(57)【要約】  本発明は複数のセンサを用いて環境をモニタする方法に関し、その方法では、制御システムが、上記複数のセンサのうちの１つ又はそれ以上のセンサから情報を受信し、上記環境をモニタするために上記情報を使用する。方法は、オペレータが上記環境のエリアに対応する複数のセルを画成することによって環境のモデルを生成し、その後、それぞれのセンサについて、少なくとも１つのセルに関連した少なくとも１つの可能な位置を決定することによってセル／センサ関係を生成するセットアップ段階を備える。それぞれの位置について、センサは、関連したセルのためのモニタ判定をオペレータによって割り当てられる。方法はまた、監視機能を実行するために、制御システムが、要求された監視機能を実行するために使用されるセンサを発見し、モニタ判定及びセル／センサ関係に基づいて、それらのセンサを制御する動作段階を備える。
2010528515.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のセンサ（Ｓ１−Ｓ５）を用いて環境（１）をモニタする方法であって、
制御システム（３１）が、上記複数のセンサうちの１つ又はそれ以上のセンサから情報を受信し、上記環境（１）をモニタするために上記情報を使用する方法において、
上記制御システムのオペレータは、
−上記環境のエリアに対応する複数のセルを画成することによって、環境のモデルを生成し、
−上記複数のセンサのうちのそれぞれのセンサについて少なくとも１つの可能な位置（ｘｉ）を決定し、かつ上記少なくとも１つの可能な位置 （ｘｉ）を上記複数のセルうちの少なくとも１つのセルに関連付けることによって、上記複数のセルと上記複数のセンサとの間の複数のセル／センサ関係を生成し、
−このように決定されたそれぞれの可能な位置（ｘｉ）に、上記関連したセルのためのモニタ判定を割り当てるセットアップ段階と、
モニタされるべきエリアで監視機能を実行するために、上記制御システムは、
−上記監視機能を実行するように使用されることができる複数のセンサを上記複数のセンサの中から発見し、
−上記複数のセル／センサ関係、及び上記複数のセンサの上記複数の可能な位置（ｘｉ）に関連した上記複数のモニタ判定に基づいて選択された可能な位置（ｘｉ）に、上記センサを位置させることによって、上記複数の使用可能なセンサの少なくとも１つを制御する動作段階とを備えたことを特徴とする方法。
【請求項２】
上記モニタ判定は、上記関連したセルで発生するイベントを検出する確率の推定に対応する請求項１記載の方法。
【請求項３】
上記複数のセンサは、少なくとも１つのビデオカメラを備え、
上記ビデオカメラの少なくとも１つの位置に割り当てられたモニタ判定は、上記関連したセルの可視性の判定に対応する請求項１又は２記載の方法。
【請求項４】
上記環境のモデルを生成するとき、上記オペレータは、上記複数のセルの間の複数の近隣を上記制御システム内で指定する請求項１から３のうちのいずれか１つの請求項記載の方法。
【請求項５】
上記選択された可能な位置（ｘｉ）は、上記モニタされるべきエリアにおいてイベントを検出する確率を最大化する請求項１から４のうちのいずれか１つの請求項記載の方法。
【請求項６】
上記制御システムは、上記複数の使用可能なセンサのセンサのグループの上記複数の可能な位置（ｘｉ）の様々な可能な組み合わせの中から選択された構成にしたがって、それぞれの可能な位置（ｘｉ）にセンサを位置させることによって、上記センサのグループを制御する請求項１から５のうちのいずれか１つの請求項記載の方法。
【請求項７】
上記構成は、上記モニタされるべきエリアにおいてイベントを検出する確率を最大化する請求項６記載の方法。
【請求項８】
上記確率は、上記監視機能を実行するために要求される最少の数のセンサの使用を強制される請求項７記載の方法。
【請求項９】
上記モニタされるべきエリアは、上記複数のセルの第１の集合に関連付けられ、
上記センサ構成は、上記モニタされるべき複数のセルの部分集合をカバーし、
上記方法は、
ａ．上記センサ構成を決定するステップと、
ｂ．所定の時間の間、上記複数の使用可能なセンサを上記構成に維持するステップと、
ｃ．上記第１の構成によってカバーされない複数のセルの第２の部分集合を決定するステップと、
ｄ．上記第２の部分集合においてイベントを検出する確率を最大化する第２のセンサ構成を決定するステップとを備えた請求項７又は８記載の方法。
【請求項１０】
上記第２の構成が上記第２の部分集合のすべてのセルをカバーしない場合、ステップｃ乃至ｄは、上記複数のセルの第２の部分集合がヌルになるまで再び実行される請求項９記載の方法。
【請求項１１】
上記所定の時間は、上記オペレータによって設定される請求項９又は１０記載の方法。
【請求項１２】
上記所定の時間は、上記制御システムによって設定される請求項１０又は１１記載の方法。
【請求項１３】
上記第２の構成のそれぞれの計算の間に、上記制御システムは、上記複数のセルの第２の集合上で上記監視機能を実行するように使用されることができる複数のセンサを上記複数のセンサの中から発見する請求項９から１２のうちのいずれか１つの請求項記載の方法。
【請求項１４】
上記監視機能を実行するように使用されない上記複数のセンサは、第２のモニタされるべきエリアで第２の監視機能を実行するように使用される請求項８に従属する請求項９から１３のうちのいずれか１つの請求項記載の方法。
【請求項１５】
上記複数のセンサは、複数のビデオカメラを備え、
上記監視機能は、上記複数のビデオカメラによって撮影された画像のシーケンスを用いて上記モニタされるべきエリアをモニタし、
上記構成は、複数のビデオカメラのみが使用されるべきであるという制約の下で決定される請求項６から８のうちのいずれか１つの請求項記載の方法。
【請求項１６】
上記オペレータは、上記モニタされるべきエリアに関連した上記複数のセルの撮影順序を指定し、
上記画像のシーケンスは、上記撮影順序によって決定される請求項１５記載の方法。
【請求項１７】
上記画像のシーケンスは、上記モニタされるべきエリアに関連した上記複数のセルの間の上記複数の近隣に依存する順序に従う請求項４に従属する請求項１５記載の方法。
【請求項１８】
上記構成は、上記機能のために使用されることができる上記複数のビデオカメラに、上記オペレータによって課された複数の制約によって条件付けられる請求項１５から１７のうちのいずれか１つの請求項記載の方法。
【請求項１９】
イベントは、アクティブセルにおいて検出され、
上記モニタされるべきエリアは、上記セルの境界に対応する請求項４に従属する請求項６から８のうちのいずれか１つの請求項記載の方法。
【請求項２０】
上記オペレータは、上記イベントが検出される環境エリアを上記制御システム内で指定し、
上記制御システムは、上記アクティブセルを位置付ける請求項１９記載の方法。
【請求項２１】
上記イベントが検出される上記環境エリアは、上記オペレータによって選択されるビデオカメラによって撮影される環境の一部に対応する請求項２０記載の方法。
【請求項２２】
上記選択されるビデオカメラは、モバイルビデオカメラであり、
上記オペレータは、上記モバイルビデオカメラを制御する請求項２１記載の方法。
【請求項２３】
上記制御システムは、上記モバイルビデオカメラが、上記オペレータによって決定された可能な位置（ｘｉ）であることを考慮することによって上記構成を決定する請求項２２記載の方法。
【請求項２４】
上記考慮される可能な位置（ｘｉ）は、上記監視機能が実行されるときに、上記モバイルビデオカメラの上記少なくとも１つの可能な位置（ｘｉ）を上記モバイルビデオカメラの位置と比較することによって決定される請求項２３記載の方法。
【請求項２５】
上記構成は、複数のビデオカメラのみが使用されるべきであるという制約の下で決定され、
上記方法はまた、上記監視機能を実行するように上記制御システムによって制御される上記複数のビデオカメラによって撮影された複数の画像を表示する複数の動作を備えた請求項１９から２４のうちのいずれか１つの請求項記載の方法。
【請求項２６】
上記複数の表示される画像は、上記選択されたビデオカメラによって撮影された画像の近くに表示される請求項２５記載の方法。
【請求項２７】
上記複数の表示される画像、及び上記選択されたビデオカメラによって撮影された上記画像は、タッチスクリーンに表示される請求項２６記載の方法。
【請求項２８】
上記オペレータは、上記タッチスクリーンのエリアに接触することによって、監視機能を作動させる請求項２７記載の方法。
【請求項２９】
上記監視機能を実行するために、上記制御システムは、
上記モニタされるべきエリアについて最も高いモニタ判定が関連する可能な位置（ｘｉ）を選択し、かつ
上記最も高いモニタ判定を有する上記可能な位置（ｘｉ）に、対応するセンサを位置させることによって、対応するセンサを制御する請求項１から４のうちのいずれか１つの請求項記載の方法。
【請求項３０】
上記制御システムは、オペレーショナルリサーチ方法を使用して、上記監視機能を実行するように制御されるべき上記複数のセンサと、上記制御されるべき複数のセンサの位置とを決定する請求項１から５のうちのいずれか１つの請求項記載の方法。
【請求項３１】
上記複数の監視方法は、上記複数のモニタ判定に依存するコスト関数を最小化する請求項３０記載の方法。
【請求項３２】
上記モデルは、上記複数のセルのグラフィック表現を用いてグラフィックで構築される請求項１から３１のうちのいずれか１つの請求項記載の方法。
【請求項３３】
上記オペレータは、上記環境の電子マップから画素のグループを選択することによって、上記複数のセルを決定する請求項１から３１のうちのいずれか１つの請求項記載の方法。
【請求項３４】
部分的に重複する複数の画素グループは、単一のセルにグループ分けされる請求項３３記載の方法。
【請求項３５】
上記複数のセンサの上記可能な位置（ｘｉ）は、グラフィック手順を用いて上記複数のセルに関連付けられる請求項１から３４のうちのいずれか１つの請求項記載の方法。
【請求項３６】
環境をモニタするように適合された複数のセンサと、
上記複数のセンサのうちの１つ又はそれ以上のセンサから情報を受信し、上記情報を使用して上記環境をモニタするように適合された制御システムとを備えたビデオ監視システムにおいて、
上記制御システムは、
オペレータから複数のコマンドを受信し、
請求項１から２５のうちのいずれか１つの請求項記載の監視方法を実施するように適合されたことを特徴とするビデオ監視システム。
【請求項３７】
メモリエリアに記憶され、かつ請求項１から３５のうちのいずれか１つの請求項記載の方法を実施する目的のために上記コンピュータによって実行されるように適合されたコード部分を備えたコンピュータプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、請求項１のプリアンブルに記載の環境をモニタするための監視方法に関する。
【０００２】
本発明はまた、上記監視方法を実施するように適合されたシステムに関する。
【背景技術】
【０００３】
公共の場所から民間企業まで、多くの状況において、窃盗、破壊的な行為、攻撃、強盗、及び一般に、人々及び財産を危険にさらす可能性のある任意のイベントなどの任意の異常なイベントを検出する目的のために、環境をモニタする必要性が存在する。
【０００４】
この目的のために、監視システムは一般的に、ビデオ記録デバイス（例えば、ビデオカメラ）、又はモーションセンサ（例えば、赤外線センサ、又はボリュメトリックセンサ（volumetric sensor））などの複数のセンサが、論議されている環境の異なるエリアをモニタする状況で使用される。
【０００５】
センサによって送信される情報信号（例えば、部屋のビデオ、又はセンサのアラーム信号）は、警備員が付いているモニタリングステーションによって受信される。
【０００６】
既知の監視システムは、センサに焦点を合わせるセットアップ段階を要求する。
【０００７】
このセットアップ段階の間に、システムのモデルが生成される。そのモデルは、それぞれのセンサについて、モニタされるエリア、及び近隣のセンサ、すなわち上記エリアの境界をモニタするセンサを決定する。
【０００８】
したがって、追跡手順の間に、システムは、１つのセンサから、セットアップ時に示された近隣のセンサに切り替えることによって、追跡される対象を追うであろう。
【０００９】
特許文献１、及び特許文献２によって開示された強化されたビデオ監視システムでは、この種類の構成は、環境エリアがモニタを介して選択されると、システムが、そのエリアに関連したビデオカメラのビデオ信号を自動的に呼び出すであろうことを提供する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】米国特許出願公開第２００３／００８５９９２号明細書。
【特許文献２】国際公開第２００５／１２００７１号。
【特許文献３】米国特許第６４３７８１９号明細書。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
しかしながら、すべての既知の監視システムは、センサが故障した場合、システムはそのセンサの欠如を自動的に埋め合わせることができないという欠点がある。
【００１２】
例えば、追跡アルゴリズムの実行の間に、システムが故障したビデオカメラに切り替えるとすぐに、対象が見失われ、かつアルゴリズムが停止するであろう。
【００１３】
既知の監視システムが有するもう１つの問題は、システムの２人のユーザ（例えば、２つの異なるモニタリングステーションを使用する２人の警備員）が、モニタされる環境の同一のエリアを見張ることを望むときに発生する。ビデオ信号は、両方のモニタリングステーションに送信されるが、主要なビデオカメラの制御は、（典型的に、優先度の基準にしたがって選択される）１人のユーザのみに認められる。この場合、第２のユーザが、別のビデオカメラを自律的に選択し、それを手動で制御しなければならない。
【００１４】
複数のセンサ及びビデオカメラを有する大きなシステムでは、ビデオカメラの探索は、複雑なタスクであることがある。
【００１５】
既知の監視システムのもう１つの欠点は、セットアップ段階の複雑性であり、セットアップ段階では、インストーラが、どのセンサが環境のあるエリアをモニタするのか、及びどの近隣のセンサがモニタされるエリアの境界をカバーするのかをシステム内で指定しなければならない。この手順の例は、特許文献１で既知であり、特許文献１によれば、ビデオカメラによって撮影されるそれぞれのシーンについて、インストーラは、撮影するビデオカメラの名前をシステム内で指定しなければならず、かつどのビデオカメラが北側の境界をカバーするか、どのビデオカメラが南側の境界をカバーするかなどを指定することによって、表を構築しなければならない。
【００１６】
このような構成は、多数のセンサを備えた大きなシステムを実装するには不利であり、かつ困難である。
【００１７】
この欠点を克服することを目的として、特許文献３は、センサの名前及び近隣のセンサを手動で入力すること（エラーをもたらす可能性がある。）を要求しないセットアップ手順を開示している。
【００１８】
しかしながら、特許文献３で示されたセットアップ手順は、モニタされるエリア内の適切なパスをたどるインストーラの存在を要求するという欠点を有する。これは、モニタされるべきエリアが非常に広い場所（例えば、駐車場、空港ターミナル）ではどこでも不利である。さらに、上記手順は、例えば、刑務所又は危険な物質を処理するプラントにおける古い監視システムを更新するときなど、いくつかのエリアがインストーラによってアクセスできない場合には適用できない。
【００１９】
本発明の目的は、既知のビデオ監視システムの問題を克服することである。
【００２０】
特に、本発明の目的は、センサがシステムによって利用されることができないときはいつでも、システムの動的な適合を提供することによって、監視システム、特にビデオ監視システムの信頼性を改善することである。
【００２１】
この目的は、本明細書と一体と考えられる添付の特許請求の範囲に記載の特徴を組み込む監視方法及び監視システムによって達成される。
【課題を解決するための手段】
【００２２】
本発明は、センサではなく、環境に着目したセットアップ段階を実行するアイデアに基づいている。
【００２３】
本発明に係るセットアップ段階では、まず、インストーラは、上記環境の複数のエリア、例えば、駐車場、メインエントランス（入口）などを画成することによって環境のモデルを生成する。
【００２４】
次いで、インストーラは、１つ又はそれ以上の可能な位置（プリセット位置）にある少なくとも１つのセンサをそれぞれのエリアと関連付け、かつエリアのモニタ判定をそれぞれの位置に割り当てる。
【００２５】
モニタ判定は、関連したエリアで発生するイベントを関係するセンサによって検出する確率の推定に対応することが好ましく、動作段階では、モニタ判定は、環境をモニタするためにセンサの知的な選択を実行することを可能にする。ビデオカメラの場合、モニタ判定は、本質的に、考慮されるプリセット位置のエリア可視性判定に対応する。
【００２６】
動作段階の間に、監視システムの制御システムは、すべてのインストールされたセンサのうちで、監視機能を実行するために使用可能なセンサ（例えば、故障していない、又は別のユーザによって使用されていないセンサ）を発見する。
【００２７】
使用可能なセンサが検証されると、制御システムは、システムのセットアップ段階の間に生成されたモデル、及びオペレータによってセンサの様々なプリセット位置に割り当てられたモニタ判定を参照することによって、１つ又はそれ以上の使用可能なセンサを制御する。
【００２８】
これは、モニタされるべきエリアとセンサとの間の動的な関連付けを可能にする。（故障している、又はすでに別のユーザによって使用されているという理由で）関心のあるエリアで動作するセンサが利用可能でない場合、そのセンサは考慮されず、制御システムは、関心のあるエリアをモニタするために最も適切な第２のセンサを構成の中で選択するであろう。
【００２９】
さらに、センサが故障した場合、システムは、利用可能なセンサを用いて環境内のイベントを検出する可能性を最適化するという方法で残りのセンサを位置付けることによって、それらのセンサを認識するであろう。より具体的には、これは、センサの選択が、関心のあるエリアとの関連付けにのみに依存するのではなく、上述したように、センサを用いてイベントを検出する確率の代表であるモニタ判定にも依存することによって可能になる。
【００３０】
特に、上記モニタ判定は、例えば、最も高いモニタ判定を有する利用可能なセンサを、セルをモニタするタスクに割り当てるヒューリスティックな方法論にしたがって、センサを選択するために使用されることが可能である。
【００３１】
これらの解決方法は、センサを管理するために使用されるアルゴリズムの計算の複雑性を削減することを可能にする。
【００３２】
代替として、本発明に係る方法は、モニタされるべきエリア、又は複数の利用可能なセンサに対する制約を決定した後に、イベントを検出する確率を最大化するように複数のセンサをセットアップすることを提供してもよい。
【００３３】
これは、モニタすることの性能を最適化することを可能にする。
【００３４】
さらに、監視システムは、ネットワークを介して互いに通信する複数のコンピュータを用いた分散型のアーキテクチャを有することが好ましい。センサの集合は、それぞれのコンピュータに関連する。
【００３５】
これは、例えば、１つのコンピュータによって管理される異なるセンサに要求されたいくつかのタスクを管理するために、それぞれのコンピュータが同時に実行しなければならないアルゴリズムの数を（統計的に）削減する。
【００３６】
好ましい解決方法では、コンピュータはセンサに統合され、したがって、センサは知的になり、かつオペレータによって要求されたタスクを実行するためのセンサの最適な構成を自動的に選択するために、互いに通信できるようになる。
【００３７】
本発明の別の目的及び利点は、以下の詳細な説明及び非限定的な例として提供される添付の図面から明らかになるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】本発明に係るビデオ監視システムを示す。
【図２ａ】ビデオカメラを作動させるためのシステムによって用いられる環境モデルを示す。
【図２ｂ】ビデオカメラを作動させるためのシステムによって用いられる環境モデルを示す。
【図２ｃ】ビデオカメラを作動させるためのシステムによって用いられる環境モデルを示す。
【図３ａ】ビデオカメラを作動させるためのシステムによって用いられる環境モデルを示す。
【図３ｂ】ビデオカメラを作動させるためのシステムによって用いられる環境モデルを示す。
【発明を実施するための形態】
【００３９】
監視システムのアーキテクチャ．
図１では、参照符号１は、モニタされるべき環境を概略的に示す。環境１は、建物１００及び戸外の中庭２００からなる。
【００４０】
特に関心のある以下のエリアが、環境１内で識別される。
−建物のエントランス（入口）：エリアＣ１。
−駐車場Ｐ１：エリアＣ２。
−駐車場Ｐ２：エリアＣ３。
−エントランスゲート：エリアＣ４。
エリアＣ１乃至Ｃ４は、モニタされるべき環境内に設けられた４つのビデオカメラＳ１乃至Ｓ４、及び１つのボリュメトリックセンサＳ５によってモニタされる。
【００４１】
環境が分割されるエリアの数、及びセンサ（ビデオカメラ及び別のセンサ）の数は、本発明の制限要因ではなく、インストーラの選択に依存する。
【００４２】
ビデオカメラＳ１乃至Ｓ４は、固定ビデオカメラ、又は可動ビデオカメラ、特にＰＴＺタイプ（パン／チルト／ズーム）であってもよい。
【００４３】
図１の実施例では、ビデオカメラＳ１及びＳ３は、固定ビデオカメラであり、それぞれエリアＣ１及びＣ３のみを撮影する一方、ビデオカメラＳ２及びＳ４は、ＰＴＺビデオカメラであり、それぞれエリアＣ１，Ｃ２、及びＣ３，Ｃ４を撮影することができる。
【００４４】
ボリュメトリックセンサＳ５は固定センサであり、建物１１内部で動きを検出したとき、例えば、エントランスＣ１のドアが開けられるときにアラーム信号を送信する。
【００４５】
センサは、データネットワーク２に接続され、そのネットワークを介してモニタリングステーション３と信号を交換する。例えば、ビデオカメラＳ１乃至Ｓ４は、撮影された画像を送信する。
【００４６】
データネットワーク２は、有線ＬＡＮであってもよいが、もちろん上記データネットワークはまた、ビデオカメラの取り付けを促進する可能性がある無線の構成要素を備えてもよい。
【００４７】
モニタリングステーション３は、複数のビデオカメラから画像を受信し、かつそれらの画像を、複数の画像３３を同時に表示するように適合された適切な可視化手段３２に表示するコンピュータ３１を備える。
【００４８】
上記可視化手段は、好ましくは、いくつかの画像を互いに隣接して表示する複数のスクリーン又は単一のスクリーンを備える（この解決方法は多重化として知られる。）。
【００４９】
モニタリングステーション３はまた、パン、チルト、及びズームの角度を変更することによって、ＰＴＺビデオカメラを制御するためにオペレータによって使用されるキーボード３４、マウス３５、及びジョイスティック３６などの別の既知の構成要素を備える。
【００５０】
可視化手段のように、これらの構成要素はまた、コンピュータ３１に接続され、このコンピュータは、適切なインターフェース、例えば、ジョイスティック３６のためのインターフェース、ビデオカメラＳ１乃至Ｓ４から受信した画像を可視化手段３２に送信するためのビデオインターフェース、及び制御データがそれを介してビデオカメラに送信されるネットワークインターフェースを備えている。
【００５１】
キーボード、ジョイスティック、及びマウスとともにこのユーザインターフェースは、ユーザがビデオカメラを選択しかつ制御することを可能にし、したがって、１つ又はそれ以上のビデオカメラから可視化手段３２への画像の転送を作動させる。
【００５２】
任意のエリアＣ１乃至Ｃ４、例えば、駐車場Ｐ２が選択されたとき、関心のあるエリア内の異常なイベントを検出する確率を最大化することを目的とした後述する所定の基準にしたがって、選択されたエリアに自動的に関連付けられたビデオカメラ、例えばＳ２から、画像が転送される。
【００５３】
ビデオカメラが呼び出されることを可能にするインターフェースの詳細は、専用の章で後述されるであろう。
【００５４】
図１の例では、システムのアーキテクチャは、センサを制御するためと、環境内の移動する対象を追跡すること、ビデオの一部を記録すること、及び自動的なイベントの検出などの監視機能を実行するためとに要求される計算アルゴリズムを実行する単一のコンピュータ３１を有する集中型のタイプである。別の解決方法も可能であり、例えば、監視システムは、「分散型のアーキテクチャを有する制御システムを用いた変形例」と題された章で後述されるシステムような、分散型のシステムの形式で提供されてもよい。
【００５５】
システムセットアップ．
本発明によれば、監視システムのセットアップ段階の間に、環境のモデルが、環境の関心のあるエリアＣ１乃至Ｃ４、及びそれらの近隣を画成することによって生成される。
【００５６】
以下の説明では、上記モデルのエリアは、環境の物理的なエリアとの任意の混同を回避するために「セル」と呼ばれる
【００５７】
その後、それぞれのセルＣ１乃至Ｃ４は、そのセルに対応するエリアの少なくとも一部をモニタすることができる１つ又はそれ以上のセンサと関連付けられる。
【００５８】
特に、ＰＴＺビデオカメラは、複数の位置をとることができるので、それぞれのセルは、ビデオカメラに関連付けられるだけでなく、予め与えられた位置（「プリセット」という。）にあるビデオカメラにも関連付けられる。
【００５９】
もちろん、固定ビデオカメラ又は固定センサについては、センサがインストールされるときに設定されるただ１つの所定の位置が存在する。
【００６０】
セットアップ段階の間に、センサが順次起動される。
【００６１】
それぞれのモバイルビデオカメラ又はモバイルセンサについて、オペレータは、オペレータの監視の要求に最も適したモバイルセンサのプリセット位置を定める。
【００６２】
それぞれのプリセット位置について、オペレータは、選択手段を用いてセンサを環境のエリアに関連付け、かつ撮影された画像の品質を表すモニタ判定（例えば、０と１との間の値として表される。）を割り当てる。
【００６３】
モニタ判定は、あるプリセット位置にあるセンサが関連付けられたセルの内部で発生するイベントを、上記センサを用いて検出する確率の推定に対応する。
【００６４】
動作段階では、これは、センサを、環境をモニタする確率を最大化するそれらのプリセット位置に位置させることによってセンサを制御することを可能にする。
【００６５】
図２ａ乃至図２ｃ、及び図３ａ，図３ｂの例は、２つの異なる環境モデルを示し、これらは、モニタされるべき環境をインストーラに見せるため、及びインストーラがエリアを選択することを可能にするためにユーザインターフェースによって使用される。
【００６６】
図２ａ、図２ｂ、及び図２ｃの例に関連して、ユーザインターフェースを提供するプログラムは、セルがアーチによって接続されたノードとして表されるグラフを描くことを可能にするグラフィックインターフェースを用いて、セルのリスト及びそれらの接続を定めることを可能にする。
【００６７】
有利に、ノードの空間的な配置は自由であり、その結果、セットアップ段階の間に、オペレータは、モニタされるべきエリアの地理的な配置を反映するような方法でノードを配置することができ、したがって、警備員が動作段階の間にモニタされるべきエリアを直ちに発見することを可能にする。
【００６８】
計算的な視点からは複雑性がより少ないが、わずかにユーザフレンドリーではない代替の解決方法によれば、エリア及びそれらの接続の画成は、テキストモードで実行されることが可能である。
【００６９】
図２ａ乃至図２ｃの例に戻ると、セットアップ段階では、オペレータは、環境モデルを生成し、その後、センサを順次作動させる（例えば、ビデオカメラを回す。）。それぞれのセンサについて、オペレータは、モニタされるエリアを検証し（例えば、オペレータは、スクリーン上でビデオカメラによって撮影された画像を見る。）、かつモデルエリアとの接続を生成する一方、モニタ判定を割り当てる。
【００７０】
センサ／エリア接続は、センサを表すアイコンと囲まれたエリアを表すブロックとの間のリンクを描画することによって提供されてもよい。
【００７１】
この方法では、セル／センサグラフが、図２ｃに示されたグラフのように生成される。
【００７２】
センサのプリセット、及びモニタ判定は、ソフトウェアによって制御システムのデータベースに記憶される。
【００７３】
図３ａ及び図３ｂの例では、環境モデルは、モニタされるべきエリアのマップからなる。
【００７４】
図３ａに示されたマップは、一般的なグラフィックプログラムを用いてオペレータによって電子的に構築されてもよく、又はインポートされたグラフィックファイルであってもよい。
【００７５】
図３ａ及び図３ｂの解決方法では、セットアップ段階の間に、オペレータがセンサを選択し、それぞれのプリセット位置について、図３ｂに示すようにマップ上でモニタされるエリアをマークし、かつ例えば、キーボード３４で値をタイプすることによって、又はマウス３５で表示された値を選択することによってモニタ判定を関連付ける。
【００７６】
センサによってモニタされるエリアに対応する画素のグループが選択されるとき、ソフトウェアは、複数のモデルセル及びそれぞれの複数の近隣を自動的に生成するであろう。
【００７７】
本発明の実施形態では、それぞれの画素の選択は、モデルの１つのセルに対応する。
【００７８】
隣接する画素グループは、複数の近隣のセルである。
【００７９】
好ましい実施形態では、互いに十分な範囲に重複する複数の画素グループは、単一のセルにグループ分けされる。
【００８０】
２つの画素グループが単一のセルに一緒にグループ分けされるべきか否かを決定するために用いられる基準は、プログラミング段階の間に決定される。２つの画素グループがちょうど接している場合、実際には、２つのセルを別々に保つことが好ましい。
【００８１】
それぞれのセル（エリア、形状）に関連した幾何学的な情報、及び複数のセルの間の遷移の方向についての情報が、自動的に抽出される。
【００８２】
近隣を計算するときに考慮されるであろう障壁がマップに含まれてもよい。例えば、２つの通信しない部屋は、互いに近隣ではない。
【００８３】
モデルが構築されると、別の情報（セルのラベル、エリアの移動性、時間依存性の障壁、アーチの方向付け（orientation）など）が、ユーザによって追加されてもよい。
【００８４】
セットアップが終了するとき、制御システムは、図２ｃに示されたグラフのようなセル／センサグラフを描画するであろう。
【００８５】
最適なカバレッジ（サービスエリア）のためのアルゴリズム．
セットアップ段階の後、制御システムは、環境監視の動作段階を開始する準備ができている。
【００８６】
関心のあるエリア、及びセンサの集合が与えられて、目的は、最も適切なセンサを選択し、かつ最も適切な方法でそれらを制御することによって、上記エリアをモニタすることである。
【００８７】
これは、予め与えられた関心のあるエリア内で発生する異常なイベントを検出する確率を最大化することに変換される。
【００８８】
特に、関心のあるエリアは、セットアップ段階の間に構築された環境モデルのＮ個のセルの集合であると仮定する。
【００８９】
Ｃｉは、セルｉで発生する異常なイベントを示す。
【００９０】
監視システムは、Ｍ個のセンサを備え、ｘｊは、センサｊの位置を示す。
【００９１】
特に、ＰＴＺ（パン、チルト、ズーム）センサについては、位置は、「プリセット」と呼ばれる有限の離散的な値の集合内の値をとってもよい。
【００９２】
固定センサは、１つのプリセットのみを有する特別なＰＴＺセンサのように取り扱われてもよい。
【００９３】
一般に、センサの位置は、連続的な領域内の値をとってもよく、かつモバイル手段（パトロールカー、ロボットなど）上に位置付けられたセンサのための地理的な座標を備えてもよい。
【００９４】
イベントの検出がＤで示される場合を考える。
【００９５】
【数１】
2010528515.tif 000003
【００９６】
式（１）は、イベントがモニタされるべき環境の一部に関連したＮ個のセルのうちのただ１つで発生し、かつＭ個のセンサがあるプリセットｘｊである条件の下で、異常なイベントを検出する確率を示す。
【００９７】
したがって、予め与えられたエリアの最適なカバレッジの問題は、上記確率を最大化するであろう最適なセンサ構成を発見することに変換される。上記構成は、式（２）のように表現されてもよい。
【００９８】
【数２】
2010528515.tif 000004
【００９９】
検出確率は、式（３）のように表現されてもよい。
【０１００】
【数３】
2010528515.tif 000005
【０１０１】
上式は、セルｉにおけるイベントの発生が、Ｍ個のセンサの位置から独立している、すなわち、ｐ（Ｃｉ｜ｘ１，．．．，ｘＭ）＝ｐ（Ｃｉ）である即座の観察（immediate observation）を活用することによって得られる。
【０１０２】
イベントが予め与えられたセルｉにおいて発生する確率ｐ（Ｃｉ）は、対応するエリアのサイズ、及び監視の視点からセルを特徴付ける重要性に比例することがある。
【０１０３】
簡単のために、以下のように、モデルのすべてのエリアは、同一の確率を有すると仮定する。したがって、検出確率の式は、式（４）となるであろう。
【０１０４】
【数４】
2010528515.tif 000006
【０１０５】
ここで、ｐ（Ｄ｜Ｃｉ，ｘ１，．．．，ｘＭ）は、イベントの検出確率であり、イベントはセルｉにおいて発生し、かつセンサはあるプリセットｘｊである。
【０１０６】
ここで、予め与えられたセルが、監視システムの単一のセンサ、例えばセンサ１によって見張られている場合を考える。
【０１０７】
したがって、ｐ（Ｄ｜Ｃｉ，ｘ１，．．．，ｘＭ）＝ｐ（Ｄ｜Ｃｉ，ｘ１）が得られる。すなわち、セルｉにおける検出は、セルｉをモニタしていないセンサの位置に依存しない。
【０１０８】
ｐ（Ｄ｜Ｃｉ，ｘ１）は、監視システムをセットアップするときにインストーラによって割り当てられたモニタ判定であると仮定される。さらに詳細には、上記モニタ判定は、センサ１がセルｉに関連付けられたときに、位置ｘ１のセンサ１に割り当てられたモニタ判定である。
【０１０９】
非常に合理的に、モニタ判定が高い場合、モデルの予め与えられたエリアにおいてイベントを検出する確率もまた高いであろう。逆も同様に、判定が０の場合、プリセットｘ１のセンサ１を用いて予め与えられたセルにおける検出を達成することは不可能（ヌル確率）であろう。
【０１１０】
ここで、セルｉが適切なプリセットの複数のセンサによって見張られている場合を考える。
【０１１１】
インストーラを援助することを目的として、上述したセットアップ手順は、組み合わせられたモニタ情報を提供しない。
【０１１２】
この理由から、このような情報がない場合、最悪の場合が考慮されるであろう。すなわち、最も高い可視性を有するセンサが発見され、かつ別のセンサは、モデルの予め与えられたエリアの可視性を増加させるどのような情報も付加することができないことが仮定される。したがって、式（５）が得られる。
【０１１３】
【数５】
2010528515.tif 000007
【０１１４】
ここで、以下の例を考える。ｘ１及びｘ２に位置させられた２つのセンサｓ１及びｓ２が、それぞれ可視性判定０．８及び０．６を有して予め与えられたセルＣｉを見ている。
【０１１５】
別のセンサは、いずれのプリセットでも予め与えられたセルを見ることができない、又はそれらのセンサは、予め与えられたセルを見ることができないプリセットに位置させられていると仮定する。
【０１１６】
したがって、ｐ（Ｄ｜Ｃｉ，ｘ１）＝０．８、ｐ（Ｄ｜Ｃｉ，ｘ２）＝０．６、ｐ（Ｄ｜Ｃｉ，ｘｊ）＝０  ｊ＞２が得られ、上式からｐ（Ｄ｜Ｃｉ，ｘ１，ｘ２，．．．，ｘＭ）＝０．８が得られる。
【０１１７】
したがって、この仮定に基づいて式（４）を展開することによって、式（６）が得られる。
【０１１８】
【数６】
2010528515.tif 000008
【０１１９】
ここで、ｐ（Ｄ｜Ｃｉ，ｘｊ）は、プリセットｘｊであるセンサｊがセルＣｉをモニタしているときのモニタ判定である。上式は、予め与えられたエリアのカバレッジの品質を厳密に数量化し、したがって、その目的に用いられるセンサの異なる構成を比較することを可能にする。
【０１２０】
最適な構成
【数７】
2010528515.tif 000009
は、後述するように、すべての可能な構成の中から探索される。
【０１２１】
最適な構成が発見されることを可能にするアルゴリズムは、監視システムをセットアップするときに描画されるセル／センサグラフ（図２ｃ）に含まれる情報から開始する。
【０１２２】
それぞれのセルについて、そのセルをモニタするセンサにセルを結びつける１つ又はそれ以上のアーチが存在する。
【０１２３】
それぞれのアーチについて、センサのプリセットを示す情報が存在する。カバーされるべきエリアのすべてのセルを考慮することによって、それぞれのプリセットを有し、上記カバレッジを得るために用いられるセンサの集合を構築することができる。
【０１２４】
最適なセンサ構成
【数８】
2010528515.tif 000010
は、検出確率を最大化する構成である。したがって、好ましい解決方法では、アルゴリズムは、あらゆるセンサの組み合わせについて、式（６）を計算することによって進展し、その後、最も高い検出確率を有するセンサの組み合わせを選択する。
【０１２５】
これは、以下の例から明らかになるであろう。３つのセルＣ１、Ｃ２、及びＣ３が与えられる。セルＣ１は、プリセット
【数９】
2010528515.tif 000011
のセンサ１によって見られ、セルＣ２は、プリセット
【数１０】
2010528515.tif 000012
、及び
【数１１】
2010528515.tif 000013
のセンサ２によって見られ、セルＣ３は、プリセット
【数１２】
2010528515.tif 000014
のセンサ２によって見られる。
【０１２６】
可能な構成の範囲は、ペア
【数１３】
2010528515.tif 000015
、及び
【数１４】
2010528515.tif 000016
からなる。
【０１２７】
もちろん、
【数１５】
2010528515.tif 000017
のような構成は、受け入れられず、これは、任意の瞬間では、予め与えられたセンサは、１つの位置のみをとることができるからである。
【０１２８】
２つの可能な構成が決定されると、アルゴリズムは、上記２つの構成に対応する検出確率を計算する。
【０１２９】
ここで、プリセット
【数１６】
2010528515.tif 000018
のモニタ判定が０．８である（このプリセットは２つのセルを見るが、低い品質を有する。）ことを除いて、すべてのモニタ判定が１に等しいと仮定する。
【０１３０】
これらの条件では、第１の構成
【数１７】
2010528515.tif 000019
は、
【数１８】
2010528515.tif 000020
に等しい環境内で発生する異常なイベントを検出する確率を有する。
【０１３１】
一方、第２の構成
【数１９】
2010528515.tif 000021
は、
【数２０】
2010528515.tif 000022
に等しい環境内で発生する異常なイベントを検出する確率を有する。
【０１３２】
その後、アルゴリズムは２つの計算された検出確率を比較し、構成
【数２１】
2010528515.tif 000023
、すなわち、この場合では全体の環境に対応する予め与えられたエリアにおいてイベントを検出する確率を最大化する構成を選択する。
【０１３３】
可能な構成の数が多い場合、最適な構成の探索は、重い計算タスクである可能性があることが、上記の説明から明らかである。
【０１３４】
このような場合では、準最適な解決方法を得るために、オペレーショナルリサーチ（operational research）方法が適用されてもよい。
【０１３５】
これらの方法は、モニタ判定及びセル／センサグラフに基づくが、検出確率から得られた適切なコスト関数を最小化する。
【０１３６】
代替として、ヒューリスティックな方法論を導入することによって、計算の複雑性がまた、削減される可能性がある。例えば、あらゆるセンサを最も高いモニタ判定を有する位置に設定することを選択してもよく、その結果、そのセンサによってのみ見られる１つ又はそれ以上のセルをモニタする。
【０１３７】
確立されると、これらのヒューリスティックな方法論は、この確率がアルゴリズムを設計するときに異なるヒューリスティックな方法論の性能を比較するために用いられてもよいとしても、検出確率の計算から独立している。いくつかのヒューリスティックな方法論が提案される場合、検出確率の計算は、ヒューリスティックな方法論によって提案された構成の間で、どの構成がイベントを検出するために最も適切であるかを確立することを可能にするであろう。
【０１３８】
最少の数のセンサを有する最適なカバレッジ．
前章で議論した最適なカバレッジ問題は、最少の可能な数のセンサを用いなければならないという制約によって補われてもよい。
【０１３９】
最少の数のセンサを有する最適なカバレッジを計算するアルゴリズムはまた、セルにおいてイベントを検出する確率が、そのセルをカバーするために用いられるセンサの数とともに増加しないという仮定に基づいている。したがって、式（７）が仮定される。
【０１４０】
【数２２】
2010528515.tif 000024
【０１４１】
したがって、アルゴリズムは、同一のセルを見るこれらのすべてのセンサの間で、最も高いモニタ判定を有するセンサのみを考慮する。
【０１４２】
より低い判定を有するセンサは、冗長であると考えられる。実用的な視点からは、モニタすることの性能をある程度改善するために、より多くのセンサからの情報を追加すること（例えば、エリアのフレームを追加すること）は、有用であるかもしれないが、それにもかかわらず、冗長な情報が受信されないことが重要である状況が存在する。冗長な情報を受信するオペレータは、モニタされたシーンにおいて何が発生しているのかを、よりゆっくりかつより苦労して評価するであろう。
【０１４３】
重要なことに、マルチユーザシステム及びマルチタスクシステムでは、最少の数のリソースの使用が、より多くのオペレータ及びタスクを同時に供給する可能性を増加させるであろう。
【０１４４】
前述の制約が存在するときの最適な解決方法は、最適なカバレッジのために用いられるセンサの全体集合のすべての可能な部分集合を考慮することによって発見される。
【０１４５】
それぞれの部分集合について、前章「最適なカバレッジのためのアルゴリズム」において記述したように、最適なプリセットの構成が発見される。
【０１４６】
現在の問題への解決方法は、最も高い検出確率を有する最小濃度（minimum cardinality）の集合として表される。
【０１４７】
すべての可能なセンサの部分集合を考慮する必要はないことが述べられるべきである。濃度Ｎを有するセンサの部分集合において探索される最適な解決方法の検出確率が、濃度Ｎ−１を有する部分集合において探索される最適な検出確率と等しい場合、最適な解決方法は、Ｎ−１個のセンサを有する構成であろう。
【０１４８】
したがって、方法は、有利に、センサの部分集合の濃度を増加させて、最適なカバレッジ問題への解決方法の探索を提供する。
【０１４９】
時変の最適なカバレッジ．
ここで、例えば、利用可能なセンサの数がかなり少ないので、最適な解決方法が全体環境のカバレッジを提供することができない状況を考える。
【０１５０】
全体環境をモニタするために、以下のステップを備える「パトロール（patrol）」と呼ばれるタスクが実行される。
【０１５１】
まずに、環境の内部で発生するイベントを検出する確率を最大化する構成が計算される。これは、最適なカバレッジアルゴリズムと題された章で上述された最適なカバレッジアルゴリズムを用いて得られる。
【０１５２】
上記アルゴリズムの効果を用いて、複数のセンサは、（Ｎであると仮定される）セルの総数よりも少ないＸ個のセルをモニタする方法で自分自身を位置させる。
【０１５３】
この構成は、所定の時間維持され、その後、最適なカバレッジアルゴリズムが、以前に計算された構成のセンサによってモニタされないＮ−Ｘ個のセルに適用される。
【０１５４】
新しいセンサ構成は、所定の時間維持される。その時間は、オペレータによって設定されることが好ましい。
【０１５５】
新しい構成がすべてのセルをカバーしない場合、方法は、最適なカバレッジアルゴリズムを残りのセルに再び適用し、かつ新しい構成を所定の時間維持するであろう。
【０１５６】
手順は、すべてのセルがカバーされるまで繰り返される。
【０１５７】
徐々に減少するセルの数においてイベントを検出する確率を最大化するとき、冗長なセンサを含む構成が発見されることが可能である。これが、最少の数のセンサが使用されるべきであるという制約の下で、最適なカバレッジアルゴリズムを使用することが有利であるかもしれないことの理由である。
【０１５８】
この方法では、選択された複数のセルのカバレッジにおいて冗長である任意のセンサは、環境内の検出の確率を最大化するために、以前のステップですでに見られた複数のセルをカバーするために用いられるであろう。詳細に後述するように、従来のビデオ監視システムでは、パトロール機能は、センサ自体のそれぞれのプリセットで循環し、モニタされるエリアをカバーするために協調しない独立したセンサを利用する。
【０１５９】
最適な境界カバレッジ．
監視システムは、「ターゲット追跡」と呼ばれる機能、すなわち、モニタされる環境内の移動するターゲットを追跡することを提供する。
【０１６０】
ターゲットによって占有されたセルは、「アクティブセル」と呼ばれる一方、近隣のセルは、「境界セル」と呼ばれる。
【０１６１】
複数のセルの間の近隣は、システムのセットアップのときに描画されるセル／センサグラフ内で定められる。
【０１６２】
ターゲットを見失わないために、あるセンサがアクティブセルに位置させられる一方、別の複数のセンサが境界エリアの最適なカバレッジを提供するように構成される。
【０１６３】
最適な境界カバレッジアルゴリズムの目的は、以下の確率を最大化することである。
【０１６４】
【数２３】
2010528515.tif 000025
【０１６５】
上記確率は、イベントがセルｋから来て、セルｋのＮ個の境界セルＣｉのうちの１つにおいて発生し、Ｍ個のセンサがある位置ｘｊであるという条件の下でイベントを検出する確率に対応する。
【０１６６】
最適なカバレッジ計算のために記述された条件と同様の条件の下で、検出確率は、以下の関係によって与えられる。
【０１６７】
【数２４】
2010528515.tif 000026
【０１６８】
ここで、ｐ（Ｄ｜Ｃｉ，ｘｊ）は、プリセットｘｊでセルＣｉを見張るセンサｊのモニタ判定である一方、
【数２５】
2010528515.tif 000027
は、ターゲットがアクティブセルから恐らく存在する境界セルｉに移動する確率である。
【０１６９】
好ましい実施形態によれば、セットアップ段階の間に環境モデルを生成するときに、あるセルから別のセルへの遷移の確率を指定する必要がある。
【０１７０】
これらの確率は、上式の
【数２６】
2010528515.tif 000028
の実例に対応する。
【０１７１】
図２ａ乃至図２ｃ、及び図３ａ，図３ｂに関連して記述された実施形態の例のように、あるセルから近隣のセルへの遷移の確率についての情報が指定されない場合、すべての
【数２７】
2010528515.tif 000029
の実例は等しく、かつ境界セルにおいてイベントを検出する確率を計算するための関係は、式（１０）によって与えられるであろう。
【０１７２】
【数２８】
2010528515.tif 000030
【０１７３】
最後に、境界カバレッジは、特別な最適なカバレッジ問題であるので、境界カバレッジはまた、「時変の最適なカバレッジ」の章で述べたものと同様の時変カバレッジ方法論を用いることによって、取り組まれることができる。
【０１７４】
動的なセンサの協調及び再構成．
予め与えられた監視システムでは、予め与えられたエリアの最適なカバレッジを提供するためにタスクに参加することができるセンサの集合は、実行されるべきタスクの異なる優先度、及びそれらのタスクを要求する様々なオペレータの異なる優先度に起因して、時間の経過とともに変化するであろう。
【０１７５】
例として、システムが、環境を調査するために「パトロール」機能を実行している間に、オペレータがビデオカメラの制御を要求することが可能である。オペレータが自動化されたパトロール手順より高い優先度を有する場合、上記手順は、オペレータによって制御されるビデオカメラなしで実行されるべきであろうことが明らかである。
【０１７６】
さらに、故障した任意のセンサは、時間の経過とともに、利用可能なセンサの集合を変更するであろう。
【０１７７】
これらの状況に対処するために、システムは、カバレッジに参加するセンサの集合が変化するたびに、予め与えられたエリアをカバーするための最適な構成を計算する。
【０１７８】
例えば、タスクのために利用可能なビデオカメラの数が減少するとき、予め与えられたエリアをカバーする残りのビデオカメラが、より広いズームフレームを提供する方法で、又は（上述したように）すべてのセルをカバーするために時間の経過とともにフレーミングを変更する時変カバレッジ手順にしたがって制御されるであろう。
【０１７９】
この後者の場合では、予め与えられた構成におけるセンサの永続の時間は、適切なカバレッジを保証するために削減される。
【０１８０】
逆も同様に、センサの数が増加する場合、使用されるセンサ構成は、あるプリセットでのそれぞれのセンサの永続の時間の増加を伴って、より小さいエリアをカバーすること、例えば、より高いズームレベルを有するビデオカメラを目的とするであろう。
【０１８１】
したがって、本発明に係る監視方法は、センサが動的に再構成されることを可能にする。
【０１８２】
（図１のような）集中型のシステムであろうと、（「分散型のアーキテクチャを有する制御システムを用いた変形例」の章で後述される）分散型のシステムであろうと、監視システムの制御システムは、どのセンサが利用可能であるかを検証し、かつどのタスクにそれらのセンサが参加しなければならないかを決定する。
【０１８３】
例えば、イベントが追跡されているとき、ターゲットがアクティブセル内で発見されると、境界をモニタする複数のセンサは、最善の境界カバレッジを提供する方法で、構成される。その後、これらのセンサは、最適な境界カバレッジアルゴリズムにしたがって制御される。
【０１８４】
残りのセンサは、残りのセルのための最適なカバレッジタスクにささげられ、したがって、残りのセル内でイベントを検出する確率を最大化するように構成される。
【０１８５】
動的なセンサ構成は、カバレッジ問題が、センサの近隣に応じてではなく、環境及びセル／センサグラフに応じて策定されているということによって可能になる。
【０１８６】
このアプローチは、複数のセンサの選択においていくらかの自由度をもたらし、このアプローチでは、エリアが、異なる構成のセンサを用いることによって、異なる方法でカバーされる。
【０１８７】
これらの自由度は、カバレッジタスクに参加するセンサが変化する状況を管理することを可能にする。
【０１８８】
境界カバレッジは、最適な境界カバレッジを達成することを目的とする協調に加えて、アクティブセンサと複数の境界センサとの間の協調も提供する協調のより広い形式である。アクティブセンサ、又は予め与えられたアクティブセンサの位置が変化するとき、境界もまた、それをカバーする複数のセンサ、及びその構成とともに変化するであろう。この機能性は、「支援ナビゲーション（assisted navigation）」と呼ばれ、次章で詳細に述べられるであろう。
【０１８９】
支援ナビゲーション．
本発明に係る監視システムは、環境内の移動するターゲットを簡単かつ効果的に追跡することを提供する「支援ナビゲーション」と呼ばれる機能を実行する。
【０１９０】
ターゲットの移動を追跡すること（ターゲット追跡）は、困難なタスクであり、かつ知られているように、アクティブカメラ（ターゲットをフレーミングするカメラ）の選択、及びターゲットの追跡を継続するためのアクティブカメラから作動させるべき別のカメラへの切り替えに関係する多くの問題をもたらす。
【０１９１】
支援ナビゲーション機能は、上記問題への解決方法である。
【０１９２】
イベントが（自動的に、又はオペレータによって）検出されると、オペレータは、イベントを撮影するカメラを選択し、かつナビゲーション機能をオンにする。
【０１９３】
支援ナビゲーションアルゴリズムは、オペレータによって選択されたセンサ（アクティブセンサ）を検出し、それによって、センサを識別し、かつセンサの位置データ（空間内での方向付け（orientation））を得る。
【０１９４】
セットアップ段階の間に描画されるセル／センサグラフを用いて、ナビゲーションアルゴリズムは、アクティブリージョンを形成するセルの集合を計算することによって、アクティブセンサによって現在モニタされている環境の一部（アクティブリージョン）を決定する。
【０１９５】
ＰＴＺセンサの場合のように、アクティブセルをモニタしているセンサが、オペレータによって手動で制御されるとき、センサは、セットアップ時に記録された複数のプリセット位置以外の位置である可能性がある。これは、ＰＴＺセンサは、実質的に連続的な位置の集合の間で位置を変えることができる一方で、本発明に係る方法は、離散的な数の位置が（セットアップ時に）記録されることを要求することに起因する。
【０１９６】
適切な計量（metrics）に基づいて、アルゴリズムは、オペレータによって設定された位置に最も近いプリセット位置を推定する。
【０１９７】
したがって、計算されたプリセット位置から開始して、その後、アルゴリズムは、アクティブリージョンの境界、すなわち、アクティブリージョンに属していないがその近隣であるセルの集合を得る。
【０１９８】
アクティブセル及び境界の計算は動的である。したがって、アクティブセンサがその位置を変える場合、支援ナビゲーションアルゴリズムは、それに応じて、計算を繰り返し、境界を更新するであろう。
【０１９９】
最適な境界カバレッジアルゴリズムを用いることによって、支援ナビゲーションアルゴリズムは、最も適切な複数のセンサを選択し、かつそれらをアクティブリージョンの境界をモニタすることが最大化される方法で位置させる。システムのすべてのセンサの間で、この手順は、ターゲットがアクティブリージョン、すなわちアクティブセンサの範囲を出る場合、ターゲットを潜在的に検出することができるセンサのみを選択する。
【０２００】
センサがビデオカメラである場合、支援ナビゲーションの機能性は、アクティブカメラのビュー、及び境界をモニタしているカメラ（近隣のカメラ）のビューを同時に表示することを提供する。
【０２０１】
ターゲットがアクティブカメラの視界の範囲を出るとき、境界が完全にモニタされている場合、ターゲットは、近隣のカメラのビューのうちの１つに出現するであろう。近隣のビューのうちの１つにターゲットを発見することは、オペレータにとって簡単なタスクである。したがって、オペレータは、新しいアクティブビデオカメラを簡単に位置付けることができ、それを制御する可能性がある。
【０２０２】
有利に、ビデオカメラによって撮影された画像は、タッチスクリーンに表示される。
【０２０３】
この実施形態では、ターゲットを含むビューに接触することによって、オペレータは、選択されたビューに責任のあるビデオカメラを識別するため、及び上記情報を用いて、上述したアルゴリズムのステップを実行するために支援ナビゲーションアルゴリズムによって使用される信号を発生する。
【０２０４】
境界が完全にモニタされていない場合、ナビゲーションタスクに用いられていないセンサを残りの複数のセルの最適なカバレッジのタスクに使用することによって、ターゲットを見失う確率が最小化される。
【０２０５】
エリアごとのシーケンス（SEQUENCE PER AREA）．
本発明に係る監視システムによって提供されるもう１つの機能は、「エリアごとのシーケンス」と呼ばれる。
【０２０６】
この機能は、セットアップ時にオペレータによって定められたシーケンスにしたがって、システムのビデオカメラによって撮影された画像を１つずつ見せる既知のシーケンスの欠点を克服することを可能にする。
【０２０７】
本発明に係る方法は、セットアップ段階の間に、オペレータがシーケンスによってモニタされるべきエリアを選択することを要求する。
【０２０８】
エリアの選択は、電子マップの一部をハイライトすることによって、又は関心のあるエリアを形成するセルの集合を指定することによって、実行されてもよい。
【０２０９】
この段階では、オペレータは、モニタされるべきエリア、ビューの長さ、及びオプションとしてカバレッジの方向（direction）のみを指定すればよい。
【０２１０】
好ましくは、オペレータは、シーケンスを生成するために使用されるべきセンサについての指示を提供しないであろう。しかしながら、オペレータは、１つ又はそれ以上のセンサの選択に制約を設定してもよい。
【０２１１】
この情報に基づいて、方法は、ビデオカメラのみが使用されるべきであるという制約の下で、及び好ましくは、最少の数のビデオカメラが使用されるべきであるという制約の下でも最適なカバレッジアルゴリズムを実行し、それによって、オペレータによって指定されたエリアをカバーするであろうカメラ構成を発見する。
【０２１２】
上記で議論したように、最適なカバレッジアルゴリズムは、優先度、及びセンサの可用性を考慮する。センサが別のタスクを実行するのに忙しい場合、アルゴリズムは、利用可能なセンサのみを考慮して計算を実行するであろう。
【０２１３】
センサの計算は動的であり、かつセンサが使用されるアクティビティに依存する。
【０２１４】
シーケンスに参加するであろうセンサの集合を選択した後、表示されるべき画像のシーケンスの時間順序を決定することが必要である。
【０２１５】
本発明の実施形態では、オペレータは、シーケンスによってモニタされるべきエリアに関連したセルのための撮影順序を指定する。
【０２１６】
好ましい実施形態では、エリアごとのシーケンスアルゴリズムは、最後の計算ステップを実行して、どのセンサが作動させられるかにしたがって、時間順序を決定する。
【０２１７】
この最後の計算は、セル／センサグラフに含まれるセンサの位置についての情報を用いることによって実行される。
【０２１８】
好ましくは、アルゴリズムが異なるビューの空間的な連続性を提供することにより、近隣のセルを撮影するセンサが、シーケンスにおいて隣接する。
【０２１９】
上述したエリアごとのシーケンス方法は、エリアごとのシーケンスに含まれるセンサのシーケンスが自動的に計算されることを可能にし、したがって、オペレータによって手動で設定されたシーケンスの効率の制限を克服することを可能にする。
【０２２０】
さらに、上述したエリアごとのシーケンス方法は、動的なセンサの選択を提供し、その結果、例えば、２人のユーザ又は２つのタスクが同一のセンサを同時に要求するようなマルチユーザ環境及びマルチタスク環境に起因する衝突の存在下であっても、関心のあるエリアをカバーする準最適なシーケンスを実行することが可能である。
【０２２１】
ユーザインターフェース．
本発明は、オペレータが全体の環境を素早くかつ効果的にモニタすることを可能にする先進的なインターフェースを使用する。
【０２２２】
インターフェースは、セル／センサグラフ（図２c）又は電子マップの形式で環境のモデルをオペレータに見せる。
【０２２３】
これは、オペレータが、セル／センサグラフにおいて対応するセルを選択することによって、又はマウスを用いてセルを示すことによって、又は（タッチスクリーンが用いられる場合）電子マップ上のセルに接触することによって、エリアの画像を簡単に呼び出すことを可能にする。
【０２２４】
これは、警備員が素早くかつ直観的に関心のあるエリアの画像に集中することができるので、素早い監視を提供する。
【０２２５】
ユーザの選択は、インターフェースによって読み取られ、制御システムに送信される。制御システムはその後、選択されたエリアをモニタしている１つ又はそれ以上のセンサの画像（又は、一般に言えば、情報）を呼び出す。
【０２２６】
センサは、選択されたエリア、及びオペレータの好みにしたがって選択される。例えば、オペレータは、エリアの単一のフレームを表示すること、又はエリアの最適なカバレッジを実行することを決定してもよい。
【０２２７】
これらの好みは、例えば、関心のあるエリアで右のマウスボタンをクリックすることによって開かれるドロップダウンメニューを用いて設定されてもよい。
【０２２８】
分散型のアーキテクチャを有する制御システムを用いた変形例．
上述した監視システム及び方法は、マルチユーザ及びマルチタスクモニタリングを可能にする。
【０２２９】
したがって、予め与えられた時間の瞬間に、異なる環境エリアの最適なカバレッジなどの複数のタスクが要求されること、又は上述したナビゲーション及びエリアごとのシーケンス機能が作動させられることが可能である。
【０２３０】
したがって、システムの計算能力は、複数のアルゴリズムの同時の作動から導出される計算の複雑性に耐えるのに十分でなければならないことが明らかである。
【０２３１】
多くのセンサを有する大きな監視システムでは、このような計算の複雑性は、図１に示したような集中型のアーキテクチャを有する制御システムによって簡単に取り扱うことができないことがある。
【０２３２】
有利な実施形態では、様々なタスクのアルゴリズムを実行する制御システムは、分散型のシステムであり、すなわち、システムは、データネットワークを介して互いに通信する複数のコンピュータからなる。
【０２３３】
多数のコンピュータはまた、任意の故障のイベントの際に、優れたレベルの冗長性を保証する。
【０２３４】
コンピュータは、その物理的な破壊を目的とした任意の攻撃に対するより高いレベルのセキュリティを保証するために、異なりかつ離れた場所に位置することが好ましい。
【０２３５】
この実施形態によれば、環境モデル、及びセットアップ段階の間に描画されたセル／センサグラフは、すべてのコンピュータに記憶され、その結果、それぞれのコンピュータは、上述したカバレッジアルゴリズムを自律的に実行することができる。
【０２３６】
それぞれのコンピュータは、（好ましくは、ちょうど１つの）センサの部分集合に関連付けられ、したがって、セル／センサグラフを介して、モニタされる環境内のエリアの部分集合に関係付けられる。
【０２３７】
コンピュータは、そのコンピュータによって管理されたセンサの１つが、そのプリセットのうちの少なくとも１つで、予め与えられたエリアの少なくとも１つのセルを見る場合、そのエリアに関するタスク（例えば、エリアごとのシーケンス、又はナビゲーションタスク）に参加する。
【０２３８】
コンピュータはまた、そのセンサの１つが、要求された異なるタスクの優先度に応じて、タスクに参加しなければならないかを決定する。例えば、エリアごとのシーケンスが要求され、かつセンサがナビゲーションタスクにすでに使用されている場合、コンピュータは、ナビゲーションがエリアごとのシーケンスより高い優先度を有するので、新しいタスクに参加しないことを決定してもよい。
【０２３９】
あるタスクへの参加が決定されると、コンピュータは、最適なカバレッジを計算するために、どの別のセンサがまた、そのタスクに参加するかを知る必要がある。
【０２４０】
これは、それぞれのコンピュータが、そのセンサが参加しているタスクを示す情報をデータネットワークを介して、すべての別のコンピュータに送信することにより可能になる。
【０２４１】
したがって、それぞれのコンピュータは、タスクに参加する完全なセンサの集合を知り、したがって、最適なカバレッジを得るために、制御されるセンサの構成を計算することができる。
【０２４２】
それぞれのコンピュータは、全体環境のために少なくとも１つの最適なカバレッジアルゴリズムを実行するように構成される。
【０２４３】
しかしながら、コンピュータが同時に含まれるタスクの数は、コンピュータに関連したセンサの数が減少するにつれて、削減される。すなわち、分散型のシステムに属するあらゆる単一のコンピュータの計算能力は、集中型の制御システムによって要求されるものと比較して削減され得るという結果になる。
【０２４４】
したがって、最適な解決方法は、センサごとに１つのコンピュータを用いることであり、又はより良くは、コンピュータをセンサに統合し、したがって、センサを知的にすることである。
【０２４５】
監視システムの別の変形例．
ビデオ監視システムの利点が上述した説明から明らかである一方、多くの変更が、例えば、制御システムのリソースを集中させる若しくは分散させることによって、又は上述した監視方法によって要求されかつ処理される同一の情報を管理する等しい手順を用いることによって、実行されてもよいことがまた明らかである。
【０２４６】
例えば、オペレータがセル／センサの関係を非常に簡単に読み取ることを可能にするので、セットアップ段階の最後に描画されるセル／センサグラフが提案された。しかしながら、正確な数値処理の目的で、セル／センサグラフが、セルとセンサとの間の関係について同一の情報を含むセル／センサ表に置き換えられてもよい。
【図１】
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【図２ａ】
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【図２ｂ】
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【図２ｃ】
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【図３ａ】
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【図３ｂ】
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【国際調査報告】
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