JP2016029755A - 雲台カメラシステム - Google Patents

Abstract

【課題】駆動部に係る負荷が変動しても、予め記憶されたプリセット範囲を撮影する事を可能にした雲台カメラシステムを提供すること。
【解決手段】雲台カメラシステムはパン、チルトを旋回させる回動手段と特定の撮影位置でのパン、チルトの位置を記憶する記憶手段と前記記憶手段で記憶された位置に旋回させる演算処理手段を併せ持ち、前記回動手段のトルクを検出するトルク検出手段とトルク検出部の出力に応じてパン・チルトの回転速度を可変させる事を特徴とする構成とした。
【選択図】図１

Description

本発明は、撮像手段を備えた撮像制御システムであり、特に、雲台カメラの制御方法に関する。

パン及びチルトの旋回動作が可能な電動雲台にカメラが取り付けられた電動雲台カメラは、遠隔地から雲台制御、カメラ制御が可能なようにケーブル又は無線を介して操作器が接続されている。このような雲台システムでは、カメラやレンズのズーム、電動雲台のパン、チルト等を設定し、特定の撮影位置として操作器のプリセットボタンに事前に登録し、再度プリセットボタンを押下することで任意の撮影位置から、登録された撮影位置に変更するプリセット機能が装備されているものが多い。

特許文献１では登録された特定の撮影位置に、プリセットボタンを押下して最短距離で電動雲台を旋回させることが開示されている。また、特許文献２では駆動指令信号に設定された回転速度で動作するようにモータ駆動パワーを変更する手段が開示されている。

特開２００４−２６４６５１号公報 特許第３２５５９７０号公報

上述の特許文献に開示された従来技術では、任意の撮影位置から予め記憶してある撮影位置に変更する場合、負荷変動等により設定された動作速度で駆動していない場合は回転変位量を検出し、駆動装置のパワーを変更し設定した動作速度で動作させている。

しかしながら、風等の外敵要因による駆動部への負荷が増大し、指定の動作速度での駆動部の動作トルクがモータの動作範囲を超えた場合、制御部で設定された動作速度で動作を継続できない場合や記憶したプリセット位置まで動作できない場合がある。

そこで、本発明の目的は、駆動部に係る負荷が変動しても、予め記憶されたプリセット位置を撮影する事を可能にした雲台カメラシステムを提供することにある。

上記目的を達成するために、本発明に係る雲台カメラシステムは、パン、チルトを旋回させる回動手段と特定の撮影位置でのパン、チルトの位置を記憶する記憶手段と前記記憶手段で記憶された位置に旋回させる演算処理手段を併せ持ち、
前記回動手段のトルクを検出するトルク検出手段とトルク検出部の出力に応じてパン・チルトの回転速度を可変させる事を特徴とすることを特徴とする。

本発明に係る雲台カメラの制御システムによれば、駆動部に係る負荷が変動しても、予め記憶されたプリセット位置を撮影する事が可能となる。

実施例１の構成図である。 実施例１のフローチャート図である。 実施例１の駆動部に使用したモータのT-N特性図である。 実施例２のフローチャート図である。 チルトが上に向いた状態で雲台カメラに風が吹いている図である。 チルトが正面を向いた状態で雲台カメラに風が吹いている図である。

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かかわる雲台カメラシステムの全体構成図である。

［実施例１］
図１は本発明の実施例１の雲台カメラシステムの全体構成図である。図１において、ズーミングやフォーカシング機能等を有する撮影レンズ３と撮像するためのカメラ１は防水や防塵の目的でカメラハウジング１に収納されている。

カメラハウジング１はパンニング（横方向の駆動）及びチルティング（縦方向の駆動）の旋回動作が可能な電動雲台４に取り付けられている。

電動雲台４は、カメラ制御部５、レンズ制御部６、パン及びチルト駆動用のモータ９、モータ駆動ドライバ８、パン及びチルトのモータトルクを検出するトルク検出部１０とカメラ、レンズ駆動モータを制御する演算処理部７が内蔵されている。また、演算処理部７内にはメモリ１１が格納されている。モータ駆動ドライバ８は演算処理部７からの制御信号を受け、パン及びチルト駆動用のモータ９を駆動し、カメラハウジング１をパン方向、チルト方向に旋回動作させる。メモリ１１は、後述する電動雲台４のパン位置、チルト位置を記憶するために設けられている。

カメラ２、レンズ３及び電動雲台４は、遠隔に設置された操作器１２により、ズーミングやフォーカシングのレンズ３の制御や映像のゲイン調整等のカメラ２の各種制御、パンニングやチルティング等の電動雲台４の各種制御が行われる。

操作器１２は、ジョイスティック１３、ズームレバー１４、フォーカス調整つまみ１５、複数のプリセットボタン１６、プリセットメモリボタン１７、プリセット移動時間設定つまみ１８が設けられている。

ジョイスティック１３は操作者が電動雲台４のパン、チルトを行う手動操作のための操作部である。本実施例では、ジョイスティックを使用しているが上下左右を表示した矢印キーボタン、マウス等のポインティングデバイス、タッチパネル等でも良い。

プリセットメモリボタン１７は、電動雲台４のパン、チルト位置、レンズ３のズーム位置をメモリ１１に記憶させるため、プリセットボタン１６と併用して使用される。具体的には、プリセットメモリボタン１７を押した後、登録したい番号のプリセットボタン１６のいずれか一つが押されると、その時設定されている電動雲台４のパン、チルト、レンズ３のズームの撮影位置を演算処理部７内のメモリ１１に記憶する。記憶された特定の撮影位置を呼び出すには、プリセット移動時間設定つまみ１８で現在の位置からプリセット位置までの移動時間を設定し、プリセットボタン１６のいずれか一つを押下することで、メモリ１１から特定の撮影位置が呼び出される。

その後、演算処理部７は指定された移動時間で特定の撮影位置になるようにモータ駆動ドライバ８を介してパン及びチルトのモータ９を駆動制御する。本実施例では、電動雲台４の演算処理部７のメモリ１１に特定の撮影位置を記憶させたが、操作器１２内のメモリ（図示なし）に記憶させてもかまわない。

図２は、操作器のプリセットボタンのいずれか一つが押下された時のパン及びチルトのプリセット動作の制御フローチャート図である。パン及びチルトの駆動用のモータ９として図３のようなT-N特性を持つDCモータを使用した時のプリセット動作を、図２のフローチャートに基づき詳細に説明する。

ショットボタン１６のいずれか一つが押下されると（ステップＳ１）、演算処理部７は押下されたプリセットボタンに割り当てられたパン、チルトの位置データをメモリ１１より読み出す。読み出されたパン及びチルト位置と現在のパン及びチルト位置の差分とプリセット移動時間設定つまみ１８で設定された時間Ptよりパンの回転数（Np）及びチルトの回転数（Nt）を求め、モータ駆動ドライバ８に出力する（ステップＳ２）。

パン及びチルトのモータトルクを検出するトルク検出部１０において検出されたモータの動作トルク値と図３のT-Nカーブで得られる設定された回転数でのトルクを比較（ステップＳ３）する。比較し検出されたトルクがモータのT-Nカーブの動作可能領域外の場合は、その軸の回転数を1ステップ下げる（ステップＳ４）。

なお、1ステップ当たりの回転数の変化量は負荷変動を考慮し予め演算処理部７に設定されている。変更された回転数から移動時間Ptを再計算し、もう一方の軸の回転数を求め、それぞれの軸の回転数Np,Ntを設定する（ステップＳ５）。

トルク検出部１０で検出されたパン及びチルトのモータの動作トルク値がモータのT-Nカーブの動作可能領域内の場合はステップ２で求めた回転数Np,Ntを設定する。そうでない場合はステップ５で求めた回転数Np,Ntを設定しモータ駆動ドライバ８に出力しパン及びチルトのモータ９を駆動する（ステップＳ６）。

トルク検出部１０で検出されたパン及びチルトのモータの動作トルク値がモータのT-Nカーブの動作可能領域内の場合はステップ２で設定された移動時間Ptを使用する。そうでない場合はステップ５で求めた移動時間Pt使用し、Pt時間経過したか否かを判断する（ステップ７）。

設定された時間Ptに達していない場合はステップ３からステップ７の処理を繰り返し、設定された時間Ptを経過した場合は、モータ駆動ドライバ８への出力を停止し、プリセット動作を終了させる（ステップ８）。

本実施例ではパン及ぶチルト駆動用のモータとしてDCモータを例に説明したが、ステッピングモータ等他のアクチュエータを使用しても良い。

このように、プリセット実行時に駆動部に係る負荷が変動しても、予め記憶されたプリセット位置にパン及びチルト動作を同時にスタートし、同時にストップする事が可能である。

［実施例２］
実施例２について図３のプリセット動作の制御フローチャート図を参照して説明をする。
ステップ１〜ステップ５までは実施例１と同様であり、ステップ５で設定された回転数が０（停止）か否かを判断する（ステップ２０）。

ステップ５で設定された回転数が０より上の場合はステップ６に進む。ここで図４のようなパンの回転軸に対してカメラハウジング１の中心がずれた位置で電動雲台４に取り付けられた装置において、風が装置前面より吹いている場合、カメラハウジング１に風があたりパンモータには時計まわりの方向に負荷がかかっている。この状態で反時計方向にパンを回転させた場合、風による負荷でモータの負荷トルクがT-Nカーブの動作可能領域外になり更に回転数を下げても最終的には回転数が０となり停止してしまう場合がある。

このような状態になった時、図５のようにパンモータに加えられる風による負荷が小さくなる位置（パンモータのT-Nカーブの動作可能領域内になるよう）にチルトを回転させる（ステップ２１）。次にパンモータへの負荷トルクが小さくなった状態でパン方向のみプリセット位置へ動作させる（ステップ２２）。パンがプリセット位置に到達後、もう一方のチルト軸をプリセット位置に動作させる（ステップ２３）。チルトが指定のプリセット位置に到達した後プリセット動作を終了させる（ステップ８）。

本実施例ではパンに負荷がかかる例にして説明したが、チルトに負荷がかかる場合も同様に制御することによって目的のプリセット位置に動作させることができる。また、風の吹き方向によってパンとチルトの一方に対して負荷がかかる場合だけでなく、パン、チルトに対しランダムに負荷がかかる場合でもステップ２１〜ステップ２３の動作を繰り返すことにより最終的に目的のプリセット位置に動作させることが可能である。

このようにして、パン、チルトのプリセット動作が同時ストップにはならないが、風等の外的負荷によって駆動部に係る負荷が変動しても、途中で停止することなく、指定されたプリセット位置に動作する事が可能である。

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。

１ カメラハウジング、２ カメラ、３ レンズ、４ 電動雲台、７ 演算処理部、
１２ 操作器

Claims (3)

1. パン、チルトを旋回させる回動手段と特定の撮影位置でのパン、チルトの位置を記憶する記憶手段と前記記憶手段で記憶された位置に旋回させる演算処理手段を併せ持つ雲台カメラシステムであって、
   前記回動手段のトルクを検出するトルク検出手段とトルク検出部の出力に応じてパン・チルトの回転速度を可変させることを特徴とする雲台カメラシステム。
2. 前記雲台カメラシステムにおいて、前記トルク検出手段のトルク検出部の出力に応じてパン・チルトの回転速度を可変させ、記憶されたプリセット位置に同時に動作をスタートさせ、ストップするように制御することを特徴とする請求項１に記載の雲台カメラシステム。
3. パン、チルトを旋回させる回動手段と特定の撮影位置でのパン、チルトの位置を記憶する記憶手段と前記記憶手段で記憶された位置に旋回させる演算処理手段を併せ持つ雲台カメラシステムであって、
   前記回動手段のトルクを検出するトルク検出手段とトルク検出手段で検出された出力が回動手段の動作トルク範囲を超えた場合、動作トルク範囲を超えた軸と異なるもう一方の軸を回動させ、回動手段の動作トルク範囲内になるように制御してプリセット位置に動作させることを特徴とした雲台カメラシステム。