(57)【要約】  移動輸送システムから受動的にワイヤを検出するための方法およびシステムを提供する。当該方法は、輸送システムのデジタルカメラから撮られたデジタル画像を前処理するステップを含み、当該前処理するステップは、デジタル画像から非ワイヤ状のクラッタを低減させるよう前処理モジュールによって実行され、当該方法はさらに、当該前処理モジュールによって前処理されたデジタル画像上でセグメントファインダモジュールを用いることによって、ワイヤ状として分類され得る画素を識別するステップと、ワイヤ状の構造が存在しているかどうか判断するために当該識別された画素をリンクするステップとを含む。リンカモジュールは、ワイヤ状として分類され得る画素をリンクしてワイヤオーバレイを生成する。
2009501677.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
移動輸送システムから受動的にワイヤを検出するための方法であって、
前記輸送システムのデジタルカメラから撮られたデジタル画像を前処理するステップを含み、前記前処理するステップは、前記デジタル画像から非ワイヤ状のクラッタを低減させるよう前処理モジュールによって実行され、前記方法はさらに、
前記前処理モジュールによって前処理されたデジタル画像上でセグメントファインダモジュールを用いることにより、ワイヤ状として分類され得る画素を識別するステップと、
ワイヤ状の構造が存在するかどうか判断するために前記識別されたワイヤ状の画素をリンクするステップとを含み、リンカモジュールは、ワイヤ状として分類され得る画素をリンクしてワイヤオーバレイを生成する、方法。
【請求項２】
前記前処理モジュールは、追加的な処理のために、クラッタを除去し、前記デジタル画像の部分を保持するようリングメディアンフィルタを適用する、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記前処理モジュールは、前記リングメディアンフィルタから出力を受信するウェーブレットノイズ除去モジュールを含み、前記デジタル画像は、前記ウェーブレットノイズ除去モジュールの出力から取り去られる、請求項２に記載の方法。
【請求項４】
前記セグメントファインダモジュールは、前記デジタル画像における複数の画像画素についての局所的な強度勾配に沿ってベクトルを計算する勾配位相モジュールを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項５】
前記セグメントファインダモジュールは、ワイヤが存在する場合にカーネルがワイヤに沿って配置されるように、局所的な強度勾配の位相に対して垂直な各画素にわたって方向付けされるカーネルを用いるベクトルカーネルオペレータを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項６】
前記リンカモジュールは、フィルタのバンクを用いて画素セグメントをリンクしてワイヤ状の構造を作成する、請求項１に記載の方法。
【請求項７】
前記輸送システムはヘリコプタである、請求項１に記載の方法。
【請求項８】
前記輸送システムは航空機である、請求項１に記載の方法。
【請求項９】
移動輸送システムから受動的にワイヤを検出するためのシステムであって、
前記輸送システムのデジタルカメラから撮られたデジタル画像を前処理するための前処理モジュールを含み、前記前処理モジュールは、前記デジタル画像から非ワイヤ状のクラッタを低減させ、前記システムはさらに、
ワイヤ状として分類され得る画素を識別するためのセグメントファインダモジュールと、
ワイヤ状の構造が存在するかどうか判断するために前記識別された画素をリンクするためのリンカモジュールとを含み、前記リンカモジュールは、ワイヤ状として分類され得る画素をリンクしてワイヤオーバレイを生成する、システム。
【請求項１０】
前記前処理モジュールは、追加的な処理のために、クラッタを除去し、前記デジタル画像の部分を保持するようリングメディアンフィルタを適用する、請求項９に記載のシステム。
【請求項１１】
前記前処理モジュールは、前記リングメディアンフィルタから出力を受信するウェーブ
レットノイズ除去モジュールを含み、前記デジタル画像は、前記ウェーブレットノイズ除去モジュールの出力から取り去られる、請求項１０に記載のシステム。
【請求項１２】
前記セグメントファインダモジュールは、前記デジタル画像における複数の画像画素についての局所的な強度勾配に沿ってベクトルを計算する勾配位相モジュールを含む、請求項９に記載のシステム。
【請求項１３】
前記セグメントファインダモジュールは、ワイヤが存在する場合にカーネルがワイヤに沿って配置されるように、局所的な強度勾配の位相に対して垂直な各画素にわたって方向付けされるカーネルを用いるベクトルカーネルオペレータを含む、請求項９に記載のシステム。
【請求項１４】
前記リンカモジュールは、フィルタのバンクを用いて画素セグメントをリンクしてワイヤ状の構造を作成する、請求項９に記載のシステム。
【請求項１５】
前記輸送システムはヘリコプタである、請求項９に記載のシステム。
【請求項１６】
前記輸送システムは航空機である、請求項９に記載のシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
関連出願の相互参照
なし
発明の背景
１．発明の分野
この発明は輸送システムに関し、より特定的には、受動的なワイヤ検出技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
２．背景
飛行中のヘリコプタやティルトロータ機（または、この明細書全体を通じて交換可能に用いられる他の輸送システム）の破局的な事故の主な原因のうちの１つは、静止した物体、たとえばワイヤ、への接触（「ワイヤとの衝突」）によるものである。このような事故は、典型的には、ヘリコプタが送電線、ワイヤまたは通信線と衝突したときに起こる。これらの事故の多くでは結果として死亡者が出ることとなり、特に、低高度でのヘリコプタの巡航中および操縦中における問題となっている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
ワイヤはサイズが小さいので、大抵の場合、裸眼で見ることが困難である。これは、悪天候や視覚的クラッタによってさらに悪化する可能性がある。図１Ａは、ワイヤ２０（電線）に向かって飛行しているヘリコプタ１０を示す。パイロットが電線を検出するのが間に合わなければ、ヘリコプタ１０が衝突して、結果として死亡者や物損が発生する可能性がある。
【０００４】
ヘリコプタにおける能動型ワイヤセンサを用いて、この問題を軽減させることができる。能動型センサは、検知されている目標物以外の源からの入力エネルギを必要とする検出装置である。能動型センサの一例として挙げられる測定器は、信号を生成し、当該信号を目標物に送信し、当該目標物から反射した信号を受信する。目標物に関する情報は、受信した信号と送信された信号とを比較することによって得られる。能動型センサは、秘匿性／機密性が所望される場合、たとえば軍事活動、には用いることができない。このため、これは、これらの応用例についての望ましい解決策とはならない。
【０００５】
別の可能な解決策は受動型センサを用いることである。受動型センサ装置は、当該装置の検出を可能にするエネルギ信号を発することなく検出を行なう。この検出は、目標物からの放射、または、目標物に対する周囲のエネルギの反射の結果として行なわれる。
【０００６】
しかしながら、高解像度の受動型センサであっても、最低限の回避範囲でワイヤを視認することが非常に困難になるおそれがある。というのも、これらはしばしば、副画素であり、ワイヤ状のクラッタに埋込まれ、および／または、不良な信号対雑音比（「ＳＮＲ」）を有しているからである。
【０００７】
別のオプションとして、実時間画像処理を用いてワイヤを検出する。しかしながら、従来の実時間処理技術は、多くの畳み込みおよびフィルタリング技術に依拠している。標準的な実時間処理の制約に伴った低レイテンシ要件により、畳み込みカーネルのサイズやフィルタサイズに厳密な制限が課される。これにより、ワイヤ検出の性能および確実性が低下する。
【０００８】
したがって、ワイヤによる事故のリスクを最小限にするために、効率的にワイヤを検出し、ワイヤについてパイロットに通知することのできる並行な実時間の受動的なワイヤ検出技術のための方法およびシステムが必要とされる。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
発明の概要
この発明の一局面においては、移動輸送システムから受動的にワイヤを検出するための方法が提供される。当該方法は、輸送システムのデジタルカメラから撮られたデジタル画像を前処理するステップを含み、当該前処理するステップは、デジタル画像から非ワイヤ状のクラッタを低減させるよう前処理モジュールによって実行され、当該方法はさらに、当該前処理モジュールによって前処理されたデジタル画像上でセグメントファインダモジュールを用いることによってワイヤ状として分類され得る画素を識別するステップと、ワイヤ状の構造が存在するかどうか判断するために当該識別された画素をリンクするステップとを含み、リンカモジュールは、ワイヤ状として分類され得る画素をリンクしてワイヤオーバレイを生成する。
【００１０】
この発明の別の局面においては、移動輸送システムから受動的にワイヤを検出するためのシステムが提供される。当該システムは、輸送システムのデジタルカメラから撮られたデジタル画像を前処理するための前処理モジュールを含み、当該前処理モジュールは、デジタル画像から非ワイヤ状のクラッタを低減させる。当該システムはさらに、ワイヤ状として分類され得る画素を識別するためのセグメントファインダモジュールと、ワイヤ状の構造が存在しているかどうか判断するために当該識別された画素をリンクするためのリンカモジュールとを含み、当該リンカモジュールは、ワイヤ状として分類され得る画素をリンクしてワイヤオーバレイを生成する。
【００１１】
この簡潔な概要は、この発明の性質を直ちに理解することができるように提供された。この発明は、添付の図面に関連して、その好ましい実施例の以下の詳細な説明を参照することによって、より完全に理解することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
この発明の上述の特徴および他の特徴は、好ましい実施例についての添付の図面に関連して説明される。添付の図面においては、同じ構成要素には同じ参照番号が付されている。例示される実施例は、この発明を限定するのではなく例示することを意図するものである。
【００１３】
好ましい実施例の詳細な説明
好ましい実施例の理解を容易にするために、計算システムの一般的なアーキテクチャおよび動作を説明する。そして、好ましい実施例の特定のアーキテクチャおよび動作を一般的なアーキテクチャを参照して説明する。
【００１４】
計算システム：
図１Ｂは、衝突／損傷を防ぐために静止した物体を検出する必要のあるヘリコプタ／航空機または他のいずれかの輸送システム上で用いられる計算システム１００の内部の機能アーキテクチャを示すブロック図である。計算システム１００は、コンピュータ実行可能なプロセスステップを実行するための処理ユニット１０１を含み、コンピュータバス１０６とインターフェイスを取っている。
【００１５】
ヘリコプタ上に配置されたデジタルカメラ１００Ａ（図１Ｃ）またはさまざまなデジタルカメラから未処理の画像データをシステム１００が受信することを可能にするデジタルカメラインターフェイス１０８が設けられる。インターフェイス１０８は、デジタルカメ
ラから画像データを受信し、未処理のデータをプロセッサ１０１に送信する。
【００１６】
構成要素１０２は、ユーザがシステム１００と対話することを可能にするマウスおよびキーボードなどの複数の入力装置を表わすよう意図されている。同様に、出力装置１０９は１つ以上の出力装置を表わしており、当該出力装置１０９には、たとえば、モニタ、印刷装置、ヘリコプタのパイロットに警告するために可聴警報を生成することのできる装置が含まれる。
【００１７】
記憶装置１０７は、この発明の一局面に従って、アプリケーション、実行可能コードを記憶する。これらのファイルのうちのいくつかはインストールプログラムを用いて記憶される。たとえば、プロセッサ１０１は、アプリケーションプログラムの適切な実行を可能にするように、インストールプログラムのコンピュータ実行可能なプロセスステップを実行する。
【００１８】
通信インターフェイス１０５は、システム１００が、他の計算システム、ネットワークおよび通信システム（図示せず）とインターフェイスを取ることを可能にする。
【００１９】
ランダムアクセスメモリ（「ＲＡＭ」）１０３はまた、コンピュータバス１０６とインターフェイスを取って、プロセッサ１０１がメモリストレージにアクセスできるようにする。記憶装置１０７からの記憶されたコンピュータ実行可能なプロセスステップを実行する際に、プロセッサ１０１は、ＲＡＭ１０３からのプロセスステップを記憶および実行する。
【００２０】
読出専用メモリ（「ＲＯＭ」）１０４は、起動命令シーケンスまたは基本入出力システム（ＢＩＯＳ）などの不変の命令シーケンスを記憶するために設けられる。
【００２１】
図１Ｂのアーキテクチャは、この発明の一局面に従って実行可能なプロセスステップを実現するのに用いることができるアーキテクチャの一例を提供することを意図している。このアーキテクチャは限定として見なされるべきではない。他のシステムおよびアーキテクチャを用いて、以下に記載される実行可能コードを実現してもよい。たとえば、特定用途向け集積回路（「ＡＳＩＣ」）またはフィールドプログラマブルゲートアレイ（「ＦＰＧＡ」）を用いて、この発明の適応局面を実現してもよい。
【００２２】
図１Ｃが示すデジタルカメラ１００Ａは、ヘリコプタに配置されて、ヘリコプタの飛行中に画像を撮る。当該画像は、以下に詳細に記載されるとおり、計算システム１００に送信されて処理され、実時間でワイヤを検出する。なお、図１Ｃには１つのデジタルカメラが示されているが、この発明の適応局面を例示することを意図しているに過ぎないことに留意されたい。この発明の適応局面はカメラの特定の数／種類に限定されない。
【００２３】
受動的なワイヤ検出のためのシステムアーキテクチャ：
図２Ａは、ワイヤを受動的に検出する、この発明の一局面に従ったシステムのブロック図を示す。デジタルカメラ（１００Ａ）からの入力画像２００（すなわち、未処理のデジタル画像データ）がプリプロセッサセグメント２０１によって受信される。プリプロセッサセグメント２０１は、画像データ２００から非ワイヤ状のクラッタを除去する。プリプロセッサ２０１は、画像を最初にフィルタリングするのに用いられるリングメディアンフィルタ２０２およびウェーブレットノイズ除去モジュール２０３を含む。リングメディアンフィルタ２０２およびウェーブレットノイズ除去モジュール２０３を以下に詳細に説明する。
【００２４】
プリプロセッサ２０１からの出力２００Ｂは、各々の画素の周囲がどの程度ワイヤ状で
あるかを判断するセグメントファインダモジュール２０４に送信される。セグメントファインダ２０４は、勾配位相モジュール２０５、ベクトルカーネル２０７およびしきい値モジュール２０８を含む。これらを以下に詳細に説明する。
【００２５】
リンカモジュール２０９はセグメントファインダ２０４から出力２００Ｅを受信する。リンカモジュール２０９はさまざまなセグメントをリンクして、ワイヤ状の構造を構築し、その出力２１４に基づいて、無線オーバレイが生成される。リンカモジュール２０９は、ラドン状のモフォロジカルオペレータ２１０、セグメントリンカアキュムレータ２１１、しきい値モジュール２１２、ならびに空間および時間フィルタモジュール２１３を含む。これらを以下に詳細に説明する。
【００２６】
プリプロセッサモジュール２０１：リングメディアンフィルタ２０２はクラッタを除去するが、より一層の分析のためにワイヤを保存する。図２Ｂは、リングメディアンフィルタ２０２がいかに適用されるかを示す例である。画素２０２Ｂについての画素値は、（２０２Ｃとして示される）リングに沿った画像区域２０２Ａにおける暗い画素の中央値と置き換えられる。これにより、２分の１のリング（２０２Ｃ）直径よりも小さなスケールサイズ（長さまたは幅）を持った物体が除去される。元の画像からこの中央の画像を取り去ることにより、リング直径の２分の１よりも小さなスケールサイズを持った物体が残されることとなる。
【００２７】
画像におけるワイヤは、背景クラッタに比べてコントラストが低いかまたは高い可能性がある。背景クラッタが高い場合および低い場合の２つの例が図２Ｃに示される。リングメディアンフィルタ２０２は、（図２Ｃに図示のとおり）狭い間隔で配置された複数のワイヤが除去されないように十分に大きく作成される。次いで、リングメディアンフィルタリングされた画像２００Ａが、ウェーブレットノイズ除去モジュール２０３によって処理される。
【００２８】
ウェーブレットノイズ除去モジュール２０３は、複数の長さスケールにわたって無相関である２次元のウェーブレット係数を除去する。図２Ａに図示のとおり、元の画像２００からこのフィルタリングされた画像を取り去ることにより、すべてのコントラストの小規模の特徴（たとえば、単一のワイヤ）と、低コントラストである大規模の特徴（たとえば、複数のワイヤ）とが損なわれずに残される。
【００２９】
なお、ウェーブレットノイズ除去モジュール２０３を用いずに、同様のフィルタ（たとえば、Susanフィルタ）を用いて、コントラストおよびスケール選択に基づいて単一／複数のワイヤを保持する出力２００Ｂを生成し得ることに留意されたい。
【００３０】
セグメントファインダ２０４：セグメントファインダ２０４は、出力２００Ｂに基づいて潜在的な「ワイヤ候補」を識別する予測ツールである。出力２００Ｂは勾配位相モジュール２０５によって受信される。勾配位相モジュール２０５は、画像シーン中のすべての画素における局所的な強度勾配に沿ってベクトルを計算する。ワイヤ上またはワイヤのごく近くの画素については、このベクトルはワイヤと直交することとなる。各ベクトルが正規化され、こうして単位フェーザとなる。これは、図３においては、３００として示される画像２００Ｂの局所的な強度勾配とともに示される。
【００３１】
勾配位相モジュール２０５からの出力２００Ｃがベクトルカーネル２０７に送信される。ベクトルカーネル２０７は、ワイヤ候補を分離および識別するためにカーネルオペレータを提供する。
【００３２】
ベクトルカーネル２０７は、勾配ベクトルに対して垂直な各画素にわたってその画素に
おいて方向付けされるカーネルを提供する。ワイヤ付近における画素については、カーネルはワイヤの長さに沿って位置することとなる。正規化された二次元のベクトル、または、単位フェーザは、勾配位相モジュール２０５によって算出されたものであるが、カーネルを介して重み付けされ、そして合計される。カーネル乗数は（仮想の）ワイヤの一方側では正であり、他方側では負である。ワイヤが存在する場合、当該ワイヤは両側のフェーザを同じ方向に向けるので、その合計は整合のとれたものになるだろう。数学的結果を以下に示す。
【００３３】
【数１】
2009501677.tif 000003
【００３４】
ここで、Ｋnは、ｎ番目の非ゼロカーネル要素についてのカーネル乗数であり（中央の画素については、ｎ＝１）、θnはその要素についての位相である。
【００３５】
ランダムな位相フィールドについては、＜ρ12＞＝Ｎであり、φ1はθ1と無相関である。
【００３６】
完全に整列したフィールドについては、＜ρ12＞＝０であり（というのも、正および負のＫnの寄与が打ち消し合うからである）、φ1＝θ1である（πを法とする）。
【００３７】
完全に直線のワイヤについては、＜ρ12＞＝Ｎ2であり、φ1＝θ1である（πを法とする）。
【００３８】
図４は、ベクトルカーネル２０７が出力２００Ｃに与えられた後の画像サンプルを示す。４０１として示されるランダムなホワイトノイズはワイヤ候補ではない。４０２が示す均一な一方向の強度勾配はエッジであり、このため、ワイヤ候補とはみなされない。４０３が示すワイヤ候補の例においては、２次元のベクトルは相対する方向に向けられている。４０３はワイヤ候補とみなされる。というのも、これは、ベクトルカーネルが中央の画素の位相と整合のとれた強い出力を生成する唯一の事例であるからである。
【００３９】
ベクトルカーネル２０７からの出力２００Ｄがしきい値モジュール２０８に送信される。しきい値モジュール２０８は、複数の条件を満たす、たとえば、その大きさがプログラム可能なしきい値を上回っており、（中央の画素の勾配位相に対する）位相差の絶対値がプログラム可能なしきい値未満であれば、ベクトルカーネル出力値を有する画素に対して、「１」を割当てる。「０」が他のすべての画素に割当てられる。こうして、セグメントファインダモジュール２０４の最終的な出力２００Ｅは２値画像となる。
【００４０】
リンカモジュール２０９：
セグメントファインダモジュール２０４からの出力（２値画像）２００Ｅがリンカモジュール２０９に送信される。リンカモジュール２０９は２値画像（２００Ｅ）を受信し、ラドン状のモフォロジカルオペレータ２１０を用いて、ワイヤ状のフィラメントに強固に整列している「１」の画素を入力画像から識別する。オペレータ２１０は複数の直線的なモフォロジカルオペレータを用い、これらのオペレータの構造要素の向きは異なっている。これらのモフォロジカルオペレータの各々を、セグメントファインダ出力における「１」の画素の各々にわたって集中させ、その構造要素内におけるセグメントファインダの「１」の画素の数を合計する。その合計がプログラム可能なしきい値を上回っていれば、そのモフォロジカルオペレータの識別番号が中央の画素に関連付けられるメモリ位置に記憶される。こうして、モフォロジカルオペレータ２１０の最終的な出力２００Ｆが、画素に
よってインデックス付けされたモフォロジカルオペレータの識別番号の配列となる。
【００４１】
オペレータ２１０からの出力２００Ｆが、さまざまな画素を大規模な線にリンクするセグメントリンカアキュムレータ（またはバッファ）２１１に送信される。モジュール２１１が、空のリンカ蓄積画像バッファにデータを蓄積する。この画像バッファは少なくともセグメントファインダ２値画像出力２００Ｅと同じサイズであるので、それらの画素は１対１で対応している。出力２００Ｆにおけるオペレータにおける各画素インデックスについては、モジュール２１１が、リンカ蓄積バッファ（２１１）における対応する画素にわたってこのインデックスに関連付けられる出力２００Ｆにおけるモフォロジカルオペレータの各々を集中させる。次いで、値「１」が、モフォロジカルオペレータの構造要素によってオーバレイされるリンカ蓄積バッファ２１１における画素の各々に追加される。構造要素が直線的であるので、直線的な特徴および曲線的な特徴に沿っているかまたは当該特徴間にある蓄積バッファ画素には何度も「１」が追加されることとなる。こうして、セグメントリンカアキュムレータ２１１の最終的な出力２００Ｇは、ワイヤなどの直線的および曲線的な特徴に沿って大きな値を持つが、他の場合には、低い値（または０）を持つ画像となる。
【００４２】
次いで、しきい値モジュール２１２が、予めプログラミングされたしきい値をモジュール２１１からの出力２００Ｇに与える。しきい値を上回る値を持つセグメントリンカアキュムレータ２１１の出力２００Ｇにおけるすべての画素は、「１」に等しくなるよう設定される。他のすべての画素は「０」に等しくなるよう設定される。こうして、しきい値モジュール２１２の出力２００Ｈは、非ワイヤ状の特徴が除去され、整列したワイヤ状の特徴間における間隙が（部分的に）埋められていることを除いては、セグメントファインダモジュール２０４と同様の２値画像となる。
【００４３】
次いで、しきい値モジュール２１２からの出力２００Ｈが、空間および時間フィルタ２１３を用いることによってフィルタリングされる。空間フィルタにより、しきい値モジュール２１２の出力２００Ｈにありワイヤと整合のとれた長さ／幅の比率を持たない特徴が除去され、時間フィルタにより、フレーム間の持続性のための最低しきい値を満たさない画素が除去される。フィルタリングされた出力２１４は２値ワイヤオーバレイ２１４である。
【００４４】
ワイヤオーバレイ２１４を用いて、ワイヤが検出されたかどうか判断し、検出されたかどうかをパイロットに通知する。この通知は、ビデオ表示出力にワイヤオーバレイを重ねるか、可聴警報を鳴らすか、または、ワイヤへの注意をパイロットに喚起する他の手段によって実行され得る。これにより、パイロットが進路を変更して、起こり得る破局的な事故を回避することが可能となるだろう。
【００４５】
プロセスフロー図：
図５は、この発明の一局面に従った、輸送システム（たとえば、ヘリコプタ）からワイヤを受動的に検出するためのプロセスフロー図を示す。これは実時間画像処理に基づいている。
【００４６】
図５を詳細に参照すると、ステップＳ５００において、未処理のデジタル画像２００が、（図１Ｃに図示のとおり）ヘリコプタに搭載されたデジタルカメラから受信される。当該画像は処理システムによって受信され、その一例が図２Ａに示される。
【００４７】
ステップＳ５０２において、入力画像２００における（存在するのであれば）非ワイヤ状のクラッタが低減されるように、未処理の画像が前処理される。前処理モジュール２０１を用いて、非ワイヤ状のクラッタを低減させる。上述のとおり、前処理モジュール２０
１は、リングメディアンフィルタ２０２およびウェーブレットノイズ除去モジュール２０３を用いて、非ワイヤ状のクラッタを低減させる。
【００４８】
画像が前処理された後、ステップＳ５０４において、システム２１５がセグメントファインダ２０４を用いて「ワイヤ状」の候補を決定する。セグメントファインダ２０４は、ワイヤ状の候補を決定するのに勾配位相モジュール２０５およびベクトルカーネル２０７を適用する。しきい値モジュール２０８は、ベクトルカーネル２０７からの出力２００Ｄから非ワイヤ状の画素をフィルタリングして除去するのに用いられる。
【００４９】
ステップＳ５０６において、リンカモジュール２０９は、「ワイヤ状」の画素候補をリンクして、ワイヤが実際に存在しているかどうか判断する。リンカ２０９は、ラドン状のモフォロジカルオペレータ２１０およびセグメントリンカアキュムレータ２１１を用いる。しきい値モジュール２１２は、セグメントリンカアキュムレータ２１１からの出力２００Ｇにプログラム可能なしきい値を与えて、非ワイヤ状の画素構造をフィルタリングして除去する。次いで、出力２００Ｈが空間および時間フィルタ２１３を用いることによってフィルタリングされて、ワイヤオーバレイ２１４を作成する。
【００５０】
ステップＳ５０８において、（出力２１４に基づいて）ワイヤが検出された場合、パイロットに通知される。次いで、パイロットはヘリコプタをワイヤから遠ざけ、破局的な事故を回避する。なお、出力２１４がヘリコプタの中央計算システムに送信されてもよく、これを用いてヘリコプタを自動的に遠ざけることができることに留意されたい。
【００５１】
一局面においては、ワイヤは、能動型センサを用いなくても実時間で検出することができ、このため、セキュリティを備えなくても事故を防ぐことができる。
【００５２】
なお、静止したワイヤに接触するヘリコプタに基づいた上述の例示が限定を意図するものではないことに留意されたい。実画像処理技術は、検出が困難な物体に基づいて衝突を回避することが必要な輸送システムのために用いられることが意図される。
【００５３】
この発明を、現在好ましい実施例と考えられているものに関して以上に説明してきたが、この発明が上述のものに限定されないことが理解されるべきである。反対に、この発明は、添付の特許請求の範囲の精神および範囲内のさまざまな変形例および同等の構成例を包含することを意図するものである。
【図面の簡単な説明】
【００５４】
【図１Ａ】ヘリコプタが飛行中にいかにワイヤ構造に遭遇し得るかを示す図である。
【図１Ｂ】この発明の一局面に従った、受動的なワイヤ検出のために用いられる計算システムを示すブロック図である。
【図１Ｃ】この発明の一局面に従った、デジタルカメラを用いたヘリコプタを示すブロック図である。
【図２Ａ】この発明の一局面に従った、受動的なワイヤ検出のための全体的なシステムアーキテクチャを示すブロック図である。
【図２Ｂ】この発明の一局面に従った、リングメディアンフィルタを用いた例を示す図である。
【図２Ｃ】この発明の一局面に従った、背景クラッタのあるワイヤの例を示す図である。
【図３】勾配位相オペレータの適用後の画像出力を示す図である。
【図４】ベクトルカーネルオペレータの適用後の画像出力の例を示す図である。
【図５】この発明の一局面に従った、受動的なワイヤ検出のためのプロセスフロー図である。
【図１Ａ】
2009501677.tif 000004
【図１Ｂ】
2009501677.tif 000005
【図１Ｃ】
2009501677.tif 000006
【図２Ａ】
2009501677.tif 000007
【図２Ｂ】
2009501677.tif 000008
【図２Ｃ】
2009501677.tif 000009
【図３】
2009501677.tif 000010
【図４】
2009501677.tif 000011
【図５】
2009501677.tif 000012
【手続補正書】
【提出日】平成20年1月23日(2008.1.23)
【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】
移動輸送システムから受動的にワイヤを検出するための方法であって、
前記輸送システムのデジタルカメラから撮られたデジタル画像を前処理するステップを含み、前記前処理するステップは、前記デジタル画像から非ワイヤ状のクラッタを低減させるよう前処理モジュールによって実行され、前記方法はさらに、
前記前処理モジュールによって前処理されたデジタル画像上でセグメントファインダモジュールを用いることにより、ワイヤ状として分類され得る画素を識別するステップと、
ワイヤ状の構造が存在するかどうか判断するために前記識別されたワイヤ状の画素をリンクするステップとを含み、リンカモジュールは、ワイヤ状として分類され得る画素をリンクしてワイヤオーバレイを生成し、前記リンカモジュールは、フィルタのバンクを用いて画素セグメントをリンクしてワイヤ状の構造を作成する、方法。
【請求項２】
１つ以上のワイヤが検出された場合、前記輸送システムのパイロットに警告するステップをさらに含む、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記前処理モジュールは、追加的な処理のために、クラッタを除去し、前記デジタル画像の部分を保持するようリングメディアンフィルタを適用する、請求項１または２に記載の方法。
【請求項４】
前記前処理モジュールは、前記リングメディアンフィルタから出力を受信するウェーブレットノイズ除去モジュールを含み、前記デジタル画像は、前記ウェーブレットノイズ除去モジュールの出力から取り去られる、請求項３に記載の方法。
【請求項５】
前記セグメントファインダモジュールは、前記デジタル画像における複数の画像画素についての局所的な強度勾配に沿ってベクトルを計算する勾配位相モジュールを含む、請求項１から４のいずれかに記載の方法。
【請求項６】
前記セグメントファインダモジュールは、ワイヤが存在する場合にカーネルがワイヤに沿って配置されるように、局所的な強度勾配の位相に対して垂直な各画素にわたって方向
付けされるカーネルを用いるベクトルカーネルオペレータを含む、請求項１から５のいずれかに記載の方法。
【請求項７】
移動輸送システムから受動的にワイヤを検出するためのシステムであって、
前記輸送システムのデジタルカメラから撮られたデジタル画像を前処理するための前処理モジュールを含み、前記前処理モジュールは、前記デジタル画像から非ワイヤ状のクラッタを低減させ、前記システムはさらに、
ワイヤ状として分類され得る画素を識別するためのセグメントファインダモジュールと、
ワイヤ状の構造が存在するかどうか判断するために前記識別された画素をリンクするためのリンカモジュールとを含み、前記リンカモジュールは、ワイヤ状として分類され得る画素をリンクしてワイヤオーバレイを生成し、前記リンカモジュールは、フィルタのバンクを用いて画素セグメントをリンクしてワイヤ状の構造を作成する、システム。
【請求項８】
前記前処理モジュールは、追加的な処理のために、クラッタを除去し、前記デジタル画像の部分を保持するようリングメディアンフィルタを適用する、請求項７に記載のシステム。
【請求項９】
前記前処理モジュールは、前記リングメディアンフィルタから出力を受信するウェーブレットノイズ除去モジュールを含み、前記デジタル画像は、前記ウェーブレットノイズ除去モジュールの出力から取り去られる、請求項８に記載のシステム。
【請求項１０】
前記セグメントファインダモジュールは、前記デジタル画像における複数の画像画素についての局所的な強度勾配に沿ってベクトルを計算する勾配位相モジュールを含む、請求項７から９のいずれかに記載のシステム。
【請求項１１】
前記セグメントファインダモジュールは、ワイヤが存在する場合にカーネルがワイヤに沿って配置されるように、局所的な強度勾配の位相に対して垂直な各画素にわたって方向付けされるカーネルを用いるベクトルカーネルオペレータを含む、請求項７から１０のいずれかに記載のシステム。
【請求項１２】
前記輸送システムはヘリコプタである、請求項７から１１のいずれかに記載のシステム。
【請求項１３】
前記輸送システムは航空機である、請求項７から１２のいずれかに記載のシステム。
【請求項１４】
特定用途向け集積回路（「ＡＳＩＣ」）またはフィールドプログラマブルゲートアレイ（「ＦＰＧＡ」）をさらに含む、請求項７から１３のいずれかに記載のシステム。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００１】
１．発明の分野
この発明は輸送システムに関し、より特定的には、受動的なワイヤ検出技術に関する。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００５３】
この発明を、現在好ましい実施例と考えられているものに関して以上に説明してきたが、この発明が上述のものに限定されないことが理解されるべきである。反対に、この発明は、添付の特許請求の範囲内のさまざまな変形例および同等の構成例を包含することを意図するものである。
【国際調査報告】
2009501677.tif 000013
2009501677.tif 000014
2009501677.tif 000015