(57)【要約】【課題】重心位置の追尾の場合に比べ早期にその運動変化および運動の特徴を検出し適切な追尾フィルタの選択を実施する。【解決手段】画像入力装置で得た画素ごとの輝度情報を基に画素を複数の観測画像に分離し追尾対象画像を抽出する画像抽出手段と、抽出された追尾対象画像の水平となす傾斜角を算出するとともに傾斜角算出部および算出された傾斜角と所定の回数だけ前に観測したときに算出された傾斜角との差の絶対値があらかじめ設定された第１の閾値および第２の閾値と比較するとともに、差の絶対値が第１の閾値を超える場合高機動運動または差の絶対値が第２の閾値未満の場合直進運動と判別する運動推定部を有する運動判別手段と、追尾対象画像の重心の位置を算出する観測重心位置算出手段と、算出した重心の位置と外部から入力された距離情報を元に運動判別結果を用いて選択した追尾フィルタにより目標を追尾し平滑値を出力する目標追尾手段と、を備えた。【選択図】図１
2010032415.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
赤外線センサによる赤外２次元角度画像を取得する画像入力装置で得た画素ごとの輝度情報を基に画素を複数の観測画像に分離し追尾対象画像を抽出する画像抽出手段と、
上記抽出された追尾対象画像の水平となす傾斜角を算出する傾斜角算出部および上記算出された傾斜角と所定の回数だけ前に観測したときに算出された傾斜角との差の絶対値があらかじめ設定された第１の閾値および上記第１の閾値より小さな第２の閾値と比較するとともに、上記差の絶対値が上記第１の閾値を超える場合高機動運動または上記差の絶対値が上記第２の閾値未満の場合直進運動と判別する運動推定部を有する運動判別手段と、
上記追尾対象画像の重心の位置を算出する観測重心位置算出手段と、
上記算出した重心の位置と外部から入力された距離情報を元に運動判別結果を用いて選択した追尾フィルタにより目標を追尾し平滑値を出力する目標追尾手段と、
を備えたことを特徴とする赤外画像追尾装置。
【請求項２】
上記運動判別手段は、上記算出された傾斜角を追尾する傾斜角追尾用フィルタを有し、  上記運動推定部は、上記算出された傾斜角と追尾により予測した予測値とを比較することにより運動の変化の有無を判別するとともに、変化有りの場合に目標を追尾するタイミングとすることを特徴とする請求項１に記載の赤外画像追尾装置。
【請求項３】
上記傾斜角算出部は、上記追尾対象画像の長径が水平となす角を算出するとともに、上記長径を上記追尾対象画像の傾斜角の算出に利用する場合上記長径が水平となす角を上記追尾対象画像の傾斜角とすることを特徴とする請求項１または２に記載の赤外画像追尾装置。
【請求項４】
上記傾斜角算出部は、上記追尾対象画像の長径および短径がそれぞれ水平となす角を算出するとともに、上記長径および上記短径を上記追尾対象画像の傾斜角の算出に利用する場合、上記長径および上記短径がそれぞれ水平となす角の平均値を傾斜角とすることを特徴とする請求項１または２に記載の赤外画像追尾装置。
【請求項５】
上記運動判別手段は、上記追尾対象画像の最高輝度を示す画素の位置を抽出する最高輝度画素抽出部を有し、
上記傾斜角算出部は、上記追尾対象画像の最高輝度の画素を重心の画素と結んだ線を長径とみなすとともに上記長径が水平となす角を傾斜角とすることを特徴とする請求項１または２に記載の赤外画像追尾装置。
【請求項６】
上記運動判別手段は、上記追尾対象画像の重心からの上記最高輝度画素の相対位置を追尾するとともに、重心移動方向と重心からの相対位置との関係より上記最高輝度画素の目標の対応位置が前回観測時に抽出した位置と同一であることが判別された場合に追尾結果の上記最高輝度画素の平滑値を上記最高輝度画素の位置とし、また上記最高輝度画素の目標の対応位置が前回観測時に抽出した位置と異なることが判別された場合に上記追尾対象画像から抽出した最高輝度画素の位置を上記最高輝度画素の位置とする最高輝度画素追尾・同定部を有することを特徴とする請求項５に記載の赤外画像追尾装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は赤外画像などの観測データに基づいて目標の位置や速度などの目標運動諸元を推定する赤外画像追尾装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来の赤外画像追尾装置は、画像の大きさが数画素のものを追尾対象とし、センサにより観測されるたびに各画素の観測輝度と配置から重心位置を算出し、その観測画像から算出した重心位置と前回観測時に算出された重心の平滑位置を用いて仮定した運動モデルからの予測位置とから今回観測時における重心位置の平滑値を観測モデルと運動モデルから出力することを繰り返すことによって、画像の重心位置を追尾し、センサにより撮像された画像の目標の追尾を行っていた（例えば、特許文献１、非特許文献１参照）。
【０００３】
【特許文献１】特開２００７−１８３１１２号公報
【非特許文献１】Ｙａａｋｏｖ  Ｂａｒ−Ｓｈａｒｌｏｍ著、「Ｍｕｌｔｉｔａｒｇｅｔ−Ｍｕｌｔｉｓｅｎｓｏｒ  Ｔｒａｃｋｉｎｇ：Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ  ａｎｄ  Ａｄｖａｎｃｅｓ  Ｖｏｌｕｍｅ  ＩＩ」、ＡＲＴＥＣＨ  ＨＯＵＳＥ、１９９２年１月１日、ｐ．１１１〜１２５
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
従来の赤外画像追尾装置は、算出された重心位置を複数の運動モデル毎の追尾フィルタを用いて追尾しモデル信頼度を評価することで運動を推定していた。目標の運動モデルと合致しないことでどの追尾フィルタの出力値が選択されるかが決定されるため、重心位置の運動モデルからの逸脱でしか運動変化が検出できず、追従遅れの原因となっていた。
【０００５】
この発明は上記のような問題点を解決するためになされたもので、目標の運動変化は目標の姿勢変化として観測されることに着目し、画像の長径、短径の傾斜角の前回値との比較や傾斜角を追尾し予測値と比較することで、重心位置の追尾の場合に比べ早期にその運動変化および運動の特徴を検出し適切な追尾フィルタの選択を実施することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
この発明に係る赤外画像追尾装置は、赤外線センサによる赤外２次元角度画像を取得する画像入力装置で得た画素ごとの輝度情報を基に画素を複数の観測画像に分離し追尾対象画像を抽出する画像抽出手段と、上記抽出された追尾対象画像の水平となす傾斜角を算出する傾斜角算出部および上記算出された傾斜角と所定の回数だけ前に観測したときに算出された傾斜角との差の絶対値があらかじめ設定された第１の閾値および上記第１の閾値より小さな第２の閾値と比較するとともに、上記差の絶対値が上記第１の閾値を超える場合高機動運動または上記差の絶対値が上記第２の閾値未満の場合直進運動と判別する運動推定部を有する運動判別手段と、上記追尾対象画像の重心の位置を算出する観測重心位置算出手段と、上記算出した重心の位置と外部から入力された距離情報を元に運動判別結果を用いて選択した追尾フィルタにより目標を追尾し平滑値を出力する目標追尾手段と、を備えた。
【発明の効果】
【０００７】
この発明に係る赤外画像追尾装置の効果は、重心位置よりも変化が大きい追尾対象画像の形状を基に目標運動推定を行うことで、追尾フィルタの出力値の重み付けを実施する場合に、重心位置のみの追尾から算出したモデル信頼度のみを用いる場合に比べ早く目標運動に近い運動モデルの追尾フィルタの出力を選択することができるため、追尾性能が向上することである。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
実施の形態１．
図１は、この発明の実施の形態１に係る赤外画像追尾装置の構成図である。
この発明の実施の形態１に係る赤外画像追尾装置１００は、図１に示すように、画像抽出手段１１０、運動判別手段１２０、観測重心位置算出手段１３０、および、目標追尾手段１４０を備える。
画像抽出手段１１０は、赤外線センサによる赤外２次元角度画像を所定の周期で観測する画像入力装置２００が取得することにより得られる画像の画素毎の輝度情報に基づいて式（１）に従って閾値処理を施し追尾対象画像Ｚｋを抽出する。ここで、ｋは今回の観測を意味し、関数Ωは｛｝内の条件を満足する画素の集合、Ｉ（θ，φ）は、座標（θ，φ）の画素の輝度である。例えば、図２に示すような画像から、各画素の輝度が５以上の画素の集合を１つ抽出して追尾対象画像Ｚｋとする。
【０００９】
【数１】
2010032415.tif 000003
【００１０】
運動判別手段１２０は、傾斜角算出部１２１、運動推定部１２２、最高輝度画素抽出部１２３、傾斜角算出方法設定部１２４、および、比較諸元設定部１２５を備える。
傾斜角算出方法設定部１２４は、傾斜角算出方法として追尾対象画像Ｚｋの長径、長径および短径の両方、または最高輝度のいずれを利用するか設定する。
最高輝度画素抽出部１２３は、追尾対象画像Ｚｋの画素のうち最高輝度の画素の座標（θＩ，φＩ）を式（２）に従って算出する。
【００１１】
【数２】
2010032415.tif 000004
【００１２】
傾斜角算出部１２１は、傾斜角算出方法設定部１２４で設定された傾斜角算出方法に従って追尾対象画像Ｚｋの傾斜角Ψｋを算出する。傾斜角算出方法が長径を利用するとき追尾対象画像Ｚｋの長径を算出し、算出した長径が画角の底辺となす角ψＬを追尾対象画像Ｚｋの傾斜角Ψｋとする。傾斜角算出方法が長径および短径の両方を利用するとき追尾対象画像Ｚｋの長径および短径を算出し、算出した長径が画角の底辺となす角ψＬと算出した短径が画角の底辺となす角ψＳとの平均を追尾対象画像Ｚｋの傾斜角Ψｋとする。傾斜角算出方法が最高輝度を利用するとき最高輝度画素抽出部１２３が算出した最高輝度画素座標（θＩ，φＩ）と観測重心位置算出手段１３０が算出した重心画素座標（θＣ，φＣ）とを結ぶ線が画角の底辺となす角ψＩを追尾対象画像Ｚｋの傾斜角Ψｋとする。
【００１３】
運動推定部１２２は、傾斜角算出部１２１で算出された追尾対象画像Ｚｋの傾斜角Ψｋと比較諸元設定部１２５で設定されている回数Ｎ回だけ前の観測（ｋ−Ｎ）における追尾対象画像Ｚｋ−Ｎの傾斜角Ψｋ−Ｎの差を算出し、設定されている上限閾値ｄ１、下限閾値ｄ２と比較し、運動を判定する。傾斜角Ψｋと傾斜角Ψｋ−Ｎとの差の絶対値｜Ψｋ−Ψｋ−Ｎ｜が式（３）を満足するとき高機動運動と判定する。絶対値｜Ψｋ−Ψｋ−Ｎ｜が、式（４）を満足するとき直進運動と判定する。絶対値｜Ψｋ−Ψｋ−Ｎ｜が、式（５）を満足するとき高機動運動および直進運動のどちらの運動とも判定できないとし判定保留状態であると判定する。
【００１４】
【数３】
2010032415.tif 000005
【００１５】
観測重心位置算出手段１３０は、画像抽出手段１１０からの追尾対象画像Ｚｋの輝度情報から重心画素の座標（θＣ，φＣ）を算出する。
【００１６】
目標追尾手段１４０は、直進目標追尾用フィルタ１４１、高機動目標追尾用フィルタ１４２、信頼度計算部１４３、フィルタ選択制御部１４４、および、重み付け処理部１４５を備える。
直進目標追尾用フィルタ１４１は、目標の運動モデルを直進と仮定し、算出された重心画素座標（θＣ，φＣ）と測距装置３００から得られた距離情報を用いて目標を追尾する。
直進目標追尾用フィルタ１４１の例として重心位置（ｘ，ｙ，ｚ）および速度（Ｖｘ，Ｖｙ，Ｖｚ）を状態量とした線形カルマンフィルタが挙げられる。
高機動目標追尾用フィルタ１４２は、目標の運動モデルを高機動と仮定し、算出された重心画素座標（θＣ，φＣ）、測距装置３００から得られた距離情報、および加速度を用いて目標を追尾する。
高機動目標追尾用フィルタ１４２の例として直進目標追尾用フィルタ１４１の状態量に加速度（Ａｘ，Ａｙ，Ａｚ）を加えた線形カルマンフィルタが挙げられる。
【００１７】
信頼度計算部１４３は、直進目標追尾用フィルタ１４１および高機動目標追尾用フィルタ１４２から出力された予測値と観測値から出力値の信頼度を算出する。
フィルタ選択制御部１４４は、運動推定部１２２の判定結果に基づき、直進目標追尾用フィルタ１４１または高機動目標追尾用フィルタ１４２から出力された予測値のいずれか一方を目標追尾結果の出力値として選択する。
重み付け処理部１４５は、直進目標追尾用フィルタ１４１または高機動目標追尾用フィルタ１４２から出力された予測値に信頼度と選択結果を重み付け重心位置の平滑値および予測値とし、結果を表示装置４００に出力する。また、次回追尾対象となる画像を抽出するために結果を画像抽出手段１１０に出力する。
【００１８】
次に、この発明の実施の形態１に係る赤外画像追尾装置１００の動作について説明する。図３は、この発明の実施の形態１に係る赤外画像追尾装置の動作の手順を示すフローチャートである。
ステップＳＴ１として、画像抽出手段１１０は、前回の観測の際に目標追尾手段１４０で得られた重心位置を中心として目標の画素として考えられる閾値以上となる画素および閾値以下だが目標の画素と推定される画素の集合を追尾対象画像Ｚｋとして抽出する。
ステップＳＴ２として、観測重心位置算出手段１３０は、追尾対象画像Ｚｋから重心画素の座標（θＣ，φＣ）を算出する。
ここで、ステップＳＴ３〜ステップＳＴ１３までの手順とステップＳＴ１４〜ステップＳ１５の手順が並行して処理され、ステップＳＴ１６で合流して手順が処理される。
ステップＳＴ３として、傾斜角算出方法設定部１２４で設定された傾斜角算出方法が最高輝度を利用するときステップＳＴ７、それ以外のときステップＳＴ４へ進む。
ステップＳＴ４として、傾斜角算出方法設定部１２４で設定された傾斜角算出方法が追尾対象画像Ｚｋの長径だけを利用するか判断し、長径だけを利用するときステップＳＴ５、長径および短径の両方を利用するときステップＳＴ６へ進む。
ステップＳＴ５として、追尾対象画像Ｚｋの長径を算出し、算出した長径が画角の底辺となす角ψＬを追尾対象画像Ｚｋの傾斜角Ψｋとする。
ステップＳＴ６として、追尾対象画像Ｚｋの長径および短径を算出し、算出した長径が画角の底辺となす角ψＬと算出した短径が画角の底辺となす角ψＳとの平均を追尾対象画像Ｚｋの傾斜角Ψｋとする。
ステップＳＴ７として、追尾対象画像Ｚｋの画素のうち最高輝度の画素の座標（θＩ，φＩ）を式（２）に従って算出する。
ステップＳＴ８として、最高輝度画素座標（θＩ，φＩ）と重心画素座標（θＣ，φＣ）とを結ぶ線が画角の底辺となす角ψＩを追尾対象画像の傾斜角Ψｋとする。
ステップＳＴ９として、追尾対象画像Ｚｋの傾斜角ΨｋとＮ回だけ前の観測（ｋ−Ｎ）における追尾対象画像Ｚｋ−Ｎの傾斜角Ψｋ−Ｎの差を算出し、算出した差の絶対値が設定されている上限閾値ｄ１を超えているか否かを判断し、超えているときステップＳＴ１０、以下のときステップＳＴ１１へ進む。
ステップＳＴ１０として、傾斜角Ψｋと傾斜角Ψｋ−Ｎとの差の絶対値｜Ψｋ−Ψｋ−Ｎ｜が式（３）を満足するとき高機動運動と判定する。
ステップＳＴ１１として、傾斜角Ψｋと傾斜角Ψｋ−Ｎとの差の絶対値が設定されている下限閾値ｄ２未満か否かを判断し、未満のときステップＳＴ１２、以上のときステップＳＴ１３へ進む。
ステップＳＴ１２として、絶対値｜Ψｋ−Ψｋ−Ｎ｜が、式（４）を満足するとき直進運動と判定する。
ステップＳＴ１３として、絶対値｜Ψｋ−Ψｋ−Ｎ｜が、式（５）を満足するとき高機動運動および直進運動のどちらの運動とも判定できないとして判定保留状態と判定する。
【００１９】
ステップＳＴ１４として、直進目標追尾用フィルタ１４１および高機動目標追尾用フィルタ１４２は、重心画素座標（θＣ，φＣ）と測距装置３００から入力される距離情報とを元に、３次元追尾を実施し、目標の平滑値、平滑誤差共分散を出力する。
ステップＳＴ１５として、信頼度計算部１４３は、直進目標追尾用フィルタ１４１および高機動目標追尾用フィルタ１４２から出力される目標の平滑値、平滑誤差共分散に基づいて、直進目標追尾用フィルタ１４１および高機動目標追尾用フィルタ１４２それぞれのモデル尤度を算出し、各モデル尤度を正規化してモデル信頼度を算出する。
ステップＳＴ１６として、フィルタ選択制御部１４４は、運動状態の判定結果から出力するモデル信頼度およびフィルタ出力値を決定する。すなわち、高機動運動と判定されたときは高機動目標追尾用フィルタ１４２からの平滑値および平滑誤差共分散だけを使用する。直進運動と判定されたときは直進目標追尾用フィルタ１４１からの平滑値および平滑誤差共分散だけを使用する。判定保留状態と判定されたときは直進目標追尾用フィルタ１４１および高機動目標追尾用フィルタ１４２からの平滑値および平滑誤差共分散を使用する。
ステップＳＴ１７として、重み付け処理部１４５は、出力された平滑値および平滑誤差共分散をモデル信頼度で重みづけ平均して航跡を生成する。
【００２０】
この発明の実施の形態１に係る赤外画像追尾装置１００は、重心位置よりも変化が大きい追尾対象画像Ｚｋの形状を基に目標運動推定を行うことで、追尾フィルタの出力値の重み付けを実施する場合に、重心位置のみの追尾から算出したモデル信頼度のみを用いる場合に比べ早く目標運動に近い運動モデルの追尾フィルタの出力を選択することができるため、追尾性能が向上する。
【００２１】
実施の形態２．
図４は、この発明の実施の形態２に係る赤外画像追尾装置の構成図である。
この発明の実施の形態２に係る赤外画像追尾装置１００Ｂは、この発明の実施の形態１に係る赤外画像追尾装置１００と運動判別手段１２０Ｂが異なり、それ以外は同様であるので、同様な部分に同じ符号を付記し説明を省略する。
この発明の実施の形態１に係る運動判別手段１２０においては目標の運動を推定するために傾斜角算出部１２１から出力された追尾対象画像Ｚｋの傾斜角ΨｋとＮ回前の追尾対象画像Ｚｋ−Ｎの傾斜角Ψｋ−Ｎとの差の絶対値を閾値と比較していたが、この発明の実施の形態２に係る赤外画像追尾装置１００Ｂでは、追尾対象画像Ｚｋの傾斜角を目標追尾手段において追尾し算出された予測値と観測された画像の傾斜角を運動判別手段１２０Ｂで比較することで、運動を推定するだけでなく運動変化の有無を早期に検出する。
【００２２】
運動判別手段１２０Ｂは、傾斜角算出部１２１、運動推定部１２２Ｂ、最高輝度画素抽出部１２３、傾斜角算出方法設定部１２４、比較諸元設定部１２５Ｂ、および、傾斜角追尾用フィルタ１２６を備える。傾斜角算出部１２１、最高輝度画素抽出部１２３、傾斜角算出方法設定部１２４は、実施の形態１を説明した際に説明した内容と同じであるので、説明は省略する。
傾斜角追尾用フィルタ１２６は、傾斜角算出部１２１で算出された画像の傾斜角Ψｋを追尾する。傾斜角追尾用フィルタ１２６の例として傾斜角Ψｋおよび傾斜角速度ωΨｋを状態量とする線形カルマンフィルタが挙げられる。
運動推定部１２２Ｂは、傾斜角の予測値と傾斜角算出部１２１で算出された傾斜角との残差と比較諸元設定部１２５Ｂであらかじめ設定されている残差閾値を比較し運動変化の有無を検出する。また、その結果を用いて運動推定を実施する。
【００２３】
図５は、この発明の実施の形態２に係る赤外画像追尾装置での傾斜角追尾および運動変化検出の手順を示すフローチャートである。
次に、この発明の実施の形態２に係る赤外画像追尾装置１００Ｂの動作について説明するが、図３のステップＳＴ５〜ＳＴ８で算出された傾斜角を追尾するところから運動推定するところまでの手順である。
ステップＳＴ２１において、傾斜角追尾用フィルタ１２６は、今回の観測値として傾斜角算出部１２１で算出された傾斜角Ψｋと前回傾斜角追尾用フィルタ１２６で追尾したときに算出した前回予測値および予測誤差共分散より、今回観測値と前回予測値との差である残差および次回予測値を算出する。
ステップＳＴ２２において、運動推定部１２２Ｂは、今回観測値と前回予測値との残差が比較諸元設定部１２５Ｂで設定されている残差閾値を超えているか否かを判断し、超えているときステップＳＴ２３、以下のときステップＳＴ２４へ進む。
ステップＳＴ２３において、前回まで算出された残差が残差閾値を超えているか否かを判断し、超えているときステップＳＴ２４、超えていないときステップＳＴ２５へ進む。  ステップＳＴ２４において、運動変化なしと判定する。
ステップＳＴ２５において、運動変化有りと判定し、運動推定部１２２Ｂにおける目標運動推定結果を判定保留状態とする。
判定保留状態と判定されたときは直進目標追尾用フィルタ１４１および高機動目標追尾用フィルタ１４２からの平滑値および平滑誤差共分散を使用する。
【００２４】
この発明の実施の形態２に係る赤外画像追尾装置１００Ｂは、傾斜角の観測値と傾斜角の追尾による予測値との残差から傾斜角の変化量を算出することにより、運動の変化の有無を早期に検出することが可能となるため、目標の運動に近い運動モデルの重心位置追尾フィルタが選択できることから、追尾性能が向上する。
【００２５】
実施の形態３．
図６は、この発明の実施の形態３に係る赤外画像追尾装置の構成図である。
この発明の実施の形態３に係る赤外画像追尾装置１００Ｃは、この発明の実施の形態２に係る赤外画像追尾装置１００Ｂと運動判別手段１２０Ｃが異なり、それ以外は同様であるので、同様な部分に同じ符号を付記し説明を省略する。
この発明の実施の形態２に係る傾斜角算出部１２１では、追尾対象画像の傾斜角の算出方法として最高輝度画素を利用するとき、今回の観測での追尾対象画像の最高輝度の画素を抽出して用いているが、この発明の実施の形態３に係る傾斜角算出部１２１Ｂでは、最高輝度画素を用いるときに当該画素が前回まで利用してきた画素と目標の同位置にあるものかを判別し、同位置であれば使用し、同位置でなければ使用しないようにする。
【００２６】
この発明の実施の形態３に係る運動判別手段１２０Ｃは、この発明の実施の形態２に係る運動判別手段１２０Ｂに最高輝度画素追尾・同定部１２７を追加し、それにともない傾斜角算出部１２１Ｂが異なるが、それ以外は同様であるので、同様な部分の説明は省略する。
傾斜角算出部１２１Ｂにおいて、傾斜角算出方法設定部１２４により最高輝度画素を利用すると設定されている場合、最高輝度画素抽出部１２３を用いて最高輝度を抽出する。  最高輝度画素追尾・同定部１２７は距離追尾フィルタであり、重心画素からの最高輝度画素の相対位置を追尾する。距離追尾フィルタの例として相対位置Ｒ、相対位置速度ＶＲを状態量とした線形カルマンフィルタが挙げられる。
傾斜角算出部１２１Ｂは、予測値と観測値との残差が設定されている閾値以下である場合、これまでの最高輝度画素と同一点として、追尾結果である平滑位置に対応する画素を最高輝度画素として傾斜角を算出する。
【００２７】
図７は、この発明の実施の形態３に係る赤外画像追尾装置で実行される最高輝度画素同一判定手順を示すフローチャートである。
次に、この発明の実施の形態３に係る赤外画像追尾装置１００Ｃの動作について説明するが、図５のステップＳＴ７で算出された最高輝度画素が直近の観測で追尾された最高輝度画素と同一であるか否かを判断するところから追尾対象画像の傾斜角を算出するところまでの手順である。
ステップＳＴ３において、傾斜角算出部１２１Ｂは、傾斜角算出方法設定部１２４により最高輝度を利用すると設定されている場合、ステップＳＴ７へ進む。
ステップＳＴ７において、最高輝度画素抽出部１２３は最高輝度の画素の位置を抽出する。
ステップＳＴ３１において、最高輝度画素追尾・同定部１２７は重心画素からの最高輝度画素の相対位置を追尾する。このとき、相対位置Ｒ（太字）ｋは式（６）のように算出する。なお、ｓｉｇｎは（）の符号、ｅ（太字）Ｃは重心速度ベクトルの単位ベクトル、ｅ（太字）Ｌは重心から最高輝度画素への単位ベクトル、ＲＣＬは重心画素から最高輝度画素までの距離を示す。
【００２８】
【数４】
2010032415.tif 000006
【００２９】
ステップＳＴ３２において、最高輝度画素追尾・同定部１２７は相対位置Ｒ（太字）ｋの観測値と前回追尾結果である相対位置予測値との残差があらかじめ設定されている閾値以下であるか否かを判断し、残差が閾値以下の場合ステップＳＴ３３に進み、残差が閾値を超える場合ステップＳＴ３４に進む。
ステップＳＴ３３において、傾斜角算出部１２１Ｂは閾値以下で同一点と判断された場合、最高輝度画素の平滑値と重心を結ぶ線と画角の底辺のなす角を画像の傾斜角とする。
ステップＳＴ３４において、傾斜角算出部１２１Ｂは閾値を超えて同一点ではないと判断された場合、最高輝度画素の観測値と重心を結ぶ線と画角の底辺のなす角を画像の傾斜角とする。
【００３０】
この発明の実施の形態３に係る赤外画像追尾装置１００Ｃでは、最高輝度画素を用いて追尾対象画像の傾斜角を算出するとき最高輝度の画素の同位置判定を行うことで、目標の最高輝度位置が変化した場合に誤った目標運動の検出を抑制することができ、追尾における安定性が向上する。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】この発明の実施の形態１に係る赤外画像追尾装置の構成図である。
【図２】赤外画像から追尾対象画像を抽出する様子を示す図である。
【図３】この発明の実施の形態１に係る赤外画像追尾装置の動作の手順を示すフローチャートである。
【図４】この発明の実施の形態２に係る赤外画像追尾装置の構成図である。
【図５】この発明の実施の形態２に係る赤外画像追尾装置の動作の一部の手順を示すフローチャートである。
【図６】この発明の実施の形態３に係る赤外画像追尾装置の構成図である。
【図７】この発明の実施の形態３に係る赤外画像追尾装置の動作の一部の手順を示すフローチャートである。
【符号の説明】
【００３２】
１００、１００Ｂ、１００Ｃ  赤外画像追尾装置、１１０  画像抽出手段、１２０、１２０Ｂ、１２０Ｃ  運動判別手段、１２１、１２１Ｂ  傾斜角算出部、１２２、１２２Ｂ  運動推定部、１２３  最高輝度画素抽出部、１２４  傾斜角算出方法設定部、１２５、１２５Ｂ  比較諸元設定部、１２６  傾斜角追尾用フィルタ、１２７  最高輝度画素追尾・同定部、１３０  観測重心位置算出手段、１４０  目標追尾手段、１４１  直進目標追尾用フィルタ、１４２  高機動目標追尾用フィルタ、１４３  信頼度計算部、１４４  フィルタ選択制御部、１４５  重み付け処理部、２００  画像入力装置、３００  測距装置、４００  表示装置。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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