(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
入力装置と表示装置とを備えるコンピュータを有し、
レーザースキャンによって監視領域内の三次元形状を計測して三次元座標を含む三次元位置情報を有する前記監視領域全体の監視領域点群データを取得する点群データ取得手段を有する点群データ処理部と、前記点群データ処理部で取得した前記監視領域点群データ内で監視カメラの仮想設置位置が決定されたときの当該設置位置に対応する仮想設定高さ情報及び仮想設置角度情報から前記監視カメラで撮像したときの画角の中心位置情報を取得し、この中心位置情報と、前記監視カメラの撮像素子のインチサイズ情報、焦点距離情報及びアスペクト比情報とを含む前記監視カメラの仕様情報と、前記監視カメラの仕様情報から所定の画角演算式を用いて論理的に割り出される水平画角値とを基に、前記仮想設置位置に設置した前記監視カメラで撮像される仮想監視画像を作成する仮想監視画像作成部と、を備え、監視領域内に監視カメラを仮想的に設置したときに撮像される仮想監視画像を作成する仮想監視画像作成システムで作成された前記仮想監視画像を前記コンピュータに取り込み、前記コンピュータにおいて前記仮想監視画像内で仮想人体モデルが移動したときの人体検知判定及び侵入検知判定に必要な侵入検知設定情報を設定する情報設定システムであって、
前記コンピュータは、
前記仮想監視画像内の基準面に対して前記監視領域内の検知対象となる前記仮想人体モデルの身長情報を基にした人体判定の基準となる人体マーカーの設定処理と、
前記基準面における奥行方向の距離基準となるガイドラインの設定処理と、
前記基準面以外の地形データにおける前記ガイドラインや前記人体マーカーの追加設定処理と、
前記仮想監視画像内にある建築物の大きさに対する人体マーカーの追加設定処理と、
前記仮想監視画像内に設定する人体判定エリア及び侵入検知エリアの設定処理を、
前記表示装置の表示画面上に表示された前記仮想監視画像内で前記入力装置を介して任意に選択された点群データの三次元位置情報に基づき設定する情報設定部を備えることを特徴とする情報設定システム。
【請求項２】
前記点群データ取得手段は、前記監視領域全体の前記監視領域点群データが一度の計測で取得できないときに、前記監視領域内で複数分割された計測領域における隣接する前記計測領域と交わる位置に結合位置合わせ部を複数設定した状態で前記各計測領域の三次元点群データを取得し、
さらに前記点群データ処理部は、前記点群データ取得手段で取得した前記計測領域の三次元点群データのうち、隣接する前記三次元点群データに含まれる前記結合位置合わせ部の位置を基準に位置合わせした状態で前記三次元点群データ同士を結合処理する点群データ結合手段を備えたことを特徴とする請求項１記載の情報設定システム。
【請求項３】
前記点群データ処理部で取得した前記監視領域点群データを三次元コンピュータグラフィックス処理を施して前記監視領域を仮想的三次元空間内に仮想構築した３ＤＣＧデータである監視領域３ＤＣＧデータを作成する３ＤＣＧ処理部を備え、
前記仮想監視画像作成部は、前記３ＤＣＧ処理部で作成した前記監視領域３ＤＣＧデータを用いて前記仮想監視画像を作成することを特徴とする請求項１又は２記載の情報設定システム。
【請求項４】
入力装置と表示装置を備えるコンピュータを有し、監視領域内に仮想的に設置した監視カメラで撮像される仮想監視画像を用いて仮想人体モデルによる侵入検知シミュレーションを前記コンピュータ上で行うシミュレーションシステムであって、
前記コンピュータは、
レーザースキャンによって監視領域内の三次元形状を計測して三次元座標を含む三次元位置情報を有する前記監視領域全体の監視領域点群データを三次元コンピュータグラフィックス処理を施して前記監視領域を仮想的三次元空間内に仮想構築した３ＤＣＧデータである監視領域３ＤＣＧデータを作成するとともに、入力設定された仮想条件に基づき前記監視領域３ＤＣＧデータ内に仮想人体モデルや監視領域内の仮想環境を作成する３ＤＣＧ処理部と、
前記監視領域３ＤＣＧデータ内で前記監視カメラの仮想設置位置が決定されたときの当該設置位置に対応する仮想設定高さ情報及び仮想設置角度情報から前記監視カメラで撮像したときの画角の中心位置情報を取得し、この中心位置情報と、前記監視カメラの撮像素子のインチサイズ情報、焦点距離情報及びアスペクト比情報とを含む前記監視カメラの仕様情報と、前記監視カメラの仕様情報から所定の画角演算式を用いて論理的に割り出される水平画角値とを基に、前記仮想設置位置に設置した前記監視カメラで撮像される仮想監視画像を作成する仮想監視画像作成部と、
前記仮想監視画像作成部で作成された前記仮想監視画像内の基準面に対して前記仮想人体モデルの身長情報を基にした人体判定の基準となる人体マーカーの設定処理と、前記基準面における奥行方向の距離基準となるガイドラインの設定と、前記基準面以外の地形データにおける前記ガイドラインや前記人体マーカーの追加設定と、前記仮想監視画像内にある建築物の大きさに対する人体マーカーの追加設定と、前記仮想監視画像内に設定する人体判定エリア及び侵入検知エリアの設定処理を、前記表示装置の表示画面上に表示された前記仮想監視画像内で前記入力装置を介して任意に選択された点群データの三次元位置情報に基づき設定する情報設定部と、
前記表示装置の表示画面上に前記仮想監視画像を表示させ、前記入力装置からの前記仮想人体モデルに対する動作指示情報に応じて前記仮想人体モデルを前記仮想監視画像内で移動させ、前記仮想人体モデルが前記人体判定エリア及び前記侵入検知エリア内に侵入したときに人体検知判定及び侵入検知判定が正常に機能するか否かのシミュレーション結果を取得するシミュレーション処理部と、
を備えたことを特徴とするシミュレーションシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、監視領域内を撮像する監視カメラを仮想的に設置したときの仮想監視画像を作成する仮想監視画像作成システムで作成された仮想監視画像に侵入検知設定情報を設定する情報設定システム及び該システムにより侵入検知設定情報が設定された仮想監視画像を用いて侵入検知シミュレーションを行うシミュレーションシステムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
監視対象となる監視領域内に監視カメラを設置する場合、通常、下記の手順１〜７に沿って監視カメラの撮像位置を設定や撮像した監視画像内に侵入した人体の検知や所定エリア内への侵入を検知するための侵入検知設定情報の設定を行った後、実際に設定した侵入検知設定情報が有効であるか否かの侵入試験を行っている。
【０００３】
なお、手順２〜６の設定は、監視カメラで撮像された監視画像をＰＣ（personal computer ）などの情報処理装置（コンピュータ）に取り込み、監視領域内に侵入した物体の人体判定処理や侵入検知判定処理、また侵入試験をした際に監視画像内で移動する人体の移動軌跡を監視画像内に表示制御するためのために必要な設定情報（以下、「侵入検知設定情報」という）を設定するためのアプリケーションソフトウェアを起動させ、作業員が監視画像を確認しながら手動で侵入検知設定情報が入力設定される。
【０００４】
（手順１：撮像位置の設定）
まず、監視領域内に監視カメラを設置する場合、通常２〜３名の作業員が監視領域Ｅに出向き、監視領域内の特定エリアが鳥瞰的に撮像されるように所定箇所に監視カメラを設置後、作業員が撮像した画像を確認しながら撮像角度、撮像向き、撮像高さを適宜調整する。
【０００５】
（手順２：監視画像内の基準面における人体サイズの設定）
監視カメラの設置箇所が決定すると、次に侵入検知設定情報として、監視領域内における基準面に作業員を立たせ、監視画像内の複数地点において作業員の身長に合わせた人体マーカーを設定する。人体マーカーは、監視画像内で奥行による人体の大きさ（身長）の差を区別するためのスケールマーカーである。
人体マーカーの設定方法としては、監視領域内において監視カメラ側から奥行方向に向かって徐々に起立位置を変えながら作業員を移動させ、各地点において監視画像内で撮像される作業員の足と頭の位置にマーカーを合わせて設定する。なお、監視画像は鳥瞰的に監視領域を撮像されるため、設定した人体マーカーのサイズは、監視画面内で奥行方向に向かうに連れて徐々に小さくなっていくが、全て作業員の身長と同じスケールとなる。
【０００６】
（手順３：監視画像内の基準面におけるガイドラインの設定）
次に、侵入検知設定情報として、設置した監視カメラの撮像範囲内において、監視画像内の基準面上における奥行方向の距離差を設定するためのガイドラインを複数本設定する。ガイドラインとは、監視画像内における基準面上に設定した奥行方向の距離を規定するための基準となる仮想線である。
ガイドラインの設定方法としては、作業員が監視カメラの設置位置下方の地点であって監視画像における下端近傍となる地点にメジャー（巻尺）の一端を固定し、メジャーの他端を監視領域内における監視カメラから離間する方向（つまり、監視画像の奥行方向）に向かって移動させ、メジャーの端部間を監視画像上でなぞって設定する。メジャーは元々長さを測定するものであるため、設定したガイドラインはメジャーで測定した実測値と同じスケールとなる。
【０００７】
（手順４：基準面以外の地形データの追加設定）
次に、侵入検知設定情報として、手順３で設定したガイドラインを設定する際の基準面から外れた地形における人体の侵入を検知するため、基準面以外の地形に対して人体が侵入したときの人体マーカーの設定やガイドラインの追加設定を行う。なお、人体マーカーやガイドラインの設定方法は、手順２、３と同様である。
【０００８】
（手順５：建築物が起因する人体マーカーの追加設定）
次に、侵入検知設定情報として、監視画面内に存在する建築物（例えば事務所、倉庫、中継盤、トイレ、街灯、電柱、侵入防止柵のような人工的に作製された建物や物体）の上部や近傍に人体が存在したときに人体が検知できるように人体マーカーの追加設定を行う。例えば、作業員を建築物の上部に立たせ、手順２に沿って人体マーカーを設定する。これにより、建築物の上部に存在する人体が判定可能となる。
【０００９】
（手順６：検知エリアの設定）
次に、監視領域内において侵入物体が人体であると判定するためのエリア（人体判定エリア）と、人体判定エリアから移動した人体が監視領域内に侵入したことを検知するエリア（侵入検知エリア）の２つの検知エリアを設定する。各エリアの設定方法は、手順１〜５の処理を行って取得した監視画像内にセキュリティのレベルに応じて作業者が所望の人体判定エリアと侵入検知エリアを範囲指定する。
【００１０】
以上の手順２〜６の設定によって、人体マーカーやガイドラインなどの侵入検知設定情報が設定されているため、これら設定情報を基準として監視カメラのフレームレートから監視画像内に侵入した物体の高さや移動速度が分かるため、監視画像内に侵入した物体が人体であるか否かを判定することができるようになる。
【００１１】
（手順７：侵入試験）
手順６で設定した検知エリア内に侵入した人体を実際に検知できるか否かの検証実験を行って、設定した侵入検知設定情報の有効性を確認する。
試験方法としては、実際に作業員を監視カメラの撮像領域内で様々な行動（歩く、スキップ、走る、匍匐前進など）をさせ、撮像した監視画像内に侵入した人体が人体判定エリアを確認する。また、撮像された監視画像内で移動する人体の移動軌跡が画像内に反映されているか否かを確認する。なお、人体判定や侵入検知が失報したときは、再度上記手順２〜６を調整して侵入検知設定情報の再設定を行う。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
以上のように、監視カメラを使って監視領域内における人体侵入検知を行う場合、従来の方法では上述した手順１〜７の処理を監視カメラ毎に設定する必要があるため、設置する監視カメラの数が多数となる広大な監視領域では設定作業が非常に煩雑である。
【００１３】
また、まず手順１で監視カメラの設置位置を決定しないと手順２〜７が進行できないため、監視領域が工事中の現場では、工事日程に左右されてしまうという問題があった。
【００１４】
また、手順２〜５では、作業員が実際に監視領域内で作業する必要があるため、監視領域が複雑な地形の場合や作業日が天候不順であった場合は、通常作業のときよりも作業員が危険に晒される虞があった。
【００１５】
さらに、侵入検知設定情報の設定作業は、全て作業員が現地に赴いてその場で設定作業を行っているため、侵入検知機能が作業員の技量に左右されてしまい、常に高品質な侵入検知システムを提供することが難しいのが現状である。そのため、熟練した作業員を選抜して設定作業を依頼することになるが、このような場合は知識の乏しい作業員と比べて人件費が嵩むという問題がある。
【００１６】
本発明は、このような課題に鑑みてなされたものであり、作業員に危険が及ぶことなく、また作業員の手間を極力省いて簡便に監視カメラの監視画像の人体侵入検知設定が行える仮想監視画像作成システムで作成された仮想監視画像に侵入検知設定情報を設定する情報設定システム及び該システムにより侵入検知設定情報が設定された仮想監視画像を用いて監視シミュレーションを行うシミュレーションシステムを提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
請求項１に記載された情報設定システムは、
入力装置と表示装置とを備えるコンピュータを有し、
レーザースキャンによって監視領域内の三次元形状を計測して三次元座標を含む三次元位置情報を有する前記監視領域全体の監視領域点群データを取得する点群データ取得手段を有する点群データ処理部と、前記点群データ処理部で取得した前記監視領域点群データ内で監視カメラの仮想設置位置が決定されたときの当該設置位置に対応する仮想設定高さ情報及び仮想設置角度情報から前記監視カメラで撮像したときの画角の中心位置情報を取得し、この中心位置情報と、前記監視カメラの撮像素子のインチサイズ情報、焦点距離情報及びアスペクト比情報とを含む前記監視カメラの仕様情報と、前記監視カメラの仕様情報から所定の画角演算式を用いて論理的に割り出される水平画角値とを基に、前記仮想設置位置に設置した前記監視カメラで撮像される仮想監視画像を作成する仮想監視画像作成部と、を備え、監視領域内に監視カメラを仮想的に設置したときに撮像される仮想監視画像を作成する仮想監視画像作成システムで作成された前記仮想監視画像を前記コンピュータに取り込み、前記コンピュータにおいて前記仮想監視画像内で仮想人体モデルが移動したときの人体検知判定及び侵入検知判定に必要な侵入検知設定情報を設定する情報設定システムであって、
前記コンピュータは、
前記仮想監視画像内の基準面に対して前記監視領域内の検知対象となる前記仮想人体モデルの身長情報を基にした人体判定の基準となる人体マーカーの設定処理と、
前記基準面における奥行方向の距離基準となるガイドラインの設定処理と、
前記基準面以外の地形データにおける前記ガイドラインや前記人体マーカーの追加設定処理と、
前記仮想監視画像内にある建築物の大きさに対する人体マーカーの追加設定処理と、
前記仮想監視画像内に設定する人体判定エリア及び侵入検知エリアの設定処理を、
前記表示装置の表示画面上に表示された前記仮想監視画像内で前記入力装置を介して任意に選択された点群データの三次元位置情報に基づき設定する情報設定部
を備えたことを特徴としている。
【００１８】
請求項２記載の情報設定システムは、請求項１記載の情報設定システムにおいて、前記点群データ処理部は、
前記監視領域全体の前記監視領域点群データが一度の計測で取得できないときに、前記監視領域内を複数分割した計測領域のうち隣接する計測領域と交わる位置に結合位置合わせ部を複数設置した状態で三次元点群データを前記点群データ取得手段で取得し、
さらに、前記点群データ取得手段で取得した前記三次元点群データのうち、隣接する前記三次元点群データに含まれる前記結合位置合わせ部の位置を基準に位置合わせした状態で前記三次元点群データを結合処理する点群データ結合手段を備えたことを特徴としている。
【００１９】
請求項３記載の情報設定システムは、請求項１又は２記載の情報設定システムにおいて、前記点群データ処理部で取得した前記監視領域点群データから前記監視領域を仮想的三次元空間内に仮想構築した３ＤＣＧデータである監視領域３ＤＣＧデータを作成する３ＤＣＧ処理部を備え、
前記仮想監視画像作成部は、前記監視領域点群データの代わりに前記３ＤＣＧ処理部で作成した前記監視領域３ＤＣＧデータを用いて前記仮想監視画像を作成することを特徴としている。
【００２１】
請求項４記載のシミュレーションシステムは、入力装置と表示装置を備えるコンピュータを有し、監視領域内に仮想的に設置した監視カメラで撮像される仮想監視画像を用いて仮想人体モデルによる侵入検知シミュレーションを前記コンピュータ上で行うシミュレーションシステムであって、
前記コンピュータは、
レーザースキャンによって監視領域内の三次元形状を計測して三次元座標を含む三次元位置情報を有する前記監視領域全体の監視領域点群データを三次元コンピュータグラフィックス処理を施して前記監視領域を仮想的三次元空間内に仮想構築した３ＤＣＧデータである監視領域３ＤＣＧデータを作成するとともに、入力設定された仮想条件に基づき前記監視領域３ＤＣＧデータ内に仮想人体モデルや監視領域内の仮想環境を作成する３ＤＣＧ処理部と、
前記監視領域３ＤＣＧデータ内で前記監視カメラの仮想設置位置が決定されたときの当該設置位置に対応する仮想設定高さ情報及び仮想設置角度情報から前記監視カメラで撮像したときの画角の中心位置情報を取得し、この中心位置情報と、前記監視カメラの撮像素子のインチサイズ情報、焦点距離情報及びアスペクト比情報とを含む前記監視カメラの仕様情報と、前記監視カメラの仕様情報から所定の画角演算式を用いて論理的に割り出される水平画角値とを基に、前記仮想設置位置に設置した前記監視カメラで撮像される仮想監視画像を作成する仮想監視画像作成部と、
前記仮想監視画像作成部で作成された前記仮想監視画像内の基準面に対して前記仮想人体モデルの身長情報を基にした人体判定の基準となる人体マーカーの設定処理と、前記基準面における奥行方向の距離基準となるガイドラインの設定と、前記基準面以外の地形データにおける前記ガイドラインや前記人体マーカーの追加設定と、前記仮想監視画像内にある建築物の大きさに対する人体マーカーの追加設定と、前記仮想監視画像内に設定する人体判定エリア及び侵入検知エリアの設定処理を、前記表示装置の表示画面上に表示された前記仮想監視画像内で前記入力装置を介して任意に選択された点群データの三次元位置情報に基づき設定する情報設定部と、
前記表示装置の表示画面上に前記仮想監視画像を表示させ、前記入力装置からの前記仮想人体モデルに対する動作指示情報に応じて前記仮想人体モデルを前記仮想監視画像内で移動させ、前記仮想人体モデルが前記人体判定エリア及び前記侵入検知エリア内に侵入したときに人体検知判定及び侵入検知判定が正常に機能するか否かのシミュレーション結果を取得するシミュレーション処理部と、
を備えたことを特徴としている。
【発明の効果】
【００２２】
本発明によれば、従来の方法のように数人の作業員現地に出向いて監視カメラの設置位置の各種設定をする必要がなく、ユーザが監視領域点群データを取得すれば、仮想監視画像の作成、侵入検知設定情報の設定処理及び仮想人体モデルによる侵入検知シミュレーションを全て情報処理装置で仮想的にシミュレートすることができるため、例えば監視領域Ｅ内で監視カメラの設置位置を変更した状態での侵入検知シミュレーションや、仮想人体モデルを使って実際の人体（作業員）では実験が難しい動作による侵入検知シミュレーションも容易に行うことができる。
【００２３】
また、仮想監視画像内において仮想的に監視カメラを設置することができるため、従来のように監視領域が工事中の現場であっても工事日程に左右されることなく監視カメラの設置位置を事前に決定することができる。
【００２４】
さらに、作業員が実際に監視領域内で侵入検知設定情報の設定作業をする必要がないため、天候に左右されることなく、また監視領域が複雑な地形の場合でも監視領域点群データのみを取得するだけでよいため、作業員が危険に晒されることがない。
【００２５】
また、侵入検知設定情報の設定は、侵入検知シミュレーションを繰り返し行いながら監視カメラに適した侵入検知設定情報を設定することができるため、従来のように作業員の技量に左右されることなく高品質な侵入検知システムを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本発明の実施形態に係るシミュレーションシステムの機能を示す機能ブロック図である。
【図２】情報処理装置の機能ブロック図である。
【図３】本システムの監視領域の一例を示す概略鳥瞰図である。
【図４】監視領域内で計測した監視領域点群データを模式的に表した図である。
【図５】監視領域内を分割した計測領域内の三次元点群データを模式的に表した図である。
【図６】図５と隣接する計測領域内の三次元点群データを模式的に表した図である。
【図７】監視領域点群データを３ＤＣＧ処理した監視領域３ＤＣＧデータの一例を示す模式図である。
【図８】図７の監視領域３ＤＣＧデータに仮想人体モデルを追加した例を示した図である。
【図９】監視領域点群データ内に監視カメラを仮想的に設置した状態を示した図である。
【図１０】監視領域点群データの仮想監視画像の一例を示す図である。
【図１１】仮想監視画像を実際の監視領域に当てはめたときの概念図である。
【図１２】仮想監視画像内に人体マーカーとガイドラインを設定したときの一例を示す図である。
【図１３】仮想監視画像内で仮想人体モデルを移動させたときの一例を示す図である。
【図１４】実際の監視領域内に三次元コンピュータグラフィクス処理（クロマキー合成）をして仮想人体モデルを追加した一例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
以下、本発明を実施するための形態について、添付した図面を参照しながら詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではなく、この形態に基づいて当業者などによりなされる実施可能な他の形態、実施例及び運用技術などは全て本発明の範疇に含まれる。
【００２８】
なお、各図を参照した以下の説明において、方向乃至位置を示すために「上、下、左、右」の語を使用するが、これはユーザが図面を図示の通りに見た場合の「上、下、左、右」に一致する。また、各図を見た場合の紙面の手前側を「前方」と称し、紙面の後側を「奥行方向」と称する。
【００２９】
［１．システム概要について］
本発明は、例えば図３に示すような監視対象となる監視領域Ｅ内の所定箇所を監視する監視カメラの設置条件（設置高さ、設置角度など）の設定や、撮像した監視画像で人体侵入検知が可能となるように設定される侵入検知設定情報の設定作業並びに設定した侵入検知設定情報の有効性を確認する試験を、現場に出向くことなく仮想的にシミュレーションして監視カメラ設置作業や侵入検知設定情報の設定の手間を簡素化することを目的としている。
【００３０】
そして、この目的を達成するため、本発明に係る仮想監視画像作成システム１００は、監視領域Ｅ全体の三次元点群データ（以下、「監視領域点群データ」という）を取得する点群データ処理部１０と、点群データ処理部１０で取得した監視領域点群データを基に三次元コンビュータグラフィクス（three −dimensional computer graphics ：３ＤＣＧ）処理を施して仮想的三次元空間内に監視領域Ｅの三次元データ（以下、「監視領域３ＤＣＧデータ」という）を仮想構築する３ＤＣＧ処理部２０と、点群データ処理部１０で取得した監視領域点群データ又は３ＤＣＧ処理部２０で監視領域点群データに３ＤＣＧ処理を施して作成した監視領域３ＤＣＧデータを基に監視領域Ｅ内に仮想的に設置した監視カメラにおいて論理的にコンピュータ上で得られた画角（論理画角）で撮像される監視画像（以下、「仮想監視画像」という）を作成する仮想監視画像作成部３０とを備えた構成（図１における実線で囲まれた構成）となる。
また、本発明に係る情報設定システム２００は、上述した仮想監視画像作成システム１００において作成された仮想監視画像を用いて人体検知及び侵入検知が行えるように所定の侵入検知設定情報を設定する情報設定部４０が、仮想監視画像作成システム１００に付加される構成（図１における一点鎖線で囲まれた構成）となる。
また、本発明に係るシミュレーションシステム３００では、上述した情報設定システム２００で侵入検知情報が設定された仮想監視画像を利用し、設定した侵入検知設定情報の有効性の判断をする侵入検知シミュレーションを実施するシミュレーション処理部５０が、情報設定システム２００に付加される構成（図１における二点鎖線で囲まれた構成）となる。
【００３１】
［２．ハードウェア構成について］
次に、本発明に係る各システムを構築するために必要なハードウェア構成について説明する。
本発明では、本システムにおける点群データ処理部１０の点群データ取得手段１１として機能する装置として、監視領域Ｅの監視領域点群データを取得するレーザ光走査型三次元計測装置１（３Ｄスキャナー）を使用する。
また、本システムの構成要件である点群データ処理部１０の点群データ結合手段１２、３ＤＣＧ処理部２０、仮想監視画像作成部３０、情報設定部４０、シミュレーション処理部５０として機能する装置として、例えば点群データの結合処理、監視領域点群データの３ＤＣＧ処理、監視領域点群データ又は監視領域３ＤＣＧデータを基に仮想監視画像を作成する処理、仮想監視画像に対する侵入検知設定情報の設定処理、仮想監視画像を用いた人体侵入検知シミュレーション処理などの各システムが機能を実現するために必要な処理を、後述する中央処理装置２ｄに実行させるための各種アプリケーションソフトウェアを有する情報処理装置２を使用する。
【００３２】
＜レーザ光走査型三次元計測装置＞
レーザ光走査型三次元計測装置１は、監視領域Ｅ内において数十ｍ〜数百ｍの範囲で方位角方向（１周３６０度）に向けてレーザ光を走査してその反射光をＣＣＤ（電荷結合素子）に受光し、受光した光を飛行時間方式（Time Of Flight：ＴＯＢ方式）で計測して監視領域Ｅ内の形状を三次元位置情報（三次元座標値（Ｘ，Ｙ，Ｚ）の他、反射強度情報なども含まれる）をもつ三次元点群データにして取得する計測機器である。つまり、レーザ光走査型三次元計測装置１で計測される点群データには、前記計測装置１の位置を基準とした三次元座標値が含まれているため、取得した三次元点群データにおいて任意の点群データ（１点）の位置情報や任意の２点間を結ぶ距離情報も容易に知得することができる。
【００３３】
なお、レーザ光走査型三次元計測装置１としては、例えば「Velodyne社の“全方位レーザーライダイメージングユニットLiDAR ”」、「Ocular Robotics 社の“RobotEye RE05 3D-LiDAR”」、「Renishaw社の“ Dynascan M250”や“Dynascan S250 ”」などがあるがこれらには限定されない。また、監視領域Ｅにおける計測方法（例えば監視領域Ｅ内の所定箇所に載置して点群データの計測を行う固定式、前記計測装置１を搭載した車両で監視領域Ｅ内を移動しながら点群データの計測を行う車両搭載式）についても特に限定されない。
【００３４】
＜情報処理装置＞
情報処理装置（コンピュータ）２は、図２に示すように、例えばＰＣ（Personal Computer ）などの各種情報を処理する機器で構成され、キーボードやマウスなどで構成されユーザが様々な操作指示を入力するために用いられる入力装置２ａと、ＬＣＤ（Liquid Crystal Display）やＥＬ（Electro Luminescence）ディスプレイなど機器で構成され中央処理装置２ｄが各種アプリケーションソフトウェアやコンピュータプログラムを実行したときの処理結果などを表示する表示装置２ｂと、例えばＥＥＰＲＯＭやフラッシュメモリなどの不揮発性メモリやＤＲＡＭやＳＤＲＡＭなどの揮発性メモリを含む各種半導体メモリ、ＨＤＤ（Hard Disk Drive ）などで構成され装置全体を制御する基本ソフトウェア（Operating System：ＯＳ）及び本システムに必要な各種機能を実現するアプリケーションソフトウェアや情報処理装置２の各部を駆動するのに必要なコンピュータプログラムなどを記憶する記憶装置２ｃと、例えばＣＰＵ（Central Processing Unit ）などのプロセッサで構成され上記コンピュータプログラムや各種アプリケーションソフトウェアを読み込んでプログラム処理することで情報処理装置２全体の制御処理及び各種処理に必要な演算処理を実行する中央処理装置２ｄと、各種ネットワークと接続して外部機器（サーバや移動端末）との間でデータ通信を行うインターフェースである通信Ｉ／Ｆ２ｅと、例えばフレキシブルディスク（FD）、ＣＤ、ＤＶＤ（Digital Versatile Disk）、ＳＤメモリカード（SD Memory card）、ＵＳＢメモリ（Universal Serial Bus memory ）などの各種記憶媒体から各種情報の読み取りや書き込みを行うためのインターフェースである外部Ｉ／Ｆ２ｆなどを備え、それぞれがバスＢで相互に接続されている。
【００３５】
［３．仮想監視画像作成システムについて］
［３−１．構成要件について］
次に、本発明に係る仮想監視画像作成システム１００の機能を実現するための各構成要件について説明する。
本実施形態の仮想監視画像作成システム１００は、上述したように図１に示す実線で囲まれた処理ブロックにより実現され、点群データ処理部１０と、３ＤＣＧ処理部２０と、仮想監視画像作成部３０とを有している。
【００３６】
＜点群データ処理部＞
点群データ処理部１０は、点群データ取得手段１１と、点群データ結合手段１２とを備え、レーザ光を用いた三次元形状計測により、図４に示すような監視領域Ｅ内の三次元形状に応じた三次元点群データである監視領域点群データを取得する。なお、図４に示す監視領域点群データでは、説明の便宜上、三次元点群データの密度等を簡略して模式的に表現している。
【００３７】
点群データ取得手段１１は、上述したレーザ光走査型三次元計測装置１で構成され、監視領域Ｅ内において数十ｍ〜数百ｍの範囲に向けてレーザ光を走査してその反射光を受光し、受光した光を飛行時間方式（Time Of Flight：ＴＯＢ方式）で計測して監視領域Ｅにおける三次元点群データを取得する。そして、点群データ取得手段１１は、取得した三次元点群データを点群データ結合手段１２に出力する。
【００３８】
例えば、レーザ光走査型三次元計測装置１として、「Ocular Robotics 社の“RobotEye RE05 3D-LiDAR”」を採用した場合、方位角方向で２０００点、仰角方向に５００ライン、サンプリングレート１００００Ｈｚで計測すると、一回の計測データで得られる計測点の数は１００００００点となり、この機器による計測時間は１００ｓｅｃとなる。
【００３９】
なお、監視領域Ｅが広大な場合は、一度に全領域の三次元点群データを取得できない場合がある。このようなときは、図５、図６に示すように監視領域Ｅを複数の計測領域Ｅｎに分割し、入射光を光源方向に返す再帰性反射材料（ガラスビーズタイプやプリズムタイプ）で形成される反射マーカーを、計測領域Ｅｎ内における隣接する計測領域Ｅｎと交わる位置に複数設置する。そして、計測領域Ｅｎ毎の三次元点群データを取得し、点群データ結合手段１２で隣接する三次元点群データにおける反射マーカーの位置合わせをして結合することで、図４に示す監視領域Ｅ全体の三次元点群データを取得することができる。なお、反射マーカー以外にも、監視領域Ｅ内における隣接する計測領域Ｅｎ内で特徴的な形状を有する部分（例えば石、樹木、地形、建造物等）を利用してもよく、これら隣接する計測領域Ｅｎの結合で位置合わせするための部分を「結合位置合わせ部Ｒ」という。また、本明細書では、結合位置合わせ部Ｒとして反射マーカーを使用した例で説明する。
【００４０】
また、点群データ取得手段１１の構成として「Renishaw社の“ Dynascan M250”や“Dynascan S250 ”」のように車載搭載式の機器を使用する場合は、ＧＰＳ機能を用いて広範囲に亘って三次元点群データを一度に取得することができるため、結合位置合わせ部Ｒを設置する必要はない。このような場合は、図４に示すような三次元点群データが取得でき、この取得した三次元点群データは既に監視領域点群データであるため、点群データ結合手段１２の構成も不要となり、監視領域Ｅの監視領域点群データに対して監視領域ＥのＧＰＳ／ＧＮＳＳデータとを紐付けしたものとして取得することができる。
【００４１】
点群データ結合手段１２は、点群データ取得手段１１で結合位置合わせ部Ｒを用いて取得した三次元点群データのうち、隣接する三次元点群データ同士を結合して監視領域Ｅ全体の点群データである監視領域点群データを作成する。そして、点群データ結合手段１２は、作成した監視領域点群データを３ＤＣＧ処理部２０又は仮想監視画像作成部３０に出力する。
【００４２】
点群データ結合手段１２による三次元点群データ結合処理は、三次元点群データの点群データ結合処理を実行させるためのアプリケーションソフトウェア（以下、単に「結合アプリ」ともいう）を起動して中央処理装置２ｄにより実行される処理であり、結合アプリを起動して結合処理を実行するために必要な専用画面と結合対象となる三次元点群データが表示装置２ｂの表示画面上に表示させ、ユーザが入力装置２ａを操作して各データの結合位置合わせ部Ｒの位置を基準にして表示画面上で各三次元点群データを位置合わせした状態で結合する。つまり、図５、図６に示す計測領域Ｅｎ毎の三次元点群データに表示される結合位置合わせ部Ｒの位置を合わせた状態で結合処理を施すことで、図４に示すような監視領域Ｅ全体の三次元点群データ（すなわち、監視領域点群データ）を取得することができる。
【００４３】
なお、三次元点群データの結合位置を位置合わせする手法としては、上述したようにユーザが入力装置２ａを操作して結合位置合わせ部Ｒの位置を基準にして三次元点群データを位置合わせする方法の他、以下のように情報処理装置２によって自動で結合処理を行う構成としてもよい。
【００４４】
情報処理装置２による自動結合処理を実現する場合、例えば、結合位置合わせ部Ｒとなる反射マーカーに識別情報（例えば任意に付した識別番号）を設定し、結合対象となる三次元点群データに含まれる反射マーカーの識別情報が一致するように反射マーカーの位置を重ね合わせした状態で結合処理するためのプログラムを結合アプリに組み込むことで、計測領域Ｅｎで取得した三次元点群データを情報処理装置２に取り込めば自動で隣接する三次元点群データの結合処理が可能となる。
【００４５】
＜３ＤＣＧ処理部＞
３ＤＣＧ処理部２０は、点群データ処理部１０で作成された監視領域点群データに３ＤＣＧ処理を施して監視領域Ｅを仮想的三次元空間内に仮想構築した監視領域３ＤＣＧデータを作成する。
【００４６】
３ＤＣＧ処理部２０は、点群データ処理部１０で作成された監視領域点群データに対し、各点群データの座標変換や陰影付けなどを行う公知の三次元コンピュータグラフィクス処理（例えば、オブジェクト制作（モデリング）、オブジェクト配置（シーンセットアップ）、動作付け（アニメーション）、画像化（レンダリング）、画像調整（コンポジット）、クロマキー合成など）を施して、監視領域Ｅ全体を仮想的三次元空間内に仮想構築した監視領域３ＤＣＧデータを作成する。
【００４７】
３ＤＣＧ処理部２０による上述した３ＤＣＧ処理は、監視領域点群データを基に３ＤＣＧ処理や作成した仮想物体に対するアニメーション処理を施すためのアプリケーションソフトウェア（例えば、Autodesk社の「Autodesk ReCap」、株式会社トプコン社の「Image Master Pro」のような３ＤＣＧ処理ソフトウェア、ユニティ・テクノロジーズ社の「Unity 」のような３ＤＣＧゲーム制作用開発ソフトウェアなど、以下、単に「３ＤＣＧアプリ」ともいう）を起動して中央処理装置２ｄにより実行される処理であり、３ＤＣＧアプリを起動して３ＤＣＧ処理を実行するために必要な専用画面と監視領域点群データを表示装置２ｂの表示画面上に表示させ、ユーザが入力装置２ａを操作して監視領域点群データに所望の３ＤＣＧ処理を施すことで監視領域３ＤＣＧデータを作成する。
【００４８】
具体的な３ＤＣＧ処理の内容として、例えば図７に示すように監視領域点群データにポリゴン加工を施し監視領域３ＤＣＧデータに変換する処理、図８に示すようにシミュレーションシステム３００で侵入検知シミュレーションするために設定される仮想条件（仮想物体（例えば、人体（仮想人体モデルＶｈ）、車両、建築物、樹木などの物体（動体、静止体は問わず）の追加作成や仮想環境（天候、昼夜など）の変更設定など）の設定に伴う３ＤＣＧ処理を行う。
【００４９】
さらに、３ＤＣＧ処理部２０は、設置場所の移設などによって監視領域Ｅ内で後付けされた監視カメラで撮像された実画像にクロマキー合成を施して、３ＤＣＧ処理で作成した仮想物体（例えばアニメーション処理された仮想人体モデルＶｈ）を追加することもできる。
【００５０】
＜仮想監視画像作成部＞
仮想監視画像作成部３０は、点群データ処理部１０で作成された監視領域Ｅ全体の三次元点群データである監視領域点群データ、或いは３ＤＣＧ処理部２０で作成された監視領域点群データや監視領域３ＤＣＧデータを基に、仮想監視画像を作成するのに必要な情報である仮想監視画像作成情報（監視カメラの仕様情報（ＣＣＤセンサやＣＭＯＳセンサなどの撮像素子のインチサイズ情報（撮像面サイズ情報）、レンズとの焦点距離情報、アスペクト比情報）、監視カメラの仮想設置高さ情報及び仮想設置角度、監視カメラの水平画角を算出する画角演算式（下記数１）を用いて算出される監視カメラの水平画角、仮想監視画像における画角の中心に位置する点群データの位置情報など）を用いて監視領域Ｅ内に仮想的に設置した監視カメラで撮像される画角（論理画角）の仮想監視画像を作成する。
【００５１】
仮想監視画像作成部３０による仮想監視画像作成処理は、監視領域点群データ又は監視領域３ＤＣＧデータを基に仮想的に監視カメラを設置したときに撮像される仮想監視画像を取得するためのアプリケーションソフトウェア（以下、単に「監視画像作成アプリ」ともいう）を起動して中央処理装置２ｄにより実行される処理であり、監視画像作成アプリを起動して仮想監視画像作成処理を実行するために必要な専用画面と監視領域点群データ又は監視領域３ＤＣＧデータを表示装置２ｂの表示画面上に表示させ、ユーザはこの画面を確認しながら入力装置２ａを操作しながら仮想監視画像作成情報を入力して仮想監視画像を作成する。
【００５２】
ここで、仮想監視画像作成部３０により仮想監視画像を取得する際に処理手順について、図９〜１１を参照しながら説明する。
なお、下記の説明では、監視領域点群データを基に仮想監視画像を取得する処理内容について説明するが、３ＤＣＧ処理部２０で加工処理された監視領域３ＤＣＧデータを用いても同手順で仮想監視画像を作成することができる。
【００５３】
まず、監視画像作成アプリを起動して仮想監視画像作成処理を実行するために必要な専用画面と監視領域点群データを表示装置２ｂの表示画面上に表示させ、監視領域点群データを上下左右方向に移動又は回転させながら監視領域Ｅ内の特定エリアが鳥瞰的に撮像されるように所望の監視位置を決定する。
【００５４】
次に、決定した監視カメラの設置箇所に応じた設置高さ（仮想設定高さ情報）や設置角度（仮想設置角度情報）を入力する。なお、監視カメラの設置高さや設置角度は、設置箇所の三次元座標より自ずと導き出される。また、監視領域点群データ上の監視カメラの撮像方向が決定すると、この撮像方向で撮像される仮想監視画像における画角の中心に位置する点群データの位置情報（つまり点群データの三次元座標）も決定する。例えば、図９に示すように監視カメラを仮想的に設置したときの仮想設置高さ情報、仮想設置角度情報、画角の中心に位置する点群データの位置情報を入力することになる。
【００５５】
次に、設置予定の監視カメラの仕様情報を画角演算式である下記数１に代入して、監視カメラの水平画角を算出する。なお、下記数１において、「ｘ」は画角を算出する上で必要となる監視カメラに使用される撮像素子の撮像面サイズ値であり、「ｈ」は撮像素子の高さ寸法、「ｗ」は撮像素子の幅寸法、「ｄ」は撮像素子の対角線寸法、「ｆ」は監視カメラのレンズと撮像素子との焦点距離、「θ」は水平角度である。また、下記数１による演算処理は、上記各情報をデータ入力ボックスに入力することで中央処理装置２ｄが実行する。
【００５６】
【数１】
0006671852.tif 000002
【００５７】
例えば、監視カメラの仕様が、ＣＣＤ素子を１／２インチ型（水平６．４ｍｍ、垂直４．８ｍｍ）、焦点距離を４ｍｍのとき水平画角は約７７．３２度となる。
【００５８】
そして、上記数１を用いて割り出した水平画角値と、監視カメラの仕様情報に含まれる監視画像のアスペクト比情報（４：３、１６：９など）と、監視領域点群データから取得される監視カメラで撮像した監視画像における画角の中心地点の位置情報を設定することで図１０に示すように仮想監視画像が作成される。この仮想監視画像は、図９に示すように監視カメラを仮想的に設置したときに得られる画像である。
そして、作成された仮想監視画像は、図１１に示すように実際に監視カメラを監視領域Ｅに設置したときに得られる実画角とほぼ同一の仮想監視画像（但し、監視カメラのレンズの歪みなどは考慮されない）となる。
【００５９】
また、監視領域Ｅによっては、領域内に監視カメラを設置するのに適当な被設置物Ｉ（例えば街灯、電柱、建築物）が存在しない場合もある。このような場合であっても、監視領域点群データ又は監視領域３ＤＣＧデータ内で所望の箇所の点群データを選択し、この選択した点群データの三次元情報を基に仮想的に被設置物Ｉを立設することができるため、この被設置物Ｉに監視カメラを設置したときの仮想監視画像も上記手順に沿って処理を行うことで取得可能となる。図７には、監視領域３ＤＣＧデータ内に実際の監視領域Ｅ内には存在しない被設置物Ｉを仮想的に立設した例を示している。
【００６０】
このように、三次元情報を有する監視領域点群データ又は監視領域３ＤＣＧデータ内で仮想的に被設置物Ｉを立設し、この被設置物Ｉに仮想的に取り付けた監視カメラによる仮想監視画像を事前にシミュレーションして確認することができるため、必要に応じて実際の監視領域Ｅ内の該当箇所に被設置物Ｉを新設して監視カメラを設置することもできる。
【００６１】
［３−２．処理動作について］
次に、上述した仮想監視画像作成システム１００の処理動作について説明する。
ここでは、監視対象となる監視領域Ｅから監視領域点群データを取得し、この監視領域点群データから所望の仮想監視画像を作成する際の処理動作例（処理動作１）と、３ＤＣＧ処理部２０で監視領域点群データから監視領域３ＤＣＧデータを作成して、この監視領域３ＤＣＧデータから仮想監視画像を作成する際の処理動作例（処理動作２）についてそれぞれ説明する。また、監視領域Ｅは一度で監視領域Ｅ全体の三次元点群データが取得できないような広大な領域とする。
【００６２】
＜処理動作１＞
処理動作１において、まず作業員が監視画領域に出向き、レーザ走査型三次元計測装置（点群データ取得手段１１）を用いて監視領域Ｅの三次元点群データを取得する。このとき、監視領域Ｅが広大であるため、監視領域Ｅを複数の計測領域Ｅｎに分割し、隣接する計測領域Ｅｎが結合できるように計測領域Ｅｎ内の所定箇所に結合位置合わせ部Ｒとなる反射マーカーを複数設置した状態で三次元点群データを取得する。
【００６３】
次に、情報処理装置２を点群データ結合手段１２として機能させるため結合アプリを起動し、取得した三次元点群データのうち隣接する三次元点群データを、反射マーカーの位置を合わせた状態で結合し、監視領域点群データを作成する。
【００６４】
次に、監視画像作成アプリを起動して情報処理装置２を仮想監視画像作成部３０として機能させ、作成した監視領域点群データを用いて、監視カメラの設置位置を決定し、監視カメラの設置位置に応じた設置高さ（仮想設定高さ情報）や設置角度（仮想設置角度情報）を設定する。
【００６５】
そして、監視カメラの仕様情報から監視カメラの水平画角を算出する画角演算式（上記数１）を使って仮想監視画像の水平画角を算出し、この算出した水平画角と、監視カメラの仕様情報に含まれる監視画像のアスペクト比情報と、監視領域点群データから取得される監視カメラで撮像した監視画像における画角の中心地点の位置情報をデータ入力ボックスに入力することで仮想監視画像が作成される。
【００６６】
＜処理動作２＞
処理動作２において、まず作業員が監視画領域に出向き、レーザ走査型三次元計測装置（点群データ取得手段１１）を用いて監視領域Ｅの三次元点群データを取得する。このとき、監視領域Ｅが広大であるため、監視領域Ｅを複数の計測領域Ｅｎに分割し、隣接する計測領域Ｅｎが結合できるように計測領域Ｅｎ内の所定箇所に結合位置合わせ部Ｒとなる反射マーカーを複数設置した状態で三次元点群データを取得する。
【００６７】
次に、情報処理装置２を点群データ結合手段１２として機能させるため結合アプリを起動し、情報処理装置２を所定操作して、取得した三次元点群データのうち隣接する三次元点群データを、反射マーカーの位置を合わせた状態で結合し、監視領域点群データを作成する。
【００６８】
次に、３ＤＣＧアプリを起動して情報処理装置２を３ＤＣＧ処理部２０として機能させ、作成した監視領域点群データから所望の３ＤＣＧ処理により監視領域３ＤＣＧデータを作成する。また、監視領域Ｅによっては、監視カメラを設置するのに適当な被設置物Ｉが存在しない場合もあるため、このようなときは監視領域Ｅ内の所望の位置に仮想的に被設置物Ｉを立設する。
【００６９】
次に、監視画像作成アプリを起動して情報処理装置２を仮想監視画像作成部３０として機能させ、作成した監視領域３ＤＣＧデータを用いて、監視カメラの設置位置を決定し、監視カメラの設置高さ（仮想設定高さ情報）や設置角度（仮想設置角度情報）を設定する。
【００７０】
そして、監視カメラの仕様情報と、監視カメラの水平画角を算出する画角演算式を仮想監視画像の水平画角を算出し、この水平画角と、監視カメラの仕様情報に含まれる監視画像のアスペクト比情報と、監視領域３ＤＣＧデータから取得される監視カメラで撮像した監視画像における画角の中心地点の位置情報をデータ入力ボックスに入力することで仮想監視画像が作成される。
【００７１】
なお、上述した処理動作１又は２において、監視領域Ｅ内に監視カメラを設置するのに適当な被設置物Ｉが存在しないときは、監視領域Ｅ内の所望の位置に仮想的に被設置物Ｉを立設し、この被設置物Ｉに監視カメラを設置したときの監視カメラの設置高さ（仮想設定高さ情報）や設置角度（仮想設置角度情報）を設定する。
【００７２】
［４．情報設定システムについて］
［４−１．構成要件について］
次に、本発明に係る情報設定システム２００について説明する。
本実施形態の情報設定システム２００は、上述したように図１に示す一点鎖線で囲まれた処理ブロックにより実現される。つまり、仮想監視画像作成システム１００で作成された仮想監視画像において仮想人体モデルＶｈによる侵入検知シミュレーションを実施するために必要な侵入検知設定情報を設定する情報設定部４０を仮想監視画像作成システム１００に付加した構成となる。
【００７３】
従来ではこの侵入検知設定情報の設定により、判定手段として機能させる情報処理装置２に監視カメラで撮像した監視画像を取り込み、取り込んだ撮像画像に映し出された物体が人体であるか否かの判定や設定した侵入検知エリアＥＡ２内に侵入したか否かの判定を行っているが、情報設定部４０では、仮想監視画像に侵入する人体が検知されるように侵入検知設定情報を設定することで、シミュレーションシステム３００において仮想監視を用いた侵入検知シミュレーションが実施できるようになる。
【００７４】
情報設定部４０による侵入検知設定情報の設定処理は、侵入検知設定情報を設定するためのアプリケーションソフトウェア（以下、単に「設定アプリ」ともいう）を起動して中央処理装置２ｄにより実行される処理であり、設定アプリを起動して仮想監視画像に侵入検知設定情報を設定する処理を実行するために必要な専用画面と仮想監視画像を表示装置２ｂの表示画面上に表示させ、ユーザが入力装置２ａを操作して侵入検知設定情報の入力設定処理を行う。
【００７５】
情報設定部４０で設定される侵入検知設定情報は、本明細書の〔背景技術〕で説明した監視カメラ設置後における人体検知設定で行った設定内容（手順２〜手順６に相当する設定内容）と同様である。
【００７６】
具体的には、仮想監視画像内の基準面に対して仮想監視画像内の検知対象となる仮想人体モデルＶｈの大きさ（身長）から人体と判定するための基準となる人体マーカーの設定処理と、基準面における奥行方向の距離基準となるガイドラインＭｇの設定処理と、基準面以外の地形データにおけるガイドラインＭｇや人体マーカーＭｈの追加設定処理と、仮想監視画像内にある建築物の大きさに対する人体マーカーＭｈの追加設定処理と、仮想監視画像内に設定する検知エリアＥＡ（人体判定エリアＥＡ１（図１２における点線内エリア）及び侵入検知エリアＥＡ２（図１２における一点鎖線エリア内））の設定処理などがある。
【００７７】
なお、仮想監視画像は、監視領域点群データを基に作成された画像であるため、各点群データの三次元座標が既知の情報となるため、画像内の任意の２点間の距離が容易に且つ高精度に算出することができる。従って、侵入検知設定情報として人体マーカーＭｈを設定する場合、仮想監視画像上の基準面において侵入する可能性の高い成人男性の平均身長となる任意の２点（基準面のある一点とその点から上方に位置する点の２点）を選択し、この２点を結ぶ直線を人体マーカーＭｈとして設定する方法、又は具体的に身長を数値入力（例えばｃｍ単位）により設定すればよい。なお、従来の人体マーカーＭｈの設定方法と同様に、仮想監視画像の前方から奥行方向に向かって複数地点で設定する必要がある。
【００７８】
また、情報設定部４０は、ユーザが情報処理装置２の入力装置２ａを手動操作して仮想監視画像の侵入検知設定情報を適宜入力する構成の他、仮想監視画像を基にコンピュータ上で侵入検知設定情報を自動設定するためのアプリケーションソフトウェアを情報処理装置２上で起動させ、仮想監視画像を読み込むことで自動的に上述した侵入検知設定情報が設定させるような構成としてもよい。
【００７９】
この侵入検知設定情報の自動設定機能は、侵入検知設定情報を自動設定するためのアプリケーションソフトウェアが起動して中央処理装置２ｄにより実行される処理であり、例えば仮想監視画像内における基準面を検出する処理と、予め設定された検知対象となる人体の身長情報から基準面における人体マーカーＭｈの設定処理と、基準面における画面手間側から画面奥行方向に向かってガイドラインＭｇの始点／終点を決定してガイドラインＭｇを設定する処理と、基準面以外の地形データにおけるガイドラインＭｇや人体マーカーＭｈの追加設定処理と、建築物が起因する人体マーカーＭｈの追加設定処理、検知エリアＥＡ（人体判定エリアＥＡ１及び侵入検知エリアＥＡ２の設定）の設定処理を行う。なお、各設定処理内容に必要な情報（人体マーカーＭｈの設定数、ガイドラインＭｇの長さなど）は、事前に設定入力しておけばよい。
【００８０】
さらに、移設などにより監視領域Ｅ内で後付けした監視カメラで撮像された実画像の監視画像に対して侵入検知設定情報を設定する場合は、監視領域Ｅの三次元点群データ（すなわち、監視領域点群データ）と、監視カメラの設置位置情報（設置高さ情報や設置角度情報）とを取得することで監視領域Ｅ内における監視カメラの設置位置と監視領域Ｅ内の三次元座標が監視画像内で特定できるため、情報処理装置２を用いて侵入検知設定情報の設定が可能となる。
【００８１】
［４−２．処理動作について］
次に、上述した情報設定システム２００の処理動作について説明する。ここでは、仮想監視画像作成システム１００で作成された仮想監視画像に侵入検知設定情報を設定する方法として、ユーザが情報処理装置２を用いて設定するときの処理動作である。
【００８２】
まず、仮想監視画像作成システム１００で作成した仮想監視画像を情報処理装置２に取り込み、情報処理装置２を情報設定部４０として機能させるため設定アプリを起動し、表示装置２ｂの表示画面上に仮想監視画像を展開表示させる。
【００８３】
次に、ユーザが入力装置２ａを操作し、仮想監視画像内の点群データを選択しながら侵入検知設定情報の設定を行う。具体的には、基準面における人体サイズの設定（人体マーカーＭｈの設定）、監視画像内に設定した基準面におけるガイドラインＭｇの設定、基準面以外の地形データの追加設定、建築物が起因する人体マーカーＭｈの追加設定、検知エリアＥＡの設定（人体判定エリアＥＡ１及び侵入検知エリアＥＡ２の設定）を行う。これにより、シミュレーションシステム３００において仮想監視画像で侵入検知シミュレーションが行えるようになる。
【００８４】
［５．シミュレーションシステムについて］
次に、本発明に係るシミュレーションシステム３００について説明する。
本実施形態のシミュレーションシステム３００は、上述したように図１に示す二点鎖線で囲まれた処理ブロックにより実現される。つまり、情報設定システム２００で侵入検知設定情報が設定された仮想監視画像内において仮想人体モデルＶｈを移動させて設定した侵入検知設定情報が有効に機能するか否かをシミュレートするため、情報設定システム２００にシミュレーション処理部５０を付加した構成となる。
【００８５】
シミュレーション処理部５０は、図１３に示すような３ＤＣＧ処理部２０で所望の仮想条件（仮想物体や仮想環境）を設定して作成した監視領域３ＤＣＧデータを基に侵入検知設定情報が設定された仮想監視画像を使用し、表示装置２ｂに仮想監視画像を表示させた状態で入力装置２ａを介して入力される動作指示情報に基づいて仮想監視画像内の仮想人体モデルＶｈを任意に移動させ、情報設定システム２００で設定した侵入検知設定情報の有効性の判断（すなわち、仮監視画像内において仮想人体モデルＶｈの人体検知及び侵入検知が行われるか否か）をシミュレートして、そのシミュレーション結果を取得する。
【００８６】
シミュレーション処理部５０によるシミュレーション処理は、仮想監視画像内に表示した仮想物体である仮想人体モデルＶｈをアニメーション処理によって任意の行動をさせて侵入検知シミュレーションを行うための三次元コンピュータアニメーションソフトウェア（以下、単に「シミュレーションアプリ」ともいう）を起動して中央処理装置２ｄにより実行される処理であり、シミュレーションアプリを起動して侵入検知設定情報が設定された仮想監視画像で所定のシミュレーションを実行するために必要な専用画面とシミュレーションを行う仮想監視画像を表示装置２ｂの表示画面上に表示させ、ユーザが入力装置２ａを操作して仮想人体モデルＶｈを仮想監視画像内で動かしながら設定した侵入検知設定情報で人体検知及び侵入検知が実施されるか否かをシミュレートする。また、シミュレーション処理部５０は、仮想人体モデルＶｈの移動に伴うシミュレーション結果（実際にシミュレートしたときの判定結果（人体検知判定結果や侵入検知判定結果）を表示装置２ｂに表示制御する。
【００８７】
さらに、シミュレーション処理部５０では、事前に設定した仮想条件の内容を変更しながらシミュレーション内容を変更することもできる。例えば、仮想物体の追加、仮想人体モデルＶｈの動作条件（歩行速度の変更など）の変更、天候などの仮想環境の変更を行う場合、変更内容に応じた変更指示情報が入力装置２ａから入力されると、この変更指示情報に対応するように仮想条件を変更して侵入検知シミュレーションを実施することができる。
【００８８】
また、後付けの監視カメラで撮像した監視画像における侵入検知シミュレーションを行う場合は、図１４に示すように３ＤＣＧ処理部２０で作成した仮想人体モデルＶｈを後付けの監視カメラで撮像した実画像にクロマキー合成し、実画像内で合成した仮想人体モデルＶｈを移動させたり、建物や車両などの仮想物体を追加したりして侵入検知シミュレーションを実施することもできる。
【００８９】
［５−２．処理動作について］
次に、上述したシミュレーションシステム３００の処理動作について説明する。ここでは、情報設定システム２００で監視領域３ＤＣＧデータを基に侵入検知設定情報が設定された仮想監視画像を用いてユーザが情報処理装置２を所定操作して侵入検知シミュレーションをシミュレートするときの処理動作である。
【００９０】
まず、情報設定システム２００で侵入検知設定情報を設定した仮想監視画像を情報処理装置２に取り込み、情報処理装置２をシミュレーション処理部５０として機能させるため、シミュレーションアプリを起動して表示装置２ｂの表示画面上に取り込んだ仮想監視画像を表示させる。
【００９１】
次に、ユーザが入力装置２ａを操作し、仮想監視画像内の仮想人体モデルＶｈを画像内に設定した人体判定エリアＥＡ１や侵入検知エリアＥＡ２に移動させて設定した侵入検知設定情報の有効性をシミュレートして、仮想人体モデルＶｈが人体判定エリアＥＡ１及び侵入検知エリアＥＡ２内に侵入したときに人体検知判定及び侵入検知判定が正常に機能するか否かのシミュレーション結果を取得する。また、必要に応じて、仮想監視画像内の仮想環境を変更し、実際の監視領域Ｅで起こり得る様々な事象に対応して侵入検知設定情報の有効性の有無をシミュレートする。
【００９２】
以上説明したように、上述した本発明に係る仮想監視画像作成システム１００は、点群データ処理部１０で取得した監視領域Ｅ全体の三次元点群データである監視領域点群データ又はこの監視領域点群データを三次元コンピュータグラフィックス処理して監視領域Ｅを仮想的三次元空間内に仮想構築した３ＤＣＧデータである監視領域３ＤＣＧデータを取得する。また、仮想監視画像作成部３０は、監視領域点群データ又は監視領域３ＤＣＧデータ上で決定された監視カメラの仮想設置位置に応じた仮想設定高さ情報及び仮想設置角度情報から監視カメラで撮像したときの画角の中心位置情報を取得し、この中心位置情報と、監視カメラの撮像素子のインチサイズ情報、焦点距離情報及びアスペクト比情報とを含む監視カメラの仕様情報と、監視カメラの仕様情報から所定の画角演算式を用いて論理的に割り出される水平画角値とを基に、仮想設置位置に設置した監視カメラで撮像される仮想監視画像を作成する。
【００９３】
また、上述した本発明に係る情報設定システム２００は、情報設定部４０において、仮想監視画像作成部３０で作成された仮想監視画像内の基準面に対して人体判定の基準となる人体マーカーＭｈの設定処理と、基準面における奥行方向の距離基準となるガイドラインＭｇの設定と、基準面以外の地形データにおけるガイドラインＭｇや人体マーカーＭｈの追加設定と、仮想監視画像内にある建築物の大きさに対する人体マーカーＭｈの追加設定と、仮想監視画像内に設定する人体判定エリアＥＡ１及び侵入検知エリアＥＡ２の設定処理を、仮想監視画像内の任意の点群データの三次元位置情報に基づき設定する。
【００９４】
また、上述した本発明に係るシミュレーションシステム３００は、ユーザによって入力設定された仮想条件に基づき監視領域３ＤＣＧデータ内に仮想人体モデルＶｈや監視領域Ｅ内の仮想環境を３ＤＣＧ処理部２０で作成する。そして、シミュレーション処理部５０は、表示装置２ｂの表示画面上で入力装置２ａからの仮想人体モデルＶｈに対する動作指示情報に応じて仮想人体モデルＶｈを仮想監視画像内で移動させ、仮想人体モデルＶｈが人体判定エリアＥＡ１及び侵入検知エリアＥＡ２内に侵入したときに人体検知判定及び侵入検知判定が正常に機能するか否かのシミュレーション結果を取得する。
【００９５】
このように、上述した各システムでは、従来のように監視カメラの設置作業や侵入試験を行う際に、数人の作業員現地に出向いて作業する必要がなく、ユーザが監視領域点群データを取得すれば、仮想監視画像の作成、侵入検知設定情報の設定処理及び仮想人体モデルＶｈによる侵入検知シミュレーションを全て情報処理装置２で仮想的にシミュレートすることができるようになる。さらに、監視領域Ｅ内で監視カメラの設置位置を変更した状態での侵入検知シミュレーションや、仮想人体モデルＶｈを使って実際の人体（作業員）では実験が難しい動作による侵入検知シミュレーションを容易に行うことができる。
【００９６】
また、仮想監視画像内において仮想的に監視カメラを設置することができるため、従来のように監視領域Ｅが工事中の現場であっても工事日程に左右されることなく監視カメラの設置位置を事前に決定することができる。
【００９７】
さらに、作業員が実際に監視領域Ｅ内で侵入検知設定情報の設定作業をする必要がないため、天候に左右されることなく、また監視領域Ｅが複雑な地形の場合でも監視領域点群データのみを取得するだけでよいため、作業員が危険に晒される蓋然性が低くなる。
【００９８】
また、侵入検知設定情報の設定は、侵入検知シミュレーションを繰り返し行いながら監視カメラに適した侵入検知設定情報を設定することができるため、従来のように作業員の技量に左右されることなく常に高品質な侵入検知システムを提供することができる。
【符号の説明】
【００９９】
１…レーザ光走査型三次元計測装置
２…情報処理装置（コンピュータ）
２ａ…入力装置
２ｂ…表示装置
２ｃ…記憶装置
２ｄ…中央処理装置
２ｅ…通信Ｉ／Ｆ
２ｆ…外部Ｉ／Ｆ
１０…点群データ処理部
１１…点群データ取得手段
１２…点群データ結合手段
２０…３ＤＣＧ処理部
３０…仮想監視画像作成部
４０…情報設定部
５０…シミュレーション処理部
Ｅ…監視領域
Ｅｎ…計測領域
Ｉ…被設置物
Ｖ…仮想物体（Ｖｈ…仮想人体モデル）
Ｍｈ…人体マーカー
Ｍｇ…ガイドライン
【図１】
0006671852.tif 000003
【図２】
0006671852.tif 000004
【図３】
0006671852.tif 000005
【図４】
0006671852.tif 000006
【図５】
0006671852.tif 000007
【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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