JP2019062308A - カメラ付き移動体、カメラ付き移動体制御システム、及びプログラム - Google Patents
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Abstract
Description
「自然に見えるように周囲の風景と同化したマスク処理を行うと、移動時にはかえって障害物を視認できなくなる」
「マスク処理される空間を表示させないようにTPRの向きを変えると、コミュニケーション時にはかえって対話しづらくなる」
等の事態が生じ得る。
1.カメラ付き移動体
図1は、実施形態におけるカメラ付き移動体10の外観図を示す。カメラ付き移動体10は、本体と車輪部12を備え、本体は表示部14及びカメラ16を備える。
図2は、カメラ付き移動体10を制御するシステムの全体構成図を示す。制御システムは、カメラ付き移動体10と、遠隔操作用端末20と、マスク制御装置30を備える。カメラ付き移動体10、遠隔操作用端末20及びマスク制御装置30は、通信回線を介して互いにデータ送受信可能に接続される。通信回線は有線/無線を問わないが、遠隔操作用には無線回線が好適である。
カメラ付き移動体10は、操作者のいわば分身として機能し得ることからテレプレゼンスロボット(Tele Presence Robot :TPR)と表現し得る。TPR10は、車輪部12、表示部14、及びカメラ16に加え、音声入出力部101、通信部102、映像管理部103、アクチュエータ制御部104、及びアクチュエータ105を備える。
遠隔操作用端末(以下、端末という)20は、TPR10の遠隔操作者が操作するパーソナルコンピュータ(PC)やタブレット、スマートフォン等の端末である。端末20は、汎用端末でもよく、TPR10を遠隔操作する専用端末であってもよい。端末20は、画像表示部201、操作部202、音声入出力部203、カメラ204、及び通信部205を備える。
マスク制御装置30は、制御部301、マスク処理部302、状態解析部303、及び通信部304を備える。
図3は、マスク制御装置30における状態解析部303の詳細機能ブロック図を示す。状態解析部303は、撮影領域決定部303a、用途決定部303b、位置関係決定部303c、領域重複判定部303d、空間情報記憶部303e、及び撮影禁止領域記憶部303fを備える。
図4は、マスク制御装置30におけるマスク処理部302の詳細機能ブロック図を示す。マスク処理部302は、マスク部302a、マスク手段記憶部302b、及びマスク優先度記憶部302cを備える。
実施形態におけるTPR10の用途についてさらに説明する。
図6は、マスク処理部302のマスク手段記憶部302bに記憶される複数のマスク手段例を示す。マスク手段は、既述したように、画像処理に関するマスク手段1〜3と、TPR10の駆動に関するマスク手段a〜cに大別される。画像処理に関するマスク手段には、
・背景同化
・ぼやかし
・べた塗り
があり、TPR10の駆動に関するマスク手段には、
・カメラ16の向きを変える視線はずし
・カメラの画角を変える視線はずし
・TPR10自体の向きを変える視線はずし
がある。
図7は、マスク処理部302のマスク優先度記憶部302cに記憶されるマスク手段の優先度例を示す。
停留中では、優先度の相対的数値として、
背景同化=6
ぼやかし=4
べたぬり=2
視線はずし(カメラ向きのみ)=5
視線はずし(カメラ画角のみ)=3
視線はずし(本体ごと)=5
とされる。停留中では、端末20に表示される画像(操作画面表示)としては、出来るだけ自然な状態がよく、またその視野も広い方がよいところ、背景同化はこれに好ましい特性を有するため相対的数値が高くなる。
他方、べた塗りは表示が不自然になるとともに視野も狭くなるため相対的数値は低くなる。
結果として、停留中は、優先度の高い順に、
背景同化>視線はずし(カメラ向きのみ)、自然はずし(本体ごと)>ぼやかし>視線はずし(カメラ画角のみ)>べた塗り
となる。
背景同化=9
ぼやかし=7
べたぬり=5
視線はずし(カメラ向きのみ)=7
視線はずし(カメラ画角のみ)=6
視線はずし(本体ごと)=×
とされる。ここで、相対的数値=×は、そもそも採用し得ないことを示す。コミュニケーション中は、端末20に表示される画像は出来るだけ自然な状態がよく、対話相手から見たTPR10の自然さも要求されるところ、背景同化はこれに好ましい特性を有するため相対的数値が高くなる。
また、視線はずし(カメラ向きのみ)もこれに好ましい特性を有するため相対的数値が高くなるが、視線はずし(本体ごと)は対話相手から見たTPR10が極端に不自然となるため採用し得ない。
背景同化>ぼやかし、視線はずし(カメラ向きのみ)>視線はずし(カメラ画角のみ)>べた塗り
とされる。
背景同化=×
ぼやかし=6
べたぬり=7
視線はずし(カメラ向きのみ)=×
視線はずし(カメラ画角のみ)=×
視線はずし(本体ごと)=×
とされる。移動中は、移動経路に存在する障害物の視認性が要求され、進みたい方向にカメラ16が向いていることが要求される。さらに、端末20に表示される画像の視野も広い方がよい。背景同化は障害物の視認性がないため採用し得ない。視線はずしも同様に障害物の視認性がないため採用し得ない。
べた塗り>ぼやかし
とされる。
図8は、状態解析部303の位置関係決定部303cで決定される位置関係に応じた優先度例を示す。
べた塗り>ぼやかし
とされるが、「遠い」場合には、
背景同化>べた塗り>ぼやかし
とされる。遠い場合には背景同化により撮影禁止領域が視認できなくても問題ないが、近い場合にはべた塗りにより何かあることを操作者に積極的に視認させることで回避行動等が促進される。図7に示すように、背景同化は障害物の視認性がないため相対的数値は×とされているが、位置関係が遠い場合には障害物の視認性がなくても問題とならないため相対的数値が高くなる。
図9は、状態解析部303の撮影禁止領域記憶部303fに記憶される撮影禁止領域、及び領域重複判定部303dで判定される判定方法の一例を示す。
図10及び図11は、TPR10の用途及び優先度に応じたマスク処理の切替を模式的に示す。
背景同化>ぼやかし、視線はずし(カメラ向きのみ)>視線はずし(カメラ画角のみ)>べた塗り
である。
べた塗り>ぼやかし
である。
べた塗り>ぼやかし
となり、「遠い」場合には、
背景同化>べた塗り>ぼやかし
となる。
図16は、実施形態の処理フローチャートを示す。マスク制御装置30の処理である。
v=(vr+vl)/2
ω=(vr−vl)/2L
であり、これを用いて
dx/dt=vcosθ
dy/dt=vsinθ
dθ/dt=ω
を計算することで、ロボットの位置(x、y)及び角度θが算出される。出発地から順次、位置を算出して積算することで、出発地に対するロボットの相対的な位置が算出され、自己位置が推定される。オドメトリ情報として、車輪の回転角及び回転角速度を用いてもよい。オドメトリを用いた移動ロボットの自己位置推定については、例えば特開2015−111336号公報に記載されている。
実施形態では、図2に示すように、マスク制御装置30は端末20及びTPR10とは別個にネットワーク上に配置されているが、マスク制御装置30をTPR10内に組み込んでもよい。
実施形態では、TPR10の用途、撮影禁止領域との位置関係、マスク手段の優先度に応じてマスク処理を切替制御しているが、単に用途のみに応じて切替制御してもよく、用途と位置関係のみに応じて切替制御してもよい。
停留中:背景同化
コミュニケーション中:背景同化
移動中:べた塗り
等である。あるいは、
停留中:背景同化
コミュニケーション中:背景同化
移動中で「遠い」:背景同化
移動中で「近い」:べた塗り
等である。マスク手段記憶部302bは、これらの関係を規定するテーブルを記憶し、マスク部302aは、制御部301からの切替制御信号に応じて用途、あるいは用途と位置関係に応じたマスク処理をテーブルから読み出して実行する。
実施形態において、マスク処理の切替制御として、あるマスク処理の処理程度を切替制御してもよい。例えば、移動中はぼやかしのマスク処理を決定した場合において、撮影禁止領域から遠い場合にはぼやかしの程度を小さくし、撮影禁止領域に接近するに従ってぼやかしの程度を大きくする等である。ぼやかしとしてモザイク処理を施す場合、同じ色で塗りつぶす正方形の大きさを変化させてモザイク画像の鮮明度を変化させる。
実施形態において、マスク処理としての画像処理とTPR10の駆動処理とを切替制御してもよい。例えば、停留中及び移動中はTPR10の駆動処理によりマスク処理を実行し、コミュニケーション中は画像処理によりマスク処理を実行する等である。画像処理の方がTPR10の駆動処理よりも容易である場合、画像処理を優先させ、画像処理が困難な場合に代替的あるいは補充的にTPR10の駆動処理によりマスク処理を実行してもよい。画像処理の場合にはカメラ16で撮影された画像はマスク制御装置30を介して端末20に送信されるが、TPR10の駆動処理の場合にはカメラ16で撮影された画像はマスク制御装置30を介さず直接端末20に送信され得る。
実施形態において、背景同化によりマスク処理を実行する場合、撮影禁止領域の部分に事前に撮影した同一背景画像を合成して撮影禁止領域を秘匿、いわばカモフラージュしているが、例えば撮影禁止物体が複数分散して存在する場合等には、より広い範囲の背景全体を別の画像に置換することでカモフラージュしてもよい。すなわち、「背景同化」には、背景を別の背景画像に置換する技術も含まれる。
実施形態において、用途及び優先度に応じてマスク処理を切替制御しているが、優先度は操作者の嗜好その他の事情に応じて可変としてもよい。例えば、ある操作者Aはべた塗りを好まないためその優先度を低く設定し、ある操作者Bは画像処理を好まないため背景同化・ぼやかし・べた塗りの優先度を低く設定する等である。操作者は、端末20を操作して予め自分の嗜好をマスク制御装置30に提供し、マスク制御装置30は操作者の嗜好に応じて優先度を調整する。
実施形態において、移動中は撮影禁止領域との位置関係に応じてマスク処理を切替制御しているが、さらにオフィスや工場等においてTPR10の移動を案内する案内人の有無に応じてマスク処理を切替制御してもよい。例えば、案内人が存在しない場合には撮影禁止物体の迂回処理を実行するが、案内人が存在する場合には基本的に案内人の後を移動するため迂回処理は実行しない等である。
実施形態では、TPR10を用いた会議や工場視察等を例示したが、TPR10を用いた家の内覧、試験場でのカンニング監視、病院内での患者の見回り等にも適用し得る。家の内覧の場合、撮影禁止領域として、当該家に居住中の人が他人の目に触れたくない家具等を撮影禁止物体として設定し得る。
実施形態では、図2に示すように1つのTPR10及び1つの端末20を例示しているが、複数のTPR10及び複数の端末20がネットワークに接続されていてもよい。この場合において、複数のTPR10毎に優先度を可変としてもよい。例えば、2つのTPR10のうち、一方はカメラ16を独立可動できるものの他方はカメラ16を独立可動できない場合、それぞれのTPR10において可動/非可動の状況に応じて優先度を変化させてマスク処理を実行する。
実施形態において、TPR10の用途に応じてマスク処理を切り替えているが、撮影領域に複数の禁止領域が含まれている場合において、撮影禁止領域毎にマスク処理を切り替えてもよい。例えば、撮影禁止物体が2つ存在し、1つの撮影禁止物体については背景同化処理を施し、他の撮影禁止物体についてはぼやかし処理を施す等である。この場合、撮影禁止領域毎に、用途に応じて切り替えるマスク処理が変化し得る。例えば、TPR10の用途が変化した場合、1つの撮影禁止物体については背景同化処理からぼやかし処理に切り替え、他の撮影禁止物体についてはぼやかし処理から迂回処理に切り替える等である。この意味で、マスク処理は、TPR10の用途に加え、マスク処理すべき撮影禁止領域あるは撮影禁止物体の属性に応じて切り替えられるといえる。
Claims (17)
- 遠隔操作者に対して撮影画像を提供するカメラと、
前記撮影画像内の少なくとも一部を前記遠隔操作者から隠蔽するマスク処理を実行し、かつ、前記マスク処理を用途に応じて切り替えるマスク処理部と、
を備えるカメラ付き移動体。 - 前記マスク処理部は、前記遠隔操作者の操作に応じて切り替える
請求項1に記載のカメラ付き移動体。 - 前記マスク処理部は、さらに撮影禁止領域との位置関係に応じて切り替える
請求項1に記載のカメラ付き移動体。 - 前記用途には、停留中、会話中、移動中のいずれかが含まれる
請求項1に記載のカメラ付き移動体。 - 前記用途には、場所あるいは環境が含まれる
請求項1に記載のカメラ付き移動体。 - 前記マスク処理には、少なくとも画像処理、前記カメラの向きの変化のいずれかが含まれる
請求項1に記載のカメラ付き移動体。 - 前記マスク処理には、さらに前記移動体の移動経路の変化が含まれる
請求項6に記載のカメラ付き移動体。 - 前記用途には、前記停留中、前記会話中、及び前記移動中が含まれ、
前記マスク処理部は、前記停留中及び前記会話中では背景同化のマスク処理を実行し、前記移動中ではべた塗りのマスク処理に切り替える
請求項4に記載のカメラ付き移動体。 - 前記用途には、前記停留中、前記会話中、及び前記移動中が含まれ、
前記マスク処理部は、前記停留中及び前記会話中では背景同化のマスク処理を実行し、前記移動中であって撮影禁止領域から相対的に遠いときに背景同化のマスク処理を実行し、前記移動中であって撮影禁止領域から相対的に近いときにべた塗りのマスク処理に切り替える
請求項4に記載のカメラ付き移動体。 - 前記マスク処理部は、前記カメラで撮影する前に前記撮影画像の撮影範囲を決定して前記マスク処理を切り替える
請求項1に記載のカメラ付き移動体。 - 前記画像処理には、停留中は撮影画像内の予め定められた対象物が存在していることを隠すマスク処理が含まれる請求項6に記載のカメラ付き移動体。
- 前記画像処理には、前記対象物との距離が予め定められた距離よりも近い場合であって、かつ、移動中は前記対象物が存在していることを示すマスク処理が含まれる請求項6に記載のカメラ付き移動体。
- 遠隔操作用端末と、
マスク制御装置と、
カメラ付き移動体と、
を備え、
前記マスク制御装置は、
前記カメラ付き移動体で撮影して得られた撮影画像の少なくとも一部を前記遠隔操作用端末の操作者から隠蔽するマスク処理を実行し、かつ、前記マスク処理を前記カメラ付き移動体の用途に応じて切り替えるマスク処理部と、
を備えるカメラ付き移動体制御システム。 - 前記カメラ付き移動体は複数存在し、
前記マスク処理部は、さらに前記カメラ付き移動体毎の複数のマスク処理の優先度に応じて前記カメラ付き移動体毎に切り替える
請求項13に記載のカメラ付き移動体制御システム。 - 前記マスク処理には、画像処理と前記カメラの向きの変化が含まれ、
前記画像処理の場合には、前記カメラ付き移動体で撮影して得られた前記撮影画像は前記マスク制御装置を介して前記遠隔装置用端末に送信され、前記カメラの向きの変化の場合には、前記カメラ付き移動体で撮影して得られた前記撮影画像は前記マスク制御装置を介さずに前記遠隔装置用端末に送信される
請求項13に記載のカメラ付き移動体制御システム。 - 前記マスク制御装置は、前記カメラ付き移動体の位置、及び前記カメラ付き移動体と前記遠隔操作用端末間のデータ送受信の有無に応じて前記用途を決定する
請求項13に記載のカメラ付き移動体制御システム。 - カメラ付き移動体で撮影して得られた撮影画像の少なくとも一部をマスク処理するコンピュータに、
前記カメラ付き移動体の用途を決定するステップと、
前記撮影画像に予め設定した撮影禁止領域が含まれているか否かを判定するステップと、
前記撮影画像に前記撮影禁止領域が含まれている場合に、複数のマスク処理の中から前記用途に応じたマスク処理を選択するステップと、
選択した前記マスク処理を実行するステップと、
を実行させるプログラム。
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