JP2015002522A - 監視カメラ及び監視カメラの制御方法 - Google Patents

Abstract

【課題】監視対象が移動した場合にも適切な俯角を維持して監視を続けることができるようにする。
【解決手段】空中を移動するための空中移動機と、基地との間で無線通信を行うための無線通信手段と、前記無線通信手段により映像を伝送する伝送手段と、監視対象を撮影するレンズをズームするレンズ制御手段と、前記監視対象の移動を検出する移動検出手段と、前記検出手段により前記監視対象が移動したことを検出した場合には俯角を維持したまま水平移動するよう前記空中移動機を制御する飛行制御手段とを有する監視カメラにおいて、前記飛行制御手段は、前記移動検出手段により前記監視対象の移動が検出され、前記空中移動機により移動しようとしたときに、前記監視対象が予め設定された侵入禁止領域に移動した場合、水平移動をせずに上昇させ、前記レンズ制御手段はテレ側にズームすることでカメラの俯角を維持する。
【選択図】図１

Description

本発明は監視カメラ及び監視カメラの制御方法に関し、特に、空中を移動して映像を無線伝送する監視カメラに用いて好適な技術に関するものである。

従来、監視カメラは天井などの高所に設置することにより、適切な俯角で見下ろして監視対象を監視できる。そのため、人の重なり合いなどに対しても監視対象を見失いにくい。また、空中を移動し映像を無線伝送する監視カメラでは、監視対象と一定の距離を保って水平移動することで監視対象を追尾し、監視することができる。

カメラの撮影範囲を指示する方法として、オペレーターが操作する方法が知られている。例えば、特許文献１では、カメラを浮上移動するロボットに搭載し、ロボットの位置をポインターコントローラーで指し示して移動させ、カメラの操作スイッチもポインターコントローラーに搭載する技術が開示されている。

空中を移動するカメラによる撮影範囲を変化させるものとしては、空中移動機に外装される懸垂装置にカメラを搭載し、懸垂機構を伸縮させることにより撮影範囲を変化させる方法が特許文献２で示されている。

特開２００９−１２６６８号公報 特開平６−３２９０９７号公報

しかしながら、前述の特許文献に開示された従来技術では、監視対象を一定の俯角で追尾し監視する機能は有さない。更に、監視対象の移動距離が大きくなるとカメラの移動距離も大きくなってしまう。この場合、通信が可能なエリアの外に移動してしまったり、監視対象が通信を行うことができないエリアに侵入したりした場合に通信が途絶えてしまう恐れがあり、監視できなくなってしまう問題点があった。

また、監視カメラが安全に基地に戻るための既定の電池残量、または既定の燃料の残量になってしまうまで追尾を続けることにより、結果的に追尾できるエリアが狭くなってしまう問題点があった。
本発明は前述の問題点に鑑み、監視対象が移動した場合にも適切な俯角を維持して監視を続けることができるようにすることを目的とする。

本発明の監視カメラは、空中を移動するための空中移動機と、基地との間で無線通信を行うための無線通信手段と、前記無線通信手段により映像を伝送する伝送手段と、監視対象を撮影するレンズをズームするレンズ制御手段と、前記監視対象の移動を検出する移動検出手段と、前記検出手段により前記監視対象が移動したことを検出した場合には俯角を維持したまま水平移動するよう前記空中移動機を制御する飛行制御手段と、を有する監視カメラにおいて、前記飛行制御手段は、前記移動検出手段により前記監視対象の移動が検出され、前記空中移動機により移動しようとしたときに、前記監視対象が予め設定された侵入禁止領域に移動した場合、水平移動をせずに上昇させ、前記レンズ制御手段はテレ側にズームすることでカメラの俯角を維持することを特徴とする。

本発明によれば、監視対象が移動した場合にも適切な俯角を維持して監視を続けることができる。

監視カメラの構成例を示す図である。 侵入禁止領域が設定された場合の監視カメラの動作の一例を説明するフローチャートである。 無線ＬＡＮの電界強度により侵入禁止領域が設定された場合の監視カメラの動作の一例を説明するフローチャートである。 空中移動機の電池残量により侵入禁止領域が設定された場合の監視カメラの動作の一例を説明するフローチャートである。 監視対象の移動に伴う監視カメラの俯角の変化とカメラの移動との関係を説明する図である。

以下に、本発明の好ましい実施の形態を、添付の図面に基づいて詳細に説明する。図１は、本発明の実施形態に係る空中を移動する監視カメラの内部構成の一例を示す図である。
本実施形態の監視カメラ１００において、１０１は監視対象を撮影するためのレンズ、１０２はイメージセンサー、１０３はカメラ制御部で、映像処理部１０３１とレンズ制御部１０３２とで構成される。カメラ映像処理部１０３１は現像処理などを行い、レンズ制御部１０３２はフォーカスやズームなどレンズ１０１のフォーカス機能、ズーム機能及びイメージセンサー１０２の制御を行う。

１０４は画像処理部で、カメラ制御部１０３で得られた映像データに対して各種補正処理を実施する。１０５は映像の符号化を行う符号化部、１０６はＰＴ制御部で、ＰＡＮ及びＴＩＬＴを制御することで機体の位置や姿勢を変化させずにカメラの向きを変化させる。１０７は飛行制御部で、空中移動機１０７１の移動速度・経路・姿勢制御、燃料、電池残量の管理を行う。

１０８はＤＲＡＭで、符号化部１０５で符号化した映像データやプログラムの実行に必要なデータを格納する。ＣＰＵ１１１自身が動作するためのプログラムも実行時はＤＲＡＭ１０８上に展開、配置される。

１０９はＮＶＲＡＭで、Flash Memoryで構成され、プログラムやファイル、各種設定を格納するデータストレージとして使用する。
１１０は無線ＬＡＮ制御部で、無線ＬＡＮ１１３を介して基地との間で無線通信を行う無線通信機能を有し、監視映像の送信などを行う。１１１はＣＰＵで、監視カメラの全体動作の制御を司る。１１２はバスで、各部を相互に接続する。１１３は無線ＬＡＮである。

監視カメラ１００と監視対象の位置関係を図５に示す。
本実施形態の監視カメラ１００は、監視対象に対して俯角θを保って移動する。
しかし、監視対象が移動し、図５（ｂ）に示すように監視カメラ１００が侵入禁止領域の近傍に到達している場合、監視対象の移動に対して俯角θを維持できない場合がある。このような場合には、監視対象が周辺の物や人と重なってしまい監視が困難になってしまったり、監視対象が映像の画面から外れてしまい監視ができなくなったりする危険性がある（図５（ｂ））。
そこで、図５（ｃ）に示すように、監視カメラ１００を上昇させて、俯角θを維持するように位置、高度および姿勢制御を行う。

（第１の実施形態）
以下、図２のフローチャートを参照して、本発明の第１の実施形態による、監視カメラ１００の動作シーケンスについて説明する。
まず、監視対象が移動したかどうかを、監視対象の移動検出を行って判断する（Ｓ２０１）。監視対象が移動したかどうかを判断する判断手段はカメラ内部に持ってもよいし、無線で伝送された映像を元にＰＣなどで行ってもよい。カメラ内部に判断手段を持つ場合は、映像を元に判断を行ってもよいし、他のセンサーなどによる手段を用いてもよい。

監視対象が移動していないと判断した場合、再びＳ２０１で監視対象が移動したかどうかを判断する。Ｓ２０１で監視対象が移動したと判断した場合、監視対象の移動方向及び移動距離を算出する（Ｓ２０２）。
次に、Ｓ２０２で求められた移動距離と現在位置より、監視対象を追尾して移動すべき位置が侵入禁止領域かどうかを判断する（Ｓ２０３）。

移動先が侵入禁止領域ではない判断された場合には、現在の高度が予め定められた飛行高度の下限に到達したか否かを判断する（Ｓ２０４）。現在の高度が予め定められた飛行高度の下限に到達していないと判断された場合は、過去に上昇した履歴があることを意味する。

移動監視対象の移動に伴い、監視対象を追尾して移動すべき位置が、カメラが侵入禁止ではなくなったと考えられるので、高度を下げるために下降し（Ｓ２０５）、レンズ１０１をレンズ制御部１０３２によりズームをワイド側に制御する（Ｓ２０６）。ズームをワイドにすることで、監視映像で捉えられている監視対象のサイズを一定に保つことができる。その後、制御をＳ２０１に戻し、再び監視対象が移動したかどうかを判断する。

Ｓ２０４で、現在の高度が予め定められた飛行高度の下限に到達していると判断された場合には、監視対象を追尾するために水平移動する（Ｓ２０７）。その後、制御をＳ２０１に戻し、再び監視対象が移動したかどうかを判断する。

Ｓ２０３で、監視対象を追尾して移動すべき位置が侵入禁止領域であると判断された場合、高度を上げ（Ｓ２０８）、レンズ１０１をレンズ制御部１０３２によりズームをテレ側に制御する（Ｓ２０９）。ズームをテレにすることで、監視映像で捉えられている監視対象のサイズを一定に保つことができる。その後、制御をＳ２０１に戻し、再び監視対象が移動したかどうかを判断する。
以上により、カメラは監視対象を一定の俯角と画面上のサイズを維持したまま追尾映像を無線ＬＡＮで伝送し続けることが可能となる。

（第２の実施形態）
以下、図３のフローチャートを参照して、本発明の第２の実施形態による、監視カメラ１００の動作シーケンスについて説明する。
まず、監視対象が移動したかどうかを判断する（Ｓ３０１）。監視対象が移動したかどうかを判断する判断手段はカメラ内部に持ってもよいし、無線で伝送された映像を元にＰＣなどで行ってもよい。カメラ内部に判断手段を持つ場合は、映像を元に判断を行ってもよいし、他のセンサーなどによる手段を用いてもよい。監視対象が移動していないと判断した場合、再びＳ３０１で監視対象が移動したかどうかを判断する。

Ｓ３０１で監視対象が移動したと判断した場合、監視対象の移動方向及び移動距離を算出する（Ｓ３０２）。
次に、Ｓ３０２で求められた移動距離と現在位置より、監視対象を追尾して移動すべき位置と無線ＬＡＮの基地局との距離を判断する（Ｓ３０３）。監視対象を追尾して移動すべき位置と無線ＬＡＮの基地局との距離が現在の位置と無線ＬＡＮの基地局との距離より近付くと判断された場合には、現在の高度が予め定められた飛行高度の下限に到達しているかどうかを判断する（Ｓ３０４）。

現在の高度が予め定められた飛行高度の下限に到達していないと判断された場合は、過去に上昇した履歴があることを意味する。上昇は電界強度の低下が発生したために行うので、電界強度に合わせて伝送すべき映像の品質を低下させている可能性がある。そのため、電界強度に応じて画像品質調整を行う（Ｓ３０５）。この場合、画像品質を向上させる方向に調整することになる。

また、監視対象を追尾して移動すべき位置がカメラが侵入禁止ではなくなったと考えられるので、高度を下げるために下降し（Ｓ３０６）、レンズ１０１をレンズ制御部１０３２によりズームをワイド側に制御する（Ｓ３０７）。ズームをワイドにすることで、監視映像で捉えられている監視対象のサイズを一定に保つことができる。その後、制御をＳ３０１に戻し、再び監視対象が移動したかどうかを判断する。

Ｓ３０４で、現在の高度が予め定められた飛行高度の下限に到達していると判断された場合には、監視カメラは適正高度で飛行していると考えられる。そこで、監視対象を追尾するために水平移動し（Ｓ３０８）、その後、制御をＳ３０１に戻して再び監視対象が移動したかどうかを判断する。

Ｓ３０３で、監視対象を追尾して移動すべき位置と無線ＬＡＮの基地局との距離が現在の位置と無線ＬＡＮの基地局との距離に変化はないと判断された場合には、監視対象を追尾するために水平移動する（Ｓ３０８）。その後、制御をＳ３０１に戻し、再び監視対象が移動したかどうかを判断する。

Ｓ３０３で、監視対象を追尾して移動すべき位置と無線ＬＡＮの基地局との距離が現在の位置と無線ＬＡＮの基地局との距離が遠ざかったと判断された場合には、無線ＬＡＮの電界強度が映像伝送に十分かどうかを判断する（Ｓ３０９）。無線ＬＡＮの電界強度が映像伝送に十分であると判断された場合には、まだこのまま追尾が可能であるということになるので監視対象を追尾するために水平移動する（Ｓ３０８）。その後、制御をＳ３０１に戻し、再び監視対象が移動したかどうかを判断する。

Ｓ３０９で、無線ＬＡＮの電界強度が映像伝送に十分ではないと判断された場合には、次に監視カメラの現在の高度が予め定められた飛行高度の上限に到達したか否かを判断する（Ｓ３１０）。飛行高度の上限に到達していると判断された場合には、画像品質を調整して映像伝送を継続する（Ｓ３１１）。この場合は、電界強度が既定値より低下しているので、伝送する映像に必要な帯域が電界強度に合わせた帯域になるように画像品質を低下させることになる。その後、監視対象を追尾するために水平移動する（Ｓ３０８）。

Ｓ３１０で、まだ飛行高度の上限に到達していないと判断された場合には、俯角を保つために飛行高度を上昇させ（Ｓ３１２）、レンズ１０１をレンズ制御部１０３２によりズームをテレ側に制御する（Ｓ３１３）。ズームをテレにすることで、監視映像で捉えられている監視対象のサイズを一定に保つことができる。その後、制御をＳ３０１に戻し、再び監視対象が移動したかどうかを判断する。
以上により、カメラは監視対象を一定の俯角と画面上のサイズを維持したまま追尾映像を無線ＬＡＮで伝送し続けることが可能となる。

（第３の実施形態）
以下、図４のフローチャートを参照して、本発明の第３の実施形態による、監視カメラ１００の動作シーケンスについて説明する。本実施形態においては、空中移動機１０７１の燃料あるいは電池残量が予め設定した既定値より減少した場合に、侵入禁止領域に到達したと定義する。
本シーケンスでは、空中移動機１０７１を飛行させる動力源は電池であるものとする。
処理が開始されると、監視対象が移動したかどうかを判断する（Ｓ４０１）、監視対象の移動方向及び移動距離を算出する処理（Ｓ４０２）が行なわれる。Ｓ４０１及びS４０２の処理は、前述した図３のフローチャートにおけるＳ３０１、Ｓ３０２と同様である。

次に、Ｓ４０２で求められた移動距離と現在位置より、監視対象を追尾して移動すべき位置と帰投すべき基地との距離を算出する（Ｓ４０３）。監視対象を追尾して移動すべき位置と帰投すべき基地との距離が現在の位置と帰投すべき基地との距離より近付くと判断された場合には、現在の高度が予め定められた飛行高度の下限に到達しているかどうかを判断する（Ｓ４０４）。

現在の高度が予め定められた飛行高度の下限に到達していないと判断されたということは、過去に上昇した履歴があることを意味する。この場合、監視対象を追尾して移動すべき位置と基地との距離が近づき、電池残量に余裕ができたと考えられるので、高度を下げるために下降する（Ｓ４０５）。
次に、前述したＳ３０７と同様に、ズームをワイド側に制御する（Ｓ４０６）。その後、制御をＳ４０１に戻し、再び監視対象が移動したかどうかを判断する。

Ｓ４０４で、現在の高度が予め定められた飛行高度の下限に到達していると判断された場合には、前述したＳ３０８と同様に、監視対象を追尾するために水平移動する（Ｓ４０７）。その後、制御をＳ４０１に戻し、再び監視対象が移動したかどうかを判断する。
Ｓ４０３で、監視対象を追尾して移動すべき位置と帰投すべき基地との距離が現在の位置と帰投すべき基地との距離に変化はないと判断された場合も同様に、Ｓ４０７の処理を行う。

Ｓ４０３で、監視対象を追尾して移動すべき位置と帰投すべき基地との距離が現在の位置と帰投すべき基地との距離が遠ざかったと判断された場合には、Ｓ４０８に進む。Ｓ４０８においては、Ｓ４０２で求められた移動すべき位置から基地まで帰投するための電池残量が十分かどうかを判断する。電池残量が十分であると判断された場合には、まだこのまま追尾が可能であるということになるので、前述したＳ４０７の処理に移行する。

Ｓ４０８で、Ｓ４０２で求められた移動すべき位置から基地まで帰投する電池残量が十分ではないと判断された場合には、前述したＳ３１０と同様に、高度上限に到達したか否かの判断を行う処理を行う（Ｓ４０９）。まだ飛行高度の上限に到達していないと判断された場合には、Ｓ３１２、Ｓ３１３と同様な処理を行う（Ｓ４１０、Ｓ４１１）。その後、制御をＳ４０１に戻し、再び監視対象が移動したかどうかを判断する。

Ｓ４０９で、監視カメラの現在の高度が予め定められた飛行高度の上限に到達したと判断された場合には、基地へ帰投し（Ｓ４１２）、本シーケンスを終了する。
以上により、カメラは監視対象を一定の俯角と画面上のサイズを維持したまま追尾映像を無線ＬＡＮで伝送し続けることが可能となる。
以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明はこれらの実施形態に限定されず、その要旨の範囲内で種々の変形及び変更が可能である。

（その他の実施形態）
また、本発明は、以下の処理を実行することによっても実現される。即ち、前述した実施形態の機能を実現するソフトウェア（コンピュータプログラム）を、ネットワーク又は各種のコンピュータ読み取り可能な記憶媒体を介してシステム或いは装置に供給する。そして、そのシステム或いは装置のコンピュータ（またはＣＰＵやＭＰＵ等）がプログラムを読み出して実行する処理である。

１０１ レンズ
１０２ イメージセンサー
１０３ カメラ制御部
１０３１ カメラ映像処理部
１０３２ レンズ制御部
１０４ 画像処理部
１０５ 符号化部
１０６ ＰＴ制御部
１０７ 飛行制御部
１０７１ 空中移動機
１０８ ＤＲＡＭ
１０９ ＮＶＲＡＭ
１１０ 無線ＬＡＮ制御部
１１１ ＣＰＵ
１１２ バス
１１３ 無線ＬＡＮ

Claims (8)

1. 空中を移動するための空中移動機と、
   基地との間で無線通信を行うための無線通信手段と、
   前記無線通信手段により映像を伝送する伝送手段と、
   監視対象を撮影するレンズをズームするレンズ制御手段と、
   前記監視対象の移動を検出する移動検出手段と、
   前記検出手段により前記監視対象が移動したことを検出した場合には俯角を維持したまま水平移動するよう前記空中移動機を制御する飛行制御手段と、
   を有する監視カメラにおいて、
   前記飛行制御手段は、
   前記移動検出手段により前記監視対象の移動が検出され、前記空中移動機により移動しようとしたときに、前記監視対象が予め設定された侵入禁止領域に移動した場合、水平移動をせずに上昇させ、前記レンズ制御手段はテレ側にズームすることでカメラの俯角を維持することを特徴とする監視カメラ。
2. 前記飛行制御手段は、
   監視対象が前記侵入禁止領域から基地局に近付いた場合には、水平移動をせずに下降させ、前記レンズ制御手段はワイド側にズームすることでカメラの俯角を維持することを特徴とする請求項１に記載の監視カメラ。
3. 前記侵入禁止領域は、前記無線通信手段の電界強度が既定値より低下した場合であるように定義したことを特徴とする請求項１または２に記載の監視カメラ。
4. 前記無線通信手段の電界強度が既定値より低下した場合は画像品質を調整して映像伝送を継続するようにしたことを特徴とする請求項３に記載の監視カメラ。
5. 前記侵入禁止領域は、前記空中移動機の燃料あるいは電池残量が既定値より減少した場合であると定義したことを特徴とする請求項１または２に記載の監視カメラ。
6. 空中を移動するための空中移動機を有し、監視対象を撮影する監視カメラの制御方法であって、
   基地との間で無線通信を行うための無線通信工程と
   前記監視対象を撮影するレンズをズームするレンズ制御工程と
   前記無線通信工程により映像を伝送する伝送工程と、
   前記監視対象の移動を検出する移動検出工程と、
   前記検出工程において前記監視対象が移動したことを検出した場合には俯角を維持したまま水平移動するよう前記空中移動機を制御する飛行制御工程とを有し、
   前記飛行制御工程は、
   前記移動検出工程において前記監視対象の移動が検出され、前記空中移動機により移動しようとしたときに、前記監視対象が予め設定された侵入禁止領域に移動した場合、水平移動をせずに上昇させ、前記レンズ制御工程はテレ側にズームすることでカメラの俯角を維持することを特徴とする監視カメラの制御方法。
7. 空中を移動するための空中移動機を有し、監視対象を撮影する監視カメラの制御方法をコンピュータに実行させるプログラムであって、
   基地との間で無線通信を行うための無線通信工程と
   前記監視対象を撮影するレンズをズームするレンズ制御手順と
   前記無線通信工程により映像を伝送する伝送手順と、
   前記監視対象の移動を検出する移動検出手順と、
   前記検出手順において前記監視対象が移動したことを検出した場合には俯角を維持したまま水平移動するよう前記空中移動機を制御する飛行制御手順とを有し、
   前記飛行制御手順は、
   前記移動検出手順において前記監視対象の移動が検出され、前記空中移動機により移動しようとしたときに、前記監視対象が予め設定された侵入禁止領域に移動した場合、水平移動をせずに上昇させ、前記レンズ制御手順はテレ側にズームすることでカメラの俯角を維持するようコンピュータを制御することを特徴とするプログラム。
8. 請求項７に記載のプログラムを記憶したことを特徴とするコンピュータ読み取り可能な記憶媒体。

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