JP2007312026A - 移動体追従撮影投影装置 - Google Patents

Abstract

【課題】移動体の撮影および当該移動体への画像の投影を容易に継続して行なう。
【解決手段】投影対象物認識部１３は、カメラ４が投影対象物を撮影して得た画像中の投影対象物の撮影座標系における代表点の座標値を認識する。制御部１１は、この座標値の水平成分と中心座標値との差分の絶対値が水平成分の不感帯域を超えている場合に旋回装置２によるパン回転速度を計算し、代表点の座標値の垂直成分と中心座標値との差分の絶対値が垂直成分の不感帯域を超えている場合には旋回装置２によるチルト回転速度を計算する。駆動制御部１５はこの回転速度にしたがって旋回装置２への駆動制御を行なう。投影画像生成部１４は、記憶部１２に記憶される投影用画像および、この画像の代表点の投影座標系における座標値の情報をプロジェクタ５に出力する。プロジェクタ５は、投影対象物上の投影画像生成部１４からの座標値に対応する位置に投影用画像を投影する。
【選択図】 図８

Description

本発明は、物体の撮影及びこの物体への画像の投影を行なう移動体追従撮影投影装置に関する。

従来、物体を撮影する撮影装置（例えばカメラ）と、この物体に画像を投影する投影装置（例えばプロジェクタ）とを備えるシステムがある（例えば特許文献１参照）。このシステムでは、撮影装置は投影対象物を撮影し、投影装置は撮影装置が撮影して得た画像中の投影対象物の座標値に基づいて決定した当該投影対象物上の投影位置に投影用画像を投影する。また、このシステムでは撮影装置の視野を移動させてこの視野に投影装置の視野を合わせるものもある（例えば特許文献２参照）。

図１４は、従来の移動体追従撮影投影装置のカメラおよびプロジェクタの配置形態の一例を示す図である。
図１４に示した形態では、車輪を有する台の上にプロジェクタ２１が設置され、このプロジェクタ２１の筐体の上にカメラ２２が設置される。この形態では、プロジェクタ２１とカメラ２２との相対的な位置と姿勢は固定である。
特開２００１−２１１３７２号公報 特開２００５−３２３３１０号公報

前述したシステムにおける撮影装置の視野と投影装置の視野をともに変更する場合には、移動する対象物の撮影および投影を継続して行なえるか否かは視野の変更のための操作の精度に左右される。また、撮影装置の光軸と投影装置の光軸があっていない場合には、対象物までの距離や方向が変化した場合の撮影装置の視野の変化と投影装置の視野の変化がそれぞれ異なる。このため、これらの視野を合わせるためには、それぞれの視野の変化を連動させる必要がある。視線が合わせられない場合に、移動する対象物に投影するためには撮影装置の撮影座標系の座標値と投影装置の投影座標系の座標値との間の変換処理が必要になる。しかし、この変換処理のパラメータは撮影装置の撮影面および投影装置の投影面から対象物までの距離に応じて設定し直す必要があるため、対象物の移動に追従して撮影及び投影を継続して行なうためには煩雑な処理が必要である。

また、前述したように、車輪を有する台の上にプロジェクタ２１が設置され、このプロジェクタ２１の筐体の上にカメラ２２が設置された形態では、カメラ２２の焦点と投影面ａとの距離およびプロジェクタ２１の光源と投影面ａとの距離は等しいが、プロジェクタ２１から投影対象物への光軸および投影対象物からカメラ２２への光軸は一致しない。

この形態では、カメラ２２の焦点およびプロジェクタ２１の光源と投影面ａとの間の距離Ｌａにおけるカメラ２２による撮影範囲とプロジェクタ２１による投影範囲は一致しているが、カメラ２２の焦点およびプロジェクタ２１の光源と投影面ｂとの間の距離Ｌｂ（＜距離Ｌａ）におけるカメラ２２による撮影範囲とプロジェクタ２１による投影範囲は一致しない。

つまりカメラ２２により撮影した物体にプロジェクタ２１が投影用画像を投影するには、カメラ２２により撮影して得た画像に関する撮影座標系中の対象物の座標値をプロジェクタ２１による投影座標系中の座標値に変換する必要がある。この変換のパラメータはカメラ２２の焦点およびプロジェクタ２１の光源と投影面との間の距離に応じて定める必要がある。

そこで、本発明の目的は、移動体の撮影および当該移動体への画像の投影を容易に継続して行なうことが可能になる移動体追従撮影投影装置を提供することにある。

すなわち、本発明に係わる移動体追従撮影投影装置は、画像投影対象物を撮影する撮影手段を備え、この撮影して得た画像の座標系における画像投影対象物の代表点の座標値を認識する認識手段と、撮影手段との相対的な位置と姿勢が固定であって、画像投影対象物から撮影手段へ入射する光の光軸と画像投影対象物へ投影される光の光軸とが一致し、認識済みの座標値に基づいて決定した前記画像投影対象物上の投影位置に投影用画像を投影する投影手段とを備え、認識済みの座標値が予め定められた座標値から離れている場合に、認識済みの座標値が当該定められた座標値に近付くように撮影手段による撮影方向および投影手段による投影方向を制御することを特徴とする。

本発明に係わる移動体追従撮影投影装置では、移動体の撮影および当該移動体への画像の投影を容易に継続して行なうことができる。

以下図面により本発明の実施形態について説明する。
図１は、本発明の実施形態にしたがった移動体追従撮影投影装置の外観の一例を示す図である。

図１に示すように、本発明の実施形態にしたがった移動体追従撮影投影装置は、撮影投影装置１、旋回装置２および移動ロボット３を備える。旋回装置２は１つ目の回動軸を介して移動ロボット３に支持され、２つ目の回動軸を介して撮影投影装置１を支持する。

図２は、本発明の実施形態にしたがった移動体追従撮影投影装置のカメラおよびプロジェクタの配置形態の第１の例を示す図である。
図２に示すように、撮影投影装置１は、その筐体内にカメラ４、プロジェクタ５およびハーフミラー６を搭載する。カメラ４は物体の撮影を行なう撮影装置であり、プロジェクタ５はカメラ４が撮影した物体への投影用画像の投影を行なう投影装置である。

カメラ４、プロジェクタ５の相対的な位置と姿勢は固定であって、カメラ４が得る光の光軸とプロジェクタ５からの光の光軸とが交わっており、これらの光軸の交点にハーフミラー６が配置される。また、カメラ４による撮影範囲とプロジェクタ５による投影範囲とが一致するようにそれぞれの画角が設定される。

図１に示した旋回装置２は、前述した２つの回動軸を駆動させることにより、撮影投影装置１内のカメラ４による撮影方向およびプロジェクタ５による投影方向のパン駆動制御およびチルト駆動制御を行なう。移動ロボット３は車輪を備えており、前進、後退および回転する。

図２に示したハーフミラー６は、プロジェクタ５により投影される画像の光路上に、光軸に対して所定角度傾けて配置される。プロジェクタ５から投影された投影画像はハーフミラー６を透過して投影対象物に投影される。
ハーフミラー６の傾き角度は、投影対象物からの光がハーフミラー６で反射してカメラ４に入射されるような角度である。

このような配置形態とすると、プロジェクタ５から投影対象物への光軸と投影対象物からカメラ４への光軸とが一致するので投影画像および撮影画像の位置補正を行なう必要がなくなる。

図３は、本発明の実施形態にしたがった移動体追従撮影投影装置のカメラおよびプロジェクタの配置形態の第２の例を示す図である。
図２に示した構成の場合、使用するハーフミラー６の透過率、反射率に依存してプロジェクタ５からの投影光の一部はハーフミラー６で反射して、筐体の内面７で反射する。筐体の内面７で反射した不要な光線は、さらに、ハーフミラー６を透過してカメラ４に入射される。図３に示した配置形態は、図２に示した配置形態に改良を加えたものである。

図３に示した形態ではハーフミラー６と筐体の内面７の間に直線偏光フィルタ８が設けられ、カメラ４には円偏光フィルタ９が取り付けられる。具体的には、ハーフミラー６を透過せずに反射してプロジェクタ５により投影された画像の反射光路上に所定角度傾けて２枚の直線偏光フィルタ８が配置される。

この２枚の直線偏光フィルタ８は、互いに直交する偏光特性を有する。これにより、ハーフミラー６で反射された投影光の大部分は直線偏光フィルタ８により吸収される。ここでは２枚の直線偏光フィルタ８を組み合わせる場合について説明したが、２枚に限られるものでないことはいうまでもない。

この直線偏光フィルタ８の傾き角度は、ハーフミラー６で反射した投影光の光路に対して、ハーフミラー６で反射した投影光の画像が再び直線偏光フィルタ８の表面で反射した光がカメラ４に写らないような角度である。このように直線偏光フィルタ８を配置することにより筐体の内面７からの光は遮断され、プロジェクタ５からのハーフミラー６によって反射された投影光のうち直線偏光フィルタ８によって吸収されなかった光は外界方向に反射される。

外界からの光は、大半は２枚の直線偏光フィルタ８によって遮断されるが、一部は直線偏光フィルタ８で反射してハーフミラー６方向に反射される。この直線偏光フィルタ８で反射した外界からの光はハーフミラー６を透過するが、カメラ４の入射側に取り付けられた円偏光フィルタ９によって遮断される。
このような配置形態とすることで、プロジェクタ５からの投影光によるカメラ４への影響を低減することができる。

図４は、本発明の実施形態にしたがった移動体追従撮影投影装置のカメラおよびプロジェクタの配置形態の第３の例を示す図である。
図３に示した形態においては、直線偏光フィルタ８を用いる場合について説明したが、図４に示すように、直線偏光フィルタに代えて円偏光フィルタ１０を用いてもよい。このように円偏光フィルタ１０を設けることにより、筐体の内面７からの光は偏光され、プロジェクタ５からのハーフミラー６により反射した不要な投影光は外界方向に反射される。

外界からの光の一部は円偏光フィルタ１０により遮断されるが、一部は円偏光フィルタ１０を反射してハーフミラー６の方向に反射される。この円偏光フィルタ１０によって反射した外界からの光は、ハーフミラー６を透過するが、カメラ４の入射側に取り付けられた円偏光フィルタ９によって遮断される。

図５は、本発明の実施形態にしたがった移動体追従撮影投影装置のカメラおよびプロジェクタの配置形態の第４の例を示す図である。この形態は図３に示した形態と比較して、プロジェクタ５とカメラ４との位置を入れ替えた形態である。

図６は、本発明の実施形態にしたがった移動体追従撮影投影装置のカメラおよびプロジェクタの配置形態の第５の例を示す図である。この形態は図４に示した形態と比較して、プロジェクタ５とカメラ４との位置を入れ替えた形態である。

図５及び図６に示した形態においては、プロジェクタ５から投影された画像はハーフミラー６で反射して投影面に投影される。
一方、ハーフミラー６で反射せずに透過したプロジェクタ５により投影された画像の透過光路上には、透過光路に対して所定角度傾けて２枚の直線偏光フィルタ８（図５の場合）又は円偏光フィルタ１０（図６の場合）が配置されている。
この２枚の直線偏光フィルタ８は、互いに直交する偏光特性を有する。これにより、ハーフミラー６を透過した投影光の大部分は直線偏光フィルタ８により吸収される。

直線偏光フィルタ８或いは円偏光フィルタ１０の傾き角度は、ハーフミラー６を透過した投影光の光路に対して、ハーフミラー６を透過した投影光の画像が再び直線偏光フィルタ８或いは円偏光フィルタ１０で反射した光がカメラ４に写らないような角度である。このように、直線偏光フィルタ８或いは円偏光フィルタ１０を配置することにより筐体の内面７からの光は遮断され、プロジェクタ５からのハーフミラー６を透過した投影光のうち直線偏光フィルタ８或いは円偏光フィルタ１０によって吸収されなかった光は外界方向に反射される。

外界からの光は、大半は２枚の直線偏光フィルタ８或いは円偏光フィルタ１０によって遮断されるが、一部は直線偏光フィルタ８或いは円偏光フィルタ１０で反射してハーフミラー６方向に反射される。この直線偏光フィルタ８或いは円偏光フィルタ１０で反射した外界からの光は、ハーフミラー６で反射されるが、カメラ４の入射側に取り付けられた円偏光フィルタ９によって遮断される。

以後、撮影投影装置１のカメラ４およびプロジェクタ５の配置形態が図２に示した形態であるとして以後の説明を行なう。
図７は、本発明の実施形態にしたがった移動体追従撮影投影装置の撮影投影装置１の内部構成の一例を示すブロック図である。

図７に示すように、本発明の実施形態にしたがった移動体追従撮影投影装置の撮影投影装置１は、装置全体の制御を司る制御部１１、記憶部１２、投影対象物認識部１３、投影画像生成部１４、駆動制御部１５および入出力インタフェース１６を備え、それぞれがバス１７を介して相互に接続される。

記憶部１２は制御部１１による制御用プロフラムや各種情報を記憶する他、ワークメモリとしても機能する。投影対象物認識部１３は、カメラ４が撮影して得た画像を分析してこの画像中の投影対象物を認識する。

投影画像生成部１４はカメラ４により撮影した対象物への投影画像を生成する。駆動制御部１５は旋回装置２による前述したパン駆動およびチルト駆動を制御し、また、移動ロボット３を前進、後退または回転させる。入出力インタフェース１６はカメラ４が撮影して得た画像を入力し、また、プロジェクタ５への投影用画像を出力する。

次に、図１に示した構成の撮影投影装置１の動作について説明する。図８は、本発明の実施形態にしたがった移動体追従撮影投影装置の撮影投影装置１の処理動作の一例を示すフローチャートである。

ここではカメラ４による投影対象物は風船であるとする。カメラ４が投影対象物を撮影して得た画像を撮影投影装置１の入出力インタフェース１６に出力されると（ステップＳ１）、投影対象物認識部１３は、この画像中の投影対象物の認識のための画像処理を行なう（ステップＳ２）。

ステップＳ２の処理の詳細について説明する。図９は、本発明の実施形態にしたがった移動体追従撮影投影装置の撮影投影装置の画像処理の詳細を示すフローチャートである。
投影対象物認識部１３は、入出力インタフェース１６に入力された画像を取得し、この画像のＲＧＢ・ＨＳＶ変換を行なう（ステップＳ１１）。ＲＧＢ・ＨＳＶ変換とは、赤・緑・青の組み合わせで表現された画像から色相（Hue）、彩度（Saturation）および明度（Value）の組み合わせで表現された画像への変換を意味する。

投影対象物認識部１３は、この変換された画像における予め定められた色相領域のマスク画像を生成する（ステップＳ１２）。この色相領域はカメラ４による投影対象物の色相であり、この情報は予め記憶部１２に記憶される。

投影対象物認識部１３は、この生成した画像を縮退および膨張させることで当該画像中のノイズを除去し（ステップＳ１３）、入出力インタフェース１６からの元画像とノイズ除去済みのマスク画像とをもとに指定色相域画像を生成する（ステップＳ１４）。

投影対象物認識部１３は、指定色相域画像をもとに、予め定められた明度を閾値とした２値化画像を生成する（ステップＳ１５）。投影対象物認識部１３は、２値化画像の前述した閾値に対応する明度以上の各領域を抽出し（ステップＳ１６）、この領域のピクセル数が予め定められた範囲内であるか否かを領域ごとに判別する（ステップＳ１７）。

投影対象物認識部１３は、ステップＳ１７の処理で「ＹＥＳ」と判別した場合には当該領域の重心を算出し、（ステップＳ１８）、この領域のバウンディングボックスを領域ごとに算出する（ステップＳ１９）。

投影対象物認識部１３は、バウンディングボックスで括られた各領域のデータを投影対象物の候補の領域のデータとして記憶部１２に保存する（ステップＳ２０）。
投影対象物認識部１３は、記憶部１２に保存したデータで示される領域のうち、縦横比が１に最も近い領域を投影対象物の領域と決定する（ステップＳ２１）。

図１０は、本発明の実施形態にしたがった移動体追従撮影投影装置のカメラが撮影して得た画像に含まれる投影対象物の一例を示す図である。
図８に示したフローチャートで示された処理の説明に戻る。制御部１１は、ステップＳ２１の処理で決定した領域中の代表点Ｐの座標値（ｘ_ｐ，ｙ_ｐ）を認識する（ステップＳ３）。代表点とは例えば領域の重心点である。この座標値はカメラ４による撮影座標系における座標値である。この撮影座標系の中心座標値（ｘ_０，ｙ_０）はカメラ４による撮影範囲の中心である。

図１１は、本発明の実施形態にしたがった移動体追従撮影投影装置のカメラ４の撮影座標系の各種座標値を示す図である。
制御部１１は、この認識した座標値（ｘ_ｐ，ｙ_ｐ）と中心座標値（ｘ_０，ｙ_０）との差分を水平成分および垂直成分のそれぞれについて計算して、これらの差分と不感帯域Δｘおよび不感帯域Δｙとを比較する。不感帯域Δｘとは前述した差分の水平成分の基準値であり、不感帯域Δｙとは前述した差分の垂直成分の基準値である。

具体的には、制御部１１は、代表点Ｐの座標値の水平成分ｘ_ｐと中心座標値の水平成分ｘ_０との差分の絶対値を計算し（ステップＳ４）、代表点Ｐの座標値の垂直成分ｙ_ｐと中心座標値の垂直成分ｙ_０との差分の絶対値を計算する（ステップＳ５）。

制御部１１は、ステップＳ４の処理で計算した絶対値が不感帯域Δｘを超えているか否かを判別して、ステップＳ５の処理で計算した絶対値が不感帯域Δｙを超えているか否かを判別する（ステップＳ６）。

制御部１１は、ステップＳ４の処理で計算した絶対値が不感帯域Δｘを超えている、または、ステップＳ５の処理で計算した絶対値が不感帯域Δｙを超えている場合に（ステップＳ６のＹＥＳ）、旋回装置２による回転速度指令値を計算する（ステップＳ７）。

具体的には、制御部１１はステップＳ４の処理で計算した絶対値が不感帯域Δｘを超えている場合には旋回装置２によるパン回転速度の指令値Ｖ_ｘを以下の式（１）にしたがって計算する。

Ｖ_ｘ＝Ｋ（ｘ_ｐ−ｘ_０） …式（１）
また、制御部１１はステップＳ５の処理で計算した絶対値が不感帯域Δｙを超えている場合には旋回装置２によるチルト回転速度の指令値Ｖ_ｙを以下の式（２）にしたがって計算する。

Ｖ_ｙ＝Ｋ（ｙ_ｐ−ｙ_０） …式（２）
式（１）および式（２）中のＫはゲイン（定数）である。
制御部１１は、このように計算した速度指令値の情報を駆動制御部１５に出力する。駆動制御部１５はこの指令値にしたがって旋回装置２の回動軸の駆動制御を行なう（ステップＳ８）。

図１２は、本発明の実施形態にしたがった移動体追従撮影投影装置のプロジェクタによる投影用画像の一例を示す図である。
投影対象物認識部１３は、ステップＳ８の処理による駆動制御後にカメラ４が撮影して得た画像中の投影対象物の代表点の座標値（ｘ_ｐ，ｙ_ｐ）を再度認識する。

投影画像生成部１４は、記憶部１２に記憶される投影用画像のうち前述したように投影対象物認識部１３が認識した投影対象物に対応した投影用画像を読出し、この画像の代表点の投影座標系における座標値の情報を入出力インタフェース１６を介してプロジェクタ５に出力する（ステップＳ９）。

ここでは投影用画像は投影対象物が風船である事を説明する吹き出しの画像であり、この画像の代表点は吹き出しの先端部である。投影用画像の代表点の投影座標系における座標値は駆動制御後に投影対象物認識部１３が再度認識した代表点座標値（ｘ_ｐ，ｙ_ｐ）である。

ここではステップＳ８の処理による駆動制御後に投影対象物が動きを止め、投影対象物認識部１３が再度認識した座標値は撮影座標系の中心座標値（ｘ_０，ｙ_０）であるとする。プロジェクタ５は、投影対象物上の入出力インタフェース１６からの座標値に対応する位置に当該投影用画像を投影する（ステップＳ１０）。

図１３は、本発明の実施形態にしたがった移動体追従撮影投影装置による駆動制御後の撮影投影形態の一例を示す図である。図１３に示すように、投影範囲の中心に投影対象物１８が位置しており、この投影対象物上に投影用画像が投影される。

以上のように、本発明の実施形態にしたがった移動体追従撮影投影装置では、カメラ４とプロジェクタ５との相対的な位置と姿勢を固定として、投影対象物からカメラ４に入射する光の光軸とプロジェクタ５から投影対象物へ投影される光の光軸とを一致させ、カメラ４により撮影した画像中の投影対象物の位置が撮影座標系における定められた座標値から離れている場合に、投影対象物の位置が当該定められた座標値に近付くようにカメラ４による撮影方向およびカメラ４と一体のプロジェクタ５の投影方向を制御するので、投影対象物が移動した場合でも当該投影対象物の撮影およびこの投影対象物に対する投影用画像の投影を容易に継続して行なうことができる。

特に、投影対象物からカメラ４に入射する光の光軸とプロジェクタ５から投影対象物へ投影される光の光軸とを一致させることで、撮影座標系の座標値と投影座標系の座標値と間の変換処理が不要になるので、撮影投影装置１による計算量を削減することができる。

また、前述した図３乃至図６に示したように、プロジェクタ５からの投影光によるカメラ４への影響を低減する構成とすれば、カメラ４が撮影した画像中の不要なプロジェクタ光が低減されるので撮影投影装置１による投影対象物の認識が容易に行なえる。

なお、前記実施の形態は、本発明を風船の撮影およびこれに対する投影に適用した場合について説明したものであるが、これに限らず、様々な移動物体の撮影およびこれに対する投影にも本発明を適用することが可能である。

また、前述した実施の形態では、カメラ４による撮影後、撮影投影装置１は代表点座標値の認識にともなう駆動制御後に投影用画像を読み出し、これを駆動制御後に再度認識した代表点座標値をプロジェクタ５に出力し、プロジェクタ５は撮影投影装置１からの代表点座標値と投影用画像をもとに投影を行なうと説明したが、撮影投影装置１、カメラ４およびプロジェクタ５はマルチスレッドにより並列に動作可能としてもよい。

このマルチスレッドによる動作の一例を以下で説明する。撮影投影装置１を起動させるとカメラ４とプロジェクタ５がともに起動する。カメラ４は起動当初から投影対象物の撮影を行ない、プロジェクタ５は起動当初から撮影投影装置１から投影用画像を取得してこれを常に投影対象物に投影する。撮影投影装置１は、カメラ４とプロジェクタ５の起動後、カメラ４が撮影して得た画像中の投影対象物の代表点座標値を予め定められた時間間隔で認識して前述した駆動制御を行ない、この駆動制御後に再度認識した代表点座標値をプロジェクタ５に出力する。プロジェクタ５は、撮影投影装置１からの代表点座標値を入力した場合に、この座標値に対応する位置に当該投影用画像が投影されるように投影位置を変更する。

また、前述した実施の形態では、旋回装置２が回動軸を駆動させることによりカメラ４による撮影方向およびプロジェクタ５による投影方向のパン駆動制御およびチルト駆動制御を行なうと説明した。しかしこれに限らず、旋回装置２を設ける代わりに、移動ロボット３の筐体と撮影投影装置１とを一体化させて、移動ロボット３の筐体を上下および左右に駆動させることで、前述したパン駆動制御およびチルト駆動制御を行なうようにしてもよい。

また、撮影投影装置１は、カメラ４による画角内の対象物領域の面積が一定となるように移動ロボット３を駆動させて移動体追従撮影投影装置全体を平行移動させて画像投影対象物を追従しながら前述したパン駆動制御およびチルト駆動制御を行なうようにしてもよい。具体的には、撮影投影装置１は、対象物体もしくは撮影投影装置１が動いて当該撮影投影装置１に対する対象物体の向きが変化した場合に、この対象物体に対して撮影投影装置１が常に同じ方向から投影用画像を投影できるような位置に移動ロボット３を駆動させる。

また、撮影投影装置１は投影対象物が移動ロボット３から離れた場合にはカメラ４による画角内の対象物領域の面積が小さくなるので移動ロボット３を前進駆動させ、対象物が移動ロボット３に近付いた場合にはカメラ４による画角内の対象物領域の面積が大きくなるので移動ロボット３を後退駆動させる。これにより、投影対象物と撮影投影装置１との間の距離が変化しても、これに追従しながらカメラ４による撮影およびプロジェクタ５による投影を継続することができる。

また、前述した実施の形態では、カメラ４による撮影範囲とプロジェクタ５による投影範囲とが一致するようにそれぞれの画角が設定されると説明したが、これらの範囲とが一致しなくとも一部分が重なっていれば、撮影投影装置１はカメラ４が撮影した画像中の前述した一部分の重なっている範囲を用いて投影対象物の認識を行なえばよい。

なお、この発明は前記実施形態そのままに限定されるものではなく実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、前記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を省略してもよい。更に、異なる実施形態に亘る構成要素を適宜組み合わせてもよい。

本発明の実施形態にしたがった移動体追従撮影投影装置の外観の一例を示す図。 本発明の実施形態にしたがった移動体追従撮影投影装置のカメラおよびプロジェクタの配置形態の第１の例を示す図。 本発明の実施形態にしたがった移動体追従撮影投影装置のカメラおよびプロジェクタの配置形態の第２の例を示す図。 本発明の実施形態にしたがった移動体追従撮影投影装置のカメラおよびプロジェクタの配置形態の第３の例を示す図。 本発明の実施形態にしたがった移動体追従撮影投影装置のカメラおよびプロジェクタの配置形態の第４の例を示す図。 本発明の実施形態にしたがった移動体追従撮影投影装置のカメラおよびプロジェクタの配置形態の第５の例を示す図。 本発明の実施形態にしたがった移動体追従撮影投影装置の撮影投影装置の内部構成の一例を示すブロック図。 本発明の実施形態にしたがった移動体追従撮影投影装置の撮影投影装置の処理動作の一例を示すフローチャート。 本発明の実施形態にしたがった移動体追従撮影投影装置の撮影投影装置の画像処理の詳細を示すフローチャート。 本発明の実施形態にしたがった移動体追従撮影投影装置のカメラが撮影して得た画像に含まれる投影対象物の一例を示す図。 本発明の実施形態にしたがった移動体追従撮影投影装置のカメラの撮影座標系の各種座標値を示す図。 本発明の実施形態にしたがった移動体追従撮影投影装置のプロジェクタによる投影用画像の一例を示す図。 本発明の実施形態にしたがった移動体追従撮影投影装置による駆動制御後の撮影投影形態の一例を示す図。 従来の移動体追従撮影投影装置のカメラおよびプロジェクタの配置形態の一例を示す図。

符号の説明

１…撮影投影装置、２…旋回装置、３…移動ロボット、４，２１…カメラ、５，２２…プロジェクタ、６…ハーフミラー、７…筐体の内面、８…直線偏光フィルタ、９，１０…円偏光フィルタ、１１…制御部、１２…記憶部、１３…投影対象物認識部、１４…投影画像生成部、１５…駆動制御部、１６…入出力インタフェース、１７…バス、１８…投影対象物。

Claims (7)

1. 画像投影対象物を撮影する撮影手段と、
   前記撮影手段により撮影して得た画像の座標系における前記画像投影対象物の代表点の座標値を認識する認識手段と、
   前記撮影手段との相対的な位置と姿勢が固定であって、前記画像投影対象物から前記撮影手段へ入射する光の光軸と前記画像投影対象物へ投影される光の光軸とが一致し、前記認識手段により認識した座標値に基づいて決定した前記画像投影対象物上の投影位置に投影用画像を投影する投影手段と、
   前記認識手段により認識した座標値が前記座標系の予め定められた座標値から離れている場合に、前記認識手段により認識した座標値が前記定められた座標値に近付くように前記撮影手段による撮影方向および前記投影手段による投影方向を制御する方向制御手段と
   を備えたことを特徴とする移動体追従撮影投影装置。
2. 前記方向制御手段は、
   前記認識手段により認識した座標値と前記定められた座標値との差分が予め定められた基準値を超える場合に、この差分が前記基準値以下となるように前記撮影手段による撮影方向および前記投影手段による投影方向を制御する
   ことを特徴とする請求項１に記載の移動体追従撮影投影装置。
3. 前記方向制御手段は、
   前記認識手段により認識した座標値の水平成分と前記定められた座標値の水平成分との差分が予め定められた基準値を超える場合に、この差分が前記基準値以下となるように前記撮影手段による撮影方向および前記投影手段による投影方向をパン駆動により制御し、
   前記認識手段により認識した座標値の垂直成分と前記定められた座標値の垂直成分との差分が予め定められた基準値を超える場合に、この差分が前記基準値以下となるように前記撮影手段による撮影方向および前記投影手段による投影方向をチルト駆動により制御する
   ことを特徴とする請求項１に記載の移動体追従撮影投影装置。
4. 前記座標系の予め定められた座標値は当該座標系の中心座標値であることを特徴とする請求項１に記載の移動体追従撮影投影装置。
5. 前記撮影手段および投影手段を搭載する移動ロボットと、
   前記撮影手段により撮影して得た画像における前記画像投影対象物の面積が予め定められた面積に近付くように前記移動ロボットの移動制御を行なう移動制御手段と
   をさらに備えたことを特徴とする請求項１に記載の移動体追従撮影投影装置。
6. 前記投影手段により投影される画像の光路上にハーフミラーを配置することで、前記画像投影対象物から前記撮影手段へ入射する光の光軸と前記画像投影対象物へ投影される光の光軸とが一致し、
   前記投影手段により投影された画像のうち、前記ハーフミラーを透過せずに当該ハーフミラーで反射した画像の光路上に配置され、前記ハーフミラーを透過せずに当該ハーフミラーで反射した画像が前記撮像装置に写らないように配置されたフィルタをさらに備えたことを特徴とする請求項１に記載の移動体追従撮影投影装置。
7. 前記投影手段により投影される画像の光路上にハーフミラーを配置することで、前記画像投影対象物から前記撮影手段へ入射する光の光軸と前記画像投影対象物へ投影される光の光軸とが一致し、
   前記投影手段により投影された画像のうち、前記ハーフミラーで反射せずに当該ハーフミラーを透過した画像の光路上に配置され、前記ハーフミラーで反射せずに当該ハーフミラーを透過した画像が前記撮像装置に写らないように配置されたフィルタをさらに備えたことを特徴とする請求項１に記載の移動体追従撮影投影装置。

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