JP2001069497A - 監視カメラ装置とそのオートトレース実施方法 - Google Patents
監視カメラ装置とそのオートトレース実施方法Info
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Abstract
る監視カメラを提供する。 【解決手段】 360度のパン回転及び90度以上のチ
ルト回転が可能な監視カメラと、監視カメラを遠隔制御
する制御手段とを備える監視カメラ装置において、監視
カメラが、オートトレース学習時に制御手段から送られ
たコマンドとコマンドの時間軸上の受信時点を示すタイ
ムスタンプとを記録したオートトレース記録(a)を保
持し、オートトレース実施時に、オートトレース記録を
読みだし、記録されたコマンドを時間軸上の対応する時
点で実行する。オートトレース実施時のコマンドを複合
カメラが保持しているため、制御データの伝送遅延によ
る動作の遅れを避けることができる。
Description
を持つ監視カメラと、監視カメラにより監視点を順次オ
ートトレースする方法に関し、特に、正確なオートトレ
ースを実行できるようにしたものである。
ム型のハウジングに収めた監視カメラが市販されてい
る。この監視カメラは、回転台の動作により、水平方向
のカメラの回転(パン)と垂直方向のカメラの回転(チ
ルト)とを合わせて行うことができるため、複合カメラ
と呼ばれている。パン方向には、360度のエンドレス
の回転が可能であり、また、チルト方向には0度から9
0度、即ち、水平から垂直の方向までの回転が可能であ
る。この複合カメラは、公共施設の天井などに設置さ
れ、コントローラの操作によって、所望の方角を撮影す
ることができる。また、追尾している被写体が真下を通
る場合でも、図10に示すように、カメラ10が真下に向
いた瞬間に、レンズを中心に180度回転し、そのまま
追尾を続けることが可能であり、監視域の端から端まで
映像を映し出すことができる。
ローラ12と、複合カメラ11の映像を表示するモニタ13と
が、同軸ケーブル16で複合カメラ11に接続されている状
態を示している。コントローラ12は、操作部として、ジ
ョイステック14と、テンキー15とを備えている。
や出口の方向、窓の方向など、複数のカメラ位置をID
を付してコントローラ12にプリセットすることができ
る。プリセット後は、コントローラ12のテンキー15から
カメラ位置のIDを入力するだけで、プリセットした方
向にカメラを向かせることができる。
は、カメラの移動速度を制御する場合に操作する。ジョ
イステックを傾けると、図9に示すように、カメラは、
ジョイステックの縦軸方向の成分に比例する速度でチル
ト方向に回転し、また、横軸方向の成分に比例する速度
でパン方向に回転する。操作者は、モニタ13を見なが
ら、回転するカメラが所望の方向を映し出したとき、ジ
ョイステックを中立位置に戻して、チルト方向及びパン
方向の回転を停止させる。
複数の監視箇所を記憶させ、複合カメラがコントローラ
12の指示に従って複数の監視箇所の映像を順番に映し出
すオートトレースを行わせることもできる。
メラでは、オートトレースにおける監視箇所の指示がコ
ントローラから出されるため、監視カメラへの指示デー
タの到着が伝送遅延などの影響で遅れる場合があり、当
初設定した通りにオートトレースを正確に行うことがで
きないと云う問題点がある。
るものであり、オートトレースを正確に実施することが
できる監視カメラと、そのオートトレースの実施方法と
を提供することを目的としている。
60度のパン回転及び90度以上のチルト回転が可能な
監視カメラと、監視カメラを制御する制御手段とを備え
る監視カメラ装置において、監視カメラが、オートトレ
ース学習時に制御手段から送られたコマンドとコマンド
の時間軸上の受信時点を示すタイムスタンプとを記録し
たオートトレース記録を保持し、オートトレース実施時
に、オートトレース記録を読みだし、記録されたコマン
ドを時間軸上の対応する時点で実行するようにしてい
る。
施方法では、オートトレース学習時に、監視カメラが、
制御手段から送られたコマンドとコマンドの時間軸上の
受信時点を示すタイムスタンプとをオートトレース記録
としてメモリに記録し、制御手段からオートトレース実
施の指示を受信したとき、監視カメラが、オートトレー
ス記録をメモリから読みだし、記録されたコマンドを時
間軸上の対応する時点で実行するようにしている。
ドを複合カメラが保持しているため、制御データの伝送
遅延による動作の遅れを避けることができる。また、各
複合カメラは、自ら学習したときの内部時計で測定した
オートトレース記録に基づいてオートトレースを実施す
るため、各複合カメラの特異性によるオートトレース動
作のばらつきを無くすことができる。
は、パン方向に360度のエンドレス回転が可能であ
り、チルト方向に180度に渡る回転が可能な新しい複
合カメラを開発した。この複合カメラは、移動方向の自
由度が増したことにより、目標のカメラ位置まで最短経
路を通って迅速に移動することができる。
用いて、オートトレースを実行する場合について説明す
る。
7の平面図に示すように、円筒形のカメラベース107と
半球状のカメラカバーとから成るハウジング内に、監視
用のカメラ102と、カメラ102を直接保持するチルト回転
台105と、360度のエンドレス回転が可能なパン回転
台103と、パン回転台103に立設された一対の支柱113
と、この支柱113にチルト回転台105を軸支するチルト回
転軸106と、ハウジング内への電源の供給や電気信号の
入出力のための接点として作用するスリップリング112
とを備えており、その他に図示を省略しているが、パン
回転台103やチルト回転台104の回転機構、回転の駆動源
となるモータ、モータの駆動制御部、映像信号を増幅す
る増幅回路、複合カメラの動作を制御する制御部などを
備えている。また、パン方向の回転基点を定めるため、
ハウジングの基点位置に磁石117が固定され、パン回転
台103には、この磁石117の磁界を検知する原点ホール素
子32が設置されている。
チルト回転軸106を中心に180度に渡って回転が可能
であり、その結果、カメラ102は、図6のA点(108)の
方向から、最下点B(109)を通過して、C点(110)の
方向まで可逆的に向きを変えることができる。
を図7に示すように、360度に渡って水平方向に回転
することができる。
可動部への電源供給や、固定部と可動部との間の電気信
号の導通を実現する。
け、遠隔制御によりチルト回転台105の回転角度を調整
し、パン回転台103を所定の方向に回転させることによ
って、監視域の全ての方向をカメラ102で撮影すること
ができる。
ブロックで表している。パン回転台103及びチルト回転
台105の回転制御機構として、回転するモータ24、28
と、モータ24、28の回転数を検出するエンコーダ25、29
と、エンコーダ25、29の検出結果を基にモータ24、28を
駆動するモータドライバ23、27と、モータ24、28の回転
を減速してパン回転台103及びチルト回転台105に伝える
減速機構26、30と、パンの基点に配置された磁石117の
磁界に感応する、パン回転台103に設置された原点ホー
ル素子32と、チルトの端点位置に配置された磁石の磁界
に感応する、チルト回転台105に180度離間して設置
された端点ホール素子33と、ホール素子32、33の検知信
号からパンの原点及びチルトの端点を検出するホール素
子検出部31と、ホール素子検出部31の検出結果を基にモ
ータドライバ23、27を制御するモータ制御部22とを備え
ている。
ズーム及びフォーカス調整のためのステッパモータ36、
40と、ステッパモータ36、40に駆動用のパルスを出力す
るモータドライバ35、39と、ステッパモータ36、40の回
転を減速してレンズ機構に伝える減速機構37、41と、ズ
ーム調整の限界を検出するリミットスイッチまたはフォ
トインタラプタ38と、フォーカス調整の限界を検出する
フォトインタラプタ42と、モータドライバ35、39を制御
するレンズ制御部34と、アイリスを調整するドライバ43
とを備えている。
て、撮像を行うCCD44と、映像信号を符号化するDS
P45と、画像データの書き込み・読み出しを行う画像メ
モリ46とを備えている。
号に基づいて複合カメラの動作を制御するカメラ制御部
21と、データを蓄積するメモリ(E2PROM)47と、
時間をカウントするタイマ49とを備えている。
じように(図8)、同軸ケーブル16を通じて、コントロ
ーラ12及びモニタ13に接続している。
複合カメラ11が接続している場合を示しているが、複数
の複合カメラをコントローラ12に接続して、それらの複
合カメラをコントローラ12で制御することも可能であ
る。
の回転を検出するエンコーダ25の出力パルスがモータ制
御部22に伝えられ、また、原点ホール素子32によるパン
の基点の検出時点が、ホール検出部31を通じてモータ制
御部22に伝えられる。モータ制御部22は、パン回転台が
一回転する間にエンコーダ25から出力されるパルス数を
pとするとき、原点ホール素子32がパンの基点を検出し
てからのエンコーダ25の出力パルス数mをカウントし、 Pt=m×360/p により、現在のパン角度Ptを算出する。算出された現
在のパン角度Ptはメモリ47で保持される。
転を検出するエンコーダ29の出力パルスがモータ制御部
22に伝えられ、また、端点ホール素子33によるチルト端
点の検出時点が、ホール検出部31を通じてモータ制御部
22に伝えられる。モータ制御部22は、チルト回転台が半
回転する間にエンコーダ29から出力されるパルス数をq
とするとき、端点ホール素子33がチルトの端点を検出し
てからのエンコーダ29の出力パルス数nをカウントし、 Tt=90−(n×180/q) により、現在のチルト角度Ttを算出する。即ち、チル
ト角は、真下の方向を0度として角度が算出される。チ
ルト角の取り得る範囲は+90度から−90度までであ
る。算出された現在のチルト角度Ttはメモリ47で保持
される。
は、ズーム量を規定するステッパモータ36の回転量で決
まり、これはステッパモータ36に出力されるパルス数に
よって決まる。同様に、レンズ部の焦点距離は、ステッ
パモータ40に出力されるパルス数によって決まる。レン
ズ制御部34は、ステッパモータ36、40を正方向に回転す
るために出力されたパルスを+に、負方向に回転するた
めに出力されたパルスを−にカウントして、モータドラ
イバ35、39から出力されたパルス数を累積する。この累
積パルス数は、現在の画角Zt及び焦点距離Ftを表すデ
ータとしてメモリ47で保持される。
在の状態量を表すデータとして、Pt、Tt、Zt及び
Ftが保持される。
図8のコントローラ12からコマンドが送信される。複合
カメラ11のカメラ制御部21は、受信したコマンドを解釈
して各部の動作を制御する。
合には、操作者は、コントローラ12からカメラの方向を
遠隔操作して複合カメラ11のカメラ位置を目標のプリセ
ットポイントに向ける。
トローラ12のジョイスティック14を傾けると、この操作
に応じて、コントローラ12からは、カメラの速度制御を
表すコマンドとともに、図9に示すように、傾いたジョ
イスティック14のx軸成分を表すデータVpanとy軸成
分を表すデータVtiltとが複合カメラ11に送信される。
複合カメラ11のカメラ制御部21は、受信したコマンドを
解釈して、データVpan及びデータVtiltをモータ制御
部22に送り、モータ制御部22は、Vpanの速度でパン回
転を行うようにモータドライバ23を制御し、Vtiltの速
度でチルト回転を行うようにモータドライバ27を制御す
る。
に戻すと、同様に、コマンドとともにVpan=0、Vtil
t=0のデータが複合カメラに送られ、チルト方向及び
パン方向の回転が停止される。
に、現在のカメラの状態量を表すPt、Tt、Zt及び
Ftのデータが更新されて保持される。
モニタ画面で確認した操作者は、必要に応じてズーム量
を遠隔操作した後、コントローラ12またはパソコン19か
ら、プリセット設定の指示とそのプリセットポイントの
IDとを入力する。このIDを含むプリセット設定指示
コマンドは複合カメラ11に送出され、カメラ制御部21
は、コマンドを解釈して、複合カメラの現在の状態量を
表すPt、Tt、Zt及びFtのデータをIDとともに
メモリ47に蓄積する。
リ47には、図4に示すように、複数のプリセットポイン
トが設定される。
ソコン19からプリセットポイントのID(例えば、ID
=2)を指定してプリセットポイントの撮影を指示した
場合には、複合カメラ11のカメラ制御部21は、受信した
コマンドを解釈して、メモリ47からID=2のプリセッ
トポイントの状態量P2、T2、Z2及びF2と現在の状態
量Pt、Tt、Zt及びFtとを読み出し、現在のカメ
ラ位置からID=2のプリセットポイントへの最短経路
を求める。
トポイントへの移動経路は、4通り存在する。
でのチルト回転(現在のチルト角が正領域にある場合に
は正領域内でのチルト回転、また、現在のチルト角が負
領域にある場合には負領域内でのチルト回転)とによっ
てプリセットポイントに到達する経路 第2は、左旋回のパン回転と、同一領域内でのチルト回
転とによってプリセットポイントに到達する経路 第3は、異なる領域に移るチルト回転(0度を通過して
正領域から負領域に、または負領域から正領域に移動す
るチルト回転)と、右旋回のパン回転とによってプリセ
ットポイントに到達する経路 第4は、異なる領域に移るチルト回転と、左旋回のパン
回転とによってプリセットポイントに到達する経路 この各移動経路でのパン回転角及びチルト回転角は、図
5のようになる。複合カメラ11のカメラ制御部21は、各
移動経路のパン回転角及びチルト回転角の内、大きい方
の回転角に着目して、その回転角が最も小さい移動経路
を最短経路として選択する。これは、目標のプリセット
ポイントへ移動するためにパン方向の回転とチルト方向
の回転とを並行して行う場合に、パン回転角及びチルト
回転角の内、大きい方の回転角によってプリセットポイ
ントへの到達時間が決まるからである。
と、モータ制御部22に対して、選択した移動経路でのパ
ン回転角及びチルト回転角だけパン及びチルト回転する
ように指示し、また、レンズ制御部34に対して、ズーム
用のステッパモータ36に(Z2−Zt)のパルスを、ま
た、フォーカス用のステッパモータ36に(F2−Ft)
のパルスを出力するように指示する。
じて指示されたパン回転角だけモータ24を回転し、エン
コーダ25の出力から、指示された角度だけモータ24が回
転したことを検出すると、モータ24の回転を停止する。
同様に、モータドライバ27は、モータ制御部22を通じて
指示されたチルト回転角だけモータ28を回転し、エンコ
ーダ29の出力から、指示された角度だけモータ28が回転
したことを検出すると、モータ28の回転を停止する。そ
の結果、カメラはプリセットポイントID=2の位置に
向き、プリセット設定時のレンズ状態で撮影が開始され
る。なお、アイリスは、そのときの被写体の明るさに応
じてドライバ43を起動して調整する。
像を撮像し、その映像信号は、DSP45で符号化された
後、画像メモリ46に書き込まれ、次いで、画像メモリ46
から読み出されてモニタ13に出力される。
チルト回転が0度を通過して異なる領域に移る場合(即
ち、第3または第4の移動経路を選択した場合)には、
画像メモリ46からの画像データの読み出しを、それまで
とは逆の順序で行う。こうすることにより、モニタ13に
表示される画像の逆転を防ぐことができる。
切り換える点(カメラ方向)として、チルト角が0度以
外の2点を設定し、一方の点を超えてチルト角が−側に
進む場合に画像データの読み出し方向を切り換え、ま
た、他方の点を超えてチルト角が+側に進む場合に、画
像データの読み出し方向の切り換え解除を行うようにし
ても良い。このように、画像データの読み出し方向の切
り換えにヒステリシスを持たせることにより、切換点近
辺での頻繁な画像反転の発生を防止できる。
する。
トローラ12から指令すると、複合カメラのカメラ制御部
21は、これを受けて、タイマ49を起動し、それ以降に入
力するコマンドを、タイマ49のタイムスタンプを付して
メモリ47に記録する。
(例えば、ID=0001)を入力した後、例えば、図
2に示すように、の方向を撮影するようにパン、チル
ト回転を制御し、ズーム量やフォーカスを制御する。そ
して、この画像を所定時間観察した後、カメラをの方
向に向け、ズームやフォーカスを調整する。こうした操
作を監視ポイントについても行った後、学習
終了の指令をコントローラ12から入力する。
た回転台やレンズ操作のコマンド、あるいはプリセット
を指令するコマンドは、図1(a)に示すように、ID
=0001のオートトレース記録として、タイムスタン
プとともに逐次メモリ47に記録される。また、図1
(b)に示すように、このオートトレース記録の先頭ア
ドレスが、ポジションテーブルに記録される。
る場合に、コントローラ12からIDを指定してオートト
レース開始の指令を入力する。
けて、タイマ49を起動し、また、ポジションテーブルか
ら、指定されたIDの先頭アドレスを検索し、該当する
オートトレース記録の先頭から、順次、コマンド及びタ
イムスタンプを読み出す。そして、タイマ49の計時する
時刻に合わせて、記録されたコマンドを実行する。
ートトレース記録を再生することにより、複合カメラ
は、学習した通りの監視動作を行うことができる。
時の1/2倍速でのオートトレースを指令した場合に
は、複合カメラのカメラ制御部21は、タイマ49の時刻カ
ウント数を1/2に解釈して、オートトレース記録のコ
マンドを実行する。こうすることにより、学習時の倍の
時間を掛けてオートトレースを再生することができる。
同様に、タイマ49の時刻カウント数を2倍に解釈して、
オートトレース記録のコマンドを実行することにより、
学習時の半分の時間で、つまり、2倍速でオートトレー
スを実行することができる。
釈を変えることにより、学習時のオートトレースを任意
の倍速で再生することができる。
トレース再生時に、複合カメラの画像に「記録中」や
「再生中」の文字を重畳し、モニタに表示することが可
能である。この場合、複合カメラに文字発生器を設け、
この文字発生器の文字・図形の出力をカメラ制御部21で
制御する。文字発生器から出力された文字・図形のデー
タはDSP45に入力し、DSP45は、CCD44から入力
する画像に文字発生器から出力された文字・図形データ
を重畳して符号化し、この画像データが画像メモリ46に
記憶された後、読み出されてモニタに送出される。
または再生時に、文字発生器から「記録中」または「再
生中」の文字データが出力されるように文字コードを指
定して文字発生器を制御する。これにより、「記録中」
や「再生中」の文字を重畳した監視画像をモニタに表示
させることができる。
メラの回転台やレンズの操作を指令するコマンドを複合
カメラ自身が有しているため、制御部から複合カメラの
状態量を遠隔制御する場合と違って、命令の伝送遅延を
生じる恐れがなく、学習時の状態を忠実に再生すること
ができ、また、その再生速度を可変した状態を正確に再
現することができる。
を行った複合カメラが、その学習時の記録に基づいてオ
ートトレースを実施するため、各複合カメラに固有の特
性(ばらつき)がある場合でも、学習時の動作を同じよ
うに再現することが可能である(例えば、タイマのカウ
ント間隔が各複合カメラでずれていても、オートトレー
スは、各複合カメラで同じように実施される)。これに
対して、制御部から複合カメラの状態量が遠隔制御され
る場合には、各複合カメラの特性のばらつきが顕在化
し、監視動作が複合カメラによって違ってくる恐れがあ
る。
スの実施に際して、必ずオートトレース記録の先頭に戻
り、そこから再生を開始するため、複合カメラの到達位
置は学習時と必ず一致する。
記録を複合カメラ11のメモリ47で保持し続ける場合につ
いて説明したが、複合カメラ11に記録されたオートトレ
ース記録を、学習終了後にコントローラ12に吸い上げて
コントローラ12で保持し、オートトレース実施時に、例
えば、ID=0001のオートトレースを実施する場合
には、ID=0001のオートトレースに関する全記録
を複合カメラ11のメモリ47に転送するようにしても良
い。
は、オートトレースの各コマンドを、学習した複合カメ
ラ自身が保持することになるから、前述したコマンドの
伝送遅延や、複合カメラ固有のばらつきの影響を排除す
ることが可能である。
カメラのメモリ容量が小さくても済み、また、複合カメ
ラの電源をオフにしたとき、記録が消去されるメモリを
持つ場合であっても、オートトレースの実施が可能にな
る。
ローラに代えて、パソコンなどを使用することも可能で
ある。
の監視カメラ装置及びそのオートトレース実施方法で
は、伝送遅延や各装置の特性のばらつきなどの影響を受
けることなく、学習時の監視動作を忠実に再現すること
ができる。また、学習時の監視動作を任意の倍速で実施
することが可能である。
ース記録(a)と、ポジションテーブル(b)の例、
習動作を説明する図、
図、
の状態量を示すデータ、
に計算する各移動経路のパン回転角及びチルト回転角を
示すデータ、
を説明する説明図、
る。
Claims (9)
- 【請求項1】 360度のパン回転及び90度以上のチ
ルト回転が可能な監視カメラと、前記監視カメラを制御
する制御手段とを備える監視カメラ装置において、 前記監視カメラが、オートトレース学習時に前記制御手
段から送られたコマンドと前記コマンドの時間軸上の受
信時点を示すタイムスタンプとを記録したオートトレー
ス記録を保持し、オートトレース実施時に、前記オート
トレース記録を読みだし、記録されたコマンドを時間軸
上の対応する時点で実行することを特徴とする監視カメ
ラ装置。 - 【請求項2】 前記監視カメラが、オートトレース実施
時に、前記オートトレース記録の先頭に記録されたコマ
ンドから順次実行することを特徴とする請求項1に記載
の監視カメラ装置。 - 【請求項3】 前記オートトレース記録の先頭に、カメ
ラの画角やカメラシーンを設定する設定データが記録さ
れ、オートトレース実施開始時のカメラの状態が、前記
設定データに基づいて設定されることを特徴とする請求
項2に記載の監視カメラ装置。 - 【請求項4】 前記監視カメラが、オートトレース実施
時に、時間軸の解釈を、オートトレース学習時と変える
ことにより、前記学習時とは異なる速度でオートトレー
スを実施することを特徴とする請求項1に記載の監視カ
メラ装置。 - 【請求項5】 前記監視カメラが、360度のパン回転
と180度のチルト回転とが可能であることを特徴とす
る請求項1乃至4のいずれかに記載の監視カメラ装置。 - 【請求項6】 360度のパン回転及び90度以上のチ
ルト回転が可能な監視カメラと、前記監視カメラを制御
する制御手段とを備える監視カメラ装置のオートトレー
ス実施方法において、 オートトレース学習時に、前記監視カメラが、前記制御
手段から送られたコマンドと前記コマンドの時間軸上の
受信時点を示すタイムスタンプとをオートトレース記録
としてメモリに記録し、前記制御手段からオートトレー
ス実施の指示を受信したとき、前記監視カメラが、前記
オートトレース記録をメモリから読みだし、記録された
コマンドを時間軸上の対応する時点で実行することを特
徴とする監視カメラ装置のオートトレース実施方法。 - 【請求項7】 前記監視カメラが、オートトレース学習
終了後に、記録した前記オートトレース記録を前記制御
手段に転送して前記制御手段が保持し、オートトレース
実施に際して、前記制御手段が前記オートトレース記録
を前記監視カメラのメモリに転送することを特徴とする
請求項6に記載の監視カメラ装置のオートトレース実施
方法。 - 【請求項8】 前記監視カメラが、オートトレース実施
時に、時間軸の解釈を、オートトレース学習時と変える
ことにより、前記学習時とは異なる速度でオートトレー
スを実施することを特徴とする請求項6または7に記載
の監視カメラ装置のオートトレース実施方法。 - 【請求項9】 前記監視カメラが、オートトレース記録
時またはオートトレース再生時に、監視画像にオートト
レース動作状態を表示する表示を重畳して伝送すること
を特徴する請求項6または7に記載の監視カメラ装置の
オートトレース実施方法。
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