JP2014099719A - Camera with universal head motion control and display control scheme - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、ズームレンズ付きのカメラにおいて、タブレット端末からの遠隔操作でカメ
ラのパン、チルト、ズームの操作を行なう雲台つきのカメラシステムに関する。
The present invention relates to a camera system with a pan head that performs pan, tilt and zoom operations of a camera by remote control from a tablet terminal in a camera with a zoom lens.
特許文献1のようにタッチパネルからの操作で雲台付テレビカメラの操作を行なう特許
が出願されている。雲台でカメラを制御するするニーズは、このような放送用のテレビカ
メラだけではなく、監視用カメラ、防犯カメラ、点検カメラなどにあり、人が近づけない
場所、入ると危ない場所での利用が考えられ、カメラとモニタが離れた場所にあり遠隔で
制御を行なう利用が増えている。
また、有線、無線のネットワーク回線の普及により、ネットワークを介して撮影データ
を伝送、カメラの制御、操作を行なうことが容易になってきている。
タッチパネル式のモニタを利用してカメラからの映像を表示しながら操作を行なう事も
実施されており、画面上に表示されたボタンをタッチすることにより操作を行なうことが
出来る。スマートフォンやタブレット端末の普及により、タップやフリック、ピンチイン
、ピンチアウトという操作も一般的になり、2本の指を使って指示、拡大縮小処理を行な
う技術が提案されている。
このように2本の指を使って、お互いが離れるような操作をピンチアウト、近づける操
作をピンチインと呼ぶ。
1本の指で表示画面をタッチし入力する操作をタップと呼び、すばやくスライドさせる
ことをフリックと呼ぶ。
Patents have been filed in which a camera camera with a pan head is operated by an operation from a touch panel as in
Also, with the widespread use of wired and wireless network lines, it has become easier to transmit shooting data over the network and to control and operate the camera.
An operation is also performed while displaying an image from a camera using a touch panel monitor, and the operation can be performed by touching a button displayed on the screen. With the spread of smartphones and tablet terminals, operations such as tapping, flicking, pinching in, and pinching out have become common, and a technique for instructing and scaling processing using two fingers has been proposed.
In this way, an operation of using two fingers to move away from each other is called a pinch out, and an operation of bringing them closer is called a pinch in.
An operation of touching and inputting a display screen with one finger is called a tap, and a quick slide is called a flick.
図1に示すようなカメラシステムにおいて、タブレット端末の操作でカメラを画面上の
目標の位置に操作し任意のサイズに拡大、縮小するためには、画面上の目標位置をタップ
し視野の中心に移動させたのち拡大、縮小する、またはジョイスティックやボタン、カー
ソルの操作により決められた1ピッチずつ動かし目標に近づけ、拡大、縮小するなど、複
数回の操作で行なう必要があった。
In the camera system as shown in FIG. 1, in order to operate the camera to the target position on the screen by operating the tablet terminal and to enlarge or reduce it to an arbitrary size, tap the target position on the screen and center it on the field of view. It has been necessary to carry out multiple operations such as enlarging and reducing after moving, or moving one pitch at a time determined by the operation of the joystick, buttons, and cursor, approaching the target, and enlarging and reducing.
このような、1ピッチずつ動かす操作では目標位置にあわせるまで時間がかかりかつ、
1ピッチ以下の精度の位置合わせができない。また、ジョイスティックやボタンを押して
いる間連続して移動し続ける操作では、カメラ装置とタブレット端末の間の往復の通信に
必要な時間、雲台が動く時間によりタイムラグが生じ目標位置で正確に位置決めをする事
が困難である。
In such an operation to move one pitch at a time, it takes time to match the target position,
Positioning with an accuracy of 1 pitch or less is not possible. In addition, in an operation that continues to move while the joystick or button is pressed, a time lag occurs due to the time required for reciprocal communication between the camera device and the tablet terminal, and the time for the pan head to move, and positioning at the target position is accurate. It is difficult to do.
カメラ映像が表示されるタブレット端末上で、目標となる対象物をはさむようにピンチ
イン、ピンチアウトすることにより、雲台のパン、チルトを行なうとともに、ズームレン
ズの倍率を決め、一度の操作で目標の映像を視野中心に移動させるとともに拡大、縮小を
行なう。
On the tablet device where the camera image is displayed, pinch-in and pinch-out to pinch the target object, pan and tilt the pan head, determine the zoom lens magnification, and target with a single operation The image is moved to the center of the field of view and enlarged or reduced.
ピンチアウトにより拡大する場合は図6に示すように(a)で開始位置P1、P2を、
操作終了時に(b)でP3、P4の位置を取得する。(a)で求めた一辺の長さ、(b)
で求めた一辺の長さからタブレット端末4の演算部で図7に示す演算を行い、706によ
り変化率を求め、708により現在の倍率に変化率から新しい倍率を求め、709により
カメラユニットに倍率を伝送する。ピンチアウトにより拡大する場合も、同様に、開始位
置と操作終了時の位置を取得し1辺の長さから図7に示す演算を行い、706により変化
率を求め、708により現在の倍率に変化率から新しい倍率を求め、709カメラユニッ
トに倍率を伝送する。
In the case of enlarging by pinch-out, as shown in FIG.
At the end of the operation, the positions of P3 and P4 are acquired in (b). The length of one side obtained in (a), (b)
7 is calculated by the calculation unit of the
また、フリックにより1回の操作で移動させたい方向へ上下左右1視野分となりへ移動
させる、このことにより短時間で位置決めが出来る。
特許文献1では、拡大、縮小の操作において、タッチパネルを操作する押圧を入力のパ
ラメータとしているが、実際にズームの動作を行わないと確認できず、目標とする倍率に
なるまで拡大、縮小の操作を繰り返すことになる。
Further, by flicking, it is moved to one field of view up, down, left, and right in the direction to be moved by one operation, so that positioning can be performed in a short time.
In
また、押圧に応じた倍率のパラメータをあらかじめROMに格納しておく必要がある、
この課題を解決するため、対象を2点ではさむように指示し、その2点に内接する長方形
と、ピンチイン、ピンチアウトを行ない、拡大、縮小終了後の2点に内接する長方形を表
示し視覚的に拡大、縮小の倍率が分かるようになり、倍率の計算に用いるパラメータも不
要となる。
Moreover, it is necessary to store the parameter of the magnification according to a press in ROM beforehand.
In order to solve this problem, the target is instructed to be sandwiched between two points, a rectangle inscribed in the two points, a pinch-in and pinch-out, and a rectangle inscribed in the two points after enlargement and reduction are displayed visually. Thus, the enlargement / reduction magnification can be known, and the parameters used for calculating the magnification are not required.
従来の方法ではこのように、ズームの位置に対応するズーム比、タッチパネルの押圧に
対応するパラメータを求めてROMに格納しておく必要があるが、本発明ではズーム比で
はなく画角をパラメータし、倍率についても開始位置と終了位置の2本の指で表す長方形
の比をパラメータとすることにより、操作者が指示した値を指令値に変換する計算に必要
なパラメータをあらかじめ求めておく必要が無く、ズームレンズを交換してもそのまま使
用する事が出来る。
In the conventional method, the zoom ratio corresponding to the zoom position and the parameter corresponding to the touch panel press need to be obtained and stored in the ROM. However, in the present invention, the angle of view is parameterized instead of the zoom ratio. As for the magnification, it is necessary to obtain in advance parameters necessary for calculation for converting the value designated by the operator into the command value by using the ratio of the rectangle represented by the two fingers of the start position and the end position as a parameter. Even if the zoom lens is replaced, it can be used as it is.
本発明により、タブレット端末上に表示された、拡大、または縮小したい対象を中心に
ピンチイン、ピンチアウトすることにより一度の操作でカメラのパン、チルトによる対象
物をタブレット端末の視野中心に表示するとともに倍率の変更を行なうことが出来、1ピ
ッチの毎の移動の精度が出ない、または通信のタイムラグなどにより正確に制御できない
カメラシステムであっても、短時間で対象物を視野中心になるようカメラを雲台により移
動させるとともに拡大、縮小をする事が出来る。
According to the present invention, by pinching in and out on the object to be enlarged or reduced displayed on the tablet terminal, the object by panning and tilting of the camera is displayed at the center of the visual field of the tablet terminal by one operation. A camera that can change the magnification and does not have the accuracy of movement for each pitch or cannot be accurately controlled due to communication time lag, etc. Can be moved by the pan head and can be enlarged and reduced.
本発明のカメラシステムは、カメラ装置1とズームレンズ2、雲台3、タブレット端末
4からなる。カメラ装置は、カメラユニット401と制御部402から構成され、タブレ
ット端末4とは、制御部402に内蔵される通信モジュール406で有線、または無線で
通信する事が出来る
The camera system of the present invention includes a
図1に示すカメラ装置1は図4に示すようにカメラユニット401とズームレンズ2、
雲台3、制御部402から構成され、制御部402はさらにカメラ制御部403、雲台制
御部404、CPU405を含むカメラアプリケーション407、通信モジュール406
から構成される。
A
The
Consists of
カメラユニットからは入力データとして、画角および倍率409を、カメラユニットへ
は指令値として倍率409を送る。上記データは、タブレット端末の演算部で求められ、
そのままの形で制御部402を介してカメラ制御部403からカメラユニット401へ伝
送され、また逆にカメラユニット401から制御部402を介してタブレット端末4へ伝
えられる。
An angle of view and a magnification 409 are sent as input data from the camera unit, and a magnification 409 is sent as a command value to the camera unit. The above data is obtained by the computing unit of the tablet terminal,
The data is transmitted from the camera control unit 403 to the camera unit 401 via the control unit 402 as it is, and conversely, is transmitted from the camera unit 401 to the
通信モジュール406とタブレット端末4の間は、有線、または無線により接続され、
遠隔でカメラ映像の伝送、ズームレンズの画角、倍率および、タブレット端末からの指令
値の伝送を行なう。更にタブレット端末はLAN、WANなどのインターネット回線によ
り遠隔地とデータの送受信を行なうことが出来る。
The communication module 406 and the
Remotely transmits camera images, zoom lens angle of view, magnification, and command values from tablet terminals. Furthermore, the tablet terminal can transmit / receive data to / from a remote location via an Internet line such as a LAN or WAN.
カメラからの映像が見られるタブレット端末の画面上で、視野中心に持って来たい対象
を挟むように2本の指で指示し、そのままピンチイン、ピンチアウトすることにより、対
象が視野中心に来るようパンチルトを行なうとともに倍率を変更する。
On the screen of the tablet terminal where the video from the camera can be seen, use two fingers to pinch the target you want to bring to the center of the field of view, and pinch in and out as it is so that the target will be in the center of the field of view Pan / tilt and change magnification.
2本の指で指示する位置により図5に示すように、2点501a、501bの中点とな
る中心位置503を求める。503を中心とし、501a、501bに接する表示を行な
う画面アスペクト比と同じアスペクト比になる長方形を求める。中心位置と2点の位置関
係により、図5(a)、図5(b)の2通りがある。
As shown in FIG. 5, a
視野中心については、図6(b)に示すように、操作終了時の指の位置P3、P4より
求める。図6(b)における対象の中心位置PC2が、図3における対象位置302であ
り、視野中心301との移動量を求め、図7 705によりパン、チルトの移動量を求め
、雲台を駆動する。
As shown in FIG. 6B, the visual field center is obtained from the finger positions P3 and P4 at the end of the operation. The object center position PC2 in FIG. 6B is the object position 302 in FIG. 3, the amount of movement with respect to the visual field center 301 is obtained, the amount of pan and tilt movement is obtained from FIG. 7705, and the pan head is driven. .
タブレット端末の画面上には、開始時に指示した位置より求めた画面アスペクト比にあ
った長方形図6 601と操作終了時に求めた長方形図6 602を表示し、倍率の変化
を目視できるようにする。画面アスペクト比にあった長方形を表示することにより、対象
物を移動先として指示している事が目視で確認出来る。図6(b)における操作開始時の
視野を表す長方形601と、操作終了時の視野を表す長方形602は違う色で表示し区別
できるようにする。
On the screen of the tablet terminal, a rectangular figure 6 601 corresponding to the screen aspect ratio obtained from the position instructed at the start and a rectangular figure 6 602 obtained at the end of the operation are displayed so that the change in magnification can be visually observed. By displaying a rectangle corresponding to the screen aspect ratio, it can be visually confirmed that the object is designated as the destination. The
タブレット端末上で指示した開始位置2点および、終了位置2点からズーム倍率を求め
る手段として、図6に示す長方形601の一辺の長さと長方形602の長さを利用する。
倍率の変化量は次の式で求められる。
倍率の変化量=602の一辺の長さ÷601の一辺の長さ
The length of one side of the
The amount of change in magnification can be obtained from the following equation.
Magnification change = length of one side of 602 / length of one side of 601
終了位置のズーム倍率は次の式で求められる。
終了位置のズーム倍率=開始位置のズーム倍率×倍率の変化量
なお、計算に使用する一辺の長さは縦でも横でもあるいは対角でも構わず、開始位置と終
了位置で同じ場所を使用すればよい。
The zoom magnification at the end position can be obtained by the following equation.
Zoom magnification at end position = zoom magnification at start position x magnification change amount
The length of one side used for the calculation may be vertical, horizontal, or diagonal, and the same location may be used at the start position and the end position.
ズームレンズの視野と画角の関係を図2に示す。視野201に対し、水平方向の画角2
02をH、垂直方向の画角203をV、視野中心に持って来たい対象物を204とする。
タブレット端末の画面では図3のように見えており、対象物204が対象位置302にあ
るとする。
The relationship between the field of view of the zoom lens and the angle of view is shown in FIG. Angle of
Suppose 02 is H, the angle of view 203 in the vertical direction is V, and 204 is the object to be brought to the center of the field of view.
On the screen of the tablet terminal, it looks as shown in FIG. 3, and it is assumed that the object 204 is at the target position 302.
対象位置302を視野中心301に移動させるための移動量は下記のようになる。
水平方向の動作角度=水平画角H×水平画素数差分dx/水平画素数x
垂直方向の動作角度=垂直画角V×垂直画素数差分dy/垂直画素数y
このようにカメラ装置から現在の画角をもらうことにより、雲台の動作角度として簡単に
求めることが出来る。
The amount of movement for moving the target position 302 to the visual field center 301 is as follows.
Horizontal operation angle = horizontal field angle H x horizontal pixel number difference dx / horizontal pixel number x
Operating angle in the vertical direction = vertical field angle V × vertical pixel number difference dy / vertical pixel number y
Thus, by obtaining the current angle of view from the camera device, it is possible to easily obtain the operating angle of the camera platform.
また、図4においてカメラユニット401から情報として、現在のズームレンズの画角
および、倍率をカメラ制御部403に渡し、カメラアプリケーション407および、通信
モジュール406を介してタブレット端末4に伝送する。タブレット端末4では画角を使
用して上記移動量を求めることにより、倍率が変化しても常に同じアルゴリズムで計算す
る事が出来、ズームレンズを使用が違うものと取り替えてもアルゴリズムを変更する必要
がない。
Also, in FIG. 4, as the information from the camera unit 401, the current angle of view and magnification of the zoom lens are passed to the camera control unit 403 and transmitted to the
タブレット端末の画面上で、フリック操作を行なうことにより、指をスライドさせる方
向(上下左右)に1画面分移動させて表示させる。点検カメラなどでは点検箇所を、重な
ることなく、なるべく少ない回数で網羅する必要があり、1回の操作で視野角(画角)分
指令値を与えてパン、チルトを行なう。
By performing a flick operation on the screen of the tablet terminal, the screen is moved and displayed by one screen in the direction in which the finger slides (up, down, left and right). An inspection camera or the like needs to cover inspection points as few times as possible without overlapping, and panning and tilting are performed by giving command values corresponding to viewing angles (view angles) by one operation.
図8(a)では、現在の視野を801とし、タブレット端末での表示を(b)とし、そ
の画面を802とする。1回のフリック操作(1)により、視野(1)移動する。このように、
フリック操作により1視野分移動を行い、マトリクス上の対象エリアを洩れなく移動し表
示する事が出来る。点検システムや監視システムでは、特定の範囲をダブルことなく飛ば
すことなく順番に見ていくことが必要であり、対象エリアを1視野ずつ順番に見ていける
ように移動が出来るようにする。
In FIG. 8A, the current visual field is set to 801, the display on the tablet terminal is set to (b), and the screen is set to 802. Move the visual field (1) by one flick operation (1). in this way,
By moving the field of view by flicking, the target area on the matrix can be moved and displayed without omission. In the inspection system and the monitoring system, it is necessary to look at a specific range in order without double, and it is possible to move so that the target area can be seen one by one in order.
図1のカメラシステムにおいて、カメラシステム2とタブレット端末4を、遠隔からイ
ンターネット回線や携帯電話網で接続する。通信により遅延が発生する環境であってもタ
ブレット端末上で目標とする位置と倍率を直接指示することにより短時間で位置決めを行
なうことが出来る。例えば、図2において水平画角202が50度、視野中心から対象位
置までの差分が20度、1ピッチの移動量が2度である場合、10回の操作が必要である
が、本システムでは1回の操作で位置決めをおこなうことができ位置決めに要する時間は
1/10となる。遠隔でカメラを操作し対象に合わせる用途として、交通や流通、工事現場な
どの監視システムや防犯システム、構造物の点検、保守システムで利用する。
In the camera system of FIG. 1, the
1/10. It can be used in remote monitoring systems such as traffic, distribution, construction sites, security systems, structural inspections, and maintenance systems to control cameras remotely.
本発明は雲台に装着されたズームレンズ付カメラシステムの制御および、表示方式に関
するもので、特にタブレット端末を用いて遠隔で操作を行い、画面上の任意の位置へ移動
させるとともに、拡大縮小をさせたりするための動作制御および構成に関するものである
。
さらに、TVカメラシステム、監視用カメラ、防犯カメラ、点検システムなどカメラを
対象物に合わせて移動させたり、拡大、縮小を行なうカメラシステム利用する事が出来る
。
The present invention relates to control of a camera system with a zoom lens mounted on a camera platform and a display method, and in particular, it can be remotely operated using a tablet terminal and moved to an arbitrary position on a screen and scaled. The present invention relates to an operation control and a configuration for making it happen.
Furthermore, it is possible to use a camera system such as a TV camera system, a surveillance camera, a security camera, or an inspection system that moves, enlarges, or reduces a camera according to an object.
1…カメラ装置、2…ズームレンズ、3…雲台、4…タブレット端末、201…視野、
202…水平画角H、203…垂直画角V、204…対象物、301…視野中心、302
…対象位置、303…対象物、304…水平画素数x、305…垂直画素数y、306…水
平画素数差分dx、307…垂直画素数差分dy、401…カメラユニット、402…制御部
、403…カメラ制御部、404…雲台制御部、405…CPU、406…通信モジュー
ル、407…カメラアプリケーション、408…画角(指令値)、409…画角/倍率、
410…雲台指令値、501…2点の指示位置、502…501に接する長方形、503
…501で指示する2点の中点でかつ、502の長方形の中心、504…2点の指示位置
、505…504に接する長方形、506…504で指示する2点の中点でかつ、505
の長方形の中心、601…ピンチアウトを行なう開始位置での長方形、602…ピンチア
ウト終了後の長方形、701〜709…カメラユニットに指令値を与えるアルゴリズム、
801…対象の中での現在の視野、802…タブレット端末の表示画面。
DESCRIPTION OF
202 ... Horizontal angle of view H, 203 ... Vertical angle of view V, 204 ... Object, 301 ... Center of visual field, 302
... target position 303 ... target object 304 ... horizontal pixel number x, 305 ... vertical pixel number y, 306 ... horizontal pixel number difference dx, 307 ... vertical pixel number difference dy, 401 ... camera unit, 402 ... control unit, 403 ... camera control unit, 404 ... pan head control unit, 405 ... CPU, 406 ... communication module, 407 ... camera application, 408 ... angle of view (command value), 409 ... angle of view / magnification,
410 ... pan head command value, 501 ... two designated positions, 502 ... rectangle in contact with 501 503
... the midpoint of the two points designated by 501 and the center of the rectangle of 502, 504 ... the designated position of two points, the rectangle touching 505 ... 504, the midpoint of the two points designated by 506 ... 504, and 505
601... Rectangle at the start position for performing pinch out, 602... Rectangle after the end of pinch out, 701 to 709... Algorithm for giving a command value to the camera unit,
801 ... Current view of the subject, 802 ... Display screen of the tablet terminal.
Claims (5)
の移動量、ズーム倍率をカメラ装置に伝送することにより、雲台及びカメラの位置が制御
されると共に、レンズ部のズーム倍率が制御されるシステムにおいて、
タブレット端末上で、視野の中心に持って来る対象を2本の指で指示し、中点を視野の
中心になるよう、パン及びチルトの量を演算するとともに、
ピンチインによる縮小、又はピンチアウトによる拡大のズーム倍率を演算し、
演算出力として雲台及びズームカメラを制御することにより、
一回の操作で対象とする位置まで制御するカメラシステム。 In response to an operation instruction from a tablet terminal capable of projecting a camera image, the pan and tilt movement amount and the zoom magnification are transmitted to the camera device, thereby controlling the position of the camera platform and the camera and the zoom magnification of the lens unit. In a system where is controlled
On the tablet device, the target to be brought to the center of the field of view is indicated with two fingers, the amount of pan and tilt is calculated so that the midpoint is the center of the field of view,
Calculate zoom magnification for reduction by pinch-in or enlargement by pinch-out,
By controlling the pan head and zoom camera as computation output,
A camera system that controls a target position with a single operation.
操作開始時に2本の指で指示した2点の中点を中心として、2本の指で指示した2点に
接する、画面アスペクト比と同じアスペクト比の長方形を求め、
ピンチイン、又はピンチアウト終了後の2本の指で指示した位置の中点を視野中心とし
、2本の指で指示した位置に接する長方形を開始時と同じ方法で同じアスペクト比により
求め、
操作開始時と操作終了時の長方形を重ねて、それぞれ違う色で表示し視覚的に倍率の変
化を示す表示装置。 The camera system according to claim 1,
Find a rectangle with the same aspect ratio as the screen aspect ratio that touches the two points specified by two fingers around the midpoint of the two points specified by two fingers at the start of the operation.
Obtain the rectangle touching the position pointed by the two fingers with the same aspect ratio in the same way as the start, with the midpoint of the position pointed by the two fingers after pinching in or pinching out as the center of the field of view,
A display device that shows the change in magnification visually by overlapping rectangles at the start and end of operation and displaying them in different colors.
前記記載の方法により、操作終了時に求めた長方形の一辺の長さと操作開始時に求めた
長方形の一辺の長さの変化率を、操作開始時にカメラユニットから取得したズーム倍率に
乗ずることにより求め、
カメラユニットに伝送し、ズーム倍率を変更する制御方式。 The camera system according to claim 1,
By the method described above, the length of one side of the rectangle obtained at the end of the operation and the change rate of the length of one side of the rectangle obtained at the start of the operation are obtained by multiplying the zoom magnification obtained from the camera unit at the start of the operation,
Control method that transmits to the camera unit and changes the zoom magnification.
カメラユニットからタブレット端末へは、画角と倍率を送信し、
タブレット端末からカメラユニットへは、倍率とパン及びチルトの移動角度を送信する
ことにより、
カメラ及びレンズの仕様が変わってもアルゴリズムを変更する必要がないカメラシステム
。 The camera system according to claim 1,
Send the angle of view and magnification from the camera unit to the tablet device,
By transmitting the magnification and pan and tilt movement angles from the tablet terminal to the camera unit,
A camera system that does not require algorithm changes even if the camera and lens specifications change.
一本の指で、タッチパネル上をタッチし、そのまま上下左右のカメラを移動させたい方向
に指をスライドさせる操作により、
上下左右のスライドにより指定した方向に1視野分のパン及びチルトを、1回の操作で
移動を行なう制御方式。 The camera system according to claim 1,
By touching the touch panel with one finger and sliding the finger in the direction you want to move the camera up / down / left / right,
A control method in which panning and tilting for one field of view is moved by a single operation in the direction specified by up / down / left / right slides.
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