JP2008153842A - 監視システム - Google Patents

Abstract

【課題】監視に使用する電動雲台カメラ装置の“据え置”と“天吊り”の切換えが容易な監視システムを提供すること。
【解決手段】電動雲台カメラ装置１のＣＰＵ１０４に、“据え置”制御用プログラムと、“天吊り”制御用プログラムの２種のプログラムが予め記憶されているメモリ部１０９を設け、旋回駆動部１０６と仰角駆動部１０７には各々パン原点センサ１１０とチルト原点センサ１１１を設け、制御端末装置３の操作部３０４からコマンドを入力するだけで電動雲台カメラ装置の“据え置”と“天吊り”が切換えられるようにした。
【選択図】図１

Description

本発明は、電動雲台に搭載したテレビジョンカメラを用いた監視システムに係り、特にテレビジョンカメラの方位角と仰角がネットワークを介してリモートコントロールできるようにした監視システムに関する。

近年、防犯や安全性保持の見地から、画像のモニタによる監視システムの設置が進んでいるが、このとき監視範囲を広げるため、カメラ(テレビジョンカメラ)を電動雲台に搭載し、カメラの方位角(パン)と仰角(チルト)が遠隔操作でき、更には撮像レンズのフォーカシング(焦点合わせ)やズーミング(画角変更)も遠隔操作できるようにした電動雲台カメラ装置が従来から用いられている(例えば、特許文献１参照。)。

ここで、このような監視用の場合、電動雲台カメラ装置の設置場所には、監視に有利であるという理由から、通常、高いところが選ばれ、そこに例えば専用の台を置き、その上に電動雲台カメラ装置を正立状態で設置するようにした、いわゆる“据え置”で使用するのが一般的であったが、ここで、屋内において高いところと言えば天井であることから、電動雲台カメラ装置を倒立状態にし、吊り下げた形で天井に取付けるようにした、いわゆる“天吊り”が採用される場合がある。

ところで、この“天吊り”の場合、上記したように、電動雲台カメラ装置が倒立状態にされるため、カメラの方位角と仰角の変化方向が正立状態のときと反対になる。例えば方位角の場合、正立状態での右向き回り(又は左向き回り)は、倒立状態では左向き回り(又は左向き回り)になり、仰角の場合は、正立状態での上向き回り(又は下向き回り)は、倒立状態では下向き回り(又は上向き回り)になってしまう。

また、この“天吊り”は、通常、“据え置”からの切換えになるので、操作者の操作方向も、意識している方向とは反対になってしまうので、切換えた後は、方位角と仰角を制御する際、操作が困難になり、誤操作し易くなってしまう。そこで、電動雲台カメラ装置を“据え置”と“天吊り”の何れの状態にしても操作者が同じ感覚で操作できるようにするためには、方位角と仰角の制御を“据え置”と“天吊り”の夫々に応じて切換え、方位角と仰角の制御に必要な操作方向が“据え置”と“天吊り”で変わらないようにする必要がある。

ここで、電動雲台カメラ装置においては、通常、その方位角と仰角の制御にマイコンを用い、そのプログラムにより対応するのが一般的であり、従って、従来技術では、このプログラムを書き換えることにより“据え置”と“天吊り”の切換えに対応し、操作感覚が変わらないように対処していた。
特開２００４−２８２４５３号公報

上記従来技術は、電動雲台カメラ装置の“据え置”と“天吊り”の切換えにプログラムの書き換えが必要で、煩雑な処理を要するという問題があった。

すなわち、このプログラムの書き換えに際しては、電動雲台カメラ装置の方位角と仰角の変化範囲が変化したり、書き換え前に設定してあったデータ(プリセットデータ)が消去されてしまったり、方位角と仰角の基準座標が変化してしまったりするので、これらについての対処も別途必要なり、従って、煩雑な処理を要するという問題が生じてしまうのである。

本発明の目的は、監視に使用する電動雲台カメラ装置の“据え置”と“天吊り”の切換えが容易な監視システムを提供することにある。

上記目的は、雲台カメラ装置と制御端末装置をネットワークで結合した監視システムにおいて、前記雲台カメラ装置を正立設置したときの当該雲台カメラ装置の方位角と仰角制御に使用する正立制御用プログラムと、前記雲台カメラ装置を倒立設置したときの当該雲台カメラ装置の方位角と仰角制御に使用する倒立制御用プログラムの双方のプログラムが記憶された記憶手段を設け、前記雲台カメラ装置の処理装置は、前記正立制御用プログラムと倒立制御用プログラムの何れか一方を、前記制御端末装置から前記ネットワークを介して供給された指示信号に基づいて前記記憶手段から読出し、当該読出したプログラムにより前記雲台カメラ装置の旋回駆動部と仰角駆動部を制御するようにして達成される。

本発明によれば、電動雲台カメラ装置の“据え置”と“天吊り”の切換えが、所定のコマンド入力だけで得られるので、必要なとき、簡単に、しかも短時間で“据え置”と“天吊り”の切換えに対応することができる。

ここで、図１は、本発明の一実施の形態で、以下、ここに図示した実施の形態により本発明について詳細に説明すると、まず、この実施形態では、電動雲台カメラ装置１と制御端末装置３がインターネットなどのネットワーク２で接続されている。このとき、電動雲台カメラ装置１は、このシステムにおいて監視対象となる場所に設置され、図１の右下に示されているように、カメラハウジング部Ｃと回転部Ｌ、それに台座部Ｓで構成されている。一方、制御端末装置３は、例えば監視員詰所などに設定されていて、ネットワーク２を介して電動雲台カメラ装置１に接続されるようになっている。

そして、まず、電動雲台カメラ装置１のカメラハウジング部Ｃは、図示されていない垂直軸(チルト軸)により、回転部Ｌに対して回動自在に保持された容器、例えば屋外向けの場合なら防水密閉構造による耐全天候型の容器として作られ、これにより電動雲台のチルト方向回転部分を構成している。そして内部にはレンズ部１０１と撮像部１０２、レンズ制御部１０５などが収容される。

次に、回転部Ｌは、これも図示されていない水平軸(パン軸)により、台座部Ｓに対して回転自在に保持された容器、例えば屋外向けの場合なら、これも防水密閉構造による耐全天候型の容器として作られ、これにより電動雲台のパン方向回転部分を構成している。そして、その内部には、制御用のＣＰＵ(Central Processing Unit：中央演算処理部)１０４を搭載した制御回路基板、水平軸駆動用モータと垂直軸駆動用モータ、ベルトやギヤなどの駆動機構部品かななる旋回駆動部１０６と仰角駆動部１０７、雲台制御部１０８、電源回路基板などが設けられている。

このとき、ＣＰＵ１０４にはメモリ部１０９が備えられていて、これには“据え置”制御用プログラム(電動雲台カメラ装置１が“据え置”のときの制御用プログラム)と、“天吊り”制御用プログラム(電動雲台カメラ装置１が“天吊り”のときの制御用プログラムの２種のプログラムが予め記憶されている。また、旋回駆動部１０６と仰角駆動部１０７には各々パン原点センサ１１０とチルト原点センサ１１１が設けられていて、それらによる検出信号はＣＰＵ１０４に入力されるようになっている。

そして、台座部Ｓは、装置全体を設置位置に取付けるための基台として使用されるもので、このため、上記した垂直軸を垂直に固定保持した状態で“据え置”と“天吊り”の何れかの状態で設置できるように、その底面の周囲には取付孔が設けられ、これに取付用のボルトが挿通できるようになっている。また、この台座部Ｓには、その内部にシステムの電源やネットワーク２に接続するためコネクタが設けられ、必要に応じて電源供給回路やヒューズなども設けるようになっている。

一方、制御端末装置３には、図示のように、送受信部３０１、制御部３０２、表示部３０３、操作部３０４、それにメモリ部３０５が設けられている。そこで、制御端末装置３を、ネットワーク２を介して電動雲台カメラ装置１に結合させてやると、電動雲台カメラ装置１と制御端末装置３は、それぞれの送受信部１０３、３０１を介して相互にアクセスできるようになり、ここで電動雲台カメラ装置１を監視場所の所定の位置に設置し、“据え置”又は“天吊り”にするこにより、監視システムとして使用することができるようになる。

ここで、いま、図示してない被写体からの光が電動雲台カメラ装置１のレンズ部１０１に入射されたとすると、当該被写体の光学像がＣＣＤなどの撮像部１０２に結像される。このときシステムが動作状態にされていたとすると、撮像部１０２では被写体像が光電変換され、映像信号が送受信部１０３に供給されるようになり、送受信部１０３から映像信号がネットワーク２に配信され、制御端末装置３の送受信部３０１に映像信号が供給されるようになる。

そこで、制御端末装置３の送受信部３０１は、供給された映像信号を受信し、制御部３０２で映像信号がメモリ部３０５に記憶され、それが表示部３０３に供給された結果、画像が表示されようにする。従って、操作員は、この表示部３０３に映出されている画像をモニタして監視を行い、カメラの視野角と方位角、仰角などを適宜制御することにより、監視対象範囲の全域にわたる監視業務を果たすことができるようになる。

このときの電動雲台カメラ装置１の動きは、制御端末装置３の操作部３０４から操作員が指令を与えることにより、ＣＰＵ１０４により制御され、このときレンズ部１０１のフォーカス調整とズーム倍率は、レンズ制御部１０５を介して制御される。一方、旋回駆動部１０６によるパン方向と、仰角駆動部１０７によるチルト方向は、雲台制御部１０８を介して制御されるが、このときに必要なパンの原点位置はパン原点センサ１１０により検出され、チルトの原点位置はチルト原点センサ１１１により検出される。

ここで、上記したように、この実施形態では、メモリ部１０９に２種のプログラムが格納されており、これらプログラムの一方が、システムの動作に先立って、電動雲台カメラ装置１の設置状況に応じて、操作員により選択されるようになっている。そして、このとき選択されたプログラムに応じてパンの原点とチルトの原点が“据え置”と“天吊り”の夫々に応じて異なった角度、すなわち１８０度異なった角度に設定されるようになっており、これが当該実施形態の特徴である。

そこで、まず、パン原点センサ１１０とチルト原点センサ１１１について説明すると、この実施形態では、これらのセンサとして、図２と図３に示すように、半円形のセンサ板Ａと光検出器Ｂによる回転位置センサを用いている。そして、このセンサをパン原点センサ１１０に適用した場合は、図２に示すように、センサ板Ａがパン軸(水平軸又は旋回軸)Ｘに取付けられ、チルト原点センサ１１１に適用した場合は、センサ板Ａは、図３に示すように、チルト軸(垂直軸又は仰角軸)Ｙに取付けられる。

このとき、光検出器Ｂは、例えばＬＥＤなどの光源に対して所定の間隙を持ってフォトダイオードなどの光検出素子を対向させた無接触検出器の一種で、センサ板Ａが回動したとき、それが光源と光検出素子の間に入り込むように配置し、光が遮断されたことによりセンサ板Ａの回動位置を検出する働きが得られるようにしたものであるが、このとき、センサ板Ａが、上記したように、半円形にしてあることから、ある回動位置を０度とし、これを基準にして１８０度の回動位置が検出できるものである。

次に、この実施形態の動作について、図４のフローチャートにより説明する。このフローチャートは、操作員がシステムを稼動させたときの処理を示したもので、この場合、操作員は、まず、電動雲台カメラ装置１が“据え置”されているのか“天吊り”されているかを認識し、認識結果に応じてコマンド又はメニューで指定する(Ｓ１)。そうすると、次に、“据え置”と“天吊り”のうちの指定された方の姿勢になるように電動雲台カメラ装置１の方位角と仰角が制御され(Ｓ２)、この結果、“据え置”と“天吊り”の夫々に対応した基準姿勢に設定される。

こうして基準姿勢の設定が完了したら(Ｓ３)、次に、いま、設定が完了された基準姿勢が“天吊り”であるか否かを判定する(Ｓ４)。

そして、まず、結果がＮＯ(否定)、つまり“据え置”であった場合は処理ステップＳ５に進み、ここでパン制御とチルト制御の各々について、次の条件を設定する。ここで“通常”とは“据え置”の場合を意味する。

・パン操作の左右方向→通常のまま
・チルト操作の上下方向→通常のまま
・パンとチルトの動作範囲→通常のまま
・パンとチルトの座標→通常のまま
・プリセットデータの変換→無し
一方、結果がＹＥＳ(肯定)のとき、つまり“天吊り”の場合は処理ステップＳ６に進み、パン制御とチルト制御について、次の条件を設定する。

・パン操作の左右方向→反転
・チルト操作の上下方向→反転
・パンとチルトの動作範囲→“天吊り”用に切換
・パンとチルトの座標→“天吊り”用に切換
・プリセットデータ→“天吊り”用に変換
これら処理ステップＳ５とＳ６の処理を実行したら、この後、何れの場合も通常の監視動作状態に移行し、この結果、操作員は、“据え置”と“天吊り”の何れの場合でも同じ操作感覚のままで、必要に応じて制御端末装置３の操作部３０４から方位角と仰角を遠隔操作し、更にはフォーカシングやズーミングも遠隔操作できることになり、従って、この実施形態によれば、例えば監視員詰所などの遠隔地から容易に的確な監視を行うことができるようになる。

次に、図４の処理ステップＳ２において、電動雲台カメラ装置１の姿勢を“据え置”と“天吊り”の夫々に対応した基準姿勢に設定させるときの動作について、図５により説明する。なお、この図５でカメラハウジング部Ｃの黒塗り部分は前面を表わし、台座部Ｓでは、突起が前面を表わしており、従って、ここでは、図１の右下に示した電動雲台カメラ装置１を図の右側から、ほぼそのまま見た状態が示されていることになる。

そして、このときの基準姿勢とは、まず、“据え置”の場合、図５(a)に示すように、台座部Ｓが下側にあり、カメラハウジング部Ｃが水平で、且つ、その前面、つまりカメラによる撮像方向が図の左側を向き、同じく前面が図の左側を向いている台座部Ｓと同じ方向になっている状態をいい、“天吊り”の場合は、図５(b)に示すように、この場合もカメラハウジング部Ｃが水平で、且つ、その前面、つまりカメラによる撮像方向が図の左側を向き、同じく前面が図の左側を向いている台座部Ｓと同じ方向になっているが、しかし、この場合は、図示のように、上下反対に台座部Ｓが上側になっている状態をいう。

従って、例えば図５(a)の“据え置”の場合の基準姿勢から、図５(b)の“天吊り”の場合の基準姿勢に変えるためには、まず、カメラハウジング部Ｃを、図６の(a)〜(c)に示すように、回転部Ｌに対して１８０度回動させ、上下を反転させる。そうすると、図６(c)から明らかなように、カメラハウジング部Ｃと台座部Ｓの前後が入れ替わってしまう。そこで、次に、回転部Ｌを、図６の(d)〜(f)に示すように、台座部Ｓに対して１８０度回動させ、前後が同じになるようにする必要がある。なお、図６の(d)〜(f)は、電動雲台カメラ装置１を上から見たときを示したものである。

ここで、この実施形態では、図１に示したように、パン原点センサ１１０とチルト原点センサ１１１を用い、これらのセンサによる検出信号をＣＰＵ１０４に入力し、これにより、図５で説明した基準姿勢の制御が得られるように構成したものであり、このため、まず、パン原点センサ１１０とチルト原点センサ１１１については、“据え置”の場合の基準姿勢のとき、各々図２(a)と、図３(a)の状態になるように設定しておく。

そうすると、まず、図２のパン原点センサ１１０の場合、パン軸Ｘを、矢印で示すように、反時計方向に回動させたとき、パン原点センサ１１０の検出信号がＯＮ(オン)からＯＦＦ(オフ)に変わった回動位置が、図２(a)から明らかなように、“据え置”のときのパン基準姿勢になり、このときセンサ板Ａが半円形にしてあることから、反対にＯＦＦからＯＮに変わったら、その回動位置は、図２(b)から明らかなように、“天吊り”のパン基準姿勢になる。

同様に、図３のチルト原点センサ１１１の場合、チルト軸Ｙを、矢印で示すように、反時計方向に回動させたとき、検出信号がＯＮ(オン)からＯＦＦ(オフ)に変わった回動位置が、図３(a)から明らかなように、“据え置”のチルト基準姿勢になり、反対にＯＦＦからＯＮに変わったら、その回動位置は、図３(d)に示すように、“天吊り”のチルト基準姿勢になる。

このときのパン原点センサ１１０の動きと電動雲台カメラ装置１の姿勢の関係は、図６(a)の“据え置”の基準姿勢から同図(b)に示すように移動し、同図(c)に示すパンについての基準姿勢まで、各々の図の上下に示されているようになり、この後、チルト原点センサ１１１と電動雲台カメラ装置１の姿勢の関係は、上記した図６(d)から同図(e)に示すように移動し、同図(f)に示すチルトについての基準姿勢になるまで、各々の図の上下に示されているようになって、最終的に、図６(g)に示すように、“天吊り”の基準姿勢が得られることになる。

従って、この実施形態によれば、電動雲台カメラ装置１を“据え置”から“天吊り”に変えて使用しようとしたとき、操作者は所定のコマンドを入力するだけで基準姿勢の変換が得られるようになり、この結果、必要なとき、簡単に、しかも短時間で、“据え置”と“天吊り”の切換えに対応することができる。

ところで、以上の説明では、基準姿勢の切換えについて、“据え置”から“天吊り”に切換える場合についてだけ説明したが、“天吊り”から“据え置”に切換える場合には、図６において、まず、パンについては、図６(c)の状態から同図(b)、そして同図(a)の状態にしてやれば良く、チルトについても同じく、図６(f)の状態から同図(e)、そして同図(d)の状態にしてやれば良い。また、このときのパンとチルトの順序については、何れが先でも同じであることは言うまでもない。

本発明に係る監視システムの一実施の形態を示すブロック構成図である。 本発明の一実施の形態におけるパン原点センサの動作説明図である。 本発明の一実施の形態におけるチルト原点センサの動作説明図である。 本発明の一実施の形態の動作を説明するための流れ図である。 本発明の一実施の形態における基準姿勢の説明図である。 本発明の一実施の形態における基準姿勢動作の説明図である。

符号の説明

Ａ：センサ板
Ｂ：光検出器
Ｃ：カメラハウジング部
Ｌ：回転部
Ｓ：台座部
Ｘ：パン軸
Ｙ：チルト軸
１：電動雲台カメラ装置
２：ネットワーク
３：制御端末装置
１１０：パン原点センサ
１１１：チルト原点センサ

Claims (1)

1. 雲台カメラ装置と制御端末装置をネットワークで結合した監視システムにおいて、
   前記雲台カメラ装置を正立設置したときの当該雲台カメラ装置の方位角と仰角制御に使用する正立制御用プログラムと、前記雲台カメラ装置を倒立設置したときの当該雲台カメラ装置の方位角と仰角制御に使用する倒立制御用プログラムの双方のプログラムが記憶された記憶手段を設け、
   前記雲台カメラ装置の処理装置は、前記正立制御用プログラムと倒立制御用プログラムの何れか一方を、前記制御端末装置から前記ネットワークを介して供給された指示信号に基づいて前記記憶手段から読出し、当該読出したプログラムにより前記雲台カメラ装置の旋回駆動部と仰角駆動部を制御することを特徴とする監視システム。

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