile 12a the elevation of the seabed topography at a point a predetermined distance away in the direction of travel obtained in the processing of S203 (S501), and stores elevation information indicating the extracted elevation in the memory unit 12. For example, the collision determination unit 24 extracts from the elevation tile 12a the elevation of the seabed topography between the near clip plane S1 and the far clip plane S2.

次いで、衝突判定部24は、S204の処理で取得した潮位情報及びS501の処理で抽出された標高から、S501の処理で標高が抽出された地点の水深を演算する(S502)。衝突判定部24は、S204の処理で取得された潮位情報及びS501の処理で抽出された標高に、潮位情報に対応する潮位を加算して、水深を演算する。 Next, the collision determination unit 24 calculates the water depth at the point whose elevation was extracted in S501 from the tide level information acquired in S204 and the elevation extracted in S501 (S502). The collision determination unit 24 calculates the water depth by adding the tide level corresponding to the tide level information to the tide level information acquired in S204 and the elevation extracted in S501.

次いで、衝突判定部24は、S110の処理で設定された吃水及びS502の処理で演算された水深から、船舶110の船底と海底との間の離隔距離を演算する(S503)。衝突判定部24は、演算した離隔距離を記憶部12に記憶する。 Next, the collision determination unit 24 calculates the separation distance between the bottom of the vessel 110 and the seabed from the draft set in the processing of S110 and the water depth calculated in the processing of S502 (S503). The collision determination unit 24 stores the calculated separation distance in the memory unit 12.

次いで、衝突判定部24は、船舶110の船底が海底に接触するおそれがあるか否かを判定する(S504)。衝突判定部24は、記憶部12に記憶される警報しきい値情報を取得する。衝突判定部24は、取得した警報しきい値情報に対応する警報しきい値とS503の処理で演算された離隔距離とを比較して、S503の処理で演算された離隔距離が警報しきい値以上であるか否かを判定する。衝突判定部24は、S503の処理で演算された離隔距離が警報しきい値未満であるであるとき、船舶110の船底が海底に接触するおそれがあると判定する(S504-YES)。一方、衝突判定部24は、S503の処理で演算された離隔距離が警報しきい値以上であるであるとき、船舶110の船底が海底に接触するおそれがないと判定する(S504-NO)。 Next, the collision determination unit 24 determines whether there is a risk that the bottom of the vessel 110 will come into contact with the seabed (S504). The collision determination unit 24 acquires warning threshold information stored in the memory unit 12. The collision determination unit 24 compares the warning threshold corresponding to the acquired warning threshold information with the separation distance calculated in the processing of S503, and determines whether the separation distance calculated in the processing of S503 is equal to or greater than the warning threshold. If the separation distance calculated in the processing of S503 is less than the warning threshold, the collision determination unit 24 determines that there is a risk that the bottom of the vessel 110 will come into contact with the seabed (S504-YES). On the other hand, if the separation distance calculated in the processing of S503 is equal to or greater than the warning threshold, the collision determination unit 24 determines that there is no risk that the bottom of the vessel 110 will come into contact with the seabed (S504-NO).

衝突判定部24は、船舶110の船底が海底に接触するおそれがあると判定する(S504-YES)と、船舶110の船底が海底に接触するおそれがあることを示す衝突警報信号を表示部14及び音声出力部15に出力する。表示部14は、船舶110の船底が海底に接触するおそれがある領域を示す衝突領域画像を風景画像に重畳して表示する。音声出力部15は、衝突警報信号が入力されることに応じて、船舶110の船底が海底に接触するおそれがあることを示す音声信号を出力する。衝突判定部24によって船舶110の船底が海底に接触するおそれがないと判定される(S504-NO)と、S207の処理は終了する。なお、衝突領域画像は、表示されずに、「地盤との接触注意」及び「接近禁止エリア侵入注意」等の種別毎に警報を示す文字を表示してもよい。 If the collision determination unit 24 determines that there is a risk that the bottom of the vessel 110 will come into contact with the seabed (S504-YES), it outputs a collision warning signal indicating that there is a risk that the bottom of the vessel 110 will come into contact with the seabed to the display unit 14 and the audio output unit 15. The display unit 14 displays a collision area image indicating the area where the bottom of the vessel 110 is likely to come into contact with the seabed, superimposed on a landscape image. In response to the input of the collision warning signal, the audio output unit 15 outputs an audio signal indicating that there is a risk that the bottom of the vessel 110 will come into contact with the seabed. If the collision determination unit 24 determines that there is no risk that the bottom of the vessel 110 will come into contact with the seabed (S504-NO), the processing of S207 ends. Note that instead of displaying the collision area image, text indicating a warning by type, such as "Caution: Contact with ground" or "Caution: Entering no-approach area," may be displayed.

S207の処理に次いで、情報取得部21は、撮像部16が撮像した風景画像を示す風景画像情報を取得する(S208)。情報取得部21は、撮像部16が撮像した風景画像を示す風景画像信号の出力を撮像部16に要求し、撮像部16が撮像した風景画像を示す風景画像情報を取得する。 Following the processing of S207, the information acquisition unit 21 acquires scenery image information indicating the scenery image captured by the imaging unit 16 (S208). The information acquisition unit 21 requests the imaging unit 16 to output a scenery image signal indicating the scenery image captured by the imaging unit 16, and acquires scenery image information indicating the scenery image captured by the imaging unit 16.

次いで、画像情報生成部23は、S206の処理で生成された重畳画像情報に対応する重畳画像を、S208の処理で取得された風景画像情報に対応する風景画像に重畳して、監視画像情報を生成する(S209)。 Next, the image information generation unit 23 superimposes the superimposed image corresponding to the superimposed image information generated in the process of S206 onto the scenery image corresponding to the scenery image information acquired in the process of S208, thereby generating monitoring image information (S209).

次いで、出力部25は、S209の処理で生成された監視画像情報を、表示部14に出力する(S210)。表示部14は、監視画像情報が入力されることに応じて、入力された監視画像情報に対応する監視画像を表示する。 Next, the output unit 25 outputs the surveillance image information generated in the processing of S209 to the display unit 14 (S210). In response to the input of the surveillance image information, the display unit 14 displays a surveillance image corresponding to the input surveillance image information.

図10は、表示部14に表示される監視画像の一例を示す図である。 Figure 10 shows an example of a monitoring image displayed on the display unit 14.

監視画像120は、地形画像121と、構造物画像122と、航路画像123と、船舶画像124とを有し、撮像部16によって撮像された風景画像に重畳して表示部14に表示される。地形画像121は、点群で形成され、海底の地形を示す。構造物画像は、複数のブイを含み、陸上及び海上に配置される構造物を示す。航路画像123は、航路ライン画像125及び進入禁止領域画像126を含む。船舶画像124は、船舶を示す船舶画像127及び船舶の情報を示す船舶情報画像128を含む。また、監視画像120は、衝突警報信号に対応する衝突警報領域画像129が重畳して配置される。さらに、監視画像120は、種々の警報を示す警報画像130が重畳して配置される。なお、航路画像123は、船舶110に向かって航行する船舶の船幅に応じた可航幅を含んでもよい。また、監視画像生成装置1は、航路画像123に含まれる可航幅に船舶110が侵入したときに、警報信号を出力してもよい。 The monitoring image 120 includes a terrain image 121, a structure image 122, a route image 123, and a ship image 124, and is displayed on the display unit 14 superimposed on a landscape image captured by the imaging unit 16. The terrain image 121 is formed from a point cloud and shows the topography of the seabed. The structure image includes multiple buoys and shows structures located on land and at sea. The route image 123 includes a route line image 125 and a no-entry area image 126. The ship image 124 includes a ship image 127 showing a ship and a ship information image 128 showing information about the ship. A collision warning area image 129 corresponding to a collision warning signal is also superimposed on the monitoring image 120. Furthermore, a warning image 130 indicating various warnings is also superimposed on the monitoring image 120. The route image 123 may also include a navigable width corresponding to the width of the ship sailing toward the ship 110. The monitoring image generating device 1 may also output an alarm signal when the ship 110 enters the navigable width included in the route image 123.

S208の処理に次いで、画像情報生成部23は、画像生成処理の終了を指示されたか否かを判定する(S211)。画像情報生成部23は、オペレータ112の操作部13の操作に応じて処理終了信号が入力されたとき、画像生成処理の終了を指示されたと判定する(S211-YES)。画像情報生成部23によって画像生成処理の終了を指示されていないと判定される(S211-NO)と、処理はS202に戻る。以降、画像情報生成部23によって画像生成処理の終了を指示されたと判定される(S211-YES)まで、S202~S211の処理が繰り返される。 Following the processing of S208, the image information generation unit 23 determines whether an instruction to end the image generation processing has been received (S211). When a processing end signal is input in response to operation of the operation unit 13 by the operator 112, the image information generation unit 23 determines that an instruction to end the image generation processing has been received (S211-YES). If the image information generation unit 23 determines that an instruction to end the image generation processing has not been received (S211-NO), the processing returns to S202. Thereafter, the processing of S202 to S211 is repeated until the image information generation unit 23 determines that an instruction to end the image generation processing has been received (S211-YES).

画像情報生成部23によって画像生成処理の終了を指示されたと判定される(S211-YES)と、オペレータ112の操作部13の操作に応じて、撮像部16による風景画像の撮像を終了する(S212)。 If the image information generation unit 23 determines that an instruction to end the image generation process has been issued (S211-YES), the capturing of the landscape image by the imaging unit 16 is terminated in response to operation of the operation unit 13 by the operator 112 (S212).

(第1実施形態に係る監視画像生成装置の作用効果)
監視画像生成装置1は、風景画像に含まれる海の海底の全面の地形画像ではなく、ニアクリップ面S1及びファークリップ面S2の間の海底の地形画像を風景画像に重畳して表示することで、海上の船舶及び構造物が視認し難くなるおそれを低くすることができる。例えば、表示長さLDを非常に短くしてニアクリップ面S1及びファークリップ面S2を近接して配置させることで、船舶110から第1距離L1だけ離隔した地点の海底の断面形状を地形画像として表示することができる。
(Operational effects of the monitoring image generating device according to the first embodiment)
The monitoring image generating device 1 can reduce the risk of ships and structures on the sea becoming difficult to see by superimposing a topographical image of the seabed between the near clip plane S1 and the far clip plane S2 on the landscape image, rather than displaying a topographical image of the entire seabed included in the landscape image. For example, by making the display length LD very short and positioning the near clip plane S1 and the far clip plane S2 close to each other, it is possible to display the cross-sectional shape of the seabed at a point separated by the first distance L1 from the ship 110 as a topographical image.

また、監視画像生成装置1は、船舶110の進行方向に配置されるニアクリップ面S1及びファークリップ面S2の間の海底の地形画像を表示することで、オペレータ112は、船舶110の進行方向の海底の地形を容易に把握することができる。 In addition, the monitoring image generation device 1 displays an image of the seabed topography between the near clip plane S1 and the far clip plane S2, which are positioned in the direction of travel of the ship 110, allowing the operator 112 to easily grasp the topography of the seabed in the direction of travel of the ship 110.

また、監視画像生成装置1は、標高タイル12aを使用することで、海底の地形を迅速に取得することができる。また、監視画像生成装置1は、海底の地形を点群で形成して地形画像を生成するので、海底の地形画像を迅速に生成して表示することができる。 In addition, by using the elevation tiles 12a, the monitoring image generation device 1 can quickly acquire the seabed topography. Furthermore, since the monitoring image generation device 1 generates a topographical image by forming the seabed topography as a point cloud, it can quickly generate and display a topographical image of the seabed.

また、監視画像生成装置1は、船舶110の現在位置の潮位に応じて海底の地形画像を風景画像に重畳する位置を補正するので、潮位の変化にかかわらず、海底の地形画像を風景画像に高精度に重畳することができる。 In addition, the monitoring image generation device 1 corrects the position at which the seabed topography image is superimposed on the landscape image according to the tide level at the ship 110's current location, so the seabed topography image can be superimposed on the landscape image with high accuracy regardless of changes in the tide level.

また、監視画像生成装置1は、風景画像に含まれる船舶並びに陸上及び海上の構造物を含むように重畳画像を生成するので、オペレータ112は、撮像部16によって撮像される風景画像が夜間及び濃霧等により不鮮明な場合でも構造物を容易に視認できる。 In addition, the surveillance image generation device 1 generates a superimposed image that includes ships and land and sea structures contained in the landscape image, so the operator 112 can easily see the structures even when the landscape image captured by the imaging unit 16 is unclear due to nighttime conditions, thick fog, etc.

また、監視画像生成装置1は、監視画像生成装置1の傾きに応じた仰角で視認されるように重畳画像情報を生成するので、監視画像生成装置1の傾きにかかわらず、重畳画像を風景画像に重畳することができる。 In addition, the surveillance image generation device 1 generates superimposed image information so that it is visible at an elevation angle that corresponds to the tilt of the surveillance image generation device 1, so the superimposed image can be superimposed on the landscape image regardless of the tilt of the surveillance image generation device 1.

また、監視画像生成装置1は、船舶110が海底に接触するおそれがあるときに警報信号を出力するので、オペレータ112は、海底に接触するおそれが低くなるように船舶110を操船することができる。 In addition, the monitoring image generating device 1 outputs an alarm signal when there is a risk that the vessel 110 will come into contact with the seabed, allowing the operator 112 to maneuver the vessel 110 in a way that reduces the risk of contact with the seabed.

また、監視画像生成装置1は、船舶110の吃水及び海底の標高に加えて、船舶110の現在位置の潮位に基づいて、船舶110が海底に接触するおそれがあるか否かを判定するので、船舶110が海底に接触するおそれをより高精度に判定することができる。 In addition, the monitoring image generating device 1 determines whether there is a risk of the ship 110 coming into contact with the seabed based on the tide level at the ship 110's current location, in addition to the ship's draft and the seabed elevation, so it can more accurately determine whether the ship 110 is at risk of coming into contact with the seabed.

(第1実施形態に係る監視画像生成装置の変形例)
監視画像生成装置1は、地形画像に加えて陸上及び海上の構造物、航路情報並びに他の船舶を重畳画像に配置するが、実施形態に係る監視画像生成装置では、重畳画像は、地形画像のみが配置されてもよい。また、実施形態に係る監視画像生成装置では、重畳画像は、地形画像と構造物、航路情報及び他の船舶の何れかが配置されてもよい。
(Modification of the monitoring image generating device according to the first embodiment)
Although the surveillance image generating device 1 arranges on the superimposed image not only the topographical image but also land and sea structures, route information, and other ships, in the surveillance image generating device according to the embodiment, only the topographical image may be arranged in the superimposed image. Also, in the surveillance image generating device according to the embodiment, the superimposed image may arrange the topographical image and any of structures, route information, and other ships.

また、監視画像生成装置1は、地形画像及び重畳画像を視錐台として生成するが、実施形態に係る監視画像生成装置は、海底の地形等にアフィン変換及び射影変換等の画像処理を実行して地形画像及び重畳画像を生成してもよい。 Furthermore, while the surveillance image generation device 1 generates terrain images and superimposed images as a viewing frustum, the surveillance image generation device according to the embodiment may also generate terrain images and superimposed images by performing image processing such as affine transformation and projective transformation on the seabed terrain, etc.

また、監視画像生成装置1は、標高タイルを使用して地形画像情報を生成するが、実施形態に係る監視画像生成装置は、ソナー等の形状検出センサを使用して取得した情報を使用して地形画像情報を生成してもよい。また、監視画像生成装置1は、海底の地形を点群で形成して地形画像を生成するが、実施形態に係る監視画像生成装置は、海底の地形を等深線の線画で形成して地形画像を生成してもよい。 Furthermore, while the surveillance image generation device 1 generates terrain image information using elevation tiles, the surveillance image generation device according to the embodiment may also generate terrain image information using information acquired using a shape detection sensor such as sonar. Furthermore, while the surveillance image generation device 1 generates terrain images by forming the seabed terrain as a point cloud, the surveillance image generation device according to the embodiment may also generate terrain images by forming the seabed terrain as a line drawing of contour lines.

また、監視画像生成装置1は、船舶110の現在位置の潮位に応じて、重畳画像を風景画像に重畳する位置を補正するが、実施形態に係る監視画像生成装置は、潮位に応じた補正を実行しなくてもよい。また、船舶110の現在位置の潮位を使用して衝突判定処理を実行するが、実施形態に係る監視画像生成装置は、潮位を使用せずに、船舶の吃水及び海底の標高を使用して衝突判定処理を実行してもよい。 Furthermore, while the surveillance image generation device 1 corrects the position at which the superimposed image is superimposed on the landscape image according to the tide level at the current location of the ship 110, the surveillance image generation device according to the embodiment does not need to perform correction according to the tide level. Further, while the surveillance image generation device according to the embodiment performs collision detection processing using the tide level at the current location of the ship 110, the surveillance image generation device according to the embodiment may perform collision detection processing using the ship's draft and the seabed elevation without using the tide level.

また、監視画像生成装置1は、操作部13~撮像部16を有するが、実施形態に係る監視画像生成装置は、操作部13~撮像部16の何れかを有さずに、操作部13~撮像部16は、監視画像生成装置と別体の装置として配置されてもよい。 Furthermore, while the surveillance image generation device 1 has an operation unit 13 to an imaging unit 16, the surveillance image generation device according to the embodiment may not have any of the operation unit 13 to the imaging unit 16, and the operation unit 13 to the imaging unit 16 may be arranged as devices separate from the surveillance image generation device.

また、監視画像生成装置1を有する監視画像生成システム100は、単一の船舶110から視認される風景画像に重畳画像を重畳するが、実施形態に係る監視画像生成システムは、複数の船舶に実装されてもよい。実施形態に係る監視画像生成システムが複数の船舶に実装されるとき、監視画像生成システムによって撮像された風景画像及び風景画像に重畳される重畳画像は、船舶監視装置によって表示可能であってもよい。 Furthermore, while the surveillance image generation system 100 having the surveillance image generation device 1 superimposes a superimposed image on a landscape image visible from a single ship 110, the surveillance image generation system according to the embodiment may be implemented on multiple ships. When the surveillance image generation system according to the embodiment is implemented on multiple ships, the landscape image captured by the surveillance image generation system and the superimposed image superimposed on the landscape image may be displayable by the ship monitoring device.

(実施形態に係る船舶監視装置)
図11は、監視画像生成システムによって撮像された風景画像及び風景画像に重畳される重畳画像を表示可能な船舶監視装置の機能ブロック図である。
(Ship monitoring device according to the embodiment)
FIG. 11 is a functional block diagram of a vessel monitoring device capable of displaying a landscape image captured by a monitoring image generating system and a superimposed image superimposed on the landscape image.

船舶監視装置150は、監視通信部151と、監視記憶部152と、監視操作部153と、監視表示部154と、監視音声出力部155と監視処理部160とを有し、複数の船舶110に搭載された監視画像生成装置1で撮像された風景画像及び重畳画像を表示する。複数の船舶110は、何れも監視画像生成装置1を搭載する。監視通信部151~監視音声出力部155及び監視処理部160は、バス156を介して接続される。 The vessel monitoring device 150 has a monitoring communication unit 151, a monitoring memory unit 152, a monitoring operation unit 153, a monitoring display unit 154, a monitoring audio output unit 155, and a monitoring processing unit 160, and displays landscape images and superimposed images captured by the monitoring image generation device 1 mounted on multiple vessels 110. Each of the multiple vessels 110 is equipped with a monitoring image generation device 1. The monitoring communication unit 151, the monitoring audio output unit 155, and the monitoring processing unit 160 are connected via a bus 156.

監視通信部151は、AIS信号及び非AIS信号を出力するサーバ、並びに監視画像生成装置1とインターネット網を介して通信可能にするための構成であり、通信インタフェース回路を備える。通信インタフェース回路は、例えば、有線LAN、無線LAN、LTE等の通信インタフェース回路である。AIS信号及び非AIS信号を出力するサーバ、並びに監視画像生成装置1から入力された信号を監視処理部160に供給すると共に、監視処理部160から供給された信号をAIS信号及び非AIS信号を出力するサーバ、並びに監視画像生成装置1に出力する。 The monitoring communication unit 151 is configured to enable communication with the server that outputs AIS and non-AIS signals, and the monitoring image generation device 1 via the Internet, and is equipped with a communication interface circuit. The communication interface circuit is, for example, a wired LAN, wireless LAN, LTE, or other communication interface circuit. It supplies signals input from the server that outputs AIS and non-AIS signals, and the monitoring image generation device 1 to the monitoring processing unit 160, and outputs signals supplied from the monitoring processing unit 160 to the server that outputs AIS and non-AIS signals, and to the monitoring image generation device 1.

監視記憶部152は、データ及びプログラムを記憶するための構成であり、例えば半導体メモリを備える。監視記憶部152は、監視処理部160による処理に用いられるオペレーティングシステムプログラム、ドライバプログラム、アプリケーションプログラム、データ等を記憶する。例えば、監視記憶部152は、アプリケーションプログラムとして、複数の船舶110に搭載される監視画像生成装置1によって生成された監視画像を表示する画像表示処理を監視処理部160に実行させる画像表示プログラムを記憶する。画像表示プログラムは、CD-ROM、DVD-ROM等のコンピュータ読み取り可能かつ非一時的な可搬型記憶媒体から監視記憶部152にインストールされる。また、監視記憶部152は、画像表示処理を実行するときに使用される種々のデータ及び情報を記憶する。 The monitoring memory unit 152 is configured to store data and programs, and includes, for example, semiconductor memory. The monitoring memory unit 152 stores operating system programs, driver programs, application programs, data, and the like used in processing by the monitoring processing unit 160. For example, the monitoring memory unit 152 stores, as an application program, an image display program that causes the monitoring processing unit 160 to execute image display processing that displays monitoring images generated by the monitoring image generation devices 1 installed on multiple ships 110. The image display program is installed into the monitoring memory unit 152 from a computer-readable, non-transitory, portable storage medium such as a CD-ROM or DVD-ROM. The monitoring memory unit 152 also stores various data and information used when executing the image display processing.

監視操作部153は、船舶監視装置150に対する利用者の操作を受け付けるための構成であり、例えばキーボードを備える。監視操作部153は、利用者の操作に応じた信号を生成し、生成した信号を監視処理部160に供給する。 The monitoring operation unit 153 is configured to accept user operations on the vessel monitoring device 150 and includes, for example, a keyboard. The monitoring operation unit 153 generates signals in response to the user operations and supplies the generated signals to the monitoring processing unit 160.

監視表示部154は、画像を表示するための構成であり、液晶ディスプレイ又は有機ELディスプレイ等のディスプレイを備える。監視表示部154は、監視処理部160から供給された信号に基づいて画像を生成して表示する。 The monitoring display unit 154 is configured to display images and includes a display such as a liquid crystal display or an organic EL display. The monitoring display unit 154 generates and displays images based on signals supplied from the monitoring processing unit 160.

監視音声出力部155は、音声を出力するための構成であり、スピーカを備える。監視音声出力部155は、監視処理部160から供給された信号に基づいて音声を出力する。 The monitoring audio output unit 155 is configured to output audio and includes a speaker. The monitoring audio output unit 155 outputs audio based on a signal supplied from the monitoring processing unit 160.

監視処理部160は、船舶監視装置150の動作を統括的に制御する構成であり、一つ又は複数のプロセッサ及びその周辺回路を備える。監視処理部160は、例えば、CPUを備える。監視処理部160は、DSP、LSI、ASIC、FPGA等を備えてもよい。監視処理部160は、監視記憶部152に記憶されているプログラムに基づいて処理を実行する。また、監視処理部160は、処理が適切に実行されるように、船舶監視装置150の各構成の動作を制御する。 The monitoring processing unit 160 is configured to comprehensively control the operation of the ship monitoring device 150, and includes one or more processors and their peripheral circuits. The monitoring processing unit 160 includes, for example, a CPU. The monitoring processing unit 160 may also include a DSP, LSI, ASIC, FPGA, etc. The monitoring processing unit 160 executes processing based on programs stored in the monitoring memory unit 152. The monitoring processing unit 160 also controls the operation of each component of the ship monitoring device 150 so that processing is executed appropriately.

監視処理部160は、監視情報取得部161と、監視決定部162と、監視画像情報生成部163と、監視出力部164とを機能ブロックとして有する。これらの機能ブロックは、監視処理部160によって実行されるプログラムに基づいて実現される機能モジュールである。これらの機能ブロックは、監視画像生成装置1に実装されたファームウェアであってもよい。 The monitoring processing unit 160 has the following functional blocks: a monitoring information acquisition unit 161, a monitoring decision unit 162, a monitoring image information generation unit 163, and a monitoring output unit 164. These functional blocks are functional modules implemented based on a program executed by the monitoring processing unit 160. These functional blocks may also be firmware implemented in the monitoring image generation device 1.

図12は、船舶監視装置150によって実行される画像表示処理を示すフローチャート図である。情報設定処理は、監視記憶部152に記憶されたプログラムに基づいて、監視処理部160が船舶監視装置150の各構成と協働することにより実現される。図12に示す画像表示処理は、所定の実行周期毎に実行される。 Figure 12 is a flowchart showing the image display processing executed by the vessel monitoring device 150. The information setting processing is realized by the monitoring processing unit 160 working in cooperation with each component of the vessel monitoring device 150 based on a program stored in the monitoring memory unit 152. The image display processing shown in Figure 12 is executed at a predetermined execution cycle.

まず、監視情報取得部161は、AIS船情報を取得し(S501)、取得したAIS船情報を監視記憶部152に記憶する。監視情報取得部161は、AIS信号を出力するサーバにAIS信号の出力を要求し、監視通信部151にAIS信号が入力されたときに、入力されたAIS信号から、船舶の名称及び位置を含むAIS船情報を取得する。 First, the monitoring information acquisition unit 161 acquires AIS ship information (S501) and stores the acquired AIS ship information in the monitoring memory unit 152. The monitoring information acquisition unit 161 requests the server that outputs the AIS signal to output the AIS signal, and when the AIS signal is input to the monitoring communication unit 151, it acquires AIS ship information, including the ship's name and location, from the input AIS signal.

次いで、監視情報取得部161は、非AIS船情報を取得し(S502)、取得した非AIS船情報を監視記憶部152に記憶する。監視情報取得部161は、非AIS信号を出力するサーバに非AIS信号の出力を要求し、監視通信部151に非AIS信号が入力されたときに、入力された非AIS信号から、船舶の名称及び位置を含む非AIS船情報を取得する。 Next, the monitoring information acquisition unit 161 acquires non-AIS ship information (S502) and stores the acquired non-AIS ship information in the monitoring memory unit 152. The monitoring information acquisition unit 161 requests the server that outputs the non-AIS signal to output the non-AIS signal, and when the non-AIS signal is input to the monitoring communication unit 151, it acquires non-AIS ship information, including the ship's name and location, from the input non-AIS signal.

次いで、監視決定部162は、S501の処理で取得されたAIS船情報及びS502の処理で取得された非AIS船情報から、監視の対象とする監視対象船を決定する(S503)。監視決定部162は、港湾内に存在する船を監視対象船に決定してもよく、港湾の所定の領域内に存在する船を監視対象船に決定してもよい。 Next, the monitoring determination unit 162 determines the monitored ship to be monitored from the AIS ship information acquired in the processing of S501 and the non-AIS ship information acquired in the processing of S502 (S503). The monitoring determination unit 162 may determine the monitored ship to be a ship located within the port, or may determine the monitored ship to be a ship located within a specified area of the port.

次いで、監視情報取得部161は、S503の処理で監視対象船に決定された船から監視画像情報を取得する(S504)。監視情報取得部161は、監視対象船に決定された船舶110に搭載される監視画像生成装置1に監視画像信号の出力を要求し、監視通信部151に監視画像信号が入力されたときに、入力された監視画像信号から、監視画像情報を取得する。S504の処理で取得される監視画像情報は、動画像であってもよく、静止画像であってもよい。S504の処理で取得される監視画像情報が静止画像であるとき、S504の処理で取得される監視画像情報が動画像である場合よりも監視画像生成装置1及び監視画像120の性能及び通信速度を低くすることができる。 Next, the monitoring information acquisition unit 161 acquires monitoring image information from the ship determined to be the monitored ship in the processing of S503 (S504). The monitoring information acquisition unit 161 requests the monitoring image generation device 1 mounted on the ship 110 determined to be the monitored ship to output a monitoring image signal, and when the monitoring image signal is input to the monitoring communication unit 151, acquires monitoring image information from the input monitoring image signal. The monitoring image information acquired in the processing of S504 may be a moving image or a still image. When the monitoring image information acquired in the processing of S504 is a still image, the performance and communication speed of the monitoring image generation device 1 and the monitoring image 120 can be lower than when the monitoring image information acquired in the processing of S504 is a moving image.

次いで、監視画像情報生成部163は、表示画像情報を生成し(S505)、生成した表示画像情報を監視記憶部152に記憶する。そして、監視出力部164は、S506の処理で生成された表示画像情報を監視表示部154に出力する。監視表示部154は、表示画像情報が入力されることに応じて、表示画像情報に対応する表示画像を表示する。 Next, the monitoring image information generation unit 163 generates display image information (S505) and stores the generated display image information in the monitoring storage unit 152. The monitoring output unit 164 then outputs the display image information generated in the processing of S506 to the monitoring display unit 154. In response to the input of the display image information, the monitoring display unit 154 displays a display image corresponding to the display image information.

図13は、監視表示部154に表示される表示画像の一例を示す図である。 Figure 13 shows an example of a display image displayed on the monitoring display unit 154.

表示画像170は、第1分割画像171、第2分割画像172、第3分割画像173及び第4分割画像174を有する。第1分割画像171~第3分割画像173は、第4分割画像174において矢印Aで示される監視対象領域に含まれる3つの船舶から取得された風景画像及び重畳画像が、監視対象情報171a、172a及び173aと共に表示される。監視対象情報171a、172a及び173aは、監視対象船の船名及び表示される画像が撮像された時間を含む。 Display image 170 has a first split image 171, a second split image 172, a third split image 173, and a fourth split image 174. First split image 171 to third split image 173 display landscape images and superimposed images acquired from three ships included in the monitored area indicated by arrow A in fourth split image 174, along with monitored object information 171a, 172a, and 173a. Monitored object information 171a, 172a, and 173a includes the name of the monitored ship and the time the displayed image was captured.

第4分割画像174は、監視対象領域、及び監視対象領域の近傍に位置する船舶の位置情報を平面視した二次元画像としてリアルタイムに表示する。 The fourth divided image 174 displays the monitored area and the position information of ships located near the monitored area in real time as a two-dimensional planar image.

(第2実施形態に係る監視画像生成装置を有する監視画像生成システムの構成及び機能)
図14は第2実施形態に係る監視画像生成システムを搭載する車両の斜視図であり、図15は図14に示す車両に搭載された監視画像生成装置を示す図であり、図16は図15に示す監視画像生成装置の機能ブロック図である。
(Configuration and Function of Surveillance Image Generation System Having Surveillance Image Generation Device According to Second Embodiment)
FIG. 14 is a perspective view of a vehicle equipped with a surveillance image generation system according to the second embodiment, FIG. 15 is a diagram showing a surveillance image generation device mounted on the vehicle shown in FIG. 14, and FIG. 16 is a functional block diagram of the surveillance image generation device shown in FIG. 15.

監視画像生成システム200は、GNSS受信機201と、無線通信機202と、操作装置203と、表示装置204と、音声出力装置205と、撮像装置206と、本発明に係る画像監視装置の他の例である監視画像生成装置2とを有し、移動体の他の例である車両210に搭載される。監視画像生成システム200は、GNSS受信機201、無線通信機202及び撮像装置206から受信した信号に基づいて、車両210に乗車する運転者が視認可能な画面に風景画像及び風景画像に重畳される重畳画像を表示する。 The surveillance image generation system 200 includes a GNSS receiver 201, a wireless communication device 202, an operating device 203, a display device 204, an audio output device 205, an imaging device 206, and a surveillance image generation device 2, which is another example of an image surveillance device according to the present invention, and is mounted on a vehicle 210, which is another example of a moving object. Based on signals received from the GNSS receiver 201, the wireless communication device 202, and the imaging device 206, the surveillance image generation system 200 displays a landscape image and a superimposed image on the landscape image on a screen visible to the driver of the vehicle 210.

GNSS受信機201は、全地球測位システム等の衛星測位システムからの信号を受信する。GNSS受信機201は、GNSSから信号を受信することに応じて、車両210の現在位置を示す現在位置信号、及び車両210が進行する進行方向を示す進行方向信号を監視画像生成装置2に出力する。無線通信機202は、LTE網を介してインターネット網にアクセス可能な通信機であり、種々の情報を示す信号を受信する。無線通信機202は、例えば、一般財団法人日本デジタル道路地図協会のWebページ(https://www.drm.jp/pointcloud/)から、国土交通省が収集した三次元点群データを示す点群信号を受信する。 The GNSS receiver 201 receives signals from a satellite positioning system such as a global positioning system. In response to receiving signals from the GNSS, the GNSS receiver 201 outputs to the monitoring image generation device 2 a current position signal indicating the current position of the vehicle 210 and a heading direction signal indicating the direction in which the vehicle 210 is traveling. The wireless communication device 202 is a communication device that can access the Internet network via the LTE network, and receives signals indicating various information. For example, the wireless communication device 202 receives point cloud signals indicating three-dimensional point cloud data collected by the Ministry of Land, Infrastructure, Transport and Tourism from the website of the Japan Digital Road Map Association (https://www.drm.jp/pointcloud/).

操作装置203は、監視画像生成装置2に対する利用者の操作を受け付けるための構成であり、例えばタッチパネルを備える。操作装置203は、運転者の操作に応じた信号を生成し、生成した信号を監視画像生成装置2に出力する。 The operation device 203 is configured to accept user operations on the surveillance image generation device 2 and includes, for example, a touch panel. The operation device 203 generates a signal in response to the driver's operation and outputs the generated signal to the surveillance image generation device 2.

表示装置204は、画像を表示するための構成であり、液晶ディスプレイ又は有機ELディスプレイ等のディスプレイを備える。表示装置204は、監視画像生成装置2から入力された信号に基づいて画像を生成して表示する。 The display device 204 is configured to display images and includes a display such as a liquid crystal display or an organic EL display. The display device 204 generates and displays images based on signals input from the monitoring image generation device 2.

音声出力装置205は、音声を出力するための構成であり、スピーカを備える。音声出力装置205は、監視画像生成装置2から入力された信号に基づいて音声を出力する。 The audio output device 205 is configured to output audio and includes a speaker. The audio output device 205 outputs audio based on the signal input from the monitoring image generation device 2.

撮像装置206は、監視画像生成装置2の周辺を撮像するための構成であり、カメラを備え、運転者が視認可能であり且つ車両210の進行方向を撮像可能なように配置される。カメラは、受光面に結像させるための結像光学系と、光電変換素子と、光電変換素子の出力に基づいて画像を生成する画像生成回路とを備える。カメラが備える光電変換素子は、受光面に二次元に配列され、入射した光量に応じた電気信号を出力するCMOS及びCCDセンサ等である。撮像装置206は、車両210の進行方向の風景を示す風景画像を撮像して風景画像を取得し、取得した風景画像を示す風景画像信号を監視画像生成装置2に出力する。 The imaging device 206 is configured to capture images of the area around the surveillance image generation device 2, and is equipped with a camera. It is positioned so that it is visible to the driver and can capture images in the direction of travel of the vehicle 210. The camera includes an imaging optical system for forming an image on the light-receiving surface, a photoelectric conversion element, and an image generation circuit that generates an image based on the output of the photoelectric conversion element. The photoelectric conversion elements included in the camera are CMOS and CCD sensors, etc., that are arranged two-dimensionally on the light-receiving surface and output electrical signals corresponding to the amount of incident light. The imaging device 206 captures and acquires landscape images showing the scenery in the direction of travel of the vehicle 210, and outputs landscape image signals showing the acquired landscape images to the surveillance image generation device 2.

監視画像生成装置2は、通信部31と、記憶部32と、処理部40とを有し、車両210のキャビン213の内部に、運転者が視認可能なように配置される。通信部31、記憶部32及び処理部40は、バス33を介して通信可能に接続される。 The monitoring image generating device 2 has a communication unit 31, a memory unit 32, and a processing unit 40, and is arranged inside the cabin 213 of the vehicle 210 so that it is visible to the driver. The communication unit 31, memory unit 32, and processing unit 40 are communicatively connected via a bus 33.

通信部31は、監視画像生成装置2をGNSS受信機201~撮像装置206と通信可能にするための構成であり、通信インタフェース回路を備える。通信インタフェース回路は、例えば、有線LAN、無線LAN、LTE等の通信インタフェース回路である。通信部31は、GNSS受信機201~撮像装置206から入力された信号を処理部40に供給すると共に、処理部40から供給された信号をGNSS受信機201~撮像装置206に出力する。 The communication unit 31 is configured to enable the monitoring image generation device 2 to communicate with the GNSS receiver 201 through the imaging device 206, and includes a communication interface circuit. The communication interface circuit is, for example, a wired LAN, wireless LAN, LTE, or other communication interface circuit. The communication unit 31 supplies signals input from the GNSS receiver 201 through the imaging device 206 to the processing unit 40, and outputs signals supplied from the processing unit 40 to the GNSS receiver 201 through the imaging device 206.

記憶部32は、データ及びプログラムを記憶するための構成であり、例えば半導体メモリを備える。記憶部32は、処理部40による処理に用いられるオペレーティングシステムプログラム、ドライバプログラム、アプリケーションプログラム、データ等を記憶する。例えば、記憶部32は、アプリケーションプログラムとして、車両210が通行する道路の地形を示す地形画像を含む画像を生成する画像生成処理を実行するときに使用される情報を設定する情報設定処理を処理部40に実行させる情報設定プログラムを記憶する。また、記憶部32は、アプリケーションプログラムとして、画像生成処理を処理部40に実行させる画像生成プログラムを記憶する。情報設定プログラム及び画像生成プログラムは、CD-ROM、DVD-ROM等のコンピュータ読み取り可能かつ非一時的な可搬型記憶媒体から記憶部32にインストールされる。また、記憶部32は、車両210のボディが道路に接触するか否かを判定するときに使用する警報しきい値を示す警報しきい値情報を記憶する。また、記憶部32は、情報設定処理及び画像生成処理を実行するときに使用される種々のデータ及び情報を記憶する。例えば、記憶部32は、地形情報とも称され、道路の地形を示す点群データを点群情報32aとして記憶する。 The memory unit 32 is configured to store data and programs, and includes, for example, a semiconductor memory. The memory unit 32 stores operating system programs, driver programs, application programs, data, etc. used in processing by the processing unit 40. For example, the memory unit 32 stores, as an application program, an information setting program that causes the processing unit 40 to execute an information setting process that sets information used when executing an image generation process that generates an image including a terrain image showing the terrain of the road on which the vehicle 210 travels. The memory unit 32 also stores, as an application program, an image generation program that causes the processing unit 40 to execute the image generation process. The information setting program and image generation program are installed into the memory unit 32 from a computer-readable, non-transitory, portable storage medium such as a CD-ROM or DVD-ROM. The memory unit 32 also stores warning threshold information that indicates a warning threshold used when determining whether the body of the vehicle 210 will come into contact with the road. The memory unit 32 also stores various data and information used when executing the information setting process and the image generation process. For example, the storage unit 32 stores point cloud data indicating the topography of roads, also referred to as topographical information, as point cloud information 32a.

点群情報32aは、点群に含まれるそれぞれの地点の緯度及び経度、並びに高さを示す情報を含む。例えば、一般財団法人日本デジタル道路地図協会のWebページから入手可能である。点群情報32aの構成及び機能はよく知られているので、ここでは詳細な説明は省略する。 Point cloud information 32a includes information indicating the latitude, longitude, and altitude of each point included in the point cloud. For example, it is available from the website of the Japan Digital Road Map Association, a general incorporated foundation. The structure and functions of point cloud information 32a are well known, so a detailed explanation will be omitted here.

処理部40は、監視画像生成装置2の動作を統括的に制御する構成であり、一つ又は複数のプロセッサ及びその周辺回路を備える。処理部40は、例えば、CPUを備える。処理部40は、DSP、LSI、ASIC、FPGA等を備えてもよい。処理部40は、記憶部32に記憶されているプログラムに基づいて処理を実行する。また、処理部40は、処理が適切に実行されるように、監視画像生成装置2の各構成の動作を制御する。 The processing unit 40 is configured to comprehensively control the operation of the surveillance image generation device 2, and includes one or more processors and their peripheral circuits. The processing unit 40 includes, for example, a CPU. The processing unit 40 may also include a DSP, LSI, ASIC, FPGA, etc. The processing unit 40 executes processing based on programs stored in the storage unit 32. The processing unit 40 also controls the operation of each component of the surveillance image generation device 2 so that processing is executed appropriately.

処理部40は、情報取得部41と、条件設定部42と、画像情報生成部43と、衝突判定部44と、出力部45とを機能ブロックとして有する。これらの機能ブロックは、処理部40によって実行されるプログラムに基づいて実現される機能モジュールである。これらの機能ブロックは、監視画像生成装置2に実装されたファームウェアであってもよい。 The processing unit 40 has the following functional blocks: an information acquisition unit 41, a condition setting unit 42, an image information generation unit 43, a collision determination unit 44, and an output unit 45. These functional blocks are functional modules implemented based on a program executed by the processing unit 40. These functional blocks may also be firmware implemented in the surveillance image generation device 2.

図17は、監視画像生成装置2によって実行される情報設定処理を示すフローチャート図である。情報設定処理は、記憶部32に記憶されたプログラムに基づいて、処理部40が監視画像生成装置2の各構成と協働することにより実現される。図17に示す情報設定処理は、監視画像生成装置2が車両210に配置される毎に実行される。 Figure 17 is a flowchart showing the information setting process executed by the surveillance image generation device 2. The information setting process is realized by the processing unit 40 working in cooperation with each component of the surveillance image generation device 2 based on a program stored in the storage unit 32. The information setting process shown in Figure 17 is executed each time the surveillance image generation device 2 is placed in the vehicle 210.

まず、情報取得部41は、運転手の操作装置203の操作に応じて、第1距離を示す第1距離情報を取得し(S601)、取得した第1距離情報を記憶部32に記憶する。第1距離は、車両210から、撮像装置206が撮像した風景画像に重畳する重畳画像に含まれる地形を示す地形画像を視錐台のニアクリップ面まで距離である。次いで、条件設定部42は、S601の処理で取得された第1距離を、地形画像を生成するときに使用する第1距離を示す情報として設定する(S602)。条件設定部42は、S601の処理で取得された第1距離情報を所定の識別子に関連付けることにより、第1距離を設定する。 First, the information acquisition unit 41 acquires first distance information indicating a first distance in response to the driver's operation of the operating device 203 (S601) and stores the acquired first distance information in the storage unit 32. The first distance is the distance from the vehicle 210 to the near clip plane of the viewing frustum of a terrain image indicating the terrain included in the superimposed image superimposed on the landscape image captured by the imaging device 206. Next, the condition setting unit 42 sets the first distance acquired in the processing of S601 as information indicating the first distance to be used when generating the terrain image (S602). The condition setting unit 42 sets the first distance by associating the first distance information acquired in the processing of S601 with a predetermined identifier.

次いで、情報取得部41は、運転手の操作装置203の操作に応じて、視錐台として生成される地形画像のニアクリップ面とファークリップ面との間の距離である表示長さを示す表示長さ情報を取得する(S603)。情報取得部41は、取得した表示長さ情報を記憶部32に記憶する。次いで、条件設定部42は、S603の処理で取得された表示長さを、地形画像を生成するときに使用する表示長さを示す情報として設定する(S604)。条件設定部42は、S603の処理で取得された表示長さ情報を所定の識別子に関連付けることにより、表示長さを設定する。 Next, the information acquisition unit 41 acquires display length information indicating the display length, which is the distance between the near clip plane and the far clip plane of the terrain image generated as a viewing frustum, in response to the driver's operation of the operating device 203 (S603). The information acquisition unit 41 stores the acquired display length information in the storage unit 32. Next, the condition setting unit 42 sets the display length acquired in the processing of S603 as information indicating the display length to be used when generating the terrain image (S604). The condition setting unit 42 sets the display length by associating the display length information acquired in the processing of S603 with a predetermined identifier.

次いで、情報取得部41は、運転手の操作装置203の操作に応じて、撮像装置206の水平面からの傾きを示す傾き情報を取得する(S605)。情報取得部41は、取得した傾き情報を記憶部32に記憶する。次いで、条件設定部42は、S605の処理で取得された傾き情報を、重畳画像を生成するときに使用する傾きを示す情報として設定する(S606)。条件設定部42は、S605の処理で取得された傾き情報を所定の識別子に関連付けることにより、傾きを設定する。 Next, the information acquisition unit 41 acquires tilt information indicating the tilt of the imaging device 206 from the horizontal plane in response to the driver's operation of the operation device 203 (S605). The information acquisition unit 41 stores the acquired tilt information in the storage unit 32. Next, the condition setting unit 42 sets the tilt information acquired in the processing of S605 as information indicating the tilt to be used when generating a superimposed image (S606). The condition setting unit 42 sets the tilt by associating the tilt information acquired in the processing of S605 with a predetermined identifier.

次いで、情報取得部41は、運転手の操作装置203の操作に応じて、撮像装置206が配置される場所の地表からの高さを示す撮像高さ情報を取得する(S607)。情報取得部41は、取得した撮像高さ情報を記憶部32に記憶する。次いで、条件設定部42は、S607の処理で取得された撮像高さ情報を、重畳画像を生成するときに使用する高さを示す情報として設定する(S608)。条件設定部42は、S607の処理で取得された撮像高さ情報を所定の識別子に関連付けることにより、高さを設定する。 Next, the information acquisition unit 41 acquires imaging height information indicating the height from the ground of the location where the imaging device 206 is located in response to the driver's operation of the operating device 203 (S607). The information acquisition unit 41 stores the acquired imaging height information in the storage unit 32. Next, the condition setting unit 42 sets the imaging height information acquired in the processing of S607 as information indicating the height to be used when generating a superimposed image (S608). The condition setting unit 42 sets the height by associating the imaging height information acquired in the processing of S607 with a predetermined identifier.

次いで、情報取得部41は、運転手の操作装置203の操作に応じて、車両210が有するボディ211の底部とボディ211を移動可能に保持する車輪212の底部との間の鉛直方向の長さを示す地表距離情報を取得する(S609)。情報取得部41は、取得した地表距離情報を記憶部32に記憶する。次いで、条件設定部42は、S609の処理で取得された地表距離情報を、ボディ211が地表に衝突するか否かを判定する衝突判定処理に使用する地表距離を示す情報として設定する(S610)。条件設定部42は、S609の処理で取得された地表距離情報を所定の識別子に関連付けることにより、地表距離を設定する。 Next, the information acquisition unit 41 acquires ground distance information indicating the vertical distance between the bottom of the body 211 of the vehicle 210 and the bottom of the wheels 212 that movably support the body 211 in response to the driver's operation of the operating device 203 (S609). The information acquisition unit 41 stores the acquired ground distance information in the memory unit 32. Next, the condition setting unit 42 sets the ground distance information acquired in the processing of S609 as information indicating the ground distance to be used in the collision determination processing that determines whether the body 211 will collide with the ground surface (S610). The condition setting unit 42 sets the ground distance by associating the ground distance information acquired in the processing of S609 with a predetermined identifier.

図18(a)は、監視画像生成装置2によって実行される監視画像生成処理を示すフローチャート図である。監視画像生成処理は、記憶部32に記憶されたプログラムに基づいて、処理部40が監視画像生成装置2の各構成と協働することにより実現される。図18(a)に示す監視画像生成処理は、所定の実行間隔で実行される。 Figure 18(a) is a flowchart showing the surveillance image generation process executed by the surveillance image generation device 2. The surveillance image generation process is realized by the processing unit 40 working in cooperation with each component of the surveillance image generation device 2 based on a program stored in the storage unit 32. The surveillance image generation process shown in Figure 18(a) is executed at a predetermined execution interval.

まず、画像情報生成部43は、運転手の操作装置203の操作に応じて、撮像装置206による風景画像の撮像を開始する(S701)。画像情報生成部43は、運転手が操作装置203を操作することにより、操作装置203を介して撮像開始指示を取得したときに、撮像装置206の動作を開始して、撮像装置206による車両210の進行方向の風景画像の撮像を開始する。画像情報生成部43は、撮像装置206によって撮像された風景画像を示す風景画像情報を取得し、取得した風景画像情報を表示装置204に出力する。表示装置204は、入力された風景画像情報に対応する風景画像を表示する。 First, the image information generation unit 43 starts capturing a scenery image using the imaging device 206 in response to the driver's operation of the operation device 203 (S701). When the driver operates the operation device 203 and receives an instruction to start capturing images via the operation device 203, the image information generation unit 43 starts operation of the imaging device 206, causing the imaging device 206 to start capturing a scenery image in the traveling direction of the vehicle 210. The image information generation unit 43 acquires scenery image information indicating the scenery image captured by the imaging device 206, and outputs the acquired scenery image information to the display device 204. The display device 204 displays a scenery image corresponding to the input scenery image information.

次いで、情報取得部41は、車両210の現在位置を示す現在位置情報を取得する(S702)。情報取得部41は、通信部31を介してGNSS受信機201に現在位置信号の出力を要求し、通信部31に現在位置信号が入力されたときに、入力された現在位置信号に対応する現在位置を示す現在位置情報を取得する。 Next, the information acquisition unit 41 acquires current position information indicating the current position of the vehicle 210 (S702). The information acquisition unit 41 requests the GNSS receiver 201 to output a current position signal via the communication unit 31, and when the current position signal is input to the communication unit 31, acquires current position information indicating the current position corresponding to the input current position signal.

次いで、情報取得部41は、車両210の進行方向を示す進行方向情報を取得する(S703)。情報取得部41は、通信部31を介してGNSS受信機201に進行方向信号の出力を要求し、通信部31に進行方向信号が入力されたときに、入力された進行方向信号に対応する進行方向を示す進行方向情報を取得する。 Next, the information acquisition unit 41 acquires traveling direction information indicating the traveling direction of the vehicle 210 (S703). The information acquisition unit 41 requests the GNSS receiver 201 to output a traveling direction signal via the communication unit 31, and when the traveling direction signal is input to the communication unit 31, acquires traveling direction information indicating the traveling direction corresponding to the input traveling direction signal.

次いで、画像情報生成部43は、車両210上の一点、すなわち撮像装置206から視認される車両210が進行する進行方向の地表及び構造物の画像である地形画像を示す地形画像情報を生成し(S704)、生成した地形画像情報を記憶部32に記憶する。 Next, the image information generation unit 43 generates terrain image information showing a point on the vehicle 210, i.e., a terrain image, which is an image of the ground surface and structures in the direction of travel of the vehicle 210 as viewed from the imaging device 206 (S704), and stores the generated terrain image information in the memory unit 32.

図18(b)は、S704の処理のより詳細な処理を示すフローチャートである。 Figure 18(b) is a flowchart showing the processing of S704 in more detail.

まず、画像情報生成部43は、S602、S604及びS606の処理で設定された第1距離、表示長さ及び傾き、並びにS702及びS703の処理で取得された現在位置情報及び進行方向情報を使用して、地形画像を生成する範囲を設定する(S801)。地形画像を生成する範囲は、地形画像範囲と称される。S801の処理は、S301の処理と同様なので、ここでは詳細な説明は省略する。 First, the image information generation unit 43 sets the range for generating a terrain image (S801) using the first distance, display length, and inclination set in the processes of S602, S604, and S606, as well as the current position information and traveling direction information acquired in the processes of S702 and S703. The range for generating a terrain image is referred to as the terrain image range. The process of S801 is similar to the process of S301, so a detailed description will be omitted here.

次いで、画像情報生成部43は、S801の処理で決定された地形画像範囲のニアクリップ面に含まれる地点のそれぞれの高さを示す情報を取得する(S802)。画像情報生成部43は、点群情報32aを参照して、現在位置から進行方向に第1距離だけ離隔した位置において、ニアクリップ面に重畳する地形の高さを示す情報を取得し、取得した情報を第1地形データ群として記憶部32に記憶する。 Next, the image information generation unit 43 acquires information indicating the height of each point included in the near clip plane of the terrain image range determined in the processing of S801 (S802). The image information generation unit 43 references the point cloud information 32a to acquire information indicating the height of the terrain superimposed on the near clip plane at a position separated by a first distance from the current position in the direction of travel, and stores the acquired information in the storage unit 32 as a first terrain data group.

次いで、画像情報生成部43は、ニアクリップ面から所定のプロット間隔だけ進行方向に離隔し且つニアクリップ面に平行な面に含まれる地点のそれぞれの高さを示す情報を取得する(S803)。画像情報生成部43は、点群情報32aを参照して、S802の処理と同様な処理を実行して、ニアクリップ面から所定のプロット間隔だけ離隔した面に重畳する地形の高さを示す情報を取得し、取得した情報を第2地形データ群として記憶部32に記憶する。 Next, the image information generation unit 43 acquires information indicating the height of each point included in a plane that is separated from the near clip plane by a predetermined plot interval in the direction of travel and is parallel to the near clip plane (S803). The image information generation unit 43 references the point cloud information 32a and performs processing similar to that of S802 to acquire information indicating the height of the terrain superimposed on the plane separated from the near clip plane by a predetermined plot interval, and stores the acquired information in the storage unit 32 as a second terrain data group.

次いで、画像情報生成部43は、S803の処理で情報を取得した面からプロット間隔だけ法線L1方向に離隔した取得地点とニアクリップ面との間の距離がS604の処理で設定された表示長さよりも長いか否かを判定する(S804)。取得地点とニアクリップ面との間の距離が表示長さよりも長くないと判定される(S804-NO)と、処理はS803に戻る。以降、取得地点とニアクリップ面との間の距離が表示長さよりも長いと判定される(S804-YES)まで、S803及びS804の処理が繰り返される。S803及びS804の処理が繰り返されることで、複数の地形データ群は、第3地形データ群から順次データ群の番号を増加させながら記憶部32に記憶される。 Next, the image information generation unit 43 determines whether the distance between the acquisition point, which is separated in the normal line L1 direction from the surface for which information was acquired in the processing of S803 by the plot interval, and the near clip plane is longer than the display length set in the processing of S604 (S804). If it is determined that the distance between the acquisition point and the near clip plane is not longer than the display length (S804-NO), processing returns to S803. Thereafter, the processing of S803 and S804 is repeated until it is determined that the distance between the acquisition point and the near clip plane is longer than the display length (S804-YES). By repeating the processing of S803 and S804, multiple terrain data groups are stored in the memory unit 32, with the data group numbers sequentially increasing, starting with the third terrain data group.

画像情報生成部43は、取得地点とニアクリップ面との間の距離が表示長さよりも長いと判定する(S804-YES)と、S802~S804の処理で取得された第1地形データ~第N地形データ群を地形画像情報として記憶部32に記憶する(S805)。画像情報生成部43が地形画像情報を記憶部32に記憶することで、S704の処理は、終了する。 If the image information generation unit 43 determines that the distance between the acquisition point and the near clip plane is longer than the display length (S804-YES), it stores the first to Nth terrain data groups acquired in the processes of S802 to S804 in the storage unit 32 as terrain image information (S805). The image information generation unit 43 stores the terrain image information in the storage unit 32, and the processing of S704 ends.

S704の処理に次いで、画像情報生成部43は、車両210上の一点、すなわち撮像装置206から撮像された風景画像に重畳可能な重畳画像を示す重畳画像情報を生成し(S705)、生成した重畳画像情報を記憶部32に記憶する。 Following the processing of S704, the image information generation unit 43 generates superimposed image information indicating a superimposed image that can be superimposed on a point on the vehicle 210, i.e., a landscape image captured by the imaging device 206 (S705), and stores the generated superimposed image information in the storage unit 32.

図19(a)は、S705の処理のより詳細な処理を示すフローチャートである。 Figure 19(a) is a flowchart showing the processing of S705 in more detail.

まず、画像情報生成部43は、撮像装置206によって撮像される撮像範囲を設定する(S901)。次いで、画像情報生成部43は、S901の処理で設定された撮像範囲に、S704の処理で生成された地形画像情報に対応する地形画像を配置する(S902)。次いで、画像情報生成部43は、撮像装置206の傾きに応じて、S902の処理で地形が配置された撮像範囲を、撮像装置206の傾きに応じた仰角で視認されるように傾斜させる(S903)。S901~S903の処理は、S401、S402及びS406の処理と同様なので、ここでは詳細な説明は省略する。 First, the image information generation unit 43 sets the imaging range to be captured by the imaging device 206 (S901). Next, the image information generation unit 43 arranges the terrain image corresponding to the terrain image information generated in the processing of S704 in the imaging range set in the processing of S901 (S902). Next, the image information generation unit 43 tilts the imaging range in which the terrain is arranged in the processing of S902, in accordance with the tilt of the imaging device 206, so that it is visible at an elevation angle corresponding to the tilt of the imaging device 206 (S903). The processing of S901 to S903 is similar to the processing of S401, S402, and S406, so detailed description will be omitted here.

次いで、画像情報生成部43は、撮像範囲の地表からの高さが撮像装置206の地表からの高さと一致するように、撮像範囲の高さを設定する(S904)。画像情報生成部43は、S608の処理で設定された高さと一致するように撮像範囲の高さを設定する。 Next, the image information generation unit 43 sets the height of the imaging range so that the height of the imaging range from the ground surface matches the height of the imaging device 206 from the ground surface (S904). The image information generation unit 43 sets the height of the imaging range so that it matches the height set in the processing of S608.

次いで、画像情報生成部43は、方位を示す方位画像を生成する(S905)。画像情報生成部43は、S703の処理で取得した進行方向情報に対応する進行方向に対する北の方向との角度差に応じた傾斜を有する二等辺三角形状の画像を方位画像として生成し、生成した方位画像を示す方位画像情報を記憶する。 Next, the image information generation unit 43 generates a direction image indicating the direction (S905). The image information generation unit 43 generates an isosceles triangular image as a direction image, with a slope corresponding to the angle difference between the direction of travel corresponding to the direction of travel information acquired in the processing of S703 and the north direction, and stores direction image information indicating the generated direction image.

次いで、画像情報生成部43は、S905の処理で生成した方位画像を撮像範囲に合成する(S906)ことで、重畳画像情報を生成し、生成した重畳画像情報を記憶部32に記憶する。画像情報生成部43が重畳画像情報を記憶部32に記憶することで、S705の処理が終了する。 Next, the image information generation unit 43 generates superimposed image information by combining the azimuth image generated in the processing of S905 with the imaging range (S906), and stores the generated superimposed image information in the storage unit 32. The processing of S705 ends when the image information generation unit 43 stores the superimposed image information in the storage unit 32.

S705の処理に次いで、衝突判定部44は、衝突判定処理を実行する(S706)。 Following the processing of S705, the collision determination unit 44 executes collision determination processing (S706).

図19(b)は、S706に示す衝突判定処理のより詳細な処理を示す図である。 Figure 19(b) shows a more detailed view of the collision detection process shown in S706.

まず、衝突判定部44は、S703の処理で取得した進行方向に所定の離隔距離だけ離隔した地点の地形の高さを示す情報を点群情報32aから抽出し(S1001)、抽出した情報を記憶部32に記憶する。衝突判定部44は、例えば、ニアクリップ面とファークリップ面との間の地形の高さを示す情報を点群情報32aから抽出する。 First, the collision determination unit 44 extracts information indicating the height of the terrain at a point a predetermined distance away in the direction of travel obtained in the processing of S703 from the point cloud information 32a (S1001), and stores the extracted information in the storage unit 32. For example, the collision determination unit 44 extracts information indicating the height of the terrain between the near clip plane and the far clip plane from the point cloud information 32a.

次いで、衝突判定部44は、車両210のボディ211と地表との間の離隔距離を演算する(S1002)。S610の処理で設定された地表距離情報に対応する長さからS1001の処理で抽出された座標の鉛直方向を示す値から地表高さ情報の鉛直方向を示す値を減算して離隔距離を演算する。衝突判定部44は、演算した離隔距離を記憶部32に記憶する。 Next, the collision determination unit 44 calculates the separation distance between the body 211 of the vehicle 210 and the ground surface (S1002). The separation distance is calculated by subtracting the value indicating the vertical direction of the ground surface height information from the value indicating the vertical direction of the coordinates extracted in the processing of S1001, from the length corresponding to the ground surface distance information set in the processing of S610. The collision determination unit 44 stores the calculated separation distance in the memory unit 32.

次いで、衝突判定部44は、車両210のボディ211が地表に接触するおそれがあるか否かを判定する(S1003)。衝突判定部44は、記憶部32に記憶される警報しきい値情報を取得する。衝突判定部44は、取得した警報しきい値情報に対応する警報しきい値とS1002の処理で演算された離隔距離とを比較して、S1002の処理で演算された離隔距離が警報しきい値以上であるか否かを判定する。衝突判定部44は、S1002の処理で演算された離隔距離が警報しきい値未満であるであるとき、車両210のボディ211が地表に接触するおそれがあると判定する(S1003-YES)。一方、衝突判定部44は、S1002の処理で演算された離隔距離が警報しきい値以上であるであるとき、車両210のボディ211が地表に接触するおそれがないと判定する(S1003-NO)。 Next, the collision determination unit 44 determines whether there is a risk that the body 211 of the vehicle 210 will come into contact with the ground (S1003). The collision determination unit 44 acquires warning threshold information stored in the memory unit 32. The collision determination unit 44 compares the warning threshold corresponding to the acquired warning threshold information with the separation distance calculated in the processing of S1002, and determines whether the separation distance calculated in the processing of S1002 is equal to or greater than the warning threshold. If the separation distance calculated in the processing of S1002 is less than the warning threshold, the collision determination unit 44 determines that there is a risk that the body 211 of the vehicle 210 will come into contact with the ground (S1003-YES). On the other hand, if the separation distance calculated in the processing of S1002 is equal to or greater than the warning threshold, the collision determination unit 44 determines that there is no risk that the body 211 of the vehicle 210 will come into contact with the ground (S1003-NO).

衝突判定部44は、車両210のボディ211が地表に接触するおそれがあると判定する(S1003-YES)と、車両210のボディ211が地表に接触するおそれがあることを示す衝突警報信号を表示装置204及び音声出力装置205に出力する。表示装置204は、車両210のボディ211が地表に接触するおそれがある領域を示す衝突領域画像を風景画像に重畳して表示する。音声出力装置205は、衝突警報信号が入力されることに応じて、車両210のボディ211が地表に接触するおそれがあることを示す音声信号を出力する。衝突判定部44によって車両210のボディ211が地表に接触するおそれがないと判定される(S1003-NO)と、S706の処理は終了する。 If the collision determination unit 44 determines that there is a risk that the body 211 of the vehicle 210 will come into contact with the ground (S1003-YES), it outputs a collision warning signal indicating that there is a risk that the body 211 of the vehicle 210 will come into contact with the ground to the display device 204 and the audio output device 205. The display device 204 displays a collision area image indicating the area where the body 211 of the vehicle 210 is at risk of coming into contact with the ground, superimposed on a landscape image. In response to input of the collision warning signal, the audio output device 205 outputs an audio signal indicating that there is a risk that the body 211 of the vehicle 210 will come into contact with the ground. If the collision determination unit 44 determines that there is no risk that the body 211 of the vehicle 210 will come into contact with the ground (S1003-NO), the processing of S706 ends.

S706の処理に次いで、情報取得部41は、撮像装置206が撮像した風景画像を示す風景画像情報を取得する(S707)。情報取得部41は、撮像装置206が撮像した風景画像を示す風景画像信号の出力を、通信部31を介して撮像装置206に要求し、通信部31に風景画像信号が入力されたときに、入力された風景画像信号に対応する風景画像を示す風景画像情報を取得する。 Following the processing of S706, the information acquisition unit 41 acquires scenery image information indicating the scenery image captured by the imaging device 206 (S707). The information acquisition unit 41 requests the imaging device 206 via the communication unit 31 to output a scenery image signal indicating the scenery image captured by the imaging device 206, and when the scenery image signal is input to the communication unit 31, acquires scenery image information indicating the scenery image corresponding to the input scenery image signal.

次いで、画像情報生成部43は、S705の処理で生成された重畳画像情報に対応する重畳画像を、S707の処理で取得された風景画像情報に対応する風景画像に重畳して、監視画像情報を生成する(S708)。 Next, the image information generation unit 43 superimposes the superimposed image corresponding to the superimposed image information generated in the processing of S705 onto the scenery image corresponding to the scenery image information acquired in the processing of S707, thereby generating monitoring image information (S708).

次いで、出力部45は、S708の処理で生成された監視画像情報を、表示装置204に出力する(S709)。表示装置204は、監視画像情報が入力されることに応じて、入力された監視画像情報に対応する監視画像を表示する。 Next, the output unit 45 outputs the monitoring image information generated in the processing of S708 to the display device 204 (S709). In response to the input of the monitoring image information, the display device 204 displays a monitoring image corresponding to the input monitoring image information.

次いで、画像情報生成部43は、画像生成処理の終了を指示されたか否かを判定する(S710)。画像情報生成部43は、運転手の操作装置203の操作に応じて処理終了信号が入力されたとき、画像生成処理の終了を指示されたと判定する(S710-YES)。画像情報生成部43によって画像生成処理の終了を指示されていないと判定される(S710-NO)と、処理はS702に戻る。以降、画像情報生成部43によって画像生成処理の終了を指示されたと判定される(S710-YES)まで、S702~S710の処理が繰り返される。 Next, the image information generation unit 43 determines whether an instruction to end the image generation process has been received (S710). When a processing end signal is input in response to the driver's operation of the operation device 203, the image information generation unit 43 determines that an instruction to end the image generation process has been received (S710-YES). If the image information generation unit 43 determines that an instruction to end the image generation process has not been received (S710-NO), the process returns to S702. Thereafter, the processes of S702 to S710 are repeated until the image information generation unit 43 determines that an instruction to end the image generation process has been received (S710-YES).

画像情報生成部43によって画像生成処理の終了を指示されたと判定される(S710-YES)と、運転手の操作装置203の操作に応じて、撮像装置206による風景画像の撮像を終了する(S711)。 If the image information generation unit 43 determines that an instruction to end the image generation process has been issued (S710-YES), the imaging device 206 ends capturing the scenery image in response to the driver's operation of the operation device 203 (S711).

(第2実施形態に係る監視画像生成装置の作用効果)
監視画像生成装置2は、風景画像に含まれる地形の地形画像ではなく、ニアクリップ面及びファークリップ面の間の地形の地形画像を風景画像に重畳して表示することで、風景画像が視認し難くなるおそれを低くすることができる。例えば、表示長さを非常に短くしてニアクリップ面及びファークリップ面を近接して配置させることで、車両210から第1距離だけ離隔した地点の地形の断面形状を地形画像として表示することができる。
(Operational effects of the monitoring image generating device according to the second embodiment)
The surveillance image generating device 2 can reduce the risk of the scenery image becoming difficult to view by superimposing a terrain image of the terrain between the near clip plane and the far clip plane on the scenery image, rather than a terrain image of the terrain included in the scenery image. For example, by very shorting the display length and positioning the near clip plane and the far clip plane close to each other, it is possible to display the cross-sectional shape of the terrain at a point a first distance away from the vehicle 210 as a terrain image.

また、監視画像生成装置2は、車両210の進行方向に配置されるニアクリップ面及びファークリップ面の間の地形の地形画像を表示することで、運転者は、車両210の進行方向の地形を容易に把握することができる。 In addition, the monitoring image generating device 2 displays a terrain image of the terrain between the near clip plane and the far clip plane, which are located in the direction of travel of the vehicle 210, allowing the driver to easily grasp the terrain in the direction of travel of the vehicle 210.

また、監視画像生成装置2は、点群情報32aを使用することで、地形を正確且つ迅速に取得することができる。また、監視画像生成装置2は、地形を点群で形成して地形画像を生成するので、地形画像を高精度且つ迅速に生成して表示することができる。 Furthermore, by using the point cloud information 32a, the monitoring image generation device 2 can acquire the terrain accurately and quickly. Furthermore, because the monitoring image generation device 2 forms the terrain using a point cloud to generate a terrain image, it can generate and display the terrain image with high accuracy and quickly.

また、監視画像生成装置2は、撮像装置206の傾きに応じた仰角で視認されるように重畳画像情報を生成するので、監視画像生成装置2の傾きにかかわらず、重畳画像を風景画像に重畳することができる。 In addition, the surveillance image generating device 2 generates superimposed image information so that it is visible at an elevation angle corresponding to the tilt of the imaging device 206, so the superimposed image can be superimposed on the landscape image regardless of the tilt of the surveillance image generating device 2.

また、監視画像生成装置2は、車両210のボディ211が地表に接触するおそれがあるときに警報信号を出力するので、運転手は、ボディ211が地表に接触するおそれを低くように車両210を運転することができる。 In addition, the monitoring image generating device 2 outputs a warning signal when there is a risk that the body 211 of the vehicle 210 will come into contact with the ground, allowing the driver to drive the vehicle 210 in a way that reduces the risk of the body 211 coming into contact with the ground.

(第2実施形態に係る監視画像生成装置の変形例)
監視画像生成装置2は、地形画像及び重畳画像を視錐台として生成するが、実施形態に係る監視画像生成装置は、地形にアフィン変換及び射影変換等の画像処理を実行して地形画像及び重畳画像を生成してもよい。
(Modification of the monitoring image generating device according to the second embodiment)
The surveillance image generating device 2 generates terrain images and superimposed images as a viewing cone, but the surveillance image generating device according to the embodiment may also generate terrain images and superimposed images by performing image processing such as affine transformation and projective transformation on the terrain.

また、監視画像生成装置2は、点群情報を使用して地形画像情報を生成するが、実施形態に係る監視画像生成装置は、レーザスキャナ等の形状検出センサを使用して取得した情報を使用して地形画像情報を生成してもよい。 Furthermore, while the surveillance image generation device 2 generates terrain image information using point cloud information, the surveillance image generation device according to the embodiment may also generate terrain image information using information acquired using a shape detection sensor such as a laser scanner.

また、監視画像生成装置2は、操作装置203~撮像装置206と別体の装置であるが、実施形態に係る監視画像生成装置は、操作装置203~撮像装置206は、監視画像生成装置と一体の装置として配置されてもよい。 Furthermore, while the surveillance image generating device 2 is a separate device from the operation device 203 to the imaging device 206, in the surveillance image generating device according to the embodiment, the operation device 203 to the imaging device 206 may be arranged as an integrated device with the surveillance image generating device.

また、監視画像生成装置1及び2は、監視画像を示す監視画像情報を生成するが、実施形態に係る画像生成装置は、監視画像以外の画像を示す画像情報を生成してもよい。例えば、実施形態に係る画像生成装置は、地下に埋設される配管を含む画像を示す画像情報を生成してもよい。 Furthermore, while surveillance image generation devices 1 and 2 generate surveillance image information that shows surveillance images, the image generation devices according to the embodiments may also generate image information that shows images other than surveillance images. For example, the image generation devices according to the embodiments may generate image information that shows an image that includes pipes buried underground.

また、監視画像生成装置1及び2は、移動体の進行方向の地形の地形情報を取得するが、実施形態に係る画像生成装置は、所望の第1方向の地形を示す地形情報を取得してもよい。また、実施形態に係る画像生成装置は、例えば所定の作業を実施する作業者により保持される携帯端末、又は一点に固定され所望の方向の画像を撮像可能な固定撮像装置であってもよい。 In addition, while surveillance image generation devices 1 and 2 acquire topographical information about the topography in the direction of travel of a moving object, image generation devices according to embodiments may also acquire topographical information indicating the topography in a desired first direction. Furthermore, image generation devices according to embodiments may be, for example, a mobile terminal held by a worker performing a specified task, or a fixed imaging device that is fixed to one point and can capture images in a desired direction.

実施形態に係る画像生成装置は、第1方向の地形を示す地形情報を取得するとき、地形情報に対応する地形上の第1地点と、前記第1方向に位置し且つ第1地点よりも遠隔の第2地点との間の地形を一点から透視した地形の画像である地形画像を含む重畳画像を、前記一点から撮像された風景画像に重畳した画像を示す画像情報を生成する。 When acquiring terrain information indicating the terrain in a first direction, the image generating device according to the embodiment generates image information indicating an image in which a superimposed image including a terrain image, which is an image of the terrain between a first point on the terrain corresponding to the terrain information and a second point located in the first direction and remote from the first point, is superimposed on a landscape image captured from the single point.

1、2 監視画像生成装置
21、41 情報取得部
22、42 条件設定部
23、43 画像情報生成部
24、44 衝突判定部
25、45 出力部
1, 2 Monitoring image generating device 21, 41 Information acquisition unit 22, 42 Condition setting unit 23, 43 Image information generating unit 24, 44 Collision determination unit 25, 45 Output unit

Claims (7)

第1方向の地形を示す地形情報を取得する情報取得部と、
前記地形情報に対応する地形上の第1地点と、前記第1方向に位置し且つ前記第1地点よりも遠隔の第2地点との間の地形を、一点から透視した前記地形の画像である地形画像を含む重畳画像を前記一点から撮像された風景画像に重畳した画像を示す画像情報を生成する画像情報生成部と、
前記画像情報を出力する出力部と、を有し
前記重畳画像は、前記第1地点をニアクリップ面とし、前記第2地点をファークリップ面とする視錐台として生成される、ことを特徴とする画像生成装置。
an information acquisition unit that acquires topographical information indicating the topography in the first direction;
an image information generating unit that generates image information showing an image obtained by superimposing a superimposed image including a terrain image, which is an image of the terrain between a first point on the terrain corresponding to the terrain information and a second point located in the first direction and remote from the first point, viewed from a single point on a scenery image captured from the single point;
an output unit that outputs the image information,
An image generating device characterized in that the superimposed image is generated as a viewing frustum with the first point as a near clip plane and the second point as a far clip plane .
前記情報取得部は、現在位置を示す現在位置情報、及び前記第1方向を示す第1方向情報を更に取得し、
前記第1地点は、前記現在位置から前記第1方向に第1距離だけ離隔した地点であり、
前記第2地点は、前記第1地点から前記第1方向に所定の表示長さだけ離隔した地点である、請求項1に記載の画像生成装置。
the information acquisition unit further acquires current location information indicating a current location and first direction information indicating the first direction;
the first point is a point separated from the current location by a first distance in the first direction,
The image generating device according to claim 1 , wherein the second point is a point spaced apart from the first point in the first direction by a predetermined display length.
前記第1方向に進行する車両が有するボディの底部とボディを移動可能に保持する車輪の底部との間の鉛直方向の離隔距離及び前記地形の高低差に基づいて、ボディの底部が前記地形の表面に接触するおそれがあるか否かを判定し、
ボディの底部が前記地形の表面に接触するおそれがあると判定したときに、警報信号を出力する、
衝突判定部を更に有する、請求項2に記載の画像生成装置。
determining whether or not there is a risk that the bottom of the body of the vehicle traveling in the first direction will come into contact with the surface of the terrain based on a vertical distance between the bottom of the body of the vehicle traveling in the first direction and the bottom of the wheels that movably support the body and a difference in elevation of the terrain;
outputting an alarm signal when it is determined that there is a risk that the bottom of the body will come into contact with the surface of the terrain;
The image generating device according to claim 2 , further comprising a collision determination unit.
前記画像情報生成部は、前記一点に配置される撮像装置によって撮像される前記風景画像に前記重畳画像を重畳して前記画像を示す画像情報を生成する、請求項2又は3に記載の画像生成装置。 The image generating device according to claim 2 or 3, wherein the image information generating unit generates image information representing the image by superimposing the superimposed image on the landscape image captured by the imaging device located at the single point. 前記画像情報生成部は、前記撮像装置の傾きに応じた仰角で視認されるように、前記重畳画像を示す重畳画像情報を生成する、請求項4に記載の画像生成装置。 The image generating device of claim 4, wherein the image information generating unit generates superimposed image information indicating the superimposed image so that it can be viewed at an elevation angle corresponding to the inclination of the imaging device. 第1方向の地形を示す地形情報を取得し、
前記地形情報に対応する地形上の第1地点と、前記第1方向に位置し且つ前記第1地点よりも遠隔の第2地点との間の地形を、一点から透視した前記地形の画像である地形画像を含む重畳画像を前記一点から撮像された風景画像に重畳した画像を示す画像情報を生成し、
前記画像情報を出力する、ことを含み
前記重畳画像は、前記第1地点をニアクリップ面とし、前記第2地点をファークリップ面とする視錐台として生成される、ことを特徴とする画像生成方法。
acquiring topographical information indicating the topography in a first direction;
generating image information showing an image in which a superimposed image including a terrain image, which is an image of the terrain between a first point on the terrain corresponding to the terrain information and a second point located in the first direction and remote from the first point, is superimposed on a scenery image captured from the one point;
outputting the image information;
An image generation method, characterized in that the superimposed image is generated as a viewing frustum with the first point as a near clip plane and the second point as a far clip plane .
第1方向の地形を示す地形情報を取得し、
前記地形情報に対応する地形上の第1地点と、前記第1方向に位置し且つ前記第1地点よりも遠隔の第2地点との間の地形を、一点から透視した前記地形の画像である地形画像を含む重畳画像を前記一点から撮像された風景画像に重畳した画像を示す画像情報を生成し、
前記画像情報を出力する、処理をコンピュータに実行させ
前記重畳画像は、前記第1地点をニアクリップ面とし、前記第2地点をファークリップ面とする視錐台として生成される、ことを特徴とする画像生成プログラム。
acquiring topographical information indicating the topography in a first direction;
generating image information showing an image in which a superimposed image including a terrain image, which is an image of the terrain between a first point on the terrain corresponding to the terrain information and a second point located in the first direction and remote from the first point, is superimposed on a scenery image captured from the one point;
outputting the image information;
The superimposed image is generated as a viewing frustum with the first point as a near clip plane and the second point as a far clip plane .
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