JP2009010728A - Camera setting support device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、カメラ設置支援装置、特に、監視カメラや、モーションキャプチャに用いるカメラ、ネットワークカメラを用いて、カメラメッシュネットワーク等のカメラセンサネットワークを構築する際に支援する装置に関する。 The present invention relates to a camera installation support apparatus, and more particularly to an apparatus that supports a camera sensor network such as a camera mesh network using a surveillance camera, a camera used for motion capture, and a network camera.
従来、監視カメラにおいて、例えば特許文献1に提案されているように、コントロールセンターからの指示や、別途屋内に設置したテレビモニタを用いてカメラの設置調整を行っていた。また、カメラの位置を計測するために、例えば特許文献2に提案されているようにGPSを用いる技術が知られている。さらに、例えば特許文献3に提案されているように、従来カメラネットワークに、表示装置を組み込む構成が知られている。また、例えば特許文献4に提案されているような、コンビニエンスストアでの監視カメラの設置支援システムが知られている。
Conventionally, in a surveillance camera, for example, as proposed in
しかしながら、別途屋内に設置した、離れた場所にあるモニタを使用して作業するとき、作業者は、そのカメラの取り付け角度、位置の調整を行うことは困難であった。さらに、他の設置カメラの画像を確認することもできず、全体での撮影範囲の把握も難しい。このため、カメラセンサネットワークとして網羅的にもれなく撮影範囲を撮影する場合、特定の空間内を複数カメラで必ず撮影する場合などの、目的に応じたカメラ配置を実現することもきわめて難しいものであった。また、カメラの姿勢をランプ表示する構成も提案されている。しかしながら、ランプ表示はあくまでも目安であり、観察範囲の適切な調整には十分な効果があるとは言いがたい。さらに、カメラの設置は、高所作業になることが多い。このため、管理室からの遠隔指示に従ってカメラを調整すること、または見づらい位置に設置されたモニタ用の表示装置を無理な姿勢で確認しながらカメラを調整することは、安全性の観点からも好ましくないものであった。 However, when working using a monitor installed in a separate place indoors, it is difficult for the operator to adjust the mounting angle and position of the camera. Furthermore, it is difficult to check the images of other installed cameras, and it is difficult to grasp the entire shooting range. For this reason, it is extremely difficult to achieve a camera arrangement according to the purpose, such as when shooting a shooting range as a camera sensor network, or when shooting within a specific space with multiple cameras. . In addition, a configuration in which the posture of the camera is displayed with a lamp has been proposed. However, the lamp display is only a guideline, and it cannot be said that there is a sufficient effect for appropriate adjustment of the observation range. Furthermore, the installation of the camera is often a work at a high place. For this reason, it is preferable from the viewpoint of safety to adjust the camera according to a remote instruction from the management room, or to adjust the camera while checking the monitor display device installed at an unsightly position with an unreasonable posture. It was not.
また、カメラの位置を計測するためにGPSを用いる構成では、屋内でのカメラ設置作業において、GPSの電波が受信できないこと、カメラのコスト上昇につながること等の課題がある。 Further, in the configuration using GPS to measure the position of the camera, there are problems such as inability to receive GPS radio waves and camera cost increase in indoor camera installation work.
また、カメラネットワークに表示装置を組み込む構成では、カメラコントローラーが大きくなってしまうという問題を有している。 Further, the configuration in which the display device is incorporated in the camera network has a problem that the camera controller becomes large.
このように、従来技術では、カメラの設置の際、調整をしながら設置するカメラの画像を確認することは困難なこと多い。また、カメラ設置の際、別途、コントロールセンターからの無線連絡や、遠隔コントロールのカメラを用いるなどの必要があった。 As described above, in the prior art, it is often difficult to confirm the image of the camera to be installed while adjusting the camera. In addition, when installing the camera, it was necessary to separately communicate wirelessly from the control center or use a remote control camera.
本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであって、カメラの設置者が、安全な姿勢で、作業を妨げられることなく、容易にカメラを設置することができるカメラ設置支援装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above problems, and provides a camera installation support device that allows a camera installer to easily install a camera in a safe posture without being hindered by work. For the purpose.
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明によれば、所定の空間に存在する複数のカメラと、空間を撮像する広域撮像部と、広域撮像部で撮像された空間の画像に対してカメラが撮像している情報を重畳する画像重ね合わせ部と、画像重ね合わせ部からの画像を表示する表示部と、を有することを特徴とするカメラ設置支援装置を提供できる。 In order to solve the above-described problems and achieve the object, according to the present invention, a plurality of cameras existing in a predetermined space, a wide-area imaging unit that images the space, and an image of the space captured by the wide-area imaging unit Therefore, it is possible to provide a camera installation support device including an image superimposing unit that superimposes information captured by the camera and a display unit that displays an image from the image superimposing unit.
また、本発明の好ましい態様によれば、表示部の位置及び/または姿勢を検出する位置姿勢計測部をさらに有し、画像重ね合わせ部は、表示部の位置及び/または姿勢に対応するカメラが撮像している情報を重畳することが望ましい。 Further, according to a preferred aspect of the present invention, the image processing apparatus further includes a position / orientation measurement unit that detects the position and / or orientation of the display unit, and the image superimposing unit is a camera corresponding to the position and / or orientation of the display unit. It is desirable to superimpose information being imaged.
また、本発明の好ましい態様によれば、カメラが撮像している情報は、カメラが撮像している実写画像またはカメラが撮像する範囲を示す領域情報であることが望ましい。 Further, according to a preferred aspect of the present invention, it is desirable that the information captured by the camera is a real image captured by the camera or area information indicating a range captured by the camera.
また、本発明の好ましい態様によれば、カメラは、空間に予め設置されているカメラ及び/または空間に設置するためのカメラであることが望ましい。 According to a preferred aspect of the present invention, the camera is preferably a camera installed in advance in space and / or a camera for installation in space.
本発明に係るカメラ設置支援装置によれば、カメラの設置者が、安全な姿勢で、作業を妨げられることなく、容易にカメラを設置することができるという効果を奏する。 According to the camera installation support apparatus of the present invention, there is an effect that the camera installer can easily install the camera in a safe posture without being hindered by work.
以下に、本発明に係るカメラ設置支援装置の実施例を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施例によりこの発明が限定されるものではない。 Embodiments of a camera installation support apparatus according to the present invention will be described below in detail with reference to the drawings. Note that the present invention is not limited to the embodiments.
図1は、本発明に係るカメラ設置支援装置の実施例1の概略構成を示している。
FIG. 1 shows a schematic configuration of
所定の空間130、例えば室内(屋内)には、予め既存カメラ101b、101cが既に設置されている。そして、設置者Sは、新たに設置カメラ101aを設置する。設置カメラ101aを設置する設置者Sは、ヘッドマウントディスプレイ320を装着する。ここで、設置カメラ101a、既存カメラ101b、101cは、カメラに対応する。また、ヘッドマウントディスプレイ320は、表示部に対応する。
Existing
ヘッドマウントディスプレイ320において、規定長のマーカバー321の両端には、マーカ322a、322b、322cが設けられている。
In the head mounted
また、空間130を見渡せる位置に広域撮像部210が設けられている。広域撮像部210は、魚眼レンズ211を有している。これにより、広域撮像部210は、広画角な領域を撮像できる。そして、後述するように、広域撮像部210により撮像された画像を基準として設置作業を行う。
In addition, a wide
また、設置カメラ101aは、一度設置された以降は、既存カメラとして機能する。既存カメラ101b等及び/または広域撮像部210は、ヘッドマウントディスプレイマーカ322a、322b、322cを撮像する。
The installed
広域撮像部210に内蔵された、または別途設けられた設置支援サーバ(不図示)は、それぞれの設置カメラ101a、既存カメラ101b、101c、101dからの情報に基づいて、ヘッドマウントディスプレイ320内の後述する内容の画像を表示する。設置者Sは、ヘッドマウントディスプレイ320に表示された画像を認識しながら、重畳的に実視野を観察できる。これにより、設置者Sは、適切な位置姿勢になるように、設置カメラ101aを設置できる。上述したように、設置カメラ101aは、設置完了後、既存カメラとなる。
An installation support server (not shown) built in the wide
次に、詳細について図2を用いて説明する。図2は、カメラ設置支援装置100のシステム構成を示している。
Next, details will be described with reference to FIG. FIG. 2 shows the system configuration of the camera
広域撮像部210、設置カメラ101a、既存カメラ101b、101c、101dの各々の形状、色彩は、マーカ、即ち特徴量を有している。例えば、設置カメラ101aの形状を抽出することで、設置カメラ101aを特定することができる。また、マーカは、形状、色彩に限られず、それぞれのカメラにカラーボールやLEDなどを装着することでも良い。
Each of the shape and color of the wide
設置カメラ101aは、カメラマーカ102aを有する。また、設置カメラ101aは、撮像した画像をバッファするバッファ103aを有している。バッファ103aには、その他にカメラ固有のID情報や、撮影パラメータなどが格納されている。そして、バッファ103aは、通信・制御部104と通信可能に接続されている。画像、ID情報、撮影パラメータなどのデータは、パケットとして、有線または無線のLAN回線を介する通信、Zigbeeなどの省電力無線通信、赤外線通信、IEEE1394などによる接続により、通信・制御部104に送信される。通信・制御部104としては、ホストのコンピュータ、専用のネットワークルーター、スイッチャなどを用いることができる。
The
通信・制御部104からのデータは、画像選択・記録部105により、実写画像データ記録部113に記録される。また、通信・制御部104は、実写画像データをマーカ認識部106、ヘッドマウントディスプレイ表示データ記録部114、カメラマップ生成部110、キャリブレーション部108などからの要求信号を受信する。そして、通信・制御部104は、必要なIDを有するカメラの実写画像データを選択し、配信する。
Data from the communication /
マーカ認識部106は、マーカ位置データを、マーカ102a等が記録された広域撮像部210からの画像及び/または既存カメラ101b等からの画像により算出する。そして、マーカ位置データ記録部107に記録する。また、マーカ認識部106は、ヘッドマウントディスプレイ320のヘッドマウントディスプレイマーカ322a、322b、32cに基づいて、ヘッドマウントディスプレイ320の位置及び/または姿勢を計測することもできる。マーカ認識部106は、位置姿勢計測部に対応する。
The
ここで、広域撮像部210や、既存カメラ101b、101c、101d、設置カメラ101aが有するレンズの画角や光学的歪み(レンズディストーション)をキャリブレーションにより補正するとともにそれらの位置姿勢を空間130に対し同定することが望ましい。このため、例えば、キャリブレーションパターン(不図示)を撮影する。キャリブレーションパターンの実写画像内からキャリブレーションマーカを所定の手順にしたがって認識する。そして、キャリブレーション部108は、キャリブレーションパターンの撮影結果である実写画像などを用いてデータを生成する。このデータは、随時記録動作を行うキャリブレーションデータ記録109に記憶される。また、部屋などの空間130と、既存カメラ101b、101c、101d、設置カメラ101aとの関係(外部パラメータ)を以下のキャリブレーションにより決定することもできる。例えば、位置姿勢を推定すべき対象物あるいは対象物付近に、対象物に対する相対的位置関係があらかじめ決定している『幾何学的に固有の特徴を持った固有マーカ(コードマーカ)』を複数配置する。その複数のマーカを広域撮像部210や、既存カメラ101b、101c、101d、設置カメラ101aにより撮影する。次に、撮影された画像内から固有マーカ群を抽出するとともに、そのマーカの幾何学的特徴を抽出かつそのマーカの同定を行う。そのマーカの対象物に対する3次元位置と広域撮像部210や、既存カメラ101b、101c、101d、設置カメラ101aにより撮影された画像内での2次元位置を利用して、広域撮像部210や、既存カメラ101b、101c、101d、設置カメラ101aを規定する空間130の座標系における対象物の3次元位置姿勢を推定する方式である。キャリブレーション部108は、設置カメラ101aを設置した後に実施した外部パラメータのキャリブレーションのデータなどを生成する。このデータは、随時記録動作を行うキャリブレーションデータ記録109に記憶される。
Here, the angle of view and optical distortion (lens distortion) of the lenses of the wide-
カメラマップ生成部110は、マーカ位置データ記録部107、キャリブレーション部108に接続されている。カメラマップ生成部110の処理結果は、カメラマップデータ記録部111に記録される。
The camera
カメラマップ画像生成部112は、カメラマップ生成部110に接続されている。カメラマップ画像生成部112は、カメラマップデータ、マーカ位置データなどに基づいて、ヘッドマウントディスプレイ表示データ記録部114にカメラマップ画像を記録する。
The camera map
ヘッドマウントディスプレイ表示データ記録部114は、画像選択・記録部105により選択された実写画像データを記録する。ヘッドマウントディスプレイ表示データ記録部114は、ヘッドマウントディスプレイ画像選択部115に接続されている。そして、ヘッドマウントディスプレイ画像選択部115は、ヘッドマウントディスプレイ通信部サーバ116を介して、ヘッドマウントディスプレイ通信部クライアント330に接続される。
The head mounted display display
ヘッドマウントディスプレイ通信部サーバ116とヘッドマウントディスプレイ通信部クライアント330の間は、有線、無線のLAN回線、Zigbeeなどの省電力無線通信、赤外線通信、IEEE1394などの各種通信規格で接続されている。
The head mounted display
ヘッドマウントディスプレイ通信部クライアント330は、受信したヘッドマウントディスプレイ表示データをヘッドマウントディスプレイ320に出力する。ヘッドマウントディスプレイ通信部クライアント330には、画像切替え入力部340が接続されている。
The head mounted display
画像切替え入力部340からの切替えデータは、画像選択・記録部105に送信される。そして、送出する実写画像の選択や、ヘッドマウントディスプレイ画像選択部115のカメラマップ画像のデータ表示の選択に用いられる。
Switching data from the image switching
これらのカメラマップ画像もカメラの画像と同様にヘッドマウントディスプレイ画像選択部115の要求に応じて、ヘッドマウントディスプレイ320の表示デバイス320aに送られ、表示される。
These camera map images are also sent to and displayed on the
次に、設置カメラ101aを設置する手順を図3に示すフローチャートを参照して説明する。カメラの設置を開始するとき、ステップS301において、設置者Sは、ヘッドマウントディスプレイ320を頭部に装着する。また、ステップS302において、カメラを設置する空間130を見通せる位置に、広域撮影部210を設置する。
Next, the procedure for installing the
ステップS303において、既存カメラ101b、101c、101dが存在するか否かが判断される。ステップS303の判断結果が真(Yes)の場合、既存カメラ101b、101c、101dの位置検出を行う。ステップS303の判断結果が偽(No)の場合、初めてカメラ設置する空間であるので、基準座標を設定する。
In step S303, it is determined whether or not the existing
さらに、ステップS306において、追加で設置する設置カメラの位置を算出する。ステップS307において、ヘッドマウントディスプレイマーカ322a、322b、322cの位置を算出する。ステップS308において、ヘッドマウントディスプレイ320の表示部320aに表示するためのカメラマップ表示を生成する。
Further, in step S306, the position of the additionally installed camera is calculated. In step S307, the positions of the head mounted
ステップS310において、設置カメラ101aが選択されたか否かが判断される。ステップS310の判断結果が真のとき、即ち画像切替え入力部340から入力された画像選択入力に応じて設置カメラを選択したとき、ステップS313においてヘッドマウントディスプレイ320は設置カメラ101aからの画像を表示する。
In step S310, it is determined whether the
ステップS310の判断結果が偽のとき、ステップS311において既存カメラ101b、101c、101dが選択されたか否かが判断される。ステップS311の判断結果が真のとき、入力されたカメラIDに基づいて、既存設置された既存カメラ101b等の画像を表示する。
When the determination result of step S310 is false, it is determined whether or not the existing
また、ステップS311の判断結果が偽のとき、即ち既存カメラも選択されなかったとき、ステップS314において広域撮影部210の撮影画像を選択して、表示する。
When the determination result in step S311 is false, that is, when no existing camera is selected, the captured image of the wide
ステップS315において、設置者Sは、設置カメラ101aの撮像画像、広域撮像部210の撮像画像、既存カメラ101b等の撮像画像の画像を認識しながら、実視野において設置カメラ101aの調整作業を行うことができる。
In step S315, the installer S performs adjustment work of the
設置者Sは、ヘッドマウントディスプレイ320に設けられている表示デバイス320aに虚像として表示される画像をモニタリングしながら、実視野における設置カメラの配置、設置方向、フォーカス、ズーム、アイリスなどの調整を行う。
The installer S adjusts the arrangement, installation direction, focus, zoom, iris, and the like of the installation camera in the real field of view while monitoring an image displayed as a virtual image on the
ステップS316において、設置カメラ101aの設置状態が、良好であるか否かが判断される。ステップS316の判断結果が真のとき、設置作業を終了する。ステップS316が偽のとき、設置カメラ101aの位置を算出する手順から上述の作業を繰り返し行う。このように、設置カメラ101aの位置、姿勢などの調整を繰り返す。
In step S316, it is determined whether or not the installation state of the
上述の作業を終えてカメラを設置すると、設置カメラ101aは、既存カメラとして、新しいIDを与えられ、登録されることになる。また、次の新たなカメラを設置する際には、新規に持ち込んだカメラが設置カメラとなる。設置作業が終了した前回設置のカメラは、既存カメラ群に追加されている。
When the camera is installed after the above work is completed, the installed
このように、ヘッドマウントディスプレイ320に設けられた表示デバイス320aは、設置カメラ101a、既存カメラ101b〜101d、広域撮影部210からの画像、カメラマップ表示を表示する。これにより、設置者Sは、以下(1)〜(4)の画像に関して、オンデマンドで設置作業を続行中に確認できる。
(1)設置環境の画像中における設置者Sの現在の位置、方向
(2)取り付け調整中の設置カメラ101aの撮影画像
(3)広域撮影部210の画像内における撮像範囲の配置
(4)既存カメラ101b等の撮影画像
このため、設置者Sは、容易に設置カメラ101aをカメラネットワークに追加することができる。
As described above, the
(1) Current position and direction of installer S in the image of the installation environment (2) Captured image of
次に、図4を参照して、カメラマップの生成の詳細について説明する。図4は、カメラマップの例を示している。「カメラマップ」とは、以下の(1)〜(7)の少なくとも一つの情報を含むものをいう。
(1)広域撮像部210の配置を基礎(基準)とした、設置空間130の画像情報、
(2)空間130の中に位置する既存カメラ101b〜101kの位置姿勢、
(3)現在設置しようとしている設置カメラ101aの概略位置、
(4)設置者Sに装着したヘッドマウントディスプレイマーカ(図4で不図示)から算出された設置者Sの位置、
(5)広域撮像部210の配置、
(6)既存カメラ101b〜101kの撮像範囲の概略フレーム、
(7)設置カメラ101aの撮像範囲の概略フレーム。
Next, details of generation of a camera map will be described with reference to FIG. FIG. 4 shows an example of a camera map. The “camera map” refers to a map including at least one of the following items (1) to (7).
(1) Image information of the
(2) Position and orientation of existing
(3) Approximate position of the
(4) The position of the installer S calculated from the head mounted display marker (not shown in FIG. 4) attached to the installer S,
(5) Arrangement of the wide
(6) Outline frame of imaging range of existing
(7) A schematic frame of the imaging range of the
ヘッドマウントディスプレイ320は、広域撮像部210で撮像された空間130の画像に対してカメラ101a等が撮像している情報を重畳する画像重ね合わせ部の機能をも有している。
The head mounted
さらに、図5、6、7を参照して、設置作業の進行に応じてカメラマップの内容が変化する様子を説明する。図5は、カメラ設置の第1段階として、広域撮像部210を設置する様子を示している。空間130内の中央部に、広域撮像部210が設置されている。また、空間130内の床面には、机131a、椅子131b等が配置されている。広域撮像部210は、後述するように空間130内を魚眼レンズにより広画角に撮像できる。
Furthermore, referring to FIGS. 5, 6, and 7, how the contents of the camera map change as the installation work progresses will be described. FIG. 5 shows a state in which the wide
図6は、カメラ設置の第2段階として、第1の設置カメラ101hを設置する様子を示している。撮像範囲101hmapは、設置カメラ101aが撮像する範囲を枠として示したものである。
FIG. 6 shows a state where the
図7は、カメラ設置の第3段階として、第1の設置カメラ101hが既存カメラとなり、第2の設置カメラ101aを設置する様子を示している。既存カメラ101hの撮像範囲101hmapに加えて、設置カメラ101aの撮像範囲101amapを示している。
FIG. 7 shows a state where the
また、図8は、カメラマップの他の例を示している。図4、6、7では、撮像範囲を方形形状の枠で示している。これに対して、図8では、設置カメラ101aの概略の水平画角の目安を示す簡易表示として、カメラマップを表示した例である。
FIG. 8 shows another example of the camera map. In FIGS. 4, 6, and 7, the imaging range is indicated by a rectangular frame. On the other hand, FIG. 8 shows an example in which a camera map is displayed as a simple display showing a rough horizontal angle of view of the installed
次に、カメラマップの生成方法について説明する。図9は、カメラマップの表示生成の手順を示すフローチャートである。図9に示すように、二つの流れを並行処理してカメラマップを生成する。一つ目の流れは、実写ベースのカメラ撮像範囲のマップデータの生成である。二つ目の流れは、マップベースのカメラ撮像範囲のマップデータの生成である。 Next, a camera map generation method will be described. FIG. 9 is a flowchart showing a procedure for generating a camera map display. As shown in FIG. 9, a camera map is generated by processing the two flows in parallel. The first flow is the generation of map data of the camera-capture range based on live-action. The second flow is generation of map data of the map-based camera imaging range.
まず、一つ目の流れについて説明する。ステップS901において、カメラマップの表示生成を開始する。ステップS902において、設置カメラからの設置カメラ実写画像データを、アフィン変換などの画像処理を用いて、テンプレート画像を生成する。 First, the first flow will be described. In step S901, display generation of a camera map is started. In step S902, a template image is generated by using image processing such as affine transformation from the installed camera actual image data from the installed camera.
ステップS903において、このテンプレート画像を、広域撮像部からの実写画像データとテンプレートマッチングを行う。ステップS904において、設置カメラの現在の撮像範囲は、広域撮像部内のいずれの部分を撮影しているかを、テンプレートマッチングの類似度から推定する。推定した位置に、設置カメラ画像周囲に相当する枠(フレーム)を広域撮像部210の画像上に重畳する。
In step S903, this template image is subjected to template matching with actual image data from the wide-area imaging unit. In step S904, the current imaging range of the installed camera is estimated from the similarity of template matching to which part in the wide-area imaging unit is being imaged. A frame (frame) corresponding to the periphery of the installed camera image is superimposed on the image of the wide
次に、二つ目の流れについて説明する。ステップS906において、既存の建築物のマップデータに広域撮像部210の位置を入力する。
Next, the second flow will be described. In step S906, the position of the wide
ステップS907において、広域撮像部210の実写画像に撮像された既存のカメラの位置情報を入力する。広域撮像部210の実写画像に撮像された既存のカメラの位置情報は、上述したようなキャリブレーションなどで確定されているキャリブレーションデータを用いる。
In step S907, the position information of the existing camera imaged in the real image of the wide
ステップS908において、ヘッドマウントディスプレイマーカ322a、322b、322cの位置データに基づいて、設置者Sが現在作業している位置を入力する。そして、建築物などカメラを設置する場所、空間に関する既存データ中において、位置を確定する。ヘッドマウントディスプレイ320の位置、姿勢を広域撮像部210などの画像に基づいて推定する。そして、推定結果を、マップデータに追記する。
In step S908, based on the position data of the head mounted
ステップS910において、これらの二つのデータを統合する。ステップS911において、カメラマップデータを生成する。カメラマップデータは、現在の撮像範囲枠、既存カメラの配置、広域撮像部の実写画像、既存の建築物マップデータ等から構成されている。 In step S910, these two data are integrated. In step S911, camera map data is generated. The camera map data includes a current imaging range frame, the arrangement of existing cameras, a live-action image of a wide area imaging unit, existing building map data, and the like.
このように、本実施例では、所定の空間130に存在する複数のカメラ101a、101b等と、空間130を撮像する広域撮像部210と、広域撮像部210で撮像された空間130の画像に対してカメラ101a等が撮像している情報を重畳するヘッドマウントディスプレイ320(画像重ね合わせ部)と、重ね合わせられた画像を表示するヘッドマウントディスプレイ320とを有する。
As described above, in the present embodiment, a plurality of
そして、ヘッドマウントディスプレイ320の位置及び/または姿勢を検出すマーカ認識部106(位置姿勢計測部)をさらに有し、ヘッドマウントディスプレイ320(画像重ね合わせ部)は、ヘッドマウントディスプレイ320の位置及び/または姿勢に対応するカメラが撮像している情報を重畳する。
Further, it further includes a marker recognizing unit 106 (position / orientation measuring unit) that detects the position and / or orientation of the head mounted
また、カメラ101a等が撮像している情報は、カメラ101a等が撮像している実写画像またはカメラマップ(カメラが撮像する範囲を示す領域情報)であることが望ましい。
Further, the information captured by the
さらに、カメラは、空間130に予め設置されている既存カメラ101b等、及び/または空間130に設置するための設置カメラ101aであることが望ましい。
Furthermore, it is desirable that the camera is an existing
本実施例では、本発明の効果に加えて、以下の特有の効果がある。設置カメラは、設置が完了すると、既存カメラとなる。このため、スケーラブルなカメラ配置が可能である。即ち、カメラ配置の規模を自由に可変できるように構成できる。複数のカメラの追加が容易に実施できるため、例えば、監視カメラ網のように、多数のカメラを接続したネットーワークの規模を自由に可変できるように構成できる。この結果、カメラの設置を繰り返して、広域のカメラネットワークを構築するのに好適な支援を実施することが可能である。 In this embodiment, in addition to the effects of the present invention, there are the following specific effects. The installed camera becomes an existing camera when the installation is completed. For this reason, a scalable camera arrangement is possible. That is, it can be configured so that the scale of the camera arrangement can be freely changed. Since a plurality of cameras can be easily added, for example, it is possible to configure the network to which a large number of cameras are connected, such as a surveillance camera network, so that the scale of the network can be freely changed. As a result, it is possible to implement support suitable for constructing a wide-area camera network by repeating camera installation.
なお、本発明の各構成は、当然、各種の変形、変更が可能である。例えば、設置カメラ、既存カメラの光軸を表示する構成、画像の枠の四辺を示す面もしくは線で表示する構成としてもよい。また、本実施例では、表示部としてヘッドマウントディスプレイ320を用いている。しかしながら、これに限られず、腕に装着する小型のモニタ部、設置者Sの視界に対して画像を投影する可動式のプロジェクタなどを用いることができる。また、この場合は、設置者Sの頭部にマーカを設置することが望ましい。
In addition, naturally each deformation | transformation and change of each structure of this invention are possible. For example, a configuration in which the optical axis of an installed camera or an existing camera is displayed, or a configuration in which a plane or line indicating four sides of an image frame is displayed may be used. In this embodiment, the head mounted
また、本実施例では、マーカ322a、322b、322cを用いて設置者Sの頭部の方向を検出している。しかしながら、これに限られず、設置者Sの顔貌の認識、視線の認識・検出により、頭部の方向を検出するようにしてもよい。
In this embodiment, the direction of the head of the installer S is detected using the
また、本実施例では、設置者Sが調整している設置カメラで撮像した画像を出力部と受信部とによって伝送し、ヘッドマウントディスプレイで表示するとともに、既存カメラの画像にも切り替えて表示できる。これにより、すでに設置済みのカメラの撮像範囲を適宜確認しながら、設置カメラの撮像範囲を確認しつつカメラの位置姿勢の調整を容易に実施することができる。 Further, in this embodiment, an image captured by the installation camera adjusted by the installer S is transmitted by the output unit and the reception unit and displayed on the head mounted display, and can also be displayed by switching to the image of the existing camera. . This makes it possible to easily adjust the position and orientation of the camera while checking the imaging range of the installed camera while appropriately checking the imaging range of the already installed camera.
また、既存カメラのうち少なくとも一つのカメラは、設置作業を行う空間のうちの少なくとも設置カメラの箇所及び/または撮影範囲の少なくとも一部を含む領域を撮影するように構成することもできる。換言すると、既存カメラに広域撮像部210の機能を持たせても良い。
In addition, at least one of the existing cameras can be configured to capture an area including at least a part of the installation camera and / or at least a part of the imaging range in a space where the installation work is performed. In other words, an existing camera may have the function of the wide
このとき、既存カメラは、設置カメラと重複する領域を撮影する。または、設置カメラの位置を、既存カメラが撮影する。これにより、既存カメラの撮像範囲と、設置カメラの撮像範囲の関係性をより直感的に把握できる。また、抜け(欠落)のない撮像範囲を実現するためのガイダンスとして設置者Sが用いることができる。 At this time, the existing camera captures an area overlapping with the installation camera. Alternatively, the existing camera captures the position of the installed camera. Thereby, the relationship between the imaging range of the existing camera and the imaging range of the installed camera can be grasped more intuitively. Further, the installer S can be used as guidance for realizing an imaging range without omission (missing).
また、ヘッドマウントディスプレイのマーカの位置、姿勢を用いて、設置者の位置を測定することで、設置カメラの作業位置の情報を得るとともに、ヘッドマウントディスプレイに表示する画像の選択、実施例記載のマップの表示方向の制御を行うことができる。 Further, by measuring the position of the installer using the position and orientation of the marker of the head mounted display, information on the working position of the installed camera is obtained, and the selection of an image to be displayed on the head mounted display, as described in the embodiments. The display direction of the map can be controlled.
また、上記マーカを撮影する既存カメラの少なくともひとつは、広角カメラ、魚眼カメラ、パノラマカメラのいずれかであり、少なくとも一台以上の設置カメラと、既存カメラの配置を撮影できる広域撮像部であることが望ましい。 In addition, at least one of the existing cameras that capture the marker is any one of a wide-angle camera, a fish-eye camera, and a panoramic camera, and is a wide-area imaging unit that can capture the arrangement of at least one installed camera and the existing camera. It is desirable.
既存カメラはすべてが広角カメラ、魚眼カメラ、パノラマカメラということではなくてもよく、また、設置支援のためのみに一時的に設置するカメラであってもよい。 Existing cameras may not all be wide-angle cameras, fish-eye cameras, and panoramic cameras, or may be cameras that are temporarily installed only for installation support.
また、既存カメラのうち少なくともひとつのカメラを、設置する環境を広範囲に撮影する広域撮像部としても良い。これにより、既存カメラを含め、設置カメラを設置している環境を広く撮影することができるので、既存カメラの画像、設置カメラの画像と切り替えながら、撮像領域の配置を的確に把握し、設置カメラの設置位置、姿勢を設置者が調整することを支援できる。 Further, at least one of the existing cameras may be a wide area imaging unit that captures a wide range of installation environment. As a result, it is possible to widely shoot the environment where the installation camera is installed, including the existing camera. Therefore, while switching between the image of the existing camera and the image of the installation camera, the arrangement of the imaging area is accurately grasped, and the installation camera It is possible to support the installer to adjust the installation position and posture of the.
次に、本発明の実施例2に係るカメラ設置支援装置について説明する。上記実施例1と同一の部分には同一の符号を付し、重複する説明は省略する。 Next, a camera installation support apparatus according to the second embodiment of the present invention will be described. The same parts as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and redundant description is omitted.
本実施例では、広域撮像部の構成を、カメラ設置支援装置に適する構成としている。その他の基本構成は、実施例1と同様である。実施例1と同一の部分には同一の符号を付し、重複する説明は省略する。 In the present embodiment, the configuration of the wide area imaging unit is suitable for the camera installation support device. Other basic configurations are the same as those in the first embodiment. The same parts as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and redundant description is omitted.
図10に示すように、設置カメラの設置を支援するための広域撮像部210は、空間130内の床面及び天井面を効率的に撮影することができる。
As shown in FIG. 10, the wide
本実施例における広域撮像部210は、従来提案されているような魚眼対向型とは異なる。レンズ配置が、空間130を広画角で撮影するという目的に適するように、対向する魚眼カメラ211a、211bを天井と、床面(椅子や机等の什器に隠れない程度の高さ)に配置したポールカメラとしていることに特徴がある。適宜、天井側の魚眼カメラを天井カメラという。また、床側の魚眼カメラを床カメラという。
The wide
本構成により、対向する天井カメラ211a、床カメラ211bが画面内に占める割合を小さくし、かつ主に設置カメラ101aを設置する天井付近、カメラが撮影する床面付近をより広域に撮影することが可能となるという効果が生じる。
With this configuration, the ratio of the
図11は、広域撮像部210を空間130内の床面に設置した場合の撮像画像の例を示している。画像には、椅子131a、机131b等の什器、ドア131c、天井131eが撮像されている。
FIG. 11 shows an example of a captured image when the wide-
また、図12は、広域撮像部210を空間130の天井に吊るように設置した場合の撮像画像の例を示している。画像には、椅子131a、机131b、ドア131c、壁面131d、床面131fが撮像されている。
FIG. 12 shows an example of a captured image when the wide
このように、本実施例では、空間130、例えば屋内の全域をカバーする撮影が可能となる、これにより、広域撮像部210は、カメラセンサネットワークを設置するとき、カメラ配置の認識用に用いることができる全周囲撮影用ポールカメラとすることができる。
As described above, in this embodiment, it is possible to perform shooting that covers the
図13は、広域撮像部210の断面構成を示している。天井カメラ211aと床カメラ211bとがセンターポール214を介して対向するように配置されている。天井カメラ211は、空間130の天井131e近傍に設置される。床カメラ211bは、床131fからある程度の高さに設置される。このように、本実施例の広域撮像部210は、2段式のポールカメラである。
FIG. 13 shows a cross-sectional configuration of the wide
天井カメラ211aは、魚眼レンズ212aを床面131fに向けて設置する。床カメラ211bは、魚眼レンズ212bを天井131e側に向けて設置する。そして、それぞれのカメラ211a、211b間を、センターポール214により接続する。この構成により、広域撮像部210により、空間130の天井131e側及び床面131f側の両方が撮影可能となる。このため、設置カメラの設置作業などが容易となる。
The
また、センターポールの中段にパノラマカメラ211cを設置してもよい。図14は、パノラマカメラ211cを設置したときの斜視構成を示している。図15は、パノラマカメラ211cを設置したときの断面構成を示している。パノラマカメラ211cは、反射屈折型の全周パノラミックレンズを備えている。反射屈折型の全周パノラミックレンズとして、レンズの屈折効果と蒸着面や全反射面などを組み合わせて、結像または投影させる光学系を用いることができる。パノラマカメラ211cは、設置者Sの目線の高さに設置することが望ましい。これにより、設置者Sの歩行移動などを検出するために適した画像を得ることができる。この結果、空間130内全体を監視するカメラとして好適な機能を有することができる。
Further, the
また、この構成では、天井カメラ211aと床カメラ211bから最も離れている位置にパノラマカメラ211cが設置される。このため、魚眼レンズ212a、212bの画角を遮蔽する割合が最小で済む。この結果、さらに好適な構成となる。
In this configuration, the
さらに、センターポール214を伸縮可能に構成することもできる。これにより、天井側の天井カメラ211aと床側の架台215とで天井と床(天井高=H)を押し付けることができる。この結果、安定で、簡易な設置が可能となる。
Furthermore, the
さらに、架台215面、天井131e面に全方位台車などの移動機構を設置することが望ましい。これにより、屋内の天井と床との間の距離Hがほぼ一定のとき、広域撮像部210を移動式の監視カメラとして利用することが可能となるなどの機能を拡張することもできる。
Furthermore, it is desirable to install a moving mechanism such as an omnidirectional carriage on the surface of the
次に、画像の伝送経路、選択方法、通信システムについて説明する。以後の説明においては、設置カメラと既存カメラとを明確に区別する場合を除いて、設置カメラと既存カメラとを合わせてカメラと呼ぶ。 Next, an image transmission path, a selection method, and a communication system will be described. In the following description, the installed camera and the existing camera are collectively referred to as a camera unless the installed camera and the existing camera are clearly distinguished.
図16に示す例では、カメラ101a、101bとホスト500との間に、それぞれ入出力部400a、400bが設けられている。ホスト500は、カメラを設置する空間とは異なる場所に存在する監視センターに設けられている。
In the example illustrated in FIG. 16, input /
カメラ101a、101bと、入出力部400a、400bと、ホスト500とは有線で接続されている。また、入出力部400a、400bとヘッドマウントディスプレイ320とは無線(ワイヤレス)方式で信号を送受信する。そして、カメラ101a、101bで撮像された画像は、ヘッドマウントディスプレイ320に転送される。
The
設置者Sは、選択入力部350により、以下の選択操作を行うことができる。
(1)複数のカメラの中から、任意のカメラ、例えば設置カメラを選択すること。
(2)選択したカメラからの実写画像とカメラマップ画像とを選択すること。
The installer S can perform the following selection operation using the
(1) Select an arbitrary camera, for example, an installed camera, from a plurality of cameras.
(2) Selecting a live-action image and a camera map image from the selected camera.
これにより、設置者Sは、選択したカメラに関するカメラマップや実写画像をヘッドマウントディスプレイ320を介して認識できる。
Thereby, the installer S can recognize the camera map and the photographed image regarding the selected camera via the head mounted
図17に示す例では、入出力部400は、ホスト500に接続されている。カメラ101a、101bからの画像は、配線を介してホスト500に伝送(送信)される。送信された画像は入出力部400から無線方式でヘッドマウントディスプレイ320へ送られる
。これにより、設置者Sは、選択したカメラに関するカメラマップや実写画像をヘッドマウントディスプレイ320を介して認識できる。
In the example illustrated in FIG. 17, the input /
図18に示す例では、入出力部400a、400bからの信号は、無線方式により切替え部600へ送信される。切替え部600は、ヘッドマウントディスプレイ320に設けられている。切替え部600は、信号を選択的に受信する。これにより、設置者Sは、選択したカメラに関するカメラマップや実写画像をヘッドマウントディスプレイ320を介して認識できる。
In the example illustrated in FIG. 18, signals from the input /
図19に示す例では、ホスト500に設置カメラ101a、既存カメラ101b、101cの画像を有線方式で伝送(送信)する。ホスト500に接続して設けられている切替え部600は、選択的に信号を発信(送信)する。入出力部400とヘッドマウントディスプレイ320とは無線方式で接続されている。これにより、設置者Sは、選択したカメラに関するカメラマップや実写画像をヘッドマウントディスプレイ320を介して認識できる。
In the example illustrated in FIG. 19, the images of the installed
図20に示す例では、切替え部600は広域撮像部210に設けられている。広域撮像部210とホスト500とは有線方式で接続されている。入出力部400a、400bと広域撮像部210、及び広域撮像部210とヘッドマウントディスプレイ320とは、それぞれ無線方式で接続されている。切替え部600は、信号を選択的に受信する。例えば、切替え部600は、ヘッドマウントディスプレイマーカ322a、322b、322cに基づく位置、方向、姿勢により、画像を自動的に切替えること、または設置者Sが手動で画像を切替えることのいずれでも良い。そして、切替え部600は、ヘッドマウントディスプレイ320に画像を転送する。これにより、設置者Sは、選択したカメラに関するカメラマップや実写画像をヘッドマウントディスプレイ320を介して認識できる。
In the example illustrated in FIG. 20, the
図21に示す例では、入出力部400a、400b、400c、400dによる相互認証システムを用いている。入出力部400a、400b、400c、400dにより、メッシュネットワークを確立する。そして、ヘッドマウントディスプレイ320は、送信された画像を表示する。設置者Sは、送信された画像をヘッドマウントディスプレイ320により認識できる。
In the example shown in FIG. 21, a mutual authentication system using input /
図22に示す例では、広域撮像部210に集中管理部220を設けている。集中管理部220は、既存カメラ101a、設置カメラ101b、101c、101dの画像信号を選択するとともに、ヘッドマウントディスプレイ320に付帯して設けられた選択入力部350からの入力信号に基づいてカメラを選択する。これにより、設置者Sは、選択したカメラに関するカメラマップや実写画像をヘッドマウントディスプレイ320を介して認識できる。
In the example illustrated in FIG. 22, the
また、上述の構成において、ヘッドマウントディスプレイ320の位置、姿勢、方向を計測して、設置者Sが向いているカメラ、即ちヘッドマウントディスプレイ320の実視野で見ているカメラを特定することもできる。この特定した結果から、自動的にヘッドマウントディスプレイ320に表示するカメラの画像を、現在設置者Sが向いているカメラの画像へ切り替えることができる。これにより、設置者Sは、単に、頭部を動かすだけで、自動的にヘッドマウントディスプレイ320の視野内に、見ている方向のカメラからの実写画像、カメラマップ画像を表示させることができる。
In the above configuration, the position, posture, and direction of the head mounted
また、各カメラ101a、101b、101c等のマーカ(特徴量)を画像処理技術を用いて画面中で認識することもできる。このとき、認識された各カメラを特定するIDを発生させる。そして、適宜IDを選択することで、ヘッドマウントディスプレイ320に表示させるカメラの画像を選択することもできる。
In addition, markers (features) such as the
なお、表示部は、ヘッドマウントディスプレイに限られない。例えば、設置者Sの身体に配置されるものであれば、その構成は問わない。また、表示部は、カメラに着脱可能な構成としても良い。 The display unit is not limited to a head mounted display. For example, the configuration is not limited as long as it is arranged on the body of the installer S. The display unit may be configured to be detachable from the camera.
また、カメラマップ画像は、撮像範囲枠の表示に限られない。例えば、矢印などで撮影範囲を示すこともできる。 Further, the camera map image is not limited to the display of the imaging range frame. For example, the shooting range can be indicated by an arrow or the like.
かかる構成により、設置者Sは、作業を行う際、ヘッドマウントディスプレイ、または設置カメラに設けた表示部に表示される画像をモニタリングしながら、設置カメラの配置、設置方向、フォーカス、ズーム、アイリスなどの調整を行うことができる。 With this configuration, the installer S monitors the images displayed on the head-mounted display or the display unit provided on the installation camera when performing work, and the arrangement, installation direction, focus, zoom, iris, and the like of the installation camera. Adjustments can be made.
表示部としては、設置者の作業の負担を考慮すると、両手を自由に使うことが出来るヘッドマウントディスプレイが好ましい。 As the display unit, a head-mounted display in which both hands can be used freely is preferable in consideration of the burden on the installer.
また、入出力部は、カメラに設置されていても良いが、上述したように有線方式の配線先、無線(ワイヤレス)方式の接続先などの離れた場所から、無線による伝送を行うよう構成されていてもよい。 The input / output unit may be installed in the camera. However, as described above, the input / output unit is configured to perform wireless transmission from a remote location such as a wired connection destination or a wireless connection destination. It may be.
また、設置カメラの映像出力に挿入することで、設置者が使用する表示部に、画像を一時的に配信するようにしてもよい。例えば、常に、ヘッドマウントディスプレイへ出力できる無線装置などをカメラに設置する代わりに、設置作業時のみ、無線装置を設置工事のケーブルの途中に挿入するようにしても良い。 Moreover, you may make it deliver an image temporarily to the display part which an installer uses by inserting in the video output of an installation camera. For example, instead of always installing a wireless device that can output to a head-mounted display in the camera, the wireless device may be inserted in the middle of the cable for installation work only during installation work.
また、既存カメラ、設置カメラの情報は、ヘッドマウントディスプレイ320にIDとして表示すること、または重畳情報として表示することのいずれでも良い。設置者Sは、既存カメラの撮影画像を上記のIDにより選択、表示することが可能である。
Further, the information on the existing camera and the installed camera may be displayed on the head mounted
また、カメラを設置する時のみ、パノラミック、または魚眼広角撮影のカメラを設置し、概略のマッピングを作成することもできる。このとき、概略のマッピングを基準として、設置調整を実施できるよう、設置カメラからの画像と、魚眼広角撮影のカメラの画像をテンプレートマッチングする。そして、ヘッドマウントディスプレイ320内に、設置カメラの撮影方向、撮影範囲を俯瞰的に表示できる。
It is also possible to create a schematic mapping by installing a panoramic or fish-eye wide-angle camera only when installing the camera. At this time, template matching is performed between the image from the installation camera and the image of the fish-eye wide-angle shooting camera so that the installation adjustment can be performed using the rough mapping as a reference. In the head mounted
従来技術は、カメラの設置方向を知る目安として、雲台の目盛りやレンズの方向などの目安により、位置姿勢を決定していた。これでは、必要とされる撮影範囲が確実に撮影できているかを確認することは難しい。また、複数の既存カメラにより、現状どのように撮影範囲が分布しているかを直感的に理解することも困難であった。これに対して、本発明によれば、全体のカメラの撮影状況を把握しながら、設置カメラの設置位置姿勢を調整できる。 In the prior art, the position and orientation is determined based on a standard such as the scale of the camera platform and the direction of the lens as a standard for knowing the installation direction of the camera. In this case, it is difficult to confirm whether or not the required shooting range has been shot. In addition, it has been difficult to intuitively understand how the shooting range is currently distributed by a plurality of existing cameras. On the other hand, according to the present invention, it is possible to adjust the installation position and orientation of the installation camera while grasping the shooting situation of the entire camera.
以上のように、本発明にかかるカメラ設置支援装置は、複数のカメラを設置するときに有用である。 As described above, the camera installation support apparatus according to the present invention is useful when installing a plurality of cameras.
100 カメラ設置支援装置
101a 設置カメラ
101amap、101bmap、101hmap 撮像範囲
101b、101c、101d、101e、101f、101g、101h、101i、101j、101k 既存カメラ
102a、102b、102c、102d カメラマーカ
103a、103b、103c、103d バッファ
104 通信・制御部
105 画像選択・記録部
106 マーカ認識部
107 マーカ位置データ記録部
108 キャリブレーション部
109 キャリブレーションデータ記録部
110 カメラマップ生成部
111 カメラマップ記録部
112 カメラマップ画像生成部
113 実写画像データ記録部
114 HMD表示データ記録部114
115 HMD画像選択部
116 HMD通信装置サーバ
120 撮像範囲
130 空間
131a 机
131b 椅子
131c ドア
131e 天井
131f 床面
210 広域撮像部
211 魚眼レンズ
211a 天井カメラ
211b 床カメラ
211c パノラマカメラ
212a、212b 魚眼レンズ
212c 反射屈折・全周パノラミック・レンズ
213a、213b 撮像素子
214 センターポール
215 架台
220 集中管理部
320 ヘッドマウントディスプレイ
321 マーカバー
322a、322b、322c マーカ
330 HMD通信装置クライアント
340 画像切替え入力部
350 選択入力部
400、400a、400b 入出力部
500 ホスト
600 切替え部
S 設置者
H 天井高
DESCRIPTION OF
DESCRIPTION OF
Claims (4)
前記空間を撮像する広域撮像部と、
前記広域撮像部で撮像された前記空間の画像に対して前記カメラが撮像している情報を重畳する画像重ね合わせ部と、
前記画像重ね合わせ部からの画像を表示する表示部と、
を有することを特徴とするカメラ設置支援装置。 A plurality of cameras existing in a predetermined space;
A wide area imaging unit for imaging the space;
An image superimposing unit that superimposes information captured by the camera on an image of the space captured by the wide-area imaging unit;
A display unit for displaying an image from the image overlay unit;
A camera installation support device characterized by comprising:
前記画像重ね合わせ部は、前記表示部の位置及び/または姿勢に対応する前記カメラが撮像している情報を重畳することを特徴とする請求項1に記載のカメラ設置支援装置。 A position and orientation measurement unit for detecting the position and / or orientation of the display unit;
2. The camera installation support apparatus according to claim 1, wherein the image superimposing unit superimposes information captured by the camera corresponding to the position and / or orientation of the display unit.
The camera installation support apparatus according to any one of claims 1 to 3, wherein the camera is a camera installed in the space in advance and / or a camera for installation in the space.
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