(57)【要約】 【課題】警戒監視によって識別した追尾対象を移動ロボットで継続して追尾することが可能な監視方法を提供する。【解決手段】  移動ロボット１０に搭載するカメラとして、光学的ズーム機能を有する監視用カメラ１１と操縦用カメラ１２を用い、監視用カメラ１１を広範囲視野の警邏状態にしてラスタースキャンしながら、操縦用カメラ１２からの映像に基づいて移動ロボット１０を走行させる警邏行動と、警邏行動中において、監視用カメラ１１からの広範囲視野映像内に識別対象物Ａ，Ｂを発見した際に監視用カメラ１１を狭範囲視野の監視状態にして識別対象物Ａ，Ｂをクローズアップする識別行動と、識別行動において、識別対象物Ａ，Ｂが追尾対象であると識別した際に監視用カメラ１１を狭範囲視野の監視状態に保ちながら、操縦用カメラ１２からの映像に基づいて移動ロボット１０を走行させて追尾対象を追尾する追尾行動を行う監視方法。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
カメラを搭載した移動ロボットを走行させて特定区域の監視を行う方法であって、
移動ロボットに搭載するカメラとして、光学的ズーム機能を有する監視用カメラと、移動ロボットの少なくとも前方を撮影する操縦用カメラを用い、
監視用カメラを広範囲視野の警邏状態にしてラスタースキャンしながら、操縦用カメラからの映像に基づいて移動ロボットを走行させる警邏行動と、
警邏行動中において、監視用カメラからの広範囲視野映像内に識別対象物を発見した際に監視用カメラを狭範囲視野の監視状態にして識別対象物をクローズアップする識別行動と、
識別行動において、識別対象物が追尾対象であると識別した際に監視用カメラを狭範囲視野の監視状態に保ちながら、操縦用カメラからの映像に基づいて移動ロボットを走行させて追尾対象を追尾する追尾行動を行うことを特徴とする監視方法。
【請求項２】
操縦用カメラからの映像に基づく移動ロボットの走行が、オペレータの遠隔操縦による走行であって、監視用カメラからの広範囲視野映像内に識別対象物を発見した際に、オペレータが監視用カメラ専用のモニタに設けた画像指示装置を操作することで識別対象物をクローズアップすることを特徴とする請求項１に記載の監視方法。
【請求項３】
画像指示装置をタッチスクリーンとし、オペレータがタッチスクリーンに触れることで識別対象物をクローズアップすることを特徴とする請求項２に記載の監視方法。
【請求項４】
監視用カメラからの広範囲視野映像内に識別対象物を発見した際に、コンピュータの画像処理により自動的に識別対象物をクローズアップすることを特徴とする請求項１に記載の監視方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、カメラを搭載した移動ロボットを使用して、特定区域の監視を行う際に用いられる監視方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
この種の監視方法に用いる移動ロボットとしては、例えば非特許文献１に記載されているように、全方位を監視するカメラや熱源探知カメラなどを搭載したものがある。この移動ロボットは、予め設定したルートを自動的に走行するか、カメラの映像に基づいて遠隔操縦されることとなる。また、全方位を監視するカメラには、例えば非特許文献２に全方位センサとして記載されているように、円錐形の全方位ミラーとＣＣＤカメラなどを組み合わせたものがある。
【非特許文献１】http://plusd.itmedia.co.jp/lifestyle/articles/0407/22/news061.html
【非特許文献２】http://www.vstone.co.jp/top/products/sensor/index.html
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
ところで、上記したような移動ロボットを用いた監視方法において、全方位監視カメラの映像を移動ロボットの操縦に用いる場合には、例えばオペレータによる遠隔操縦用の映像（画面）として使用することが容易である。
【０００４】
しかしながら、全方位監視カメラの映像を監視に用いる場合には、その映像を投影変換してデジタルズームする手法が用いられるが、この際、カメラの画素数に限りがあるうえに、データ取得時にレンズで圧縮された情報をデジタル的に復元するため、遠方の状況を識別し難いことがある。
【０００５】
このため、従来の移動ロボットを用いた監視方法では、移動ロボットを走行させて行う警邏行動と、監視用映像を継続して見て行なう警戒監視行動との両立を図ることが難しいという問題点があった。
【０００６】
本発明は、上記従来の状況に鑑みて成されたもので、移動ロボットを用いて監視を行うに際し、移動ロボットを走行させて行う警邏行動と、継続的な警戒監視行動とを両立させることができ、その結果、警戒監視によって識別した追尾対象を移動ロボットで継続して追尾することが可能である監視方法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】
【０００７】
本発明の監視方法は、カメラを搭載した移動ロボットを走行させて特定区域の監視を行う方法であって、移動ロボットに搭載するカメラとして、光学的ズーム機能を有する監視用カメラと、移動ロボットの少なくとも前方を撮影する操縦用カメラを用い、監視用カメラを広範囲視野の警邏状態にしてラスタースキャンしながら、操縦用カメラからの映像に基づいて移動ロボットを走行させる警邏行動と、警邏行動中において、監視用カメラからの広範囲視野映像内に識別対象物を発見した際に監視用カメラを狭範囲視野の監視状態にして識別対象物をクローズアップする識別行動と、識別行動において、識別対象物が追尾対象であると識別した際に監視用カメラを狭範囲視野の監視状態に保ちながら、操縦用カメラからの映像に基づいて移動ロボットを走行させて追尾対象を追尾する追尾行動を行う構成としており、上記構成をもって従来の課題を解決するための手段としている。
【０００８】
本発明の監視方法において、操縦用カメラからの映像に基づいて移動ロボットを走行させるには、オペレータによる遠隔操縦又は計算機による自動操縦がある。
【０００９】
また、本発明の監視方法において、監視用カメラは、遠方の識別対象物を明確に識別するためには、時間的に連続する詳細なデータが必要であるから、光学的ズーム機能を有するものとし、このズーム機能によって広範囲視野の警邏状態と狭範囲視野の監視状態を切り替える。この監視用カメラは、例えば従来既知のパンチルトジンバル機構等により保持されてラスタースキャンを行う。
【００１０】
他方、操縦用カメラは、少なくとも移動ロボットの前方の所定範囲を撮影できるものであれば良いが、移動ロボットの周囲の状況を適切に把握するためには、魚眼レンズ等の広角レンズや全方位ミラーを備えたものがより望ましい。
【００１１】
本発明の監視方法では、監視用カメラを広範囲視野の警邏状態にしてラスタースキャンしながら移動ロボットを走行させる警邏行動中において、監視用カメラからの広範囲視野映像内に識別対象物を発見した場合には、識別行動として、移動ロボットを停止させて、監視用カメラを狭範囲視野の監視状態にして識別対象物をクローズアップする。
【００１２】
そして、識別行動において識別対象物が追尾対象であると識別した場合には、追尾行動として、監視用カメラを狭範囲視野の監視状態に保ちながら、操縦用カメラからの映像に基づいて移動ロボットを走行させ得るので、警戒監視で識別した追尾対象を移動ロボットで継続して追尾し得ることとなる。
【発明の効果】
【００１３】
本発明の監視方法によれば、移動ロボットを用いて監視を行うに際し、移動ロボットを走行させて行う警邏行動と継続的な警戒監視行動とを両立させることができる。そして、光学的ズーム機能を有する監視用カメラをラスタースキャンすることにより、広域に対して高い識別精度で警戒監視を行いながら、操縦用カメラの映像に基づいて移動ロボットを走行させることができるので、警戒監視によって識別した追尾対象を移動ロボットで継続して追尾することが可能であるという非常に優れた効果がもたらされる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
本発明の監視方法において、操縦用カメラからの映像に基づく移動ロボットの走行が、オペレータの遠隔操縦による走行であって、監視用カメラからの広範囲視野映像内に識別対象物を発見した際には、オペレータが監視用カメラ専用のモニタに設けた画像指示装置を操作することで識別対象物をクローズアップする構成を採用することができ、例えば、画像指示装置をタッチスクリーンとし、オペレータがタッチスクリーンに触れることで識別対象物をクローズアップする構成を採用することができる。
【００１５】
上記画像指示装置をタッチスクリーンとする構成を採用すると、マンマシンインターフェースが極めて簡便なものとなり、オペレータの作業負荷が軽減されることとなる。
【００１６】
さらに、本発明の監視方法において、監視用カメラからの広範囲視野映像内に識別対象物を発見した際に、コンピュータの画像処理により自動的に識別対象物をクローズアップする構成を採用することができる。
【００１７】
この構成を採用した場合には、オペレータの作業負荷の大幅な軽減が図られることとなる。
【００１８】
本発明の監視方法において、識別対象物の識別及び追尾のアルゴリズムには、多数ある公知の技術を適宜採用することができる。
【００１９】
以下、図面に基づいて、本発明の監視方法の実施形態を説明する。
【００２０】
図１及び図２は、本発明の監視方法の一実施形態を説明する図である。図１に示すように、この監視方法は、光学的ズーム機能を有する監視用カメラ（可視監視用カメラ及び赤外線監視用カメラ）１１と、少なくとも移動ロボット１０の前方を撮影する操縦用カメラ（操縦用可視カメラ及び操縦用赤外線カメラ）１２を車両タイプの移動ロボット１０に搭載し、この移動ロボット１０を走行させて特定区域の監視を行う方法であって、この実施形態では、管制局１のオペレータＯｐの遠隔操縦で移動ロボット１０を走行させる。
【００２１】
監視用カメラ１１は、遠方の識別対象物を明確に識別するためには、時間的に連続する詳細なデータが必要であるから、光学的ズーム機能を有するものとしている。他方、操縦用カメラ１２は、移動ロボット１０の周囲の状況を適切に把握するためには、魚眼レンズ等の広角レンズや全方位ミラーを備えたものがより望ましい。
【００２２】
移動ロボット１０を遠隔操縦する管制局１は、管制コンピューター２と、遠隔操縦装置（監視用カメラ１１の遠隔操作装置を含む）３と、移動ロボット１０の監視用カメラ１１で捉えた映像を映す監視用モニタ４と、操縦用カメラ１２で捉えた映像を映す操縦用モニタ５を備えており、監視用モニタ４には画像指示装置としてのタッチスクリーン６が設けてある。
【００２３】
移動ロボット１０は、監視用カメラ１１やレーザ測距装置及びこれらを駆動するパンチルトジンバル機構を具備した監視ユニットと、操縦用カメラ１２やＧＰＳや各種センサなどの機器を具備した操縦センサユニットと、駆動系ユニットと、電源ユニットと、コンピュータユニットを備えている。コンピュータユニットは、車載コンピュータのほかに、各カメラ１１，１２で捉えた画像を送信する送信機と、車載コンピュータで解析された操縦センサユニットからの車両操縦データや監視用カメラ１１の姿勢データを送信する通信機を具備している（レーザ測距装置、パンチルトジンバル機構、駆動系ユニット、電源ユニット及びコンピュータユニットはいずれも図示省略）。
【００２４】
この場合、監視ユニットの監視用カメラ１１及びレーザ測距装置は、車体２０の中央に立設したシャフト２１の上端球状部に配置してある。また、操縦センサユニットの操縦用カメラ１２はシャフト２１の中間部分に配置してあると共に、操縦用レーザ測距装置は車体２０の前部に配置してある。
【００２５】
上記管制局１のオペレータＯｐの遠隔操縦で移動ロボット１０を走行させて監視を行う場合、まず、図１（ａ）に示すように、広範囲視野映像Ｗを得るべく監視用カメラ１１を広範囲視野の警邏状態にしてラスタースキャンし、その映像を監視用モニタ４に映すと共に、オペレータＯｐが、操縦用カメラ１２の映像を映す操縦用モニタ５を見ながら遠隔操縦装置３を操って移動ロボット１０に全域の警邏行動を行わせる（図２におけるステップＳ１）。
【００２６】
この警邏行動中において、図１（ｂ）に示すように、監視用カメラ１１からの広範囲視野映像Ｗ内に識別対象物Ａ，Ｂを発見した場合には、オペレータＯｐの操作により移動ロボット１０を停止させるのに続いて、図２のステップＳ２において、コンピュータ画像処理による対象物検出か、オペレータＯｐによる対象物選択かのいずれかをオペレータＯｐが選択する。
【００２７】
そして、オペレータＯｐによる対象物選択を選んだ場合には、図２のステップＳ３において、識別対象物Ａ，Ｂを広範囲視野映像Ｗ内で特定するのに続いて、図２のステップＳ４において、識別行動としてオペレータＯｐが監視用モニタ４のタッチスクリーン６上で識別対象物Ａ（又は識別対象物Ｂ）に触れることで、図２のステップＳ５において、監視用カメラ１１を狭範囲視野の監視状態にして、監視用モニタ４に識別対象物Ａ（又は識別対象物Ｂ）をクローズアップした狭範囲視野映像Ｔａ（又は狭範囲視野映像Ｔｂ）を映し出して、追尾対象であるか否かを識別する。
【００２８】
次いで、図２のステップＳ６において、識別対象物Ａが追尾対象であると識別した場合には、追尾行動として、監視用モニタ４に識別対象物Ａをクローズアップした狭範囲視野映像Ｔａを映し出させたまま、すなわち、監視用カメラ１１を狭範囲視野の監視状態に保ったまま、操縦用モニタ５に映し出される映像Ｍ１，Ｍ２，Ｍ３に基づくオペレータＯｐの遠隔操縦により移動ロボット１０を走行させて追尾対象を追尾する。
【００２９】
このように、上記した監視方法では、移動ロボット１０を走行させて行う警邏行動と継続的な警戒監視行動とを両立させることができ、識別対象物Ａ，Ｂを捉えた後には、監視用モニタ４に識別対象物Ａをクローズアップした狭範囲視野映像Ｔａを映し出させたまま、オペレータＯｐの遠隔操縦により移動ロボット１０を走行させ得るので、警戒監視で識別した追尾対象Ａを移動ロボット１０で継続して追尾し得ることとなる。なお、識別対象物Ａ，Ｂが追尾対象ではないと判断した場合には、監視用カメラを広範囲視野に戻して警邏行動を再開する。
【００３０】
また、上記した監視方法では、光学的ズーム機能を有する監視用カメラ１１をラスタースキャンすることから、広域に対して高い識別精度で警戒監視を行いながら、操縦用カメラ１２の映像に基づいて移動ロボットを円滑に走行させることができる。
【００３１】
さらに、上記した監視方法では、監視用モニタ４に画像指示装置としてのタッチスクリーン６を設け、監視用カメラ１１からの広範囲視野映像Ｗ内に識別対象物Ａ，Ｂを発見した際に、オペレータＯｐが監視用モニタ４のタッチスクリーン６上で識別対象物Ａ（又は識別対象物Ｂ）に触れることで識別対象物Ａ（又は識別対象物Ｂ）をクローズアップするようにしているので、マンマシンインターフェース（図２におけるステップ２〜４，６）が極めて簡便なものとなり、オペレータＯｐの作業負荷が軽減されることとなる。
【００３２】
上記した実施形態では、監視用カメラ１１からの広範囲視野映像Ｗ内に識別対象物Ａ，Ｂを発見した場合、図２のステップＳ２において、コンピュータ画像処理による対象物検出かオペレータＯｐによる対象物選択かのいずれかをオペレータＯｐが選ぶようにしているが、コンピュータ画像処理による対象物検出を選んだ場合には、図２のステップＳ７において、コンピュータ画像処理による識別対象物Ａ，Ｂの特定が自動的に成されることから、この場合も、オペレータＯｐの作業負荷の大幅な軽減が図られることとなる。
【００３３】
本発明の監視方法は、例えば、空港、港湾、基地、公園及び各種建物等の様々な施設のパトロールに適用することが可能である。また、火災が発生した場合や、テロ集団等に占拠された場合において、人員の救出活動に先立って行う状況監視行動（偵察行動）に適用することも可能である。
【００３４】
そして、本発明の監視方法は、光学的ズーム機能を有する監視用カメラをラスタースキャンしながら、操縦用カメラの映像に基づいて移動ロボットを走行させるので、建物上部等の高所からの警戒監視行動や、地上だけでなく上空をも含む広範囲に対する警戒監視行動に非常に有効である。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】本発明の一実施形態による監視方法の警邏行動から追尾対象の追尾行動に至るまでの監視用モニタの映像の変化を説明する図（ａ），（ｂ）である。
【図２】図１における監視方法の警邏行動から追尾対象の追尾行動に至るまでの流れを説明するブロック図である。
【符号の説明】
【００３６】
１   管制局
４   監視用モニタ
５   操縦用モニタ
６   タッチスクリーン（画像指示装置）
１０  移動ロボット
１１  監視用カメラ
１２  操縦用カメラ
Ｏｐ オペレータ
Ｗ   広範囲視野映像
【図１】
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【図２】
2009301175.tif 000004