JP2003098576A - 雲台装置 - Google Patents
雲台装置Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】プリセット登録時にパン/チルトの位置情報と
ともに当該位置の画像(登録位置画像)をメモリに記憶
し、プリセット再現時に移動した位置で取り込んだ画像
と登録位置画像を画像処理してズレ量を検出し、当該ズ
レを低減する方向に雲台を駆動制御することによりプリ
セット再現時の静止精度を向上させる。 【解決手段】プリセットボタンの押下によってプリセッ
ト再現の指示を入力すると、登録されている位置情報に
基づいて雲台10が制御され、指定に係るパン/チルト
位置にカメラ40が移動する。当該再現位置で撮影され
る画像(再現位置画像)を取り込み、予め登録されてい
る登録位置画像と比較する。画像処理プロセッサ63を
用いて再現位置画像と登録位置画像を画像処理すること
により両者のズレ量(Shift 量)を検出し、このズレ量
に基づいて雲台10の位置を補正するための制御信号を
生成し、雲台10の停止位置を修正する。
ともに当該位置の画像(登録位置画像)をメモリに記憶
し、プリセット再現時に移動した位置で取り込んだ画像
と登録位置画像を画像処理してズレ量を検出し、当該ズ
レを低減する方向に雲台を駆動制御することによりプリ
セット再現時の静止精度を向上させる。 【解決手段】プリセットボタンの押下によってプリセッ
ト再現の指示を入力すると、登録されている位置情報に
基づいて雲台10が制御され、指定に係るパン/チルト
位置にカメラ40が移動する。当該再現位置で撮影され
る画像(再現位置画像)を取り込み、予め登録されてい
る登録位置画像と比較する。画像処理プロセッサ63を
用いて再現位置画像と登録位置画像を画像処理すること
により両者のズレ量(Shift 量)を検出し、このズレ量
に基づいて雲台10の位置を補正するための制御信号を
生成し、雲台10の停止位置を修正する。
Description
【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明はカメラの撮影方向を
移動する雲台装置に係り、特に予め記憶しておいたプリ
セット位置(ショット位置)を瞬時に再現するプリセッ
ト再現時における雲台の静止精度を向上させる技術に関
する。 【0002】 【従来の技術】パン/チルト動作可能な電動雲台により
テレビカメラを支持し、雲台コントローラからの制御信
号により雲台のパン/チルト(カメラの撮影方向)やカ
メラのフォーカス、ズーム等を遠隔操作できるようにし
た雲台システムが知られている。また、このような雲台
システムにおいて、予めパン/チルト位置やズーム位
置、フォーカス位置等を記憶しておき、ボタン操作する
だけで当該記憶したパン/チルト位置等に自動的にカメ
ラを移動させるプリセット機能を搭載したものも知られ
ている。(特開平11−275392号公報) 【0003】 【発明が解決しようとする課題】しかしながら、近年雲
台に搭載するレンズの高焦点距離化に伴い、パン/チル
トの静止精度不足によるプリセット再現性が問題となっ
ている。例えば、ワイド端焦点距離:13.2mm,最
大87倍(テレ端で2倍エクステンダー使用時の焦点距
離:2300mm)のズームレンズを用いると、水平方
向の画角は13′、垂直方向の画角は10′となる。そ
の一方、一般的な高性能雲台の静止精度は±1′〜±
2′程度である。したがって、プリセット登録した時に
得られていた画像に対して、プリセット再現を実行した
時に得られる画像は静止精度の範囲でズレが生じ得る。
プリセット再現を繰り返して行うと、図8に示すよう
に、再現後の画像間で水平方向について最大4′のズレ
が発生し得る。撮影画角13′の画面に対して4′もの
ズレは許容し難いものである。 【0004】本発明はこのような事情に鑑みてなされた
もので、カメラの撮影方向を制御する電動雲台システム
とカメラから得られる映像信号の画像処理を組み合わせ
ることにより、プリセット再現時の静止精度を向上させ
ることができる雲台装置を提供することを目的とする。 【0005】 【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
に本発明に係る雲台装置は、光学像を電気信号に変換
し、映像信号として出力するカメラと、前記カメラの撮
影方向を移動する電動駆動手段が搭載された雲台と、特
定の撮影位置を指定して当該撮影位置を記憶させる指令
を行うプリセット登録指示手段と、前記プリセット指示
手段の指令に従い前記特定の撮影位置に関する位置情報
を記憶する位置情報記憶手段と、前記特定の撮影位置で
撮影された画像(以下、「登録位置画像」という。)を
記憶する画像記憶手段と、前記位置情報記憶手段に登録
された撮影位置を再現する指令を行うプリセット再現指
示手段と、前記プリセット再現指示手段の指令に従い前
記位置情報に基づいて前記カメラを前記撮影位置に移動
させるように前記雲台を制御する制御手段と、前記プリ
セット再現指示手段の指令に従い前記撮影位置に移動さ
せた後に、当該位置で撮影した画像(以下、「再現位置
画像」という。)を取り込み、該再現位置画像及び前記
登録位置画像から画像処理によって画像間のズレ量を検
出するズレ量検出手段と、前記検出されたズレ量に基づ
いて、当該ズレを低減する方向に前記カメラを移動させ
るように前記雲台を制御する位置誤差補正手段と、を備
えたことを特徴としている。 【0006】本発明によれば、オペレータはプリセット
登録指示手段を操作して所望の撮影位置の登録を行う。
指定された撮影位置の情報は位置情報記憶手段に記憶さ
れるとともに、当該撮影位置で得られる撮影画像の情報
が画像記憶手段に記憶される。なお、撮影位置の情報に
は、撮影方向を規定する雲台の位置情報(例えば、パン
/チルトの位置情報)のみならず、カメラに装着されて
いるレンズの位置情報(例えば、ズームやフォーカスの
位置情報)が含まれてもよい。 【0007】かかる登録操作の後に、オペレータがプリ
セット再現指示手段を操作すると、位置情報記憶手段に
記憶されている位置情報に基づいて雲台が制御され、指
定に係る撮影位置が再現される。この再現直後の位置は
雲台の静止精度の範囲で登録位置に対して誤差を含むた
め、本発明では当該再現位置において撮影される画像
(再現位置画像)を取り込み、画像記憶手段に記憶され
ている登録位置画像と比較している。再現位置画像と登
録位置画像を画像処理することによって両者のズレ量を
検出し、このズレ量に基づいて雲台の位置を補正するた
めの制御信号を生成し、雲台の停止位置を修正する。こ
れにより、プリセット再現時の静止精度を向上させるこ
とができる。 【0008】 【発明の実施の形態】以下添付図面に従って本発明に係
る雲台装置の好ましい実施の形態を詳述する。 【0009】図1は本発明の実施形態に係る雲台装置が
適用されるリモコン雲台システムの全体構成図である。
同図に示すリモコン雲台システムは、リモコン雲台10
(以下、単に雲台10という。)、雲台コントローラ1
2及び画像処理装置14から構成される。雲台10はテ
レビカメラ(以下、単にカメラという。)を収容するハ
ウジング15と、ハウジング15全体を回動させてハウ
ジング15内のカメラをパンニング及びチルティングさ
せる雲台本体16とから構成される。ハウジング15の
前面には透明の保護ガラス17が設けられ、ハウジング
15内に収納されたカメラはこの保護ガラス17を介し
てハウジング15外部の被写体を撮影する。 【0010】ハウジング15は、雲台本体16から延設
されたチルト軸(図示せず)に支持され、このチルト軸
は雲台本体16に内蔵されたチルトモータによって回転
駆動される。チルトモータが駆動されると、チルト軸を
介してハウジング15が回動し、これに伴いハウジング
15内のカメラがチルティングする。また、雲台本体1
6は図示しない据付台上に固定されたパン軸18によっ
て支持されており、雲台本体16内にはパンモータが設
けられている。パンモータが駆動されると、雲台本体1
6はパン軸18を回転軸として回転し、ハウジング15
内のカメラがパンニングする。 【0011】雲台コントローラ12は、雲台10及びカ
メラの制御を行う装置であって、ケーブルを介して雲台
10に接続される(専用回線、公衆回線等の通信回線を
介して接続することも可能である)。雲台コントローラ
12には各種操作部材が設けられており、操作者が操作
部材を操作することによってその操作に応じた制御信号
が雲台コントローラ12から雲台10及びカメラに送信
され、該制御信号によって雲台10のパン/チルトやカ
メラのズーム・フォーカス等が制御される。 【0012】画像処理装置14は、カメラから得られる
映像信号に基づいて画像処理を行う信号処理装置であ
る。画像処理装置14は雲台コントローラ12とともに
雲台10の制御部として機能し、画像処理の結果は雲台
10の制御等に利用される。なお、画像処理装置14は
雲台コントローラ12と別体の構成でもよいし、雲台コ
ントローラ12に内蔵された構成でもよい。 【0013】図2は雲台コントローラ12の平面図であ
る。同図に示すように、雲台コントローラ12には、操
作桿(ジョイスティック)20、フォーカスつまみ2
2、ズームつまみ23が設けられており、ジョイスティ
ック20を左右・前後に操作するとカメラをパン・チル
トさせることができ、フォーカスつまみ22、ズームつ
まみ23を回転操作すると、カメラのフォーカス調整、
ズーム調整を行うことができる。また、当該雲台コント
ローラ12にはプリセット機能が搭載されており、プリ
セット機能に関連してメモボタン24、ページボタン2
8、プリセットボタン30が設けられている。プリセッ
ト機能は、カメラのパン・チルト位置、ズーム位置及び
フォーカス位置で決まる所望のショットを予め登録して
おくと、プリセットボタン30のワンタッチ操作でその
ショットを自動で再現する機能である。 【0014】図2の雲台コントローラ12は、ショット
番号1〜10までのプリセットボタン30を有し、3つ
のページボタン28A〜28CによってページA、B、
Cのいずれかを選択することにより、同一のプリセット
ボタンに3通りのショットを登録することができ、総数
30通りのショットを登録できる。登録したショットを
再生する場合、メモボタン24をオフにした状態で、再
生したいショット番号のプリセットボタン30を押す。
これにより、そのショット番号のショット再生を指示す
る制御信号が雲台10に送信され、当該ショットが再現
される。なお、スピードつまみ32を調整することによ
ってショット再生時の動作速度を変更することができ
る。 【0015】図3は上記したリモコン雲台システムの構
成例を示したブロック図である。同図に示すように雲台
10に搭載されるカメラ40は、カメラ本体42と、該
カメラ本体42に装着されるレンズ装置44とから構成
される。カメラ本体42には撮像素子や所要の信号処理
回路が搭載されており、レンズ装置44の光学系を介し
て撮像素子に結像された画像(動画)が映像信号(本実
施の形態ではNTSC方式のビデオ信号)として外部に
出力される。 【0016】レンズ装置44には、モータ駆動可能なフ
ォーカスレンズやズームレンズ等の光学部材が搭載され
ており、これらのフォーカスレンズやズームレンズが移
動することによってカメラ40のフォーカスやズームが
調整される。 【0017】雲台10にはレンズ装置44及びカメラ本
体42を制御する制御部(以下、「レンズ・カメラ制御
部」という。)51が設けられており、カメラ本体42
における撮影の開始や終了等の撮影動作並びにフォーカ
スやズーム等のレンズ装置44の動作は、雲台コントロ
ーラ12からの指令に従ってレンズ・カメラ制御部51
から与えられる制御信号に基づいて制御される。 【0018】雲台10には、パンモータに相当するパン
駆動部52及びチルトモータに相当するチルト駆動部5
3が搭載されており、雲台コントローラ12からの制御
信号によってこれら駆動部(52、53)が制御され
る。パン駆動部52やチルト駆動部53が作動すること
により、カメラ40がパン方向やチルト方向に旋回し、
カメラ40の撮影方向が移動する。 【0019】画像処理装置14は、ビデオデコーダ6
1、画像メモリ62、画像処理プロセッサ63及びCP
U64等から構成される。画像処理装置14にはカメラ
本体42から出力された映像信号が入力され、その映像
信号はビデオデコーダ61によって輝度信号(Y信号)
と色差信号に分離される。ここで分離された輝度信号は
不図示のA/Dコンバータによってデジタル信号に変換
され、画像メモリ62に格納される。また、画像処理プ
ロセッサ63には、ビデオデコーダ61から映像信号の
同期信号が与えられており、この同期信号に基づいて所
要のタイミングで画像処理プロセッサ63から画像メモ
リ62に対してデータ書き込みのコマンドが与えられ
る。 【0020】画像処理プロセッサ63は、画像メモリ6
2に記憶された画像データを読み出して画像処理を実行
し、その結果をCPU64に提供する。画像処理の詳細
については後述するが、CPU64は画像処理プロセッ
サ63による画像処理の結果に基づいて各種の演算処理
を行い、プリセット再現時のズレ量を検出するととも
に、当該ズレ量を補正すべく雲台10の動作制御に必要
なコントロール信号を生成する。生成されたコントロー
ル信号はCPU64から雲台コントローラ12に送信さ
れ、雲台コントローラ12は、受入したコントロール信
号に従って雲台10のパン/チルト動作を制御する。 【0021】次に、上記の如く構成されたリモコン雲台
システムの動作について説明する。 【0022】図4はプリセット機能におけるショット登
録時の手順を示したフローチャートである。ショットを
登録する場合、雲台コントローラ12のジョイスティッ
ク20、フォーカスつまみ22、ズームつまみ23を操
作してカメラ40を所望のショットに設定する(ステッ
プS110)。ショットが定まったら、メモボタン24
を押して登録モードに設定するとともに、ショット番号
1〜10まで設けられた複数のプリセットボタン30の
うち、いずれか1つのショット番号のプリセットボタン
を押す(ステップS120)。これにより、そのショッ
ト番号に関連付けられたショットの登録を指示する制御
信号が雲台10に送信され、そのときのパン・チルト位
置、ズーム位置及びフォーカス位置の情報がそのショッ
ト番号のショットデータとして雲台10に内蔵されたメ
モリ(不図示)に記憶されると同時に、当該ショットに
おける画像データが画像メモリ62(又は図示せぬ不揮
発性メモリでもよい。)に記憶される(ステップS13
0)。登録作業が終了したらメモボタン24をオフする
ことにより、登録モードが解除される。 【0023】図5はプリセット機能におけるショット再
現の手順を示したフローチャートである。登録してある
ショットを再現する場合、操作者はメモボタン24がオ
フになっていることを確認してから、所望のショット番
号のプリセットボタン30を押下する(ステップS21
0)。この操作に応動して、当該ショット番号のショッ
ト再生を指示する制御信号が雲台10に送信され、その
ショット番号のショットデータが雲台10のメモリから
読み出されて、カメラ40がショットデータのパン・チ
ルト位置、ズーム位置及びフォーカス位置に移動され
る。 【0024】CPU64は、指令されたショット位置
(プリセット位置)になるまで処理を待機し(ステップ
S220)、プリセット位置に到達したことを検出した
ら、このプリセット再現位置における映像を画像メモリ
62に記憶する(ステップS230)。 【0025】こうして記憶した画像(プリセット画像)
と、プリセット登録時に記憶した画像(メモリ画像)と
を画像処理によって比較して、相対的なシフト量(Shif
t 量)を求める(ステップS240)。Shift 量を求め
る演算処理のサブルーチンを図6に示し、図7には処理
の概念図を示す。以下の説明ではパン方向のズレ量につ
いて説明するが、チルト方向についても同様の手順を適
用できる。 【0026】図6に示したように、まず初期設定とし
て、演算に必要な変数Shift を0に設定する(ステップ
S310)。次いで、プリセット登録時に画像メモリ6
2に記憶した画像(メモリ画像)と、プリセット再現
実行直後に画像メモリ62に記憶された画像(プリセ
ット画像)とを画像処理プロセッサ63によって比較
し、これら画像データの各画素の値(以下、画素値)の
差を求め、その演算結果をAという変数に対応付けて記
憶する(ステップS312)。 【0027】その後、画像処理プロセッサ63は画像
を左に1画素シフトする処理を行い(ステップS31
4)、当該画素シフトによって得た画像′と画像と
を比較し、これら画像データの画素値の差を求め、その
演算結果をA1 という変数に対応付けて記憶する(ステ
ップS316)。 【0028】ステップS314で得たAとステップS3
16で得たA1 とを比較して(ステップS318)、そ
の比較結果に応じて処理が分岐する。すなわち、ステッ
プS318においてA>A1 の場合は、左方向に画像を
シフトさせたことによって画素値の差が小さくなったこ
とを示しているため、更に同じ方向(左)に画像をシフ
トするようにステップS320に進む。ステップS32
0では、変数Shift の値に1を加えてShift の値を更新
する。次いで、画像を変数Shift が示す画素数分だけ
左にシフトさせて得た画像を新たに画像′とし、画像
と画像′の画像データの差を求め、当該演算結果を
変数A2 に対応付けて記憶する(ステップS322)。 【0029】その後、A1 とA2 の大小関係を比較する
(ステップS324)。ステップS324においてA1
>A2 の判定(YES判定)を得た場合は、更に同じ方
向の画素シフトを行うべく、ステップS326に進む。
ステップS326では、変数Shift の値に1を加えてSh
ift の値を更新する。次いで、画像を変数Shift が示
す画素数分だけ左にシフトさせて得た画像を新たに画像
′とし、画像と画像′の画像データの差を求め、
当該演算結果を変数A1 に対応付けて記憶する(ステッ
プS328)。 【0030】ステップS328の後はステップS320
に戻り、上述の処理を繰り返す。ステップS324にお
いてA1 ≦A2 の判定を得た場合には、画素値の差が最
小となるシフト量を検出したことを意味するため、ステ
ップS330に進み、変数Shift の値から1を減算して
変数Shift の値を更新する。こうして得られた変数Shif
t の値は、画像に対する画像のズレ量を意味してい
る。 【0031】その一方、ステップS318においてA≦
A1 の判定を得た場合は、画像を左方向にシフトさせ
たことによって画素値の差が大きくなることを示してい
るため、逆方向(右方向)に画像をシフトするようにス
テップS340に進む。ステップS340では、変数Sh
ift の値から1を減算してShift の値を更新する。次い
で、画像を変数Shift が示す画素数分だけ右にシフト
させて得た画像を新たに画像′とし、画像と画像
′の画像データの差を求め、当該演算結果を変数A2
に対応付けて記憶する(ステップS342)。 【0032】その後、A1 とA2 の大小関係を比較する
(ステップS344)。ステップS344においてA1
>A2 の判定(YES判定)を得た場合は、更に同じ方
向の画素シフトを行うべく、ステップS346に進む。
ステップS346では、変数Shift の値から更に1を減
算してShift の値を更新する。次いで、画像を変数Sh
ift が示す画素数分だけ右にシフトさせて得た画像を新
たに画像′とし、画像と画像′の画像データの差
を求め、当該演算結果を変数A1 に対応付けて記憶する
(ステップS348)。 【0033】ステップS348の後はステップS340
に戻り、上述の処理を繰り返す。ステップS344にお
いてA1 ≦A2 の判定を得た場合には、画素値の差が最
小となるシフト量を検出したことを意味するため、ステ
ップS350に進み、変数Shift の値に1を加算して変
数Shift の値を更新する。こうして得られた変数Shift
の値は画像に対する画像のズレ量を意味している。 【0034】ステップS330又はステップS350の
処理が終了したら図5に示したフローチャートに復帰し
てステップS250に進む。 【0035】ステップS250では、ステップS240
によって求めたShift の値が予め設定されている許容値
よりも小さいか否かの判断を行う。許容値としては、2
〜3画素程度の値が好ましい。ステップS250におい
てShift の値が許容値を上回っていると判定した場合
(NO判定時)は、ステップS260に進む。ステップ
S260では、Shift の値に基づいて画像のズレを補正
するために雲台10を作動させるコントロール信号(ズ
レ補正信号という。)を出力する。すなわち、CPU6
4は、Shift 値を画角量に変換する演算を行い、得られ
た画角量だけパン駆動部52を駆動するためのズレ補正
信号を生成し、これを雲台コントローラ12に出力す
る。 【0036】こうしてズレ補正信号に従って雲台10が
駆動されることにより、画像のズレが補正される。ステ
ップS269の後はステップS230に戻り、上述の処
理が繰り返される。 【0037】ステップS250においてShift の値が許
容値を下回っていると判定した場合(YES判定時)
は、本処理シーケンスを終了する。これにより、プリセ
ット再現時の位置精度が許容値以内に納まり、再現性が
向上する。 【0038】上記実施の形態では、テレビカメラを搭載
した雲台システムについて述べたが、本発明の適用範囲
はこれに限定されず、デジタルビデオカメラ、動画撮影
機能付きのデジタルスチルカメラなどについても同様に
適用可能である。 【0039】 【発明の効果】以上説明したように本発明に係る雲台装
置によれば、プリセット登録時に位置情報とともに当該
位置における画像(登録位置画像)を記憶し、プリセッ
ト再現時には再現された位置で取り込んだ画像(再現位
置画像)と登録位置画像を画像処理することにより画像
のズレ量を検出し、当該ズレを低減する方向にカメラを
動かすように雲台の駆動を制御するようにしたので、プ
リセット再現時の静止精度を向上させることができる。
移動する雲台装置に係り、特に予め記憶しておいたプリ
セット位置(ショット位置)を瞬時に再現するプリセッ
ト再現時における雲台の静止精度を向上させる技術に関
する。 【0002】 【従来の技術】パン/チルト動作可能な電動雲台により
テレビカメラを支持し、雲台コントローラからの制御信
号により雲台のパン/チルト(カメラの撮影方向)やカ
メラのフォーカス、ズーム等を遠隔操作できるようにし
た雲台システムが知られている。また、このような雲台
システムにおいて、予めパン/チルト位置やズーム位
置、フォーカス位置等を記憶しておき、ボタン操作する
だけで当該記憶したパン/チルト位置等に自動的にカメ
ラを移動させるプリセット機能を搭載したものも知られ
ている。(特開平11−275392号公報) 【0003】 【発明が解決しようとする課題】しかしながら、近年雲
台に搭載するレンズの高焦点距離化に伴い、パン/チル
トの静止精度不足によるプリセット再現性が問題となっ
ている。例えば、ワイド端焦点距離:13.2mm,最
大87倍(テレ端で2倍エクステンダー使用時の焦点距
離:2300mm)のズームレンズを用いると、水平方
向の画角は13′、垂直方向の画角は10′となる。そ
の一方、一般的な高性能雲台の静止精度は±1′〜±
2′程度である。したがって、プリセット登録した時に
得られていた画像に対して、プリセット再現を実行した
時に得られる画像は静止精度の範囲でズレが生じ得る。
プリセット再現を繰り返して行うと、図8に示すよう
に、再現後の画像間で水平方向について最大4′のズレ
が発生し得る。撮影画角13′の画面に対して4′もの
ズレは許容し難いものである。 【0004】本発明はこのような事情に鑑みてなされた
もので、カメラの撮影方向を制御する電動雲台システム
とカメラから得られる映像信号の画像処理を組み合わせ
ることにより、プリセット再現時の静止精度を向上させ
ることができる雲台装置を提供することを目的とする。 【0005】 【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
に本発明に係る雲台装置は、光学像を電気信号に変換
し、映像信号として出力するカメラと、前記カメラの撮
影方向を移動する電動駆動手段が搭載された雲台と、特
定の撮影位置を指定して当該撮影位置を記憶させる指令
を行うプリセット登録指示手段と、前記プリセット指示
手段の指令に従い前記特定の撮影位置に関する位置情報
を記憶する位置情報記憶手段と、前記特定の撮影位置で
撮影された画像(以下、「登録位置画像」という。)を
記憶する画像記憶手段と、前記位置情報記憶手段に登録
された撮影位置を再現する指令を行うプリセット再現指
示手段と、前記プリセット再現指示手段の指令に従い前
記位置情報に基づいて前記カメラを前記撮影位置に移動
させるように前記雲台を制御する制御手段と、前記プリ
セット再現指示手段の指令に従い前記撮影位置に移動さ
せた後に、当該位置で撮影した画像(以下、「再現位置
画像」という。)を取り込み、該再現位置画像及び前記
登録位置画像から画像処理によって画像間のズレ量を検
出するズレ量検出手段と、前記検出されたズレ量に基づ
いて、当該ズレを低減する方向に前記カメラを移動させ
るように前記雲台を制御する位置誤差補正手段と、を備
えたことを特徴としている。 【0006】本発明によれば、オペレータはプリセット
登録指示手段を操作して所望の撮影位置の登録を行う。
指定された撮影位置の情報は位置情報記憶手段に記憶さ
れるとともに、当該撮影位置で得られる撮影画像の情報
が画像記憶手段に記憶される。なお、撮影位置の情報に
は、撮影方向を規定する雲台の位置情報(例えば、パン
/チルトの位置情報)のみならず、カメラに装着されて
いるレンズの位置情報(例えば、ズームやフォーカスの
位置情報)が含まれてもよい。 【0007】かかる登録操作の後に、オペレータがプリ
セット再現指示手段を操作すると、位置情報記憶手段に
記憶されている位置情報に基づいて雲台が制御され、指
定に係る撮影位置が再現される。この再現直後の位置は
雲台の静止精度の範囲で登録位置に対して誤差を含むた
め、本発明では当該再現位置において撮影される画像
(再現位置画像)を取り込み、画像記憶手段に記憶され
ている登録位置画像と比較している。再現位置画像と登
録位置画像を画像処理することによって両者のズレ量を
検出し、このズレ量に基づいて雲台の位置を補正するた
めの制御信号を生成し、雲台の停止位置を修正する。こ
れにより、プリセット再現時の静止精度を向上させるこ
とができる。 【0008】 【発明の実施の形態】以下添付図面に従って本発明に係
る雲台装置の好ましい実施の形態を詳述する。 【0009】図1は本発明の実施形態に係る雲台装置が
適用されるリモコン雲台システムの全体構成図である。
同図に示すリモコン雲台システムは、リモコン雲台10
(以下、単に雲台10という。)、雲台コントローラ1
2及び画像処理装置14から構成される。雲台10はテ
レビカメラ(以下、単にカメラという。)を収容するハ
ウジング15と、ハウジング15全体を回動させてハウ
ジング15内のカメラをパンニング及びチルティングさ
せる雲台本体16とから構成される。ハウジング15の
前面には透明の保護ガラス17が設けられ、ハウジング
15内に収納されたカメラはこの保護ガラス17を介し
てハウジング15外部の被写体を撮影する。 【0010】ハウジング15は、雲台本体16から延設
されたチルト軸(図示せず)に支持され、このチルト軸
は雲台本体16に内蔵されたチルトモータによって回転
駆動される。チルトモータが駆動されると、チルト軸を
介してハウジング15が回動し、これに伴いハウジング
15内のカメラがチルティングする。また、雲台本体1
6は図示しない据付台上に固定されたパン軸18によっ
て支持されており、雲台本体16内にはパンモータが設
けられている。パンモータが駆動されると、雲台本体1
6はパン軸18を回転軸として回転し、ハウジング15
内のカメラがパンニングする。 【0011】雲台コントローラ12は、雲台10及びカ
メラの制御を行う装置であって、ケーブルを介して雲台
10に接続される(専用回線、公衆回線等の通信回線を
介して接続することも可能である)。雲台コントローラ
12には各種操作部材が設けられており、操作者が操作
部材を操作することによってその操作に応じた制御信号
が雲台コントローラ12から雲台10及びカメラに送信
され、該制御信号によって雲台10のパン/チルトやカ
メラのズーム・フォーカス等が制御される。 【0012】画像処理装置14は、カメラから得られる
映像信号に基づいて画像処理を行う信号処理装置であ
る。画像処理装置14は雲台コントローラ12とともに
雲台10の制御部として機能し、画像処理の結果は雲台
10の制御等に利用される。なお、画像処理装置14は
雲台コントローラ12と別体の構成でもよいし、雲台コ
ントローラ12に内蔵された構成でもよい。 【0013】図2は雲台コントローラ12の平面図であ
る。同図に示すように、雲台コントローラ12には、操
作桿(ジョイスティック)20、フォーカスつまみ2
2、ズームつまみ23が設けられており、ジョイスティ
ック20を左右・前後に操作するとカメラをパン・チル
トさせることができ、フォーカスつまみ22、ズームつ
まみ23を回転操作すると、カメラのフォーカス調整、
ズーム調整を行うことができる。また、当該雲台コント
ローラ12にはプリセット機能が搭載されており、プリ
セット機能に関連してメモボタン24、ページボタン2
8、プリセットボタン30が設けられている。プリセッ
ト機能は、カメラのパン・チルト位置、ズーム位置及び
フォーカス位置で決まる所望のショットを予め登録して
おくと、プリセットボタン30のワンタッチ操作でその
ショットを自動で再現する機能である。 【0014】図2の雲台コントローラ12は、ショット
番号1〜10までのプリセットボタン30を有し、3つ
のページボタン28A〜28CによってページA、B、
Cのいずれかを選択することにより、同一のプリセット
ボタンに3通りのショットを登録することができ、総数
30通りのショットを登録できる。登録したショットを
再生する場合、メモボタン24をオフにした状態で、再
生したいショット番号のプリセットボタン30を押す。
これにより、そのショット番号のショット再生を指示す
る制御信号が雲台10に送信され、当該ショットが再現
される。なお、スピードつまみ32を調整することによ
ってショット再生時の動作速度を変更することができ
る。 【0015】図3は上記したリモコン雲台システムの構
成例を示したブロック図である。同図に示すように雲台
10に搭載されるカメラ40は、カメラ本体42と、該
カメラ本体42に装着されるレンズ装置44とから構成
される。カメラ本体42には撮像素子や所要の信号処理
回路が搭載されており、レンズ装置44の光学系を介し
て撮像素子に結像された画像(動画)が映像信号(本実
施の形態ではNTSC方式のビデオ信号)として外部に
出力される。 【0016】レンズ装置44には、モータ駆動可能なフ
ォーカスレンズやズームレンズ等の光学部材が搭載され
ており、これらのフォーカスレンズやズームレンズが移
動することによってカメラ40のフォーカスやズームが
調整される。 【0017】雲台10にはレンズ装置44及びカメラ本
体42を制御する制御部(以下、「レンズ・カメラ制御
部」という。)51が設けられており、カメラ本体42
における撮影の開始や終了等の撮影動作並びにフォーカ
スやズーム等のレンズ装置44の動作は、雲台コントロ
ーラ12からの指令に従ってレンズ・カメラ制御部51
から与えられる制御信号に基づいて制御される。 【0018】雲台10には、パンモータに相当するパン
駆動部52及びチルトモータに相当するチルト駆動部5
3が搭載されており、雲台コントローラ12からの制御
信号によってこれら駆動部(52、53)が制御され
る。パン駆動部52やチルト駆動部53が作動すること
により、カメラ40がパン方向やチルト方向に旋回し、
カメラ40の撮影方向が移動する。 【0019】画像処理装置14は、ビデオデコーダ6
1、画像メモリ62、画像処理プロセッサ63及びCP
U64等から構成される。画像処理装置14にはカメラ
本体42から出力された映像信号が入力され、その映像
信号はビデオデコーダ61によって輝度信号(Y信号)
と色差信号に分離される。ここで分離された輝度信号は
不図示のA/Dコンバータによってデジタル信号に変換
され、画像メモリ62に格納される。また、画像処理プ
ロセッサ63には、ビデオデコーダ61から映像信号の
同期信号が与えられており、この同期信号に基づいて所
要のタイミングで画像処理プロセッサ63から画像メモ
リ62に対してデータ書き込みのコマンドが与えられ
る。 【0020】画像処理プロセッサ63は、画像メモリ6
2に記憶された画像データを読み出して画像処理を実行
し、その結果をCPU64に提供する。画像処理の詳細
については後述するが、CPU64は画像処理プロセッ
サ63による画像処理の結果に基づいて各種の演算処理
を行い、プリセット再現時のズレ量を検出するととも
に、当該ズレ量を補正すべく雲台10の動作制御に必要
なコントロール信号を生成する。生成されたコントロー
ル信号はCPU64から雲台コントローラ12に送信さ
れ、雲台コントローラ12は、受入したコントロール信
号に従って雲台10のパン/チルト動作を制御する。 【0021】次に、上記の如く構成されたリモコン雲台
システムの動作について説明する。 【0022】図4はプリセット機能におけるショット登
録時の手順を示したフローチャートである。ショットを
登録する場合、雲台コントローラ12のジョイスティッ
ク20、フォーカスつまみ22、ズームつまみ23を操
作してカメラ40を所望のショットに設定する(ステッ
プS110)。ショットが定まったら、メモボタン24
を押して登録モードに設定するとともに、ショット番号
1〜10まで設けられた複数のプリセットボタン30の
うち、いずれか1つのショット番号のプリセットボタン
を押す(ステップS120)。これにより、そのショッ
ト番号に関連付けられたショットの登録を指示する制御
信号が雲台10に送信され、そのときのパン・チルト位
置、ズーム位置及びフォーカス位置の情報がそのショッ
ト番号のショットデータとして雲台10に内蔵されたメ
モリ(不図示)に記憶されると同時に、当該ショットに
おける画像データが画像メモリ62(又は図示せぬ不揮
発性メモリでもよい。)に記憶される(ステップS13
0)。登録作業が終了したらメモボタン24をオフする
ことにより、登録モードが解除される。 【0023】図5はプリセット機能におけるショット再
現の手順を示したフローチャートである。登録してある
ショットを再現する場合、操作者はメモボタン24がオ
フになっていることを確認してから、所望のショット番
号のプリセットボタン30を押下する(ステップS21
0)。この操作に応動して、当該ショット番号のショッ
ト再生を指示する制御信号が雲台10に送信され、その
ショット番号のショットデータが雲台10のメモリから
読み出されて、カメラ40がショットデータのパン・チ
ルト位置、ズーム位置及びフォーカス位置に移動され
る。 【0024】CPU64は、指令されたショット位置
(プリセット位置)になるまで処理を待機し(ステップ
S220)、プリセット位置に到達したことを検出した
ら、このプリセット再現位置における映像を画像メモリ
62に記憶する(ステップS230)。 【0025】こうして記憶した画像(プリセット画像)
と、プリセット登録時に記憶した画像(メモリ画像)と
を画像処理によって比較して、相対的なシフト量(Shif
t 量)を求める(ステップS240)。Shift 量を求め
る演算処理のサブルーチンを図6に示し、図7には処理
の概念図を示す。以下の説明ではパン方向のズレ量につ
いて説明するが、チルト方向についても同様の手順を適
用できる。 【0026】図6に示したように、まず初期設定とし
て、演算に必要な変数Shift を0に設定する(ステップ
S310)。次いで、プリセット登録時に画像メモリ6
2に記憶した画像(メモリ画像)と、プリセット再現
実行直後に画像メモリ62に記憶された画像(プリセ
ット画像)とを画像処理プロセッサ63によって比較
し、これら画像データの各画素の値(以下、画素値)の
差を求め、その演算結果をAという変数に対応付けて記
憶する(ステップS312)。 【0027】その後、画像処理プロセッサ63は画像
を左に1画素シフトする処理を行い(ステップS31
4)、当該画素シフトによって得た画像′と画像と
を比較し、これら画像データの画素値の差を求め、その
演算結果をA1 という変数に対応付けて記憶する(ステ
ップS316)。 【0028】ステップS314で得たAとステップS3
16で得たA1 とを比較して(ステップS318)、そ
の比較結果に応じて処理が分岐する。すなわち、ステッ
プS318においてA>A1 の場合は、左方向に画像を
シフトさせたことによって画素値の差が小さくなったこ
とを示しているため、更に同じ方向(左)に画像をシフ
トするようにステップS320に進む。ステップS32
0では、変数Shift の値に1を加えてShift の値を更新
する。次いで、画像を変数Shift が示す画素数分だけ
左にシフトさせて得た画像を新たに画像′とし、画像
と画像′の画像データの差を求め、当該演算結果を
変数A2 に対応付けて記憶する(ステップS322)。 【0029】その後、A1 とA2 の大小関係を比較する
(ステップS324)。ステップS324においてA1
>A2 の判定(YES判定)を得た場合は、更に同じ方
向の画素シフトを行うべく、ステップS326に進む。
ステップS326では、変数Shift の値に1を加えてSh
ift の値を更新する。次いで、画像を変数Shift が示
す画素数分だけ左にシフトさせて得た画像を新たに画像
′とし、画像と画像′の画像データの差を求め、
当該演算結果を変数A1 に対応付けて記憶する(ステッ
プS328)。 【0030】ステップS328の後はステップS320
に戻り、上述の処理を繰り返す。ステップS324にお
いてA1 ≦A2 の判定を得た場合には、画素値の差が最
小となるシフト量を検出したことを意味するため、ステ
ップS330に進み、変数Shift の値から1を減算して
変数Shift の値を更新する。こうして得られた変数Shif
t の値は、画像に対する画像のズレ量を意味してい
る。 【0031】その一方、ステップS318においてA≦
A1 の判定を得た場合は、画像を左方向にシフトさせ
たことによって画素値の差が大きくなることを示してい
るため、逆方向(右方向)に画像をシフトするようにス
テップS340に進む。ステップS340では、変数Sh
ift の値から1を減算してShift の値を更新する。次い
で、画像を変数Shift が示す画素数分だけ右にシフト
させて得た画像を新たに画像′とし、画像と画像
′の画像データの差を求め、当該演算結果を変数A2
に対応付けて記憶する(ステップS342)。 【0032】その後、A1 とA2 の大小関係を比較する
(ステップS344)。ステップS344においてA1
>A2 の判定(YES判定)を得た場合は、更に同じ方
向の画素シフトを行うべく、ステップS346に進む。
ステップS346では、変数Shift の値から更に1を減
算してShift の値を更新する。次いで、画像を変数Sh
ift が示す画素数分だけ右にシフトさせて得た画像を新
たに画像′とし、画像と画像′の画像データの差
を求め、当該演算結果を変数A1 に対応付けて記憶する
(ステップS348)。 【0033】ステップS348の後はステップS340
に戻り、上述の処理を繰り返す。ステップS344にお
いてA1 ≦A2 の判定を得た場合には、画素値の差が最
小となるシフト量を検出したことを意味するため、ステ
ップS350に進み、変数Shift の値に1を加算して変
数Shift の値を更新する。こうして得られた変数Shift
の値は画像に対する画像のズレ量を意味している。 【0034】ステップS330又はステップS350の
処理が終了したら図5に示したフローチャートに復帰し
てステップS250に進む。 【0035】ステップS250では、ステップS240
によって求めたShift の値が予め設定されている許容値
よりも小さいか否かの判断を行う。許容値としては、2
〜3画素程度の値が好ましい。ステップS250におい
てShift の値が許容値を上回っていると判定した場合
(NO判定時)は、ステップS260に進む。ステップ
S260では、Shift の値に基づいて画像のズレを補正
するために雲台10を作動させるコントロール信号(ズ
レ補正信号という。)を出力する。すなわち、CPU6
4は、Shift 値を画角量に変換する演算を行い、得られ
た画角量だけパン駆動部52を駆動するためのズレ補正
信号を生成し、これを雲台コントローラ12に出力す
る。 【0036】こうしてズレ補正信号に従って雲台10が
駆動されることにより、画像のズレが補正される。ステ
ップS269の後はステップS230に戻り、上述の処
理が繰り返される。 【0037】ステップS250においてShift の値が許
容値を下回っていると判定した場合(YES判定時)
は、本処理シーケンスを終了する。これにより、プリセ
ット再現時の位置精度が許容値以内に納まり、再現性が
向上する。 【0038】上記実施の形態では、テレビカメラを搭載
した雲台システムについて述べたが、本発明の適用範囲
はこれに限定されず、デジタルビデオカメラ、動画撮影
機能付きのデジタルスチルカメラなどについても同様に
適用可能である。 【0039】 【発明の効果】以上説明したように本発明に係る雲台装
置によれば、プリセット登録時に位置情報とともに当該
位置における画像(登録位置画像)を記憶し、プリセッ
ト再現時には再現された位置で取り込んだ画像(再現位
置画像)と登録位置画像を画像処理することにより画像
のズレ量を検出し、当該ズレを低減する方向にカメラを
動かすように雲台の駆動を制御するようにしたので、プ
リセット再現時の静止精度を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施形態に係る雲台装置が適用される
リモコン雲台システムの全体構成図 【図2】雲台コントローラの平面図 【図3】本実施形態によるリモコン雲台システムの構成
例を示したブロック図 【図4】プリセット機能においてショットを登録する際
の手順を示したフローチャート 【図5】プリセット機能においてショットを再現する際
の手順を示したフローチャート 【図6】画像処理によってShift 量を求める演算のサブ
ルーチンを示したフローチャート 【図7】図6に示した処理の内容を説明するための概念
図 【図8】従来の雲台装置によるプリセット再現時の静止
精度不足を説明するために用いた説明図 【符号の説明】 10…雲台、12…雲台コントローラ、14…画像処理
装置、16…雲台本体、18…パン軸、20…ジョイス
ティック、24…メモボタン、28…ページボタン、3
0…プリセットボタン、40…カメラ、42…カメラ本
体、44…レンズ装置、51…レンズ・カメラ制御部、
52…パン駆動部、53…チルト駆動部、62…画像メ
モリ、63…画像処理プロセッサ、64…CPU
リモコン雲台システムの全体構成図 【図2】雲台コントローラの平面図 【図3】本実施形態によるリモコン雲台システムの構成
例を示したブロック図 【図4】プリセット機能においてショットを登録する際
の手順を示したフローチャート 【図5】プリセット機能においてショットを再現する際
の手順を示したフローチャート 【図6】画像処理によってShift 量を求める演算のサブ
ルーチンを示したフローチャート 【図7】図6に示した処理の内容を説明するための概念
図 【図8】従来の雲台装置によるプリセット再現時の静止
精度不足を説明するために用いた説明図 【符号の説明】 10…雲台、12…雲台コントローラ、14…画像処理
装置、16…雲台本体、18…パン軸、20…ジョイス
ティック、24…メモボタン、28…ページボタン、3
0…プリセットボタン、40…カメラ、42…カメラ本
体、44…レンズ装置、51…レンズ・カメラ制御部、
52…パン駆動部、53…チルト駆動部、62…画像メ
モリ、63…画像処理プロセッサ、64…CPU
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考)
H04N 7/18 H04N 7/18 E
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 【請求項1】 光学像を電気信号に変換し、映像信号と
して出力するカメラと、 前記カメラの撮影方向を移動する電動駆動手段が搭載さ
れた雲台と、 特定の撮影位置を指定して当該撮影位置を記憶させる指
令を行うプリセット登録指示手段と、 前記プリセット指示手段の指令に従い前記特定の撮影位
置に関する位置情報を記憶する位置情報記憶手段と、 前記特定の撮影位置で撮影された画像(以下、「登録位
置画像」という。)を記憶する画像記憶手段と、 前記位置情報記憶手段に登録された撮影位置を再現する
指令を行うプリセット再現指示手段と、 前記プリセット再現指示手段の指令に従い前記位置情報
に基づいて前記カメラを前記撮影位置に移動させるよう
に前記雲台を制御する制御手段と、 前記プリセット再現指示手段の指令に従い前記撮影位置
に移動させた後に、当該位置で撮影した画像(以下、
「再現位置画像」という。)を取り込み、該再現位置画
像及び前記登録位置画像から画像処理によって画像間の
ズレ量を検出するズレ量検出手段と、 前記検出されたズレ量に基づいて、当該ズレを低減する
方向に前記カメラを移動させるように前記雲台を制御す
る位置誤差補正手段と、 を備えたことを特徴とする雲台装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2001293260A JP2003098576A (ja) | 2001-09-26 | 2001-09-26 | 雲台装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2001293260A JP2003098576A (ja) | 2001-09-26 | 2001-09-26 | 雲台装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2003098576A true JP2003098576A (ja) | 2003-04-03 |
Family
ID=19115089
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2001293260A Pending JP2003098576A (ja) | 2001-09-26 | 2001-09-26 | 雲台装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2003098576A (ja) |
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-
2001
- 2001-09-26 JP JP2001293260A patent/JP2003098576A/ja active Pending
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CN106020240A (zh) * | 2016-05-25 | 2016-10-12 | 南京安透可智能***有限公司 | 自主归位校准的云台控制*** |
CN109995995A (zh) * | 2017-12-29 | 2019-07-09 | 杭州海康威视***技术有限公司 | 摄像装置的控制方法、控制器和*** |
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