JPH03185997A - 遠隔監視装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［発明の目的］ （産業上の利用分野） 本発明は、無人施設等に設置された監視用テレビカメラ
でとらえたプロセス等の状態を遠隔の集中監視室で監視
する遠隔監視装置に係わり、特に集中監視室で行う遠方
監視用テレビカメラの操作手段を改良した遠隔監視装置
に関する。

（従来の技術） 一般に、この種の遠隔監視装置においては、遠隔地にあ
る無人施設にテレビカメラが設置され、このテレビカメ
ラで撮影された映像を中央の集中監視室のモニタ装置に
表示することにより、無人施設内の状況を集中監視する
方式がとられている。

このような無人施設に設置するテレビカメラにはカメラ
の姿勢を制御する上下角度駆動機構および水平角度駆動
機構のほが、視野角度を調節するズーム機構等が設けら
れ、集中監視室から各機構に対して所定の指令を与えて
上下角度、水平角度、ズーム倍率を設定し、所望とする
施設の状況を的確に監視するようになっている。

以下、かかる遠隔監視装置について第７図を参照して説
明する。無人施設に設置されたテレビカメラ１で撮影さ
れた映像はテレビカメラ制御装置子局２の映像変換装置
部２１でＡ／Ｄ変換され、伝送装置子局３へ送出される
。この伝送装置子局３では映像信号を１画面単位でテキ
ストデータ化して通信同線４を経内して伝送装置親局５
へ送信する。

この伝送装置親局５では伝送装置子局３からのテキスト
データを受信し、テレビカメラ制御装置親局６に送出す
る。テレビカメラ制御装置親局６では内蔵する画像変換
装置部６１でテキストデータを映像信号に逆変換してモ
ニタ装置７に表示することにより、テレビカメラ１で撮
影した映像を再現表示することができる。しかしながら
、通常の通信回線４では音声帯域をサービスするアナロ
グ回線が使用されているので、通信速度の上限は９８０
０ｂｐｓ程度である。従って、１画面分のテキストデー
タを送信し終わるまでにｌＯ数秒から数１０秒の時間が
かかり、いわゆる静止両画像表示となる。

なお、第７図において２□はテレビカメラ１の上下角度
および水平角度を設定するために駆動装置８を制御する
駆動制御装置部、６２はカメラ姿勢設定部、９は操作パ
ネルである。

一方、テレビカメラ１については次のような遠隔操作を
行っている。テレビカメラ１で撮影された映像を時間遅
れなしの状態でモニタできる場合、運転操作員はモニタ
装置７の画面を見ながら操作パネル９を操作して上下角
度および水平角度をリアルタイムに可変する。一方、伝
送遅れの大きな通信回線４を用いた場合、監視結果のフ
ィードバック操作が遅れるためにリアルタイムに操作で
きない。

そこで、従来の遠隔監視装置では、監視機器やテレビカ
メラ１の設置場所等が決定されると、その設置場所に合
わせて所望とする情報を得るべきテレビカメラ１の姿勢
情報を予めカメラ姿勢設定部６２にメニュー化して記憶
し、かつ、操作パネル９にもそのメニューに対応するス
イッチを設けておく。例えば操作パネル９上に「ポンプ
井映像」、「沈砂池ゲート映像」等の選択スイッチを設
けておく。そして、運転操作員はこれらのスイッチを選
択し、カメラ姿勢設定部６□において記憶している姿勢
情報を発生し、伝送装置親局５を介して通信四線４に送
信する。ここで、伝送装置子局３では受信した姿勢情報
を駆動制御装置部２２に送ると、駆動制御装置部２２で
は駆動装置８を制御してテレビカメラ１の上下角度およ
び水平角度を制御している。

（発明が解決しようとする課題） しかしながら、以上のような遠隔監視装置においては、
静止両画像伝送システムをとっているので、モニタ装置
７の映像が１画面ごと数十秒周期で表示することになる
ためにテレビカメラ１の姿勢を連続的に操作することが
難しく、また予め設定されたメニューしか監視すること
ができない。

このことは、突発的に発生した事故に対してテレビカメ
ラ１の姿勢を適切な方向に変更してその事故を適切に見
極めたり、テレビカメラ１の姿勢を微調整したりするこ
とができず、プロセスの状況に合わせたテレビカメラ１
の操作が不可能である。

本発明は上記実情に鑑みてなされたもので、無人施設の
監視状況に合わせてテレビカメラの姿勢を任意の位置に
迅速に設定し得る遠隔監視装置を提供することを目的と
する。

［発明の構成］ （課題を解決するための手段） 本発明は上記課題を解決するために、静止両画像伝送方
式を用いた遠隔監視装置において、遠隔地の監視対象の
映像情報を取り込んで通信回線を用いて送信する映像情
報入力手段と、この映像情報入力手段から通信口線を通
して送られてくる映像情報を再現的に表示する画像表示
手段と、この画像表示手段に表示される画像の任意の位
置を指定してその指定位置の座標情報を入力する座標入
力手段と、この座標入力手段から入力された座標情報に
基づいて前記指定位置が前記画像表示手段の所定位置に
くるような姿勢情報を演算によりて求める姿勢情報演算
手段と、この姿勢情報演算手段で求めた姿勢情報に受け
て前記映像情報入力手段の姿勢を操作する駆動手段とを
備えた構成である。

（作用） 従って、本発明は以上のような手段を講じたことにより
、映像情報入力手段から得られた監視対象の映像情報を
通信回線を利用して集中監視室側の画像表示手段に表示
する。ここで、運転操作員が座標入力手段にて画像表示
手段に表示された画像の任意の位置を指定すると、その
位置の座標情報が姿勢情報演算手段に入力される。この
姿勢情報演算手段では指定位置が前記画像表示手段の所
定位置にくるような姿勢情報を演算により求めた後、こ
の求めた姿勢情報を遠隔地の駆動手段に送出する。この
駆動手段は姿勢情報を受けると映像情報入力手段の姿勢
を指定した通りに駆動すれば、映像情報入力手段からの
映像情報のうち、前記指定位置の画像が画像表示手段の
所定位置に表示することができる。

（実施例） 以下、本発明の実施例について図面を参照して説明する
。第１図は本発明装置の機能ブロックを示す図である。

同図において１１は監視対象を撮影して映像信号を入力
する映像情報入力手段であって、ここで得られた映像信
号は伝送手段１２を用いて遠隔地の集中監視室側に送信
される。

１３は映像情報入力手段１１から伝送手段１２を介して
送られてくる映像信号を再現的に表示する画像表示手段
である。１４はこの画像表示手段１３に表示されている
画像の任意の位置を指定し座標情報を入力する座標入力
手段である。１５は座標入力手段１４からの座標情報に
基づいて映像情報入力手段１１の姿勢を指定するための
姿勢情報を演算する姿勢情報演算手段であって、ここで
得られた姿勢情報は伝送手段１２によって映像情報入力
手段１１側に送信される。１６は姿勢情報演算手段１５
から伝送手段１２を介して送られてくる姿勢情報に基づ
いて映像情報入力手段１１の姿勢を操作する駆動手段で
ある。

次に、第２図は本発明装置の構成をより詳細に示す構成
図である。同図において２１は監視対象を撮影するため
のテレビカメラであって、このテレビカメラ２１で撮影
された監視対象の映像信号はテレビカメラ制御装置子局
２２の映像変換装置部２２１に送られる。この映像変換
装置部２２゜はテレビカメラ２１から出力された映像信
号をメツシュ点毎の輝度を表すディジタル信号に変換し
て後続の伝送装置子局２３に送出する。この伝送装置子
局２３ではディジタル映像信号を１画面毎にテキスト化
した後、予め定められた伝送周期にて通信回線２４に送
信する。２５はテレビカメラ２１を所望とする姿勢に制
御する駆動装置である。

２６は伝送装置親局であって、通信四線２４を通して受
信された１画面分のテキストデータをテレビカメラ制御
装置親局２７の画像変換装置部２７□に導入する。この
画像変換装置部２７＋では伝送装置親局２６から受信さ
れたテキストデータを画像表示用のビデオ信号に変換し
た後、モニタ装置２８に表示する。２つは指先き等でタ
ッチした位置の２次元座標を発生する透明なタッチパネ
ルスクリーンであり、そのタッチ位置のＸ１Ｙ座標信号
はカメラ姿勢設定部３０に送られる。

このカメラ姿勢設定部３０はＸＳＹ座標信号に基づいて
後述する演算処理を行って求めたカメラ姿勢情報を伝送
装置親局２６に送り、ここで姿勢情報をテキストデータ
化して通信回線２４を介して伝送装置子局２３に送信す
る。伝送装置子局２３は受信した姿勢情報をテレビカメ
ラ制御装置子局２２の駆動制御装置部２２□に導き、姿
勢情報に基づいて駆動装置２５を制御してテレビカメラ
２１の上下角度、水平角度等を操作する。この駆動装置
２５はテレビカメラ２１と機械的に結合され、姿勢情報
に基づいて駆動することによりテレビカメラ２１の姿勢
を制御する。

前記カメラ姿勢設定部３０は、データの人出力や演算制
御を実行するＣＰＵ’３０＋１人カデータ。

演入力−タおよびプログラムデータを記憶するメモリ３
０□、タッチパネルスクリーン２つに対するインフェー
ス３０３、伝送装置親局２６に対す　０ るインタフェース３０４等からなり、これらはパスライ
ン３０．を介して接続されている。

次に、以上のように構成された装置の動作について説明
する。今、タッチパネルスクリーン２つを通してモニタ
装置２８に第３図（ａ）に示す画面のうち（イ）の位置
が画面の中心になって見えている。この状態において第
３図（ａ）の（ロ）に指先きをタッチし、同図（ｂ）に
示す図示（ロ）の位置を画面の中心にくるようにテレビ
カメラ２１を移動させるものとする。

そこで、テレビカメラ２１の姿勢を変更するための上下
角度と水平角度の算出方法を第４図を参照して説明する
。第４図ＣＢ＞はタッチパネルスクリーン２９上の座標
を表している。横軸をＸ座標軸、縦軸をＹ座標軸とし、
その交点をＯ（０，０）とする。従って、画面中心に第
３図（ａ）の（ロ）を設定するには、画面中心点をＱ（
Ｘｏ、Ｙｏ）としたとき、第３図（ａ）の（ロ）点に相
当する第４図（ａ）の点Ｐａ　　（ｘ、ｙ）を点Ｑ（ｘ
ｏ、ｙｏ）に重ねることになる。そこで、１ 点Ｑを通りＸ軸に並行な直線ＱＸＩ−ＱＸ２と点Ｐａか
ら下ろした垂線との交点を点Ｓａ　（ｘ。

ｙｏ）とし、この垂線とスクリーン（画面）の最上端と
の交点をＴａ　　（ｘ、２ｙｏ）と定める。

また、表示画面に対応する実際の監視対象とテレビカメ
ラ２１との位置関係は第４図（ｂ）に示す通りとなって
いる。つまり、テレビカメラ２１のレンズの中心点をＲ
とし、このレンズの中心線に沿って点Ｒから距離りだけ
離れた位置ｓｂにピントが合っているものとする。そし
て、直線Ｒ−ｓｂに立てた垂線の距離Ｈの位置に点Ｔｂ
をとる。

そして、ズーム倍率に−１のとき、点ｓｂ−点Ｔｂは第
４図（ａ）のスクリーン上の点Ｓａ−点Ｔａに写像され
るものとする。一方、任意のズーム倍率Ｋ（１≦に≦Ｋ
ｍａｘ）のとき、第４図（ｂ）の点Ｔｅｃは　は点Ｔａ
に拡大表示されるように写像されるものとする。

今、ズーム倍率がＫのとき、スクリーン上の点Ｐａを点
Ｓａの位置に移動させるための上下角度の変更分をΔθ
ｙとすると、第４図（ｂ）に示す２ レンズの中心＠Ｒ−８ｂをＲ−Ｐｂに変更するようにΔ
θｙだけテレビカメラ２１をＹ軸に沿って傾ける操作が
必要になる。点ｓｂ−点Ｔｃ間の距離はＨ／にであるの
で、第４図（ａ）、（ｂ）の写像関係より、 ｈ／　（Ｈ／Ｋ）　＝　　（）’　−Ｖｎ　）　／　Ｓ
’ｏ　　−（１）の関係が成立する。但し、ｈは直線ｐ
ｂ−ｓｂの長さである。また、 ｔａｎ（Δθ７）−ｈ／Ｌ　　　　　　　”’（２）か
ら、 が得られる。（３）式において、ｙｏはスクリーン上の
Ｙ軸方向の中心座標であって既知の定数、Ｈはテレビカ
メラ２１のズーム倍率が１のときの距離りにおける垂直
方向の視野の１７２であるからテレビカメラ２１の光学
系で決まる既知の定数、ズーム倍率には別途設定されて
メモリ３０２に記憶されている既知の値である。

従って、点ＰａのＹ座標ｙがタッチパネルスフ　３ リーン２９からインターフェイス３０．を経由して入力
されると、ＣＰＵ３０．では上記（３）式の演算を行っ
てΔθｙを求めることができるので、新しい上下角度θ
ｙはメモリ３０□に記憶されている現７［の上下角度θ
ｙｏから（４）式で求められる。

θｙ−θｙ０＋Δθｙ　　　　　　　　　・・・（４）
同様に、水平角度θＸは、 θＸ−θＸｏ　　＋ΔθＸ　　　　　　　　　　　　　
　・・・（６）から得られる。但し、θＸｏはメモリ３
０２に記憶されている現在の水平角度、ΔθＸはＸ軸方
向への移動角度、Ｗはズーム倍率に−１のときの距離り
における水平方向の視野の１／２で、定数である。

次に、カメラ姿勢設定部３０の動作について第５図の姿
勢情報処理プログラムのフローチャートを参照しながら
説明する。タッチパネルスクリーン２９のある点を触れ
ると割り込みにより、姿勢４ 情報処理のプログラムが起動しくステップＳｌ）、その
触れた位置の座標（ｘ、ｙ）を読み込む（ステップＳ２
）。ここで、ＣＰＵ３０＋はメモリ３０□から定数Ｈ，
Ｌ、Ｖｏ、設定値Ｋを読み出して（３）式に基づいてΔ
θｙを求めた後（ステップＳ３）、さらにメモリ３０□
から現在の上下角度θＶｏを読み出して（４）式に基づ
いてθｙを求める。そして、θｙｏ　　（θｙ−θｙｏ
）を更新する（ステップＳ４）。次に、メモリ３０２か
ら定数Ｗ、Ｌ、ｘｏ、設定値Ｋを読み出して前記（５）
式からΔθＸを計算しくステップＳ５）、さらにメモリ
３０２から現在の水平角度θＸｏを読み出して前記（６
）式に基づいてθＸを求め、同様にθＸＯ（θＸ→θＸ
Ｏ）を更新する（ステップＳ６）。さらに、更新された
角度θＸ１１％θｙｏをメモリ３０□へ書き込んだ後（
ステップＳ７）、インターフェイス３０４を介してθｘ
１θｙを伝送装置親局２６に送出する（ステップ８８）
。以下、フローチャートに示さないが、伝送装置親局２
６は従来例と同様の手順で姿勢情報　５ をテキスト化して通信回線２４に送信する。伝送装置子
局２３側では通信回線２４から姿勢情報のテキストデー
タを受信すると、そのテキストデータを駆動制御装置部
２２□に送出する。ここで、駆動装置２５は駆動制御装
置部２２□から指令を受けてテレビカメラ２１の姿勢を
変更するので、テレビカメラ２１から新しく送信されて
くる映像は第４図に示す点Ｐａが両面の中心点Ｑの位置
に表示されることになる。

従って、以上のような実施例によれば、タッチパネルス
クリーン２９上の任意の位置にタッチすると、カメラ姿
勢設定部３０ではそのタッチ位置の座標情報に基づいて
テレビカメラ２１の上下角度および水平角度を自動的に
計算し、駆動装置２５を制御してテレビカメラ２１を所
定の姿勢に変更するので、タッチ位置の映像を表示画面
の中心に容易に表示することができる。ゆえに、テレビ
カメラ２１の視野を適切に微調整でき、かつ、テレビカ
メラ２１の視野を任意方向に迅速に可変しながら監視す
ることができる。

６ 第６図は本発明装置の他の実施例を示す構成図である。

この装置は、タッチパネルスクリーン２９に代えてマウ
ス、レバースイッチ、キーボード等の平面座標入力デバ
イス３１を設け、この平面座標入力デバイス３１からＸ
、Ｙ２軸の座標情報を入力し、カメラ姿勢設定部３０の
インターフェイス３０．に入力するようになっている。

その他の構成は上記実施例と同様であるので、その詳し
い説明は省略する。

従って、以上のような実施例のｉ或によれば、平面座標
入力デバイス３１から入力された座標情報はインターフ
ェイス３０３を経由してＣＰＵ３０、に導入され、ここ
でＣＰ　Ｕ　３０　ｒでは第５図のフローチャートにし
たがって算出した姿勢情報を伝送装置親局２６に送出す
るとともに、前記座標情報をモニタ装置２８のフルスケ
ール座標に対してノーマライズ変換して、再びインター
フェイス３０４を経由して画像変換装置部２７□に送出
する。画像変換装置部２７．では、例えば十字形のマー
クのビデオ信号を発生し、マークの中心７ 位置がＣＰＵ３０１から入力された座標位置になるよう
に映像情報に重ねてテレビモニタ２１に出力する。従っ
て、運転操作員は画面を見ながらマークの位置を所望の
位置へ移動させることにより上記実施例と同様の機能を
達成することができる。

なお、上記実施例では、姿勢制御の対象をテレビカメラ
としたが、このような映像情報入力手段を組み込んだロ
ボットの姿勢制御について遠隔操作する場合にも同様に
適用できる。その他、本発明はその要旨を逸脱しない範
囲で種々変形して実施できる。

［発明の効果］ 以上説明したように本発明によれば、無人施設の所望と
する監視対象に合わせてテレビカメラの姿勢を任意の方
向に確実、かつ、迅速に設定でき、例えばプロセスの状
況に応じて適切な監視を実行できる遠隔監視装置を提供
できる。

【図面の簡単な説明】

第１図ないし第５図は本発明の詳細な説明するために示
したもので、第１図は遠隔監視装置の８ 機能ブロック図、第２図は本発明装置をよりの詳細に示
す構成図、第３図は画像蜆野の変更を示す説明図、第４
図は姿勢情報の演算アルゴリズムを説明するための説明
図、第５図は姿勢情報の演算手順を示すフローチャート
、第６図は本発明の遠隔監視装置の他の実施例を示す構
成図、第７図は従来の遠隔監視装置を示す構成図である
。 １１・・・映像情報入力手段、１２・・・伝送手段、１
３・・・画像表示手段、座標入力手段、１５・・・姿勢
情報演算手段、１６・・・駆動手段、２１・・・テレビ
カメラ、２２・・・テレビカメラ制御装置子局、２２１
・・・映像変換装置部、２２２・・・駆動制御装置部、
２３・・・伝送装置子局、２４・・・通信回線、２５・
・・駆動装置、２６・・・伝送装置親局、２７・・・テ
レビカメラ制御装置親局、２７．・・・画像変換装置部
、２８・・・モニタ装置、２つ・・・タッチパネルスク
リーン、３０・・・カメラ姿勢設定部、３１・・・平面
座標入力デバイス。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 静止両画像伝送方式を用いた遠隔監視装置において、遠
   隔地の監視対象の映像情報を取り込んで通信回線を用い
   て送信する映像情報入力手段と、この映像情報入力手段
   から通信回線を介して送られてくる映像情報を再現的に
   表示する画像表示手段と、この画像表示手段に表示され
   た画像の任意の位置の座標情報を入力する座標入力手段
   と、この座標入力手段から入力された座標情報に基づい
   て前記指定位置が前記画像表示手段の所定位置にくるよ
   うな姿勢情報を演算によって求める姿勢情報演算手段と
   、この姿勢情報演算手段で求めた姿勢情報に受けて前記
   映像情報入力手段の姿勢を操作する駆動手段とを備えた
   ことを特徴とする遠隔監視装置。