JPH0685581B2 - 視野共有装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［概要］ 本発明は現場作業員が見る画像を撮像カメラで撮影して
遠隔地の指令所に伝送し指令所で画像を表示する視野共
有装置において，撮像カメラの方向を作業員の視野と一
致させるためにカメラの方向を補正する手段を設けたも
のである。

［産業上の利用分野］ 本発明は画像と音声を利用して現場作業員が見る画像を
遠隔地の指令所に伝送する視野共有装置に関する。

［従来の技術］ 画像と音声を利用して遠隔地同士の共同作業支援が注目
を集め始めている。その場合の作業形態は，一方の作業
員が視野共有カメラ（ビデオカメラ）で作業対象を撮影
し，その画像（音声も）を遠隔地のテレビ装置に表示し
て指令者がそれを見て現場に対し指示を与える方式が採
られる。

第６図は従来の視野共有装置の説明頭である。

第６図において,60は視野共有装置であり,61は現場の作
業員の頭部の帽子またはメガネ等に取り付けられた小型
の視野共有カメラ（サム・サイズド・カメラthumb size
d cameraと称される）,62は視野共有カメラから送られ
た視野画像が表示される表示装置であり，この表示画面
を遠隔地の指令所において指示者が見る。

現場の作業員は，音声による指令所の指示者からの指示
により所定の現場に行って観察対象装置に視線を向け
る。すると視野共有カメラ61により観察対象装置の画像
が通信線を介して指令所に送られ，表示装置62に作業員
の視野画像が表示される。この表示された内容（例え
ば，計器の指示値）を指令所にいる熟練の指示者が見
て，操作指示を音声で現場に指示すると，現場の作業員
はその指示に従って機器を操作する。

［発明が解決しようとする課題］ 上記した視野共有操作では，現場の作業員が指令所に送
信する画像は，作業員が実際に見ている画像と一致させ
る必要があり，もし作業員が自分の目で見ている画像
と，視野共有カメラが写している画像がズレていると，
指令所の指示者が誤った指示を発生する可能性が高くな
る。

ところが，このようなズレはしばしば発生する。その理
由を第７図により説明する。

第７図のA.に示すように，人間の身体の向き（肩，腹等
を含む胴体の向き）を体線とすると，人間が右（又は
左）の方を見る時，身体の向きをその方向に向き換える
場合もあるが，少しの間だけ見る時には頭だけ回す場合
が多い。その場合，頭が向く方向を頭線とし，上記体線
と頭線で形成する角度を頭線角とする。

このように頭を回して物を見る場合，人間が実際に物を
見る視線は,A,に示すように頭線より外側（図では右側
であるが，左を見た場合は，左側）にずれることが調査
により分かった。この時の，体線に対する頭線の角度を
頭線角，視線の角度を視線角とすると，頭線角に対する
視線角の関係を実際に調査した結果が第７図B.に示され
ている。

図において小さい四角形で囲む点はサンプル値であり，
図で分かるように，視線は頭線に対して先行した位置に
なり，単に小型カメラを頭部に固定しただけでは作業員
の正確な視線が得られない。これらの分布の中心点を結
ぶ線を式で表すと,Y＝2.148＋0.5905Xとなる。

このように従来の視野共有装置では，画像を送信する側
のカメラが作業員の視線とズレているため遠隔の指令所
で表示する画像が作業員が実際にみているものと一致し
ないという問題があった。

［課題を解決するための手段］ 第１図は本発明の基本構成図を示す。

第１図において,1は視野共有カメラ,2はカメラ回転駆動
部,3は頭線角と視野角の差が右側または左側に一定角度
以上発生すると対応する検出出力を発生する一定頭線角
検出スイッチ機構,4は頭線角と視線角の基準となる体線
の方向を指示する体線指示手段である。

本発明は通常は頭線と同一方向に向いた視野共有カメラ
の方向を，頭線と体線により形成する角度（これを頭線
角という）が一定角度以上になると，さらに視線に合う
ように外側方向（右側または左側）に視野共有カメラを
一定角度回転駆動して補正するものである。

［作用］ 第１図において，視野共有カメラ１が作業員等の頭部の
頭線に向くよう取り付けられる。この視野共有カメラは
カメラ回転駆動部２により右・左の向きに回転する。一
方，基準となる体線の方向が体線指示手段４により指示
され，一定頭線角検出スイッチ機構３に入力されてい
る。一定頭線角検出スイッチ機構３の他方の入力として
視野共有カメラの現在の方向（頭線を表す）が入力され
ており，一定頭線角検出スイッチ機構３は両者の角度に
より形成される頭線角が，右側または左側に一定角度に
達すると検出出力を発生する。この場合，右または左に
対応する検出出力が発生する。

一定頭線角検出スイッチ機構３からの出力は，カメラ回
転駆動部２を駆動して，右側の検出出力により，視野共
有カメラ１を右側にさらに所定角度（頭線角分：頭線と
視線の差の角度）回転するよう駆動され，左側の検出出
力により視野共有カメラ１を左側に所定角度回転するよ
う駆動される。

［実施例］ 第２図は実施例の構成図であ。

第２図において,A.は全体構成を示し,B.は検出スイッチ
の断面図,C.は検出スイッチの外観図,D.はスイッチ接点
部を示す。

第２図A.の20は小型撮像カメラ（第１図の視野共有カメ
ラに対応）,21は小型撮像カメラ等支持する支持筐体,22
はモータ,23はモータの回転を直角方向（垂直方向）の
回転に変換するギヤが格納されたギヤボックス,24はギ
ヤ23による回転を小型カメラ支持軸（カメラを支持する
軸）に伝達するギヤ,25は駆動軸,26は駆動軸25に接続さ
れ体線と頭線との一定頭線角を検出する検出スイッチ,2
7は両端が検出スイッチ26と体線指示板28に固定され，
体線と頭線との相互の回転（ねじれ）を伝達するワイヤ
である。

この実施例の場合，小型撮像カメラ20等を支持する筐体
21はメガネのつるに取り付けられているが，作業員等頭
の動き（水平な回転動作）に追随するもの，例えば帽子
の縁などに取り付けることも可能である。また，対線支
持板28は作業員の衣服の胸等に取り付け（クリップ等に
より）て，体の動きに追随して向きを表すものである。

次に実施例の検出スイッチ26の構造を第２図B.〜D.を用
いて説明する。

支持板260に上板261と下板262が一体に構成され，上板2
61と下板262は，それぞれの板を貫通する駆動軸25に対
して回転自在となるよう穴が設けられている。そして，
上板261の先端部はB.及びC.に示すように下側に湾曲す
ると共に次第に細くなったスイッチレバー（SLで表示）
として構成されている。

また，これらの上板261と下板262は，図に示すように各
板を挟む駆動軸25の位置（上・下）に取り付けられた支
持部材（ネジ等）264により支持されている。

また，駆動軸25には，先端が２股に分かれたスイッチ板
263が固着され,2股の内側にはC,D.に示すように小型の
２つのスイッチSW1,SW2が設けられている。このスイッ
チSW1,SW2は，それぞれ可動接点と固定接点とで構成さ
れ，上記上板261のスイッチレバーSLにより可動接点が
押されるとオンし，離れるとオフとなる接触型スイッチ
である。

次に第３図によりモータ駆動回路を説明すると，モータ
（第２図の22）は，スイッチSW1がオンになると電池30
により正方向に回転し，スイッチSW2がオンになると逆
極性の電池31により負方向に回転する。

実施例の動作を第４図の動作説明図を用いて説明する。
なお，図のA.〜C.において，左側は作業員の体線と頭線
及び小型撮像カメラ（視野共有カメラ）の方向を表わ
し，右側は検出スイッチのスイッチ接点部（SW1,SW2）
とスイッチレバーSLの状態を表す。

第４図A.のように体線と頭線が一致している時は，スイ
ッチレバーSLの先端は２つのスイッチSW1,SW2の中間に
位置し，モータは回転しない。

B.の場合，右のものを見ようとして体の向きに対して頭
を右側回すと，頭線角が一定角度以上になる。このため
頭線に対して体線指示板28が相対的に左側に回転してス
イッチレバーSLがスイッチSW2の可動接点を押してオン
にする。

すると，第３図の回路によりモータ22が回転して，駆動
軸25は左側に回転されてスイッチ板263を第４図C.に示
すようにスイッチレバーSLから離れる向き（左側に）に
駆動する。この時，駆動軸25に取り付けられたギヤ24
（支持筐体21内）により，小型撮像カメラ20の向きがス
イッチ板と反対方向の右側に駆動される。このようにし
てスイッチSW2とスイッチレバーSLが離れるとモータ22
の駆動が停止して，小型撮像カメラ20はC.のように頭線
より一定の角度（頭線角分）だけ外側を向いて停止す
る。

このC.の位置から頭線を正面の向き（体線と同一方向）
に戻ると，上記の場合と逆にスイッチSW1がオンになっ
てモータ22も上記と逆方向に回転して元のA.の状態に戻
る。

また,A.の状態から頭線をB.の場合と逆の方向（左側）
に所定角度以上向いた場合は，スイッチレバーSLとスイ
ッチSW1の作用により小型撮像カメラ20の方向を頭線よ
り一定角度（頭視角分）だけ外側（左側）に回転させた
位置で停止する。

頭線−視線の補正を正しく行うには，スイッチレバーSL
とスイッチSW1,SW2の幅を調整すればよい。このように
視野共有カメラを利用した時の視線角とカメラ角（体線
に対するカメラの角度）の関係を第５図に示す。これに
より視線とカメラがほぼ一致していることが分かる。

なお，視野共有カメラのモータ駆動部を，ポテンショメ
ータ，マイコン，サーボモータの組み合わせで構成すれ
ば，さらに正確な頭線−視線補正を行うことができる
（但し，装置の重量が増して使用者に負担がかかる）。

上記のように本発明は，現場にいる作業員が見る画像を
遠隔地にいる指示者に伝送し，それにより指示者は作業
員に対して正確な作業指示を与えることができるので，
各種の応用分野に適用することができ，具体的には建設
現場の作業員への指示，医療現場への指示，工場，発電
所の保守点検者への指示等が考えられる。

［発明の効果］ 本発明によれば作業員の視野と同様の画像を遠隔地の指
令所で見ることができるため，作業員の視野を正確に共
有することができ，指示者は作業員に正確な指示を与え
ることができる。

また，作業員がベテランであり，逆に指示者に対して実
践教育を行う場合，ベテランの作業員の着眼点を直接指
示社に与えることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の基本構成図，第２図は実施例の構成
図，第３図はモータ駆動回路，第４図は実施例の動作説
明図，第５図は本発明による視線角とカメラ角の関係
図，第６図は従来の視野共有装置の説明図，第７図は頭
線角と視線角の関係を示す図である。 第１図中， 1:視野共有カメラ 2:カメラ回転駆動部 3:一定頭線角検出スイッチ 4:体線指示手段

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】作業員が直接操作する作業対象の画像を指
   導員が存在する遠隔地に送信して表示し，表示された画
   像に応じた指導員の音声を作業員に送信するための視野
   共有装置において， 作業員の頭線を表す位置に取り付けられる視野共有カメ
   ラ（１）を搭載した支持筐体と， 前記支持筐体に設けられ，前記視野共有カメラ（１）の
   向きを左右方向に回転させるカメラ回転駆動部（２）
   と， 作業員の身体に取り付けられ頭線角と視線角の基準とな
   る体線の方向を指示する体線指示手段（４）と， 前記体線支持手段により指示される体線と前記支持筐体
   により表す頭線のずれが一定角度以上であることを検出
   する一定頭線角検出スイッチ機構（３）とを備え， 前記一定頭線角検出スイッチ機構（３）からの左・右方
   向の検出出力によりカメラ回転駆動部（２）を駆動し
   て，視野共有カメラ（１）の向きを頭線より左または右
   方向の外側に所定角度回転することにより作業員と遠隔
   地の指導員の視野のずれを補正することを特徴とする視
   野共有装置。