JP5200341B2 - 遠隔指示システム及び遠隔指示方法 - Google Patents

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Description

本発明は、対象物に対して遠隔地から指示が可能な遠隔指示システムに関する。
遠隔地間でコミュニケーションを行うシステムが知られている。例えば、特許文献1によれば、遠隔環境にある対象物をカメラで撮像し、撮像された撮像画像を遠隔地にある監視環境に送信するとともに、当該撮像画像に基づくポインタ(以下、アノテーション画像という。)を遠隔環境に送信し、当該アノテーション画像をビデオプロジェクタによって対象物に投影させることで、電話や撮像画像だけでなく、対象物の詳細な部位にまでアノテーション画像によって監視者が指示することが可能となる。
また、非特許文献1では、スクリーンにデジタル画像を表示した際に、端末のカーソルによって指し示された箇所の周辺を明るく表示する技術が開示されている。
特開2003−209832号公報 米国特許公開2004/0070674号公報 特開2005−33756号公報 Azam Khan、Justin Matejka、George Fitzmaurice、Gordon Kurtenbach著、「Spotlight:Directing Users’Attention on Large Displays」
ところで、このような従来の技術においては、アノテーション画像を投影するのみの機能であり、例えば、アノテーション画像によって指示される対象物が複雑な構造をしていたり、アノテーション画像が小さかったりする場合には、対象物の近辺にいる者はアノテーション画像に気づきにくい可能性がある。本発明の目的は、上述した問題点を解決するものであり、アノテーション画像に確実に気づかせることが可能な遠隔指示システム及び遠隔指示方法を提供するものである。
上述した問題点を解決するために、本発明の遠隔指示システムは、対象物を撮像手段により撮像させると共に、その撮像画像に基づくアノテーション画像を前記撮像手段の撮像領域内に投影手段により投影させる遠隔指示システムであって、前記アノテーション画像を注視させるための注視用画像を前記アノテーション画像と共に投影させる注視用画像出力手段を有し、前記注視用画像出力手段は、前記注視用画像の投影があってから所定の時間が経過していない状態で前記アノテーション画像と異なる新たなアノテーション画像の投影があったとき、前記新たなアノテーション画像に対する新たな注視用画像の投影を停止させることを特徴とする。
この構成により、アノテーション画像と共に注視用画像が投影されるので、アノテーション画像を見る者は確実に当該アノテーション画像に気づくようになる。また、この構成により、注視用画像が投影され続ける状態を防止することができる。
また、本発明は、前記注視用画像出力手段が、前記注視用画像の出力中に出力状態を変化させることを特徴とする。
この構成により、注視用画像の出力中に、注視用画像の出力状態が変化するので、アノテーション画像を見る者は一層アノテーション画像に確実に気づくようになる。
また、本発明は、前記注視用画像出力手段が、前記アノテーション画像の全体を覆うように前記注視用画像を表示した後、前記注視用画像を前記アノテーション画像に向けて集めていくように投影することを特徴とする。
この構成により、注視用画像がアノテーション画像に向けて集めていくように投影されるので、当該注視用画像に対して注意が働き、アノテーション画像に気づき易くなる。
また、本発明は、前記注視用画像出力手段が、前記アノテーション画像の投影条件に応じて、前記注視用画像の投影条件を変更することを特徴とする。
この構成により、アノテーション画像の投影条件に応じて、注視用画像の投影条件が変更するので、当該注視用画像に対して注意が働き、アノテーション画像に気づき易くなる。
また、本発明は、前記注視用画像出力手段が、前記アノテーション画像の形状に応じて前記注視用画像の形状を変化させることを特徴とする。
この構成により、アノテーション画像の形状に応じて注視用画像の形状が変化するので、当該注視用画像に対して注意が働き、アノテーション画像に気づき易くなる。
また、本発明は、前記撮像手段及び前記投影手段を管理するサーバと、前記サーバから前記撮像画像を受信すると共に前記アノテーション画像を指示する遠隔端末と、を有し、前記注視用画像出力手段が、アノテーション画像が指示された遠隔端末における前記注視用画像の表示中、前記撮像画像の送信を停止することを特徴とする。
この構成により、注視用画像の表示中における遠隔端末への撮像画像の送信が停止することになり、ネットワーク負荷を低減することができる。
また、本発明は、前記注視用画像出力手段が、前記アノテーション画像が指示された遠隔端末以外の遠隔端末に前記注視用画像を表示することを特徴とする。
この構成により、アノテーション画像の指示をしていない遠隔端末に対して注視用画像が表示されることになり、当該遠隔端末を操作する者にもアノテーション画像を確実に気づかせることが可能となる。
また、本発明は、前記注視用画像出力手段が、前記対象物のアノテーション画像の投影される領域の構造に応じて、前記注視用画像を形成することを特徴とする。
この構成により、対象物のアノテーション画像の投影される領域の構造に応じて、注視用画像が形成されることになり、複雑な構造を有する対象物であっても確実にアノテーション画像に気づかせることが可能となる。
また、本発明の遠隔指示方法は、対象物を撮像手段により撮像すると共に、その撮像画像に基づくアノテーション画像を前記撮像手段の撮像領域内に投影手段により投影する遠隔指示方法であって、前記アノテーション画像を注視させるための注視用画像を前記アノテーション画像と共に投影させ、前記注視用画像の投影があってから所定の時間が経過していない状態で前記アノテーション画像と異なる新たなアノテーション画像の投影があったとき、前記新たなアノテーション画像に対する新たな注視用画像の投影をCPUが停止させることを特徴とする。
この構成により、アノテーション画像と共に注視用画像が投影されるので、アノテーション画像を見る者は確実に当該アノテーション画像に気づくようになる。また、この構成により、注視用画像が投影され続ける状態を防止することができる。
本発明のによれば、対象物の近辺にいる者にアノテーション画像を確実に気づかせることが可能となる。
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して具体的に説明する。
図1は本発明の実施の形態に係る遠隔指示システムの概念図である。また、図2は、対象物5に投影されるアノテーション画像8の様子を示す図であり、 図3は、サーバ1の機能ブロック図である。
この遠隔指示システムは、図1に示すように、サーバ1と、サーバ1にネットワーク2を介して接続される遠隔端末3とを備える。サーバ1は、対象物5を撮像する撮像手段としてのビデオカメラ7と、対象物5にアノテーション画像8を投影する投影手段としてのプロジェクタ9とを備える。尚、アノテーション画像8には、線、文字、図形等のあらゆる形態の画像が含まれる。
一方、遠隔端末3は、上述したビデオカメラ7によって撮像された撮像画像を表示するディスプレイ13と、対象物5にアノテーション画像を指示するマウス15とを備える。アノテーション画像8は、図2に示すように、撮像領域4内に配置される対象物5に投影される。
このサーバ1は、図3に示すように、ビデオカメラ7を制御する撮像部12と、ビデオカメラ7によって撮像された撮像画像を遠隔端末3に送信する送信部14と、を備える。また、サーバ1は、アノテーション画像8を受信する受信部18と、プロジェクタ9を制御し、アノテーション画像8を投影させる投影部16と、を備える。さらに、撮像部12からの撮像画像に基づき、投影部16に注視用画像を出力させる注視用画像出力手段としての注視用画像出力部11を備える。
このように構成された遠隔端末システムの動作について説明する。ビデオカメラ7によって撮像された対象物5の撮像画像は、サーバ1からネットワーク2を介して遠隔端末3に送信される。そして、当該撮像画像はディスプレイ13に表示される。遠隔端末3を操作する者は、ディスプレイ13に表示される撮像画像に応じて、所望のアノテーション画像8をマウス15によって指示することが可能である。
マウス15によって指示されたアノテーション画像8は、遠隔端末3からネットワーク2を介してサーバ1に送信され、当該アノテーション画像8はプロジェクタ9によって対象物5に投影されることになる。アノテーション画像8が投影されると共に、または投影された後、撮像画像に応じた注視用画像10がプロジェクタ9によって対象物5に投影されることになる。
図4は、サーバ1に形成された注視用画像出力部11の動作を示すフローチャートである。まず、注視用画像出力部11は、撮像画像上にアノテーション画像8の描画が開始されているか否かを判定する(S1)。撮像画像上にアノテーション画像8が描画されている場合には(S1;Yes)、注視用画像出力部11は、プロジェクタ9にアノテーション画像8の投影を開始させ(S2)、撮像画像上にアノテーション画像8が描画されていない場合には(S1;No)、S2の処理をスキップする。
次に、注視用画像出力部11は、撮像画像へのアノテーション画像8の描画が終了したか否かを判定する(S3)。撮像画像へのアノテーション画像8の描画が終了した場合には(S3;Yes)、注視用画像出力部11は、プロジェクタ9にアノテーション画像8の投影を終了させ(S4)、さらに、プロジェクタ9に注視用画像10の投影を開始させる(S5)。一方、撮像画像へのアノテーション画像8の描画が終了していない場合には(S1;No)、S1の処理に戻る。
図5は、遠隔端末3の動作を示すフローチャートである。遠隔端末3は、撮像画像を受信すると(S11)、当該撮像画像をディスプレイ13に表示させる(S12)。次に、撮像画像上にアノテーション画像8が描画された場合には(S13;Yes)、当該アノテーション画像8をサーバ1に送信し(S14)、そうでない場合には(S13:No)、アノテーション画像が描画されるまで待機する。さらに、アノテーション画像8の送信は、アノテーション画像8の描画が終了するまで行われ(S15;No)、アノテーション画像8の描画の終了とともに(S15;Yes)、遠隔端末3は処理を終了する。
注視用画像出力部11によって対象物5に投影された注視用画像10は、例えば、図6から図9によって表すことができる。図6は、注視用画像10の投影方法の一形態であるが、まず、図6(a)に示すように、注視用画像出力部11は、アノテーション画像8の全体を覆うように注視用画像10を表示した後、図6(b)に示すように、注視用画像10をアノテーション画像8に向けて徐々に集めていくように投影し、図6(c)に示すように、アノテーション画像8に近接する。そして、最後に、図6(d)に示すように、注視用画像10の投影が停止して、注視用画像が投影され続ける状態が防止される。注視用画像出力部11が、このような処理を行うことによって、アノテーション画像8に気づかせ易くなる。
また、図7及び図8は、注視用画像10の投影方法の他の形態であるが、図7に示すように、注視用画像10を例えば三重にしてもよいし、図8に示すように注視用画像10を例えば点滅にさせてもよい。なお、注視用画像10の投影方法の形態はこれらに限定するものでない。さらに、図9も、注視画像10の投影方法の他の形態であるが、図9に示すように、アノテーション画像8の形状が例えば横長である場合には、その形状に応じた注視用画像10を投影するようにしてもよい。この場合、注視用画像10の縦横比は、アノテーション画像8の縦横比によって決定することが好ましい。
図10も、注視用画像10の投影方法の一形態であるが、図10に示すように、アノテーション画像8に注視用画像10を重ねるようにしてもよい。このように投影することで、アノテーション画像を目立たせることが可能となる。
図11は、注視用画像出力部11の他の動作を示すフローチャートである。図11では、まず、注視用画像出力部11は、撮像画像上にアノテーション画像8の描画が開始されているか否かを判定する(S21)。撮像画像上にアノテーション画像8が描画されている場合には(S21;Yes)、注視用画像出力部11は、プロジェクタ9にアノテーション画像8の投影を開始させる(S22)。次に、そのアノテーション画像8の描画が描画開始であるか判定する(S23)。描画開始である場合には(S23;Yes)、プロジェクタ9に注視用画像10を投影させる(S24)。なお、撮像画像上にアノテーション画像8が描画されていない場合には(S21;No)、S22、S23、S24の処理を、描画開始でない場合には(S23;No)、S24の処理をスキップする。
次に、注視用画像出力部11は、撮像画像へのアノテーション画像8の描画が終了したか否かを判定する(S25)。撮像画像へのアノテーション画像8の描画が終了した場合には(S25;Yes)、注視用画像出力部11は、プロジェクタ9にアノテーション画像8の投影を終了させ(S26)、さらに、プロジェクタ9に注視用画像10の投影を開始させる(S27)。一方、撮像画像へのアノテーション画像8の描画が終了していない場合には(S25;No)、S21の処理に戻る。
具体的には、図12(a)に示すように、注視用画像出力部11は、アノテーション画像8の投影が開始した時点に、注視用画像10の投影を行う。アノテーション画像8の描画を行っている間は、図12(b)に示すように注視用画像10は投影しない。アノテーション画像8の描画が終了したとき、図12(c)のように注視用画像10を再度表示させる。そして、最後に、図12(d)に示すように、注視用画像10の投影が停止する。このように、アノテーション画像の描画の完了時だけでなく、描画の開始した時にも注視用画像10を投影させることで、アノテーション画像8をより一層注視させることができる。
図13は、注視用画像出力部11の他の動作を示すフローチャートである。図13では、図4において説明したS5、または、図11において説明したS24、S27の処理の一実施形態である。すなわち、S5等では、注視用画像出力部11は、プロジェクタ9にアノテーション画像8の投影を終了させた後、プロジェクタ9に注視用画像10の投影を開始させていたが、図13に示すフローチャートでは、注視用画像出力部11は、直前の注視用画像10が投影させてから所定時間経過後であって(S31;Yes)、直前の注視用画像10が投影された位置から所定の距離が離れている場合に(S32;Yes)、プロジェクタ9に注視用画像10の投影を開始させている(S33)。
具体的に、図14を参照して説明する。アノテーション画像8(アノテーション画像1〜3)が対象物5に連続的に投影される場合に、図14(a)から図14(c)の状態に次々にアノテーション画像が追加されるごとに注視用画像10が投影されるため、注視用画像10が過剰に投影されることになる。したがって、アノテーション画像8を見る者にとって煩わしさを感じる場合があるが、このような煩わしさを回避するために、直前のアノテーション画像が投影されてから所定の時間が経過した後に注視用画像10を投影させることで、アノテーション画像8を見る者は、さほど煩わしさを感じないようになる。図14(a)は初めのアノテーション画像1が書かれたため、注視用画像1が投影される。次に、図14(b)のようにアノテーション画像2が一定時間内に書かれたとき、注視用画像は過剰なため投影しない。最後に、注視用画像1が投影されてから一定時間後に図14(c)のようにアノテーション画像3が書かれると、注視用画像2が投影される。
次に、対象物5が複雑な構造を有していた場合の実施形態について説明する。図15(a)は、電子部品21を搭載した回路基板19の平面図である。このように、対象物5が複雑な回路基板19である場合に、図15(b)に示すように、アノテーション画像8の投影された箇所が電子部品21の間にあり、電子部品21がアノテーション画像8に対する視線を遮るようなことがある。そのため、アノテーション画像8を確認する者にとって、アノテーション画像8の投影箇所が分かりづらいという可能性がある。
本実施形態によれば、図16(a)及び図16(b)に示すように、注視用画像10を当該アノテーション画像8に向かって集めていくように移動させることによって、アノテーション画像8を見る者にとって、当該アノテーション画像8が指示している箇所に気づき易くなるという利点がある。
また、対象物5が上述したような回路基板19である場合には、注視用画像処理手段11は、ビデオカメラ7よって撮像された撮像画像を微分ヒストグラム法等により、画像の複雑さを解析処理し、解析処理結果に応じて注視用画像10の形状を変化させることができる。当該変化は、例えば、注視用画像10が円である場合には、円の数を変化させたり、円の開始半径を変化させたり、円の太さ等を変化させることが望ましい。
図17は、サーバ1に遠隔端末3を接続した場合の注視用画像出力部11の他の動作を示すフローチャートである。図17では、図4において説明したS5、または、図11において説明したS24、S27の処理の一実施形態である。すなわち、S5等では、注視用画像出力部11は、プロジェクタ9にアノテーション画像8の投影を終了させた後、プロジェクタ9に注視用画像10の投影を開始させていたが、図17に示すフローチャートでは、注視用画像出力部11は、プロジェクタ9に注視用画像10の投影をさせた後(S41)、注視用画像10の投影が行われている間は(S42;No)、撮像画像の送信を停止し(S44)、注視用画像10の投影が終了した後(S42;Yes)、撮像画像の送信を再度開始するようにしている(S43)。
具体的には、対象物5に投影されるアノテーション画像8に対し、注視用画像10が投影される場合に、図18(a)に示すように、注視用画像10が投影途中であって、まだ投影が終了していない場合に、遠隔地のディスプレイ13には、画像が送出されないので、注視用画像10が投影された対象物5の撮像画像は表示されず、アノテーション画像8のみが投影された対象物5の撮像画像が表示されることになる。そして、図18(b)に示すように、対象物5に注視用画像10の投影が終了したとき、当該撮像画像がディスプレイ13に送信され、表示されることになる。このような処理を行わせることで、注視用画像10が投影されている間の撮像画像を遠隔端末に送信する必要がなくなり、ネットワーク負荷を軽減することができる。
また、遠隔指示システムに複数の遠隔端末3が接続された場合について図19を参照して説明する。図19(a)は、対象物5にアノテーション画像8が投影された様子を示す図である。また、図19(b)は、遠隔端末3a、3bのそれぞれのディスプレイ13a、13bを示す図である。
図19(b)に示すように、注視用画像出力部11は、アノテーション画像8を指示した遠隔端末3bに対しては、注視用画像10を表示させず、アノテーション画像8を指示しなかった遠隔端末3aに対しては、注視用画像10を表示させることができる。アノテーション画像8の指示が行われた遠隔端末3bは、対象物5の指示した位置を当然に理解できるため、注視用ガイド画像10を表示させる必要はないが、アノテーション画像8の指示が行われなかった遠隔端末3aは、対象物5の指示した位置を理解できないため、注視用ガイド画像10を表示させる必要がある。注視用画像出力部11は、このような処理を行うことで、アノテーション画像10の指示が行われなかった遠隔端末3aに対しても、アノテーション画像10を注視させることができる。なお、表示する注視用画像10は、撮像された注視用画像と同一である必要はなく、例えば、ディスプレイ13aに示すように、矩形の形状を有する注視用画像10であってもよい。
図20は、遠隔指示システムにレーザポインタ17を接続した概念図である。図20に示すように、レーザポインタ17を使用することによって、対象物5に直接アノテーション画像8を投影させ、当該アノテーション画像8に対して注視用画像10を投影させることができる。具体的には、レーザポインタ17によるレーザの軌跡がビデオカメラ7によって撮像され、その撮像画像に基づくアノテーション画像10が対象物5に投影されるとともに、当該アノテーション画像8に基づく注視用画像10が対象物5に投影される。
なお、本発明は、上述した実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲内で種々変形して実施することが可能である。例えば、上述した実施形態において、注視用画像出力部11は、サーバ1に形成したが、遠隔端末に形成してもよい。ただし、注視用画像出力部11をサーバ1に備えることにより、遠隔端末3に備える場合よりもネットワーク負荷をかけないという利点がある。また上述した各機能ブロックやフローチャートの各処理は、CPU等の処理装置あるいはそこで実行されるプログラム、およびハードディスク等の記憶装置等により実現される。
以上説明したように、本発明によれば、対象物に指示されるアノテーション画像を注視させるための注視用画像を前記アノテーション画像と共に投影させることができ、対象物の近辺の者に確実に気づかせることが可能となるため、産業上の利用可能性が高い。
遠隔指示システムの概念図である。 対象物に投影されるアノテーション画像の様子を示す図である。 サーバの機能ブロック図である。 注視用画像出力部の動作を示すフローチャートである。 遠隔端末の動作を示すフローチャートである。 注視用画像の投影方法の一形態を示す図である。 注視用画像の投影方法の他の形態を示す図である。 注視用画像の投影方法の他の形態を示す図である。 注視用画像の投影方法の他の形態を示す図である。 注視用画像の投影方法の他の形態を示す図である。 注視用画像出力部の他の動作を示すフローチャートである。 注視用画像の投影方法の一形態を示す図である。 注視用画像出力部の他の動作を示すフローチャートである。 注視用画像の投影方法の一形態を示す図である。 電子部品を搭載した回路基板の概念図である。 注視用画像の投影方法の一形態を示す図である。 注視用画像出力部の他の動作を示すフローチャートである。 遠隔端末のディスプレイにおける表示例である。 遠隔端末のディスプレイにおける他の表示例である。 遠隔指示システムにレーザポインタを接続した概念図である。
符号の説明
1 サーバ
2 ネットワーク
3、3a、3b 遠隔端末
4 撮像領域
5 対象物
6 コンピュータ
7 ビデオカメラ
8 アノテーション画像
9 プロジェクタ
10 注視用画像
11 注視用画像出力部
12 撮像部
13、13a、13b ディスプレイ
14 送信部
15 マウス
16 投影部
17 レーザポインタ
18 受信部
19 回路基板
21 電子部品

Claims (9)

  1. 対象物を撮像手段により撮像させると共に、その撮像画像に基づくアノテーション画像を前記撮像手段の撮像領域内に投影手段により投影させる遠隔指示システムであって、
    前記アノテーション画像を注視させるための注視用画像を前記アノテーション画像と共に投影させる注視用画像出力手段を有し、
    前記注視用画像出力手段は、前記注視用画像の投影があってから所定の時間が経過していない状態で前記アノテーション画像と異なる新たなアノテーション画像の投影があったとき、前記新たなアノテーション画像に対する新たな注視用画像の投影を停止させることを特徴とする遠隔指示システム。
  2. 前記注視用画像出力手段は、前記注視用画像の出力中に出力状態を変化させることを特徴とする請求項1に記載の遠隔指示システム。
  3. 前記注視用画像出力手段は、前記アノテーション画像の全体を覆うように前記注視用画像を表示した後、前記注視用画像を前記アノテーション画像に向けて集めていくように投影することを特徴とする請求項1または2に記載の遠隔指示システム。
  4. 前記注視用画像出力手段は、前記アノテーション画像の投影条件に応じて、前記注視用画像の投影条件を変更することを特徴とする請求項1から3のいずれか1項に記載の遠隔指示システム。
  5. 前記注視用画像出力手段は、前記アノテーション画像の形状に応じて前記注視用画像の形状を変化させることを特徴とする請求項1から4のいずれか1項に記載の遠隔指示システム。
  6. 前記撮像手段及び前記投影手段を管理するサーバと、
    前記サーバから前記撮像画像を受信すると共に前記アノテーション画像を指示する遠隔端末と、を有し、
    前記注視用画像出力手段は、アノテーション画像が指示された遠隔端末における前記注視用画像の表示中、前記撮像画像の送信を停止することを特徴とする請求項1から5のいずれか1項に記載の遠隔指示システム。
  7. 前記注視用画像出力手段は、前記アノテーション画像が指示された遠隔端末以外の遠隔端末に前記注視用画像を表示することを特徴とする請求項6に記載の遠隔指示システム。
  8. 前記注視用画像出力手段は、前記対象物のアノテーション画像の投影される領域の構造に応じて、前記注視用画像を形成することを特徴とする請求項1から7のいずれか1項に記載の遠隔指示システム。
  9. 対象物を撮像手段により撮像すると共に、その撮像画像に基づくアノテーション画像を前記撮像手段の撮像領域内に投影手段により投影する遠隔指示方法であって、
    前記アノテーション画像を注視させるための注視用画像を前記アノテーション画像と共に投影させ、
    前記注視用画像の投影があってから所定の時間が経過していない状態で前記アノテーション画像と異なる新たなアノテーション画像の投影があったとき、前記新たなアノテーション画像に対する新たな注視用画像の投影をCPUが停止させることを特徴とする遠隔指示方法。
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