(57)【要約】  位置特定部（２３）は、条件受付部（２１）によって受け付けられたカメラ条件（４１）に基づいて、領域受付部（２２）によって受け付けられた対象領域（４２）を撮影可能な各カメラの設置位置（４５）を特定する。仮想映像生成部（２４）は、特定された設置位置（４５）に各カメラを設置した場合に、各カメラによってＣＧ空間（４３）を撮影した仮想撮影映像を生成し、生成された仮想撮影映像を俯瞰変換した上で合成して仮想合成映像（４６）を生成する。表示部（２５）は、生成された仮想合成映像（４６）をディスプレイ（３２）に表示する。
2017134987.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
カメラの撮影条件を示すカメラ条件の入力を受け付ける条件受付部と、
前記条件受付部によって受け付けられた前記カメラ条件に基づいて対象領域を撮影可能な各カメラの設置位置を特定する位置特定部と、
前記位置特定部によって特定された設置位置に前記各カメラを設置した場合に、前記各カメラによって仮想モデルを撮影した仮想撮影映像を生成し、生成された仮想撮影映像を俯瞰変換した上で合成して仮想合成映像を生成する仮想映像生成部と
を備える設置位置決定装置。
【請求項２】
前記カメラ条件は、カメラの台数を示し、
前記位置特定部は、前記カメラ条件が示す台数のカメラで対象領域を撮影可能な各カメラの設置位置を特定する
請求項１に記載の設置位置決定装置。
【請求項３】
前記カメラ条件は、限界高さを示し、
前記位置特定部は、前記対象領域にいる前記限界高さ以下の被写体を撮影可能な前記設置位置を特定する
請求項１又は２に記載の設置位置決定装置。
【請求項４】
前記カメラ条件は、限界伸び率を示し、
前記位置特定部は、前記仮想映像生成部によって前記仮想撮影映像が俯瞰変換される際、前記カメラの前方にいる前記限界高さ以下の被写体の伸び率が前記限界伸び率以下になる前記設置位置を特定する
請求項３に記載の設置位置決定装置。
【請求項５】
前記カメラ条件は、設置高さと、画角とを示し、
前記位置特定部は、
前記設置高さに設置された前記画角の２台のカメラをｘ方向に沿って対向させて設置した場合に、前記対象領域の前記ｘ方向全体を撮影可能であり、かつ、前記ｘ方向において前記被写体の伸び率が前記限界伸び率以下になる前記２台のカメラの前記ｘ方向の設置位置Ｘ及び俯角を特定するＸ位置特定部と、
前記Ｘ位置特定部によって特定された前記俯角及び前記設定位置Ｘに各カメラを設置する場合に、前記対象領域の前記ｘ方向と直行するｙ方向全体を撮影可能な前記ｙ方向の設置位置Ｙを特定するＹ位置特定部と
を備える請求項４に記載の設置位置決定装置。
【請求項６】
前記Ｘ位置特定部は、前記対象領域の前記ｘ方向の端部の座標ｘ１と、前記対象領域の前記ｘ方向の幅Ｗｘと、前記被写体の伸び率が前記限界伸び率以下になる前記ｘ方向の幅Ｈｋ＊とを用いて、前記２台のカメラの一方の設定位置Ｘ１をＸ１＝ｘ１＋（１／２）Ｗｘ−Ｈｋ＊により特定し、他方の設置位置Ｘ２をＸ２＝ｘ１＋（１／２）Ｗｘ＋Ｈｋ＊により特定する
請求項５に記載の設置位置決定装置。
【請求項７】
前記Ｘ位置特定部は、前記設置高さＺと、前記限界高さＺｈと、前記画角θとを用いて、（π＋θ）／２−ａｒｃｔａｎ（Ｈｋ＊／（Ｚ−Ｚｈ））＞α、又は、（π＋θ）／２−ａｒｃｔａｎ（Ｈｋ＊／Ｚ）＞αであり、かつ、α＞（π−θ）／２−ａｒｃｔａｎ（（Ｗｘ／２−Ｈｋ＊）／（Ｚ―Ｚｈ））である前記俯角αを特定する
請求項６に記載の設置位置決定装置。
【請求項８】
前記Ｙ位置特定部は、前記各カメラの水平解像度と垂直解像度との比をＷθ：Ｈθとし、前記ｙ方向に並べるカメラの台数をＮとした場合に、前記対象領域の前記ｙ方向の端部の座標ｙ１と、前記カメラの前記ｘ方向の撮影可能幅Ｈとを用いて、Ｗ１＝（（Ｗθｓｉｎ（α−θ／２））／Ｈθｃｏｓ（θ／２））Ｈとし、ｉ＝１，．．．，Ｎの各カメラの前記ｙ方向の設置位置ＹｉをＹｉ＝ｙ１＋（（２ｉ−１）／２）Ｗ１により特定する
請求項７に記載の設置位置決定装置。
【請求項９】
前記Ｙ位置特定部は、前記ｙ方向に並べるカメラの台数をＮとした場合に、前記対象領域の前記ｙ方向の端部の座標ｙ１を用いて、ｉ＝１，．．．，Ｎの各カメラの前記ｙ方向の設置位置ＹｉをＹｉ＝ｙ１＋（（２ｉ−１）／２）２Ｈｋ＊により特定する
請求項７に記載の設置位置決定装置。
【請求項１０】
前記位置特定部は、前記台数で前記対象領域を撮影可能な前記設置位置を特定できない場合には、前記条件受付部に前記カメラ条件の再入力を受け付けさせる
請求項１に記載の設置位置決定装置。
【請求項１１】
前記位置特定部は、前記限界伸び率以下になる前記設置位置を特定できない場合には、前記条件受付部に前記カメラ条件の再入力を受け付けさせる
請求項４に記載の設置位置決定装置。
【請求項１２】
前記カメラ条件は、カメラを設置できない不可範囲を示し、
前記位置特定部は、前記不可範囲を除いた範囲において、前記対象領域を撮影可能な各カメラの設置位置を特定する
請求項１に記載の設置位置決定装置。
【請求項１３】
前記カメラ条件は、既設カメラの撮影範囲を特定可能な範囲情報を示し、
前記位置特定部は、前記対象領域のうち前記範囲情報が示す撮影範囲を除いた領域を撮影可能な各カメラの設置位置を特定する
請求項１に記載の設置位置決定装置。
【請求項１４】
前記仮想映像生成部は、前記各カメラと、前記既設カメラとによって仮想モデルを撮影した仮想撮影映像を生成し、生成された仮想撮影映像を俯瞰変換した上で合成して仮想合成映像を生成する
請求項１３に記載の設置位置決定装置。
【請求項１５】
カメラの撮影条件を示すカメラ条件の入力を受け付け、
受け付けられた前記カメラ条件に基づいて対象領域を撮影可能な各カメラの設置位置を特定し、
特定された前記設置位置に前記各カメラを設置した場合に、前記各カメラによって仮想モデルを撮影した仮想撮影映像を生成し、生成された仮想撮影映像を俯瞰変換した上で合成して仮想合成映像を生成する設置位置決定方法。
【請求項１６】
カメラの撮影条件を示すカメラ条件の入力を受け付ける条件受付処理と、
前記条件受付処理によって受け付けられた前記カメラ条件に基づいて対象領域を撮影可能な各カメラの設置位置を特定する位置特定処理と、
前記位置特定処理によって特定された設置位置に前記各カメラを設置した場合に、前記各カメラによって仮想モデルを撮影した仮想撮影映像を生成し、生成された仮想撮影映像を俯瞰変換した上で合成して仮想合成映像を生成する仮想映像生成処理と
をコンピュータに実行させる設置位置決定プログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、複数のカメラで撮影された映像を合成して対象範囲の映像を作成する場合における各カメラの設置位置を決定する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１〜３には、監視カメラの設置支援として、カメラからの仮想撮影映像をシミュレートするカメラ設置シミュレータが記載されている。このカメラ設置シミュレータは、監視カメラの設置対象施設の地図画像と車や障害物等の３次元モデルとを用いて、設置対象施設の３次元モデル空間を作成する。そして、このカメラ設置シミュレータは、その空間内の特定の位置に特定の姿勢でカメラを設置した場合の撮影可能範囲及び死角範囲と、撮影イメージとをシミュレートする。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００９−１０５８０２号公報
【特許文献２】特開２００９−２３９８２１号公報
【特許文献３】特開２００９−２１７１１５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１〜３に記載されたカメラ設置シミュレータは、特定の位置及び姿勢でカメラを設置した場合の撮影範囲と見え方をシミュレートするものである。そのため、ユーザがある特定の領域を監視したい場合には、カメラの設置条件を変更しながら、対象領域をすべて撮影できる最適なカメラ設置位置を見つける必要があった。
また、特許文献１〜３に記載されたカメラ設置シミュレータは、単体のカメラを想定したものであり、複数のカメラ映像から合成映像を作成する際の、各カメラの最適な配置を決めることは考慮されていない。そのため、複数のカメラの映像を合成するとどのような映像が得られるかを知ることはできなかった。【０００５】
この発明は、複数のカメラで撮影された映像を合成して、ユーザが望む対象領域の映像が得られる各カメラの設置位置を簡便に決定可能にすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
この発明に係る設置位置決定装置は、
カメラの台数を示すカメラ条件の入力を受け付ける条件受付部と、
前記条件受付部によって受け付けられた前記カメラ条件が示す台数以下の数のカメラで対象領域を撮影可能な各カメラの設置位置を特定する位置特定部と、
前記位置特定部によって特定された設置位置に前記各カメラを設置した場合に、前記各カメラによって仮想モデルを撮影した仮想撮影映像を生成し、生成された仮想撮影映像を俯瞰変換した上で合成して仮想合成映像を生成する仮想映像生成部と
を備える。
【発明の効果】
【０００７】
この発明は、カメラ条件が示す台数以下の数のカメラで対象領域を撮影可能な各カメラの設置位置が特定され、特定された設置位置に各カメラを設置した場合の仮想合成映像が生成される。そのため、ユーザは、カメラ条件を変更しながら仮想合成映像を確認するだけで、望む映像が得られる各カメラの設置位置を決定することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】実施の形態１に係る設置位置決定装置１０の構成図。
【図２】実施の形態１に係る設置位置決定装置１０の動作を示すフローチャート。
【図３】実施の形態１に係るＣＧ空間４３を上から見た上面図４４を示す図。
【図４】実施の形態１に係る表示部２５による表示例を示す図。
【図５】実施の形態１に係るステップＳ３のフローチャート。
【図６】実施の形態１に係るカメラ５０の設置例を示す図。
【図７】実施の形態１に係るカメラ５０の撮影可能範囲Ｈを示す図。
【図８】実施の形態１に係るカメラ５０の撮影可能範囲Ｈを示す図。
【図９】実施の形態１に係る高さのある被写体を撮影した場合の伸びの説明図。
【図１０】実施の形態１に係る利用範囲Ｈｋ＊の説明図。
【図１１】実施の形態１に係るカメラ５０の後方にいる被写体の説明図。
【図１２】実施の形態１に係るカメラ５０の後方にいる被写体の説明図。
【図１３】実施の形態１に係るカメラ５０の撮影可能範囲を上から見た図。
【図１４】実施の形態１に係るカメラ５０のｙ方向の設置例を示す図。
【図１５】実施の形態１に係るステップＳ５のフローチャート。
【図１６】実施の形態１に係る撮影面５２の説明図。
【図１７】実施の形態１に係る撮影面５２での映像と平面に投影した映像とを示す図。
【図１８】実施の形態１に係る俯瞰映像の切り捨て部分を示す図。
【図１９】実施の形態１に係るαブレンディングの説明図。
【図２０】変形例１に係る設置位置決定装置１０の構成図。
【図２１】変形例３に係る対象領域４２が円形の領域である場合の説明図。
【図２２】変形例３に係る対象領域４２が円形の領域である場合の説明図。
【図２３】変形例３に係るカメラ５０が中心位置に配置された場合の説明図。
【図２４】変形例３に係る対象領域４２がＬ字型の領域である場合の説明図。
【図２５】変形例３に係る対象領域４２がＬ字型の領域である場合の説明図。
【図２６】変形例４に係るカメラ５０の配置の説明図。
【図２７】変形例４に係るカメラ５０の配置の説明図。
【図２８】変形例４に係るカメラ５０の配置の説明図。
【図２９】変形例４に係るカメラ５０の設置位置の特定方法の説明図。
【図３０】変形例４に係るカメラ５０の配置の説明図。
【図３１】変形例４に係るカメラ５０の配置の説明図。
【図３２】変形例５に係る全天球カメラの説明図。
【図３３】変形例５に係る全天球カメラの説明図。
【図３４】変形例５に係る全天球カメラの配置の説明図。
【図３５】実施の形態２に係る不可範囲４７の説明図。
【図３６】実施の形態２に係るカメラ５０の設置位置の特定方法の説明図。
【図３７】実施の形態２に係るカメラ５０の設置位置の特定方法の説明図。
【図３８】変形例６に係る対象領域４２の例を示す図。
【図３９】変形例６に係るカメラ５０及び移動体カメラ５３の設置位置の特定方法の説明図。
【図４０】実施の形態３に係るカメラ５０の設置位置の特定方法の説明図。
【図４１】実施の形態３に係るカメラ５０の設置位置の特定方法の説明図。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
実施の形態１．
＊＊＊構成の説明＊＊＊
図１を参照して、実施の形態１に係る設置位置決定装置１０の構成を説明する。
設置位置決定装置１０は、コンピュータである。
設置位置決定装置１０は、プロセッサ１１と、記憶装置１２と、入力インタフェース１３と、表示インタフェース１４とを備える。プロセッサ１１は、信号線を介して他のハードウェアと接続され、これら他のハードウェアを制御する。
【００１０】
プロセッサ１１は、プロセッシングを行うＩＣ（Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ  Ｃｉｒｃｕｉｔ）である。プロセッサ１１は、具体的には、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ）、ＤＳＰ（Ｄｉｇｉｔａｌ  Ｓｉｇｎａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｏｒ）、ＧＰＵ（Ｇｒａｐｈｉｃｓ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ）である。
【００１１】
記憶装置１２は、メモリ１２１と、ストレージ１２２とを備える。メモリ１２１は、具体的には、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｍｅｍｏｒｙ）である。ストレージ１２２は、具体的には、ＨＤＤ（Ｈａｒｄ  Ｄｉｓｋ  Ｄｒｉｖｅ）である。また、ストレージ１２２は、ＳＤ（Ｓｅｃｕｒｅ  Ｄｉｇｉｔａｌ）メモリカード、ＣＦ（ＣｏｍｐａｃｔＦｌａｓｈ）、ＮＡＮＤフラッシュ、フレキシブルディスク、光ディスク、コンパクトディスク、ブルーレイ（登録商標）ディスク、ＤＶＤといった可搬記憶媒体であってもよい。
【００１２】
入力インタフェース１３は、キーボード、マウス、タッチパネルといった入力装置３１を接続する装置である。具体的には、入力インタフェース１３は、ＵＳＢ（Ｕｎｉｖｅｒｓａｌ  Ｓｅｒｉａｌ  Ｂｕｓ）、ＩＥＥＥ１３９４、ＰＳ／２といったコネクタである。
【００１３】
表示インタフェース１４は、ディスプレイ３２を接続する装置である。具体的には、表示インタフェース１４は、ＨＤＭＩ（登録商標）（Ｈｉｇｈ−Ｄｅｆｉｎｉｔｉｏｎ  Ｍｕｌｔｉｍｅｄｉａ  Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ）、ＤＶＩ（Ｄｉｇｉｔａｌ  Ｖｉｓｕａｌ  Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ）といったコネクタである。
【００１４】
設置位置決定装置１０は、機能構成要素として、条件受付部２１と、領域受付部２２と、位置特定部２３と、仮想映像生成部２４と、表示部２５とを備える。位置特定部２３は、Ｘ位置特定部２３１と、Ｙ位置特定部２３２とを備える。条件受付部２１と、領域受付部２２と、位置特定部２３と、Ｘ位置特定部２３１と、Ｙ位置特定部２３２と、仮想映像生成部２４と、表示部２５との各部の機能はソフトウェアにより実現される。
記憶装置１２のストレージ１２２には、設置位置決定装置１０の各部の機能を実現するプログラムが記憶されている。このプログラムは、プロセッサ１１によりメモリ１２１に読み込まれ、プロセッサ１１によって実行される。これにより、設置位置決定装置１０の各部の機能が実現される。また、ストレージ１２２には、仮想合成映像４６を得たい対象領域４２を含む領域の地図データが記憶されている。
【００１５】
プロセッサ１１によって実現される各部の機能の処理の結果を示す情報とデータと信号値と変数値は、メモリ１２１、又は、プロセッサ１１内のレジスタ又はキャッシュメモリに記憶される。以下の説明では、プロセッサ１１によって実現される各部の機能の処理の結果を示す情報とデータと信号値と変数値は、メモリ１２１に記憶されるものとして説明する。
【００１６】
プロセッサ１１によって実現される各機能を実現するプログラムは、記憶装置１２に記憶されているとした。しかし、このプログラムは、磁気ディスク、フレキシブルディスク、光ディスク、コンパクトディスク、ブルーレイ（登録商標）ディスク、ＤＶＤといった可搬記憶媒体に記憶されてもよい。
【００１７】
図１では、プロセッサ１１は、１つだけ示されていた。しかし、プロセッサ１１は、複数であってもよく、複数のプロセッサ１１が、各機能を実現するプログラムを連携して実行してもよい。
【００１８】
＊＊＊動作の説明＊＊＊
図１から図１９を参照して、実施の形態１に係る設置位置決定装置１０の動作を説明する。
実施の形態１に係る設置位置決定装置１０の動作は、実施の形態１に係る設置位置決定方法に相当する。また、実施の形態１に係る設置位置決定装置１０の動作は、実施の形態１に係る設置位置決定プログラムの処理に相当する。
【００１９】
図１から図４を参照して、実施の形態１に係る設置位置決定装置１０の動作概要を説明する。
図２に示すように、設置位置決定装置１０の動作は、ステップＳ１からステップＳ７に分かれる。
【００２０】
＜ステップＳ１：領域受付処理＞
領域受付部２２は、仮想合成映像４６を得たい対象領域４２の入力を受け付ける。
具体的には、領域受付部２２は、地図データをストレージ１２２から読み出して、テクスチャマッピングを行う等して、２次元又は３次元のＣＧ（Ｃｏｍｐｕｔｅｒ  Ｇｒａｐｈｉｃｓ）空間４３を生成する。領域受付部２２は、図３に示すように、生成されたＣＧ空間４３を上から見た上面図４４を、表示インタフェース１４を介してディスプレイ３２に表示する。そして、ユーザから入力装置３１を介して上面図４４内の領域が指定されることにより、領域受付部２２は対象領域４２を受け付ける。領域受付部２２は、生成されたＣＧ空間４３及び受け付けた対象領域４２をメモリ１２１に書き込む。
実施の形態１では、ＣＧ空間４３はＸＹＺ軸で表される３軸の空間とする。また、対象領域４２は、ＸＹ軸で表される平面上のＸ軸及びＹ軸に平行な辺を持つ長方形であるとする。そして、対象領域４２は、左上の座標値（ｘ１、ｙ１）と、Ｘ軸と平行なｘ方向の幅Ｗｘと、Ｙ軸と平行なｙ方向の幅Ｗｙとによって指定されるとする。図３では、ハッチングで示された部分が対象領域４２として指定されたとする。
【００２１】
＜ステップＳ２：条件受付処理＞
条件受付部２１は、カメラ条件４１の入力を受け付ける。
具体的には、ユーザから入力装置３１を介して、設置するカメラ５０の最大の台数２Ｎと、限界伸び率Ｋと、限界高さＺｈと、設置高さＺｓと、画角θと、解像度と、カメラ５０の種類といった情報を示すカメラ条件４１が入力され、条件受付部２１は入力されたカメラ条件４１を受け付ける。限界伸び率Ｋは、映像が俯瞰変換される際の被写体の伸び率（Ｑ／Ｐ）の上限である（図９参照）。限界高さＺｈは、被写体の高さの上限である（図１１、図１２参照）。設置高さＺｓは、カメラ５０が設置される高さの下限である（図７参照）。画角θは、カメラ５０で撮影される映像に映る範囲を表す角度である（図７参照）。なお、後述するように、実施の形態１では、カメラ５０を対向して設置する。そのため、カメラ台数は偶数となるので、カメラ５０の最大の台数を２Ｎとしている。
実施の形態１では、条件受付部２１は、表示インタフェース１４を介して入力装置３１に、ＧＵＩ画面を表示して、カメラ条件４１が示す各項目をユーザに選択させる等して入力させる。条件受付部２１は、受け付けたカメラ条件４１をメモリ１２１に書き込む。
条件受付部２１は、カメラ種類については、カメラ５０の種類の一覧を表示してユーザに選択させる。また、条件受付部２１は、画角については、選択された種類のカメラ５０の最大画角及び最小画角を表示して、最大画角と最小画角との間の画角を入力させる。
なお、設置高さＺｓは、カメラ５０を設置可能な高さのうち、最も低い位置が指定されるものとする。カメラ５０は、対象領域４２付近に設置されたポールといったある程度高さのある場所に設置される。
【００２２】
＜ステップＳ３：位置特定処理＞
位置特定部２３は、ステップＳ２で条件受付部２１によって受け付けられたカメラ条件４１が示す台数２Ｎ以下の数のカメラ５０で対象領域４２にいる限界高さＺｈ以下の被写体を撮影可能な各カメラ５０の設置位置４５を特定する。位置特定部２３は、ステップＳ５で仮想映像生成部２４によって映像が俯瞰変換される際、対象領域４２にいる限界高さＺｈ以下の被写体の伸び率が限界伸び率Ｋ以下になる設置位置４５を特定する。
【００２３】
＜ステップＳ４：特定判定処理＞
位置特定部２３は、ステップＳ３で、設置位置４５を特定できた場合には、処理をステップＳ５に進め、設置位置４５を特定できない場合には、処理をステップＳ２に戻して、カメラ条件４１を再入力させる。
設置位置４５を特定できない場合とは、カメラ条件４１が示す台数２Ｎ以下の数で対象領域４２を撮影可能な設置位置４５を特定できない場合と、被写体の伸び率が限界伸び率Ｋ以下になる設置位置４５を特定できない場合とである。
【００２４】
＜ステップＳ５：仮想映像生成処理＞
仮想映像生成部２４は、ステップＳ４で位置特定部２３によって特定された設置位置４５に各カメラ５０を設置した場合に、各カメラ５０によって仮想モデルを撮影した仮想撮影映像を生成する。そして、仮想映像生成部２４は、生成された仮想撮影映像を俯瞰変換した上で合成して仮想合成映像４６を生成する。
実施の形態１では、仮想モデルとして、ステップＳ１で生成されたＣＧ空間４３を用いる。
【００２５】
＜ステップＳ６：表示処理＞
表示部２５は、ステップＳ５で仮想映像生成部２４によって生成された仮想合成映像４６を、表示インタフェース１４を介してディスプレイ３２に表示する。これにより、ユーザに、仮想合成映像４６に基づき、得られる映像が望んだ状態であるか否かを確認させる。
具体的には、表示部２５は、図４に示すように、ステップＳ５で生成された仮想合成映像４６と、各カメラ５０によって撮影された仮想撮影映像とを表示する。図４では、ＳＹＮＴＨＥＴＩＣの矩形領域には、仮想合成映像４６が表示され、ＣＡＭ１からＣＡＭ４の矩形領域には、各カメラ５０の仮想撮影映像が表示される。表示ウィンドウ上に、被写体の限界伸び率Ｋ、利用する画角θ、設置高さＺｓといったカメラ条件４１を変更可能な数値入力ボックス、もしくは、スライドバーを設けてもよい。これにより、ユーザがカメラ条件４１を変更した際の設置位置４５の変化や、仮想合成映像４６の見え方の変化を簡単に確認することができる。
【００２６】
＜ステップ７：品質判定処理＞
ユーザの操作に従い、得られる映像が望んだ状態である場合には、処理が終了となり、得られる映像が望んだ状態でない場合には、処理がステップＳ２に戻され、カメラ条件４１が再入力される。
【００２７】
図１及び図３から図１４を参照して、実施の形態１に係るステップＳ３を説明する。
図５に示すように、ステップＳ３は、ステップＳ３１からステップＳ３２に分かれる。
【００２８】
実施の形態１では、図６に示すように、設置高さＺｓに、ｘ方向に２台のカメラ５０が対向して配置され、ｙ方向に２台以上のカメラ５０が並列に配置されるとする。対象領域４２を示す長方形の短辺方向に２台のカメラ５０が対向して配置され、長辺方向に２台以上のカメラ５０が並列に配置されるようにすると、歪みの少ない映像が得られる。したがって、実施の形態１では、対象領域４２を示す長方形の短辺方向をｘ方向、長辺方向をｙ方向とする。
【００２９】
ステップＳ３で特定される設置位置４５は、Ｘ軸と平行なｘ方向の設置位置Ｘと、Ｙ軸と平行なｙ方向の設置位置Ｙと、Ｚ軸と平行なｚ方向の設置位置Ｚと、Ｚ軸を回転軸とする回転角である姿勢ｙａｗと、Ｙ軸を回転軸とする回転角である姿勢ｐｉｔｃｈと、Ｘ軸を回転軸とする回転角である姿勢ｒｏｌｌとである。
実施の形態１では、各カメラ５０の設置位置Ｚは、カメラ条件４１に含まれる設置高さＺｓとする。また、姿勢ｙａｗは、ｘ方向を０度とし、対向する２台のカメラ５０のうち一方のカメラ５０の姿勢ｙａｗを０度、他方のカメラ５０の姿勢ｙａｗを１８０度とする。図６では、カメラ５０Ａ〜カメラ５０Ｂの姿勢ｙａｗが０度であり、カメラ５０Ｃ〜カメラ５０Ｄの姿勢ｙａｗが１８０度である。また、各カメラ５０の姿勢ｒｏｌｌは、０度とする。
したがって、ステップＳ３では、残りの設置位置Ｘと、設置位置Ｙと、姿勢ｐｉｔｃｈとが特定される。以下、姿勢ｐｉｔｃｈを俯角αと呼ぶ。
【００３０】
＜ステップＳ３１：位置Ｘ特定処理＞
位置特定部２３のＸ位置特定部２３１は、対象領域４２のｘ方向全体を撮影可能であり、かつ、少なくともカメラ５０の前方にいる被写体の伸び率が限界伸び率Ｋ以下になる２台のカメラ５０の設置位置Ｘ及び俯角αを特定する。
具体的には、Ｘ位置特定部２３１は、ステップＳ１で受け付けられた対象領域４２と、ステップＳ２で受け付けられたカメラ条件４１とをメモリ１２１から読み出す。その上で、Ｘ位置特定部２３１は、以下に説明する式４に示す範囲Ｈｋ以内で、かつ、式６を満たすように、カメラ５０の撮影可能範囲Ｈのうち実際に利用する利用範囲Ｈｋ＊を決定する。そして、Ｘ位置特定部２３１は、対向する２台のカメラ５０のうち、一方のカメラ５０の設置位置Ｘを式７によって計算し、他方のカメラ５０の設置位置Ｘを式８によって計算する。また、Ｘ位置特定部２３１は、数１０及び数１２によって示された上限と下限との間の角度を俯角αとして決定する。
【００３１】
Ｘ位置特定部２３１が設置位置Ｘ及び俯角αを特定する方法について詳細に説明する。
図７に示すように、設置位置Ｚｓと画角θと俯角αとにおけるオフセットＯとカメラ５０の撮影可能範囲Ｈとは、式１によって表される。オフセットＯは、カメラ５０の真下の位置から撮影範囲の左端までの距離である。
（式１）
Ｏ＝Ｚｓ・ｔａｎ（π／２−α−θ／２）
Ｈ＝Ｚｓ・ｔａｎ（π／２−α＋θ／２）−Ｏ
図７では、カメラ５０は真下の位置を撮影できない場合を示していた。図８に示すように、カメラ５０が真下の位置を撮影できる場合には、オフセットＯとカメラ５０の撮影可能範囲Ｈとは、式２によって表される。
（式２）
Ｏ＝Ｚｓ・ｔａｎ（π／２＋α＋θ／２）
Ｈ＝Ｚｓ・ｔａｎ（π／２−α＋θ／２）＋Ｏ
以下の説明では、カメラ５０が真下の位置を撮影できる場合を想定して数２を用いて説明する。カメラ５０が真下の位置を撮影できない場合には、数２に代えて、数１を用いればよい。
【００３２】
対象領域４２のｘ方向は幅Ｗｘである。そのため、対向する２台のカメラ５０の撮影可能領域を全て利用する場合には、Ｗｘ＝２Ｈとなるように俯角αを求めればよい。但し、図９に示すように、高さのある被写体を撮影する場合、ステップＳ５で映像が俯瞰変換される際、被写体が伸びてしまう。被写体の伸び率は、カメラ５０の光軸５１から離れるほど高くなる。伸び率が高くなると、見づらい映像になってしまう。
【００３３】
被写体の高さを考慮しなければ、限界伸び率Ｋとカメラ５０の設置高さである設置位置Ｚｓとから、撮影可能な範囲のうち、被写体の伸び率が限界伸び率Ｋ以下になる範囲Ｈｋは、式３によって表される。
（式３）
Ｈｋ＝Ｋ・Ｚｓ
さらに、被写体の高さを考慮すると、限界高さＺｈ以下の被写体の伸び率が限界伸び率Ｋ以下になる範囲Ｈｋは、式４によって表される。
（式４）
Ｈｋ＝Ｋ（Ｚｓ−Ｚｈ）
【００３４】
また、被写体の高さを考慮すると、オフセットＯとカメラ５０の撮影可能範囲Ｈとは、式５によって表される。
（式５）
Ｏ＝（Ｚｓ−Ｚｈ）ｔａｎ（π／２＋α＋θ／２）
Ｈ＝（Ｚｓ−Ｚｈ）ｔａｎ（π／２−α＋θ／２）＋Ｏ
【００３５】
図１０に示すように、Ｘ位置特定部２３１は、対向する２台のカメラ５０の限界伸び率Ｋを同一にした場合、式４に示す範囲Ｈｋ以内で、かつ、式６を満たすように、カメラ５０の撮影可能範囲Ｈのうち実際に利用する利用範囲Ｈｋ＊を決定する。
（式６）
Ｗｘ＜２Ｈｋ＊＋２Ｏ
このとき、式６の右辺が左辺よりもある程度大きくなるように利用範囲Ｈｋ＊を決定すると、対向する２台のカメラ５０が一部重なった領域を撮影することになる。すると、映像を合成する際、αブレンディング処理といった重畳処理を適用でき、合成された映像がよりシームレスになる。
具体的には、Ｘ位置特定部２３１は、式４に示す範囲Ｈｋ以内で、かつ、式６を満たす値の範囲をディスプレイ３２に表示して、ユーザから表示した範囲内の利用範囲Ｈｋ＊の入力を受け付けることにより、利用範囲Ｈｋ＊を決定する。あるいは、Ｘ位置特定部２３１は、式４に示す範囲Ｈｋ以内で、かつ、式６を満たす値のうち、対向する２台のカメラ５０両方が撮影する重畳領域が基準幅になる値を利用範囲Ｈｋ＊として決定する。基準幅とは、重畳処理である程度の効果を発揮するのに必要な幅である。
【００３６】
なお、利用範囲Ｈｋ＊を、式４に示す範囲Ｈｋ以内で、かつ、式６を満たすように決定することができない場合、カメラ条件４１の下では、限界伸び率Ｋ以下で幅Ｗｘの領域を撮影することができないことを意味する。したがって、この場合、ステップＳ４で位置特定部２３は、設置位置４５を特定できないため、処理をステップＳ２に戻すことになる。そして、ステップＳ２で、条件受付部２１は、設置高さＺｓと、限界伸び率Ｋといった情報が変更されたカメラ条件４１の入力を受け付ける。
【００３７】
そして、Ｘ位置特定部２３１は、対向する２台のカメラ５０のうち、一方のカメラ５０の設置位置Ｘ１を式７によって計算し、他方のカメラ５０の設置位置Ｘ２を式８によって計算する。図６であれば、Ｘ位置特定部２３１は、カメラ５０Ａ〜５０Ｂの設置位置Ｘ１を式７によって計算し、カメラ５０Ｃ〜５０Ｄの設置位置Ｘ２を式８によって計算する。
（式７）
Ｘ１＝ｘ１＋１／２Ｗｘ−Ｈｋ＊
（式８）
Ｘ２＝ｘ１＋１／２Ｗｘ＋Ｈｋ＊
【００３８】
また、Ｘ位置特定部２３１は、俯角αを特定する。
ここで、俯角αは、カメラ５０の真下の位置からカメラ５０の前方に利用範囲Ｈｋ＊まで撮影可能範囲に入る必要があるので、式９が成立する。式９から得られる式１０によって俯角αの上限が定められる。
（式９）
（Ｚｓ−Ｚｈ）ｔａｎ（π／２−α＋θ／２）＞Ｈｋ＊
（式１０）
α＜（π＋θ）／２−ａｒｃｔａｎ（Ｈｋ＊／（Ｚｓ−Ｚｈ））
また、俯角αは、カメラ５０の真下の位置まで撮影可能範囲に入る必要があるので、式１１が成立する。式１１から得られる式１２によって俯角αの下限が定められる。
（式１１）
（Ｚｓ−Ｚｈ）ｔａｎ（π／２−α−θ／２）＜（Ｗｘ／２−Ｈｋ＊）
（式１２）
α＞（π−θ）／２−ａｒｃｔａｎ（Ｗｘ／２−Ｈｋ＊／（Ｚｓ−Ｚｈ））
【００３９】
そこで、Ｘ位置特定部２３１は、数１０及び数１２によって示された上限と下限との間の角度を俯角αとして決定する。
具体的には、Ｘ位置特定部２３１は、数１０及び数１２によって示された上限と下限とをディスプレイ３２に表示して、ユーザから表示した上限と下限との間の俯角αの入力を受け付けることにより、俯角αを決定する。あるいは、Ｘ位置特定部２３１は、数１０及び数１２によって示された上限と下限との間の角度のうち、中央の角度といった任意の角度を俯角αに決定する。
【００４０】
ここで、上記説明では、図１１に示すように、対向するカメラ５０の境界付近にいる被写体Ｔだけでなく、カメラ５０の後方にいる被写体Ｓ，Ｕについても、限界高さＺｈまで撮影可能とする場合を説明した。しかし、図１２に示すように、カメラ５０の手前側にいる被写体Ｓ，Ｕについては、限界高さＺｈまで撮影可能としなくてもよい場合がある。この場合には、式１３によって俯角αの下限が定められる。
（式１３）
α＞（π−θ）／２−ａｒｃｔａｎ（Ｗｘ／２−Ｈｋ＊／Ｚｓ）
【００４１】
＜ステップＳ３２：位置Ｙ特定処理＞
位置特定部２３のＹ位置特定部２３２は、対象領域４２のｙ方向全体を撮影可能な設置位置Ｙを特定する。
具体的には、Ｙ位置特定部２３２は、ステップＳ１で受け付けられた対象領域４２と、ステップＳ２で受け付けられたカメラ条件４１とをメモリ１２１から読み出す。その上で、Ｙ位置特定部２３２は、以下に説明する式１６によって、ｙ方向の座標値ｙ１からＭ台目のカメラ５０の設置位置Ｙを計算する。
【００４２】
Ｙ位置特定部２３２が設置位置Ｙを特定する方法について詳細に説明する。
図１３に示すように、カメラ５０それぞれの撮影可能範囲を上から見ると、カメラ５０の後方側の底辺が幅Ｗ１、カメラ５０の前方側の底辺が幅Ｗ２、高さＨの台形になっている。そして、その台形の中に、ハッチングが付されて示された半径が利用範囲Ｈｋ＊の半円形である、伸び率が限界伸び率Ｋ以下の利用領域が含まれる。
カメラ５０の水平解像度と垂直解像度との比をＷθ：Ｈθとすると、撮影可能範囲の台形の縦横比は、式１４のように表される。
（式１４）
Ｗ１：Ｈ
＝Ｗθ：Ｈθ（ｓｉｎα＋ｃｏｓα／ｔａｎ（α−θ／２））
＝ｓｉｎ（α−θ／２）：（Ｈθ（ｓｉｎαｓｉｎ（α−θ／２）＋ｃｏｓαｃｏｓ（α−θ／２）））Ｗθ
＝ｓｉｎ（α−θ／２）：（Ｈθｃｏｓ（θ／２））／Ｗθ
したがって、底辺Ｗ１は、式１５となる。
（式１５）
Ｗ１＝（（Ｗθｓｉｎ（α−θ／２））／（Ｈθｃｏｓ（θ／２）））Ｈ
【００４３】
Ｙ位置特定部２３２は、図１４に示すように、幅Ｗ１だけカメラ５０の間隔を空けてｙ方向にカメラ５０を並列に設置する。そこで、Ｙ位置特定部２３２は、ｙ方向に座標値ｙ１からＭ台目のカメラ５０の設置位置ＹＭを式１６によって計算する。
（式１６）
ＹＭ＝ｙ１＋（（２Ｍ−１）Ｗ１）／２
図１４であれば、Ｙ位置特定部２３２は、カメラ５０Ａ，５０Ｃの設置位置ＹＭを式１７によって計算し、カメラ５０Ｂ，５０Ｄの設置位置ＹＭを式１８によって計算する。
（式１７）
ＹＭ＝ｙ１＋Ｗ１／２
（式１８）
ＹＭ＝ｙ１＋（３・Ｗ１）／２
【００４４】
なお、カメラ条件４１が示すカメラ５０の最大の台数２Ｎで、幅Ｗｙ全体を撮影するためには、ｙ方向に並列に設置される台数Ｎに幅Ｗ１を乗じたＮＷ１が幅Ｗｙ以上となる必要がある。なお、カメラ５０の台数は２Ｎであるが、ｘ方向に２台のカメラ５０が対向して配置されるので、ｙ方向に並列に設置される台数はＮである。ＮＷ１が幅Ｗｙ以上にならない場合には、ステップＳ４で位置特定部２３は、設置位置４５を特定できないため、処理をステップＳ２に戻すことになる。そして、ステップＳ２で、条件受付部２１は、カメラ５０の最大の台数２Ｎと、設置高さＺｓと、限界伸び率Ｋといった情報が変更されたカメラ条件４１の入力を受け付ける。
【００４５】
上記説明では、対象領域４２のｙ方向全体を撮影可能な設置位置Ｙが特定された。しかし、ｙ方向についても、ｘ方向と同様に、被写体の伸び率を限界伸び率Ｋ以下とする場合には、Ｙ位置特定部２３２は、式１６のＷ１を２Ｈｋ＊に置き換えて、設置位置Ｙを計算すればよい。この場合にも、ｙ方向に並列に設置される台数Ｎに２Ｈｋ＊を乗じた２ＮＨｋ＊が幅Ｗｙ以上とならない場合には、ステップＳ４で位置特定部２３は、設置位置４５を特定できないため、処理をステップＳ２に戻すことになる。
但し、この場合にも、対象領域４２のうち、図１４に示す領域４７のように、４台のカメラ５０の中央付近等に、伸び率が限界伸び率Ｋよりも高くなってしまう領域が発生する可能性がある。図１４に示す、各カメラ５０についての伸び率が限界伸び率Ｋ以下の利用領域が重なるように、設置位置Ｘ及び設置位置Ｙを調整することにより、伸び率が限界伸び率Ｋよりも高くなる領域を小さくすることができる。
【００４６】
Ｙ位置特定部２３２は、Ｎ×Ｗ１が幅Ｗｙよりも十分に広くなる場合、カメラ５０が重畳して撮影する範囲が広くなるように設置位置Ｙを計算することができる。この場合、Ｎ台のカメラ５０間で重畳するのはＮ−１箇所である。そのため、Ｙ位置特定部２３２は、各カメラ５０間の重畳する領域のｙ方向の長さＬを、式１９によって計算する。
（式１９）
Ｌ＝（Ｗ１×Ｎ−Ｗｙ）／（Ｎ−１）
そして、Ｙ位置特定部２３２は、ｙ方向に座標値ｙ１から２台目以降のカメラ５０について、Ｍ台目のカメラ５０の設置位置ＹＭを式２０によって計算する。座標値ｙ１から１台目のカメラ５０については、設置位置ＹＭは式１６によって計算される。
（式２０）
ＹＭ＝ｙ１＋（（２Ｍ−１）Ｗ１）／２−ＬＭ
なお、ｙ方向についても被写体の伸び率を限界伸び率Ｋ以下とする場合には、Ｙ位置特定部２３２は、式１９及び式２０のＷ１を２Ｈｋ＊に置き換えればよい。
【００４７】
図１及び図１５から図１９を参照して、実施の形態１に係るステップＳ５を説明する。
図１５に示すように、ステップＳ５は、ステップＳ５１からステップＳ５３に分かれる。
【００４８】
＜ステップＳ５１：仮想撮影映像生成処理＞
仮想映像生成部２４は、ステップＳ３で位置特定部２３によって特定された設置位置４５に各カメラ５０を設置した場合に、ステップＳ１で生成されたＣＧ空間４３を各カメラ５０によって撮影した仮想撮影映像を生成する。
具体的には、仮想映像生成部２４は、ステップＳ１で生成されたＣＧ空間４３をメモリ１２１から読み出す。そして、仮想映像生成部２４は、各カメラ５０について、ステップＳ３で特定された設置位置４５の視点中心として、カメラ５０の姿勢から導かれる光軸５１方向のＣＧ空間４３を撮影した映像を、仮想撮影映像として生成する。仮想映像生成部２４は、生成された仮想撮影映像をメモリ１２１に書き込む。
【００４９】
＜ステップＳ５２：俯瞰変換処理＞
仮想映像生成部２４は、ステップＳ５１で生成された各カメラ５０についての仮想撮影映像を俯瞰変換して、俯瞰映像を生成する。
具体的には、仮想映像生成部２４は、ステップＳ５１で生成された各カメラ５０についての仮想撮影映像をメモリ１２１から読み出す。そして、仮想映像生成部２４は、ホモグラフィ変換を利用して、ステップＳ５１で生成された各仮想撮影映像を、カメラ５０の撮影面からＺ軸の座標値を０とした平面へ投影する。
図１６に示すように、俯角αで定まる光軸５１と垂直な面が撮影面５２であり、仮想撮影映像はこの撮影面５２の映像である。図１７に示すように、仮想撮影映像は長方形の映像であるが、仮想撮影映像をＺ軸の座標値を０とした平面に投影すると台形の映像になる。この台形の映像がカメラ５０の撮影範囲を俯瞰した俯瞰映像になる。そこで、仮想映像生成部２４は、長方形の仮想撮影映像が台形の俯瞰映像になるように、ホモグラフィ変換という行列変換を行う。仮想映像生成部２４は、生成された俯瞰映像をメモリ１２１に書き込む。
【００５０】
なお、投影する平面はＺ軸の座標値が０の平面に限らず、任意の高さの平面でよい。また、投影面の形状も、平面に限らず、曲面としてもよい。
【００５１】
＜ステップＳ５３：映像合成処理＞
仮想映像生成部２４は、ステップＳ５２で生成された各カメラ５０についての俯瞰映像を合成して仮想合成映像４６を生成する。
具体的には、仮想映像生成部２４は、ステップＳ５２で生成された各カメラ５０についての俯瞰映像をメモリ１２１から読み出す。図１８に示すように、仮想映像生成部２４は、各俯瞰映像について、ｘ方向における利用範囲Ｈｋ＊外の部分、すなわち伸び率が限界伸び率Ｋを超えた部分を切り捨てる。つまり、仮想映像生成部２４は、設置位置Ｘからｘ方向に前方の利用範囲Ｈｋ＊の範囲と、後方にオフセットＯの範囲とだけを残し、残りを切り捨てる。図１８では、ハッチング部分が切り捨てられる。そして、仮想映像生成部２４は、各カメラ５０についての残りの俯瞰映像で重畳する部分をαブレンディングといった重畳処理を行い、合成する。
図１９に示すように、重畳部分にαブレンディングを行う場合には、ｘ方向に対しては、ＸＳからＸＥにかけてカメラ５０Ｃの俯瞰映像のα値を１から０に徐々に減少させ、ＸＳからＸＥにかけてカメラ５０Ａの俯瞰映像のα値を０から１に徐々に増加させてブレンドする。ＸＳは、カメラ５０Ａのｘ方向における撮影領域の境界のｘ座標であり、ＸＥは、カメラ５０Ｃのｘ方向における撮影領域の境界のｘ座標である。ｙ方向にも同様に、ＹＳからＹＥにかけてカメラ５０Ｃの俯瞰映像のα値を１から０に徐々に減少させ、ＹＳからＹＥにかけてカメラ５０Ｄの俯瞰映像のα値を０から１に徐々に増加させてブレンドする。ＹＳは、カメラ５０Ｄのｙ方向におけるカメラ５０Ｃ側の撮影領域の境界のｙ座標であり、ＹＥは、カメラ５０Ｃのｙ方向におけるカメラ５０Ｄ側の撮影領域の境界のｙ座標である。
そして、仮想映像生成部２４は、合成された映像のうち、対象領域４２部分だけを切り出して仮想合成映像４６とする。仮想映像生成部２４は、生成された仮想合成映像４６をメモリ１２１に書き込む。
【００５２】
なお、重畳する部分がない場合には、重畳処理を行う必要はなく、各俯瞰映像を隣接させるだけで合成される。
また、仮想映像生成部２４は、伸び率を限界伸び率Ｋ以下になるように設置位置Ｙを特定した場合には、各俯瞰映像について、ｙ方向についても利用範囲Ｈｋ＊外の部分を切り捨てた上で、合成を行う。
【００５３】
＊＊＊実施の形態１の効果＊＊＊
以上のように、実施の形態１に係る設置位置決定装置１０は、カメラ条件４１が示す台数以下の数のカメラ５０で対象領域４２を撮影可能な各カメラ５０の設置位置４５を特定し、特定された設置位置４５に各カメラ５０を設置した場合の仮想合成映像４６を生成する。そのため、ユーザは、カメラ条件４１を変更しながら仮想合成映像４６を確認するだけで、望む映像が得られる各カメラ５０の設置位置４５を決定することができる。
【００５４】
特に、実施の形態１に係る設置位置決定装置１０は、被写体の高さも考慮し、対象領域４２にいる限界高さＺｈ以下の被写体を撮影することが可能な設置位置４５を特定する。そのため、特定された設置位置４５では、対象領域４２にいる人の顔が撮影できない場合があるといったことがない。
【００５５】
また、実施の形態１に係る設置位置決定装置１０は、俯瞰変換する際の被写体の伸びも考慮し、被写体の伸び率が限界伸び率Ｋ以下になる設置位置４５を特定する。そのため、特定された設置位置４５では、仮想合成映像４６に映った被写体の伸び率が高く、見づらい場合があるといったことがない。
【００５６】
＊＊＊他の構成＊＊＊
＜変形例１＞
実施の形態１では、設置位置決定装置１０の各部の機能がソフトウェアで実現された。しかし、変形例１として、設置位置決定装置１０の各部の機能はハードウェアで実現されてもよい。この変形例１について、実施の形態１と異なる点を説明する。
【００５７】
図２０を参照して、変形例１に係る設置位置決定装置１０の構成を説明する。
各部の機能がハードウェアで実現される場合、設置位置決定装置１０は、プロセッサ１１と記憶装置１２とに代えて、処理回路１５を備える。処理回路１５は、設置位置決定装置１０の各部の機能及び記憶装置１２の機能を実現する専用の電子回路である。
【００５８】
処理回路１５は、単一回路、複合回路、プログラム化したプロセッサ、並列プログラム化したプロセッサ、ロジックＩＣ、ＧＡ（Ｇａｔｅ  Ａｒｒａｙ）、ＡＳＩＣ（Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ  Ｓｐｅｃｉｆｉｃ  Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ  Ｃｉｒｃｕｉｔ）、ＦＰＧＡ（Ｆｉｅｌｄ−Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ  Ｇａｔｅ  Ａｒｒａｙ）が想定される。
各部の機能を１つの処理回路１５で実現してもよいし、各部の機能を複数の処理回路１５に分散させて実現してもよい。
【００５９】
＜変形例２＞
変形例２として、一部の機能がハードウェアで実現され、他の機能がソフトウェアで実現されてもよい。つまり、設置位置決定装置１０の各部のうち、一部の機能がハードウェアで実現され、他の機能がソフトウェアで実現されてもよい。
【００６０】
プロセッサ１１と記憶装置１２と処理回路１５とを、総称して「プロセッシングサーキットリー」という。つまり、各部の機能は、プロセッシングサーキットリーにより実現される。
【００６１】
＜変形例３＞
実施の形態１では、対象領域４２は、長方形の領域であるとした。しかし、対象領域４２は、長方形に限らず、他の形状の領域であってもよい。具体例としては、対象領域４２は、円形の領域であってもよいし、Ｌ字型といった曲り角を有する形状の領域であってもよい。
【００６２】
図２１及び図２２を参照して、対象領域４２が円形の領域である場合について説明する。
図２１に示すように、対象領域４２は、領域の中心位置（ｘ１，ｙ１）と、半径ｒ１とによって指定される。
図２１に示すように、複数のカメラ５０が領域の中心位置に外側を向けて配置される。なお、領域の中心位置とは、中心付近の領域を含むある程度の範囲を持った領域である。又は、図２２に示すように、複数のカメラ５０が円周上に等間隔に中心側を向けて配置される。そして、指定されたカメラ５０の台数で対象領域４２を撮影できるように、カメラ５０の高さ等が特定される。
なお、図２１に示すように各カメラ５０が領域の中心位置に配置された場合、図２３に示すように、各カメラ５０は、中心位置にいる限界高さＺｈの被写体が撮影できるように、俯角αが特定される。
【００６３】
図２４及び図２５を参照して、対象領域４２がＬ字型の領域である場合について説明する。
図２４に示すように、対象領域４２は、各頂点の位置（ｘ１，ｙ１），．．．，（ｘ６，ｙ６）によって指定される。又は、対象領域４２は、一部の頂点の位置と、頂点間の距離とによって指定される。
そして、図２５に示すように、対象領域４２が複数の長方形の領域に分割される。図２５では、Ｌ字型の対象領域４２が、（ｘ１，ｙ１）と、（ｘ２，ｙ２）と、（ｘ７，ｙ７）と、（ｘ６，ｙ６）とで表される長方形の領域と、（ｘ５，ｙ５）と、（ｘ７，ｙ７）と、（ｘ３，ｙ３）と、（ｘ４，ｙ４）とで表される長方形の領域との２つに分割されている。各長方形の領域を撮影できるように、各長方形の領域について実施の形態１と同じ手順でカメラ５０の設置位置が特定される。
【００６４】
＜変形例４＞
実施の形態１では、図６に示すように、長方形の短辺方向に２台のカメラ５０が対向して配置された。しかし、図２６に示すように、長方形の短辺方向の中心位置に２台のカメラ５０が、外側を向けて配置されてもよい。つまり、長方形の短辺方向の中心位置に２台のカメラ５０が、背中合わせに配置されてもよい。あるいは、図２７に示すように、長方形の長辺方向の中心位置に２台のカメラ５０が、外側を向けて配置されてもよい。つまり、長方形の長辺方向の中心位置に２台のカメラ５０が、背中合わせに配置されてもよい。
この場合、図２３に示すように、各カメラ５０は、カメラ５０の真下、つまり短辺方向又は長辺方向の中心位置にいる限界高さＺｈの被写体が撮影できるように、俯角αが特定される。
【００６５】
このように、中心位置に背中合わせに２台のカメラ５０が配置されることにより、２台のカメラ５０の境界部分にいる被写体について、歪みの少ない合成映像を得ることが可能になる。
【００６６】
対象領域４２が広く、２台のカメラ５０を対向させて配置するだけでは、長方形の短辺方向全体を撮影できない場合がある。この場合には、図２８に示すように、対向させる配置と、背中合わせにする配置とを組み合わせる。図２８では、カメラ５０Ａとカメラ５０Ｂとが対向しており、カメラ５０Ｂとカメラ５０Ｃとが背中合わせになっており、カメラ５０Ｃとカメラ５０Ｄとが対向している。これにより、長方形の短辺方向が長い場合にも、対象領域４２全体を撮影することが可能である。
図２９に示すように、各カメラ５０の設置位置を特定する際には、２台のカメラ５０を対向させて配置することにより撮影可能な範囲を１つのユニットとして特定する。そして、対象領域４２全体を覆うように、特定されたユニットを並べることにより、必要なカメラ５０の台数と、各カメラ５０の設置位置とを特定することができる。
【００６７】
また、図３０に示すように、長方形の４隅にそれぞれに、中心方向（対角方向）を向けてカメラ５０が配置されてもよい。対象領域４２によっては、カメラ５０を設置できる場所が限られており、対象領域４２の外側にしかカメラ５０を設置できない場合がある。長方形の４隅にそれぞれにカメラ５０が配置されることにより、対象領域４２の外側から対象領域４２全体を効率的に撮影可能にすることができる。
【００６８】
また、図３１に示すように、長方形の中心位置に複数のカメラ５０が外側を向けて配置されてもよい。対象領域４２によっては、カメラ５０を設置できる場所が限られており、できるだけ少ない箇所にカメラ５０を配置しなければならない場合がある。例えば、カメラ５０用のポールを立ててカメラ５０を配置する場合、ポールの数をできるだけ少なくしたい。長方形の中心位置に複数のカメラ５０が外側を向けて配置されることにより、１か所にカメラ５０を配置して、対象領域４２全体を効率的に撮影可能にすることができる。
【００６９】
＜変形例５＞
カメラ５０として、周囲３６０度の範囲を撮影可能な全天球カメラを用いてもよい。カメラ５０として全天球カメラを用いた場合、図３２に示すように、カメラ５０の設置位置を中心とする円形の領域が被写体の伸び率が限界伸び率Ｋ以下になる範囲になる。また、俯角αは、９０度に固定された場合と同じである。水平解像度と垂直解像度との比は１：１になる。
図３３に示すように、被写体の伸び率が限界伸び率Ｋ以下になる範囲の映像を用いる場合、合成映像を生成するために利用されるのは、被写体の伸び率が限界伸び率Ｋ以下になる範囲を示す円形の領域に内設する矩形の領域である。したがって、図３４に示すように、この矩形の領域を１つのユニットとして、対象領域４２全体を覆うように、特定されたユニットを並べることにより、必要なカメラ５０の台数と、各カメラ５０の設置位置とを特定することができる。
【００７０】
実施の形態２．
実施の形態２は、カメラ５０を設置できない範囲が指定される点が実施の形態１と異なる。実施の形態２では、この異なる点について説明し、同一の点については説明を省略する。
【００７１】
＊＊＊動作の説明＊＊＊
図２のステップＳ２では、条件受付部２１は、カメラ５０を設置できない範囲である不可範囲４７を示すカメラ条件４１の入力を受け付ける。
不可範囲４７が長方形の場合には、不可範囲４７は、左上の座標値（ｘｉ，ｙｉ）と、Ｘ軸と平行なｘ方向の幅Ｗｘｉと、Ｙ軸と平行なｙ方向の幅Ｗｙｉとによって指定される。また、不可範囲４７が円形の場合には、不可範囲４７は、円の中心の座標値（ｘｉ，ｙｉ）と、半径ｒｉとによって指定される。なお、これに限らず、式といった他の方法によって不可範囲４７が指定されてもよい。また、不可範囲４７は、長方形及び円形以外の形状であってもよい。
【００７２】
図２のステップＳ３では、位置特定部２３は、まず、不可範囲４７を撮影可能なカメラ５０の設置位置４５を特定する。
具体例としては、図３５に示すように、長方形の対象領域４２における一部の範囲が不可範囲４７として指定されたとする。この場合、図３６に示すように、不可範囲４７の外における設置位置４５であって、不可範囲４７を撮影可能なカメラ５０の設置位置４５を特定する。
この際、設置位置Ｘ及び俯角αは、図５のステップＳ３１と同じ処理により特定される。設置位置Ｙは、不可範囲４７全体がちょうどカメラ５０の撮影可能範囲に含まれる位置が特定される。図３６では、不可範囲４７のｙ方向の中間点から左側の範囲がカメラ５０Ａ１及びカメラ５０Ａ２により撮影され、中間点から右側の範囲がカメラ５０Ｂ１及びカメラ５０Ｂ２により撮影されるように、カメラ５０Ａ１及びメラ５０Ａ２と、カメラ５０Ｂ１及びカメラ５０Ｂ２との設置位置Ｙが特定される。より具体的には、カメラ５０Ａ１及びメラ５０Ａ２の設置位置ＹＡは、式２１によって特定され、カメラ５０Ｂ１及びメラ５０Ｂ２の設置位置ＹＢは、式２２によって特定される。なお、ｙｈは、中間点のＹ座標である。
（式２１）
ＹＡ＝ｙｈ−Ｗ１／２
（式２２）
ＹＢ＝ｙｈ＋Ｗ１／２
【００７３】
位置特定部２３は、次に、残りのカメラ５０の設置位置Ｙを特定する。残りのカメラ５０とは、図３７では、カメラ５０Ｃ１及びカメラ５０Ｃ２と、カメラ５０Ｄ１及びカメラ５０Ｄ２とである。
位置特定部２３は、残りのカメラ５０の設置位置Ｙを、既に特定された不可範囲４７を撮影するカメラ５０の設置位置Ｙを基準として特定する。図３７では、不可範囲４７の左側の範囲についての設置位置ＹＭは、カメラ５０Ａ１及びメラ５０Ａ２の設置位置ＹＡを基準として、式２３により特定される。不可範囲４７の右側の範囲についての設置位置ＹＢは、カメラ５０Ｂ１及びメラ５０Ｂ２の設置位置ＹＢを基準として、式２４により特定される。
（式２３）
ＹＭ＝ＹＡ−（（２Ｍ−１）Ｗ１）／２
（式２４）
ＹＭ＝ＹＢ＋（（２Ｍ−１）Ｗ１）／２
【００７４】
＊＊＊実施の形態２の効果＊＊＊
以上のように、実施の形態２に係る設置位置決定装置１０は、カメラ５０を設置できない範囲が指定された場合に、対象領域４２を撮影可能な各カメラ５０の設置位置４５を特定できる。
屋内施設の天井には、空気調和機と火災報知器といった様々な備品が設置されている。そのため、カメラ５０を設置できない場所が存在する。しかし、実施の形態２に係る設置位置決定装置１０によれば、カメラ５０を設置できない場所を避けた、カメラ５０の適切な設置位置４５を決定することが可能である。
【００７５】
＜変形例６＞
天井の無い部分にはカメラ５０を設置することができない。したがって、天井の無い部分は不可範囲４７となる。しかし、ドローンとバルーンといった飛翔する移動体にカメラ５０を搭載した移動体カメラ５３を用いてもよい。移動体カメラ５３を飛ばすことが可能であれば、移動体カメラ５３は天井の無い部分についても配置することが可能である。
【００７６】
具体例としては、屋外の競技場における天井の無い部分に、移動体カメラ５３を配置することが可能である。屋外の競技場の場合、図３８に示すように、屋外の競技場全体が対象領域４２となり、対象領域４２の中央部分が天井の無い部分になる。このように、天井のある部分と無い部分との両方がある対象領域４２については、天井のある部分には、通常のカメラ５０を設置し、天井の無い部分には移動体カメラ５３を配置すればよい。これにより、対象領域４２全体の俯瞰映像を生成するためのカメラ５０及び移動体カメラ５３の設置位置４５を特定することができる。なお、移動体カメラ５３については、飛ぶ高さをカメラの設置位置Ｚとすれば、カメラ５０と同一の方法により設置位置４５を特定することができる。
そこで、位置特定部２３は、天井のある部分と無い部分とを分けて、設置位置４５を特定する。その結果、図３８の例では、図３９のように、通常のカメラ５０と移動体カメラ５３との設置位置４５が特定される。
【００７７】
移動体カメラ５３を用いることにより、天井が無い部分にもカメラを配置することが可能になる。その結果、天井が無い部分についても解像度が高い映像を得ることが可能である。
【００７８】
実施の形態３．
実施の形態３は、既設カメラ５４の撮影範囲５５が指定される点が実施の形態１，２と異なる。実施の形態３では、この異なる点について説明し、同一の点については説明を省略する。
【００７９】
＊＊＊動作の説明＊＊＊
図２のステップＳ２では、条件受付部２１は、既設カメラ５４の撮影範囲５５を示すカメラ条件４１の入力を受け付ける。
既設カメラ５４の撮影範囲５５は、対象領域４２と同様の方法により指定される。具体的には、既設カメラ５４の撮影範囲５５が長方形の場合には、既設カメラ５４の撮影範囲５５は、左上の座標値（ｘｊ，ｙｊ）と、Ｘ軸と平行なｘ方向の幅Ｗｘｊと、Ｙ軸と平行なｙ方向の幅Ｗｙｊとによって指定される。実施の形態３では、既設カメラ５４の撮影範囲５５は長方形とする。
【００８０】
図２のステップＳ３では、位置特定部２３は、図２のステップＳ１で指定された対象領域４２から、カメラ条件４１が示す既設カメラ５４の撮影範囲５５を除いた範囲を、新たな対象領域４２に設定する。そして、位置特定部２３は、新たに設定された対象領域４２について、上述した実施の形態又は上述した変形例で説明した方法により、カメラ５０の設置位置を特定する。
具体例としては、図４０に示すように、対象領域４２のうち、左下の一部の範囲が既設カメラ５４の撮影範囲５５となっている場合には、位置特定部２３は、対象領域４２から既設カメラ５４の撮影範囲５５を除いたＬ字型の領域を、新たな対象領域４２に設定する。そして、位置特定部２３は、変形例３で説明した方法により、Ｌ字型の対象領域４２について、カメラ５０の設置位置を特定する。その結果、例えば、図４１に示すように、３台のカメラ５０の設置位置が特定される。
【００８１】
図２のステップＳ５では、仮想映像生成部２４は、各カメラ５０及び既設カメラ５４によって仮想モデルを撮影した仮想撮影映像を生成する。そして、仮想映像生成部２４は、生成された仮想撮影映像を俯瞰変換した上で合成して仮想合成映像４６を生成する。
図４１の例であれば、仮想映像生成部２４は、３台のカメラ５０と、１台の既設カメラ５４とによって仮想モデルを撮影した仮想撮影映像を生成し、仮想合成映像４６を生成する。
【００８２】
＊＊＊実施の形態３の効果＊＊＊
以上のように、実施の形態３に係る設置位置決定装置１０は、既設カメラ５４を考慮した上で、新たに設置するカメラ５０の設置位置４５を特定することができる。これにより、既設カメラ５４が存在する場合に、不要に多くのカメラ５０を設置することなく、対象領域４２全体を撮影可能なカメラ５０の設置位置４５を特定することができる。
【符号の説明】
【００８３】
１０  設置位置決定装置、１１  プロセッサ、１２  記憶装置、１３  入力インタフェース、１４  表示インタフェース、１５  処理回路、２１  条件受付部、２２  領域受付部、２３  位置特定部、２３１  Ｘ位置特定部、２３２  Ｙ位置特定部、２４  仮想映像生成部、２５  表示部、３１  入力装置、３２  ディスプレイ、４１  カメラ条件、４２  対象領域、４３  ＣＧ空間、４４  上面図、４５  設置位置、４６  仮想合成映像、４７  不可範囲、５０  カメラ、５１  光軸、５２  撮影面、５３  移動体カメラ。
【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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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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【図３２】
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【図３３】
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【図３４】
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【図３５】
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【図３６】
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【図３７】
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【図３８】
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【図３９】
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【図４０】
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【図４１】
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【手続補正書】
【提出日】平成29年10月2日(2017.10.2)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
カメラの撮影条件を示すカメラ条件の入力を受け付ける条件受付部と、
前記条件受付部によって受け付けられた前記カメラ条件に基づいて対象領域を撮影可能な各カメラの設置位置を特定する位置特定部と、
前記位置特定部によって特定された設置位置に前記各カメラを設置した場合に、前記各カメラによって仮想モデルを撮影した仮想撮影映像を生成し、生成された仮想撮影映像を俯瞰変換した上で合成して仮想合成映像を生成する仮想映像生成部と
を備える設置位置決定装置。
【請求項２】
前記カメラ条件は、カメラの台数を示し、
前記位置特定部は、前記カメラ条件が示す台数のカメラで対象領域を撮影可能な各カメラの設置位置を特定する
請求項１に記載の設置位置決定装置。
【請求項３】
前記カメラ条件は、限界高さを示し、
前記位置特定部は、前記対象領域にいる前記限界高さ以下の被写体を撮影可能な前記設置位置を特定する
請求項１又は２に記載の設置位置決定装置。
【請求項４】
前記カメラ条件は、限界伸び率を示し、
前記位置特定部は、前記仮想映像生成部によって前記仮想撮影映像が俯瞰変換される際、前記カメラの前方にいる前記限界高さ以下の被写体の伸び率が前記限界伸び率以下になる前記設置位置を特定する
請求項３に記載の設置位置決定装置。
【請求項５】
前記カメラ条件は、設置高さと、画角とを示し、
前記位置特定部は、
前記設置高さに設置された前記画角の２台のカメラをｘ方向に沿って対向させて設置した場合に、前記対象領域の前記ｘ方向全体を撮影可能であり、かつ、前記ｘ方向において前記被写体の伸び率が前記限界伸び率以下になる前記２台のカメラの前記ｘ方向の設置位置Ｘ及び俯角を特定するＸ位置特定部と、
前記Ｘ位置特定部によって特定された前記俯角及び前記設置位置Ｘに各カメラを設置する場合に、前記対象領域の前記ｘ方向と直行するｙ方向全体を撮影可能な前記ｙ方向の設置位置Ｙを特定するＹ位置特定部と
を備える請求項４に記載の設置位置決定装置。
【請求項６】
前記Ｘ位置特定部は、前記対象領域の前記ｘ方向の端部の座標ｘ１と、前記対象領域の前記ｘ方向の幅Ｗｘと、前記被写体の伸び率が前記限界伸び率以下になる前記ｘ方向の幅Ｈｋ＊とを用いて、前記２台のカメラの一方の設置位置Ｘ１をＸ１＝ｘ１＋（１／２）Ｗｘ−Ｈｋ＊により特定し、他方の設置位置Ｘ２をＸ２＝ｘ１＋（１／２）Ｗｘ＋Ｈｋ＊により特定する
請求項５に記載の設置位置決定装置。
【請求項７】
前記Ｘ位置特定部は、前記設置高さＺと、前記限界高さＺｈと、前記画角θとを用いて、（π＋θ）／２−ａｒｃｔａｎ（Ｈｋ＊／（Ｚ−Ｚｈ））＞α、又は、（π＋θ）／２−ａｒｃｔａｎ（Ｈｋ＊／Ｚ）＞αであり、かつ、α＞（π−θ）／２−ａｒｃｔａｎ（（Ｗｘ／２−Ｈｋ＊）／（Ｚ―Ｚｈ））である前記俯角αを特定する
請求項６に記載の設置位置決定装置。
【請求項８】
前記Ｙ位置特定部は、前記各カメラの水平解像度と垂直解像度との比をＷθ：Ｈθとし、前記ｙ方向に並べるカメラの台数をＮとした場合に、前記対象領域の前記ｙ方向の端部の座標ｙ１と、前記カメラの前記ｘ方向の撮影可能幅Ｈとを用いて、Ｗ１＝（（Ｗθｓｉｎ（α−θ／２））／Ｈθｃｏｓ（θ／２））Ｈとし、ｉ＝１，．．．，Ｎの各カメラの前記ｙ方向の設置位置ＹｉをＹｉ＝ｙ１＋（（２ｉ−１）／２）Ｗ１により特定する
請求項７に記載の設置位置決定装置。
【請求項９】
前記Ｙ位置特定部は、前記ｙ方向に並べるカメラの台数をＮとした場合に、前記対象領域の前記ｙ方向の端部の座標ｙ１を用いて、ｉ＝１，．．．，Ｎの各カメラの前記ｙ方向の設置位置ＹｉをＹｉ＝ｙ１＋（（２ｉ−１）／２）２Ｈｋ＊により特定する
請求項７に記載の設置位置決定装置。
【請求項１０】
前記位置特定部は、前記台数で前記対象領域を撮影可能な前記設置位置を特定できない場合には、前記条件受付部に前記カメラ条件の再入力を受け付けさせる
請求項２に記載の設置位置決定装置。
【請求項１１】
前記位置特定部は、前記限界伸び率以下になる前記設置位置を特定できない場合には、前記条件受付部に前記カメラ条件の再入力を受け付けさせる
請求項４に記載の設置位置決定装置。
【請求項１２】
前記カメラ条件は、カメラを設置できない不可範囲を示し、
前記位置特定部は、前記不可範囲を除いた範囲において、前記対象領域を撮影可能な各カメラの設置位置を特定する
請求項１に記載の設置位置決定装置。
【請求項１３】
前記カメラ条件は、既設カメラの撮影範囲を特定可能な範囲情報を示し、
前記位置特定部は、前記対象領域のうち前記範囲情報が示す撮影範囲を除いた領域を撮影可能な各カメラの設置位置を特定する
請求項１に記載の設置位置決定装置。
【請求項１４】
前記仮想映像生成部は、前記各カメラと、前記既設カメラとによって仮想モデルを撮影した仮想撮影映像を生成し、生成された仮想撮影映像を俯瞰変換した上で合成して仮想合成映像を生成する
請求項１３に記載の設置位置決定装置。
【請求項１５】
カメラの撮影条件を示すカメラ条件の入力を受け付け、
受け付けられた前記カメラ条件に基づいて対象領域を撮影可能な各カメラの設置位置を特定し、
特定された前記設置位置に前記各カメラを設置した場合に、前記各カメラによって仮想モデルを撮影した仮想撮影映像を生成し、生成された仮想撮影映像を俯瞰変換した上で合成して仮想合成映像を生成する設置位置決定方法。
【請求項１６】
カメラの撮影条件を示すカメラ条件の入力を受け付ける条件受付処理と、
前記条件受付処理によって受け付けられた前記カメラ条件に基づいて対象領域を撮影可能な各カメラの設置位置を特定する位置特定処理と、
前記位置特定処理によって特定された設置位置に前記各カメラを設置した場合に、前記各カメラによって仮想モデルを撮影した仮想撮影映像を生成し、生成された仮想撮影映像を俯瞰変換した上で合成して仮想合成映像を生成する仮想映像生成処理と
をコンピュータに実行させる設置位置決定プログラム。
【国際調査報告】
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2017134987.tif 000045
2017134987.tif 000046
2017134987.tif 000047