JP2010237251A - 撮像装置及び撮像装置の制御方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 撮像装置の異常を迅速に検知し、長時間監視映像が映像できない状態を回避した監視システムを構築することができる撮像装置を得ること。
【解決手段】 被写体を撮影する撮影手段と、前記撮影手段の撮影方向を移動させる撮影方向移動手段と、前記撮影方向移動手段の移動制御をおこなう撮影方向制御手段と、前記撮影手段の揺れ量を検出する揺れ情報検出手段と、前記撮影方向移動手段の移動角度と前記揺れ情報検出手段で検出される前記撮影手段にかかる揺れ量に基づいて移動誤差量を算出する移動誤差算出手段と、を備えたこと。
【選択図】 図１

Description

本発明は、撮像光学系の揺れ情報に基づき、撮像した撮像画像のブレ補正をおこなう、いわゆる防振システムをそなえるビデオカメラ、デジタルカメラ、ＴＶカメラ、監視カメラ等の撮像装置及び撮像装置の制御方法に関するものである。

従来、監視システムとしては、撮像光学系（撮影光学系）の高倍率化（高ズーム比化）に伴い、撮像装置（撮影装置）の揺れ（カメラぶれ）が撮像画質の品位を低下させる大きな要因となっている。このカメラぶれを補正する防振システムを有する撮像装置が数多く提案されている。

防振システムの主要な構成要素としては、振動ジャイロセンサなどの角速度センサからなる揺れ情報算出手段を撮像装置を構成する撮像手段に取り付けている。そして撮像光学系にかかる揺れ量算出情報からの信号に基づいて、光学補正系（防振レンズ群）を駆動することで撮像素子上への結像に揺れが無くなるよう補正している。この他、撮像素子上の画像の一部を切出し制御することで、揺れの無い撮影画像を得ている。一方、少ない台数の撮像装置で、より広範囲の監視をおこなうことを目的に、撮像装置には撮影方向を上下左右方向に移動させるパンチルト機構が採用されている。

撮影した画像情報から移動物体の大きさ、位置、移動方向等を検出する動体検知技術を用いて、移動物体を主被写体とした最適な撮影をおこなうべく、レンズ撮影画角とパンチルト角度を自動制御することが行われている。これによって、移動物体を追従しながら撮影する自動追従システムを構築している。

その他、常時、撮影監視をおこなう事が困難な複数の進入監視区域に対しては、人感赤外線センサやドア開閉センサ等と組み合わせて、センサが有事を検出した際にパンチルトズーム機構を自動駆動する。これにより瞬時に撮像装置を監視対象区域に向かせて監視撮影をおこなっている。又、有事を検知した情報を遠隔地の管理者へ通知すると共にタイムラプスレコーダーで映像を記録している。又、これらを組み合わせることで、オペレーターが不在であっても監視機能が実現可能なカメラシステムが用いられている。

具体的な、パンチルト機構は、次のとおりである。一般的には簡易なステッピングモータを採用したシステムが多く採用されている。そのモータ位置制御方式は、デジタルまたはアナログ形式で位置データが出力されるポテンションメータを用いたクローズドループ制御方式や、モータ駆動信号のパターンに基づいて相対的に現在位置の演算をおこなうオープンル-プ制御方式が実用化されている。

ポテンションメータを採用する方式は、センサ部品自体が複雑で、出力性能に温度変化特性や経年変化特性を持っているため正確な位置検出が困難である。そのため誤検出を防止する為の補正回路が必要となり、複雑な構成となってしまう。一方、相対的に現在位置の演算をおこなうオープンル-プ制御方式では、モータ制御回路の駆動信号パターンに対して、常に安定的にパンチルト機構の回転が伴っているとの前提で制御がおこなわれている。

そのため、外部からの力でパンチルト機構がずらされた場合、また温度変化によるモータトルク特性の変化やモータ駆動電圧の変化などにより、駆動パルス（制御パルス）とモータの同期が合わなくなる脱調が発生する。この場合においても、パンチルト制御側はこれを検出することは出来ない。そして制御側が認識している現在位置と実際の位置がずれたまま、パンチルト機構の回転を継続してしまい、監視すべき位置を正確に撮影できないといった問題が起こる。オープンループ制御時の脱調検出および補正を実現したカメラシステムが知られている（特許文献１）。

特許文献１のカメラシステムにおいては、テレビカメラ装置の撮影方向を移動させるパンチルト装置と、パンチルト装置を駆動する第１および第２のステッピングモータを有している。更に、第１および第２のステッピングモータを駆動信号により制御するモータコントロール回路と、パンチルト装置の機械的な原点位置を検出する基準位置検出回路と、前記テレビカメラ装置により撮像された第１のプリセット位置での画像を記憶している。

その後の第２のプリセット位置での画像と比較して両者のずれ量を出力する画像処理回路と、基準位置検出回路によりチルト装置及びパン装置の機械的な原点位置を検出している。そして、その位置を計算上の原点位置とし、モータコントロール回路から出力される駆動信号により現在位置を推定し、画像処理回路から出力されるずれ量に基づいて現在位置を補正をおこなっている。これにより脱腸等で発生する制御側が認識している現在位置と実際の位置とのズレを補正している。また、基準位置検出回路に簡易なフォトセンサを使用し、また温度変化や経年変化が無いため位置データが変化することなく、長寿命で安定したカメラシステムを構築している。

特開平１１−３４１３３５号公報

監視カメラで撮像するとき悪天候時や暗所撮影時においては、明瞭な撮影映像を得ることが出来ない。このため従来の画像認識により脱調発生の有無および脱調量を検出する方法では、誤検出や誤補正に至る場合が多く発生する場合がある。また一方で、監視カメラは室外の無人施設に設置され２４時間監視する用途に使用されることが多い。このため監視カメラが何らかの過大な衝撃を受けて故障したまま放置されてしまう場合が多い。

本発明は、撮像装置の異常を迅速に検知し、長時間にわたり監視映像が得られない状態を回避した監視システムを構築することができる撮像装置及び撮像装置の制御方法の提供を目的とする。

本発明の撮像装置は、被写体を撮影する撮影手段と、前記撮影手段の撮影方向を移動させる撮影方向移動手段と、前記撮影方向移動手段の移動制御をおこなう撮影方向制御手段と、前記撮影手段の揺れ量を検出する揺れ情報検出手段と、前記撮影方向移動手段の移動角度と前記揺れ情報検出手段で検出される前記撮影手段にかかる揺れ量に基づいて移動誤差量を算出する移動誤差算出手段と、を備えたことを特徴としている。

この他、本発明の撮像装置は、被写体を撮影する撮影手段と、前記撮影手段の揺れ量を検出する揺れ情報検出手段と、前記揺れ情報算出手段から得られる揺れ情報と、前記撮影手段に加えられた衝撃力の大きさを判定する衝撃判定閾値とを比較し、衝撃判定をおこなう衝撃判定手段と、前記衝撃判定手段からの信号に基づいて、前記撮影手段の外部に衝撃信号を通知する衝撃発生通知手段と、を備えたことを特徴としている。

本発明の撮像装置の制御方法は、被写体を撮影する撮影手段と、前記撮影手段の撮影方向を移動させる撮影方向移動手段と、前記撮影方向移動手段の移動制御をおこなう撮影方向制御手段と、を有する撮像装置の制御方法であって、前記撮影方向制御手段からの制御信号に基づき、前記撮影方向移動手段の移動角度を算出する移動角度算出ステップと、前記撮影手段の揺れ量を検出する揺れ情報検出ステップと、前記揺れ情報検出手段からの信号に基づいて、前記撮影手段にかかる揺れ量を算出する揺れ情報算出ステップと、前記移動角度算出ステップで得られる前記撮影手段の移動角度と、前記揺れ情報算出ステップで得られる前記撮影手段にかかる揺れ量に基づいて移動誤差量を算出する移動誤差算出ステップと、前記移動誤差量と前記揺れ量の異常を判定するための異常判定閾値を比較することで、前記撮影方向移動手段の異常を検出する異常検出ステップと、を有することを特徴としている。

本発明によれば、撮像装置の異常を迅速に検知し、長時間にわたり監視映像が得られない状態を回避した監視システムを構築することができる撮像装置が得られる。

本発明の実施例１の撮像装置の概要構成図およびブロック図 本発明の実施例１の動作を示すフローチャート 本発明の実施例２の撮像装置の概要構成図およびブロック図

本発明の撮像装置を参考のため後述する各部材に付した符番を用いて説明すると次のとおりである。本発明の撮像装置は、被写体を撮影する撮影部２０を含む撮影手段（カメラ撮影部）１の撮影方向をパン回転部Ｐとチルト回転部Ｔを含む撮影方向移動手段を用いて変化させている。そして撮影方向移動手段Ｐ．Ｔの移動制御をおこなう撮影方向制御手段（移動手段）１１からの制御信号に基づき、現在位置算出手段８で撮影方向移動手段Ｐ．Ｔの現在位置を算出する。撮影方向制御手段１１からの制御信号に基づき、移動角度算出手段７で撮影方向移動手段Ｐ．Ｔの移動角度（移動量情報）Ｂを算出する。撮影手段１の揺れ量を検出するシャイロセンサ等の揺れ情報検出手段２１からの信号Ａを用いて撮影手段１にかかる揺れ量を揺れ情報算出手段２２で算出する。移動誤差算出手段９で移動角度算出手段７から得られる撮影手段１の移動量情報と、揺れ情報算出手段２２から得られる撮影手段にかかる揺れ情報を比較し、双方の移動誤差量｜Ａ−Ｂ｜を算出する。

撮影方向制御手段１１は、移動誤差算出手段９からの移動誤差量｜Ａ−Ｂ｜と揺れ情報検出手段２１で得られる揺れ量の異常を判定するための異常判定閾値ＴＨを比較することで、撮影方向移動手段Ｐ．Ｔの異常を検出している。撮影方向移動手段Ｐ．Ｔの基準位置を検出する基準位置検出手段３を有している。このとき異常を検出したときは、現在位置算出手段８で算出される算出値を補正している。又は、基準位置検出手段３で基準位置検出を行い現在位置算出手段８で算出される算出値を補正している。

以下、図面を用いて本発明の実施例を説明する。本発明の実施例１では、カメラ（撮像装置）にかかる揺れ量を算出するセンサ情報を用いてパンチルト回転部（撮影方向移動手段Ｐ．Ｔ）の異常を検出し、ズレ補正および外部の遠隔制御部１３へ通知をおこなっている。図１は本発明の実施例１の撮像装置の概要構成図およびブロック図である。図２は図１に示される撮像装置の動作を制御するフローチャートである。表１は実施例１における補正判定閾値テーブル、表２は実施例１における位置誤差補正の実施履歴情報である。

図１の撮像装置（カメラ）の概要構成は大きく見て、カメラ撮影部（撮影手段）１とカメラ撮影部１の撮影方向を移動制御するための撮影方向移動部２（以下雲台部と呼ぶ）を有している。さらに、撮影方向移動部２（雲台部）は、撮像方向を水平方向に移動させるパン回転部Ｐと、撮像方向を垂直方向に移動させるチルト回転部Ｔを有している。ここでパン回転部Ｐとチルト回転部Ｔは撮影方向移動手段を構成している。まず初めに、カメラ撮影部（撮影手段）１の構成について説明する。

撮像部２０は光学レンズ（撮像光学系）、ＣＣＤ等の撮像素子、駆動回路等を有し、被写体像を光学レンズで撮像素子に結像して電気信号に変換する。揺れ検出センサ（揺れ情報検出手段）２１は撮像部２０の光学レンズの近傍に配置されカメラ撮影部１にかかる物理的な揺れ量（角速度）を検出し電気信号に変換して出力する、例えばジャイロセンサ等で実現される揺れ検出部分である。揺れ情報検出手段２１は、互いに直交する２方向の角速度を検出するための２つの角速度検出軸を有している。そして２つの角速度検出軸は、撮影方向移動手段Ｐ．Ｔの回転量を検出できるように配置されている。

本実施例において、揺れ情報検出手段（ジャイロセンサ）２１の具体的な使われ方は次のとおりである。揺れ情報検出手段２１はカメラ撮影部１にかかる揺れ成分の方向と合わせるよう配置されている。具体的にはＹＡＷ方向（ヨー方向）と呼ばれる左右回転方向と、ＰＩＴＣＨ方向（ピッチ方向）と呼ばれる上下回転方向の、２つの方向にかかる角加速度を検出する様に揺れ検出センサの検出軸（角速度検出軸）が配置されている。この揺れ情報検出手段２１からの情報に基づき、後述する画像ブレ補正部（画像ぶれ補正手段）２３にて、撮影した画像に含まれているブレ成分の補正をおこない、ブレの軽減された良好な撮影を実現している。

次に、撮影方向移動部(雲台部)２の構成に付いて説明する。パン回転部Ｐはパン回転部Ｐの基準位置検出用の位置センサ（基準位置検出手段）（位置検出手段）（フォトセンサ）３、雲台部２のパン方向回転軸を回転させるステッピングモータ４を有する。更にフォトセンサ３からの検出出力を後述する撮影方向制御手段（撮影方向制御部）１１へ入力するために、インタフェース電気レベルへ変換する為の位置センサ（フォトセンサ）インタフェース回路（位置センサＪ／Ｆ回路）５を有する。更に撮影方向制御手段１１から出力されるモータ制御信号を、ステッピングモータ４を駆動可能な電気信号形式に変換するためのモータドライバ６を有している。また同様に、チルト回転部Ｔは、雲台回転軸が水平軸から垂直軸に変更になる以外は、パン回転部Ｐと同様な機能構成により構成されている。

続いて撮影方向移動部２は、雲台位置に関する処理系として、撮影方向制御部１１から出力されるモータ制御情報（制御信号）に基づいて、カメラ撮影部１の移動角度を算出する移動角度算出部（移動角度算出手段）７を有する。更に撮影方向制御部１１から出力されるモータ制御情報に基づいて、雲台部２の現在位置を相対的に算出する現在位置算出部（現在位置算出手段）８を有している。

次に、カメラの揺れ情報の処理系として、揺れ検出センサ２１から得られるカメラ撮影部１にかかる揺れ量をフィルタ処理等により変換し、カメラの移動方向と移動角度情報を算出する揺れ情報算出部（揺れ情報算出手段）２２を有する。更に、揺れ情報算出部２２から得られたカメラにかかる揺れ情報から、撮影画像のブレ情報を算出して画面ブレを相殺する画像ブレ補正部２３を有する。処理方法としては例えば、カメラ撮影画像データを１フレームごとに画像メモリに一旦格納する。

そしてメモリ上の画像領域よりも小さい領域を切出して出力する過程で、読み出し開始位置をブレベクトル量に対応した位置から可変読み出しすることで、ブレの無い安定した撮影画像の出力を実現している。そして揺れ情報算出部２２で算出された揺れ情報を用いて、撮影方向移動部２の異常を検出する処理系として、移動誤差算出部（移動誤差算出手段）９を有する。移動誤差算出部９では、移動角度算出部７と揺れ情報算出部２２から出力されるカメラ撮影部１の移動量の差分（移動誤差）を検出して移動誤差情報を出力している。これにより、モータ故障が原因で発生する脱調や、外部からの力でパンチルト機構がずらされた場合等により発生する相対位置誤差を算出している。

図１において、１３は外部からカメラ装置（撮像装置）を遠隔制御する遠隔制御部（遠隔制御手段）であり、イーサーネットやＲＳ２３２Ｃ、ＲＳ４８５などで実現される通信ラインによりカメラ雲台部２と接続されている。遠隔制御部１３は通信制御部（通信手段）１２を介して撮影方向制御部１１にその制御コマンドを通達（情報通信）することで所望の撮影方向へカメラ装置を旋回させ、併せてカメラ装置で得られる撮影画像を遠隔制御部１３へ送信することで遠隔監視を実現している。

撮影方向制御部（撮影方向制御手段）１１は、モータの回転速度を管理する駆動信号の周波数管理、また回転方向を決定する為の駆動信号の位相管理、また加減速制御カーブに従いモータの回転制御をおこなうモータ速度制御機能をおこなっている。更には外部操作手段からのカメラ制御コマンドに従い、カメラ雲台部２全体の運行管理をおこなっている制御回路であり、一般的にはワンチップマイコン等のＣＰＵで構成されている。

ここで、撮影方向制御手段１１は、その制御を移動誤差算出手段９からの移動誤差情報に基づいて、行うか又は停止している。又、撮影方向制御手段１１は移動誤差算出手段９からの移動誤差情報に基づいて、誤差発生情報を遠隔制御手段１３に通知している。以上の構成により、揺れ検出センサ２１からの情報に基づいて雲台部２の位置誤差を自動補正するようにした雲台部２の位置補正機能を実現している。

次に、図２の処理フローチャートと、表１の異常判定閾値ＴＨの表、表２の異常発生履歴情報を使い、揺れ情報算出部２２を用いて、現在座標の相対位置カウンタと実際位置の誤差の補正をおこない、撮影方向移動部２の安全性と信頼性管理について説明する。図２のフローチャートにおいて、Ｓ１００は揺れ情報検出ステップ及び揺れ情報算出ステップ、Ｓ１０１は移動角度算出ステップ、Ｓ１０２は移動誤差算出ステップ、Ｓ１０３は異常検出ステップに相当する。また、Ｓ１０４は現在位置算出ステップ、Ｓ１１０は補正ステップ、Ｓ１０８は基準位置検出ステップ、Ｓ１１２は停止ステップ、Ｓ１１３は通知ステップに相当する。まずステップＳ１００で、揺れ検出センサ（ジャイロセンサ）２１から得られたカメラ撮影部１にかかる揺れデータを、揺れ情報算出部２２でフィルタ処理等により変換し、カメラ撮影部１の移動方向と移動角度情報Ａを算出する。

またステップＳ１０１で、撮影方向制御手段１１から出力されるモータ制御情報を移動角度算出部７において、ステッピングモータの駆動ステップ数からカメラ撮影部の移動角度を算出する。ここでの処理方法としては、例えばステッピングモータと回転ギアを採用した駆動系であれば、変換係数としてステッピングモータの１ステップあたりの軸回転角度、ギア駆動系の減速比に基づいて、パンチルトでのカメラ移動角度情報Ｂが求められる。続くステップＳ１０２では、ステップＳ１００、Ｓ１０１にて算出された、「ジャイロセンサ２１で検出されたカメラ撮影部１の移動角度情報Ａ」と「パンチルト駆動によるカメラ移動角度情報Ｂ」から、これらの差分量（移動誤差量）｜Ａ−Ｂ｜を算出する。

次にステップＳ１０３では、ステップＳ１０２にて算出された差分量｜Ａ−Ｂ｜値から、駆動系で発生した異常、例えばモータ故障が原因による脱調や、外部からの力でパンチルト機構がずらされた場合を判定する。ところがここで単純に差分量｜Ａ−Ｂ｜値がゼロか否かで異常判定をすると、異常では無いにもかかわらず誤った判定をおこなってしまう危惧があり、その要素としては次の点が挙げられる。一つ目としては、ステッピングモータの回転角が忠実にカメラ回転角につながらない場合があり、「パンチルト駆動によるカメラ移動角度情報Ｂ」に誤差が発生する。

これは、モータ回転軸をギア駆動系を介して伝達させる機構を採用している場合に発生することが多く、原因としてはギアの「ガタ」や「バックラッシ」によるものである。二つ目としては、ジャイロセンサ２１で検出される揺れ情報には、パンチルト駆動で発生した回転角度情報以外に、設置環境によりカメラ装置（撮像装置）そのものが揺れることで発生する揺れ成分も含まれる。このため、これらの揺れ成分の和として「ジャイロセンサ２１で検出されたカメラ撮影部１の移動角度情報Ａ」に誤差が発生する。

そこで、上記に示した様な誤差により誤った異常判定を行わないために、異常判定閾値（閾値）ＴＨを用いて判定手段で正確な判断を行うようにする。更には異常判定閾値ＴＨは固定値である必要は無い。この実施例においては例えば表１に示したように、回転速度ＳＰと異常判定閾値ＴＨの関係が、回転速度ＳＰが高速になるにしたがい、適応的に異常判定閾値ＴＨが大きくなるように設定し、判定精度を高めるようにしている。ステップＳ１０３では差分値｜Ａ−Ｂ｜と異常判定閾値ＴＨを比較判断しており、閾値未満の場合（Ｎ）にはステップＳ１００に戻る巡回処理によりカメラ状態を常時監視し、閾値を超えた場合（Ｙ）に処理フローは次のズレ補正処理（ステップＳ１０４）へと進む。

次にズレ補正処理について説明する。ステップＳ１０４では、揺れ検出センサ２１で得られる揺れ情報部を算出する揺れ情報算出部２２から得られる撮像手段１の移動角度情報（揺れ情報）を使って、現在位置算出部８を補正するか否かの設定情報を参照し処理を分岐する。ステップＳ１０４にて補正設定が有効であった場合（Ｙ）には、続くステップＳ１１０にて揺れ情報算出部２２から得られた移動角度情報を雲台補正値へ変換し、ステップＳ１１１で誤差方向と誤差量に基づいて雲台位置カウンタを適切な座標値に補正する。

一方、ステップＳ１０４にて補正設定が無効であった場合（Ｎ）には、さらにステップＳ１０５へ進み、雲台部２の基準位置検出部３を制御して、基準位置検出をおこなうか否かの設定情報を参照し処理を分岐する。ステップＳ１０５にて基準検出設定が有効であった場合（Ｙ）には、ステップＳ１０８へ進み、基準位置検出部による基準位置検出を実行する。基準位置検出部３はフォトセンサ等の検出デバイスを回転しない筐体側に配置し、フォトセンサを遮る遮蔽板２０を雲台回転部２０１に配置し、基準位置に雲台回転部が到達したときに遮蔽版の切り替え点が一致するように双方が構成されている。

実際の基準位置検出処理は、フォトセンサ３からの出力を観察しながら撮影方向移動部２を規定方向へ回転させていく。そしてフォトセンサ３からの出力が遮蔽から非遮蔽へ、あるいは非遮蔽から遮蔽へ変化した時点で回転を停止させることで、雲台回転部２０１の絶対基準位置を検出する。この状態で続くステップＳ１０９にて、現在位置算出部８の相対位置カウンタを初期化することで、基準位置を補正し、カウンタと雲台位置のズレが補正される。

上記の２方式の位置補正のどちらを使用してもズレ補正が実現できるが、前者のカメラ移動角度情報を使った補正方法では、ズレ補正をユーザーに意識させること無く実施することができる利点がある。また後者の基準位置検出部３を使った補正方法では、基準位置にカメラを回転させる必要はあるが正確な補正がおこなえる利点があり、補正方法はカメラの商品性で決定しても良いし、あるいはユーザーに選択させても良い。

続いて異常検出時の安全処理について説明する。ステップＳ１０６では、異常検出時にモータ制御を停止させるかのモータ停止設定情報を参照し処理を分岐する。ステップＳ１０６にて停止設定が有効であった場合には、ステップＳ１１２へ進み、モータ駆動制御の停止処理をおこなう。異常発生時の制御停止条件を考慮した判断をさせることで柔軟な対応をとることができ、ここでは表２に示したように、過去に発生した異常の履歴データに基づいて停止処理判定をおこなう処理について説明する。表中、異常発生日時は異常発生を判断した日時データを記したもの、誤差率（補正誤差率）ＥＲＲ／ＴＨは、誤差量ＥＲＲと異常判定閾値ＴＨの比率を表したものである。誤差量ＥＲＲ値は、外部からの力でパンチルト機構がずらされた場合や、温度変化によるモータトルク特性の変化、モータ駆動電圧の変化などが原因で脱調した際に発生した位置情報の誤差である。

異常発生に対するモータ（撮影方向移動手段）制御の停止の判定として、例えば手でずらされたなどの駆動系故障では無い一過性の誤差発生であれば、ズレ補正のみを実施し停止判定はおこなわずに駆動を継続すべきと考える。一方、モータの劣化等の特性悪化が進行するような致命的な異常であれば、停止と判断すべきである。これらの現象判断は、異常発生日時の間隔と誤差率により可能である。まず発生時間間隔がある値以下の高い頻度で起こっているか否かで不具合発生を判断でき、間隔が長ければ一過性の原因によるもの、間隔が短ければ何らかの重大故障の発生が疑われる。

また補正誤差率ＥＲＲ／ＴＨで判断する場合には、補正量がある値を超える大きな誤差発生があった場合に不具合発生と判断することで、機械的なガタなどが起因となる微細な位置誤差を不具合と誤検出する問題を排除することが出来る。さらには誤差率ＥＲＲ／ＴＨが増加していれば異常がが悪化進行していると判断し、モータ制御を停止させる処理に移行させることができる。続いて、カメラシステムとして離れた場所からカメラの遠隔制御をおこなう遠隔制御部（遠隔制御手段）１３を備えている場合には、ステップＳ１０７以降の処理により通信手段１２からの位置補正情報や誤差発生情報を遠隔制御部１３へ通知する。尚、遠隔制御部１３を撮影装置の一部分として取り扱うようにしても良い。

これにより、カメラ単独ではなくカメラシステムとして雲台部２の安全管理をおこなうことが可能である。その具体的な処理として、まずステップＳ１０７において遠隔制御部１３への通知を実施するか否かの判定をおこなう。遠隔制御部１３への通知が許可されている場合にはステップＳ１１３において遠隔制御部１３への通知を実施する。またさらには、カメラの信頼性及び安全性を維持管理する目的で、雲台部２の動作状態を監視し、異常を検出した際には回転駆動の自動停止やオペレーターへ点検の必要性を促すなど適切な処理をおこなう。これにより、故障事故の防止や監視対象物が撮影されていないなどの不具合を未然に防ぐことができる。この処理は、ステップＳ１１２に示したカメラ内部処理の流れと同様に、表２に示した異常発生履歴に基づいて遠隔制御部１３にて実施することで実現できる。

本実施例に係る撮影装置においては、外部からの力でパンチルト機構がずらされた場合、また温度変化によるモータトルク特性の変化、モータ駆動電圧の変化などにより、脱調が発生する場合がある。このとき本実施例によれば、振動ジャイロセンサなどの揺れ検出手段から得られる揺れ情報を用いて、パンチルト制御側がこれを検出可能にすると共に、ズレ量を算出し補正している。これにより、制御側が認識している現在位置と実際の位置がずれたまま、パンチルト機構の回転を継続し、監視すべき位置を正確に撮影できないといった問題を解決した撮像装置が得られる。また、パンチルト駆動機構に障害が発生し回転制御が不能となるときは、モータ内部のコイルショートが原因によることが多く、この状態を認識できずにモータ駆動を継続することで故障事故に至る場合がある。これに対して本実施例によれば、異常検出情報に基づいて故障判定をおこなうことで重大事故を未然に防止することができる。

図３は本発明の実施例２の撮像装置の要部概略図である。本実施例は、撮影手段（カメラ撮影部）１にかかる揺れ量を算出する揺れ情報算出手段２２から得られる揺れ情報と、撮影手段１に加えられた衝撃力の大きさを判定する衝撃判定閾値とを比較し、衝撃判定をおこなう衝撃判定手段（異常判定部）３２を有している。そして衝撃判定手段からの信号に基づいて、撮影手段１の外部に衝撃発生通知手段で衝撃信号を通知している。ここで、衝撃発生通知手段は、光を発光する警報灯３４、音を発する発音機３３、撮影手段１を遠隔制御する遠隔制御手段１３との間で情報通信をおこなう通信回路、のうち少なくとも一つ以上を備えている。実施例２は以上の構成が実施例１と異なっている。

次に実施例２の具体的な構成について説明する。実施例２は、カメラ（撮像装置）にかかる揺れ量を算出するセンサ情報により外部から過大な衝撃が加えられたか否かを検出する。そして例えばカメラへの破壊行為がなされたと判断された場合に、通知手段により異常発生を通知している。図３において、撮像装置はカメラ撮影部１とカメラ制御部３０を有している。カメラ撮影部１については実施例１にて説明をおこなっているカメラ撮影部１とほぼ同一構成のため、ここでは詳細説明は省略する。カメラ制御部３０は、実施例１の構成要素と同じ処理部として、揺れ情報算出部（揺れ情報算出手段）２２、画像ブレ補正部２３を備えている。揺れ情報算出部２２は、揺れ検出センサ２１から得られたカメラ撮影部１にかかる揺れ量（揺れ情報）をフィルタ処理等により変換し、カメラの移動方向と移動角度情報を算出する。そして、撮影画像のブレ情報を算出して画面ブレを補正する。実施例２としては更に、カメラ制御回路３１、異常判定部（衝撃判定手段）３２、スピーカー（発音機）３３、警報灯３４を備えている。ここでスピーカー３３や警報灯３４は衝撃発生通知手段を構成している。

次に、破壊行為検出から異常発生通知までの処理の流れについて説明する。カメラ制御回路３１は、異常判定部３２に対し外部から過大な衝撃が加えられたことを判定するための衝撃判定閾値を設定する。異常判定部３２は、揺れ情報算出部２２から得られるカメラの移動方向と移動角度情報と衝撃判定閾値に基づいて、カメラへの破壊行為がなされたかを判定し、判定結果をカメラ制御回路３１へ伝達する。カメラ制御回路３１は、異常判定部３２においてカメラへの破壊行為がなされたと判定された場合は、スピーカー３３により音で異常発生を通知する。もしくは警報灯３４により光で異常発生を通知する。または通信制御部（通信回路）１２を介してイーサーネットやＲＳ２３２Ｃ、ＲＳ４８５などで実現される通信ラインにより遠隔制御部（遠隔制御手段）１３へ通知をする。これにより、迅速な対応が可能になり監視カメラの信頼性を向上させることができる。以上のように本実施例によれば、過大な衝撃がカメラに加えられることでカメラが破壊された場合に、破壊されたことを検知し迅速に対処することができる。

以上述べたように、多くの撮像装置または撮像装置システムでは、外部からの力でパンチルト機構がずらされた場合や、温度変化によるモータトルク特性の変化、モータ駆動電圧の変化などにより、脱調が発生する場合がある。このとき各実施例によれば、揺れ情報算出手段と移動角度算出手段のデータに基づいてズレ量を算出し補正している。これにより制御側が認識している現在位置と実際の位置がずれたままパンチルト機構の回転を継続し、監視すべき位置を正確に撮影できないといった問題を回避することができる。また、多くの撮像装置または撮像装置システムでは、モータ内部のコイルショートなどによりパンチルト駆動機構に障害が発生し、回転制御が不能となる不具合が発生する場合がある。この状態を認識できずにモータ駆動を継続したことで故障事故に至る危険性が生ずる。

このとき各実施例によれば、ズレの補正量,補正頻度に基づいて故障判定をおこなうことで、事故を未然に防止することができる。また、各実施例では、カメラにかかる揺れ量を算出するセンサ情報により外部から過大な衝撃が加えられたことを検出し、カメラへの破壊行為がなされたと判断された場合に通知手段により異常発生を通知している。これにより、カメラが破壊されたまま長時間監視映像が撮影できていないといった問題を回避することができる。

１ カメラ撮像部、２ 撮影方向移動部、３ 基準位置検出用の位置センサ、４ ステッピングモータ、５ 位置センサインタフェース回路、６ モータドライバ、７ 移動角度算出部、８ 現在位置算出部、９ 移動誤差算出部、１１ 撮影方向制御部、１２ 通信制御部、１３ 遠隔制御部、 ２０ 撮像部、 ２１ 揺れ検出センサ、 ２２ 揺れ情報算出部、 ２３ 画像ブレ補正部、 ３１ カメラ制御回路、 ３２ 異常判定部、 ３３ スピーカー、 ３４ 警報灯

Claims (16)

1. 被写体を撮影する撮影手段と、前記撮影手段の撮影方向を移動させる撮影方向移動手段と、前記撮影方向移動手段の移動制御をおこなう撮影方向制御手段と、前記撮影手段の揺れ量を検出する揺れ情報検出手段と、前記撮影方向移動手段の移動角度と前記揺れ情報検出手段で検出される前記撮影手段にかかる揺れ量に基づいて移動誤差量を算出する移動誤差算出手段と、を備えたことを特徴とする撮像装置。
2. 前記撮影方向制御手段は、前記移動誤差量と前記揺れ量の異常を判定するための異常判定閾値を比較することで、前記撮影方向移動手段の異常を検出することを特徴とする、請求項１に記載の撮像装置。
3. 前記撮影方向移動手段の現在位置を算出する現在位置算出手段を有し、前記撮影方向制御手段は、前記移動誤差量と前記揺れ量の異常を判定するための異常判定閾値を比較することで、前記撮影方向移動手段の異常を検出した場合に、前記現在位置算出手段で算出される算出値を補正することを特徴とする、請求項１または２に記載の撮像装置。
4. 撮影方向移動手段の基準位置を検出する基準位置検出手段を有し、前記撮影方向制御手段は、前記移動誤差量と前記揺れ量の異常を判定するための異常判定閾値を比較することで、前記撮影方向移動手段の異常を検出した場合に、前記基準位置検出手段で基準位置検出をおこない前記現在位置算出手段で算出される算出値を補正することを特徴とする、請求項１、２又は３の撮像装置。
5. 前記撮影方向制御手段は、前記移動誤差情報に基づいて、前記撮影方向移動手段の異常が悪化進行していると判断される場合、制御を停止することを特徴とする、請求項１乃至４のいずれか１項に記載の撮像装置。
6. 前記撮影手段を遠隔制御する遠隔制御手段と、前記遠隔制御手段と前記撮影方向制御手段の間で情報通信をおこなう通信手段と、を備え、前記撮影方向制御手段は前記移動誤差情報に基づいて、誤差発生情報を前記遠隔制御手段に通知することを特徴とする、請求項１乃至５のいずれか１項に記載の撮像装置。
7. 前記揺れ情報検出手段は、角速度を検出するジャイロセンサを用いることを特徴とする、請求項１乃至６のいずれか１項に記載の撮像装置。
8. 前記揺れ情報検出手段は、互いに直交する２方向の角速度を検出するための２つの角速度検出軸を有し、２つの角速度検出軸は、前記撮影方向移動手段の回転量を検出できるように配置されていることを特徴とする、請求項１乃至７のいずれか１項に記載の撮像装置。
9. 前記撮影方向移動手段はステッピングモータを有することを特徴とする、請求項１乃至８のいずれか１項に記載の撮像装置。
10. 被写体を撮影する撮影手段と、前記撮影手段の揺れ量を検出する揺れ情報検出手段と、
    前記揺れ情報算出手段から得られる揺れ情報と、前記撮影手段に加えられた衝撃力の大きさを判定する衝撃判定閾値とを比較し、衝撃判定をおこなう衝撃判定手段と、前記衝撃判定手段からの信号に基づいて、前記撮影手段の外部に衝撃信号を通知する衝撃発生通知手段と、を備えたことを特徴とする撮像装置。
11. 前記衝撃発生通知手段は、光を発光する警報灯、音を発する発音機、前記撮影手段を遠隔制御する遠隔制御手段との間で情報通信をおこなう通信回路、のうち少なくとも一つ以上を備えることを特徴とする、請求項１０に記載の撮像装置。
12. 被写体を撮影する撮影手段と、前記撮影手段の撮影方向を移動させる撮影方向移動手段と、前記撮影方向移動手段の移動制御をおこなう撮影方向制御手段と、を有する撮像装置の制御方法であって、前記撮影方向制御手段からの制御信号に基づき、前記撮影方向移動手段の移動角度を算出する移動角度算出ステップと、前記撮影手段の揺れ量を検出する揺れ情報検出ステップと、前記揺れ情報検出手段からの信号に基づいて、前記撮影手段にかかる揺れ量を算出する揺れ情報算出ステップと、前記移動角度算出ステップで得られる前記撮影手段の移動角度と、前記揺れ情報算出ステップで得られる前記撮影手段にかかる揺れ量に基づいて移動誤差量を算出する移動誤差算出ステップと、前記移動誤差量と前記揺れ量の異常を判定するための異常判定閾値を比較することで、前記撮影方向移動手段の異常を検出する異常検出ステップと、を有することを特徴とする撮像装置の制御方法。
13. 前記撮影方向移動手段の現在位置を算出する現在位置算出ステップと、前記撮影方向移動手段の異常を検出した場合に、前記現在位置算出ステップで算出される算出値を補正する補正ステップと、を有することを特徴とする請求項１２に記載の撮像装置の制御方法。
14. 前記撮影方向移動手段の異常を検出した場合に、前記基準位置検出手段で基準位置検出をおこなう基準位置検出ステップを有することを特徴とする請求項１２または１３に記載の撮像装置の制御方法。
15. 前記移動誤差情報に基づいて、前記撮影方向移動手段の異常が悪化進行していると判断される場合、制御を停止する停止ステップを有することを特徴とする請求項１２乃至１４のいずれか１つに記載の撮像装置の制御方法。
16. 前記撮像装置は、前記撮影手段を遠隔制御する遠隔制御手段と、前記遠隔制御手段と前記撮影方向制御手段の間で情報通信をおこなう通信手段と、を備え、前記撮影方向制御手段が前記移動誤差情報に基づいて、前記通信手段を介して誤差発生情報を前記遠隔制御手段に通知する通知ステップを有することを特徴とする請求項１２乃至１５のいずれか１つに記載の撮像装置の制御方法。