DE4233137C1 - Method and device for controlling a camera - Google Patents

Method and device for controlling a camera

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DE4233137C1
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Peter Sander
Ralf Dr Steinmetz
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Abstract

A method is described by which a camera (10) can be controlled easily via a computer (20) or a computer network (60). The movement of the camera can be angular, translational, or a combination of these. The particular improvement lies in the fact that the camera movement can be actuated by selecting points on the display screen of the computer, using a cursor (24, 92), which is depicted on the screen in addition to the image generated by the camera, positionable with a mouse (26).

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und ein System zur Steuerung einer Kamera, z. B. einer Videokamera, entsprechend dem Oberbegriff des Anspruchs 1 und Anspruch 6.The invention relates to a method and a system for Control a camera, e.g. B. a video camera, according to the preamble of claim 1 and claim 6.

Vorrichtungen zur Steuerung von Kameras, insbesondere von Videokameras, die dazu geeignet sind, fortlaufend Bilder eines bestimmten Vorganges auf einen Monitor zu übertragen, sind für sich genommen in verschiedenen Ausgestaltungen bekannt. Dabei werden - insbesondere für Überwachungszwecke - die Kameras nach einem bestimmten Ablaufschema geschwenkt. Für bestimmte Anwendungen - hier seien beispielhaft die Überwachung von Vorgängen in Werkhallen genannt - sind Einwirkungen der beobachtenden Person, z. B. eine Unterbrechung der Schwenkfunktion, auf die Richtung der Kamera notwendig, um einen geeigneten Blickwinkel zu gewährleisten.Devices for controlling cameras, in particular of video cameras that are capable of doing so continuously Images of a specific process on a monitor transferred, are taken in different in themselves Refinements known. In doing so - in particular for surveillance purposes - the cameras after one certain flow chart panned. For certain Applications - here are the monitoring examples of processes in workshops - are effects the observing person, e.g. B. an interruption the pan function, on the direction of the Camera necessary to get a suitable angle of view guarantee.

Benutzergeführte Kamerasteuerungen sind wiederum in verschiedenen Ausgestaltungsformen bekannt. Dabei werden insbesondere Realisierungen mit Tasten jeweils für den Schwenkvorgang nach oben, unten, rechts und links, sowie Kombinationen davon (z. B. nach links und gleichzeitig nach oben) eingesetzt. Die Kamera schwenkt dann so lange in die vorgegebene Richtung, bis die Taste losgelassen wird, oder aber in einer alternativen Ausführung, bei der die jeweilige Taste nur einmal betätigt werden muß, bis die entsprechende Taste oder eine Stoptaste betätigt wird. Die Funktion der Tasten wird dabei gelegentlich auch durch einen Steuerknüppel (Joystick), z. B. in der US-39 84 628, ersetzt, mit dem dann die gewünschte Richtung (durch die Richtung des Ausschlags) und teilweise auch die gewünschte Bewegungsgeschwindigkeit - durch die Stärke des Ausschlags - gewählt wird. Die Richtung des Schwenkvorganges wird dabei entweder durch nacheinander ausgeführte Schwenkbewegungen (z. B. oben rechts und dann oben für eine Richtung, die der Anzeige der Zeit 1 : 30 einer Uhr bzw. der Himmelsrichtung NW entspricht) oder aber durch eine entsprechende Stellung des Steuerknüppels angewählt.User-controlled camera controls are in turn various designs known. Here are particularly realizations with keys each for swiveling up, down, right and left, as well as combinations thereof (e.g. left and used simultaneously upwards). The camera then pivots in the specified direction until the button is released, or in an alternative Version in which the respective key only must be operated once until the corresponding Button or a stop button is pressed. The function the keys are occasionally replaced by a Joystick, e.g. B. in US-39 84 628, with which the  desired direction (by the direction of the deflection) and sometimes also the desired speed of movement - by the strength of the rash - is chosen. The direction of the panning process is done either by successively executed swiveling movements (e.g. top right and then up for a direction that is displaying the time 1:30 a clock or the compass direction NW) or by a corresponding position of the Joystick selected.

Bekannt sind auch Ausführungen, bei denen die Monitor- und die Bedienerfunktion an einen Rechner gekoppelt ist. In diesem Fall wird das Kamerabild zuvor - vorzugsweise schon in der Kamera - digitalisiert und dem Rechner zugeführt. Der Bildschirm des Rechners oder ein Teil des Bildschirms dient dann gleichzeitig als Monitor für die Kamera. In dieser Ausführung können die vorher genannten Tasten bestimmte, durch die Computersoftware oder vom Bediener festgelegte Tasten der Computertastatur sein.Versions are also known in which the monitor and the operator function coupled to a computer is. In this case, the camera image is preferably already in the camera - digitized and fed to the computer. The computer screen or part of the screen then serves simultaneously as a monitor for the camera. In this version can use the buttons specified above, by the computer software or operator-specified Keys of the computer keyboard.

Eine weitere bekannte Ausführung mit Hilfe eines Computers ist die Nachführung der Kamera durch Bewegungsbalken (Scrollbars), die auf dem Monitor eingeblendet werden und mit Hilfe einer Positioniereinrichtung, z. B. einer sogenannten Maus oder einem berührungssensiblen Bildschirm angesteuert werden können. Auch bei dieser Steuerungsmethode ist eine Befehlsabgabe nur in einer vorgesehenen Richtung möglich, meistens beschränkt auf die vier Kardinalrichtungen und höchstens noch um eine Zwischenrichtung (entsprechend z. b. der Himmelsrichtung NW) erweitert.Another known version using a Computers is tracking the camera through motion bars (Scrollbars) on the monitor be displayed and with the help of a positioning device, e.g. B. a so-called mouse or one touch-sensitive screen can be controlled can. With this control method there is also one Issuing commands only in one direction possible, mostly limited to the four cardinal directions and at most only one intermediate direction (corresponding e.g. to the compass direction NW) expanded.

Allen diesen Verfahren haftet der Mangel an, daß eine Datenverbindung zwischen der Eingabestation für die Befehle durch den Benutzer und der aktuierenden Kamerasteuerung für den gesamten Steuerungsvorgang aufrechterhalten werden muß (sog. Online-Betrieb) oder die Übertragung eines Befehls zum Abstoppen der Kamerabewegung verzögerungsfrei gewährleistet sein muß, um einen Schwenkvorgang über das Ziel hinaus zu vermeiden.All of these processes have the defect that a Data connection between the input station for the  Commands by the user and the actuating Camera control for the entire control process must be maintained (so-called online operation) or the transmission of a command to stop the Camera movement must be guaranteed without delay, to pan beyond the target avoid.

Desweiteren haftet den bekannten Verfahren der Mangel an, daß eine Eingabe des Steuerungsbefehls kompliziert ist und häufig auch erst nach mehreren Versuchen zum Erfolgt führt.Furthermore, the known methods are liable for the defect indicates that entering the control command is complicated is and often only after several attempts to Success leads.

In der US 51 07 336 ist eine Kamerasteuerung offenbart, die geeignet ist, bei bewegten Bildern die Kamera relativ zu einem ausgewählten Bildobjekt durch die Methode der Bildverarbeitung nachzuführen. Diese Kameranachführung ist für die Fälle, in denen der Benutzer und damit die Objektauswahl nicht in unmittelbarer Nähe der Kamera postiert ist, wegen des mit der starken Kopplung von Bildinhalt und Kamerasteuerung verursachten Rechenbedarfs und dem damit verbundenen hohen Übertragungsaufwands für die vorliegende Aufgabe völlig ungeeignet.In US 51 07 336 is a camera control which is suitable for the moving images Camera relative to a selected image object by the Tracking method of image processing. This Camera tracking is for the cases where the User and therefore the object selection is not in in the immediate vicinity of the camera, because of the the strong coupling of image content and camera control caused computing requirements and the associated high transmission effort for the task at hand completely unsuitable.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren und ein System für die Steuerung einer Kamera zur Verfügung zu stellen, mit denen eine einfachere Nachführung einer Kamera möglich ist.The object of the invention is a method and a System for controlling a camera is available too with which an easier tracking of a Camera is possible.

Die Aufgabe wird mit dem in Anspruch 1 beschriebenen Verfahren und mit dem in Anspruch 6 vorgeschlagenen System gelöst. Die Maßnahmen des in Anspruch 1 beschriebenen Verfahren bewirken zunächst einmal, daß nach der Eingabe der neuen Sollposition (Objektauswahl) durch das mit dem Signalmittel abgegebene Signal alle Daten zur Nachführung der Kamera im möglicherweise weit von der Kamera aufgestellten Computer vorhanden sind und in abstrakter Weise an ein der Kamera zugeordnetes Aktuatorsystem weitergegeben werden können. Diese Übertragung ist keineswegs zeitkritisch, das heißt, daß eine Verzögerung der Übertragung keinen Einfluß auf die neue Position der Kamera hat.The task is described with that in claim 1 Method and with that proposed in claim 6 System solved. The measures of claim 1 described methods cause first of all that  after entering the new target position (object selection) by the signal given with the signal means all Camera tracking data may be far computers installed by the camera are present and in an abstract way to one assigned to the camera Actuator system can be passed on. This Transmission is by no means time-critical, which means that a delay in transmission does not affect the new camera position.

Vorteilhaft ist die Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens, bei dem die Bildmitte den Referenzpunkt darstellt.The embodiment of the invention is advantageous Procedure in which the center of the image is the reference point represents.

Das System nach Anspruch 6 ist für sich genommen bereits geeignet, den Grundgedanken der Erfindung zu realisieren. Die Mittel zur Ermittlung der Richtung und des Betrages, um den die Kamera nachgeführt werden soll, sind erfindungsgemäß in der Lage, durch Ausgabe eines einzigen Kommandos der Kamera die gewünschte Steuerung zu befehlen.The system of claim 6 is already in itself suitable to realize the basic idea of the invention. The means to determine the direction and amount, around which the camera should be tracked according to the invention capable of issuing a single Commands the desired control to the camera command.

Der Vorteil der Erfindung soll an einem Anwendungsbeispiel erläutert werden. Beim Betrieb von Luftfahrzeugen sind am Boden zwischen zwei Einsätzen in der Luft - insbesondere bei besonderen Vorkommnissen - Inspektionen notwendig. Ein Verfahren zur Inspektion ist dabei besonders vorteilhaft, wenn es mit einer schwenkbaren Videokamera durchgeführt wird, wobei die Kamera am Ort installiert ist, an dem das Luftfahrzeug steht, während die Beurteilung des Zustandes in einem zentralen Wartungsbetrieb, z. B. am Ort des Hauptsitzes der Luftverkehrsgesellschaft erfolgt. Die beiden Orte können dabei beliebig weit voneinander entfernt sein. Das Objekt der Inspektion ist dabei häufig ein bestimmtes Detail am Luftfahrzeug, z. B. das Fahrwerk. Der Bediener im Hauptbetrieb weiß also, welche Objekte er in welcher Reihenfolge inspizieren möchte.The advantage of the invention is based on an application example are explained. When operating aircraft are in between two missions on the ground the air - especially in the event of special occurrences - Inspections necessary. An inspection process is particularly advantageous if it is with a swiveling video camera is performed, the Camera is installed at the location where the aircraft is  stands while assessing the state in one central maintenance operation, e.g. B. at the location of the headquarters the airline. The two places can be any distance apart. The object of the inspection is often a specific one Detail on the aircraft, e.g. B. the chassis. The operator in the main plant knows which objects he wants to inspect in what order.

Bei großer Entfernung ist die Verwendung eines Computernetzwerkes vorteilhaft (Anspruch 7).At long range, use a Computer network advantageous (claim 7).

Der Erfindungsgedanke ist schon realisierbar, wenn nur ein Winkel nachgeführt wird (z. B. nur der Azimut). Die vorteilhafteste Ausführung ist aber mit einer Nachführung von zwei Winkeln (Anspruch 8), die orthogonal zueinander stehen und die Höhe und die Richtung repräsentieren (Anspruch 9).The idea of the invention can already be realized, if only an angle is tracked (e.g. only the azimuth). The The most advantageous version is with a tracking of two angles (claim 8), the orthogonal stand to each other and the height and direction represent (claim 9).

Von verschiedenen Möglichkeiten, die Mittel zum Bewegen der Kamera zu realisieren, sind handelsübliche, digital ansteuerbare Schrittmotoren besonders vorteilhaft, weil diese Lösung wenig technischen Aufwand erfordert (Anspruch 10). Im Falle der Notwendigkeit einer autonomen Stabilisierung kann aber auch an Stelle der Schrittmotoren ein unabhängiges, vom Computer vorzugsweise digital angesteuertes Aktuatorsystem eingesetzt werden, z. B. eine kreiselstabilisierte Plattform. Of different ways, the means to To realize moving the camera are commercially available, digitally controllable stepper motors in particular advantageous because this solution is not very technical Effort required (claim 10). In case of need autonomous stabilization can also Instead of the stepper motors, an independent one from Computer preferably digitally controlled Actuator system are used, for. Legs Gyro-stabilized platform.  

Für andere Anwendungen kann die Kamerasteuerung auch vorteilhaft für zweidimensionale translatorische Bewegungen eingesetzt werden (Ansprüche 11 und 12).The camera control can also be used for other applications advantageous for two-dimensional translational Movements are used (claims 11 and 12).

Besonders vorteilhaft ist es, die Kamerasteuerung sowohl für die Ausführung von Schwenkbewegungen als auch für translatorische Bewegungen zu bauen. In diesem Fall müssen die Mittel zur Eingabe des Kommandos am Monitor und zur Ermittelung der steuerungsrelevanten Parameter der Kamera letztlich ausführenden Aktuatoren doppelt realisiert werden.It is particularly advantageous to control the camera for the execution of swiveling movements as well also build for translatory movements. In In this case, the means for entering the command on the monitor and to determine the control-relevant Parameters of the camera ultimately executing Actuators can be realized twice.

Die vorgenannten, sowie die beanspruchten und in den nachfolgenden Ausführungsbeispielen beschriebenen, erfindungsgemäß zu verwendenden Baugruppen, Einrichtungen und Mittel bzw. Verfahrensschritte unterliegen in ihrer Realisierung, der Ausgestaltung, der Auswahl und den technischen Konzeptionen bzw. den Verfahrensbedingungen keinen besonderen Ausnahmebedingungen, so daß die in dem jeweiligen Anwendungsgebiet bekannten Auswahlkriterien uneingeschränkt Anwendung finden können.The aforementioned, as well as the claimed and in the described in the following exemplary embodiments, Components, devices to be used according to the invention and means or process steps are subject in their realization, the design, the Selection and the technical conceptions or the Procedural conditions no special exceptions, so that in the respective application known selection criteria without restriction Can find application.

Insbesondere sind alle Realisierungen nicht daran gebunden, daß sie als Programm oder Softwarepaket in einem frei programmierbaren Computer implementiert wurden bzw. werden können, vielmehr ist es der einzelnen Anwendung überlassen, ob eine elektrische Schaltung, ein spezieller Computer oder ein Programm auf einer frei programmierbaren digitalen Datenverarbeitungsanlage eingesetzt wird.In particular, all implementations are not there bound that they are in as a program or software package implemented a freely programmable computer were or can be, rather it is the individual Application left whether an electrical Circuit, a special computer or a program on a freely programmable digital data processing system is used.

Weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile des Gegenstandes der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung der zugehörigen Zeichnung, in der - beispielhaft - eine erfindungsgemäße Vorrichtung und das erfindungsgemäße Verfahren dargestellt sind.More details, features and advantages of the The object of the invention result from the the following description of the associated drawing,  in the - an example - a device according to the invention and the method according to the invention is shown are.

In der Zeichnung zeigen:The drawing shows:

Fig. 1 zeigt eine Vorrichtung, bei der zwei Computer über ein Computernetzwerk miteinander verbunden sind als Blockdarstellung; Fig. 1 shows an apparatus, are connected to each other in the two computers over a computer network as a block diagram;

Fig. 2 zeigt eine erfindungsgemäße Vorrichtung mit einem einzigen Computer als Blockdarstellung; Fig. 2 shows an inventive device with a single computer as a block diagram;

Fig. 3 zeigt ein Ablaufschema des erfindungsgemäßen Verfahrens; Fig. 3 shows a flow diagram of the method according to the invention;

Fig. 4 zeigt eine erfindungsgemäße Vorrichtung zur translatorischen Steuerung als Blockschaltbild und Fig. 4 shows an inventive device for translational control in a block diagram and

Fig. 5 zeigt eine erfindungsgemäße Vorrichtung mit zwei auf dem Bildschirm dargestellten Zeigern. Fig. 5 shows an apparatus according to the invention with two pointers on the screen illustrated.

Mit der in Fig. 1 als Ganzes mit 100 bezeichneten Vorrichtung werden mit der Kamera 10 Aufnahmen von den darzustellenden Objekten gemacht und auf einem Datenausgang 16 der Kamera 10 ausgegeben. Im Ausführungsbeispiel wird mit diesen Daten eine Eingangsschnittstelle 52 des weiteren Computers 50 beaufschlagt. Das Ausgangssignal der Kamera 10 ist ein RGB (rot, grün, blau) - Videosignal. Dieser weitere Computer 50 führt die Daten einem Computernetzwerk 60 zu, von dort aus sie dem Computer 20 zugeführt und auf dessen Monitor 22 dargestellt werden. Im Ausführungsbeispiel wird der genannte Vorgang mit einer Vollbildwiederholungsfrequenz von 30 Hz ausgeführt, so daß am Monitor 22 des Computers 20 eine fortlaufende Bildfolge entsteht.With the device designated 100 as a whole in FIG. 1, images of the objects to be displayed are taken with the camera 10 and output on a data output 16 of the camera 10 . In the exemplary embodiment, this data is applied to an input interface 52 of the further computer 50 . The output signal from camera 10 is an RGB (red, green, blue) video signal. This further computer 50 feeds the data to a computer network 60 , from where it is fed to the computer 20 and displayed on its monitor 22 . In the exemplary embodiment, the aforementioned process is carried out at a frame repetition frequency of 30 Hz, so that a continuous sequence of images is produced on the monitor 22 of the computer 20 .

Zusätzlich ist am Monitor 22 des Computers 20 ein Zeiger (Cursor) 24 in Form eines Pfeiles eingeblendet, der unabhängig vom Inhalt der Bilddaten über den ganzen Bildschirm positioniert werden kann. Als Positioniereinrichtung 26 dient im Ausführungsbeispiel eine sogenannte Computermaus. Der Zeiger 24 kann durch ein Verschieben der Maus bewegt werden. Bei einem doppelten Betätigen der linken Maustaste (Signalmittel 28) innerhalb einer Zeit von 300 Millisekunden (Signalmittel 28) wird im Ausführungsbeispiel erreicht, daß die gegenwärtige Position des Zeigers 24 die neue Bildmitte 82 der Kamera 10 darstellen soll und die Kamera 10 so weit geschwenkt werden soll, bis dieses Ziel erreicht ist.In addition, a pointer (cursor) 24 is shown on the monitor 22 of the computer 20 in the form of an arrow, which can be positioned over the entire screen regardless of the content of the image data. In the exemplary embodiment, a so-called computer mouse serves as the positioning device 26 . The pointer 24 can be moved by moving the mouse. If the left mouse button (signaling means 28 ) is actuated twice within a period of 300 milliseconds (signaling means 28 ), in the exemplary embodiment it is achieved that the current position of the pointer 24 is to represent the new image center 82 of the camera 10 and the camera 10 is pivoted so far until this goal is reached.

Im Ausführungsbeispiel ist die Bildmitte (80) der Standardreferenzpunkt des Verfahrens, der aber beliebig auch auf einen anderen Punkt des Bildschirms gelegt werden kann.In the exemplary embodiment, the center of the image ( 80 ) is the standard reference point of the method, but it can also be placed anywhere else on the screen as desired.

Im Computer 20 wird ein mit einem Computerprogramm realisiertes Mittel 74 zur Ermittlung der Winkel angesteuert, das den Schwenkungswinkel der Kamera 10 ermittelt. Die Berechnung erfolgt unter Berücksichtigung einer im Ausführungsbeispiel möglichen und auf bekannte Weise mit einer Tasteneingabe kommandierten Zoomstellung der Kamera 10 und einer Bildausschnittsvergrößerung auf dem Monitor (Pseudozoom), die ebenfalls mit Tasten angesteuert wird (Funktionen Bild vergrößern und verkleinern). Die Berechnung der Winkel wird somit im Ausführungsbeispiel mit Hilfe der FormelIn the computer 20 , a means 74 for determining the angles, which is implemented with a computer program, is controlled, which determines the pivoting angle of the camera 10 . The calculation is carried out taking into account a zoom position of the camera 10 which is possible in the exemplary embodiment and commanded in a known manner with a key input and an enlargement of the image section on the monitor (pseudo zoom), which is also controlled by keys (functions enlarge and reduce image). The calculation of the angle is thus in the exemplary embodiment using the formula

wobei A die halbe Apertur der Kamera 10, Z die aktuelle Zoomvergrößerung der Kamera 10 und P die aktuelle Bildausschnittsvergrößerung am Monitor 22 ist.where A is the half aperture of the camera 10 , Z is the current zoom magnification of the camera 10 and P is the current image section magnification on the monitor 22 .

Diese beiden Winkel werden wiederum über das Computernetz 60 an den weiteren Computer 50 geleitet, und von dort aus werden Schrittmotoren 34 und 36 eines Aktuatorsystems 30 zur Schwenkung der Kamera 10 mit jeweils einer den kommandierten Winkeln proportionalen Anzahl von Takten beaufschlagt.These two angles are in turn routed via the computer network 60 to the further computer 50 , and from there stepper motors 34 and 36 of an actuator system 30 for pivoting the camera 10 are each acted upon by a number of clock cycles proportional to the commanded angles.

Eine andere Ausführungsform mit nur einem Computer 20, der sowohl mit der Kamera 10 als auch mit dem Monitor 22 und der Positioniereinrichtung 26 verbunden ist, ist in Fig. 2 als Ganzes mit 200 bezeichnet. Another embodiment with only one computer 20 , which is connected both to the camera 10 and to the monitor 22 and the positioning device 26 , is designated as a whole by 200 in FIG. 2.

In einer alternativen Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung wird nicht der nach der oben angegebenen Form berechnete Winkel an die Steuerungseinrichtung der Kamera 10 übertragen, sondern eine Zeitspanne, in der die Kamera 10 mit einer vorgegebenen Geschwindigkeit in die ausgewählte Richtung bewegt werden soll. Diese Zeitspanne ist bei konstanter Geschwindigkeit proportional zum Nachführungswinkel. In diesem alternativen Ausführungsbeispiel wird aber der Winkel, um den die Kamera nachgeführt werden soll, in eine Folge von Zeitintervallen zerlegt, in der die Kamera 10, beginnend mit einer kleinen Geschwindigkeit und schrittweise gesteigert auf die maximale Geschwindigkeit, die die Schwenkeinrichtung der Kamera zuläßt, bewegt wird, um dann, zum Zwecke der Beendigung des Bewegungsvorganges und wieder schrittweise kleinere Geschwindigkeiten einnehmend, den Bewegungsvorgang aus dem kleinsten Geschwindigkeitsbereich heraus abzustoppen. Der Winkel, um den die Kamera nachgeführt werden soll, wird dementsprechend in eine Summe von Zeitintervallen zerlegt, die ein sanftes Beschleunigen der Kamera in die Schwenkeinrichtung ermöglicht. In der Einrichtung, die das Mittel 74 zur Ermittelung der Information darstellt, sind auch Korrekturinformationen zur Kompensation der Nichtlinearitäten des Beschleunigungs- und Abbremsvorganges enthalten. Diese Korrekturdaten sind experimentell bestimmt worden.In an alternative embodiment of the device according to the invention, it is not the angle calculated according to the form specified above that is transmitted to the control device of the camera 10 , but rather a period of time in which the camera 10 is to be moved in the selected direction at a predetermined speed. This time period is proportional to the tracking angle at constant speed. In this alternative exemplary embodiment, however, the angle by which the camera is to be tracked is broken down into a sequence of time intervals in which the camera 10 , starting at a low speed and gradually increasing to the maximum speed which the pivoting device of the camera permits, is then moved to stop the movement process from the smallest speed range for the purpose of ending the movement process and again gradually taking lower speeds. The angle by which the camera is to be tracked is accordingly broken down into a sum of time intervals which enables the camera to accelerate smoothly into the swivel device. The device, which represents the means 74 for determining the information, also contains correction information for compensating for the non-linearities of the acceleration and deceleration process. These correction data have been determined experimentally.

In einem weiteren, in Fig. 4 als Ganzes mit 300 bezeichneten Ausführungsbeispiel wird die Kamera 10 nicht geschwenkt, sondern auf einer Schiene 84 translatorisch bewegt. Die Schiene 84 selbst ist wiederum an einem Schienenpaar 86 so befestigt, daß die Schiene 84 und damit die Kamera 10 senkrecht zur erstgenannten Bewegungsrichtung bewegt werden kann. In a further exemplary embodiment, designated in its entirety by 300 in FIG. 4, the camera 10 is not pivoted, but is moved in translation on a rail 84 . The rail 84 itself is in turn attached to a pair of rails 86 in such a way that the rail 84 and thus the camera 10 can be moved perpendicular to the first-mentioned direction of movement.

Dieses Ausführungsbeispiel eignet sich insbesondere für Anwendungen, bei denen der Abstand der Kamera 10 von einer Beobachtungsebene (Referenzebene) bekannt ist. Der durch die Positionierung und anschließenden Fixierung des Zeigers 24 durch die Positioniereinrichtung 26 und das Signalmittel 28 bestimmte Ort, zu dem die Kamera 10 hinbewegt werden soll, entspricht dem Wert der Winkelfunktion tangens des ebenso wie im vorgenannten Ausführungsbeispiel ermittelten Winkels multipliziert mit dem Abstand der Referenzebene von der Kamera.This exemplary embodiment is particularly suitable for applications in which the distance of the camera 10 from an observation plane (reference plane) is known. The location determined by the positioning and subsequent fixation of the pointer 24 by the positioning device 26 and the signaling means 28 , to which the camera 10 is to be moved, corresponds to the value of the angle function tangent to the angle determined as in the aforementioned exemplary embodiment multiplied by the distance of the reference plane from the camera.

Ein weiteres Ausführungsbeispiel, bei dem die Möglichkeiten der beiden vorgenannten Ausführungen kombiniert werden, weist sowohl die die Kombination der Schienen 84 und 86 darstellenden Mittel 90 zur translatorischen Bewegung wie auch die Schwenkvorrichtung auf. Auf dem Monitor 22 des Computers 20 ist ein zweiter Zeiger 92 zusätzlich zum Zeiger 24 und zum Bild der Kamera 10 dargestellt, der sich als Symbol vom Zeiger 24 unterscheidet (Fig. 5). In diesem Ausführungsbeispiel wird der zweite Zeiger 92 mit derselben Computermaus bewegt wie der Zeiger 24, allerdings wird die rechte Taste der Computermaus, mit der sowohl die Mittel 26 zur Positionierung des Zeigers 24 wie auch die Mittel 94 zur Positionierung des zweiten Zeigers 92 realisiert sind, zur Bewegung des zweiten Zeigers gedrückt gehalten. Die Mittel 96 zur Abgabe eines zweiten Steuerungssignals sind in diesem Ausführungsbeispiel durch eine zweimalige Betätigung der rechten Taste der Computermaus in einer Zeitspanne von bis zu 300 Millisekunden realisiert. Der translatorische Bewegungsvorgang wird also mit gleichgearteten Mitteln kommandiert wie der Schwenkvorgang. Die in diesem Ausführungsbeispiel beschriebene erfindungsgemäße Vorrichtung eignet sich insbesondere zur Überwachung von Werkhallen von oben, wobei die beiden translatorischen Richtungen die Decke der Werkhalle darstellt und abdeckt und die Kamera die in der Halle befindlichen Objekte durch eine translatorische Positionierung auf einen beliebigen Beobachtungspunkt und eine anschließende Schwenkung auf das Objekt hin erfassen kann. Die Referenzebene ist dabei eine Ebene, in der die Arbeitspunkte der Maschinen in der Halle liegen oder aber der Boden der Halle selbst. Eine Auswahl der Referenzebene ist vom Computer 20 aus durch eine Tasteneingabe (z. B. Eingabe einer Zahl) möglich. Eine weitere Realisierung dieses Ausführungsbeispiels ist bei dem bereits erwähnten Einsatz zur Kontrolle des Zustandes eines Luftfahrzeuges durch einen Wartungmanager möglich und sinnvoll, wobei der Wartungsmanager entfernt vom Ort des Geschehens einzelne Objekte zu kontrollieren hat (z. B. das Fahrwerk). Dieses soll aber in diesem Beispiel von verschiedenen Winkeln aus betrachtet werden können. Dazu werden die beiden translatorischen Bewegungsrichtungen der Kamera 10 so gewählt, daß eine senkrecht stehende Beobachtungswand vor dem Luftfahrzeug aufgestellt wird, auf der die Kamera 10 bewegt werden kann. Als Referenzebene wird dabei eine mittlere Schnittebene durch das Luftfahrzeug parallel zur Beobachtungswand gewählt. Steuerungsfehler der Kamera 10, die daher rühren, daß der zu beobachtende Gegenstand nicht genau auf der Referenzebene liegt, spielen in dieser Ausführung deswegen keine Rolle, da beim Schwenkvorgang eben doch genau das zu beobachtende Objekt (z. B. das Fahrwerk) zur Bildmitte der Kamera 10 gebracht werden kann. Diese Ausführung ist deswegen gerade im genannten Anwendungsbeispiel besonders vorteilhaft, weil das angewählte Objekt bei der vorgewählten Betrachtungsrichtung mit einem Referenzbild, das dem Wartungsmanager als Archivbild vorliegt, verglichen werden kann und somit eventuelle Schäden und notwendige Reparaturarbeiten mit großer Exaktheit bestimmt werden können.A further exemplary embodiment, in which the possibilities of the two aforementioned designs are combined, has both the means 90 for the translatory movement which represent the combination of the rails 84 and 86 , and also the pivoting device. A second pointer 92 is shown on the monitor 22 of the computer 20 in addition to the pointer 24 and the image of the camera 10 , which differs as a symbol from the pointer 24 ( FIG. 5). In this exemplary embodiment, the second pointer 92 is moved with the same computer mouse as the pointer 24 , but the right button of the computer mouse, with which both the means 26 for positioning the pointer 24 and the means 94 for positioning the second pointer 92 are realized, held down to move the second pointer. In this exemplary embodiment, the means 96 for emitting a second control signal are implemented by pressing the right button of the computer mouse twice in a period of up to 300 milliseconds. The translatory movement process is thus commanded with the same means as the swivel process. The device according to the invention described in this exemplary embodiment is particularly suitable for monitoring workshops from above, the two translational directions representing and covering the ceiling of the workshop and the camera translating the objects in the hall to any observation point and then pivoting them can grasp the object. The reference level is a level in which the working points of the machines are located in the hall or else the floor of the hall itself. The reference level can be selected from the computer 20 by entering a key (eg entering a number). A further implementation of this exemplary embodiment is possible and useful in the case of the aforementioned use for checking the condition of an aircraft by a maintenance manager, the maintenance manager having to check individual objects away from the scene (e.g. the landing gear). In this example, however, this should be viewed from different angles. For this purpose, the two translational directions of movement of the camera 10 are selected such that a vertical observation wall is set up in front of the aircraft, on which the camera 10 can be moved. A middle section plane through the aircraft parallel to the observation wall is chosen as the reference plane. Control errors of the camera 10 , which result from the fact that the object to be observed is not exactly on the reference plane, do not play a role in this embodiment, because exactly the object to be observed (e.g. the undercarriage) to the center of the image during the pivoting process Camera 10 can be brought. This version is particularly advantageous in the application example mentioned, because the selected object in the preselected viewing direction can be compared with a reference image that is available to the maintenance manager as an archive image, so that any damage and necessary repair work can be determined with great accuracy.

Das Grundprinzip des erfindungsgemäßen Verfahrens ist in Fig. 3 als Ablaufdiagramm dargestellt.The basic principle of the method according to the invention is shown in FIG. 3 as a flow chart.

Claims (13)

1. Verfahren zur Steuerung einer Kamera (10), mit den Schritten,
  • - daß ein von der Kamera (10) erzeugte Bild an einen ersten Computer (50) gesendet wird,
  • - daß das Bild von dem ersten Computer (50) über eine erste Datenverbindung an einen weiteren Computer (20) gesendet wird,
  • - daß das Bild auf einem Bildschirm (22) des weiteren Computers (20) dargestellt wird,
  • - daß die alte Position der Kamera (10) einem Punkt (Referenzpunkt) auf dem Bildschirm (22) des weiteren Computers (50) zugeordnet wird,
  • - daß auf dem Bildschirm (22) des weiteren Computers (20) zusätzlich zum dargestellten Bild ein mit Positioniereinrichtung (26) positionierbarer Zeiger (24) dargestellt wird,
  • - daß als Antwort auf ein mit einer Auslöseeinrichtung auslösbares Signal eine neue Position der Kamera (10) in Abhängigkeit vom Abstand der Position des Zeigers (24) von dem genannten, der alten Position der Kamera (10) zugeordneten Punkt (Referenzpunkt) berechnet wird,
  • - daß die neue Position der Kamera (10) vom weiteren Computer (20) über eine zweite Datenverbindung an den ersten Computer (50) gesendet wird,
  • - daß die neue Position der Kamera (10) in dem ersten Computer (50) in Steuerungsinformationen umgewandelt wird,
  • - daß die Steuerungsinformationen an die Kamera (10) übertragen werden und
  • - daß die Kamera (10) in die neue Position verfahren wird.
1. Method for controlling a camera ( 10 ), with the steps
  • - That an image generated by the camera ( 10 ) is sent to a first computer ( 50 ),
  • - That the image is sent from the first computer ( 50 ) to a further computer ( 20 ) via a first data connection,
  • - That the image is displayed on a screen ( 22 ) of the further computer ( 20 ),
  • - That the old position of the camera ( 10 ) is assigned to a point (reference point) on the screen ( 22 ) of the further computer ( 50 ),
  • - That on the screen ( 22 ) of the further computer ( 20 ) in addition to the image shown, a pointer ( 24 ) that can be positioned with a positioning device ( 26 ) is shown,
  • - that in response to a signal that can be triggered by a triggering device, a new position of the camera ( 10 ) is calculated as a function of the distance between the position of the pointer ( 24 ) and said point (reference point) assigned to the old position of the camera ( 10 ),
  • - That the new position of the camera ( 10 ) is sent from the further computer ( 20 ) to the first computer ( 50 ) via a second data connection,
  • - That the new position of the camera ( 10 ) in the first computer ( 50 ) is converted into control information,
  • - That the control information is transmitted to the camera ( 10 ) and
  • - That the camera ( 10 ) is moved into the new position.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der genannte, der alten Position der Kamera (10) zugeordnete Punkt (Referenzpunkt) die Bildmitte ist.2. The method according to claim 1, characterized in that said point associated with the old position of the camera ( 10 ) (reference point) is the center of the image. 3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Computer (50) in die Kamera (10) integriert ist.3. The method according to claim 1 or 2, characterized in that the first computer ( 50 ) in the camera ( 10 ) is integrated. 4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die erste und die zweite Datenverbindung zwischen dem ersten Computer (50) und dem weiteren Computer (20) dieselbe Verbindungsleitung benutzt.4. The method according to any one of claims 1 to 3, characterized in that the first and the second data connection between the first computer ( 50 ) and the further computer ( 20 ) uses the same connecting line. 5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest eine, den ersten Computer (50) mit dem weiteren Computer (20) verbindende Datenverbindung als Computernetzwerk (60) realisiert ist. 5. The method according to any one of claims 1 to 4, characterized in that at least one, the first computer ( 50 ) with the further computer ( 20 ) connecting data connection is realized as a computer network ( 60 ). 6. System zur Steuerung einer Kamera (10)
  • - mit einem ersten, mit der Kamera (10) verbundenen Computer (50)
  • - mit einem zweiten Computer(20) mit einem Bildschirm (22) zur Darstellung der von der Kamera aufgenommenen Bilder,
  • - mit Mitteln zur Darstellung eines Zeigers (24) auf dem Bildschirm (22) zusätzlich zu dem jeweils dargestellten Bild,
  • - mit Mitteln zur Positionierung (26) des Zeigers (24) und zur Erzeugung eines Signals zur Beendigung des Positioniervorganges (28),
  • - mit einer Datenverbindung zwischen dem ersten Computer (50) und dem zweiten Computer (20) zur Übertragung der von der Kamera (10) aufgenommenen Bilder zum zweiten Computer (20),
  • - mit einer Datenverbindung vom zweiten Computer (20) zum ersten Computer (50) zur Übertragung einer neuen Position der Kamera (10), und
  • - mit Mitteln (74), mit denen die zur Steuerung der Kamera (10) notwendigen Informationen entsprechend dem Abstand der Zeigers (24) von einem der alten Position der Kamera (10) zugeordnete Punkt (Referenzpunkt) auf dem Bildschirm (22) des weiteren Computers (20) berechnet werden.
6. System for controlling a camera ( 10 )
  • - With a first computer ( 50 ) connected to the camera ( 10 )
  • with a second computer ( 20 ) with a screen ( 22 ) for displaying the images taken by the camera,
  • with means for displaying a pointer ( 24 ) on the screen ( 22 ) in addition to the image shown in each case,
  • - With means for positioning ( 26 ) the pointer ( 24 ) and for generating a signal to end the positioning process ( 28 ),
  • with a data connection between the first computer ( 50 ) and the second computer ( 20 ) for transmitting the images recorded by the camera ( 10 ) to the second computer ( 20 ),
  • - With a data connection from the second computer ( 20 ) to the first computer ( 50 ) for transmitting a new position of the camera ( 10 ), and
  • - With means ( 74 ) with which the information necessary for controlling the camera ( 10 ) corresponding to the distance of the pointer ( 24 ) from a point associated with the old position of the camera ( 10 ) (reference point) on the screen ( 22 ) is furthermore Computers ( 20 ) can be calculated.
7. System nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindung der Computer (20, 50) mit einem Computernetzwerk (60) realisiert ist.7. System according to claim 6, characterized in that the connection of the computer ( 20, 50 ) with a computer network ( 60 ) is realized. 8. System nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Kamera (10) Mittel (30) zur Nachführung in zwei Winkelrichtungen aufweist.8. System according to claim 6 or 7, characterized in that the camera ( 10 ) has means ( 30 ) for tracking in two angular directions. 9. System nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Kamerasteuerung (30, 90) die Kamera (10) unabhängig in einem Höhenwinkel (Elevation 70) und einem Azimutwinkel (72) nachführt.9. System according to claim 8, characterized in that the camera control ( 30, 90 ) tracks the camera ( 10 ) independently at an elevation angle (elevation 70 ) and an azimuth angle ( 72 ). 10. System nach einem der Ansprüche 6 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß eine Kamerasteuerung (30, 90) vorgesehen ist, die Schrittmotoren (34, 36) aufweist, wobei die Schrittmotoren (34, 36) von dem ersten Computer (50) angesteuert werden.10. System according to one of claims 6 to 9, characterized in that a camera control ( 30, 90 ) is provided which has stepper motors ( 34, 36 ), the stepper motors ( 34, 36 ) being controlled by the first computer ( 50 ) will. 11. System nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Kamera (10) mit Mitteln (90) für die Nachführung in mindestens eine translatorische Richtung verbunden ist.11. System according to claim 6 or 7, characterized in that the camera ( 10 ) is connected to means ( 90 ) for tracking in at least one translational direction. 12. System nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Kamera (10) mit Mitteln (90) verbunden ist, die sie in zwei, weitgehend senkrecht aufeinander stehenden translatorischen Richtungen bewegt. 12. System according to claim 11, characterized in that the camera ( 10 ) is connected to means ( 90 ) which moves it in two, largely perpendicular to each other translational directions. 13. System nach einem der Ansprüche 6 bis 12, gekennzeichnet durch
  • - Mittel, mit denen die Kamera sowohl in ihrer Richtung als auch in ihrer translatorischen Position bewegt werden kann,
  • - Mittel zur Darstellung eines zweiten Zeigers (92) auf dem Bildschirm (22) zusätzlich zu dem Zeiger (24) und zusätzlich zu dem jeweils dargestellten Bild,
  • - Mittel zur Positionierung des zweiten Zeigers (92) und zur Erzeugung eines zweiten Signals (94) zur Beendigung des Positioniervorganges des zweiten Zeigers (92) und
  • - weitere Mittel (94) zur Ermittlung eines zweiten Steuerungssignals, mit denen die zur Steuerung der Kamera (10) notwendigen Informationen entsprechend dem Abstand des zweiten Zeigers (92) von einem der alten Position der Kamera (10) zugeordneten Punkt (Referenzpunkt) auf dem Bildschirm (22) des weiteren Computers (20) berechnet werden.
13. System according to any one of claims 6 to 12, characterized by
  • Means with which the camera can be moved both in its direction and in its translational position,
  • Means for displaying a second pointer ( 92 ) on the screen ( 22 ) in addition to the pointer ( 24 ) and in addition to the respectively displayed image,
  • - Means for positioning the second pointer ( 92 ) and for generating a second signal ( 94 ) for ending the positioning process of the second pointer ( 92 ) and
  • - Further means ( 94 ) for determining a second control signal, with which the information necessary for controlling the camera ( 10 ) according to the distance of the second pointer ( 92 ) from a point (reference point) assigned to the old position of the camera ( 10 ) on the Screen ( 22 ) of the further computer ( 20 ) can be calculated.
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