JP7019064B2 - カメラ設置支援装置及び方法並びに設置角度算出方法、並びにプログラム及び記録媒体 - Google Patents

Description

本発明は、カメラ設置支援装置及び方法、並びに設置角度算出方法に関する。本発明はまた、プログラム及び記録媒体に関する。

監視カメラの設置に当たっては、カメラの設置角度を所望の値（目標値）に一致させる必要がある。目標値は、監視対象領域をできるだけ効率的にカバーするように定められており、設置に当たっては、設置角度が目標値に一致するように調整が行われる。

特許文献１には、車両周囲の監視のための車載カメラの取付角度（設置角度）を所望の値にするためのキャリブレーション方法が開示されている。この方法では、発光装置からの照射により地面に形成された複数のマーカをカメラで撮影し、撮影画像内のマーカを認識し、認識されたマーカの形状、相互間距離等に基づいて取付角度を算出し、算出結果に基づいて取付角度の補正を行う。

特開２００７－２７４５６４号公報

特許文献１に記載された方法は、複数のマーカを形成するための発光装置が必要であるという問題がある。また、複数のマーカを同一平面上に形成する必要があり、例えば、建物の内部のように家具等の障害物が多く、広い平面を利用することができない場合には適用が困難である。

本発明は、上記の課題を鑑み、マーカが形成される平面が比較的狭くても設置角度の算出或いは調整を可能にすることを目的とする。

本発明の一つの態様の設置支援装置は、
カメラに取り付けることが可能であって、平面に向けて光を照射し、前記平面にマーカを形成する投射器と、
前記カメラの光軸が前記平面に対して垂直であるときに、前記光軸と前記平面との交点に、前記マーカが形成されるように、前記カメラに対する前記投射器の相対角度を調整する相対角度調整部と、
前記カメラによって前記マーカを撮影することで得られた画像から、前記画像内のマーカを認識する認識部と、
前記画像内における、前記マーカと、前記カメラの光軸と前記平面との交点との距離に基づいて前記カメラの設置角度を算出する設置角度算出部と、
前記カメラの設置角度の目標値を記憶する記憶部と、
前記設置角度算出部によって算出された設置角度と前記記憶部に記憶されている設置角度の目標値とを比較し、誤差を算出する誤差算出部と
を有することを特徴とする。

本発明の他の態様の設置角度算出方法は、
投射器から平面に向けて光を照射して前記平面にマーカを形成し、
前記平面に形成されるマーカをカメラで撮影し、
前記カメラの光軸が前記平面に対して垂直であるときに、前記光軸と前記平面との交点に前記マーカが形成されるように、前記カメラに対する前記投射器の相対角度を調整し、
前記相対角度が調整された値のものであり、前記光軸が前記平面に対して垂直な方向以外の方向にあるときに、前記マーカを撮影することで得られた画像内における、前記マーカと、前記光軸と前記平面との交点との距離に基づいて前記カメラの設置角度を算出する
ことを特徴とする。

本発明によれば、マーカが形成される平面が比較的狭くても設置角度の算出或いは調整が可能である。

（ａ）及び（ｂ）は、本発明の実施の形態１の設置支援装置をカメラとともに示す斜視図である。 （ａ）及び（ｂ）は、図１に示される設置支援装置の投射器によるマーカの形成及びカメラによるマーカの撮影を示す概略立面図である。 （ａ）及び（ｂ）は、撮影画像内のマーカの位置を示す図である。 図１に示される設置支援装置の本体部の構成を示す機能ブロック図である。 カメラの光軸が床面に垂直であるときにカメラの光軸と床面との交点にマーカが形成されるように相対角度が調整された状態を示す図である。 カメラの光軸が床面に対して傾いているときに形成されるマーカの位置の、カメラの光軸と床面との交点からのずれを示す図である。 床面上のマーカの位置ずれと、撮影画像内のマーカの位置ずれとの関係を示す図である。 実施の形態１における設置支援装置の動作を示すフローチャート図である。 レンズの主点の位置がカメラの回動中心とは異なる場合の、マーカの位置の、カメラの光軸と床面との交点からのずれを示す図である。 投射器の相対的回動の中心が、図７の例とは異なる場合の、床面上のマーカの位置ずれと、撮影画像内のマーカの位置ずれとの関係を示す図である。 （ａ）及び（ｂ）は、本発明の実施の形態２におけるカメラの光軸及び投射器の光軸を示す斜視図である。 実施の形態２におけるカメラの光軸及び投射器の光軸を上方から見た図である。 （ａ）及び（ｂ）は、撮影画像内のマーカの位置を示す図である。 設置支援装置の制御部を構成するコンピュータの構成例を示す図である。

実施の形態１．
図１（ａ）及び（ｂ）は本発明の実施の形態１の設置支援装置１０をカメラ５０とともに示す。このうち、図１（ａ）は前斜め方向から見た図であり、図１（ｂ）は後ろ斜めから見た図である。

カメラ５０は、例えば、図２（ａ）及び（ｂ）に示すように、天井６０に取り付けられる。具体的には、カメラ５０は、天井６０に固定された取付部材６２により、床面７０を撮影するように取り付けられる。取付部材６２は、回動支持部６４を有し、カメラ５０は、回動支持部６４に支持されて、その回動中心Ｂの回りに回動可能であり、この回動により、パン角及びチルト角を調整することができる。パン角は、床面７０に垂直な直線の回りの角度であり、チルト角は床面７０に垂直な直線に対する傾き角である。

図２（ａ）は、カメラの光軸５５が床面７０に垂直である状態を示し、図２（ｂ）は、カメラの光軸５５が床面７０に対して傾いている状態を示す。図２（ｂ）には、チルト角が符号θで示されている。図２（ａ）の状態ではチルト角θはゼロである。

カメラ５０は、パン角が所望の値（目標値）になるように調整されるとともに、チルト角θが所望の値（目標値）θｒとなるように調整される。パン角の調整とチルト角の調整はどちらを先に行っても良い。

天井６０に対してカメラ５０が固定される位置（水平面内での位置）の目標値、カメラ５０のパン角の目標値及びチルト角の目標値は予め決定されているものとする。

図１（ａ）及び（ｂ）に示すように、カメラ５０は雌型コネクタ５２を有し、設置支援装置１０は、雄型コネクタ１２を有する。
雄型コネクタ１２が雌型コネクタ５２に差し込まれることで、設置支援装置１０がカメラ５０に固定される。

図１（ｂ）は、雄型コネクタ１２が雌型コネクタ５２に差し込まれていない状態を示し、図１（ａ）は、雄型コネクタ１２が雌型コネクタ５２に差し込まれている状態を示す。

設置支援装置１０は、本体部２０と、投射器４０とを有し、本体部２０に上記の雄型コネクタ１２が設けられている。
投射器４０は、例えばレーザーポインタで構成され、床面７０に向けてビーム状の光を投射し、床面７０にマーカ（光点）４７を形成する。

以下では、投射器４０によって形成されるマーカ４７が点状のものであり、投射器４０から投射される光ビームが細い線状のものである場合を想定して説明する。

投射器４０は、本体部２０に対して軸受け部２２により回動可能に支持されており、後述の駆動部１６０により駆動されて軸受け部２２の軸２４を中心として回動する。

投射器４０は、本体部２０に対して回動可能であるので、本体部２０がカメラ５０に取り付けられた状態では、投射器４０は、カメラ５０に対して回動が可能であり、軸２４が相対的回動の中心を構成する。

投射器４０を回動させることで、投射器４０の光軸の方向を変更することが可能である。ここで、投射器の光軸４５は、投射器４０から投射される光ビームの中心が辿る軌跡である。

カメラの光軸５５と投射器の光軸４５とは同じ垂直平面内にある。ここで言う垂直平面は、床面７０に対して垂直な平面である。
カメラの回動中心Ｂを通り床面７０に垂直な直線をＺ軸と定義し、上記の垂直平面内にあってＺ軸に直交する直線をＹ軸と定義する。Ｙ軸については、投射器４０の位置する側を正側と定義する。このように定義した場合、上記の垂直平面はＹＺ平面で構成される。
上記のチルト角θはＹＺ平面内におけるＺ軸に対する光軸５５の角度である。
軸受け部２２の軸２４は、ＹＺ平面に直交する方向に延びている。

カメラ５０は、その光軸５５と床面７０との交点５７及びその周辺を撮影する。
カメラの光軸５５（従って、光軸５５と床面７０との交点５７）に対応する撮影画面内の位置は、図３（ａ）及び（ｂ）に符号ＯＡで示す位置であり、この位置は、カメラ５０の構造、具体的には、光軸５５と撮影面との位置関係から求めることが可能であり、従って既知である。

後述のように、カメラの光軸５５が床面７０に垂直であるときに、図３（ａ）に示されるように、撮影画像内のマーカＭＫが交点ＯＡに一致するように相対角度αが調整される。相対角度αは、投射器の光軸４５とカメラの光軸５５とが成す角度である。このように調整された状態では、図２（ａ）に示すように、交点５７の位置にマーカ４７が形成される。

相対角度αの調整の後、チルト角θの調整を行う。チルト角θの調整に当たっては、相対角度αを一定に保ったまま、カメラ５０を回動中心Ｂを中心として回動させる。この回動は、カメラの光軸５５と床面７０との交点５７が、投射器４０の位置する側に即ちＹ軸の正方向に移動するように行われる。

図示の設置支援装置１０は、カメラ５０の設置に際して、カメラ５０に取り付けられて、チルト角θの調整、及びそれに先立つ相対角度αの調整に用いられる。
以下では、設置支援装置１０は、カメラ５０のチルト角の調整の後でカメラ５０から取り外されるものである場合を想定して説明するが、カメラ５０のチルト角の調整の後も、カメラ５０に取り付けられたままとされるものであっても良い。

設置支援装置１０の本体部２０は、図４に示すように、制御部１００と、表示部１５０と、駆動部１６０とを有する。

制御部１００は、インターフェイス部１０２と、認識部１０４と、相対角度調整部１０６と、設置角度算出部１０８と、記憶部１１０と、誤差算出部１１２と、表示制御部１１４とを有する。

インターフェイス部１０２は、カメラ５０に接続され、カメラ５０による撮影で生成された画像を取得する。

認識部１０４は、インターフェイス部１０２が取得した画像を受けて、撮影画像内のマーカＭＫを認識し、撮影画像内のマーカＭＫの交点ＯＡからのずれを把握する。

相対角度調整部１０６は、カメラの光軸５５が床面７０に対して垂直である（図２（ａ））ときに得られる撮影画像におけるマーカＭＫのずれに基づいて、該ずれがゼロになるように、相対角度αを調整する。調整は、駆動部１６０を動作させることで行われる。

記憶部１１０は、調整後の相対角度αを、「調整された値」として記憶する。

設置角度算出部１０８は、相対角度αが調整された値のものであり、カメラの光軸５５が床面７０に対して垂直な方向以外の方向にあるときに、カメラ５０で撮影を行うことで得られた画像内のマーカＭＫの位置（ずれ）から、チルト角θを算出する。
ここで、「相対角度αが調整された値のものである」とは、相対角度αを調整した後、変えることなく維持している場合のみならず、相対角度αを、調整後に異なる値にし、その後調整された値に戻した場合をも含む。

記憶部１１０はまた、図示されない設置パラメータ生成システムにより生成された設置パラメータを記憶する。
設置パラメータは、監視対象領域を最も効果的にカバーするための設置位置（水平面内での位置）の目標値、パン角の目標値、及びチルト角の目標値を含むものであり、例えば事前にシミュレーションなどを通じて決定されたものである。ここで「最も効果的にカバーする」とは、死角がないようすること、或いは死角が最も少ないようにすること、或いは撮影目的からして死角の影響が最も少ないようにすることを意味する。

誤差算出部１１２は、設置角度算出部１０８で算出されたチルト角θと、記憶部１１０に記憶されたチルト角の目標値θｒとを比較して誤差を算出する。

表示制御部１１４は、誤差算出部１１２で算出された誤差を表示部１５０に表示させる。
誤差は例えば文字により「＋３度」、「－４度」等と表示されても良い。代わりに、或いはそれに加えて、図形の大きさ、色等を利用した表示であっても良い。
図１（ａ）には表示部１５０の表示面１５２が示されている。
操作者は、表示面１５２に表示される誤差を見ながら、チルト角の調整（回動中心Ｂを中心とするカメラ５０の回動による設置角度の変更乃至修正）の作業を行うことができる。

以下、相対角度調整部１０６における相対角度の調整及び設置角度算出部１０８におけるチルト角の算出、並びに誤差算出部１１２における誤差の算出方法を、図５及び図６を参照しながら説明する。

図５は、カメラの光軸５５が床面７０に垂直であるときにカメラの光軸５５と床面７０との交点にマーカが形成されるように相対角度αが調整された状態を示す。
図６は、相対角度αが図５と同じ値のものであり、且つカメラを傾けた状態を示す。
なお、回動中心Ｂは、カメラの光軸５５上にあるものとし、ＹＺ平面内での相対的回動の中心２４（相対的回動の中心２４とＹＺ平面との交点）が、投射器の光軸４５上にあり、且つ、カメラの回動中心Ｂを通りカメラの光軸５５に垂直な直線（ＹＺ平面内の直線）上に位置するものとする。

投射器の相対的回動の中心（軸）２４の位置は、カメラの回動に伴って移動する。
図５に示すように、カメラの光軸５５が床面７０に対して垂直であるときの、上記の相対的回動の中心をＡｏとし、図６に示すように、カメラの光軸５５が床面７０に対して傾いているときの、上記の相対的回動の中心をＡとし、カメラの回動中心をＢとする。

また、カメラの光軸５５が床面７０に垂直であるときの、カメラの光軸５５と床面７０との交点（図２（ａ）の５７）をＣとし、カメラを傾けたときの、カメラの光軸５５と床面７０との交点（図２（ｂ）の５７）をＤとする。

さらに、カメラを傾けたときの、投射器の光軸４５と床面７０との交点（マーカ４７が形成される位置）をＥ、相対的回動の中心Ａを通り床面７０に垂直な直線と、回動中心Ｂを通り線分ＤＣに平行な直線との交点をＦ、相対的回動の中心Ａを通り床面７０に垂直な直線と、床面７０との交点をＧとする。
さらに、カメラを傾けたときの、カメラの光軸５５と投射器の光軸４５との交点をＨとし、交点Ｈを通り線分ＤＣに平行な直線と、線分ＡＧとの交点をＩ、交点Ｈを通り線分ＤＣに平行な直線と、線分ＢＣとの交点をＪとする。

さらに、回動中心Ｂから上記の交点Ｃまでの距離をｈとし、相対的回動の中心Ａとカメラ５０の回動中心Ｂとの距離をｓとする。
距離ｓは、カメラ５０及び設置支援装置１０の構造で決まる値であり、既知である。

上記のように、カメラ５０が傾いていないときに、図３（ａ）に示されるように、撮影画像内のマーカＭＫが交点ＯＡに一致するように相対角度αが調整されるので、そのように調整が行われた状態では、図５に示すように、投射器の光軸４５と床面７０との交点（マーカが形成される位置）は、カメラの光軸５５と床面７０との交点Ｃと一致する。

カメラ５０が傾いているときは、図６に示すように、投射器の光軸４５と床面７０との交点（マーカが形成される位置）Ｅが、カメラの光軸５５と床面７０との交点Ｄからずれ、撮影画像においても図３（ｂ）に示すように、マーカＭＫが交点ＯＡからずれた位置に現れる。
床面７０上でのマーカの位置Ｅのずれ（距離ＤＥ）を符号ｄで表し、撮影画像におけるマーカＭＫのずれを符号ｐで表す。

図６において、△ＡＥＧと△ＡＨＩは相似関係にあるので、以下の式が成り立つ。

ここで、

である。式（２ａ）～（２ｃ）を式（１）に代入することで下記の式（３）が得られる。

式（３）を変形することで下記の式（４）が得られる。

また、△ＡＧＥが直角三角形であることから、以下の式（５）が成り立つ。

ここで、

である。

式（４）、（２ｂ）、（６）を式（５）に代入することで下記の式（７）が得られる。

相対角度αは、投射器４０を回動させた角度（回動量）から求められる。例えば、回動する部分にロータリーエンコーダーを付けておくことで相対角度（調整された値）αを求めることができる。また、駆動部１６０がパルスモータで構成される場合、パルスモータに印加されたパルスの数から相対角度（調整された値）αを求めることができる。

また、カメラ５０の回動中心Ｂから床面７０までの距離ｈは、αとｓとから、下記の式（８）で算出することができる。

図７は、床面上のマーカのずれｄと、撮影画像内のマーカのずれｐとの関係を示す。
図７では、カメラ５０のレンズの主点が回動中心Ｂに一致するものとしている。

カメラ５０の撮像面と光軸５５との交点Ｓは、主点Ｂから焦点距離ｆだけ後方（被写体とは反対の方向）にある。
マーカが形成される位置Ｅを通り線分ＡＢに平行な直線と、光軸５５との交点をＵとし、交点Ｓを通り線分ＡＢに平行な直線と、主点Ｂと点Ｅとを通る直線との交点をＴとする。
さらに線分ＳＴの長さをｐとする。

カメラで撮影を行うとき、レンズの後方にある撮像面に像が結像され、画像となる。マーカが床面７０上で交点Ｄから距離ｄだけずれた位置Ｅにあるとき、撮影画像内のマーカＭＫは、交点ＯＡから距離ｐだけずれた位置に現れる。

ここで、△ＢＳＴと△ＢＵＥが相似関係にあることから、以下の式が成り立つ。

ここで、

であるので、式（１０ａ）～（１０ｄ）を式（９）に代入すると下記の式（１１）が得られる。

式（１１）を変形することで下記の式（１２）が得られる。

式（１２）を変形することで下記の式（１３）が得られる。

式（１３）を変形することで下記の式（１４）が得られる。

式（１４）を、式（７）に代入すると、以下の式（１５）が求められる。

以上のように、式（１５）の変数のうち、ｓ、α、ｈ、ｐ及びｆは既知又は別途算出可能であり、θが未知である。
上記の式（１５）を用いることで、画像内での距離ｐからチルト角θを求めることができる。

誤差算出部１１２は、以上のようにして算出されたチルト角θと、記憶部１１０に記憶されている目標値θｒとの差（誤差）を算出する。
表示制御部１１４は、算出されたチルト角の誤差を、表示部１５０に表示させる。
操作者は、表示された誤差に応じて、チルト角を変更する。
そのような処理及び作業を繰り返すことで、チルト角を目標値に近づけ、或いは一致させることができる。

複数のカメラの設置を行う場合には、設置支援装置１０を複数のカメラに順次取り付けて１台ずつチルト角の調整を行う。即ち、各カメラについて調整が終わったら、設置支援装置１０を当該カメラから取り外して、次のカメラに取り付けて、同様の処理を行う。このようにすることで、１台の設置支援装置で複数のカメラのチルト角の調整を行うことができる。

図８は、実施の形態１の設置支援装置を用いて１台のカメラのチルト角の調整を行う際の処理の手順の一例を示すフローチャートである。

まず、ステップＳＴ１において、投射器４０から床面７０に向けてビーム状の光を投射する。光の投射は、マーカ４７が床面７０に形成されるように行われる。

ステップＳＴ２において、インターフェイス部１０２がカメラ５０から撮影画像を取得し、認識部１０４に供給する。

ステップＳＴ３において、認識部１０４が、画像内のマーカＭＫを認識し、マーカが認識できた画像を相対角度調整部１０６及び設置角度算出部１０８に送信する。

次に、ステップＳＴ４において、投射器４０のカメラ５０に対する相対角度αの調整が完了しているか否かの判定を行う。
完了していなければ、ステップＳＴ５に進み、完了していれば、ステップＳＴ６に進む。

ステップＳＴ５において相対角度αの調整を行う。
具体的には、図２（ａ）に示すように、カメラ５０の光軸５５が床面７０に対して垂直であるときに、カメラの光軸５５と床面７０との交点５７にマーカ４７が形成されるように相対角度αが調整される。

相対角度αの調整は、撮影画像内のマーカＭＫを認識部１０４が認識し、相対角度調整部１０６が、認識されたマーカＭＫの位置を交点ＯＡの位置に一致させるために必要な角度変更量を算出し、算出した角度変更量だけ、駆動部１６０を動作させることで行われる。
駆動部１６０を動作させる際、駆動により投射器４０が回動した角度を累積して、調整後の相対角度αを求め、記憶部１１０に記憶させる。

ステップＳＴ５の処理の後、操作者がカメラ５０のチルト角θの調整を開始する。
この作業は、カメラ５０のチルト角θが目標値θｒに一致するように行なわれる。具体的には、以下に述べる処理により表示部１５０に表示される誤差を見ながら、誤差がなくなるように、或いは誤差がより小さくなるように行われる。

ステップＳＴ６において、設置角度算出部１０８は、画像内におけるマーカＭＫの位置（交点ＯＡからのずれ）を用いてカメラ５０のチルト角（測定値）θを算出し、誤差算出部１１２に供給する。

ステップＳＴ７において、誤差算出部１１２は、設置角度算出部１０８で算出されたチルト角θと記憶部１１０に記憶されたチルト角の目標値θｒとを比較し、誤差を算出し、表示制御部１１４に送信する。

次に、ステップＳＴ８において、表示制御部１１４は、誤差算出部１１２より受信した誤差を表示部１５０に表示させる。
例えば「＋３度」、「-４度」と表示される。
操作者は、表示された誤差に応じて、投射器４０の設置角度を変更する。
例えば誤差が「＋３度」であれば、設置角度を小さくする方向（マイナス方向に変化させる方向）に動かす。

ステップＳＴ９において、誤差算出部１１２は、算出した誤差が規定値未満かどうかを判定する。
ステップＳＴ９で、誤差が規定値未満であった場合、処理を終了する。
規定値以上であった場合、ステップＳＴ１に戻り、ステップＳＴ１～ＳＴ９を繰り返す。

ステップＳＴ９で誤差が規定値以上である限り、操作者が設置角度の変更を行うか否かに拘らず、ステップＳＴ１～ＳＴ９が繰り返される。
操作者が設置角度の変更を行って、誤差が変われば、表示される誤差も更新される。
操作者は、更新される誤差を見ながら設置角度の変更を続ける。

なお、誤差が規定値未満になったら、そのことを併せて表示しても良い。
そうすれば、操作者は、調整が完了したことを認識することができる。

上記のようにパン角の調整とチルト角の調整とはどちらを先に行っても良い。パン角の調整とチルト角の調整の順序の決定に当たり、以下の点を考慮しても良い。
上記の方法でチルト角の調整を行うには、カメラを傾けた際にも、マーカが床面に形成される必要がある。所望のパン角の方向に、比較的近い位置に壁面、障害物等がある場合、投射器をカメラに対して所望のパン角の方向に位置させた状態で（即ちパン角の調整を終えた状態で）、カメラのチルト角を変化させると、マーカが、床面ではなく、壁面、障害物の面に形成されてしまう場合がある。その場合、投射器をカメラに対して所望のパン角とは異なる、壁面、障害物等までの距離が比較的に長い方向に位置させた状態でチルト角の調整を行い、その後で、パン角の調整（所望の方向への回動）を行うこととすれば良い。
このようにすることで、所望のパン角の方向において利用できる床面が比較的狭い場合でも、チルト角の調整を行うことができる。

上記の例では、図７において、レンズの主点がカメラの回動中心に一致するものとしたが、一致しなくても、同様の処理でチルト角の算出を行うことができる。

例えば、図９に示すようにレンズの主点が回動中心Ｂよりも距離ｇだけ前方の点Ｂａに位置する場合には、式（１０ａ）の代わりに、下記の式（１６）を用いれば良い。

その上で、式（９）の代わりに、

を用いて、式（１１）以降の計算式でも上記に準じた変更を行なえば良い。

上記の例では、投射器の相対的回動の中心（２４）と、カメラの回動中心Ｂとがカメラの光軸５５に対して垂直な直線上に並んでいるものとしたが、並んでいない場合にも、同様の処理でチルト角の算出を行うことができる。

例えば、投射器の相対的回動の中心（２４）が、図１０に示される位置（ＹＺ平面内の位置）Ａｂにある場合を考える。位置Ａｂは、カメラの光軸５５上にあってカメラの回動中心Ｂよりも距離ｔだけ前方の点Ｖを通り光軸５５に垂直な直線上にあって、点Ｖから距離ｕだけ隔たっている。

この場合、

によりｓを求め、式（８）の代わりに、

により、ｈを求め、このようにして求められたｓ、ｈを、式（１５）などの計算に用いることとすれば良い。

式（１８）及び（１９）で、距離ｔ、ｕはカメラ５０及び設置支援装置１０の構造で決まる値であり、既知である。
また、図１０の符号Ａａは、（投射器４０の相対的回動の中心ではなく、）カメラの回動中心Ｂを通りカメラの光軸５５に垂直な直線と、投射器の光軸４５との交点を示し、ｓは、上記の交点Ａａとカメラの回動中心Ｂとの距離を示す。交点Ａａ及び距離ｓは、相対角度αの変化に伴って変化する。

上記の例では、カメラ５０が屋内の天井６０に取り付けられ、床面７０にマーカを形成する場合を想定して説明したが、床面ではなく、壁面にマーカを形成する構成であっても良い。また、カメラが設置される場所は屋外であっても良い。その場合、上記の説明における床面を路面、地面、建物等の外壁面等と読み替え、天井を屋外の構造物（支柱、建物の外壁）等と読み替えれば良い。

実施の形態２．
上記の実施の形態１の設置支援装置は、床面を用いて垂直方向の設置角度（チルト角）を算出し、算出したチルト角を目標値に一致させるための調整を行うものであった。
実施の形態２の設置支援装置は、壁面を用いて、監視カメラの水平方向の設置角度（パン角）を算出し、目標値に一致させるための調整を行うものである。

実施の形態２の設置支援装置は、実施の形態１に関し、図１（ａ）及び（ｂ）及び図４を参照して説明した構成の設置支援装置と同様の構成を有する。但し、設置角度算出部１０８における計算が異なる。

カメラ５０は、図２（ａ）及び（ｂ）で示したのと同様に天井６０に固定される。但し、実施の形態１とは異なり、カメラ５０は、図１１（ａ）及び（ｂ）、並びに図１２に示すように、壁面８０を撮影するように取り付けられる。
図１１（ａ）及び（ｂ）は壁面８０に向けられたカメラ５０及び設置支援装置１０を側方から見た図であり、図１２はカメラ５０及び設置支援装置１０を上方から見た図である。

実施の形態１と同様に投射器の光軸４５はカメラの光軸５５と同じ垂直平面内にあり、カメラの光軸５５に対して、角度αだけ傾いている。

図１１（ａ）は、カメラの光軸５５と投射器の光軸４５とを含む垂直平面が、壁面８０に対し垂直である場合を示し、図１１（ｂ）は、上記の垂直平面が、壁面８０に対して傾いている場合を示す。

図１１（ａ）では、光軸５５、４５がそれぞれ符号５５（ａ）、４５（ａ）で示され、光軸５５、４５と壁面８０との交点が５７（ａ）、４７（ａ）で示されている。図１１（ｂ）では、光軸５５、４５がそれぞれ５５（ｂ）、４５（ｂ）で示され、光軸５５、４５と壁面８０との交点が５７（ｂ）、４７（ｂ）で示されている。

図１２の鎖線５５（ａ）は、図１１（ａ）の状態における、カメラの光軸を示し、図１２の点線５５（ｂ）は、図１１（ｂ）の状態における、カメラの光軸を示す。図１２では、投射器の光軸４５（ａ）、４５（ｂ）はカメラの光軸５５（ａ）、５５（ｂ）と重なっている。

光軸５５に沿う、カメラ５０から壁面８０までの距離（カメラ５０から交点５７（５７（ａ）、５７（ｂ））までの距離）、及び光軸４５に沿う、投射器４０から壁面８０までの距離（投射器４０から交点４７（４７（ａ）、４７（ｂ））までの距離）は、図１１（ａ）の状態に比べて、図１１（ｂ）の方が長い。
従って、カメラの光軸５５と壁面８０との交点５７（５７（ａ）、５７（ｂ））と、投射器の光軸４５と壁面８０との交点（マーカが形成される位置）４７（４７（ａ）、４７（ｂ））との距離（垂直方向の距離）は、図１１（ａ）の場合よりも、図１１（ｂ）の場合の方が長い。
このように、カメラの光軸５５と壁面８０との交点５７と、投射器の光軸４５と壁面８０との交点４７との距離は、パン角Φに応じて変わる。

撮影画像内における交点ＯＡとマーカＭＫとの距離は交点５７と交点４７との距離に応じたものとなる。
例えば、図１１（ａ）の状態での撮影画像は図１３（ａ）の如くであり、図１１（ｂ）の状態での撮影画像は図１３（ｂ）の如くであり、図１３（ａ）における交点ＯＡとマーカＭＫとの距離ｐ（ａ）よりも、図１３（ｂ）における交点ＯＡとマーカＭＫとの距離ｐ（ｂ）の方が長い。

以上のように、撮影画像内での交点ＯＡとマーカＭＫとの距離ｐは、パン角Φに関係付けられている。
例えば、図１１（ａ）の状態でのパン角Φをゼロと定義すれば、パン角Φの絶対値が大きくなるにつれて、撮影画像内での交点ＯＡとマーカＭＫとの距離ｐが次第に大きくなる。
そのような関係を利用し、実施の形態１で説明したのと同様に、パン角Φと撮影画像内での交点ＯＡとマーカＭＫとの距離ｐの関係を示す数式を導き出し、導き出された数式を利用して撮影画像内でのカメラの光軸５５と壁面８０との交点ＯＡとマーカＭＫとの距離ｐから、パン角Φを算出することができる。

以上、マーカを床面又は壁面に形成する場合について説明したが、マーカを形成する面は、床面、壁面以外であってもよく、要するに任意の平面であれば良い。
また、チルト角又はパン角を目標値に一致するように調整を行う例について説明したが、調整の対象となる角度は、チルト角、パン角以外の設置角度であっても良い。

上記の設置支援装置の制御部は、その一部又は全部を処理回路で構成し得る。
処理回路はハードウェアで構成されていても良くソフトウェアで、即ちプログラムされたコンピュータで構成されていても良い。

制御部１００がプログラムされたコンピュータで構成される場合の処理回路の構成は例えば図１４に示す如くである。
図示の例では処理回路２００は、プロセッサ２１０及びメモリ２２０を有する。
図１４は、処理回路２００によって制御される表示部１５０及び駆動部１６０をも示す。
メモリ２２０には、制御部１００の各部の機能を実現するためのプログラムが記憶されている。
メモリ２２０はまた、制御部１００内の図４の記憶部１１０の役割をも果たす。

プロセッサ２１０は、例えば、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）、ＧＰＵ（Ｇｒａｐｈｉｃｓ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）、マイクロプロセッサ、マイクロコントローラ又はＤＳＰ（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｓｉｇｎａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｏｒ）等を用いたものである。
メモリ２２０は、例えばＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）、フラッシュメモリ、ＥＰＲＯＭ（Ｅｒａｓａｂｌｅ Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）若しくはＥＥＰＲＯＭ（Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌｌｙ Ｅｒａｓａｂｌｅ Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）等の半導体メモリ、磁気ディスク、光ディスク、又は光磁気ディスク等を用いたものである。

プロセッサ２１０は、メモリ２２０に記憶されているプログラムを読み出して実行することにより、制御部１００の機能を実現する。
制御部１００の機能には、上記のように表示部１５０に対する表示の制御、駆動部１６０に対する駆動の制御が含まれる。

以上本発明の設置支援装置を説明した。上記の設置支援装置で実施される設置支援方法、及び設置角度算出方法もまた本発明の一部を成す。上記の設置支援装置、設置支援方法、又は設置角度算出方法における処理をコンピュータに実行させるプログラム及び該プログラムを記録した、コンピュータで読取可能な記録媒体もまた本発明の一部を成す。

なお、本発明は実施の形態１及び２で説明した構成に限定されるものではなく、本発明の趣旨に基づく種々の変形が可能であり、それらも本発明の範囲に含まれる。

以上のように、本発明によれば、任意の平面を用いて設置角度を算出することができるので、どのような環境の監視対象領域に対してもカメラの設置角度を目標値に一致させるための調整が可能である。また、設置角度の目標値に対する実際の値の誤差を表示することとすれば、操作者は、表示された誤差を見て変更の方向及び大きさを決めることができ、従って設置角度の調整の作業が容易となる。

１０ 設置支援装置、 ４０ 投射器、 ５０ カメラ、 ７０ 床面、 １０２ インターフェイス部、 １０４ 認識部、 １０６ 相対角度調整部、 １０８ 設置角度算出部、 １１０ 記憶部、 １１２ 誤差算出部、 １５０ 表示部、 １６０ 駆動部。

Claims (12)

1. カメラに取り付けることが可能であって、平面に向けて光を照射し、前記平面にマーカを形成する投射器と、
   前記カメラの光軸が前記平面に対して垂直であるときに、前記光軸と前記平面との交点に、前記マーカが形成されるように、前記カメラに対する前記投射器の相対角度を調整する相対角度調整部と、
   前記カメラによって前記マーカを撮影することで得られた画像から、前記画像内のマーカを認識する認識部と、
   前記画像内における、前記マーカと、前記カメラの光軸と前記平面との交点との距離に基づいて前記カメラの設置角度を算出する設置角度算出部と、
   前記カメラの設置角度の目標値を記憶する記憶部と、
   前記設置角度算出部によって算出された設置角度と前記記憶部に記憶されている設置角度の目標値とを比較し、誤差を算出する誤差算出部と
   を有することを特徴とするカメラ設置支援装置。
2. 前記誤差算出部によって算出された前記誤差を表示する表示部をさらに有する
   ことを特徴とする請求項１に記載のカメラ設置支援装置。
3. 前記相対角度調整部は、前記カメラの光軸が前記平面に対して垂直であるときに撮影を行うことで得られた画像内において、マーカの位置が前記光軸と前記平面との交点の位置に一致するように、前記相対角度を調整する
   ことを特徴とする請求項２に記載のカメラ設置支援装置。
4. 前記投射器を回動させて、前記相対角度を変える駆動部をさらに有し、
   前記相対角度調整部は、前記駆動部による駆動で前記投射器が回動した角度に基づいて、前記相対角度の調整された値を算出し、
   前記設置角度算出部は、前記カメラの設置角度の算出に、前記相対角度調整部で算出された前記相対角度の調整された値をも用いる
   請求項３に記載のカメラ設置支援装置。
5. 前記設置角度算出部は、前記相対角度が前記調整された値のものであり、前記カメラの光軸が前記平面に対して垂直な方向以外の方向にあるときに、前記マーカを撮影することで得られた画像内における、前記マーカと、前記光軸と前記平面との交点との距離に基づいて前記カメラの設置角度を算出する
   ことを特徴とする請求項４に記載のカメラ設置支援装置。
6. 前記平面が床面であり、前記設置角度がチルト角である
   ことを特徴とする請求項１から５のいずれか１項に記載のカメラ設置支援装置。
7. 前記平面が壁面であり、前記設置角度がパン角である
   ことを特徴とする請求項１から５のいずれか１項に記載のカメラ設置支援装置。
8. 投射器から平面に向けて光を照射して前記平面にマーカを形成し、
   前記平面に形成されるマーカをカメラで撮影し、
   前記カメラの光軸が前記平面に対して垂直であるときに、前記光軸と前記平面との交点に前記マーカが形成されるように、前記カメラに対する前記投射器の相対角度を調整し、
   前記相対角度が調整された値のものであり、前記光軸が前記平面に対して垂直な方向以外の方向にあるときに、前記マーカを撮影することで得られた画像内における、前記マーカと、前記光軸と前記平面との交点との距離に基づいて前記カメラの設置角度を算出する
   ことを特徴とする設置角度算出方法。
9. 請求項８に記載の設置角度算出方法で算出された設置角度の、当該設置角度の目標値に対する誤差を算出して表示するカメラ設置支援方法。
10. 請求項８に記載の設置角度算出方法における処理をコンピュータに実行させるためのプログラム。
11. 請求項９に記載のカメラ設置支援方法における処理をコンピュータに実行させるためのプログラム。
12. 請求項１０又は１１に記載のプログラムを記憶した、コンピュータで読取可能な記録媒体。

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