JP2012019285A - 撮像装置及び撮像方法 - Google Patents

Abstract

【課題】障害物と衝突するなどして一部のプリセット位置への巡回動作が不可能になっても、巡回動作が可能なプリセット位置に関してはプリセット巡回動作を継続できるようにすることを目的とする。
【解決手段】複数の特定撮像位置へ撮像部を移動させる移動手段を有し、前記複数の特定撮像位置間の移動を繰り返し行う撮像装置において、前記複数の特定撮像位置のうち、移動不能な特定撮像位置が少なくとも一箇所存在する場合に、前記移動不能な特定撮像位置への移動を除いて、前記複数の特定撮像位置間の移動を繰り返し行うようにして、撮影方向を移動させることが可能な特定撮像位置に関する監視が一切できなくなってしまう不都合を防止できるようにする。
【選択図】図１

Description

本発明は撮像装置及び撮像方法に関し、特に、パンチルト制御機能を有し、撮影方向を移動可能な撮像装置に用いて好適な技術に関するものである。

従来、ネットワークや専用線を介して、遠隔操作によりカメラを制御し、映像を監視する監視カメラシステムが知られている。カメラのオートフォーカス、ズーム、露出、解像度、ホワイトバランス、撮影時のフレームレートなどを制御することが可能であるだけでなく、撮影方向を移動させることが可能なパンチルト制御機能を有する監視カメラシステムがある。

このような監視カメラシステムの運用例として、無人の状態で遠隔監視する使用方法が挙げられる。前述のような使用方法の場合、自動的に静止画や動画のカメラ撮影を行い、ネットワークや専用線を介して映像を伝送し、録画サーバのような記録手段を用いて映像を蓄積することが多い。設定された特定の時刻、あるいは一定時間ごとに、自動的に撮影条件や撮影方向を変更し、撮影された映像を記録することが可能である。

また、あらかじめパンチルト位置やズーム位置等を記憶しておき、ビューワ上のボタンをクリックしただけで、前述のような使用方法で記憶したパンチルト位置やズーム位置等に自動的に撮影方向を移動させるプリセット機能を有するものも知られている。プリセット位置が複数存在する場合、一定時間おきに順番にプリセット位置を巡回しながら監視動作を行なう機能も知られており、プリセット巡回機能と呼ばれている。

プリセット機能によりカメラの撮影方向を繰り返し移動させる際に、パンチルトの停止精度の向上が求められている。例えば、特許文献１ではプリセット位置登録時にその撮影方向の画像も登録し、登録された画像（登録画像）とプリセット位置を再現した時の撮影方向の画像とを比較し、両画像のズレ量を補正することで停止位置のズレ量を補正する技術が開示されている。また、特許文献２ではプリセット位置登録時に焦点距離の異なる補正用画像を保持し、プリセット再現時に補正用画像と比較してプリセット位置の補正値を算出することにより位置ずれを補正するようにしている。すなわち、大幅なずれや微小なずれのいずれにも精度よく補正する技術が開示されている。

特開２００３−０９８５７６号公報 特開２００９−０１７３０２号公報

しかしながら、前述の特許文献に開示された従来技術では、プリセット位置ずれが発生した場合、位置ずれの補正が可能であることを前提としている。もし、あるプリセット位置へ撮影方向を移動する途中で障害物に衝突するなどして所望する方向へ撮影方向を移動させることができない場合、所望する撮影方向から大幅なずれ量を検出することができても、ずれ量を補正することができない問題点があった。

プリセット位置へ撮影方向を移動する途中で障害物に衝突する場合として、例えば侵入者により故意にカメラの移動方向に障害物を置かれて撮影を妨害される、いたずらによりカメラの移動方向に障害物を置かれるといったケースが考えられる。

通常は、プリセット位置ずれの補正を所定回数以上試みても補正できない場合、ユーザに警告メッセージを出すとともに、パンチルト機構部の異常をログに追記し、パンチルト動作を強制的に停止させるようにしている。しかしながら、このようにすると、障害物に衝突することなく撮影方向を移動させることが可能なプリセット位置に関してプリセット巡回動作を継続したい場合であっても、パンチルト動作を伴う監視が一切できなくなってしまうことになる。
本発明は前述の問題点に鑑み、障害物と衝突するなどして一部のプリセット位置への巡回動作が不可能になっても、巡回動作が可能なプリセット位置に関してはプリセット巡回動作を継続できるようにすることを目的とする。

本発明の撮像装置は、複数の特定撮像位置へ撮像部を移動させる移動手段を有し、前記複数の特定撮像位置間の移動を繰り返し行う撮像装置であって、前記複数の特定撮像位置のうち、移動不能な特定撮像位置が少なくとも一箇所存在する場合に、前記移動不能な特定撮像位置への移動を除いて、前記複数の特定撮像位置間の移動を繰り返し行うことを特徴とする。

本発明によれば、障害物と衝突するなどして一部のプリセット位置への巡回動作が不可能になっても、巡回動作が可能なプリセット位置に関してはプリセット巡回動作を継続することができる。

第１の実施形態を示し、プリセット巡回時のフローチャートである。 監視カメラの全体システム構成を説明するブロック図である。 クライアントの詳細構成を示したブロック図である。 カメラの詳細構成を示したブロック図である。 カメラのパノラマ画像の一例を示した図である。 プリセット位置を巡回する順番と位置情報の一例を示した図である。 第２の実施形態を示し、プリセット巡回時のフローチャートである。 Ｎ番目のプリセット位置とＮ番目のプリセット位置から最短距離のプリセット位置との位置関係を示した図である。

以下に、本発明の好ましい実施の形態を、添付の図面に基づいて詳細に説明する。
（第１の実施形態）
図２は、本発明の好適な第１の実施形態に係る監視カメラの全体システム構成を説明するブロック図である。本実施形態の監視カメラシステムは、３６０°エンドレスに回転可能なパン機構を有した監視カメラで、プリセット位置（特定撮像位置）を巡回して監視するシステムである。まず、システムの構成要素について説明する。

カメラ２０１、カメラ２０２は被写体を撮影し、その映像データを配信するためのネットワークカメラであり、パンチルト制御機能を有するものである。カメラ２０１、カメラ２０２で撮影した映像データをネットワーク２０３を介して配送している。クライアント２０４、クライアント２０５は、具体的には、カメラ２０１から送信された映像データを受信して表示するコンピュータである。これらカメラ２０１とクライアント２０４、クライアント２０５は、ＬＡＮやインターネット等のネットワーク２０３に接続されている。

クライアント２０４、クライアント２０５は、ネットワーク２０３を介してカメラ２０１から配送される映像データを受信することができる。また、ネットワーク２０３にカメラ２０２などの複数のカメラを接続することによって、複数の遠隔地の映像データをクライアント２０４、クライアント２０５で表示することが可能となる。

録画サーバ２０６は、カメラ２０１、カメラ２０２から受信した映像データを録画し、録画した映像データを記録するためのサーバである。カメラの台数、クライアントの数、および録画サーバの台数は、図２に示した数に限られるものではなく、任意に数を増減することが可能である。

本実施形態のクライアント２０４の動作について、図３を用いて詳細を説明する。
図３は、クライアント２０４の詳細構成を示した図である。クライアント２０５内の構成は、クライアント２０４と同様である。

クライアント２０４内の通信Ｉ／Ｆ３０１、ＣＰＵ３０２、映像出力部３０３、パンチルト操作部３０４がバス３０５に接続されている。カメラ２０１、カメラ２０２の映像は、ネットワーク２０３を介してクライアント２０４内の通信Ｉ／Ｆ３０１に入力され、映像出力部３０３からモニタ３０７に出力される。

パンチルト操作部３０４でカメラ２０１、カメラ２０２内のパン機構部、チルト機構部をそれぞれ操作する。パンチルト操作部３０４で操作した制御命令は、ＣＰＵ３０２により通信Ｉ／Ｆ３０１、ネットワーク２０３を介してカメラ２０１、あるいはカメラ２０２に送信される。また、パンチルト操作部３０４内にはプリセット登録操作部３０６が設けられている。プリセットとは、パン方向（水平方向）、チルト方向（垂直方向）など特定の撮影方向等のパラメータを登録し、登録したパラメータを再現することで迅速に所望の撮影方向を変更することが可能な機能のことである。

任意の撮影方向のパンチルト位置をプリセット位置として登録することにより、ボタン操作のみで前述で登録されたパンチルト位置へ撮影方向を移動させることが可能である。また、複数のプリセット位置が登録されている場合、一部、あるいは全てのプリセット位置を所定時間おきに巡回しながら、監視するプリセット巡回を行なうことが可能である。

図４は、カメラ２０１の詳細構成を示した図である。カメラ２０２内の構成は、カメラ２０１と同様である。
カメラ２０１内の通信Ｉ／Ｆ４０２、ＣＰＵ４０３、撮像制御部４０４、パンチルト制御部４０５、記憶部４０６がバス４０７に接続されている。カメラ２０１内の撮像制御部４０４、パンチルト制御部４０５は、ＣＰＵ４０３によって制御される。

クライアント側からカメラ２０１内の撮像部４０１を操作することが可能である。クライアントから出力された制御命令はネットワーク２０３からカメラ２０１内の通信Ｉ／Ｆ４０２へ入力されると、制御命令に応じてＣＰＵ４０３は撮像制御部４０４、パンチルト制御部４０５を制御する。

撮像部４０１は、クライアントから出力された制御命令に応じて、クライアントが所望するアングルで撮影することができる。撮像制御部４０４は、解像度、撮像信号の読み出し方法、フレームレートなどを設定する。パンチルト制御部４０５は、クライアント側から出力された制御信号によりパン機構部４０８、チルト機構部４０９を駆動し、パンチルト機構の制御を行なう。

パン用センサ４１０は、初期化を行なう際のパン機構部４０８の初期位置を検出するためのセンサであり、チルト用センサ４１１は、初期化を行なう際のチルト機構部４０９の初期位置を検出するためのセンサである。また、パン用位置検出部４１２は、カメラ２０１のパン方向における位置検出部であり、チルト用位置検出部４１３は、カメラ２０１のチルト方向における位置検出部である。

パン用位置検出部４１２、チルト用位置検出部４１３は、カメラ２０１の撮影方向を物理的な絶対位置を検出するためのエンコーダ装置である。パン方向とチルト方向の絶対位置を検出することにより、ユーザが所望している撮影方向とカメラ２０１の実際の撮影方向にずれが生じる場合、位置ずれ量を補正するために使用する。記憶部４０６では、クライアント側からプリセット位置登録指示があったときに、パンチルト位置情報を記憶する。

図１は、第１の実施形態におけるカメラ２０１がプリセット巡回を行なう際の処理の流れを示すフローチャートである。以下に、図１を用いてプリセット巡回の処理の流れについて説明する。

はじめに、プリセット巡回ルートのうち、N＝１番目である最初のプリセット位置へ移動する（Ｓ１０１）。次に、パン用位置検出部４１２、チルト用位置検出部４１３によりプリセット位置ずれが発生しているか否かを判定する（Ｓ１０２）。Ｓ１０２でプリセット位置ずれが発生した場合は、カメラ２０１の停止位置をパン用位置検出部４１２、チルト用位置検出部４１３で位置を検出する。そして、実際の停止位置と移動予定だったプリセット位置とのずれ量を算出し、ずれ量の補正が可能か否かを判定する（Ｓ１０３）。

正常な場合、すなわち障害物などによりパンチルト動作が阻害されない場合であってもプリセット位置ずれは発生する。例えば、パン機構部４０８、チルト機構部４０９に使用しているモータが環境の変化、寿命によりオーバーランする場合があり、正常な場合でも位置ずれは発生する。

Ｓ１０３においてプリセット位置のずれ量を算出し、ずれ量の補正が可能か否かの判定については、位置ずれ量が所定の角度以下であればずれ量の補正が可能であると判断し、所定の角度以上のずれ量を検出した場合はずれ量の補正が不可であると判断する。本実施形態では、パン用位置検出部４１２、チルト用位置検出部４１３で検出した位置ずれ量が２°以上であれば障害物によりパンチルト動作が阻害されたと判定している。

Ｓ１０３の判定の結果、位置ずれ量が２°以上であれば、異常と判断してＳ１０８に進み、位置ずれ量が２°以内であれば正常と判断し、Ｓ１０４へ進む。Ｓ１０４においては、プリセット位置ずれの補正が可能な場合、プリセットのずれ量を補正する。その後、Ｓ１０５に進み、N番目のプリセット位置において撮影を開始する。

Ｓ１０５の処理後、Ｓ１０６に進み、全ての巡回ルートを撮影済であるか否かを判定する。全ての巡回ルートを撮影済であればプリセット巡回を終了する。Ｓ１０６で全ての巡回ルートを撮影済でなければ、Ｓ１０７に進み、カメラ２０１の撮影方向をN＋１番目のプリセット位置へ移動し、N＝N＋１とする。

一方、Ｓ１０３の判定においてプリセット位置ずれの補正ができない場合、従来はユーザにエラー警告を出し、パン機構部４０８、チルト機構部４０９を強制的に停止させていた。本実施形態においてはＳ１０３においてプリセット位置ずれの補正ができない場合は、撮影方向を移動する途中で障害物に衝突しているため位置ずれの補正ができないものと判断する。そして、Ｎ番目のプリセット位置で撮影せず、カメラ２０１がクライアント２０４へエラーメッセージを送り、モニタ３０７で表示しているビューワ上へユーザに警告を出すとともに、ログに記録する（Ｓ１０８）。

Ｓ１０８の処理後、Ｓ１０９において全ての巡回ルートを撮影済か否かを判定し、全ての巡回ルートを撮影済であればプリセット巡回を終了する。Ｓ１０９で全ての巡回ルートを撮影済でなければ、Ｓ１１０に進み、N＋１番目のプリセット位置へ移動し、N＝N＋１とする。Ｓ１１０の動作の詳細については図５、図６とともに後述する。Ｓ１１０の処理の終了後、またはＳ１０７の処理の終了後はＳ１１１に進む。

Ｓ１１１においては、録画サーバ２０６からのプリセット巡回の終了命令があるか否かを検出し、プリセット巡回の終了命令を検出した場合は処理を終了する。また、検出しない場合はＳ１０２に戻る。以後、プリセット位置ずれが発生しない場合は、Ｓ１０５、Ｓ１０６、Ｓ１０７、Ｓ１１１の順に処理を進める。プリセット巡回の終了命令を検出するまでＳ１０２からＳ１１１を繰り返す。

次に、Ｓ１１０の動作の詳細について説明する。
図５は、カメラ２０１のパノラマ画像の一例を示した図である。図５中の５ａ、５ｂ、５ｃ、５ｄ、５ｅのように５点のプリセット位置が登録されている例で説明する。図６は、プリセット位置を巡回する順番とプリセット位置情報の一例を示した図である。本実施形態では、録画サーバ２０６からプリセット巡回終了命令を検出するまで、プリセット位置５ａ、５ｂ、５ｃ、５ｄ、５ｅの５箇所を５ａ→５ｂ→５ｃ→５ｄ→５ｅ→５ａ→５ｂ→５ｃ→・・・の順番でプリセット巡回動作を続ける。特定撮像位置間の移動を繰り返す。

例えば、パン方向においてプリセット位置５ｂとプリセット位置５cの間に障害物が一箇所存在する場合は以下のようにする。すなわち、２番目に移動するプリセット位置５ｂから３番目に移動するプリセット位置５ｃを飛ばし、４番目に移動するプリセット位置５ｄへ撮影方向を移動させ、監視を開始する。本実施形態においては、プリセット位置５ｂからプリセット位置５ｄへ最短距離で撮影方向を移動不能であるが、パン方向に３６０°エンドレスで旋回することが可能なカメラである。このため、プリセット位置５ｂよりパンの一方向からプリセット位置５ｄへ撮影方向を移動することが可能である。

プリセット位置５ｃへの巡回動作ができなかった巡回エラーをカメラ２０１内の記憶部４０６に記憶しておく。録画サーバ２０６よりプリセット位置５ｂからプリセット位置５ｃへの巡回命令を次回検出した際には、プリセット位置５ｂとプリセット位置５ｃの間に障害物が除かれている可能性があるため、プリセット位置５ｃへの巡回動作を再度試みる。その他のプリセット位置も同様に、Ｎ番目のプリセット位置へ撮影方向を移動することができない場合は、N＋１番目のプリセット位置へ撮影方向を移動させることにより、プリセット位置の巡回動作が可能な位置のみ巡回動作を継続させる。

以上により、複数のプリセット位置が登録されている監視カメラシステムにおいて、障害物と衝突するなどして一部のプリセット位置への移動が不可能になっても、移動できないプリセット位置を除いて、プリセット巡回動作を継続することが可能になった。なお、本実施形態においては、特定のプリセット位置に移動できない際に、図１に示すＳ１０８で、ユーザに警告を出し、ログに記録するようにしているが、監視カメラにスピーカーをもち警告音を発するようにしてもよい。

また、本実施形態においては、Ｎ番目のプリセット位置に移動できない際に、Ｎ＋１番目のプリセット位置に移動するようにしているが、１番目からＮ−１番目のみを移動するようにしてもよい。
以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明はこれらの実施形態に限定されず、その要旨の範囲内で種々の変形及び変更が可能である。

（第２の実施形態）
以下、図７を参照して、本発明の第２の実施形態について説明する。第２の実施形態の全体構成は図２、図３、図４に準ずるものであり、共通個所についての説明は省く。
図７は、第２の実施形態におけるカメラ２０１がプリセット巡回を行なう際の処理の流れを示すフローチャートである。図１のフローチャートと共通するステップに関しては同一の符号を付与し、図１と共通するステップについての説明を省く。

Ｓ１０３において、プリセット位置ずれの補正ができない場合は、Ｎ番目のプリセット位置から最短距離で移動することが可能なプリセット位置へ移動する（Ｓ７０１）。Ｎ番目のプリセット位置における撮影方向をカバーすることができるまで画角をワイド側に設定し、撮影を開始する（Ｓ７０２）。Ｓ７０２の処理後は、Ｓ１０６へ進む。

次に、Ｓ７０２における画角の設定方法について説明する。
図８は、Ｎ番目のプリセット位置とＮ番目のプリセット位置から最短距離に位置するプリセット位置との位置関係を示した図である。Ｎ番目のプリセット位置をＡ、Ｎ番目のプリセット位置から最短距離に位置するプリセット位置をＢとし、プリセット位置Ａにおける通常の撮影画角をβとする。

プリセット位置Ａとプリセット位置Ｂのなす角度θは、パン用位置検出部４１２、チルト用位置検出部４１３より求めることができる。例えば、カメラ２０１でプリセット位置Ａの撮影方向からプリセット位置Ｂの撮影方向が映るようにするためには、撮影時の画角αが２θ以上であればよい。歪みのないレンズであれば、画角αは焦点距離をｆ、光学センサの対角線の寸法をｄとすると、（１）の関係式で表される。

画角αと光学センサの対角線の寸法ｄが決まると、焦点距離ｆが下記の（２）式より、一意に決まる。

画角α≧２θを満たす必要があるため、（２）式を満たせば、プリセット位置Ａの撮影方向からプリセット位置Ｂの撮影方向が映るように撮影することが可能になる。Ｓ７０２では、焦点距離が（２）式を満たすようにカメラ２０１を設定し、通常プリセット位置Ａの方向を撮影するときの画角βよりワイド側の画角αで撮影できるように、明瞭に撮影できる範囲の角度を調整する画角調整を行う。これにより、プリセット位置Ａの方向からプリセット位置Ｂの方向を撮影することができる。

前述したように、本実施形態においては、障害物と衝突するなどして一部のプリセット位置への巡回動作が不可能になっても、プリセット巡回が不可能になったプリセット位置から最短距離に位置するプリセット位置へカメラ２０１の撮影方向を移動する。そして、最短距離の特定撮像位置に移動後に、巡回が不可能になったプリセット位置の撮影方向をカバーできるように画角をワイド側に設定して撮影することにより、プリセット巡回動作を継続することが可能になった。
以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明はこれらの実施形態に限定されず、その要旨の範囲内で種々の変形及び変更が可能である。

（その他の実施形態）
また、本発明は、以下の処理を実行することによっても実現される。即ち、前述した実施形態の機能を実現するソフトウェア（コンピュータプログラム）を、ネットワーク又は各種のコンピュータ読み取り可能な記憶媒体を介してシステム或いは装置に供給する。そして、そのシステム或いは装置のコンピュータ（またはＣＰＵやＭＰＵ等）がプログラムを読み出して実行する処理である。

４０１ 撮像部、４０２ 通信Ｉ／Ｆ、４０３ ＣＰＵ、４０４ 撮像制御部、４０５ パンチルト制御部、４０６ 記憶部、４０８ パン機構部、４０９ チルト機構部、４１０ パン用センサ、４１１ チルト用センサ、４１２ パン用位置検出部、４１３ チルト用位置検出部

Claims (10)

1. 複数の特定撮像位置へ撮像部を移動させる移動手段を有し、前記複数の特定撮像位置間の移動を繰り返し行う撮像装置であって、
   前記複数の特定撮像位置のうち、移動不能な特定撮像位置が少なくとも一箇所存在する場合に、前記移動不能な特定撮像位置への移動を除いて、前記複数の特定撮像位置間の移動を繰り返し行うことを特徴とする撮像装置。
2. 複数の特定撮像位置へ撮像部を移動させる移動手段を有し、前記複数の特定撮像位置間の移動を繰り返し行う撮像装置であって、
   前記複数の特定撮像位置のうち、移動不能な特定撮像位置が少なくとも一箇所存在する場合に、前記移動不能な特定撮像位置への移動は行わず、前記移動不能な特定撮像位置から最短距離の特定撮像位置へ移動し、前記複数の特定撮像位置間の移動を繰り返し行うことを特徴とする撮像装置。
3. 明瞭に撮影できる範囲の角度を調整する画角調整手段を有し、
   前記画角調整手段は、前記最短距離の特定撮像位置に移動後、前記移動不能な特定撮像位置を撮影できるように画角調整を行うことを特徴とする請求項２に記載の撮像装置。
4. 前記移動手段の動作を記録するための記憶手段を有し、
   前記複数の特定撮像位置間の移動を繰り返し行う処理において、前記複数の特定撮像位置間の移動が不能な場合は前記記憶手段にログを残すことを特徴とする請求項１〜３の何れか１項に記載の撮像装置。
5. 前記複数の特定撮像位置間の移動を繰り返し行う処理において、撮像位置のうち移動が不能な場合はユーザに対して警告を行う警告手段を有することを特徴とする請求項１〜４の何れか１項に記載の撮像装置。
6. 複数の特定撮像位置へ撮像部を移動させる移動手段を有し、前記複数の特定撮像位置間の移動を繰り返し行う撮像方法であって、
   前記複数の特定撮像位置のうち、移動不能な特定撮像位置が少なくとも一箇所存在する場合に、前記移動不能な特定撮像位置への移動を除いて、前記複数の特定撮像位置間の移動を繰り返し行うことを特徴とする撮像方法。
7. 複数の特定撮像位置へ撮像部を移動させる移動手段を有し、前記複数の特定撮像位置間の移動を繰り返し行う撮像方法であって、
   前記複数の特定撮像位置のうち、移動不能な特定撮像位置が少なくとも一箇所存在する場合に、前記移動不能な特定撮像位置への移動は行わず、前記移動不能な特定撮像位置から最短距離の特定撮像位置へ移動し、前記複数の特定撮像位置間の移動を繰り返し行うことを特徴とする撮像方法。
8. 明瞭に撮影できる範囲の角度を調整する画角調整手段を有し、
   前記画角調整手段は、前記最短距離の特定撮像位置に移動後、前記移動不能な特定撮像位置を撮影できるように画角調整を行うことを特徴とする請求項７に記載の撮像方法。
9. 前記移動手段の動作を記録するための記憶手段を有し、
   前記複数の特定撮像位置間の移動を繰り返し行う処理において、前記複数の特定撮像位置間の移動が不能な場合は前記記憶手段にログを残すことを特徴とする請求項６〜８の何れか１項に記載の撮像方法。
10. 前記複数の特定撮像位置間の移動を繰り返し行う処理において、撮像位置のうち移動が不能な場合はユーザに対して警告を行う警告手段を有することを特徴とする請求項６〜９の何れか１項に記載の撮像方法。

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