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公開番号2024134102
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-10-03
出願番号2023044213
出願日2023-03-20
発明の名称地物変化検知装置と地物変化検知方法
出願人株式会社日立製作所
代理人ポレール弁理士法人
主分類G06T 7/174 20170101AFI20240926BHJP(計算;計数)
要約【課題】画像から得られた地物の位置と実際の地物の位置との差異を低減して、地物の変化に関する情報を提供できる地物変化検知装置を提供する。
【解決手段】本発明による地物変化検知装置は、上空から地物を撮像した比較対象画像35と過去に上空から地物を撮像した過去画像31のそれぞれから、地物マスク36を生成する地物マスク推定部21と、地物の位置情報が登録された地物領域情報33と、過去画像31から生成された地物マスク36aと比較対象画像35から生成された地物マスク36bのそれぞれに対して、地物領域情報33に登録された地物との重複度を求め、重複度が閾値以上である地物に対応する領域を補正済みマスク情報37に登録する地物マスク補正部22と、過去画像31から得られた補正済みマスク情報37aと比較対象画像35から得られた補正済みマスク情報37bとの差分を求めて、地物の時間変化を検知する地物変化検知部23を備える。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
上空または高所から地物を撮像した画像である比較対象画像を撮像するカメラと、
前記比較対象画像の撮像時点よりも前の時点で上空または高所から前記地物を撮像した画像である過去画像と、前記比較対象画像とのそれぞれから、前記地物の位置情報を表す地物マスクを生成する地物マスク推定部と、
前記地物の位置情報が予め登録された地物領域情報と、
前記過去画像から生成された前記地物マスクと前記比較対象画像から生成された前記地物マスクとのそれぞれに対して、前記地物領域情報に登録された前記地物との重複度を求め、前記地物との前記重複度が閾値以上である前記地物に対応する領域を、補正済みの前記地物マスクとして補正済みマスク情報に登録する地物マスク補正部と、
前記過去画像の前記地物マスクを用いて得られた前記補正済みマスク情報と、前記比較対象画像の前記地物マスクを用いて得られた前記補正済みマスク情報との差分を求めることで、前記地物の時間変化を検知する地物変化検知部と、
を備えることを特徴とする地物変化検知装置。
続きを表示（約 1,800 文字）【請求項２】
機械学習により作成された地物マスク推定モデルを備え、
前記地物マスク推定部は、前記地物マスク推定モデルを用いて前記地物マスクを生成する、
請求項１に記載の地物変化検知装置。
【請求項３】
前記カメラと前記地物との間に存在する物体を地上属性とし、
前記地物マスク推定部は、前記過去画像と前記比較対象画像とのそれぞれから、前記地物と前記地上属性との位置情報を表す地物・地上属性マスクを生成する、
請求項１に記載の地物変化検知装置。
【請求項４】
前記地物・地上属性マスクは、前記地物マスクと、前記地上属性の位置情報を表す地上属性マスクを備え、
前記地物マスク補正部は、
前記過去画像から生成された前記地物・地上属性マスクと前記比較対象画像から生成された前記地物・地上属性マスクとのそれぞれに対して、前記地物領域情報に登録された前記地物との重複度を求め、
前記地上属性マスクとの前記重複度が閾値以上である前記地物に対応する領域を、地上属性付加地物として前記補正済みマスク情報に登録する、
請求項３に記載の地物変化検知装置。
【請求項５】
画面を有する出力部を備え、
前記出力部は、前記過去画像の前記地物マスクを用いて得られた前記補正済みマスク情報と、前記比較対象画像の前記地物マスクを用いて得られた前記補正済みマスク情報とで変化があった前記地物を、前記画面に表示する、
請求項１に記載の地物変化検知装置。
【請求項６】
画面を有する出力部を備え、
前記出力部は、前記地上属性付加地物を前記画面に表示する、
請求項４に記載の地物変化検知装置。
【請求項７】
前記地物領域情報には、前記地物として登録されていない物体の位置情報が登録されており、
前記地物変化検知部は、時間変化を検知した前記地物と同じ位置または近傍の位置にある前記物体が、前記過去画像の撮像時点と前記比較対象画像の撮像時点との間で変化したと推定する、
請求項１に記載の地物変化検知装置。
【請求項８】
上空または高所から撮像された地物の画像を比較対象画像とし、
前記地物の位置情報が予め登録された地物領域情報を備える地物変化検知装置に実行され、
前記地物変化検知装置が、前記比較対象画像の撮像時点よりも前の時点で上空または高所から前記地物を撮像した画像である過去画像と、前記比較対象画像とのそれぞれから、前記地物の位置情報を表す地物マスクを生成する地物マスク推定ステップと、
前記地物変化検知装置が、前記過去画像から生成された前記地物マスクと前記比較対象画像から生成された前記地物マスクとのそれぞれに対して、前記地物領域情報に登録された前記地物との重複度を求め、前記地物との前記重複度が閾値以上である前記地物に対応する領域を、補正済みの前記地物マスクとして補正済みマスク情報に登録する地物マスク補正ステップと、
前記地物変化検知装置が、前記過去画像の前記地物マスクを用いて得られた前記補正済みマスク情報と、前記比較対象画像の前記地物マスクを用いて得られた前記補正済みマスク情報との差分を求めることで、前記地物の時間変化を検知する地物変化検知ステップと、
を備えることを特徴とする地物変化検知方法。
【請求項９】
前記比較対象画像を撮像したカメラと前記地物との間に存在する物体を地上属性とし、
前記地物マスク推定ステップでは、前記過去画像と前記比較対象画像とのそれぞれから、前記地物と地上属性との位置情報を表す地物・地上属性マスクを生成し、
前記地物・地上属性マスクは、前記地物マスクと、前記地上属性の位置情報を表す地上属性マスクを備え、
前記地物マスク補正ステップでは、
前記過去画像から生成された前記地物・地上属性マスクと前記比較対象画像から生成された前記地物・地上属性マスクとのそれぞれに対して、前記地物領域情報に登録された前記地物との重複度を求め、
前記地上属性マスクとの前記重複度が閾値以上である前記地物に対応する領域を、地上属性付加地物として前記補正済みマスク情報に登録する、
請求項８に記載の地物変化検知方法。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、地物の変化を検知するための地物変化検知装置と地物変化検知方法に関する。
続きを表示（約 1,800 文字）【背景技術】
【０００２】
航空機などによる上空からのセンシングや人工衛星からのセンシングは、地上の広範囲に渡る状況把握に用いられており、例えば災害発生時の被害状況の把握に活用される。また、無線通信技術の発展やカメラなどのハードウェアの小型化と高性能化が進んだことで、今日ではドローンを活用したリアルタイムなセンシングが一般的になっている。
【０００３】
災害発生時には、避難誘導や救助活動を迅速かつ正確に行うために、災害による被害状況をいち早く把握することが非常に重要である。被害状況を測るための要素としては、例えば、土砂の流出領域を表す情報、洪水による浸水領域を表す情報、及び建物の倒壊や道路の破断・陥没を表す情報などがある。これらの情報を迅速かつ正確に把握することで、災害の被害を最小限に抑えることができる。
【０００４】
災害による被害状況を認識する従来の方法として、例えば、災害発生後に上空から撮影した画像に対して、予め所定の被災状況を撮影した画像データなどを学習した認識モデルを用いることで、災害発生後の撮影画像内に災害が発生しているか否かを判定したり、被災箇所を表示したりする方法がある。
【０００５】
特許文献１には、上空から撮影した画像と、災害発生前に取得された建物ポリゴンとから、建物の災害被害を推定する装置が記載されている。建物ポリゴンは、地表面での２次元の建物形状（建物の位置と領域）を表すデータである。この装置は、建物ポリゴンに対応する建物の被害状況を推定するための学習モデルを備え、ブルーシート被覆状態などを対象の被害状況として設定し、学習モデルの推定結果を特徴画像として出力し、建物ポリゴンごとに当該ポリゴンに対応する特徴画像を参照して、当該建物に発生している災害被害を推定する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
特開２０１９－９５８８６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
一般に、カメラで上空または高所から撮像された光学画像では、レンズ収差による幾何的な変形が生じるため、画像中の建物は、事前に取得された建物ポリゴンとの間で位置にズレが生じることがある。従来の技術では、カメラを所定の手順でキャリブレーションすることでレンズ収差を除去した場合でも、撮像された画像と実際の地図とで位置を合わせないと、画像中の建物と建物ポリゴンとの間で位置が一致せず、特徴画像において建物の位置が実際と異なり、災害による被害状況を十分に正確かつ迅速に把握できないという課題がある。
【０００８】
このため、上空から撮像された画像における地物（地上に存在する物体）の位置と実際の地物の位置との差異（位置ズレ）を低減して、地物の変化を正確に検知できる技術が望まれている。
【０００９】
本発明の目的は、画像から得られた地物の位置と実際の地物の位置との差異を低減して、地物の変化に関する情報を提供できる、地物変化検知装置と地物変化検知方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明による地物変化検知装置は、上空または高所から地物を撮像した画像である比較対象画像を撮像するカメラと、前記比較対象画像の撮像時点よりも前の時点で上空または高所から前記地物を撮像した画像である過去画像と、前記比較対象画像とのそれぞれから、前記地物の位置情報を表す地物マスクを生成する地物マスク推定部と、前記地物の位置情報が予め登録された地物領域情報と、前記過去画像から生成された前記地物マスクと前記比較対象画像から生成された前記地物マスクとのそれぞれに対して、前記地物領域情報に登録された前記地物との重複度を求め、前記地物との前記重複度が閾値以上である前記地物に対応する領域を、補正済みの前記地物マスクとして補正済みマスク情報に登録する地物マスク補正部と、前記過去画像の前記地物マスクを用いて得られた前記補正済みマスク情報と、前記比較対象画像の前記地物マスクを用いて得られた前記補正済みマスク情報との差分を求めることで、前記地物の時間変化を検知する地物変化検知部とを備える。
（【００１１】以降は省略されています）

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