(57)【要約】【課題】無駄な写真の増加を抑えつつ、目的とする列車を的確に撮影することができる撮影支援方法，撮影支援プログラムおよび撮像装置の提供を図る。【解決手段】撮像装置の自己位置と列車の運行情報から、被写体となる撮影対象列車が前記自己位置を通過するときの予想到達時間および速度を取得(ＳＴ５)し、撮影する撮影画像における長さが既知の固定目印に基づいて撮影対象区間を算出(ＳＴ６，ＳＴ７)し、前記自己位置，前記撮影対象区間並びに列車の運行情報から、前記被写体となる撮影対象列車を撮影する撮影開始時間および撮影間隔を規定して連続撮影を制御する(ＳＴ８，ＳＴ９)。【選択図】図２
2016001828.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
撮像装置の自己位置と列車の運行情報から、被写体となる撮影対象列車が前記自己位置を通過するときの予想到達時間および速度を取得し、
撮影する撮影画像における長さが既知の固定目印に基づいて撮影対象区間を算出し、
前記自己位置，前記撮影対象区間並びに列車の運行情報から、前記被写体となる撮影対象列車を撮影する撮影開始時間および撮影間隔を規定して連続撮影を制御する、
ことを特徴とする撮影支援方法。
【請求項２】
前記列車の運行情報は、
前記自己位置に基づいて運行情報サーバと通信を行い、前記自己位置の近傍を通過する列車の運行情報が取得される、
ことを特徴とする請求項１に記載の撮影支援方法。
【請求項３】
前記撮影対象区間は、複数の固定目印に基づいて算出され、
重複する複数の固定目印により算出される重複区間は、それぞれの固定目印の精度に基づいて算出される、
ことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の撮影支援方法。
【請求項４】
前記重複区間は、
重複する前記複数の固定目印によりそれぞれ算出された複数の計測距離に対して、対応するそれぞれの固定目印の精度に基づいて算出された重みを乗算し、それぞれの乗算結果を加算して算出され、ここで、それぞれの固定目印の重みの総和は『１』となっている、
ことを特徴とする請求項３に記載の撮影支援方法。
【請求項５】
前記固定目印は、
架線高さ，線路幅，ホーム高さおよび枕木間隔の少なくとも１つを含む、
ことを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれか１項に記載の撮影支援方法。
【請求項６】
被写体を撮影する光学系，撮像素子，並びに，前記光学系および前記撮像素子を制御する演算処理装置を含む撮像装置の撮影支援プログラムであって、
前記演算処理装置に、
撮像装置の自己位置と列車の運行情報から、被写体となる撮影対象列車が前記自己位置を通過するときの予想到達時間および速度を取得し、
撮影する撮影画像における長さが既知の固定目印に基づいて撮影対象区間を算出し、
前記自己位置，前記撮影対象区間並びに列車の運行情報から、前記被写体となる撮影対象列車を撮影する撮影開始時間および撮影間隔を規定して連続撮影を制御する、のを実行させる、
ことを特徴とする撮影支援プログラム。
【請求項７】
被写体を撮影する光学系および撮像素子を含む撮像装置であって、
自己位置を検出する位置検出部と、
前記光学系および前記撮像素子により得られた、撮影する撮影画像における長さが既知の固定目印に基づいて撮影対象区間を算出し、前記自己位置，前記撮影対象区間並びに列車の運行情報から、前記被写体となる撮影対象列車を撮影する撮影開始時間および撮影間隔を規定して連続撮影を制御する制御回路と、を有する、
ことを特徴とする撮像装置。
【請求項８】
さらに、
運行情報サーバと通信を行って、前記列車の運行情報を取得する通信制御部を有する
ことを特徴とする請求項７に記載の撮像装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本明細書で言及する実施例は、撮影支援方法，撮影支援プログラムおよび撮像装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、例えば、携帯電話やスマートフォン、或いは、音楽プレーヤーや携帯ゲーム機を始めとして様々な電子機器にカメラ機能が設けられている。さらに、カメラ機能が設けられた電子機器だけでなく、デジタル一眼レフカメラやコンパクトデジタルカメラにも、ＷｉＦｉ(Wireless Fidelity)等のワイヤレス通信機能やＧＰＳ(Global Positioning System)機能が搭載されるようになって来ている。
【０００３】
このようなカメラ機能を有する電子機器や専用デジタルカメラにより、あらゆる人が気軽に写真撮影を楽しむようになって来ている。しかしながら、全ての人が撮影技術に詳しいわけでは無いため、誰でも簡単にきれいな写真が撮影できるように、シーン認識機能や笑顔撮影等の技術がカメラに搭載され製品化されている。
【０００４】
ところで、近年、「撮り鉄」という言葉が一般的になったように、列車を撮影したいというニーズが存在している。ここで、列車を撮影する場合、特に、走っている列車を線路わきから撮影する場合、目的とする列車がいつ来るのか確認しながらカメラを構え、高速で移動する列車に対して瞬時に撮影しないと、撮り逃し等の失敗が起きやすい。
【０００５】
そこで、列車撮影をアシストして誰もが撮り逃しなく撮影できる機能が求められている。この列車撮影をアシストして撮り逃しを低減する技術としては、例えば、撮影位置情報からサーバを介して関連する列車の運行情報を取得し、目的とする列車がいつ来るのかを知るものが提案されている。
【０００６】
ここで、列車の運行情報を取得するには、例えば、撮影日時や位置情報を、ネットワークを介して情報サービスサーバ(例えば、気象情報，観光地情報および鉄道情報等を含む)に送信し、時刻表情報を得る。
【０００７】
このようにして取得した運行情報を利用して、撮影者の位置情報、付近の駅からの距離および駅を通過する列車の時間等を組み合わせることにより、撮影者の前を列車が通過する時間の予測が可能となる。
【０００８】
また、センサを線路わきに配置し、列車がカメラ前を通過するタイミングを通知することで自動撮影を行う技術も提案されている。
【０００９】
このように、従来、列車撮影をアシストして撮り逃しを低減する技術としては、様々な提案がなされている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】特開２００４−１２０１６４号公報
【特許文献２】特開２０００−１９６９３４号公報
【特許文献３】特開２００９−２２９９２８号公報
【特許文献４】特開２００４−０８０２４３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
上述したように、例えば、撮影位置情報からサーバを介して関連する列車の運行情報を取得し、撮影したい目的とする列車がいつ来るのかを知るものが提案されている。しかしながら、実際の列車の運行速度や位置情報には、誤差が含まれるため、例えば、一回の撮影で列車を撮影できるほどの予測精度にはならない。
【００１２】
なお、予測精度の課題に対しては、例えば、予想した時間の前後にマージンを含めて連写で撮影を行えば、列車を自動撮影できるようになる。しかしながら、一定期間連写を行うと、無駄な写真が増加して大きな記憶容量が求められることになり、また、連写を行っている最中にメモリの容量不足が生じて撮影が途中で不可能になる虞もある。
【００１３】
また、センサを線路わきに配置し、列車がカメラ前を通過するタイミングを通知することで自動撮影を行うものは、予めセンサを配置するといった大掛かりな作業が求められるため、一般的な撮影者(ユーザ)にとっては現実的なものではない。
【００１４】
このように、従来の撮り逃しを低減する列車撮影アシスト技術は、無駄な写真の増加を抑えつつ、目的とする列車を的確に撮影することが困難であった。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
一実施形態によれば、撮像装置の自己位置と列車の運行情報から、被写体となる撮影対象列車が前記自己位置を通過するときの予想到達時間および速度を取得する撮影支援方法が提供される。
【００１６】
また、前記撮影支援方法は、撮影する撮影画像における長さが既知の固定目印に基づいて撮影対象区間を算出する。さらに、前記撮影支援方法は、前記自己位置，前記撮影対象区間並びに列車の運行情報から、前記被写体となる撮影対象列車を撮影する撮影開始時間および撮影間隔を規定して連続撮影を制御する。
【発明の効果】
【００１７】
開示の撮影支援方法，撮影支援プログラムおよび撮像装置は、無駄な写真の増加を抑えつつ、目的とする列車を的確に撮影することができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】図１は、撮像装置の第１実施例を示すブロック図である。
【図２】図２は、図１に示す撮像装置における列車撮影処理の一例を説明するためのフローチャートである。
【図３】図３は、予想到達時間の算出および列車速度の取得を説明するための図である。
【図４】図４は、長さが既知の固定目印を検出する一例を説明するための図である。
【図５】図５は、固定目印として架線を利用した場合の例を説明するための図である。
【図６】図６は、固定目印として線路幅を利用した場合の例を説明するための図である。
【図７】図７は、固定目印として駅のホーム高さを利用した場合の例を説明するための図である。
【図８】図８は、固定目印として枕木の間隔を利用した場合の例を説明するための図である。
【図９】図９は、固定目印毎の精度を算出し、精度に応じて撮影対象区間を算出する処理の一例を説明するためのフローチャートである。
【図１０】図１０は、図９に示すフローチャートにおけるケース１を説明するための図(その１)である。
【図１１】図１１は、図９に示すフローチャートにおけるケース１を説明するための図(その２)である。
【図１２】図１２は、図９に示すフローチャートにおけるケース２を説明するための図である。
【図１３】図１３は、図９に示すフローチャートにおけるケース３を説明するための図である。
【図１４】図１４は、固定目印の特性を利用した重み処理を行って撮影対象区間を算出する処理の一例を示すフローチャートである。
【図１５】図１５は、図９に示すフローチャートにおけるケース４を説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、本実施例の撮影支援方法，撮影支援プログラムおよび撮像装置を、添付図面を参照して詳述する。図１は、撮像装置の第１実施例を示すブロック図であり、カメラ機能を搭載したスマートフォンの一例を示すものである。
【００２０】
図１に示されるように、第１実施例の撮像装置(スマートフォン)１は、レンズ１０、撮像素子１１、画像処理部１２、撮像制御部１３、ＵＩ部品１４、ＵＩ制御部１５、ＧＰＳ１６、通信制御部１７、メインＣＰＵ１８、ＲＡＭ１９およびメモリ２０を含む。ここで、画像処理部１２、撮像制御部１３、およびメインＣＰＵ１８は、例えば、制御回路を形成する。
【００２１】
撮像素子１１は、レンズ(光学系)１０により合焦された光学画像を電気信号に変換するＣＭＯＳイメージセンサ等であり、例えば、フィルムに相当する。画像処理部１２は、撮像素子１１からのデータを画像データに変換し、撮像制御部１３は、例えば、連写間隔等の撮影の制御を行う。
【００２２】
ＵＩ(User Interface)部品１４は、例えば、タッチパネルやボタン等を含み、ＵＩ制御部１５は、例えば、撮影モードの選択、撮影対象とする列車の特定、或いは、後に詳述する固定目印の指定に使用する。
【００２３】
ＧＰＳ(全地球測位システム：位置検出部)１６は、例えば、撮影者の経緯度情報(経度および緯度の情報)を検出し、通信制御部１７は、例えば、ＷｉＦｉ等により外部の運行情報サーバ２との通信制御を行う。ここで、運行情報サーバ２は、例えば、スマートフォン(撮像装置)１から受信した撮影者の経緯度情報と、運行情報表の経緯度情報を照らし合わせ付近の駅と路線を特定する。
【００２４】
また、運行情報サーバ２は、例えば、現在時刻情報と組み合わせ、特定した路線／駅に対して、これから通過する列車名を特定し、さらに、特定した情報(運行情報)をスマートフォン１へ送信する。
【００２５】
なお、運行情報は、例えば、メモリ(フラッシュメモリ)２０に格納されるが、例えば、自宅等において予め運行情報をメモリ２０に格納しておけば、運行情報サーバ２から通信制御部１７を介して運行情報を取り込まなくてもよい。また、メモリ２０には、後述する撮影支援プログラムを格納することもできる。
【００２６】
メインＣＰＵ(演算処理装置)１８は、各モジュール(構成ブロック)間の動作制御を行い、ＲＡＭ(Random Access Memory)１９は、例えば、メインＣＰＵ１８により処理されるデータや通信制御部１７を介して受信したデータを一時的に保持する。
【００２７】
すなわち、メインＣＰＵ１８は、例えば、ＧＰＳ１６を使用して自己位置を取得し、通信制御部１７により運行情報サーバと通信を行って運行情報を取得し、列車速度や通過時間の算出を行う。また、メインＣＰＵ１８は、例えば、タッチパネル(ＵＩ部品１４)およびＵＩ制御部１５を介して撮影対象となる列車の決定等を行う。
【００２８】
さらに、メインＣＰＵ１８は、例えば、画像認識を行って固定目印を検出し、検出した固定目印から計測区間を算出する。そして、メインＣＰＵ１８は、例えば、線路長および列車速度から通過時間を算出して連写速度を決定し、撮像制御部１３を介して決定した連射速度による自動連続撮影等の様々な制御を行う。
【００２９】
なお、上述した構成ブロック以外にも、撮影された画像を格納するメモリカード(フラッシュメモリ)、或いは、スマートフォンとして使用するためのマイクやスピーカおよび高周波モジュール等の様々な機能ブロックが存在するが、それらの説明は省略する。
【００３０】
また、スマートフォンは、撮像装置の単なる一例であり、例えば、ＧＰＳ機能，ワイヤレス通信機能およびタッチパネルを搭載したデジタルカメラや携帯ゲーム機、或いは、タブレット端末等の様々な電子機器であってもよい。なお、例えば、ワイヤレス通信機能は必須なものではなく、予め運行情報を取得してメモリに格納しておくことも可能である。
【００３１】
次に、撮影支援方法の一実施例を説明する。本実施例の撮影支援方法が適用される撮像装置は、例えば、ＧＰＳなどの自己位置特定機能を持ち、列車の運行情報(時刻表等)を内部に持つか或いはネットワークを通じて運行情報を取得する機能を有し、さらに、タッチパネルを搭載しているのが好ましい。また、撮影する構図は、撮影対象の地面に対して水平および垂直に近い状態であるのが好ましい。
【００３２】
すなわち、本実施例の撮影支援方法は、自己位置と運行情報に基づいて、これから撮影者の付近を通る列車の運行情報を求め、運行情報を撮影者に通知し、撮影者が撮影対象の列車を選択する。この時、運行情報から、列車の予想到達時間と列車の速度を取得する。
【００３３】
また、本実施例の撮影支援方法は、撮影者が撮影構図を決定し、その構図内を画像認識し、長さが既知の固定目印(例えば、枕木または架線等)を検出する。さらに、検出した固定目印の精度を算出し、その精度に応じて各固定目印から撮影対象区間(移動距離)を算出する。
【００３４】
そして、撮影対象区間(移動距離)と列車速度から通過時間を求める。ここで、列車の通過時間と列車速度が分かると、最適な撮影間隔を求めることができ、予想到達時間になった場合、上述した連続撮影間隔で連写撮影を行うことが可能となる。
【００３５】
図２は、図１に示す撮像装置における列車撮影処理の一例を説明するためのフローチャートである。図２に示されるように、列車撮影処理の一例が開始(START)すると、ステップＳＴ１において、列車撮影モードを選択してステップＳＴ２に進む。
【００３６】
この列車撮影モードの選択は、例えば、スマートフォン等の撮像装置におけるボタンやタッチパネルを使用して、予め用意されている複数の撮影モードから列車撮影モードを選択する。
【００３７】
ステップＳＴ２では、撮影位置情報を取得する。例えば、撮像装置に設けられたＧＰＳ等の自己位置特定機能を使用して、撮像装置の経緯度情報、すなわち、撮影者が撮像装置を使用して列車を撮影する撮影位置情報を取得し、ステップＳＴ３に進む。
【００３８】
ステップＳＴ３では、例えば、ステップＳＴ２で取得した経緯度情報を、撮像装置に設けられたネットワーク機能を介して、運行情報サーバへ送信する。ここで、運行情報サーバは、運行情報を保有しており、この運行情報は、例えば、次の［表１］のように、経緯度情報と、列車路線名，駅名および列車名等とが対応して記憶されたものである。これらの情報は、例えば、列車時刻表から得ることができる。
【表１】
2016001828.tif 000003
【００３９】
また、運行情報サーバは、受信した撮影者の経緯度情報と運行情報表の経度および緯度の情報(経緯度情報)を照らし合わせ、例えば、付近の駅と路線を特定する。さらに、現在時刻、並びに、特定した路線および駅から、これから、その路線および駅を通過する、列車名を特定することができる。そして、これら特定した情報は、ネットワーク機能を介して、撮像装置へ送信される。
【００４０】
なお、運行情報は、サーバではなく撮像装置内に蓄積することもできる。この場合、撮像装置は、ネットワーク機能により運行情報サーバに繋がらない環境でも運行情報を取得できるが、その反面、撮像装置の記憶容量を余分に使用してしまうことになる。
【００４１】
次に、ステップＳＴ４に進んで、運行情報を表示し、撮影対象(被写体)となる列車を指定(選択)する。すなわち、ステップＳＴ３において取得した運行情報、例えば、これから通過する列車名等を、撮像装置のディスプレイに表示する。撮影者は、そのディスプレイに表示された列車の中から撮影したい列車を選択する。
【００４２】
さらに、ステップＳＴ５に進んで、予想到達時間を算出し、列車の速度を取得し、ステップＳＴ６に進む。図３は、予想到達時間の算出および列車速度の取得を説明するための図である。
【００４３】
まず、ステップＳＴ５における予想到達時間の算出は、例えば、上述したステップＳＴ４で選択された列車が通る付近の駅を特定する。なお、図３では、Ａ駅１０１およびＢ駅１０２が該当し、Ａ駅１０１およびＢ駅１０２の経緯度情報と現在位置の経緯度情報から予想到達時間(到達予定時刻)を算出する。
【００４４】
以下、Ａ駅１０１を出発してＢ駅１０２に到達する列車(電車)を撮影対象(被写体)として選択した場合を例に、予想到達時間の算出を説明する。まず、Ａ駅１０１の経緯度情報と現在位置の経緯度情報から距離Ｌaを算出し、同様に、Ｂ駅１０２の経緯度情報と現在位置(撮影者１００、或いは、撮像装置１の位置)の経緯度情報から距離Ｌbを算出する。
【００４５】
ここで、予想到達時間は、次の式により求めることができる。なお、経緯度(経度および緯度)から距離を算出する手法は、知られている様々な計算式を適用して求めることができる。
予想到達時間＝Ａ駅出発時間＋(Ｂ駅到着時間−Ａ駅出発時間)×Ｌa÷(Ｌa＋Ｌb)
【００４６】
なお、撮影者１００が駅に居る場合、すなわち、撮影者１００(或いは、撮像装置１)の経緯度情報と駅の経緯度情報がほぼ同じ場合、予想到達時間としては、例えば、列車がその撮影者１００が居る駅に到着する時間(駅到着時間)を利用することができる。
【００４７】
次に、ステップＳＴ５における列車の速度取得は、例えば、まず、列車の平均速度を取得する。なお、列車の平均速度は、例えば、運行情報サーバ２が保持する情報から計算して算出してもよいが、列車毎の平均速度を運行情報サーバで保有することもできる。
【００４８】
ここで、列車の平均速度を運行情報サーバ２の情報から算出する場合、次の式により求めることができる。
平均速度＝出発駅から到着駅までの距離÷(到着時間−出発時間)
【００４９】
なお、出発駅から到着駅までの距離は、駅ごとの経緯度情報から算出することができる。また、列車の速度を取得するタイミングは、例えば、後述するステップＳＴ８における「線路長／列車速度から通過時間を算出し、連写速度を決定する」処理であってもよい。
【００５０】
図２に戻って、ステップＳＴ６では、撮影者(ユーザ)１００が決定した構図から、長さが既知の固定目印を検出して、ステップＳＴ７に進む。図４は、長さが既知の固定目印を検出する一例を説明するための図であり、撮影者１００がタッチパネル１４０を利用して、すなわち、撮像装置１に設けられたタッチパネル１４０を利用して固定目印を検出する例を示す。
【００５１】
ステップＳＴ６では、まず、撮影者１００が撮影したい構図を決定し、その決定した構図を画像認識し、長さが既知の固定目印を特定する。なお、図４の例では、画像認識するのではなく、例えば、撮影者１００が、撮像装置１に設けられたタッチパネル１４０に表示された画像から固定目印３１をタッチして選択(検出)する場合を示す。また、図４の例では、固定目印として、枕木３１を利用している。
【００５２】
さらに、ステップＳＴ７に進んで、固定目印毎の精度を算出し、精度に応じて撮影対象区間を算出し、その後、ステップＳＴ８に進んで、線路長/列車速度から通過時間を算出し、連写速度を決定する。そして、ステップＳＴ９に進んで、予定通過時間になったら、決定した連写速度で自動連続撮影を行い、列車撮影処理の一例が終了(END)する。
【００５３】
以下、ステップＳＴ６〜ＳＴ９の処理を、図面を参照して詳述する。図５は、固定目印として架線柱(架線の高さ：架線高さ)を利用した場合の例を説明するための図である。ここで、図５(a)は、撮影者１００が決定した構図の一例、撮像装置(カメラ)１のタッチパネルに表示された画像の一例を示し、図５(b)および図５(c)は、実際の撮影対象の高さおよび距離と、カメラ１の撮像素子１１上の長さの関係を説明するためのものである。
【００５４】
なお、架線(電車線)とは、架空電車線方式において列車が通る空間の上部に張られ、例えば、電車のパンタグラフ(集電装置)と接触しながら連続的に電力を供給するための電線である。
【００５５】
図５(a)に示されるように、カメラ１のタッチパネルに表示された画像において、例えば、２本の架線柱Ｍa，Ｍbをタッチして選択し、地上(地面)からビーム(桁)の下面までの高さＭHa，ＭHbを、撮像素子１１における垂直方向の長さとして認識する。
【００５６】
ここで、選択する架線柱Ｍa，Ｍbは、隣接する２本の架線柱であってもよいが、離隔された２本の架線柱であってもよい。ただし、後述のように、撮像素子１１におけるピクセル数を算出するため、表示画像(撮影画像)の垂直方向に対して、例えば、１〜１／数十程度、１〜１／数程度の高さとなる架線柱を選択するのが、精度を確保する上で好ましい。
【００５７】
また、電車線(架線)の高さは、レール面上から電車線までの高さとして定義され、例えば、新幹線の場合には、レール面上５ｍを標準とし、４．８ｍ以上５．３ｍ以下として規定されている。
【００５８】
さらに、新幹線以外の場合、架空単線式の電車線のレール面上の高さは、例えば、５ｍ以上５．４ｍメートル以下(軌間が７６２ｍｍの鉄道にあっては、５ｍ以上５．２ｍ以下)として規定されている。
【００５９】
以下では、架線高さを５．２ｍとして説明するが、これに限定されるものではなく、また、架線高さは、例えば、前述した運行情報サーバによる付近の駅と路線、或いは、撮影者により選択された路線等に基づいて、自動的に設定可能となっている。
【００６０】
なお、例えば、タッチパネルの表示画像から選択された架線柱Ｍa，Ｍbの高さが分かれば、その架線柱Ｍa，Ｍbの位置で得られる架線高さ(撮像素子１１上の長さ)も容易に算出することができる。
【００６１】
例えば、線路(レール)の高さが１７４ｍｍで、ビームから碍子等を介して架線を保持する距離が４３７．５ｍｍだとすると、約６００ｍｍがマージンとなり、架線高さは、求めた架線柱の高さから０．６ｍのマージン分だけ減算することで算出される。
【００６２】
或いは、撮像素子１１における架線柱の長さから、その架線柱の位置に対応するマージン分の長さを減算することで、撮像素子１１における架線高さに対応する長さを求めることができる。
【００６３】
図５(b)に示されるように、レンズ１０により合焦された撮像素子１１において、長さＨcのものは、例えば、レンズ１０(カメラ１)からの距離がＬaだと高さＨaとなり、距離がＬb(＝Ｌa＋Ｌ)だと高さＨbとなる。
【００６４】
ここで、図５(c)に示されるように、架線高さを５．２ｍ、撮像素子１１の垂直方向の総ピクセル数を１５６８ピクセル、撮像素子１１の垂直方向の長さを１４．９ｍｍ、そして、レンズ１０の焦点距離を１８ｍｍとした場合を考える。なお、図５(c)の例では、撮像素子１１の垂直方向の総ピクセル数(表示画像の縦方向の長さ)が架線高さに一致している。
【００６５】
まず、カメラ１から架線柱Ｍaまでの距離Ｌaを算出する。例えば、架線柱Ｍaの位置における架線高さＣHaが撮像素子１１上で１０３６ピクセルとして求められた場合、例えば、図５(b)における実高さＨaは、次の式により算出される。
Ｈa ＝ ［垂直方向総ピクセル数］÷［固定目印選択部分(架線高さＣHa)の垂直ピクセル数］×［固定目印の実際の長さ］
＝ １５６８÷１０３６×５．２ｍ＝７．８７ｍ
【００６６】
さらに、カメラ１におけるレンズ１０の焦点距離と実高さＨaから、カメラ１から架線柱Ｍaまでの距離Ｌaは、次の式により算出される。
Ｌa ＝ ［焦点距離］÷［センサ垂直長さ］×［実高さ(Ｈa)］
＝ １８ｍｍ÷１４．９ｍｍ×７．８７ｍ＝９．５ｍ
【００６７】
同様に、カメラ１から架線柱Ｍbまでの距離Ｌbを算出する。例えば、架線柱Ｍbの位置における架線高さＣHbが撮像素子１１上で１８５ピクセルとして求められた場合、ＨbおよびＬbは、次の式により算出される。
Ｈb ＝ １５６８÷１８５×５．２ｍ≒４４．０７ｍ
Ｌb ＝ １８ｍｍ÷１４．９ｍｍ×４４．０７≒５３．２ｍ
【００６８】
従って、架線柱Ｍaから架線柱Ｍbまでの距離Ｌは、次の式により求めることができる。
Ｌ ＝ Ｌb−Ｌa
＝ ５３．２ｍ−９．５ｍ＝４３．７ｍ
【００６９】
図６は、固定目印として線路幅を利用した場合の例を説明するための図である。ここで、図６(a)は、例えば、カメラ１のタッチパネルに表示された画像の一例を示し、図６(b)は、実際の撮影対象の高さおよび距離と撮像素子１１上の長さの関係を説明するための具体例を示す。
【００７０】
図６(a)に示されるように、カメラ１のタッチパネルに表示された画像において、例えば、線路の長さ方向において、ある程度離れた２個所Ｓa，Ｓbをタッチして選択し、それらの位置の線路幅ＳWa，ＳWbを、撮像素子１１における水平方向の長さとして認識する。
【００７１】
例えば、表示画像(撮影画像)において、所定距離だけ離れた２つの枕木Ｓa，Ｓbをタッチして選択する。ここで、選択する枕木Ｓa，Ｓbは、前述した架線柱と同様に、例えば、表示画像の垂直方向に対して、例えば、１〜１／数十程度の長さとなるものが、精度を確保する上で好ましい。
【００７２】
なお、線路幅(軌間：ゲージ)は、並行する２つの線路(レール)における頭部の内側の最短距離として定義され、例えば、世界的には１４３５ｍｍが標準軌であるが、日本国内においては、１０６７ｍｍが圧倒的多数を占める。
【００７３】
この線路幅に関しても、例えば、前述した運行情報サーバによる付近の駅と路線、或いは、撮影者により選択された路線および駅等に基づいて設定される。すなわち、日本国内では、１４３５ｍｍの標準軌、１３７２ｍｍの狭軌(馬車軌間)、１０６７ｍｍの狭軌、および、７６２ｍｍの狭軌が使用されているが、これらは、自動的に設定可能である。
【００７４】
ここで、図６(b)に示されるように、線路幅を１．４３５ｍ、撮像素子１１の水平方向の総ピクセル数を１６００ピクセル、撮像素子１１の水平方向の長さを７．２ｍｍ、そして、レンズ１０の焦点距離を１９ｍｍとした場合を考える。
【００７５】
まず、カメラ１から枕木Ｓaまでの距離Ｌaを算出する。例えば、枕木Ｓaの位置における線路幅ＳWaが撮像素子１１上で３１２ピクセルとして求められた場合、枕木Ｓaの位置におけるフレーム幅(実幅：水平方向の距離)Ｗaは、次の式により算出される。
Ｗa ＝ ［水平方向総ピクセル数］÷［固定目印選択部分(線路幅ＳWa)の水平ピクセル数］×［固定目印の実際の長さ］
＝ １６００÷３１２×１．４３５ｍ≒７．３６ｍ
【００７６】
さらに、カメラ１におけるレンズ１０の焦点距離と実幅Ｗaから、カメラ１から枕木Ｓaまでの距離Ｌaは、次の式により算出される。
Ｌa ＝ ［焦点距離］÷［センサ水平長さ］×［実幅(Ｗa)］
＝ １９ｍｍ÷７．２ｍｍ×７．３６ｍ≒１９．４ｍ
【００７７】
同様に、カメラ１から枕木Ｓbまでの距離Ｌb、並びに、枕木Ｓbの位置における実幅Ｗbを算出する。例えば、枕木Ｓbの位置における線路幅ＳWbが撮像素子１１上で６５ピクセルとして求められた場合、ＷbおよびＬbは、次の式により算出される。
Ｗb ＝ １６００÷６５×１．４３５ｍ≒３５．３ｍ
Ｌb ＝ １９ｍｍ÷７．２ｍｍ×３５．３≒９３．２ｍ
【００７８】
従って、枕木Ｓaから枕木Ｓbまでの距離Ｌは、次の式により求めることができる。
Ｌ ＝ Ｌb−Ｌa
＝ ９３．２ｍ−１９．４ｍ＝７３．８ｍ
【００７９】
図７は、固定目印として駅のホーム高さ(乗降場，プラットホームの高さ)を利用した場合の例を説明するための図であり、カメラ１のタッチパネルに表示された画像の一例を示す。図７に示されるように、カメラ１のタッチパネルに表示された画像において、例えば、ホームの長さ方向において、ある程度離れた２個所Ｐa，Ｐbをタッチして選択し、それらのホーム高さＰHa，ＰHbを、撮像素子１１における垂直方向の長さとして認識する。
【００８０】
ここで、ホーム高さは、レール面上からの高さとして定義されている。このホーム高さは、例えば、新幹線ではレール面上１．２５ｍを標準とすると規定され、また、新幹線以外では一般的に１１００ｍｍ(主に都市部)，９２０ｍｍおよび７６０ｍｍが規定されている。
【００８１】
また、カメラ１のタッチパネルに表示された画像におけるホーム高さとしては、例えば、前述した架線高さを算出するのと同様に、地面からホームまでの高さからレールの高さ(例えば、１７４ｍｍ)を減算することで算出される。
【００８２】
また、固定目印として利用するホーム高さは、前述した運行情報サーバによる付近の駅、或いは、撮影者により選択された路線等に基づいて、自動的に設定可能となっている。なお、ＰaとＰbの間の距離Ｌの算出は、前述したのと同様にして算出することが可能である。
【００８３】
図８は、固定目印として枕木の間隔を利用した場合の例を説明するための図であり、例えば、カメラ１のタッチパネルに表示された画像に含まれる線路(レール)よび枕木を示すものである。
【００８４】
図８に示されるように、固定目印として枕木を使用する場合、例えば、撮影者(ユーザ)が、カメラ１のタッチパネルに表示された画像における枕木Ｓ１〜Ｓ８をタッチして選択する。これにより、枕木Ｓ１とＳ８の中心間の距離Ｌを、隣接する枕木の中心間の距離(例えば、０．６ｍ)×選択した枕木の本数−１(例えば、８−１＝７)により算出する。
【００８５】
ここで、枕木の間隔は、線路２５ｍ当たりの本数(例えば、３７〜４４本)として規定され、さらに、線路の等級(例えば、１級(特甲)線〜４級(丙)線)、枕木の種類(木製枕木，ＰＣ枕木)および線路形状(直線，曲線(曲率Ｒ))により細かく分かれている。
【００８６】
ただし、枕木の中心間の距離を、例えば、固定の長さ０．６ｍとしても、実際の使用で問題となることはないと考えられる。具体的に、図８の例において、枕木Ｓ１とＳ８の中心間の距離Ｌは、Ｌ＝０．６ｍ×８＝４．８ｍとして算出される。すなわち、距離Ｌは、距離Ｌとなる枕木の間に存在する枕木の数と、隣接する２つの枕木の間の長さから求めることができる。
【００８７】
なお、固定目印は、上述した架線(架線柱)の高さ、線路幅、ホーム高さおよび枕木の間隔に限定されるものではなく、予め長さが既知の様々なものを固定目印として利用することが可能である。
【００８８】
図９は、固定目印毎の精度を算出し、精度に応じて撮影対象区間を算出する処理の一例を説明するためのフローチャートであり、図２におけるステップＳＴ７の処理の一例を示すものである。
【００８９】
図９に示されるように、ステップＳＴ７の処理を開始すると、ステップＳＴ１１において、消失点(ＶＰ)の有無を判定し、消失点が有ると判定した場合(ＹＥＳ)には、ステップＳＴ１２に進み、消失点が無いと判定した場合(ＮＯ)には、ステップＳＴ１３に進む。
【００９０】
ステップＳＴ１２では、消失点が有ると判定された撮影対象の画像において、検出誤差の有無を判定し、検出誤差が無いと判定した場合にはステップＳＴ１４(［ケース１］)に進み、検出誤差が有ると判定した場合にはステップＳＴ１５(［ケース２］)に進む。
【００９１】
また、ステップＳＴ１３では、消失点が無いと判定された撮影対象の画像において、検出誤差の有無を判定し、検出誤差が無いと判定した場合にはステップＳＴ１６(［ケース３］)に進み、検出誤差が有ると判定した場合にはステップＳＴ１７(［ケース４］)に進む。
【００９２】
ここで、消失点の有無は、例えば、消失点の位置が画面の２倍よりも遠い位置にある場合または平衡状態で交わらない場合に『無し(ＮＯ)』と判定する。この消失点の位置が画面の２倍よりも遠い位置かどうかの判定は、消失点が表示画像に含まれる場合に対する単なる例であり、２倍に限定されるものではない。
【００９３】
後述する図１０に示す例は、消失点ＶＰ１，ＶＰ２が表示画像に含まれている場合、すなわち、ステップＳＴ１１で消失点が有ると判定した場合を示す。なお、ステップＳＴ１２の検出誤差の有無の判定は、ケース２において詳述し、ステップＳＴ１３の検出誤差の有無の判定は、ケース４において詳述する。
【００９４】
次に、図９に示すフローチャートにおいて、ステップＳＴ１４〜ＳＴ１７に分類されるケース１〜４を説明する。ここで、ケース１〜４は、次のように分類することができる。
ケース１：複数の固定目印を検出した場合
ケース２：一部の固定目印に検出誤差が含まれる場合
ケース３：複数の固定目印を検出し、且つ、精度の算出が難しい場合
ケース４：一部の固定目印に検出誤差が含まれ、且つ、精度の算出が難しい場合
【００９５】
［ケース１：複数の固定目印を検出した場合］
図１０および図１１は、図９に示すフローチャートにおけるケース１を説明するための図である。以下の説明では、撮像素子１１の画素数を約１２８０万画素(４３６８×２９１２ピクセル)として説明するが、これに限定されないのはもちろんである。
【００９６】
前述したように、例えば、線路幅およびホーム高さを固定目印として利用することができるが、このような場合、各固定目印の検出精度を算出し、その検出精度に応じた重みづけを行って撮影対象区間を算出する。一例として、線路幅(第１固定目印)の検出精度の算出方法を説明し、その後、ホーム高さ(第２固定目印)の検出精度の算出方法をする。
【００９７】
なお、図１０は、線路幅およびホーム高さの２つの固定目印が重なる重複区間ＯＳが、撮像素子１１の垂直方向(表示画像の一番下からの高さ方向)のピクセル数(ｙn)が６２５〜１１７０となる範囲で検出精度の算出を行う場合を示している。また、図１０において、参照符号ＶＰ１は、線路幅の消失点を示し、ＶＰ２は、ホーム高さの消失点を示す。
【００９８】
線路幅の検出精度算出は、まず、画面手前(表示画像の一番下)からの高さ方向のピクセル数(ｙn)に対する幅方向の線路幅のピクセル数(ｘn)を取得すると共に、線路幅の消失点ＶＰ１までの高さ方向のピクセル数(ｂ)を取得する。なお、表示画像の幅方向は、例えば、撮像素子１１の水平方向に対応する。
【００９９】
さらに、取得した線路幅毎に以下の計算を行い、比例定数(ａn)を求める。
ａn ＝ (ｙn−ｂ)÷ｘn      (ｎ＝１，２，…，ｍ)
そして、比例定数(ａn)の変動係数(ＣＶ)を求め、その変動係数(ＣＶ)を精度として扱う。ここで、変動係数(ＣＶ)は、比例定数(ａn)の平均(μ)および比例定数(ａn)の標準偏差(σ)を使用すると、次の式により表すことができる。
変動係数(ＣＶ) ＝ ｜標準偏差(σ)÷比例定数平均(μ)｜
【０１００】
次に、検出精度に応じた重みづけをして、撮影対象区間の算出を説明する。上述した線路幅の検出精度算出と同様に、他の固定目印(例えば、ホーム高さ)についても精度(変動係数(ＣＶ))を算出する。ここで、各固定目印の重み(Ｗk)は、各固定目印の変動係数から以下式により算出される。
【数１】
2016001828.tif 000004
【０１０１】
そして、各固定目印による計測距離(lk)を求め、それぞれの計測距離(lk)に対して重み(Ｗk)に基づいた処理を行って、撮影対象区間(Ｌ)を次の式により求める。
撮影対象区間(Ｌ) ＝ Ｗ1×l1＋Ｗ2×l2＋…＋Ｗk×lk
ここで、重みＷ1〜Ｗkには、Ｗ1＋Ｗ2＋…＋Ｗk＝１の関係が成り立っている。
【０１０２】
次に、線路幅およびホーム高さの具体的な計算例を、［表２］および［表３］を参照して説明する。［表２］は、線路幅の変動係数(ＣＶ1)を算出するためのもので、表示画像の一番下からの高さ(縦)方向のピクセル数(ｙn)、その位置に対する幅(横)方向の線路幅のピクセル数(ｘn)、比例定数(ａn)および偏差の２乗を示している。
【表２】
2016001828.tif 000005
【０１０３】
なお、表示画像の高さ方向のピクセル数(ｙn)は、撮像素子１１における垂直方向のピクセル数に対応し、表示画像の幅方向のピクセル数(ｘn)は、撮像素子１１における水平方向のピクセル数に対応する。
【０１０４】
すなわち、［表２］に示されるように、表示画像の一番下からの高さ方向のピクセル数(ｙn)が625，656，724，…，1170ピクセルとなる位置における線路幅のピクセル数(ｘn)は、389，369，330，…，102となっている。ここで、線路幅の消失点ＶＰ１までの高さ方向のピクセル数(ｂ1)は、１３５９ピクセルとなっている。
【０１０５】
それぞれの位置における線路幅に対して、前述した式により比例定数(ａn)を求め、さらに、その平均および標準偏差を算出すると、ａnの平均(比例定数平均(μ1))およびａnの標準偏差(σ1)は、次のようになる。
比例定数平均(μ1) ＝ -1.901293
標準偏差(σ1) ＝ 0.035707
【０１０６】
従って、線路幅の変動係数(ＣＶ1)は、次の式により算出される。
線路幅の変動係数(ＣＶ1) ＝ ｜標準偏差(σ1)÷比例定数平均(μ1)｜
＝ ｜0.035707÷(-1.901293)｜
＝ 0.01878
【０１０７】
また、［表３］は、ホーム高さの変動係数(ＣＶ2)を算出するためのもので、表示画像の一番下からの高さ方向のピクセル数(ｙn)、その位置に対する高さ(縦)方向のホーム高さのピクセル数(ｘn)、比例定数(ａn)および偏差の２乗を示している。
【表３】
2016001828.tif 000006
【０１０８】
すなわち、［表３］に示されるように、表示画像の一番下からの高さ方向のピクセル数(ｙn)が625，656，724，…，1170ピクセルとなる位置におけるホーム高さのピクセル数は、347，330，300，…，105となっている。ここで、ｙnは、［表２］および［表３］で同じピクセル間隔として設定されている。また、ホーム高さの消失点ＶＰ２までの高さ方向のピクセル数(ｂ2)は、１４１８ピクセルとなっている。
【０１０９】
それぞれの位置におけるホーム高さに対して、前述した式により比例定数(ａn)を求め、さらに、その平均および標準偏差を算出すると、比例定数平均(μ)および標準偏差(σ)は、次のようになる。
比例定数平均(μ2) ＝ -2.307118
標準偏差(σ2) ＝ 0.022091
【０１１０】
従って、ホーム高さの変動係数(ＣＶ2)は、次の式により算出される。
ホーム高さの変動係数(ＣＶ2) ＝ ｜標準偏差(σ2)÷比例定数平均(μ2)｜
＝ ｜0.022091÷(-2.307118)｜
＝ 0.009575
【０１１１】
さらに、各固定目印の重み、すなわち、線路幅の重み(線路幅を固定目印とした時の重み：Ｗ1)およびホーム高さの重み(ホーム高さを固定目印とした時の重み：Ｗ2)を、前述した式により求めると、次のようになる。
線路幅の重み(Ｗ1) ＝ 0.01878-1／(0.01878-1＋0.009575-1)
＝ 0.337682948
ホーム高さの重み(Ｗ2) ＝ 0.009575-1／(0.009575-1＋0.01878-1)
＝ 0.662317052
【０１１２】
また、線路幅での計測距離(線路幅を固定目印とした時の撮影対象区間：l1)、ホーム高さでの計測距離(ホーム高さを固定目印とした時の撮影対象区間：l2)および重み処理を行った撮影対象区間(Ｌ)は、次のようになる。
線路幅での計測距離(l1) ＝ 56.97619401
ホーム高さでの計測距離(l2) ＝ 52.23911972
撮影対象区間(Ｌ) ＝ Ｗ1×l1＋Ｗ2×l2
＝ 0.337682948×56.97619401＋0.662317052×52.23911972
＝ 53.83874893ｍ
【０１１３】
このように、複数の固定目印を利用することにより、撮影対象区間(Ｌ)を精度よく求めることができる。また、固定目印の位置がずれている場合、図１１に示されるように、重複区間ＯＳだけでなく、表示画像の一番下(画面手前)から重複区間ＯＳまでの距離ＳＳを、例えば、線路幅を固定目印として利用することで計測してもよい。
【０１１４】
すなわち、線路幅およびホーム高さを固定目印として重複区間ＯＳの距離を求め、さらに、線路幅だけを固定目印として画面手前から重複区間ＯＳまでの距離ＳＳを求め、両方の距離を加算して撮影対象区間(Ｌ)の距離を求めることも可能である。
【０１１５】
なお、以上の説明では、線路幅およびホーム高さの２つを固定目印として利用したが、さらに、例えば、枕木の間隔等も含めて３つ以上の固定目印を利用することもできる。また、［表２］および［表３］では、有効数字を考慮せずに示しているが、例えば、いわゆる丸め処理を行ってもよいのはいうまでもない。
【０１１６】
［ケース２：一部の固定目印に検出誤差が含まれる場合］
図１２は、図９に示すフローチャートにおけるケース２を説明するための図である。図１２において、参照符号ＭＥＳ１は第１計測誤差区間を示し、ＭＥＳ２は第２計測誤差区間を示す。
【０１１７】
図１２は、線路が分岐しているポイント個所を示し、表示画面に垂直(縦)方向に延びる線路と、少し右方向に分岐する線路が含まれるため、第１計測誤差区間ＭＥＳ１および第２計測誤差区間ＭＥＳ２では、線路幅を正しく認識することが難しい場合を示している。
【０１１８】
なお、線路幅を固定目印に利用した場合における計測誤差の発生は、ポイント個所に限定されるものではなく、また、他の固定目印に関しても、障害物等の様々な要因により計測誤差が発生する可能性がある。以下では、これらの計測誤差区間を検出する方法を説明する。
【０１１９】
まず、前述した［ケース１］の検出精度算出方法と同様に、比例定数(ａn)とその標準偏差(σ)を求め、比例定数平均(μ)を求める。さらに、μ±２σを求め、比例定数(ａn：ｎ＝１，２，…，ｍ)が、μ±２σの範囲外となる比例定数(ａn：ｎ＝１，２，…，ｍ)を探索する。ここで、範囲外となった比例定数のデータを、第１計測誤差区間ＭＥＳ１とする。
【０１２０】
次に、範囲外となった比例定数を除いて，再度、標準偏差(σ')と比例定数(ａn)の平均(μ')を求める。さらに、μ'±σ'を求め、比例定数(ａn：ｎ＝１，２，…，ｍ)がμ'±σ'の範囲外となる比例定数(ａn：ｎ＝１，２，…，ｍ)を探索する。ここで、範囲外となった比例定数のデータを、第２計測誤差区間ＭＥＳ２とする。
【０１２１】
そして、第１計測誤差区間ＭＥＳ１および第２計測誤差区間ＭＥＳ２となったデータを除いて、距離算出を行うことにより、分岐等の障害物の影響を受けずに距離計測が可能となる。
【０１２２】
次に、一部の固定目印(線路幅)に検出誤差が含まれる場合の具体的な計算例を、［表４］を参照して説明する。［表４］は、線路幅の変動係数(ＣＶ3)を算出するためのもので、表示画像の一番下からの高さ方向のピクセル数(ｙn)、その位置に対する幅方向の線路幅のピクセル数(ｘn)、比例定数(ａn)および偏差の２乗を示している。
【表４】
2016001828.tif 000007
【０１２３】
すなわち、［表４］に示されるように、表示画像の一番下からの高さ方向のピクセル数(ｙn)が259，493，736，…，1904ピクセルとなる位置における線路幅のピクセル数(ｘn)は、1788，1565，1341，…，254となっている。ここで、線路幅の消失点ＶＰ３までの高さ方向のピクセル数(ｂ3)は、２１６６ピクセルとなっている。
【０１２４】
それぞれの位置における線路幅に対して、前述した式により比例定数(ａn)を求め、さらに、その平均および標準偏差を算出すると、ａnの平均(比例定数平均(μ3))およびａnの標準偏差(σ3)は、次のようになる。
比例定数平均(μ3) ＝ -1.18474
標準偏差(σ3) ＝ 0.21944
【０１２５】
従って、μ3±２σ3 ＝ -1.623624 〜 -0.745864となり、高さ方向のピクセル数(ｙn)が1754の位置における線路幅のピクセル数(ｘn＝237)は、計測誤差(第１計測誤差区間ＭＥＳ１)となる。
【０１２６】
次に、この第１計測誤差区間ＭＥＳ１とされたｙn＝1754のデータを除いて、再度、標準偏差(σ')と比例定数(ａn)の平均(μ')を求めると、次のようになる。
比例定数平均(μ3') ＝ -1.11554
標準偏差(σ3') ＝ 0.105201
【０１２７】
従って、μ3'±σ3' ＝ -1.220738 〜 -1.010339となり、高さ方向のピクセル数(ｙn)が1592，1406の位置における線路幅のピクセル数(ｘn＝446，582)は、計測誤差(第２計測誤差区間ＭＥＳ２)となる。
【０１２８】
そして、第１計測誤差区間ＭＥＳ１および第２計測誤差区間ＭＥＳ２となったデータを除いて、距離算出を行うことにより、分岐等の障害物の影響を受けずに距離計測が可能となる。なお、上述した方法は、単なる例であり、他の様々な手法を適用することができるのはいうまでもない。
【０１２９】
［ケース３：複数の固定目印を検出し、且つ、精度の算出が難しい場合］
図１３は、図９に示すフローチャートにおけるケース３を説明するための図であり、固定目印とした架線高さ(ＣＨo)および線路幅(ＳＷo)が一定で消失点がない場合を示すものである。
【０１３０】
すなわち、複数の固定目印を検出できるが、その固定目印の消失点が無いか、或いは、遠い場合には、消失点の高さの算出が難しいため、前述した［ケース１］および［ケース２］における精度算出方法を適用することが困難となっている。そこで、このような場合には、一般的な電車撮影の構図における固定目印の特性に基づいて撮影対象区間を算出する。
【０１３１】
下記の［表５］は、各固定目印(枕木間隔，架線高さ，線路幅，ホーム高さ)とそれらの特性の関係を示すものである。
【表５】
2016001828.tif 000008
【０１３２】
すなわち、［表５］に示されるように、固定目印として枕木間隔を使用すると、撮影者から近い距離を正確に計測でき、また、線路分岐(ポイント)の影響を受けにくいといった特性を有する。
【０１３３】
さらに、固定目印として架線高さを使用すると、撮影者から中長距離を計測できるが、撮影場所が駅の場合には、障害物が多く正確に架線高さを認識するのが難しく、また、実際の通過区間から一定距離離れているため、線路幅より誤差が出やすいことになる。
【０１３４】
また、固定目印として線路幅を使用すると、全距離を計測できるが、前述したように、例えば、線路分岐がある場合には、不正確になる可能性がある。さらに、固定目印としてホーム高さを使用すると、障害物が少なく正確に計測できるが、駅の近傍に限定されることになる。
【０１３５】
図１４は、固定目印の特性を利用した重み処理を行って撮影対象区間を算出する処理の一例を示すフローチャートであり、上述した［表５］に示す４種類の固定目印を使用した場合の処理を示している。
【０１３６】
図１４に示されるように、撮影対象区間の算出処理が開始すると、まず、ステップＳＴ２１において、枕木で距離計測した区間が有るかどうかを判定する。ステップＳＴ２１において、枕木で距離計測した区間が有る(ＹＥＳ)と判定すると、ステップＳＴ２２に進んで、枕木による距離計測結果の重みを高くして、ステップＳＴ２３に進む。
【０１３７】
一方、ステップＳＴ２１において、枕木で距離計測した区間が無い(ＮＯ)と判定すると、そのままステップＳＴ２３に進む。ステップＳＴ２３では、ホーム高さで距離計測した区間が有るかどうかを判定する。
【０１３８】
ステップＳＴ２３において、ホーム高さで距離計測した区間が有ると判定すると、ステップＳＴ２４に進んで、ホーム高さによる距離計測結果の重みを高くして、ステップＳＴ２５に進み、架線高さで距離計測した区間が有るかどうかを判定する。
【０１３９】
ステップＳＴ２５において、架線高さで距離計測した区間が有ると判定すると、ステップＳＴ２６に進んで、架線高さによる距離計測結果の重みを低くして、ステップＳＴ２７に進む。また、ステップＳＴ２５において、架線高さで距離計測した区間が無いと判定すると、そのままステップＳＴ２７に進む。さらに、ステップＳＴ２３において、ホーム高さで距離計測した区間が無いと判定した場合も、そのままステップＳＴ２７に進む。
【０１４０】
ステップＳＴ２７では、線路幅と架線高さで距離計測した区間が有るかどうか、すなわち、複数(線路幅、架線高さ)の固定目印による重複区間が有るかどうかを判定する。ステップＳＴ２７において、線路幅と架線高さで距離計測した区間が有ると判定すると、ステップＳＴ２８に進んで、線路幅距離計測結果の重みを高くして、ステップＳＴ２９に進む。
【０１４１】
一方、ステップＳＴ２７において、線路幅と架線高さで距離計測した区間が無いと判定すると、そのままステップＳＴ２９に進む。そして、ステップＳＴ２９では、各重みを利用して撮影対象区間(Ｌ)の算出を行う。ここで、各重みの増減値は、例えば、実測値から決めることができる。
【０１４２】
なお、上述した［表５］および図１４のフローチャートに示す固定目印は、単なる例であり、例えば、長さ(大きさおよび間隙等も含む)が既知の様々な対象を固定目印として使用することができるのはいうまでもない。
【０１４３】
［ケース４：一部の固定目印に検出誤差が含まれ、且つ、精度の算出が難しい場合］
図１５は、図９に示すフローチャートにおけるケース４を説明するための図である。上述したように、撮影する画像(タッチパネルの表示画像)において、例えば、同じ高さの物体は、遠近法により遠くに行くほど小さくなるため、これを利用して計測誤差区間を算出することができる。
【０１４４】
しかしながら、固定目印の一部が障害物で隠れている場合、或いは、線路が分岐している場合等においては、例えば、固定目印が一度極端に小さな値になった後、再び大きな値に戻るといったことが発生する。
【０１４５】
図１５は、例えば、架線高さを固定目印とした使用するために、３本の架線柱Ｍ1，Ｍ2，Ｍ3に注目する場合を示し、その架線柱の１本Ｍ2の下端部が障害物(木)ＯＢＳＴにより隠れている様子を示している。このとき、架線柱Ｍ2の高さは、両側の２本の架線柱Ｍ1，Ｍ3の高さよりも極端に低く観測される。
【０１４６】
すなわち、架線柱Ｍ1，Ｍ2，Ｍ3から算出される架線高さは、架線柱Ｍ1，Ｍ3の位置と架線柱Ｍ2の位置では大きく異なる。そして、このような区間に対しては、計測精度が低いと判断して計測誤差区間とし、撮影対象区間(Ｌ)の算出には使用しない。
【０１４７】
次に、連射速度決定に使用する撮影対象区間(Ｌ)を説明する。前述したように、様々な処理を行って算出した撮影対象区間の内、実際の撮影に使う区間(範囲)は、例えば、算出した撮影対象区間を全て固定的に使用する。
【０１４８】
また、表示画像(撮影画像：決定した構図)の端すれすれの場合は撮影対象が見きれる(表示画像からはみ出す)可能性が高いため、表示画像の端から一定距離だけ離れた位置からを、実際の撮影に使う区間とすることもできる。
【０１４９】
或いは、実際の撮影に使う区間としては、例えば、撮影者(ユーザ)がタッチパネルをタッチすることで、算出した撮影対象区間を表示して、その表示された撮影対象区間のうち撮影したい区間を選択してもらうようにすることもできる。
【０１５０】
次に、図２におけるステップＳＴ８の処理、すなわち、「線路長／列車速度から通過時間を算出し、連写速度を決定する」処理を詳述する。まず、連写速度は、下記の計算式により算出することができる。
通過時間＝線路長÷列車速度
連写速度＝通過時間÷撮影枚数
【０１５１】
ここで、撮影枚数は、列車が写っている写真を何枚撮りたいかを表し、この値は、撮像装置内に固定値として持たせてもよいが、撮影者に選択させることもできる。また、撮影枚数は、記録媒体の残り容量と撮影した画像のサイズ(保存容量)から計算して取得することも可能である。
【０１５２】
以下、具体的な計算例を示す。まず、ＪＲ東日本の鉄道路線である山手線の車両(列車)を撮影する場合、例えば、山手線の平均速度は、約４０ｋｍ／ｈ≒１１．１１ｍ／ｓとなっている。ここで、線路長(実際の撮影に使う区間)を６０ｍとし、撮影枚数を５枚と仮定すると、通過時間および連写速度は、次のようになる。
通過時間 ＝ ６０ｍ／(１１．１１ｍ／ｓ) ＝ ５．４ｓ
連写速度 ＝ ５．４ｓ／５枚 ＝ １．０８ｓ／枚
すなわち、１．０８秒間隔で撮影することになる。
【０１５３】
また、ＪＲグループ各社の高速鉄道路線である新幹線の車両を撮影する場合、例えば、新幹線の平均速度は、約２００ｋｍ／ｈ≒５５．５５ｍ／ｓとなっている。ここで、線路長を６０ｍとし、撮影枚数を５枚と仮定すると、通過時間および連写速度は、次のようになる。
通過時間 ＝ ６０ｍ／(５５．５５ｍ／ｓ) ＝ １．０８ｓ
連写速度 ＝ １．０８ｓ／５枚 ＝ ０．２１６ｓ／枚
すなわち、０．２１６秒間隔で撮影することになる。
【０１５４】
なお、スマートフォンの最短撮影間隔は、例えば、０．１〜２．８５秒程度で、連続撮影枚数は５〜１００枚程度である。また、コンパクトデジタルカメラ、ミラーレス一眼カメラおよびデジタル一眼レフカメラの場合、最短撮影間隔は、例えば、０．０６〜０．２秒程度である。
【０１５５】
さらに、図２におけるステップＳＴ９の処理、すなわち、「予定通過時間になったら、決定した連写速度で自動連続撮影を行う」処理を詳述する。まず、前述したステップＳＴ５で算出した予想到達時間になったら、自動撮影を開始する。なお、撮り逃しを防ぐために、予想到達時間にマージンを持たせて所定時間だけ早く自動撮影を開始するようにしてもよい。
【０１５６】
この自動撮影は、上記ステップＳＴ８で求めた連写速度により、通過時間に対応する時間、或いは、撮り逃しを防ぐために、通過時間にマージンを持たせて所定時間だけ長く(所定枚数だけ多く)連続撮影を行うようにしてもよい。すなわち、撮り逃しを防ぐために、予想到達時間の前後にマージンを持たせて連続撮影を行うことができる。
【０１５７】
以上、詳述したように、本実施例によれば、撮像装置の現在位置と、列車の運行情報および表示画像(撮影画像)の固定目印から得られる列車の速度，予想到達時間，撮影対象区間等を組み合わせることで、列車を自動撮影することが可能になる。すなわち、本実施例によれば、無駄な写真の増加を抑えつつ、目的とする列車を的確に撮影することができ、鉄道(列車)を手軽に撮影したいというニーズに応えることができる。
【０１５８】
なお、上述した鉄道を手軽に撮影したいというニーズに応える撮影支援方法は、例えば、撮像装置１のメインＣＰＵ１８に実行させる撮影支援プログラムとして提供することもできる。
【０１５９】
この撮影支援プログラムは、例えば、予め撮像装置１のメモリ(フラッシュメモリ)２０に搭載しておいてもよいが、撮像装置(デジタルカメラ)１を出荷した後、機能を追加するためのアップグレード用のプログラムとして提供することもできる。
【０１６０】
例えば、アップグレード用プログラムを、撮像装置１の製造メーカのサーバから、通信制御部１７を介して撮像装置１にダウンロードして実行することで、上述した撮影支援プログラムによる手軽な鉄道の撮影機能を、撮像装置１に追加することが可能になる。なお、撮影支援プログラムは、例えば、予め撮像装置１のメモリ２０に格納される。
【０１６１】
以上、実施形態を説明したが、ここに記載したすべての例や条件は、発明および技術に適用する発明の概念の理解を助ける目的で記載されたものであり、特に記載された例や条件は発明の範囲を制限することを意図するものではない。また、明細書のそのような記載は、発明の利点および欠点を示すものでもない。発明の実施形態を詳細に記載したが、各種の変更、置き換え、変形が発明の精神および範囲を逸脱することなく行えることが理解されるべきである。
【０１６２】
以上の実施例を含む実施形態に関し、さらに、以下の付記を開示する。
（付記１）
撮像装置の自己位置と列車の運行情報から、被写体となる撮影対象列車が前記自己位置を通過するときの予想到達時間および速度を取得し、
撮影する撮影画像における長さが既知の固定目印に基づいて撮影対象区間を算出し、
前記自己位置，前記撮影対象区間並びに列車の運行情報から、前記被写体となる撮影対象列車を撮影する撮影開始時間および撮影間隔を規定して連続撮影を制御する、
ことを特徴とする撮影支援方法。
【０１６３】
（付記２）
前記列車の運行情報は、
前記自己位置に基づいて運行情報サーバと通信を行い、前記自己位置の近傍を通過する列車の運行情報が取得される、
ことを特徴とする付記１に記載の撮影支援方法。
【０１６４】
（付記３）
前記撮影対象区間は、複数の固定目印に基づいて算出され、
重複する複数の固定目印により算出される重複区間は、それぞれの固定目印の精度に基づいて算出される、
ことを特徴とする付記１または付記２に記載の撮影支援方法。
【０１６５】
（付記４）
前記重複区間は、
重複する前記複数の固定目印によりそれぞれ算出された複数の計測距離に対して、対応するそれぞれの固定目印の精度に基づいて算出された重みを乗算し、それぞれの乗算結果を加算して算出され、ここで、それぞれの固定目印の重みの総和は『１』となっている、
ことを特徴とする付記３に記載の撮影支援方法。
【０１６６】
（付記５）
前記固定目印は、
架線高さ，線路幅，ホーム高さおよび枕木間隔の少なくとも１つを含む、
ことを特徴とする付記１乃至付記４のいずれか１項に記載の撮影支援方法。
【０１６７】
（付記６）
被写体を撮影する光学系，撮像素子，並びに，前記光学系および前記撮像素子を制御する演算処理装置を含む撮像装置の撮影支援プログラムであって、
前記演算処理装置に、
撮像装置の自己位置と列車の運行情報から、被写体となる撮影対象列車が前記自己位置を通過するときの予想到達時間および速度を取得し、
撮影する撮影画像における長さが既知の固定目印に基づいて撮影対象区間を算出し、
前記自己位置，前記撮影対象区間並びに列車の運行情報から、前記被写体となる撮影対象列車を撮影する撮影開始時間および撮影間隔を規定して連続撮影を制御する、のを実行させる、
ことを特徴とする撮影支援プログラム。
【０１６８】
（付記７）
被写体を撮影する光学系および撮像素子を含む撮像装置であって、
自己位置を検出する位置検出部と、
前記光学系および前記撮像素子により得られた、撮影する撮影画像における長さが既知の固定目印に基づいて撮影対象区間を算出し、前記自己位置，前記撮影対象区間並びに列車の運行情報から、前記被写体となる撮影対象列車を撮影する撮影開始時間および撮影間隔を規定して連続撮影を制御する制御回路と、を有する、
ことを特徴とする撮像装置。
【０１６９】
（付記８）
さらに、
運行情報サーバと通信を行って、前記列車の運行情報を取得する通信制御部を有する
ことを特徴とする付記７に記載の撮像装置。
【０１７０】
（付記９）
さらに、
前記列車の運行情報を予め取得して格納するメモリを有する
ことを特徴とする付記７または付記８に記載の撮像装置。
【０１７１】
（付記１０）
さらに、
前記撮影画像を表示し、前記固定目印として使用する対象をタッチして指定するタッチパネルを有する、
ことを特徴とする付記７乃至付記９のいずれか１項に記載の撮像装置。
【０１７２】
（付記１１）
前記固定目印は、複数使用され、
前記制御回路は、
重複する複数の前記固定目印により算出される重複区間を、それぞれの固定目印の精度に基づいて算出することで、前記撮影対象区間を算出する、
ことを特徴とする付記７乃至付記１０のいずれか１項に記載の撮像装置。
【符号の説明】
【０１７３】
１    撮像装置
２    運行情報サーバ
１０    レンズ(光学系)
１１    撮像素子
１２    画像処理部
１３    撮像制御部
１４    ＵＩ部品(タッチパネル)
１５    ＵＩ制御部
１６    ＧＰＳ(位置検出部)
１７    通信制御部
１８    メインＣＰＵ(演算処理装置)
１９    ＲＡＭ
２０    メモリ(フラッシュメモリ)
【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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