CN113557712A - 远程控制设备、成像控制设备及其控制方法 - Google Patents

远程控制设备、成像控制设备及其控制方法 Download PDF

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CN113557712A CN202080020622.4A CN202080020622A CN113557712A CN 113557712 A CN113557712 A CN 113557712A CN 202080020622 A CN202080020622 A CN 202080020622A CN 113557712 A CN113557712 A CN 113557712A
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上田俊明
畑中孝之
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Abstract

该远程控制设备60利用测距单元测量到正前方的感兴趣物体OB的距离。另外，远程控制设备60利用运动传感器单元测量从初始状态的移动，并将指示测得的距离和移动的物体位置信息从通信单元发送到成像设备20。基于来自远程控制设备60的物体位置信息，设置在成像设备20上的物体位置计算单元计算感兴趣物体OB相对于成像设备20的初始状态的方向的方向。通过基于物体位置计算单元的计算结果生成方向控制信号并将该方向控制信号输出到摇摄云台40，成像设备20的成像方向可以被设定为感兴趣物体OB的方向。

Description

远程控制设备、成像控制设备及其控制方法
技术领域
本技术涉及远程控制设备、成像控制设备及用于远程控制设备和成像控制设备的方法，并且使得可以容易地捕获图像捕获者注意到的成像目标的图像。
背景技术
在相关技术中，在成像系统中，成像设备的成像方向由远程控制设备控制。例如，在PTL 1中，使用成像设备、远程摇摄云台(remote pan head)、用于控制远程摇摄云台的操作设备以及便携式终端来配置系统，该便携式终端与操作设备无线通信，使得可以在便携式终端上确认成像设备的捕获图像。另外，可以将用于远程摇摄云台的主控制器从操作设备切换到便携式终端，使得可以从便携式终端操作远程摇摄云台，以用成像设备捕获期望的位置的图像。
[引用列表]
[专利文献]
[PTL 1]
日本专利公开No.2007-068066
发明内容
[技术问题]
顺便提及，在图像捕获者操作便携式终端以控制远程摇摄云台的情况下，图像捕获者不能在操作便携式终端的同时掌握场景的变化。因此，存在图像捕获者可能错过期望的场景的可能性。另外，由于图像捕获者需要执行便携式终端的操作，因此图像捕获者不能专注于例如观看体育比赛等。
因此，本技术的目的是提供远程控制设备、成像控制设备及用于远程控制设备和成像控制设备的方法，并且使得可以容易地捕获图像捕获者注意到的成像目标的图像。
[问题的解决方案]
本技术的第一方面在于一种远程控制设备，该远程控制设备包括：距离测量单元，测量到成像目标的距离；运动传感器单元，测量从初始状态的移动；以及通信单元，将指示由距离测量单元测得的距离和由运动传感器单元测得的移动的成像目标位置信息发送到控制目标设备。
在该技术中，测量到成像目标的距离测量单元与控制目标设备的成像单元彼此相对的状态被确定为初始状态，并且执行校准。由距离测量单元测得的到成像单元的距离和成像单元的方向被用作基准。此外，显示由控制目标设备的成像单元生成的捕获图像的显示单元和距离测量单元由保持单元保持，使得显示单元处于用户的眼睛的位置处，并且距离测量单元处于距离测量单元测量到位于用户前方正面的成像目标的距离的位置处。运动传感器单元测量从初始状态的移动。通信单元将指示由距离测量单元测得的距离和由运动传感器单元测得的移动的成像目标位置信息发送到控制目标设备。可替换地，通信单元将由控制目标设备的成像单元生成的捕获图像输出到显示单元。
本技术的第二方面在于一种远程控制方法，该远程控制方法包括：通过距离测量单元测量到成像目标的距离；通过运动传感器单元测量从初始状态的移动；以及从通信单元将指示由距离测量单元测得的距离和由运动传感器单元测得的移动的成像目标位置信息发送到控制目标设备。
本技术的第三方面在于一种成像控制设备，该成像控制设备包括：成像目标位置计算单元，基于指示从远程控制设备到成像目标的距离和远程控制设备从初始状态的移动的成像目标位置信息，计算成像目标相对于控制目标设备的成像单元的初始状态的方向的方向。
在该技术中，远程控制设备的距离测量单元与控制目标设备的成像单元彼此相对的状态被确定为初始状态，并且执行校准。距离测量单元的方向被用作控制目标设备的基准。成像目标位置计算单元基于指示从远程控制设备到成像目标的距离和远程控制设备从初始状态的移动的成像目标位置信息，计算成像目标相对于控制目标设备的成像单元的初始状态的方向的方向。另外，成像目标位置计算单元计算从控制目标设备的成像单元到成像目标的距离。成像目标位置计算单元设置在远程控制设备或控制目标设备上。
成像控制设备还可以包括生成方向控制信号的成像方向控制单元，该方向控制信号用于将控制目标设备的成像单元的成像方向设定为由成像目标位置计算单元计算出的成像目标的方向，或者还可以包括生成聚焦控制信号的聚焦控制单元，该聚焦控制信号用于将控制目标设备的成像单元的聚焦位置设定为由成像目标位置计算单元计算出的到成像目标的距离的位置。成像方向控制单元或聚焦控制单元可以设置在远程控制设备或控制目标设备上。
本技术的第四方面在于一种成像控制方法，该成像控制方法包括：通过成像目标位置计算单元基于指示从远程控制设备到成像目标的距离和远程控制设备从初始状态的移动的成像目标位置信息，计算成像目标相对于控制目标设备的成像单元的初始状态的方向。
附图说明
[图1]
图1是描绘成像系统的配置的视图。
[图2]
图2描绘了举例说明远程控制设备的视图。
[图3]
图3是举例说明第一实施例的配置的视图。
[图4]
图4是举例说明成像控制单元的功能配置的视图。
[图5]
图5是举例说明成像系统的动作的流程图。
[图6]
图6是图示成像目标位置计算单元的动作的视图。
[图7]
图7是图示成像目标位置计算单元的另一动作的视图。
[图8]
图8是举例说明第二实施例的配置的视图。
[图9]
图9是图示第二实施例的动作的视图。
具体实施方式
下面，描述用于执行本技术的模式。要注意，按以下顺序给出描述。
1.成像系统
2.实施例
2-1.第一实施例
2-1-1.第一实施例的配置
2-1-2.第一实施例的动作
2-1-3.第一实施例的动作的示例
2-1-4.第一实施例的动作的另一示例
2-2.第二实施例
2-3.其它实施例
3.应用例
<1.成像系统>
图1描绘了使用本技术的远程控制设备和成像设备的成像系统的配置。
成像系统10包括成像设备20、摇摄云台40和远程控制设备60。成像设备20固定到摇摄云台40，使得其成像方向可以通过摇摄云台40在平移方向和倾斜方向上改变。另外，成像设备20和远程控制设备60被配置为能够通过无线或有线传输线彼此通信。远程控制设备60被配置为使得它可以被安装在例如用户(图像捕获者)的头部上。要注意，远程控制设备60可以被配置为使得它可以由用户的手保持。
远程控制设备60执行作为控制目标设备的成像设备20或成像设备20和摇摄云台40的远程控制，使得用户从远程位置作为成像对象注意到的成像目标(这种成像目标在下文中也被称为“注意到的成像目标”)可以由成像设备20成像。远程控制设备60生成成像目标位置信息，该成像目标位置信息包括指示到注意到的成像目标OB的距离和注意到的成像目标OB的方向的移动信息。另外，成像设备20或远程控制设备60基于成像设备20与远程控制设备60之间的相对位置关系和由远程控制设备60生成的成像目标位置信息，生成用于将成像设备20的成像方向设定为注意到的成像目标的方向的方向控制信号。成像设备20或远程控制设备60将所生成的方向控制信号输出到摇摄云台40。摇摄云台40基于方向控制信号来移动成像设备20，使得注意到的成像目标OB可以通过成像设备20被成像。
<2.实施例>
接下来，描述实施例。要注意，实施例举例说明了远程控制设备60被配置为使得它可以被安装在用户的头部上的情况。
图2举例说明了远程控制设备。要注意，图2的(a)描绘了远程控制设备的外观，并且图2的(b)描绘了远程控制设备的使用状态。远程控制设备60包括保持单元61、臂单元62、目镜块63、电路块64和电源单元65。
保持单元61保持远程控制设备60，使得当远程控制设备60被安装在用户的头部上时，远程控制设备60不会离开头部。保持单元61包括从上方观察到的具有例如U形的颈带610和设置在颈带610的远端处的耳垫611L和611R。保持单元61相对于用户的头部保持在预定位置处，使得在保持单元61的弯曲部分与用户的头后部(或颈部)接触的状态下，头被耳垫611L和611R夹住或耳垫611L和611R被锁定到耳朵。
向前延伸的臂单元62设置在保持单元61的一端处，并且目镜块63设置在臂单元62的远端处。
目镜块63包括显示单元73，并执行作为电子取景器的动作。另外，目镜块63包括距离测量单元711，并测量由位于佩戴远程控制设备60的用户前方正面的成像目标给定的到注意到的成像目标的距离。
电路块64设置在耳垫611R上，并包括运动传感器单元712和通信单元72。电源单元65设置在另一个耳垫611L处。运动传感器单元712使用例如检测三轴加速度、三轴角速度和三轴地磁(方向)的九轴传感器来配置。运动传感器单元712生成指示远程控制设备60的位置变化和姿态变化的变化量等的移动信息。
通信单元72将包括由距离测量单元711测得的到注意到的成像目标OB的距离和由运动传感器单元712生成的移动信息的成像目标位置信息发送到成像设备20。另外，通信单元72接收从成像设备20发送的图像信号，并将该图像信号输出到目镜块63的显示单元73。电源单元65向通信单元72、显示单元73、距离测量单元711和运动传感器单元712供应电力。要注意，图2的(a)中描绘的电源单元65、运动传感器单元712和通信单元72的布置是示例性的，并且它们可以设置在其它位置处。
如图2中的(b)中描绘的，用户佩戴的远程控制设备60由保持单元61保持，使得显示单元73处于用户的眼睛的位置处，并且距离测量单元711处于距离测量单元711测量到位于用户前方正面的成像目标的距离的位置处。
<2-1.第一实施例>
<2-1-1.第一实施例的配置>
接下来，描述第一实施例。在第一实施例中，成像设备20的位置是固定的，并且成像设备20的成像方向通过摇摄云台40在平移方向和倾斜方向上可移动。另外，远程控制设备60的位置可以是固定的，或者可以是可移动的。
图3举例说明了第一实施例的配置。成像设备20包括成像光学系统块21、成像单元22、图像处理单元23、通信单元24、姿态检测单元28和控制单元30。另外，成像设备20可以包括显示单元25、记录单元26和输出单元27。
成像光学系统块21使用聚焦透镜来配置，并在成像单元22的成像平面上形成成像目标光学图像。另外，成像光学系统块21可以包括变焦透镜、光圈(iris)机构等。
成像单元22包括诸如CMOS(互补型金属氧化物半导体)或CCD(电荷耦合器件)之类的成像元件和信号处理单元。成像元件执行光电转换，以生成与成像目标光学图像对应的图像信号。信号处理单元对由成像元件生成的像素信号执行去噪处理、增益调整处理、模拟/数字转换处理、缺陷像素校正、显影处理等。成像单元将所生成的图像信号输出到图像处理单元23。另外，成像单元22将所生成的图像信号输出到记录单元26和输出单元27。
图像处理单元23将从成像单元22供应的图像信号转换成与远程控制设备60的显示单元73的显示分辨率对应的图像信号，并将转换后的图像信号输出到通信单元24。另外，图像处理单元23将从成像单元22供应的图像信号转换成与显示单元25的显示分辨率对应的图像信号，并将该图像信号输出到显示单元25。
姿态检测单元28检测成像设备20的姿态，并将姿态检测结果输出到控制单元30。
通信单元24与远程控制设备60执行通信，并将从图像处理单元23供应的图像信号发送到远程控制设备60。另外，通信单元24接收从远程控制设备60发送的成像目标位置信息，并将其输出到控制单元30。
使用液晶显示元件、有机EL显示元件等来配置显示单元25。显示单元25基于从图像处理单元23供应的图像信号来显示由成像设备20生成的捕获图像。另外，显示单元25基于来自控制单元30的控制信号来执行成像设备20的菜单显示等。
使用固定到成像设备20的记录介质或从成像设备20可去除的记录介质来配置记录单元26。记录单元26基于来自控制单元30的控制信号，将由成像单元22生成的图像信号记录到记录介质中。另外，输出单元27基于来自控制单元30的控制信号，将由成像单元22生成的图像信号输出到外部设备。
控制单元30包括CPU(中央处理单元)、ROM(只读存储器)、RAM(随机存取存储器)等。ROM在其中存储由CPU执行的各种程序。RAM在其中存储诸如各种参数之类的信息。CPU执行存储在ROM中的各种程序以控制每个单元，使得成像设备20执行根据用户操作的动作。另外，控制单元30包括成像控制单元31，成像控制单元31基于从远程控制设备60供应的成像目标位置信息来控制成像设备20以捕获注意到的成像目标OB的图像。
图4举例说明了成像控制单元的功能配置。成像控制单元31包括成像目标位置计算单元311、成像方向控制单元312和聚焦控制单元313。要注意，在成像设备20的景深大到不需要聚焦调整的情况下，成像控制单元31可以不包括聚焦控制单元313。
成像目标位置计算单元311基于姿态检测单元28的姿态检测结果和从远程控制设备60供应的成像目标位置信息，计算注意到的成像目标的方向或方向和到注意到的成像目标的距离。要注意，下文中描述计算注意到的成像目标的方向和到注意到的成像目标的距离的细节。成像目标位置计算单元311将注意到的成像目标的方向的计算结果输出到成像方向控制单元312，并将到注意到的成像目标的距离的计算结果输出到聚焦控制单元313。
成像方向控制单元312基于注意到的成像目标的方向的计算结果，生成方向控制信号，使得成像设备20的成像方向成为注意到的成像目标的方向，并将该方向控制信号输出到摇摄云台40。另外，聚焦控制单元313基于到注意到的成像目标的距离的计算结果，生成聚焦控制信号，使得成像设备20的聚焦位置成为注意到的成像目标，并将聚焦控制信号输出到成像光学系统块21。
返回参考图3，描述了远程控制设备60。远程控制设备60包括成像目标位置信息生成单元71、通信单元72和显示单元73。另外，成像目标位置信息生成单元71包括距离测量单元711和运动传感器单元712。
如上所述，距离测量单元711测量到位于佩戴远程控制设备60的用户前方正面的注意到的成像目标的距离。运动传感器单元712生成指示远程控制设备60的位置变化和姿态变化的变化量等的移动信息。成像目标位置信息生成单元71生成指示由距离测量单元711测得的到注意到的成像目标的距离和由运动传感器单元712生成的移动信息的成像目标位置信息，并将成像目标位置信息输出到通信单元72。
通信单元72将由成像目标位置信息生成单元71生成的成像目标位置信息发送到成像设备20。另外，通信单元72接收从成像设备20发送的图像信号，并将该图像信号输出到显示单元73。
使用液晶显示元件、有机EL显示元件等来配置显示单元73。显示单元73基于由通信单元72接收的图像信号来显示由成像设备20生成的捕获图像。
<2-1-2.第一实施例的动作>
图5是举例说明了成像系统的动作的流程图。在步骤ST1中，成像系统10执行校准处理。成像系统10在被确定为成像设备20与远程控制设备60彼此相对的状态的初始状态下，例如通过远程控制设备60计算到成像设备20的距离，并将该距离确定为基准距离。另外，成像设备20将远程控制设备60的方向设定为基准方向，并且远程控制设备60将成像设备20的方向设定为基准方向。然后，处理前进至步骤ST2。
在步骤ST2中，远程控制设备测量注意到的成像目标的位置。在校准处理之后，用户改变他/她的姿态，使得注意到的成像目标在用户的前方正面，并且远程控制设备60通过距离测量单元711测量到位于远程控制设备60的前方正面的注意到的成像目标的距离，并通过运动传感器单元712生成指示参考基准方向的相对于注意到的成像目标的方向的姿态改变量(角度)的移动信息。另外，在用户移动的情况下，远程控制设备60的运动传感器单元712生成指示移动的距离和方向的移动信息。远程控制设备将包括测得的距离和移动信息的成像目标位置信息发送到成像设备20，并且处理前进至步骤ST3。
在步骤ST3中，成像设备的成像控制单元执行注意到的成像目标成像控制。成像控制单元31基于从远程控制设备60供应的成像目标位置信息，计算来自成像设备20的注意到的成像目标方向和到注意到的成像目标的距离。另外，成像控制单元31基于注意到的成像目标方向生成方向控制信号，并基于到注意到的成像目标的距离生成聚焦控制信号，然后处理前进至步骤ST4。
在步骤ST4中，远程摇摄云台和成像设备执行驱动处理。摇摄云台40基于在步骤ST3中生成的方向控制信号，将成像设备20的成像方向移动到注意到的成像目标方向。另外，成像设备20基于在步骤ST3中生成的聚焦控制信号驱动成像光学系统块21，以执行聚焦调整，使得聚焦位置成为注意到的成像目标的位置，此后，处理返回到步骤ST2。要注意，在成像设备20的景深大的情况下，可以不执行聚焦调整。
<2-1-3.第一实施例的动作的示例>
接下来，描述第一实施例的动作的示例。图6是图示了成像控制单元的成像目标位置计算单元的动作的视图。要注意，在图6中，附接到摇摄云台40的成像设备20的位置由“A”指示，远程控制设备60的位置由“B”指示，并且注意到的成像目标的位置由“C”指示。
在成像系统10中，成像设备20和远程控制设备60彼此相对，并且执行校准。此时的成像设备20和远程控制设备60的姿态各自被确定为初始状态。另外，远程控制设备60在初始状态下测量到成像设备20的距离Dab，并将距离Dab发送到成像设备20。
此后，佩戴远程控制设备60的用户从成像设备20转向注意到的成像目标的方向，并且远程控制设备60的距离测量单元711测量从位置B到位置C的距离Dbc。另外，运动传感器单元712测量相对于基准方向(位置A的方向)的位置C的方向的角度θabc。远程控制设备将距离Dbc和角度θabc作为成像目标位置信息发送到成像设备20。
成像设备20的成像目标位置计算单元311基于表达式(1)来计算从成像设备的位置A到成像目标的位置C的距离Dac。
[算术式1]
Figure BDA0003258385440000101
另外，成像目标位置计算单元311基于表达式(2)计算相对于成像设备20的基准方向(位置B的方向)的位置C的方向的角度θbac。
[算术式2]
Figure BDA0003258385440000111
成像目标位置计算单元311将计算出的角度θbac输出到成像方向控制单元312，并且成像方向控制单元312生成用于将成像设备20的成像方向设定为相对于基准方向(位置B的方向)的角度θbac的方向的方向控制信号，并将方向控制信号输出到摇摄云台40。因此，可以使成像设备20的成像方向成为注意到的成像目标的方向。
成像目标位置计算单元311将计算出的距离Dac输出到聚焦控制单元313，并且聚焦控制单元313生成用于将成像设备20的聚焦位置设定为距离Dac的聚焦控制信号，并将聚焦控制信号输出到成像光学系统块21。因此，成像设备20的聚焦可以被调整到注意到的成像目标。
另外，如果用户改变他/她的姿态以便追踪注意到的成像目标，则远程控制设备60生成指示到注意到的成像目标的距离和用于追踪注意到的成像目标的移动信息的新的成像目标位置信息，并将成像目标位置信息发送到成像设备20。因此，通过基于新的成像目标位置信息执行成像方向控制和聚焦控制，成像设备20可以使成像方向和聚焦位置追踪注意到的成像目标，从而能够连续地获取聚焦在注意到的成像目标上的捕获图像。
此外，由于由成像设备20获取的捕获图像被显示在远程控制设备60的显示单元73上，因此可以确认在注意到的成像目标被对焦的状态下是否执行了成像动作。
<2-1-4.第一实施例的动作的不同示例>
接下来，作为第一实施例的动作的另一示例，描述在不仅注意到的成像目标而且用户的位置移动的情况下的操作。
图7是图示了成像控制单元的成像目标位置计算单元的另一动作的视图。要注意，在图7中，附接到摇摄云台40的成像设备20的位置由“A”指示，远程控制设备60的位置由“B”指示，注意到的成像目标的位置由“C”指示，移动后的远程控制设备60的位置由“B'”指示，并且移动后的注意到的成像目标的位置由“C'”指示。另外，将位置A与位置B互连的直线与将位置B'与位置C'互连的另一直线之间的交叉点由“q”指示。
在成像系统10中，成像设备20和远程控制设备60彼此相对，并且执行校准。此时的成像设备20和远程控制设备60的姿态各自被确定为初始状态。此外，远程控制设备60在初始状态下测量到成像设备20的距离Dab并将其发送到成像设备20。
此后，佩戴远程控制设备60的用户从成像设备20转向注意到的成像目标的方向，并且远程控制设备60的距离测量单元711测量从位置B到位置C的距离Dbc。另外，运动传感器单元712测量相对于基准方向(位置A的方向)的位置C的方向的角度θabc。远程控制设备将距离Dbc和角度θabc作为成像目标位置信息发送到成像设备20。
成像设备20的成像目标位置计算单元311基于表达式(1)来计算从成像设备的位置A到成像目标的位置C的距离Dac。
在佩戴远程控制设备60的用户从位置B移动到位置B'的情况下，远程控制设备60的运动传感器单元712测量从位置B到位置B'的距离Dbb'和角度θaqc'。另外，远程控制设备60的距离测量单元711测量从位置B'到移动后的成像目标的位置C'的距离Db'c'。远程控制设备60将距离Dbb'、距离Db'c'和角度θaqc'的测量结果作为成像目标位置信息发送到成像设备20。
成像设备20的成像目标位置计算单元311基于距离Dab和距离Dbb'来计算距离Db'a。另外，成像目标位置计算单元311基于表达式(3)计算当远程控制设备60处于位置B时相对于基准方向(位置A的方向)的移动后的位置B'的方向的角度θabb'。
[算术式3]
Figure BDA0003258385440000121
此外，成像目标位置计算单元311基于表达式(4)计算从成像设备20中的基准方向(位置B的方向)到交叉点q的距离Dbq。要注意，基于角度θabB'和角度θaqc'来计算角度θab'c'。
[算术式4]
Figure BDA0003258385440000131
成像目标位置计算单元311从距离Dab减去距离Dbq，以计算距离Dqa。另外，成像目标位置计算单元311例如基于距离Dbb'以及角度θabb'和θbb'q来计算距离Db'q，并从距离Db'c'减去计算出的距离Db'q，以计算距离Dc'q。此外，成像目标位置计算单元311基于表达式(5)计算距离Dac'。
[算术式5]
Figure BDA0003258385440000132
另外，成像目标位置计算单元311基于表达式(6)计算相对于成像设备20的基准方向(位置B的方向)的位置C'的方向的角度θbac'。
[算术式6]
Figure BDA0003258385440000133
成像目标位置计算单元311将计算出的角度θbac'输出到成像方向控制单元312，并且成像方向控制单元312生成用于将成像设备20的成像方向设定为相对于基准方向(位置B的方向)的角度θbac'的方向的方向控制信号，并将方向控制信号输出到摇摄云台40。因此，可以使成像设备20的成像方向成为移动后的注意到的成像目标的方向。
另外，成像目标位置计算单元311将计算出的距离Dac'输出到聚焦控制单元313，并且聚焦控制单元313生成用于将成像设备20的聚焦位置设定为距离Dac'的聚焦控制信号，并将聚焦控制信号输出到成像光学系统块21。因此，成像设备20的聚焦可以被调整到移动后的注意到的成像目标。
另外，如果用户改变他/她的姿态和位置以便追踪注意到的成像目标，则远程控制设备60生成指示到注意到的成像目标的距离和用于追踪注意到的成像目标的移动信息的新的成像目标位置信息，并将该新的成像目标位置信息发送到成像设备20。因此，通过基于新的成像目标位置信息执行成像方向控制和聚焦控制，即使用户移动，成像设备20也可以使成像方向和聚焦位置追踪注意到的成像目标，从而能够连续地获取注意到的成像目标被对焦的捕获图像。
此外，由于由成像设备20获取的捕获图像被显示在远程控制设备60的显示单元73上，因此可以确认在注意到的成像目标被对焦的状态下是否执行了成像动作。
<2-2.第二实施例>
虽然上文描述的第一实施例涉及成像设备20的位置被固定的情况，但成像设备20可以是可移动的。接下来，作为第二实施例，描述成像设备可移动的情况。
图8举例说明了第二实施例的配置。成像设备20包括成像光学系统块21、成像单元22、图像处理单元23、通信单元24、位置和姿态检测单元29、控制单元30和姿态控制单元35。成像设备20还可以包括显示单元25、记录单元26和输出单元27。
成像光学系统块21使用聚焦透镜来配置，并在成像单元22的成像平面上形成成像目标光学图像。另外，成像光学系统块21可以包括变焦透镜、光圈机构等。
成像单元22包括诸如CMOS(互补型金属氧化物半导体)或CCD(电荷耦合器件)之类的成像元件和信号处理单元。成像元件执行光电转换，以生成与成像目标光学图像对应的图像信号。信号处理单元对由成像元件生成的像素信号执行去噪处理、增益调整处理、模拟/数字转换处理、缺陷像素校正、显影处理等。成像单元将所生成的图像信号输出到图像处理单元23。另外，成像单元22将所生成的图像信号输出到记录单元26和输出单元27。
图像处理单元23将从成像单元22供应的图像信号转换成与远程控制设备60的显示单元73的显示分辨率对应的图像信号，并将转换后的图像信号输出到通信单元24。另外，图像处理单元23将从成像单元22供应的图像信号转换成与显示单元25的显示分辨率对应的图像信号，并将该图像信号输出到显示单元25。
通信单元24与远程控制设备60执行通信，并将从图像处理单元23供应的图像信号发送到远程控制设备60。另外，远程控制设备60接收从远程控制设备60发送的成像目标位置信息，并将成像目标位置信息输出到控制单元30。此外，通信单元24与外部设备通信，并将从图像处理单元23供应的图像信号发送到外部设备。
使用液晶显示元件、有机EL显示元件等来配置显示单元25。显示单元25基于从图像处理单元23供应的图像信号来显示由成像设备20生成的捕获图像。另外，显示单元25基于来自控制单元30的控制信号来执行成像设备20的菜单显示等。
使用固定到成像设备20的记录介质或从成像设备20可去除的记录介质来配置记录单元26。记录单元26基于来自控制单元30的控制信号，将由成像单元22生成的图像信号记录到记录介质中。另外，输出单元27基于来自控制单元30的控制信号，将由成像单元22生成的图像信号输出到外部设备。
位置和姿态检测单元29包括位置测量信号处理单元和诸如九轴传感器等之类的运动传感器单元，位置测量信号处理单元接收例如从定位卫星等发送的定位信号以测量位置。位置和姿态检测单元29检测成像设备20的位置、姿态、位置移动量、姿态改变量等，并将位置和姿态检测结果输出到控制单元30。
控制单元30包括CPU(中央处理单元)、ROM(只读存储器)、RAM(随机存取存储器)等。ROM在其中存储由CPU执行的各种程序。RAM在其中存储诸如各种参数之类的信息。CPU执行存储在ROM中的各种程序以控制每个单元，使得成像设备20执行根据用户操作的动作。另外，控制单元30包括成像控制单元31，成像控制单元31基于从远程控制设备60供应的成像目标位置信息来控制成像设备20以捕获注意到的成像目标OB的图像。
成像控制单元31包括如以上参考图4描述的成像目标位置计算单元311、成像方向控制单元312和聚焦控制单元313。
成像目标位置计算单元311基于从位置和姿态检测单元29供应的位置和姿态检测结果和从远程控制设备60供应的成像目标位置信息，计算注意到的成像目标的方向以及到注意到的成像目标的距离。成像目标位置计算单元311将注意到的成像目标的方向的计算结果输出到成像方向控制单元312，并将到注意到的成像目标的距离的计算结果输出到聚焦控制单元313。
成像方向控制单元312基于注意到的成像目标的方向的计算结果生成方向控制信号，使得成像设备20的成像方向成为注意到的成像目标的方向，并将方向控制信号输出到姿态控制单元35。另外，聚焦控制单元313基于到注意到的成像目标的距离的计算结果生成聚焦控制信号，使得成像设备20的聚焦位置成为注意到的成像目标，并将聚焦控制信号输出到成像光学系统块21。
姿态控制单元35基于来自成像控制单元31的方向控制信号来控制安装有成像设备20的移动体的姿态，使得成像设备20的成像方向成为注意到的成像目标的方向。例如，在移动体45是诸如无人机之类的无人飞行物体的情况下，姿态控制单元35控制无人飞行物体的飞行姿态，使得安装在无人飞行物体上的成像设备20的成像方向成为注意到的成像目标的方向。
描述远程控制设备60。远程控制设备60包括成像目标位置信息生成单元71、通信单元72和显示单元73。另外，成像目标位置信息生成单元71包括距离测量单元711和运动传感器单元712。
距离测量单元711测量到位于佩戴远程控制设备60的用户前方正面的注意到的成像目标的距离。运动传感器单元712生成指示远程控制设备60的位置变化和姿态变化的变化量等的移动信息。成像目标位置信息生成单元71生成指示由距离测量单元711测得的到注意到的成像目标的距离和由运动传感器单元712生成的移动信息的成像目标位置信息，并将成像目标位置信息输出到通信单元72。
通信单元72将由成像目标位置信息生成单元71生成的成像目标位置信息发送到成像设备20。另外，通信单元72接收从成像设备20发送的图像信号，并将图像信号输出到显示单元73。
使用液晶显示元件、有机EL显示元件等来配置显示单元73。显示单元73基于通信单元72接收的图像信号，显示由成像设备20生成的捕获图像。
在如上所述这样的第二实施例中，执行例如与上述第一实施例的动作的另一实施例的处理类似的处理，以参考在成像设备处于其初始状态时的方向来计算指示注意到的成像目标的方向的角度和到注意到的成像目标的距离。另外，根据成像设备20相对于初始状态的移动方向和移动量来校正注意到的成像目标的方向的角度和到注意到的成像目标的距离，以计算注意到的成像目标的方向和到注意到的成像目标的距离，移动方向和移动量是由位置和姿态检测单元29检测的。
接下来，参考图9来描述第二实施例的动作。要注意，在图9中，附接到无人飞行物体的成像设备20的位置由“A”指示，远程控制设备60的位置由“B”指示，并且注意到的成像目标的位置由“C”指示。另外，成像设备20的位置被指示为“A'”。此外，假定位置A被确定为xyz坐标系的原点，并且位置B和位置C处于xy平面上，并且位置A和B是在x坐标轴上的位置。
通过执行与第一实施例的处理类似的处理，成像控制单元31可以计算在成像设备20处于位置A时指示注意到的成像目标的方向的角度θbac和到注意到的成像目标的距离Dac。同时，位置和姿态检测单元29可以检测从位置A到位置A'的距离Daa'和位置A'相对于位置A的方向Fma。因此，对于角度θbac和到注意到的成像目标的距离Dac，基于距离Daa'和方向Fma执行校正处理。例如，在成像设备20在z方向上移动的情况下，注意到的成像目标的方向成为由参考x轴方向的角度θbac和参考z轴方向的角度θaa'c指示的方向。另外，如果基于距离Dac和距离Daa'计算距离Da'c，就足够了。要注意，可以基于距离Da'c、Dac和Daa'来计算角度θaa'c'。另外，在位置A'不仅在z方向上移动而且在x方向或y方向上移动的情况下，如果基于指示注意到的成像目标的方向的角度θbac、距离Daa'和方向Fma来执行参考x轴的角度的校正和参考z轴的角度的计算，则可以使移动后的成像设备的成像方向成为注意到的成像目标的方向。
以这种方式，根据第二实施例，即使在成像设备20在三维方向上移动的情况下，也可以通过设置在移动体上的成像设备20对由远程控制设备60指示的注意到的成像目标进行成像。此外，即使移动体或远程控制设备移动，成像设备20也可以继续注意到的成像目标的成像。
<2-3.其它实施例>
虽然以上描述的实施例举例说明了成像控制单元设置在成像设备上的情况，但成像控制单元31可以设置在远程控制设备60上。例如，在成像设备20的位置如第一实施例中一样是固定的情况下，即使不从成像设备20获取位置和姿态的检测结果，通过执行如上所述这样的算术运算处理，也可以计算来自成像设备20的注意到的成像目标的方向和到注意到的成像目标的距离。因此，方向控制信号和聚焦控制信号可以由远程控制设备60生成，并被输出到成像设备20。另外，方向控制信号可以被从远程控制设备60输出到摇摄云台40。
另外，成像控制单元31(例如，成像目标位置计算单元311)的一些功能可以设置在远程控制设备60上，使得指示来自成像设备20的注意到的成像目标的方向和到注意到的成像目标的距离的成像目标位置计算结果被从远程控制设备60发送到成像设备20。
另外，远程控制设备60的配置不限于如以上描述的实施例中一样将远程控制设备60安装在用户的头部上的配置。例如，远程控制设备可以被配置为具有棒状形状、圆柱形形状、棱柱形状等，并在其远端部分的方向被设定为注意到的成像目标方向的情况下生成成像目标位置信息。
<3.应用示例>
根据本公开的技术可以被应用于各种产品。例如，根据本公开的技术可以应用于外科手术系统、监视系统等。
例如，图2中描绘的远程控制设备由外科手术操作者(医生)佩戴，同时成像设备被布置为能够捕获外科手术部位的图像。另外，摇摄云台被配置为允许成像设备的成像方向至少在外科手术范围内移动。如果以这种方式设置远程控制设备、成像设备和摇摄云台，则可以在通过成像设备追踪外科手术操作者注意到的病变部位区域的同时对病变部位区域进行成像。
另外，图2中描绘的远程控制设备由监视者佩戴，同时成像设备被布置为能够对监视目标区域进行成像。另外，摇摄云台被配置为能够至少在监视目标范围内移动成像设备的成像方向。如果以这种方式设置远程控制设备、成像设备和摇摄云台，则监视者可以在用成像设备追踪由监视者注意到的监视目标者的同时对监视目标者进行成像。
可以通过硬件、软件或它们的组合配置来执行说明书中描述的一系列处理。在通过软件执行一系列处理的情况下，记录了处理序列的程序被安装到计算机中的存储器中，并由装入在专用硬件中的计算机执行。可替换地，程序可以被安装到可以执行各种处理的通用计算机中并由其执行。
例如，可以预先将程序记录在作为记录介质的硬盘、SSD(固态驱动器)或ROM(只读存储器)上或中。可替换地，可以预先将程序临时或永久地存储(记录)在诸如软盘、CD-ROM(光盘只读存储器)、MO(磁光)盘、DVD(数字通用盘)、BD(蓝光盘(注册商标))、磁盘或半导体存储卡之类的可移除记录介质上。刚描述的这种可移除记录介质可以作为所谓的分组软件被提供。
另外，程序不仅可以从可移除记录介质安装到计算机中，而且还可以通过诸如LAN(局域网)或互联网之类的网络通过无线或有线传送从下载站点传送到计算机。计算机可以接收以这种方式传送到其的程序，并将该程序安装在诸如内置硬盘之类的记录介质中。
要注意，在本说明书中描述的有利效果是示例性的，并且始终不是限制性的，并且可以获得在本文未描述的附加有利效果。另外，本技术不应当被解释为限制于上文描述的技术的实施例。本技术的实施例以图示的形式公开了本技术，并且不言而喻的是，本领域的技术人员可以在不脱离本技术的主题的情况下执行实施例的修改和替换。换句话说，为了确定本技术的主题，应该参考权利要求。
另外，本技术的远程控制设备也可以采用如下所述的这种配置。
(1)一种远程控制设备，包括：
距离测量单元，测量到成像目标的距离；
运动传感器单元，测量从初始状态的移动；以及
通信单元，将指示由距离测量单元测得的距离和由运动传感器单元测得的移动的成像目标位置信息发送到控制目标设备。
(2)根据(1)所述的远程控制设备，其中，
初始状态是距离测量单元和控制目标设备的成像单元彼此相对的状态，并且由距离测量单元测得的到成像单元的距离和成像单元的方向被用作基准。
(3)根据(1)或(2)所述的远程控制设备，还包括：
显示单元，其中，
通信单元接收由控制目标设备的成像单元生成的捕获图像，并且
显示单元显示由通信单元接收的捕获图像。
(4)根据(3)所述的远程控制设备，还包括：
保持单元，保持显示单元和距离测量单元，使得显示单元处于用户的眼睛的位置处，并且距离测量单元处于距离测量单元测量到位于用户前方正面的成像目标的距离的位置处。
另外，本技术的成像控制设备也可以采用如下所述的这种配置。
(1)一种成像控制设备，包括：
成像目标位置计算单元，基于指示从远程控制设备到成像目标的距离和远程控制设备从初始状态的移动的成像目标位置信息，计算成像目标相对于控制目标设备的成像单元的初始状态的方向的方向。
(2)根据(1)所述的成像控制设备，其中，初始状态是远程控制设备的距离测量单元与控制目标设备的成像单元彼此相对的状态，并且距离测量单元的方向被用作控制目标设备的基准。
(3)根据(1)或(2)所述的成像控制设备，其中，成像目标位置计算单元设置在远程控制设备或控制目标设备上。
(4)根据(1)至(3)中任一项所述的成像控制设备，还包括：
成像方向控制单元，生成方向控制信号，该方向控制信号用于将控制目标设备的成像单元的成像方向设定为由成像目标位置计算单元计算出的成像目标的方向。
(5)根据(4)所述的成像控制设备，其中，成像方向控制单元设置在远程控制设备或控制目标设备上。
(6)根据(1)至(5)中任一项所述的成像控制设备，其中，成像目标位置计算单元计算从成像单元到成像目标的距离。
(7)根据(6)所述的成像控制设备，还包括：
聚焦控制单元，生成聚焦控制信号，该聚焦控制信号用于将控制目标设备的成像单元的聚焦位置设定为由成像目标位置计算单元计算出的到成像目标的距离的位置。
(8)根据(7)所述的成像控制设备，其中，聚焦控制单元设置在远程控制设备或控制目标设备上。
[参考符号列表]
10：成像系统
20：成像设备
21：成像光学系统块
22：成像单元
23：图像处理单元
24：通信单元
25：显示单元
26：记录单元
27：输出单元
28：姿态检测单元
29：位置和姿态检测单元
30：控制单元
31：成像控制单元
35：姿态控制单元
40：摇摄云台
45：移动体
60：远程控制设备
61：保持单元
62：臂单元
63：目镜块
64：电路块
65：电源单元
71：成像目标位置信息生成单元
72：通信单元
73：显示单元
311：成像目标位置计算单元
312：成像方向控制单元
313：聚焦控制单元
610：颈带
611L、611R：耳垫
711：距离测量单元
712：运动传感器单元

Claims (14)

1.一种远程控制设备，包括：
距离测量单元，测量到成像目标的距离；
运动传感器单元，测量从初始状态的移动；以及
通信单元，将指示由所述距离测量单元测得的所述距离和由所述运动传感器单元测得的所述移动的成像目标位置信息发送到控制目标设备。
2.根据权利要求1所述的远程控制设备，其中，
所述初始状态是所述距离测量单元和所述控制目标设备的成像单元彼此相对的状态，并且由所述距离测量单元测得的到所述成像单元的距离和所述成像单元的方向被用作基准。
3.根据权利要求1所述的远程控制设备，还包括：
显示单元，其中，
所述通信单元接收由所述控制目标设备的所述成像单元生成的捕获图像，并且
所述显示单元显示由所述通信单元接收的所述捕获图像。
4.根据权利要求3所述的远程控制设备，还包括：
保持单元，保持所述显示单元和所述距离测量单元，使得所述显示单元处于用户的眼睛的位置处，并且所述距离测量单元处于所述距离测量单元测量到位于所述用户前方正面的所述成像目标的距离的位置处。
5.一种远程控制方法，包括：
通过距离测量单元测量到成像目标的距离；
通过运动传感器单元测量从初始状态的移动；以及
从通信单元将指示由所述距离测量单元测得的所述距离和由所述运动传感器单元测得的所述移动的成像目标位置信息发送到控制目标设备。
6.一种成像控制设备，包括：
成像目标位置计算单元，基于指示从远程控制设备到成像目标的距离和所述远程控制设备从初始状态的移动的成像目标位置信息，计算所述成像目标相对于控制目标设备的成像单元的初始状态的方向的方向。
7.根据权利要求6所述的成像控制设备，其中，
所述初始状态是所述远程控制设备的距离测量单元与所述控制目标设备的所述成像单元彼此相对的状态，并且所述距离测量单元的方向被用作所述控制目标设备的基准。
8.根据权利要求6所述的成像控制设备，其中，
所述成像目标位置计算单元设置在所述远程控制设备或所述控制目标设备上。
9.根据权利要求6所述的成像控制设备，还包括：
成像方向控制单元，生成方向控制信号，所述方向控制信号用于将所述控制目标设备的所述成像单元的成像方向设定为由所述成像目标位置计算单元计算出的所述成像目标的方向。
10.根据权利要求9所述的成像控制设备，其中，
所述成像方向控制单元设置在所述远程控制设备或所述控制目标设备上。
11.根据权利要求6所述的成像控制设备，其中，
所述成像目标位置计算单元计算从所述成像单元到所述成像目标的距离。
12.根据权利要求11所述的成像控制设备，还包括：
聚焦控制单元，生成聚焦控制信号，所述聚焦控制信号用于将所述控制目标设备的所述成像单元的聚焦位置设定为由所述成像目标位置计算单元计算出的到所述成像目标的距离的位置。
13.根据权利要求12所述的成像控制设备，其中，
所述聚焦控制单元设置在所述远程控制设备或所述控制目标设备上。
14.一种成像控制方法，包括：
通过成像目标位置计算单元基于指示从远程控制设备到成像目标的距离和所述远程控制设备从初始状态的移动的成像目标位置信息，计算所述成像目标相对于控制目标设备的成像单元的初始状态的方向。
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