(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
監視エリアに配置された少なくとも第１、第２、第３のカメラと、上記それぞれのカメラに設けられた第１、第２、第３の発光装置と、上記カメラの出力がそれぞれ入力される信号処理装置を有し、上記信号処理装置は、演算部と記憶部を有し、上記記憶部には、上記監視エリアの空間を表す座標が記憶され、上記それぞれの発光装置の発光を上記それぞれのカメラで撮像し、上記演算部は、上記撮像された第１、第２、第３の発光装置の発光位置情報と上記記憶部に記憶されている上記監視エリアの空間を表す座標とに基づいて上記第１、第２、第３の発光装置の上記座標上の位置を算出することを特徴とする移動物体検知システム。
【請求項２】
請求項１記載の移動物体検知システムにおいて、上記第１乃至上記第３のカメラは、所定の軸に対して周方向全域の画像を取得する全方位カメラであり、
上記記憶部に記憶されている上記監視エリアの空間を表す座標とは、上記第１乃至第３のカメラで撮像された円形状画像データを、上記監視エリアの空間における単位球面上へ写像するためのものであり、
上記信号処理装置は、所定の時期に上記発光装置に発光指令を送り再度発光させると共に、上記カメラの撮像から、上記発光装置の位置を再算出し、既に算出されている上記発光装置の上記座標上の位置を修正することを特徴とする移動物体検知システム。
【請求項３】
請求項２記載の移動物体検知システムにおいて、第４と第５の発光装置をそれぞれ一体に有した第４と第５のカメラを所定間隔で固定した測定冶具を、上記第１乃至第３の発光装置を撮像できる位置に配置し、上記第１から第５の発光装置の発光を上記第１から第５のカメラで撮像し、上記演算部は、上記第１、第２、第３の発光装置の上記座標上の位置を算出することを特徴とする移動物体検知システム。
【請求項４】
請求項１記載の移動物体検知システムにおいて、更に、上記監視エリアに入った検出対象物体を上記第１、第２、第３のカメラで撮像し、上記演算部は、上記撮像された検出対象物体の撮像位置情報と上記記憶部に記憶されている上記監視エリアの空間を表す座標とに基づいて上記検出対象物体の上記座標上の位置を算出することを特徴とする移動物体検知システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、移動物体検知システムに関し、特に、移動物体の侵入位置や移動物体の移動経路を記録する移動物体検知システムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ＴＶ（テレビジョン）カメラなどの撮像装置を用いた監視システムは、従来から広く用いられているが、その多くは、監視員がモニタに表示される画像を見ながら監視を行なう、いわゆる有人監視方式の監視システムである。この有人監視方式の監視システムでは、監視員が常時モニタに表示される映像を見ていて、監視対象領域内に入り込んでくる人間や自動車などの侵入物体をリアルタイムで識別する必要があり、監視員に大きな負担がかかる。人間の集中力には限りがあるため、有人監視方式の監視システムでは、侵入物体の見逃しの発生が無視できず、信頼性の面で問題があった。また、監視カメラの普及に伴なって監視員一人が数多くのＴＶカメラの映像を複数のモニタで監視する場合も多くなっている。このように複数のＴＶカメラで同時に侵入物体を捉えた場合にも監視員は、侵入物体の見逃しが発生する可能性がある。従って、このような人による監視ではなく、ＴＶカメラで撮像された画像から画像処理により侵入物体を自動的に検出し、侵入物体の動きに応じてＴＶカメラ視野方向及び画角を自動的に調節し、所定の報知や警報を行う自動追尾方式の監視システムが、近年、強く要求されるようになってきている。
【０００３】
このようなシステムの実現には、所定の監視方式を用い、侵入物体を画像信号から検出し、侵入物体の動きを検出する機能が必要となる。このような侵入物体検出を行なう監視方式の一例に差分法と呼ばれる方法（例えば、特許文献１参照）があり、従来から広く用いられている。差分法とは、ＴＶカメラより得られた入力画像と予め作成された基準背景画像、即ち、侵入物体の写っていない画像とを比較し、例えば、画素毎に輝度値の差分を求め、その差分値の大きい領域を物体として検出するものである。
【０００４】
また、侵入物体の移動量検出を行なう監視方式の一例にテンプレートマッチング法と呼ばれる方法も良く知られている。テンプレートマッチング法とは、差分法などによって検出された侵入物体の画像をテンプレートとして登録し、逐次入力される画像の中でテンプレート画像ともっとも似ている位置を検出する。通常、テンプレートマッチングを用いて対象物体を追跡する場合、対象物体の姿勢の変化に追従するため、マッチング処理によって検出された対象物体の位置の画像を新たにテンプレートとして逐次更新して、対象物体を追跡する方法である。
【０００５】
而して、監視対象エリア内の侵入物体の発見あるいは侵入物体の侵入後の移動経路の捕捉（これを動線捕捉という。）等を行う場合には、監視対象エリアを囲む様に複数のカメラを配置することが有用である。また、このような動線捕捉の技術は、デパートや百貨店あるいはイベント会場等でお客がどのような商品に興味を持ち、店内を移動しているかを分析し、商品の配列やスポット商品の展示等の分析資料に活用ができる。ここで便宜上、複数のカメラを用いて対象エリアの監視を行うことをエリア監視と称することにする。
【０００６】
さて、上述のようなエリア監視を行うには、予め複数のカメラの位置を知っておく必要があるが、そのための方法として、従来、メジャー等で各カメラの位置を実測したり、予め格子状に座標を引いた床からカメラ位置を読取る等の幾つかの方法があるが、高低差を含めて位置を測定することは煩雑であり、イベント会場等で特定の日時に一時的に設置する場合や、物の配置によりカメラの位置を頻繁に変える場合等では、エリア監視のための移動物体検知システムの利用は、敬遠されることが多い。従って、あまり手間や労力を要せず、エリア監視のできる移動物体検知システムの実現が望まれている。
【０００７】
【特許文献１】特開平９−７３５４１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
エリア監視を行う場合、予め複数のカメラの位置をメジャー等で実測したりする方法があるが、カメラ位置を測定することは煩雑であり、エリア監視のための移動物体検知システムの利用は、敬遠されることが多い。
【０００９】
本発明の目的は、エリア監視を行う複数のカメラの位置を容易に計測できる移動物体検知システムを提供することである。
【００１０】
本発明の他の目的は、エリア監視を行う複数のカメラの位置を容易に変更できる移動物体検知システムを提供することである。
【００１１】
本発明の更に他の目的は、移動物体の位置あるいは動線捕捉が容易な移動物体検知システムを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明の移動物体検知システムは、監視エリアに配置された少なくとも第１、第２、第３のカメラと、上記それぞれのカメラに近接して設けられた第１、第２、第３の発光装置と、上記カメラの出力がそれぞれ入力される信号処理装置を有し、上記信号処理装置は、演算部と記憶部を有し、上記記憶部には、上記監視エリアの空間を表す座標が記憶され、上記それぞれの発光装置の発光を上記それぞれのカメラで撮像し、上記演算装置は、上記撮像された第１、第２、第３の発光装置の発光位置情報と上記記憶部に記憶されている上記監視エリアの空間を表す座標とに基づいて上記第１、第２、第３の発光装置の上記座標上の位置を算出するように構成される。
【００１３】
また、本発明の移動物体検知システムにおいて、上記発光装置を所定の時期に再度発光させると共に、上記カメラで撮像し、上記発光装置の位置を再算出し、既に算出されている上記発光装置の上記座標上の位置を修正するように構成される。
【００１４】
また、本発明の移動物体検知システムにおいて、上記監視エリア内に上記カメラとは、別の第４と第５のカメラと第４と第５の発光装置とを具えた所定の長さを有する測定冶具を配置し、上記第１から第５の発光装置の発光を上記第１から第５のカメラで撮像し、上記演算装置は、上記第１、第２、第３の発光装置の上記座標上の位置を算出するように構成される。
【００１５】
また、本発明の移動物体検知システムにおいて、更に、上記監視エリアに入った検出対象物体を上記第１、第２、第３のカメラで撮像し、上記演算装置は、上記撮像された検出対象物体の撮像位置情報と上記記憶部に記憶されている上記監視エリアの空間を表す座標とに基づいて上記検出対象物体の上記座標上の位置を算出するように構成される。
【００１６】
また、本発明の移動物体検知システムにおいて、上記監視エリアに入った検出対象物体を所定の間隔で撮像し、該撮像した検出対象物体の上記座標上の位置を算出し、記憶するように構成される。
【発明の効果】
【００１７】
以上説明したように、本発明によれば、監視エリア内に位置される複数のカメラの位置を容易に計測することができ、また、適当な時期に再度複数のカメラの位置を計測し、先に求めたカメラ位置を容易に修正または変更することができる。更に、検出対象物体の侵入や、検出対象物体の移動の状態を時間と共に記録する動線捕捉が容易なため、監視システム以外の種々の移動物体検知システムを実現できる特徴がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
本発明の一実施例を図面を用いて詳細に説明する。図１は、本発明の一実施例の概略構成のブロック図を示す。図１において、１００は、侵入物体の監視空間あるいは移動物体の動線捕捉空間等を表す。以下、これらの空間を監視エリアと略称する。１０１−１、１０１−２、１０１−３は、カメラである。なお、カメラを代表する場合は、カメラ１０１と称する。この複数のカメラ１０１は、監視エリアに死角のないように配置される。本実施例では、３台のカメラが示されているが、監視エリアの状況に応じて３台以上のカメラを設置することもできる。また、カメラ１０１の詳細については後述する。１０２−１、１０２−２、１０２−３は、それぞれカメラ１０１−１、１０１−２、１０１−３を取り付ける支柱であり、その内部には、カメラ１０１の信号や制御信号の伝送線が配置されている。１０３−１、１０３−２、１０３−３は、各カメラ１０１−１、１０１−２、１０１−３とネットワーク伝送路１０４を接続する伝送線を示す。なお、ネットワーク伝送路１０４は、ＬＡＮ（Local Area Network）、インターネットあるいは公衆回線等で構成されている。以下、伝送路１０４と略称する。
【００１９】
１０５は、信号処理装置であり、伝送路１０４に接続されている。１０６は、外部記憶装置、１０７は、キーボード等の操作部、１０８は、表示部である。なお、信号処理装置１０５、外部記憶装置１０６、操作部１０７、表示部１０８については、後述する。また、１０９は、長さ（または距離）、方位、水平を計測するための測定冶具である。この測定冶具についても後述する。１１０−１、１１０−２は、カメラを表し、上述のカメラ１０１と同様な構成を有している。詳細については後述する。×印で示すＰは、侵入物体あるいは移動物体を表す。以下、検出対象物体Ｐと称する。なお、本実施例では、有線の伝送線１０３および伝送路１０４でカメラ１０１と信号処理装置１０５が接続されているが、無線で接続することもできる。
【００２０】
図２は、図１に示す信号処理装置１０５、外部記憶装置１０６、操作部１０７、表示部１０８の具体的な構成を説明するためのブロック図である。図２において、２０１は、伝送路１０４と接続される入出力端子である。信号処理装置１０５は、画像入力部２０２、光源制御出力部２０３、操作入力部２０４、画像メモリ２０５、ＭＰＵ（Micro Processing Unit）２０６、ワークメモリ２０７、外部入出力部２０８、画像出力部２０９、警報出力部２１０およびデータバス２１１で構成されている。２１２は、警報装置、例えば、警告灯である。なお、図１と同じものには同じ符号が付されている。また、外部記憶装置１０６は、信号処理装置１０５の内部に設けることもできるが、以下の説明では、外部記憶装置１０６として説明する。
【００２１】
操作部１０７の出力は、操作入力部２０４を介してデータバス２１１に接続されている。また、外部記憶装置１０６は、外部入出力部２０８を介してデータバス２１１に接続され、表示部１０８は、画像出力部２０９を介してデータバス２１１に接続され、警告装置２１２は、警報出力部２１０を介してデータバス２１１に接続されている。ＭＰＵ２０６とワークメモリ２０７は、そのままデータバス２１１に接続されている。なお、警告装置２１２は、本実施例が監視システムとして使用される場合に取り付けられる装置であり、監視システム以外では不要である。
【００２２】
カメラ１０１は、各カメラの位置を特定するために各カメラを撮影する機能と監視エリア１００をその視野内に捉え、検出対象物体Ｐを撮像して映像信号を出力する機能を有している。撮像された映像信号は、入出力端子２０１から画像入力部２０２、データバス２１１を介して画像メモリ２０５に蓄積される。外部記憶装置１０６は、プログラムやデータなどを記憶する働きをし、プログラムやデータなどが必要に応じて外部入出力部２０８を介してワークメモリ２０７に読み込まれ、また反対にワークメモリ２０７から外部記憶装置１０６に保存される。
【００２３】
ＭＰＵ２０６は、信号処理装置１０５の動作時に外部記憶装置１０６に保存されたプログラムをワークメモリ２０７に読み込み、必要な信号処理を実行する。即ち、ワークメモリ２０７内で画像メモリ２０５に蓄積された画像の解析処理を行なう。そして、この処理結果に応じてＭＰＵ２０６は、検出対象物体Ｐを検出したり、検出対象物体Ｐの動態捕捉（または侵入物体の追跡）を行い、また、必要に応じて表示部１０８に検出対象物体Ｐを表示したり、動態捕捉を表示する。また、必要に応じて警告装置２１２を駆動して警告する働きをする。
【００２４】
図３は、カメラ１０１の一実施例の概略構成を示す図である。この図３に示されるカメラは、全方位カメラである。図３において、３０１は、例えば、金属製の凸面鏡であり、支持部材３０２に取り付け支持されている。凸面鏡３０１の頂部と対向する位置には、レンズ（図示せず）、ＣＣＤ（Charge Coupled Device）、信号処理回路等を有するカメラ部３０３が配置されている。カメラ部３０３は、透明な筒体３０５を有し、筒体３０５の一端側が凸面鏡３０１の外周の支持体３０２に固定されると共に、他端側が光透過用の窓孔３０７を有する連結部材３０６を介してカメラ部３０３に接続されている。３０８は、ＬＥＤ（Light Emitting Diode）等で構成された発光装置である。
【００２５】
上記のように構成された全方位カメラ１０１は、カメラ部３０３の光軸を中心とした３６０度の全方位からの光が筒体３０５を介して凸面鏡３０１に当たり、カメラ部３０３のレンズに集光されて周方向全域の画像を取得することができる。なお、凸面鏡３０１の代わりに魚眼レンズを用いることもできる。
【００２６】
図４は、カメラ１１０の他の一実施例の概略構成を示す図であって、魚眼レンズを用いた全方位カメラを示している。図４において、３１０は、魚眼レンズであり、円筒支持部材３０５に取り付け支持されている。魚眼レンズ３１０に対向する位置には、レンズ（図示せず）、ＣＣＤ（Charge Coupled Device）あるいはＣＭＯＳ（Complementary Metal Oxide Semiconductor）等の撮像装置、信号処理回路等を有するカメラ部３０３が配置されている。上記のように構成された全方位カメラ１１０は、カメラ部３０３の光軸を中心とした３６０度の全方位からの光が魚眼レンズ３１０で集光されて周方向全域の画像を取得することができる。３１１、３１２は、ＬＥＤ（Light Emitting Diode）等で構成された発光装置である。なお、図３で示す凸面鏡３０１で構成されたカメラ１０１も、また、図４に示す魚眼レンズ３１０を用いるカメラ１１０も使用形態に応じて適宜使い分けることもできる。また、図４に示す魚眼レンズ３１０を用いる場合は、円筒支持部材３０５は、透明である必要はない。また、上記実施例では、撮像装置の位置と発光装置の位置は、物理的に同じではないが、監視エリアの大きさからすれば、この程度の差異は、無視できる程度であるので、以下の説明では撮像装置の位置と発光装置の位置は、ほぼ同じ場所に位置するとして説明する。
【００２７】
カメラ１０１、１１０に設けられている発光装置３０８、３１１、３１２は、操作部１０７の操作により光源制御出力部２０３を介して単色の場合、発光／非発行の制御が行える構成になっている。また、発光色が異なる場合には、同時に発光させることもできる。勿論、発光する色の制御も信号処理装置１０５の光源制御出力部２０３により行うことができる。なお、発光装置３０８、３１１、３１２は、いずれのカメラ１０１、１１０でも撮像できるように、どの方向からも見える箇所に設置される。また、カメラの複数箇所に発光装置を設置しても良い。
【００２８】
図５は、長さ（または距離）、方位、水平を計測するための測定冶具１０９の一実施例を示す図である。この測定冶具１０９は、長さ（距離）が分かるように目盛りが付されており、各カメラ１０１、１１０で撮像されたときの長さが撮像画像から分かるようになされている。本実施例では、３００ｃｍの長さのメジャーとして使用できる。この冶具１０９には、一定間隔毎にカメラ１１０を取り付けるための螺子穴５０１が設けられ、例えば、０ｃｍの位置にカメラ１１０−１が設置され、３００ｃｍの位置にカメラ１１０−２が固定されるようになされている。従って、この場合のカメラ１１０−１とカメラ１１０−２との間の距離は、３００ｃｍとなる。また、この測定冶具１０９には、測定冶具１０９の方位を求めるための方位計（方位磁石）または方位センサ５０２および測定冶具１０９の水平度を計測する水準器センサ５０３が設けられている。これら方位センサ５０２および水準器センサ５０３は、後述する監視エリアを直交座標表示する場合のＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸の校正用に使用される。
【００２９】
次に、本発明の動作について説明する。まず、監視エリア１００に配置されたカメラ１０１−１、１０１−２および１０１−３の位置を求める方法について説明する。まず、測定冶具１０９が監視エリア１００の、例えば、床の上に配置する。そして、各カメラ装置１０１−１、１０１−２、１０１−３、１１０−１、１１０−２を順次発光させ、各カメラで撮像し、各カメラの位置を求める。これについて図６〜図８を用いて更に詳細に説明する。
【００３０】
図６は、各カメラ１０１−１、１０１−２、１０１−３、１１０−１、１１０−２および測定冶具１０９の配置関係を示した図である。
【００３１】
図６において、θ１〜θ９およびＤ１〜Ｄ６の求め方について説明する。まず、カメラ１０１−１、カメラ１１０−１および１１０−２で形成される３角形の２辺の長さＤ１とＤ２は、次式で示される。
【００３２】
Ｄ１＝Ｌsinθ３／sin（θ２＋θ３）・・・・・・・・・・・・・（１）
Ｄ２＝Ｌsinθ２／sin（θ２＋θ３）・・・・・・・・・・・・・（２）
ここで、Ｌは、カメラ１１０−１および１１０−２の間の距離、即ち、測定冶具１０９の長さを表す。従って、Ｄ１およびＤ２を求めるには、角度θ２およびθ３を計測すればよいことが分かる。
【００３３】
次に、角度θ２およびθ３の求め方について、図７を用いて説明する。図７（Ａ）は、角度θ１の求め方を説明するための図であり、直交座標軸（Ｘ、Ｙ、Ｚ）と単位極面７０１を示している。ここで、単位極面とは、原点との距離１、例えば、半径１ｍの極面をいう。図７（Ｂ）は、カメラで撮影された画像の説明のための図である。図７（Ｂ）において、７１０は、全方位カメラで撮像した場合の画像データを表わす。本実施例では、一般のカメラと同様に撮像データ７１０は、長方形となる。そして、全方位カメラの凸面鏡またはレンズ等を介した撮像では、有効な画像情報は、７１１で示されるような円形状となる。この円形状画像データ７１１を図７（Ａ）の単位極面７０１上に変換テーブルを用いて写像する。なお、円形状画像データ７１１から単位球面７０１上への写像は、全方位カメラの凸面鏡またはレンズ等の特性により異なるため、予め実機で測定し、変換テーブルを作成し、外部記録装置１０６に記憶しておく。
【００３４】
この状態で、操作者が操作部１０７を操作して光源制御出力部２０３から発光指令をカメラ１１０−１の発光装置、例えば、発光装置３１１に送り、発光させる。このカメラ１１０−１の発光装置３１１の発光をカメラ１０１−１が撮像し、その時のカメラ１０１−１とカメラ１１０−１を結ぶ線分と単位極面７０１との交点Ｍ１（Ｘｍ１、Ｙｍ１、Ｚｍ１）をＭＰＵ２０６で演算により求める。次に、カメラ１１０−２の発光装置３１１を、上記と同様に発光させ、その時のカメラ１０１−１とカメラ１１０−２を結ぶ線分と単位極面７０１との交点Ｍ２（Ｘｍ２、Ｙｍ２、Ｚｍ２）をＭＰＵ２０６で演算により求める。その結果、点Ｍ１、カメラ１０１−１、点Ｍ２のなす角度θ１は、次式（３）の内積計算により求めることができる。
【００３５】
cosθ1＝Ｘｍ１Ｘｍ２＋Ｙｍ１Ｙｍ２＋Ｚｍ１Ｚｍ２・・・・・・（３）
同様に、角度θ２は、カメラ１０１−１の発光装置３０８を発光させ、次にカメラ１１０−２の発光装置３１１を発光させ、カメラ１１０−１が撮像し、原点を１１０−１とした単位極面７０１上の交点をＭＰＵ２０６で演算により求めると、上述した角度θ１と同様に角度θ２が求まる。同様に、カメラ１０１−１とカメラ１１０−１の発光装置を発光させ、カメラ１１０−２が撮像し、原点を１１０−２とした単位極面７０１を用いてθ３も求めることができる。θ３は、また、次式でも求めることができる。
【００３６】
θ３＝１８０−（θ１＋θ２）・・・・・・・・・・・・・・・・（４）
上記のような方法で、全方位カメラ１０１−１、１１０−１、１１０−２で構成される三角形の角度θ１、θ２、θ３および上記（１）（２）式から長さ（距離）Ｄ１、Ｄ２が求まる。同様に、図６で示す全方位カメラ１０１−２、１１０−１、１１０−２で構成される三角形の角度θ４、θ５、θ６、長さ（距離）Ｄ３、Ｄ４が求まる。また、同様に、全方位カメラ１０１−３、１１０−１、１１０−２で構成される三角形の角度θ７、θ８、θ９、長さ（距離）Ｄ５、Ｄ６も求まる。
【００３７】
次に、監視エリア１００にそれぞれ設置された全方位カメラ１０１−１、１０１−２および１０１−３の位置の求め方について説明する。まず、全方位カメラ１０１−１、１０１−２および１０１−３の位置を特定するための直交座標（Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸）を図８で示すように定める。図８において、直交座標（Ｘ、Ｙ、Ｚ）の原点を測定冶具１０９に設けられた全方位カメラ１１０−１の位置とし、測定冶具１０９を含む平面をＸ軸−Ｙ軸平面と定めている。従って、このＸ軸−Ｙ軸平面に垂直な方向がＺ軸となる。なお、座標（Ｘ、Ｙ、Ｚ）の設定には、前述した測定冶具１０９に設けられている方位センサ５０２および水準器センサ５０３によって、例えば、Ｘ軸は、南北方向に一致させ、Ｘ軸−Ｙ軸平面は、水平になるように直交座標（Ｘ、Ｙ、Ｚ）を定めておく。これらの設定は、いずれも操作部１０７からの設定入力によりＭＰＵ２０６で演算され、前もって外部記憶装置１０６に記憶されている。なお、上記実施例では、直交座標（Ｘ、Ｙ、Ｚ）の原点を全方位カメラ１１０−１の位置として説明したが、これに限られるものではなく、適宜設定することができることはいうまでもない。
【００３８】
さて、上記のように設定すると、図６に示す各全方位カメラの座標は、以下に説明するように容易に求めることができる。図８において、点Ｍ１（Ｘｍ１、Ｙｍ１、Ｚｍ１）、Ｍ２（Ｘｍ２、Ｙｍ２、Ｚｍ２）、Ｍ３（Ｘｍ３、Ｙｍ３、Ｚｍ３）、Ｍ４（１、０、０）は、それぞれ全方位カメラ１０１−１、１０１−２、１０１−３、１１０−２の発光装置を発光させ、その発光をカメラ１１０−１で撮像した結果を単位極面８０１上に写像した点を示す。なお、点Ｍ４は、Ｘ軸上の点であるので、Ｘ、Ｙ、Ｚ座標は、（１、０、０）である。ここで、距離Ｄ１、Ｄ３、Ｄ５は、既に説明した方法で求められ、また、距離Ｌは、予め分かっている。そして、点Ｍ１、Ｍ２、Ｍ３、Ｍ４は、単位極面８０１上の点であり、原点との距離は、１であり、単位ベクトルとみなせる。従って、各全方位カメラの座標は、単位ベクトル×距離で求めることができる。即ち、
カメラ１０１−１の位置(X1,Y1,Z1)=(D1×Xm1, D1×Ym1, D1×Zm1)・・（５）
カメラ１０１−２の位置(X2,Y2,Z2)=(D3×Xm2, D3×Ym2, D3×Zm2)・・（６）
カメラ１０１−３の位置(X3,Y3,Z3)=(D5×Xm3, D5×Ym3, D5×Zm3)・・（７）
カメラ１１０−２の位置(X4,Y4,Z4)=(L, 0, 0)・・・・・・・・・・・（８）
以上の方法で監視エリアに位置する全方位カメラの位置を求めることができる。そして、上記のようにして求めた全方位カメラ１０１−１の位置（Ｘ１、Ｙ１、Ｚ１）、全方位カメラ１０１−２の位置（Ｘ２、Ｙ２、Ｚ２）および全方位カメラ１０１−３の位置（Ｘ３、Ｙ３、Ｚ３）を外部記憶装置１０６に記憶する。
【００３９】
以上、説明したように本発明では、検出対象物体Ｐを検出する監視エリア内に全方位カメラ１０１−１、１０１−２および１０１−３を設置し、そして、全方位カメラ１１０−１および１１０−２を備えた測定冶具１０９をこの監視エリア内に置く。次に、それぞれの全方位カメラに備えられた発光装置を順次発光させ、この発光を全方位カメラ１０１、１１０で順次撮像することにより監視エリア内に配置された全方位カメラ１０１−１、１０１−２および１０１−３の位置（発光装置の位置とほぼ同じ位置）を求めることができる。なお、上記実施例では、各カメラ１０１および１１０を順次発光させる場合について説明したが、各カメラ１０１および１１０の発光装置が異なる色を発光するように構成することもできる。例えば、カメラ１０１−１の発光装置は、赤色に発光し、カメラ１０１−２の発光装置は、オレンジ色に発光する。カメラ１０１−３の発光装置は、緑色に発光し、カメラ１１０−１の発光装置は、水色に発光し、カメラ１１０−２の発光装置は、青色に発光する等である。このような場合には、それぞれの発光装置が同じタイミングで発光しても全方位カメラでは、発光装置毎に異なる色で撮像できるので、ＭＰＵ２０６では、発光位置を区別できる。従って、この方法で全方位カメラの位置を求めることもできる。また、このように同じタイミングで発光装置を発光させる場合には、全方位カメラの位置を短時間で求められ、移動物体検知システムを早く動作させることができる特徴がある。
【００４０】
なお、上記のようにして全方位カメラ１０１−１、１０１−２、１０１−３の座標（Ｘ、Ｙ、Ｚ）位置が求められると、測定冶具１０９および測定冶具に取り付けられた全方位カメラ１１０−１、１１０−２は、監視エリアから取り去ってもよい。即ち、全方位カメラ１０１−１、１０１−２、１０１−３の監視エリア１００内の位置座標が明確になっているので、監視エリア内に入ってくる検出対象物体Ｐを検出することができる。なお、上記実施例では、全方位カメラ１０１が３台の場合について説明したが、３台以上の全方位カメラ１０１を用いることもできる。
【００４１】
また、上記のように構成された状態で、何らかの原因、例えば、監視エリア１００内の展示物の模様替えにより１台の全方位カメラ、例えば、全方位カメラ１０１−１を移動する必要が生じた場合、全方位カメラ１０１−１を移動したとしても、他の２台の全方位カメラ１０１−２および１０１−３は、前の位置を保持しているので、再度、全方位カメラ１０１−１（移動したカメラ）、１０１−２、１０１−３の発光装置３０８を発光させ、全方位カメラで撮像することで、移動した全方位カメラ１０１−１の位置を求めることができる。即ち、全方位カメラ１０１−２と１０１−３との間の距離は、変更されていないので、前述と同様に求めることができる。このように監視エリア１００内に位置された全方位カメラ１０１の位置を一旦求めておくと、その位置を変更することも容易に実施できる特徴がある。
【００４２】
更に、上記実施例では、１つの全方位カメラを移動させた場合、再度、全方位カメラ１０１の発光装置３０８を発光させて、移動した全方位カメラ１０１の位置を求める場合について説明したが、例えば、全方位カメラ１０１の発光装置３０８を定期的、例えば、１回／２時間の割合で発光させ、全方位カメラ１０１で撮像された画像を従来周知の背景差分法等で、過去の画像と比較し、全方位カメラ１０１の移動距離が一定の距離、例えば、３０ｃｍの閾値を超えた場合、全方位カメラ１０１が移動した可能性があるとして先に外部記憶装置１０６に登録された位置を修正、再登録することもできる。
【００４３】
次に、本発明の他の一実施例を図９を用いて説明する。図９は、検出対象物体Ｐの侵入および動線捕捉を示す図である。図９において、監視エリア１００で示す座標（Ｘ、Ｙ、Ｚ）内に全方位カメラの位置を１０１−１、１０１−２および１０１−３で示してある。これら全方位カメラの位置１０１−１、１０１−２および１０１−３は、上記実施例で説明した方法で計測および演算で前もって求め、外部記憶装置１０６に記憶されている。そして、各全方位カメラ１０１−１、１０１−２および１０１−３は、監視エリア１００内を常時撮像している（監視状態にある。）。この状態で検出対象物体Ｐが監視エリア１００に侵入すると、各全方位カメラ１０１−１、１０１−２および１０１−３は、検出対象物体Ｐを撮像し、それぞれの撮像画像を画像メモリー２０５に記憶する。なお、検出対象物体Ｐは、人であったり、車であったり、動物等であるが、ここでは説明の都合上、例えば、検出対象物体Ｐは、人であり、人の重心の位置を検出対象物体Ｐとして示してある。また、検出対象物体Ｐの認識は、従来技術でも説明した差分法と呼ばれる方法あるいはテンプレートマッチング法等の方法があるが、それらの詳細は、既に良く知られているので、詳細な説明は省略する。
【００４４】
さて、画像メモリー２０５に記憶された検出対象物体Ｐは、ＭＰＵ２０６で、既に外部記憶装置１０６に記憶されている監視エリア１００内の各全方位カメラ１０１−１、１０１−２および１０１−３の位置とから検出対象物体Ｐの位置を算出し、算出した検出対象物体Ｐの位置を外部記憶装置１０６に記憶する。ここで、検出対象物体Ｐの位置の算出方法を簡単に説明する。まず、全方位カメラ１０１−１で検出対象物体Ｐを撮像する。全方位カメラ１０１−１と全方位カメラ１０１−２の位置座標は、既に登録されているので、線分Ｄ７の位置と長さ（距離）は、明らかになっている。従って、線分Ｄ７と線分Ｄ８とのなす角θ１０は、ＭＰＵ２０６の演算により求めることができる。同様に、全方位カメラ１０１−２で検出対象物体Ｐを撮像すると、線分Ｄ７と線分Ｄ９とのなす角θ１１もＭＰＵ２０６の演算により求めることができる。従って、線分Ｄ７の距離が既知であるので、線分Ｄ８および線分Ｄ９の距離は、ＭＰＵ２０６の演算により求めることができる。その結果、検出対象物体Ｐの監視エリア１００内の検出対象物体Ｐの位置（Ｘｐ、Ｙｐ、Ｚｐ）は、ＭＰＵ２０６の演算により求めることができる。
【００４５】
このようにして検出対象物体Ｐの位置（Ｘｐ、Ｙｐ、Ｚｐ）が検出されると、移動物体検知システムは、検出対象物体Ｐの監視を開始し、検出対象物体Ｐが、例えば、進入禁止対象地域に侵入したとすると、警報出力部２１０を駆動し、警報機２１１を鳴動し、侵入者ありの警報を鳴らすと同時に、表示部１０８に検出対象物体Ｐの位置を表示する。
【００４６】
更に、各全方位カメラ１０１−１、１０１−２および１０１−３は、検出対象物体Ｐの撮像を続けると共に、所定時間毎、例えば、５分間隔毎に検出対象物体Ｐの位置を、上記と同様の方法で算出し、外部記憶装置１０６に記憶すると共に、表示部１０８に表示する。このようにすると検出対象物体Ｐの５分毎の移動位置Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３、・・・が操作者に把握される。即ち、検出対象物体Ｐの侵入位置および検出対象物体Ｐの動き（動線捕捉）を監視することができる。また、上述した移動物体検知システムは、監視カメラシステムに限らず種々の応用が可能となる。以下にそれについて説明する。
【００４７】
図１０は、本発明の更に他の一実施例を説明するめの図である。図１０において、１００１は、例えば、デパートの１階のフロアーの平面図を示している。１００２は、入口、１００３は、出口であり、Ａ、Ｂ、Ｃ、・・・・Ｎは、各種商品を展示した展示テーブルである。１０１−１、１０１−２、１０１−３は、それぞれデパートの１階のフロアーの天井に設置された全方位カメラを示している。そして、このデパートの１階のフロアーの平面図と展示テーブルＡ、Ｂ、Ｃ、・・・・Ｎと各種商品の位置が前もって外部記憶装置１０６に記憶されている。勿論、全方位カメラ１０１−１、１０１−２、１０１−３が設置された時点で、前述の方法で、まず、全方位カメラ１１０−１および１１０−２を備えた測定冶具１０９を前もって床に設置して、全方位カメラ１０１−１、１０１−２、１０１−３の監視エリア１００内の位置を計測および演算し求め、外部記憶装置１０６に記憶している。この状態でデパートが開店と同時に買い物客の撮像を開始する。図１０では、買い物客Ｎ１とＮ２の二人の動線捕捉を示している。即ち、買い物客Ｎ１の所定時間毎の位置を○印で、また、買い物客Ｎ２の所定時間毎の位置を×印で示している。このように、買い物客Ｎ１とＮ２の二人の動線捕捉を記録し、管理者がこれを分析することによって、買い物客が関心を持つ商品が何かを分析したり、これら動線捕捉情報から商品の配置を検討したりすることができる。
【００４８】
なお、本実地例では、各カメラの発光量は一定で説明したが、発光装置の発光量を操作部１０７で調節するようにし、発光量別に各カメラで撮像するようにすれば、測定時間は長くなるが、測定精度を高くすることも可能である。更に、本実地例では、全方位カメラを凸面鏡または魚眼レンズの実施例で説明したが、他のカメラとの間の角度が算出できるようなカメラ、例えば、旋回式カメラ、あるいは方向毎に撮像できる多眼式のカメラのようなカメラでもよい。また、上記実施例では、カメラを備えた測定冶具により長さを測定する方法について説明したが、例えば、カメラ１０１のいずれか２台の間の距離と設置の高さが計測できる場合は、特にカメラを備えた測定冶具を監視エリア内に設ける必要はない。例えば、デパートのフロアの両端部の天井に２台のカメラを設けている場合等は、フロアの両端部の距離および高さが前もって分かっているので、カメラを備えた測定冶具は不要である。
【００４９】
以上、本発明について詳細に説明したが、本発明は、ここに記載された移動物体検知システムの実施例に限定されるものではなく、上記以外の移動物体検知システムに広く適応することが出来ることは、言うまでも無い。
【図面の簡単な説明】
【００５０】
【図１】本発明の一実施例の概略構成を示す図である。
【図２】図１で示す本発明の一実施例の信号処理装置の概略構成のブロック図を示す図である。
【図３】本発明の一実施例で使用する全方位カメラの一実施例を示す図である。
【図４】本発明の一実施例で使用する他の全方位カメラの一実施例を示す図である。
【図５】本発明の一実施例で使用する測定冶具の一実施例を示す図である。
【図６】本発明で使用するカメラの位置を求める方法を説明するための図である。
【図７】本発明で使用する角度を求める方法を説明するための図である。
【図８】本発明のカメラの位置を単位極面で求める方法を説明するための図である。
【図９】本発明の他の一実施例を説明するための図である。
【図１０】本発明の更に他の一実施例を説明するための図である。
【符号の説明】
【００５１】
１００：監視エリア、１０１、１１０：全方位カメラ、１０２：カメラ取り付ける支柱、１０３：伝送線、１０４：伝送路、１０５：信号処理装置、１０６：外部記憶装置、１０７：操作部、１０８：表示部、１０９：測定冶具、２０１：入出力端子、２０２：画像入力部、２０３：光源制御出力部、２０４：操作入力部、２０５：画像メモリ、２０６：ＭＰＵ、２０７：ワークメモリ、２０８：外部入出力部、２０９：画像出力部、２１０：警報出力部、２１１：警報装置、３０１：凸面鏡で、３０２：支持部材、３０３：カメラ部、３０５：筒体、３０６：連結部材、３０７：窓孔、３０８、３１１、３１２：発光装置、３１０：魚眼レンズ、５０１：螺子穴、５０２：方位センサ、５０３：水準器センサ、７０１、８０１：極面、１００１：フロアーの平面図、１００２：入口、１００３：出口。
【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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