JP2004320175A - 監視カメラシステム - Google Patents
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Abstract
【課題】広角レンズカメラにより撮像された立体画像の任意の撮像位置が指定された場合にその位置にズームレンズカメラがパン、チルト、ズームするように制御する場合に、ズームレンズカメラを指定位置に正確に向ける。
【解決手段】モニタリングシステム103は広角レンズカメラ401により撮像された画像のひずみを電気的に補正するとともにパン、チルト、ズームの処理を電気的に行ってモニタリング部113に表示するとともに、広角レンズカメラにより撮像された半球状の画像の任意の撮像位置が拡大位置入力部114により指定された場合に、半球状の画像の指定位置を指定位置との距離と広角レンズカメラ及びズームレンズカメラ301の配置位置に応じて平面画像の位置に補正し、その位置にズームレンズカメラがパン、チルト、ズームするように制御する。
【選択図】 図4
【解決手段】モニタリングシステム103は広角レンズカメラ401により撮像された画像のひずみを電気的に補正するとともにパン、チルト、ズームの処理を電気的に行ってモニタリング部113に表示するとともに、広角レンズカメラにより撮像された半球状の画像の任意の撮像位置が拡大位置入力部114により指定された場合に、半球状の画像の指定位置を指定位置との距離と広角レンズカメラ及びズームレンズカメラ301の配置位置に応じて平面画像の位置に補正し、その位置にズームレンズカメラがパン、チルト、ズームするように制御する。
【選択図】 図4
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、広角レンズカメラと機械的にパン、チルト、ズームなどができるズームレンズカメラを用いた監視カメラシステムに関する。
【0002】
【従来の技術】
下記の特許文献1、2に開示されているように、広角レンズカメラを使った監視カメラシステムでは、広角レンズカメラで撮った画像のひずみを電気的に補正するとともに、パン、チルト、ズームも電気的に行うことができる。また、広角レンズカメラで撮った画像のひずみの補正やパン、チルト、ズームはソフト処理なので、複数のユーザに対して別々の画像を同時に提供可能である。また、下記の特許文献3、4に示されるように、広角レンズカメラとズームレンズカメラを使用したカメラ制御装置が知られている。また、下記の特許文献5に示されるように、複数のカメラによるズームインとパンを利用した方法が知られている。
【0003】
【特許文献1】
特開2000−83242号公報
【特許文献2】
特開平8−279999号公報
【特許文献3】
特開2000−32319号公報
【特許文献4】
特開2000−341574号公報
【特許文献5】
特開2001−94857号公報
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、特許文献1、2に示されるような広角レンズカメラで撮った画像のひずみの補正やパン、チルト、ズームはソフト処理なので、機械的にパン、チルト、ズームができるズームレンズカメラで撮った画像よりも画質が良くない。特に、被写体が速くなるほどひずみの補正が困難であるという問題があった。
【0005】
そこで、特許文献3、4に示されるように、広角レンズカメラとズームレンズカメラを併用し、広角レンズカメラにより撮像された画像の任意の撮像位置が指定された場合にその位置にズームレンズカメラがパン、チルト、ズームするように制御する方法が考えられる。しかしながら、広角レンズカメラの画像は半球状の立体画像、ズームレンズカメラの画像は平面画像であり、また、広角レンズカメラとズームレンズカメラの配置位置は異なるので、ズームレンズカメラを指定位置に正確に向けることが困難であるという問題点がある。
【0006】
本発明は上記従来例の問題点に鑑み、広角レンズカメラシステムにより撮像された立体画像の任意の撮像位置が指定された場合にその位置にズームレンズカメラシステムがパン、チルト、ズームするように制御する場合に、モニタリングシステムによりズームレンズカメラシステムを指定位置に正確に向けることができる監視カメラシステムを提供することを目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】
本発明は上記目的を達成するために、広角レンズカメラシステムにより撮像された半球状の画像の任意の撮像位置が指定された場合に、半球状の画像の指定位置を指定位置との距離と、静止カメラ及びズームレンズカメラシステムの配置位置に応じて平面画像の位置に補正し、その位置にズームレンズカメラシステムを向けるようにしたものである。
【0008】
すなわち本発明によれば、半球状の視野を持つ広角レンズ部と、
被写体から前記広角レンズ部までの距離を測定する距離測定手段とを有する広角レンズカメラシステムと、
ズームレンズ部と、前記ズームレンズ部を機械的にパン、チルトさせる旋回部とを有するズームレンズカメラシステムと、
前記広角レンズカメラシステムにより撮像された画像のひずみを電気的に補正しパン、チルト、ズームの処理を電気的に行ってモニタに表示するとともに、前記広角レンズカメラシステムにより撮像された半球状の立体画像の任意の撮像位置が指定された場合に、前記半球状の立体画像の指定位置を前記距離測定手段により測定されたその指定位置との距離と前記広角レンズ部及び前記ズームレンズ部の配置位置に応じて平面画像の位置に補正し、その位置に前記ズームレンズカメラシステムがパン、チルト、ズームするように制御して前記ズームレンズカメラシステムにより撮像された画像を前記モニタに表示する制御手段を有するモニタリングシステムとを、
備えた監視カメラシステムが提供される。
【0009】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。図1は本発明に係る監視カメラシステムの一実施の形態の構成を示すブロック図である。本発明の監視カメラシステムは図1に示すように、視野角が広く全方位の様子をモニタリングするための広角レンズカメラシステム101と、機械的なズームを行うことが可能であるとともに広角レンズカメラシステム101より精度の高い画像を得ることができるズームレンズカメラシステム102と、この2つのシステム101、102と専用線、LANケーブルもしくは無線などによって接続され、システム101、102からのカメラ画像を表示できるモニタリングシステム103からなる。広角レンズカメラシステム101は広角レンズカメラ401に、ズームレンズカメラシステム102はズームレンズカメラ301にそれぞれ対応する。
【0010】
広角レンズカメラシステム101は、半球状の視野(角)を持つ広角レンズ部104と、対象物(被写体)から広角レンズ部104までの距離を測定する距離測定部106と、モニタリングシステム103との通信を行うデータ通信部107と、広角レンズ部104、距離測定部106、データ通信部107を制御する制御部105とからなる。
【0011】
ズームレンズカメラシステム102は、ズームレンズ部108と、モニタリングシステム103との通信を行うデータ通信部110と、ズームレンズ部108を垂直方向及び水平方向へ旋回させる水平/垂直旋回部111と、機械的なパン、チルト、ズーム機能を有し、ズームレンズ部108、データ通信部110、水平/垂直旋回部111を制御する制御部109とからなる。例えば図2に示すように、ズームレンズカメラ301はカメラ、ズームレンズ302、高速回転台をコンパクトに一体化したドーム型コンビネーションカメラであれば、広角レンズカメラと同じように、水平360度、垂直180度の全方位をカバーすることができる。また、2つのカメラシステム101、102は、図3に示すように広角レンズカメラ401とズームレンズカメラ301を天井402などに並んで設置することとする。
【0012】
モニタリングシステム103は、2つのカメラシステム101、102からのカメラ画像を表示するモニタリング部113と、モニタリング部113によって表示される、広角レンズカメラ401の画像上にある特定箇所を指定する拡大位置入力部114と、拡大位置入力部114による指定箇所が示す球座標を求める座標解析部116と、拡大位置入力部114による特定箇所をズームレンズカメラ301で撮影するために前記球座標からズームレンズカメラ301の向きを算出する向き算出部117と、データ通信部118を用いてズームレンズカメラ301の向きなどをマニュアルで操作する遠隔操作部115と、2つのカメラシステム101、102からの画像を記録する記録部119と、2つのカメラシステム101、102と画像データ及び座標などの情報データを通信するためのデータ通信部118と、モニタリングシステム103における上記各々の機能を制御する制御部112からなる。
【0013】
なお、モニタリングシステム103にあるデータ通信部118は、2つのカメラシステム101、102との通信手段が専用線によるものであった場合においても、専用線の他にLAN接続機能及びモデム機能を追加することで、ネットワークに接続可能な端末及び携帯電話/PHSなどと容易に接続することが可能となり、モニタリングシステム103からこれらの外部装置へ画像データを配信することが可能となるのみならず、モニタリングシステム103に対する外部装置からの遠隔操作を行うことが可能となる。
【0014】
これらの機能を有した本発明の監視カメラシステムを用いることで、広角レンズカメラ401の画像をモニタリングシステム103によって常時モニタリングし、異常などがあった場合などにおいては、広角レンズカメラ401の画像をソフト処理した精度の低い拡大画像ではなく、ズームレンズカメラ301によって機械的に拡大した、より精度の高い拡大画像が得られる。
【0015】
図4は広角レンズカメラ401とズームレンズカメラ301を監視カメラとして用いた場合の実施の形態での処理を示すフローチャートである。広角レンズ部104は視野角が広く、全方位の様子を把握することができる。よって、広角レンズ部104を搭載した広角レンズカメラ401で撮影された画像データは常に、専用線やネットワークなどの通信手段を経由して、モニタリングする監視人などが所有するモニタリングシステム103ヘ配信されており、監視人などは全方位の様子を監視することができる。
【0016】
モニタリングシステム103上に表示された広角レンズカメラ401の画像において、監視人などが異常を感じたり、その他の理由で画像を拡大したい箇所を、モニタリングシステム103に付属されたマウスなどによって指定すると(ステップ201でYES、ステップ202でNO)、モニタリングシステム103は、広角レンズカメラ401の画像上の指定箇所座標を検出し(ステップ203)、モニタリングシステム103が持つソフト的なズーム機能を用いて拡大処理を行い、モニタリングシステム103上(モニタリング部113)に表示する(ステップ204)。これは、ズームレンズカメラ301をその方向に向けるために行う処理が完了するよりも、まずはソフト的にズーム処理する方が速いからである。続いて、既に検出した座標データを基に、広角レンズカメラ401から被写体までの距離を測定するため、広角レンズカメラシステム101へ赤外光による距離測定を依頼する(ステップ205)。
【0017】
距離測定の依頼を受けた広角レンズカメラシステム101は(ステップ213でYES)、広角レンズカメラ401に付けられた赤外線発光素子(不図示)から赤外光を出して反射した赤外光から距離を測定し(ステップ214)、その測定結果を依頼元であるモニタリングシステム103へ送信する(ステップ215)。
【0018】
測定結果を受け取ったモニタリングシステム103は(ステップ206でYES)、次にズームレンズカメラ301の向きを算出し(ステップ207)、向き情報をデータ通信部118によってズームレンズカメラシステム102へ送信する(ステップ208)。
【0019】
向き情報を受信したズームレンズカメラシステム102は(ステップ209でYES)、向き情報の内容からパン・チルト処理を行い(ステップ210)、広角レンズカメラ401の画像上で指定された箇所にズームレンズカメラ301の向きを合わせる。次に、ズームレンズカメラ301に搭載された光学ズーム機能(ズームレンズ部108)を用いて、あらかじめユーザによって設定されているズーム率に合わせて光学ズーム処理を行う(ステップ211)。その後、ズームレンズカメラシステム102に備えられたオートフォーカス機能によって焦点を合わせ、モニタリングシステム103ヘ画像データを送信する(ステップ212)。
【0020】
そして、ズームレンズカメラ301からの拡大画像を受信したモニタリングシステム103上では、監視人などが異常を感じた部分などを精度の高い画像にて監視、確認することができる。また、当然ながらそれらの精度の高い画像をモニタリングシステム103が持つメモリ領域(記録部119)へ記録することが可能となっている。
【0021】
また、モニタリングシステム103からズームレンズカメラシステム102を遠隔操作することも可能となっている。この場合には、まず、モニタリングシステム103上に表示されたズームイン・アウト、レンズの向きなどのボタンを同システムに備えられたマウスなどによって操作することで(ステップ202でYES)、それらの情報が専用線やネットワークなどの通信手段を経由してズームレンズカメラシステム102へ送られる(ステップ209でYES)。それらの情報を受け取ったズームレンズカメラシステム102は、前記情報に含まれる指示通りにパン・チルト処理(ステップ210)や光学ズーム処理(ステップ211)を行い、それらの処理が施された画像データをモニタリングシステム103へ送信する(ステップ212)。
【0022】
なお、機械的にパン、チルト、ズームができるズームレンズカメラシステム102は、異常が見つかるまで動作する必要はない。しかしながら、監視を行う場所によっては異常が起こる可能性の一番高い入口付近や、いたずらをされやすいモニュメント付近を常に精度の高いズームレンズカメラ301で監視することが好ましい。そのような場合には、マニュアル操作若しくは前述した方法によって、ある特定の場所にあらかじめズームレンズカメラ301の向きを合わせ、ズームレンズカメラ301の画像も常にモニタリングシステム103へ配信することが望ましい。そうすることで、異常が起きた場合により速く対処することが可能となる。
【0023】
ここで、上記システムにおいて、広角レンズカメラ401と、それとは別に設置するズームレンズカメラ301の設置場所は少し離れるために光軸が異なり、対象が近ければ近いほどソフト処理で見ている角度とズームレンズカメラ301を向ける角度は違ってくる。以下に、この課題解決のための実施例を説明する。まず、図5に示す広角レンズカメラ401で撮影された半球状の画像501をモニタリングシステム103上で表示させた場合、図6に示すような円形の平面画像601となる。例えば図3にて説明したように、広角レンズ部104を搭載した広角レンズカメラ401が天井に取り付けられていた場合には、図5に示す位置502と図6に示す位置602が真下を示す位置ということになる。位置602に書かれている(0,90)は、画像の中心から計測できる角度を表している。
【0024】
すなわち、真下方向ということは、水平方向には角度がなく(0°)、垂直方向は90゜を指しているということになる。例えば被写体が図5に示す位置503に映っていたのであれば、それはモニタリングシステム103上の平面図で見たときには図6に示す位置603に表示される。それは、水平方向は右に45°、垂直方向に20゜傾いた向きにあるということである。ここで得られた角度の情報を用いて、ズームレンズカメラ301の正しい向き情報を算出する。求めたい角度は、ズームレンズカメラ301の中心に被写体を映し出すためのズームレンズカメラ301の垂直方向及び水平方向の角度である。
【0025】
まず、垂直方向の角度算出方法について図7を用いて説明する。ここで求める角度は、ズームレンズカメラ301が被写体(対象物)701(x,y,z)を中心に捕らえるために必要な垂直方向の角度βである。広角レンズカメラ401と被写体701との角度αはモニタリング平面図によってあらかじめ求められている。次に、広角レンズカメラ401と被写体(x,y,z)との距離aを求めるために、広角レンズカメラ401の先端に付けられた赤外線発光素子から赤外光を出し、反射した赤外光を広角レンズカメラ401で受光して対象物との距離aを測定する。ただし、この距離aの測定に限っては他の方法を用いて測定しても構わない。
【0026】
次に、広角レンズカメラ401と被写体701との距離aと角度αから垂直方向zの距離cを測定する。なお、広角レンズカメラ401とズームレンズカメラ301は天井402などに並んで設置されており、2つのカメラ301、401の水平方向(xy方向)の距離bは一定とする。よって、bは固定値(幅)とする。これらの関係から、下記の式(1)、(2)が成り立ち、ズームレンズカメラ301と被写体701との垂直方向zの距離cと、広角レンズカメラ401と被写体701との水平方向距離dが求められる。
【0027】
【数1】
c=a・cosα ・・・ (1)
d=a・sinα ・・・ (2)
【0028】
すなわち、上記2つの式の結果から、下記によって垂直方向zの角度βが求められる。
【0029】
【数2】
β=tan−1(d+b)/c ・・・ (3)
【0030】
次に図8を参照して、ズームレンズカメラ301が被写体701を中心に捕らえるために必要な水平方向(xy方向)の角度δについて説明する。図7にて説明した通り、ズームレンズカメラ301、広角レンズカメラ401の水平方向距離bは固定値であり、図8における広角レンズカメラ401と被写体701との水平方向(xy方向)の距離は、図7にて求めた距離dである。また、広角レンズカメラ401と被写体701との角度γはモニタリング平面図によって既に求められた角度である。よって、まず、広角レンズカメラ401と被写体701との水平方向距離eと、広角レンズカメラ401と被写体701との垂直方向距離fを求める。
【0031】
【数3】
e=d・cosγ ・・・ (4)
f=d・sinγ ・・・ (5)
【0032】
すなわち、上記2つの式(4)、(5)の結果から、下記によって水平方向の角度δが求められる。
【0033】
【数4】
δ=tan−1f/(b+e) ・・・ (6)
【0034】
上記にて求めたズームレンズカメラ301から被写体701への垂直方向の角度βと、水平方向の角度δの情報をズームレンズカメラシステム102へ送ることによって、ズームレンズカメラシステム102は直ちに得た方向へと向きを変えることが可能である。また、ここでズームレンズカメラシステム102に備えられているズーム機能を用いて、あらかじめユーザによって設定されたズーム率に合わせてズーム処理を行った後、ズームレンズカメラシステム102に備えられているオートフォーカス機能を用いて焦点を合わすことで、より高い精度を持つ拡大画像を得ることができる。
【0035】
なお、先に算出した値を基にズームレンズカメラ301と被写体701の距離gを求め、その距離gを基にフォーカスを行うことも可能である。
【0036】
【数5】
g=f/sinδ ・・・ (7)
【0037】
この後、モニタリングシステム103上から遠隔操作することによって、ズームレンズカメラ301の微調整など行い、より拡大した画像や少し縮小させた画像など、このシステムを利用する監視人などがより見やすい画像を表示させることが可能となる。
【0038】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、広角レンズカメラシステムにより撮像された半球状の画像の任意の撮像位置が指定された場合に、半球状の画像の指定位置を指定位置との距離と、静止カメラ及びズームレンズカメラシステムの配置位置に応じて平面画像の位置に補正し、その位置にズームレンズカメラシステムを向けるようにしたので、ズームレンズカメラシステムを指定位置に正確に向けることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る監視カメラシステムの一実施の形態の構成を示すブロック図である。
【図2】本発明に係るズームレンズカメラを示す構成図である。
【図3】本発明に係る広角レンズカメラとズームレンズカメラの設置例を示す説明図である。
【図4】図1の監視カメラシステムの処理を説明するためのフローチャートである。
【図5】本発明に係る広角レンズと垂直方向の関係を示す説明図である。
【図6】本発明に係る広角レンズカメラで撮った画像を平面化した説明図(モニタリング平面図)である。
【図7】本発明に係る垂直方向の角度算出方法を示す説明図である。
【図8】本発明に係る水平方向の角度算出方法を示す説明図である。
【符号の説明】
101 広角レンズカメラシステム
102 ズームレンズカメラシステム
103 モニタリングシステム
104 広角レンズ部
105、109、112 制御部
106 距離測定部
107、110、118 データ通信部
108 ズームレンズ部
111 水平/垂直旋回部
113 モニタリング部
114 拡大位置入力部
115 遠隔操作部
116 座標解析部
117 向き算出部
119 記録部
301 ズームレンズカメラ
302 ズームレンズ
401 広角レンズカメラ
402 天井
501 半球状の画像
601 円形の平面画像
701 被写体(対象物)
【発明の属する技術分野】
本発明は、広角レンズカメラと機械的にパン、チルト、ズームなどができるズームレンズカメラを用いた監視カメラシステムに関する。
【0002】
【従来の技術】
下記の特許文献1、2に開示されているように、広角レンズカメラを使った監視カメラシステムでは、広角レンズカメラで撮った画像のひずみを電気的に補正するとともに、パン、チルト、ズームも電気的に行うことができる。また、広角レンズカメラで撮った画像のひずみの補正やパン、チルト、ズームはソフト処理なので、複数のユーザに対して別々の画像を同時に提供可能である。また、下記の特許文献3、4に示されるように、広角レンズカメラとズームレンズカメラを使用したカメラ制御装置が知られている。また、下記の特許文献5に示されるように、複数のカメラによるズームインとパンを利用した方法が知られている。
【0003】
【特許文献1】
特開2000−83242号公報
【特許文献2】
特開平8−279999号公報
【特許文献3】
特開2000−32319号公報
【特許文献4】
特開2000−341574号公報
【特許文献5】
特開2001−94857号公報
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、特許文献1、2に示されるような広角レンズカメラで撮った画像のひずみの補正やパン、チルト、ズームはソフト処理なので、機械的にパン、チルト、ズームができるズームレンズカメラで撮った画像よりも画質が良くない。特に、被写体が速くなるほどひずみの補正が困難であるという問題があった。
【0005】
そこで、特許文献3、4に示されるように、広角レンズカメラとズームレンズカメラを併用し、広角レンズカメラにより撮像された画像の任意の撮像位置が指定された場合にその位置にズームレンズカメラがパン、チルト、ズームするように制御する方法が考えられる。しかしながら、広角レンズカメラの画像は半球状の立体画像、ズームレンズカメラの画像は平面画像であり、また、広角レンズカメラとズームレンズカメラの配置位置は異なるので、ズームレンズカメラを指定位置に正確に向けることが困難であるという問題点がある。
【0006】
本発明は上記従来例の問題点に鑑み、広角レンズカメラシステムにより撮像された立体画像の任意の撮像位置が指定された場合にその位置にズームレンズカメラシステムがパン、チルト、ズームするように制御する場合に、モニタリングシステムによりズームレンズカメラシステムを指定位置に正確に向けることができる監視カメラシステムを提供することを目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】
本発明は上記目的を達成するために、広角レンズカメラシステムにより撮像された半球状の画像の任意の撮像位置が指定された場合に、半球状の画像の指定位置を指定位置との距離と、静止カメラ及びズームレンズカメラシステムの配置位置に応じて平面画像の位置に補正し、その位置にズームレンズカメラシステムを向けるようにしたものである。
【0008】
すなわち本発明によれば、半球状の視野を持つ広角レンズ部と、
被写体から前記広角レンズ部までの距離を測定する距離測定手段とを有する広角レンズカメラシステムと、
ズームレンズ部と、前記ズームレンズ部を機械的にパン、チルトさせる旋回部とを有するズームレンズカメラシステムと、
前記広角レンズカメラシステムにより撮像された画像のひずみを電気的に補正しパン、チルト、ズームの処理を電気的に行ってモニタに表示するとともに、前記広角レンズカメラシステムにより撮像された半球状の立体画像の任意の撮像位置が指定された場合に、前記半球状の立体画像の指定位置を前記距離測定手段により測定されたその指定位置との距離と前記広角レンズ部及び前記ズームレンズ部の配置位置に応じて平面画像の位置に補正し、その位置に前記ズームレンズカメラシステムがパン、チルト、ズームするように制御して前記ズームレンズカメラシステムにより撮像された画像を前記モニタに表示する制御手段を有するモニタリングシステムとを、
備えた監視カメラシステムが提供される。
【0009】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。図1は本発明に係る監視カメラシステムの一実施の形態の構成を示すブロック図である。本発明の監視カメラシステムは図1に示すように、視野角が広く全方位の様子をモニタリングするための広角レンズカメラシステム101と、機械的なズームを行うことが可能であるとともに広角レンズカメラシステム101より精度の高い画像を得ることができるズームレンズカメラシステム102と、この2つのシステム101、102と専用線、LANケーブルもしくは無線などによって接続され、システム101、102からのカメラ画像を表示できるモニタリングシステム103からなる。広角レンズカメラシステム101は広角レンズカメラ401に、ズームレンズカメラシステム102はズームレンズカメラ301にそれぞれ対応する。
【0010】
広角レンズカメラシステム101は、半球状の視野(角)を持つ広角レンズ部104と、対象物(被写体)から広角レンズ部104までの距離を測定する距離測定部106と、モニタリングシステム103との通信を行うデータ通信部107と、広角レンズ部104、距離測定部106、データ通信部107を制御する制御部105とからなる。
【0011】
ズームレンズカメラシステム102は、ズームレンズ部108と、モニタリングシステム103との通信を行うデータ通信部110と、ズームレンズ部108を垂直方向及び水平方向へ旋回させる水平/垂直旋回部111と、機械的なパン、チルト、ズーム機能を有し、ズームレンズ部108、データ通信部110、水平/垂直旋回部111を制御する制御部109とからなる。例えば図2に示すように、ズームレンズカメラ301はカメラ、ズームレンズ302、高速回転台をコンパクトに一体化したドーム型コンビネーションカメラであれば、広角レンズカメラと同じように、水平360度、垂直180度の全方位をカバーすることができる。また、2つのカメラシステム101、102は、図3に示すように広角レンズカメラ401とズームレンズカメラ301を天井402などに並んで設置することとする。
【0012】
モニタリングシステム103は、2つのカメラシステム101、102からのカメラ画像を表示するモニタリング部113と、モニタリング部113によって表示される、広角レンズカメラ401の画像上にある特定箇所を指定する拡大位置入力部114と、拡大位置入力部114による指定箇所が示す球座標を求める座標解析部116と、拡大位置入力部114による特定箇所をズームレンズカメラ301で撮影するために前記球座標からズームレンズカメラ301の向きを算出する向き算出部117と、データ通信部118を用いてズームレンズカメラ301の向きなどをマニュアルで操作する遠隔操作部115と、2つのカメラシステム101、102からの画像を記録する記録部119と、2つのカメラシステム101、102と画像データ及び座標などの情報データを通信するためのデータ通信部118と、モニタリングシステム103における上記各々の機能を制御する制御部112からなる。
【0013】
なお、モニタリングシステム103にあるデータ通信部118は、2つのカメラシステム101、102との通信手段が専用線によるものであった場合においても、専用線の他にLAN接続機能及びモデム機能を追加することで、ネットワークに接続可能な端末及び携帯電話/PHSなどと容易に接続することが可能となり、モニタリングシステム103からこれらの外部装置へ画像データを配信することが可能となるのみならず、モニタリングシステム103に対する外部装置からの遠隔操作を行うことが可能となる。
【0014】
これらの機能を有した本発明の監視カメラシステムを用いることで、広角レンズカメラ401の画像をモニタリングシステム103によって常時モニタリングし、異常などがあった場合などにおいては、広角レンズカメラ401の画像をソフト処理した精度の低い拡大画像ではなく、ズームレンズカメラ301によって機械的に拡大した、より精度の高い拡大画像が得られる。
【0015】
図4は広角レンズカメラ401とズームレンズカメラ301を監視カメラとして用いた場合の実施の形態での処理を示すフローチャートである。広角レンズ部104は視野角が広く、全方位の様子を把握することができる。よって、広角レンズ部104を搭載した広角レンズカメラ401で撮影された画像データは常に、専用線やネットワークなどの通信手段を経由して、モニタリングする監視人などが所有するモニタリングシステム103ヘ配信されており、監視人などは全方位の様子を監視することができる。
【0016】
モニタリングシステム103上に表示された広角レンズカメラ401の画像において、監視人などが異常を感じたり、その他の理由で画像を拡大したい箇所を、モニタリングシステム103に付属されたマウスなどによって指定すると(ステップ201でYES、ステップ202でNO)、モニタリングシステム103は、広角レンズカメラ401の画像上の指定箇所座標を検出し(ステップ203)、モニタリングシステム103が持つソフト的なズーム機能を用いて拡大処理を行い、モニタリングシステム103上(モニタリング部113)に表示する(ステップ204)。これは、ズームレンズカメラ301をその方向に向けるために行う処理が完了するよりも、まずはソフト的にズーム処理する方が速いからである。続いて、既に検出した座標データを基に、広角レンズカメラ401から被写体までの距離を測定するため、広角レンズカメラシステム101へ赤外光による距離測定を依頼する(ステップ205)。
【0017】
距離測定の依頼を受けた広角レンズカメラシステム101は(ステップ213でYES)、広角レンズカメラ401に付けられた赤外線発光素子(不図示)から赤外光を出して反射した赤外光から距離を測定し(ステップ214)、その測定結果を依頼元であるモニタリングシステム103へ送信する(ステップ215)。
【0018】
測定結果を受け取ったモニタリングシステム103は(ステップ206でYES)、次にズームレンズカメラ301の向きを算出し(ステップ207)、向き情報をデータ通信部118によってズームレンズカメラシステム102へ送信する(ステップ208)。
【0019】
向き情報を受信したズームレンズカメラシステム102は(ステップ209でYES)、向き情報の内容からパン・チルト処理を行い(ステップ210)、広角レンズカメラ401の画像上で指定された箇所にズームレンズカメラ301の向きを合わせる。次に、ズームレンズカメラ301に搭載された光学ズーム機能(ズームレンズ部108)を用いて、あらかじめユーザによって設定されているズーム率に合わせて光学ズーム処理を行う(ステップ211)。その後、ズームレンズカメラシステム102に備えられたオートフォーカス機能によって焦点を合わせ、モニタリングシステム103ヘ画像データを送信する(ステップ212)。
【0020】
そして、ズームレンズカメラ301からの拡大画像を受信したモニタリングシステム103上では、監視人などが異常を感じた部分などを精度の高い画像にて監視、確認することができる。また、当然ながらそれらの精度の高い画像をモニタリングシステム103が持つメモリ領域(記録部119)へ記録することが可能となっている。
【0021】
また、モニタリングシステム103からズームレンズカメラシステム102を遠隔操作することも可能となっている。この場合には、まず、モニタリングシステム103上に表示されたズームイン・アウト、レンズの向きなどのボタンを同システムに備えられたマウスなどによって操作することで(ステップ202でYES)、それらの情報が専用線やネットワークなどの通信手段を経由してズームレンズカメラシステム102へ送られる(ステップ209でYES)。それらの情報を受け取ったズームレンズカメラシステム102は、前記情報に含まれる指示通りにパン・チルト処理(ステップ210)や光学ズーム処理(ステップ211)を行い、それらの処理が施された画像データをモニタリングシステム103へ送信する(ステップ212)。
【0022】
なお、機械的にパン、チルト、ズームができるズームレンズカメラシステム102は、異常が見つかるまで動作する必要はない。しかしながら、監視を行う場所によっては異常が起こる可能性の一番高い入口付近や、いたずらをされやすいモニュメント付近を常に精度の高いズームレンズカメラ301で監視することが好ましい。そのような場合には、マニュアル操作若しくは前述した方法によって、ある特定の場所にあらかじめズームレンズカメラ301の向きを合わせ、ズームレンズカメラ301の画像も常にモニタリングシステム103へ配信することが望ましい。そうすることで、異常が起きた場合により速く対処することが可能となる。
【0023】
ここで、上記システムにおいて、広角レンズカメラ401と、それとは別に設置するズームレンズカメラ301の設置場所は少し離れるために光軸が異なり、対象が近ければ近いほどソフト処理で見ている角度とズームレンズカメラ301を向ける角度は違ってくる。以下に、この課題解決のための実施例を説明する。まず、図5に示す広角レンズカメラ401で撮影された半球状の画像501をモニタリングシステム103上で表示させた場合、図6に示すような円形の平面画像601となる。例えば図3にて説明したように、広角レンズ部104を搭載した広角レンズカメラ401が天井に取り付けられていた場合には、図5に示す位置502と図6に示す位置602が真下を示す位置ということになる。位置602に書かれている(0,90)は、画像の中心から計測できる角度を表している。
【0024】
すなわち、真下方向ということは、水平方向には角度がなく(0°)、垂直方向は90゜を指しているということになる。例えば被写体が図5に示す位置503に映っていたのであれば、それはモニタリングシステム103上の平面図で見たときには図6に示す位置603に表示される。それは、水平方向は右に45°、垂直方向に20゜傾いた向きにあるということである。ここで得られた角度の情報を用いて、ズームレンズカメラ301の正しい向き情報を算出する。求めたい角度は、ズームレンズカメラ301の中心に被写体を映し出すためのズームレンズカメラ301の垂直方向及び水平方向の角度である。
【0025】
まず、垂直方向の角度算出方法について図7を用いて説明する。ここで求める角度は、ズームレンズカメラ301が被写体(対象物)701(x,y,z)を中心に捕らえるために必要な垂直方向の角度βである。広角レンズカメラ401と被写体701との角度αはモニタリング平面図によってあらかじめ求められている。次に、広角レンズカメラ401と被写体(x,y,z)との距離aを求めるために、広角レンズカメラ401の先端に付けられた赤外線発光素子から赤外光を出し、反射した赤外光を広角レンズカメラ401で受光して対象物との距離aを測定する。ただし、この距離aの測定に限っては他の方法を用いて測定しても構わない。
【0026】
次に、広角レンズカメラ401と被写体701との距離aと角度αから垂直方向zの距離cを測定する。なお、広角レンズカメラ401とズームレンズカメラ301は天井402などに並んで設置されており、2つのカメラ301、401の水平方向(xy方向)の距離bは一定とする。よって、bは固定値(幅)とする。これらの関係から、下記の式(1)、(2)が成り立ち、ズームレンズカメラ301と被写体701との垂直方向zの距離cと、広角レンズカメラ401と被写体701との水平方向距離dが求められる。
【0027】
【数1】
c=a・cosα ・・・ (1)
d=a・sinα ・・・ (2)
【0028】
すなわち、上記2つの式の結果から、下記によって垂直方向zの角度βが求められる。
【0029】
【数2】
β=tan−1(d+b)/c ・・・ (3)
【0030】
次に図8を参照して、ズームレンズカメラ301が被写体701を中心に捕らえるために必要な水平方向(xy方向)の角度δについて説明する。図7にて説明した通り、ズームレンズカメラ301、広角レンズカメラ401の水平方向距離bは固定値であり、図8における広角レンズカメラ401と被写体701との水平方向(xy方向)の距離は、図7にて求めた距離dである。また、広角レンズカメラ401と被写体701との角度γはモニタリング平面図によって既に求められた角度である。よって、まず、広角レンズカメラ401と被写体701との水平方向距離eと、広角レンズカメラ401と被写体701との垂直方向距離fを求める。
【0031】
【数3】
e=d・cosγ ・・・ (4)
f=d・sinγ ・・・ (5)
【0032】
すなわち、上記2つの式(4)、(5)の結果から、下記によって水平方向の角度δが求められる。
【0033】
【数4】
δ=tan−1f/(b+e) ・・・ (6)
【0034】
上記にて求めたズームレンズカメラ301から被写体701への垂直方向の角度βと、水平方向の角度δの情報をズームレンズカメラシステム102へ送ることによって、ズームレンズカメラシステム102は直ちに得た方向へと向きを変えることが可能である。また、ここでズームレンズカメラシステム102に備えられているズーム機能を用いて、あらかじめユーザによって設定されたズーム率に合わせてズーム処理を行った後、ズームレンズカメラシステム102に備えられているオートフォーカス機能を用いて焦点を合わすことで、より高い精度を持つ拡大画像を得ることができる。
【0035】
なお、先に算出した値を基にズームレンズカメラ301と被写体701の距離gを求め、その距離gを基にフォーカスを行うことも可能である。
【0036】
【数5】
g=f/sinδ ・・・ (7)
【0037】
この後、モニタリングシステム103上から遠隔操作することによって、ズームレンズカメラ301の微調整など行い、より拡大した画像や少し縮小させた画像など、このシステムを利用する監視人などがより見やすい画像を表示させることが可能となる。
【0038】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、広角レンズカメラシステムにより撮像された半球状の画像の任意の撮像位置が指定された場合に、半球状の画像の指定位置を指定位置との距離と、静止カメラ及びズームレンズカメラシステムの配置位置に応じて平面画像の位置に補正し、その位置にズームレンズカメラシステムを向けるようにしたので、ズームレンズカメラシステムを指定位置に正確に向けることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る監視カメラシステムの一実施の形態の構成を示すブロック図である。
【図2】本発明に係るズームレンズカメラを示す構成図である。
【図3】本発明に係る広角レンズカメラとズームレンズカメラの設置例を示す説明図である。
【図4】図1の監視カメラシステムの処理を説明するためのフローチャートである。
【図5】本発明に係る広角レンズと垂直方向の関係を示す説明図である。
【図6】本発明に係る広角レンズカメラで撮った画像を平面化した説明図(モニタリング平面図)である。
【図7】本発明に係る垂直方向の角度算出方法を示す説明図である。
【図8】本発明に係る水平方向の角度算出方法を示す説明図である。
【符号の説明】
101 広角レンズカメラシステム
102 ズームレンズカメラシステム
103 モニタリングシステム
104 広角レンズ部
105、109、112 制御部
106 距離測定部
107、110、118 データ通信部
108 ズームレンズ部
111 水平/垂直旋回部
113 モニタリング部
114 拡大位置入力部
115 遠隔操作部
116 座標解析部
117 向き算出部
119 記録部
301 ズームレンズカメラ
302 ズームレンズ
401 広角レンズカメラ
402 天井
501 半球状の画像
601 円形の平面画像
701 被写体(対象物)
Claims (1)
- 半球状の視野を持つ広角レンズ部と、
被写体から前記広角レンズ部までの距離を測定する距離測定手段とを有する広角レンズカメラシステムと、
ズームレンズ部と、前記ズームレンズ部を機械的にパン、チルトさせる旋回部とを有するズームレンズカメラシステムと、
前記広角レンズカメラシステムにより撮像された画像のひずみを電気的に補正しパン、チルト、ズームの処理を電気的に行ってモニタに表示するとともに、前記広角レンズカメラシステムにより撮像された半球状の立体画像の任意の撮像位置が指定された場合に、前記半球状の立体画像の指定位置を前記距離測定手段により測定されたその指定位置との距離と前記広角レンズ部及び前記ズームレンズ部の配置位置に応じて平面画像の位置に補正し、その位置に前記ズームレンズカメラシステムがパン、チルト、ズームするように制御して前記ズームレンズカメラシステムにより撮像された画像を前記モニタに表示する制御手段を有するモニタリングシステムとを、
備えた監視カメラシステム。
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- 2003-04-11 JP JP2003108341A patent/JP2004320175A/ja not_active Withdrawn
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