JP2020134793A - カメラ旋回装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 高精度なプリセット動作と映像上の見栄えを両立することを可能にしたカメラ旋回装置を提供すること。【解決手段】 操作器からの指令に基づき、ズーム・フォーカス・チルト・パンのうち少なくともいずれか一つをあらかじめ登録した位置へ移動させるプリセット機能を有するカメラ旋回装置において、プリセット動作を実行する際の動作の軌跡をいくつかのモードから選択するプリセット動作モード選択手段を有し、前記プリセット動作モード選択手段は、現在位置から目標位置までの方向に依らず、一方向に動作する第一のモードと現在位置から目標位置までの方向がある方向であった場合には一方向に動作させ、もう一方の方向であった場合には、一度目標位置を通り過ぎてから戻すように動作させる第二のモードのいずれかを選択することを特徴とする。【選択図】 図１

Description

本発明は、カメラ旋回装置に関し、特にズーム・フォーカス・チルト・パンの少なくともいずれか一つをあらかじめ登録した位置へ移動させることが可能なプリセット機能を有する、カメラ旋回装置に関する。

従来、監視カメラやお天気カメラシステムで使用される雲台において、予め登録されたズーム・フォーカス・チルト・パン位置へ移動するプリセット機能を有するものが知られている。ユーザが前回登録した位置と同じ位置の映像を所望している、特に被写体を画面内のある位置に正確に映したいような状況においては、雲台に対して高精度な位置の再現性が求められる。

しかしながら、上述の再現性には誤差が生じるものである。特にメカバックラッシュに起因する左右や上下のような、逆方向への動作時に誤差が大きく、これらを軽減するための技術がいくつか知られている。

特許文献１には、一方の向きに移動させる際には移動量分だけ動作せるのに対し、もう一方の向きへ移動させる際には移動量と補正量を合計した移動量分だけ駆動させた後、補正量分だけ戻すように制御する例が開示されている。こうすることで、メカのバックラッシュの影響をなくし、高精度の位置決めを実現する旋回装置を実現することができる。

また、特許文献２には、反転動作を検出し、反転動作時には、検出したバックラッシュ量分を移動量に加えて動作させる旋回装置の例が開示されている。

特許第３６８８９６２号公報 特開２０１３−８００８２号公報

しかしながら、上記の特許文献１に開示された従来技術では、高精度の位置決めは実現できるものの、カメラ旋回装置に適用すると、ある方向へ移動した後で戻るように動作するため、映像上の見栄えがよくないものとなってしまう。また、往復動作を行うことで、プリセット動作が終了するまでの時間が通常よりも長く、次の動作に移ることができないという問題も発生する。

一方、特許文献２に開示された従来技術の場合は、最後に戻るような動作は行わないため、映像上の見栄えがよくないようになるような現象は発生しない。ただし、メカバックラッシュ分を加えて動作させるため、ある方向へ動作させて停止してから、反転動作するまでの間、メカバックラッシュ分も含めて位置が変化しないことが前提となっている。特に、屋外で使用される雲台のような機器においては、風などの影響により、メカバックラッシュ分の中で移動している場合が存在し、最後に動作させた方向とは逆によっているような場合には、過補正になってしまう可能性がある。また、メカバックラッシュ量を正確に管理する必要があり、位置や経年変化によってバックラッシュ量が変化するような場合においては、制御が非常に複雑になってしまう。

そこで、本発明の目的は、高精度なプリセット動作と映像上の見栄えを両立することを可能にしたカメラ旋回装置を提供することにある。

上記の目的を達成するために、本発明に係るカメラ旋回装置は、
操作器からの指令に基づき、ズーム・フォーカス・チルト・パンのうち少なくともいずれか一つをあらかじめ登録した位置へ移動させるプリセット機能を有するカメラ旋回装置において、プリセット動作を実行する際の動作の軌跡をいくつかのモードから選択するプリセット動作モード選択手段を有し、前記プリセット動作モード選択手段は、現在位置から目標位置までの方向に依らず、一方向に動作する第一のモードと現在位置から目標位置までの方向がある方向であった場合には一方向に動作させ、もう一方の方向であった場合には、一度目標位置を通り過ぎてから戻すように動作させる第二のモードのいずれかを選択することを特徴とする。

本発明によれば、高精度なプリセット動作と映像上の見栄えを両立することを可能にしたカメラ旋回装置の提供を実現できる。

実施例１のブロック図である。 実施例１のプリセット動作命令を受信した際の雲台ＣＰＵ２１１の処理のフローチャートである。 実施例２のプリセット動作命令を受信した際の雲台ＣＰＵ２１１の処理のフローチャートである。 実施例３のプリセット動作命令を受信した際の雲台ＣＰＵ２１１の処理のフローチャートである。 実施例４のプリセット動作命令を受信した際の雲台ＣＰＵ２１１の処理のフローチャートである。

以下、本発明を実施するための形態について、図面を参照しながら説明する。

図１のブロック図を参照して、本発明の第１の実施例による構成について説明する。

本実施例のカメラ旋回システムは、操作器１０と雲台システム２０とから構成される。操作者が操作器１０を操作すると、操作器１０から雲台システム２０へ操作内容に応じた操作命令が送信され、雲台システム２０がその操作命令の内容に応じて制御を行うことで、操作器１０から雲台システム２０を遠隔操作可能である
雲台システム２０は、雲台２１、レンズ２２、カメラ２３から構成される。雲台２１は雲台ＣＰＵ２１１、操作命令受信部２１２、パン制御部２１３ａ、チルト制御部２１３ｂ、パンモータ２１４ａ、チルトモータ２１４ｂ、レンズ制御部２１５、カメラ制御部２１６、メモリ２１７から構成されている。雲台ＣＰＵ２１１は操作命令受信部２１２を介して操作器１０からの操作命令を受信する。受信した命令がパン・チルト制御命令であった場合には、パン・チルト制御部２１３を介して、パン・チルトモータ２１４を動作させる。ズーム・フォーカス制御命令であった場合には、レンズ制御部２１５を介して、レンズを制御し、ズーム・フォーカスの制御を行う。カメラの制御命令であった場合には、カメラ制御部２１６を介して、各種カメラの制御を行う。また、プリセット位置記憶命令であった場合には、ズーム・フォーカス・チルト・パンの現在位置をメモリ２１７に保存し、操作器１０からの指定の番号と対応させたテーブルとして管理する。メモリ２１７は、プリセット位置のほかに各種設定を保存する際にも使用する。

次にプリセット動作命令を受信した際の雲台ＣＰＵ２１１の処理について、図２のフローチャートを基に説明する。

雲台ＣＰＵ２１１は、まずステップＳ１０１において、指定されたプリセット番号に対応した目標とすべき位置をメモリ２１７から取得しステップＳ１０２に進む。ステップＳ１０２においては、取得した目標位置と現在位置から、これから動作すべき位置差分量と差分の正負によって決定される動作方向を算出し、ステップＳ１０３に進む。

続いてステップＳ１０３においては、算出された動作方向が、正方向の動作であった場合にはステップＳ１０４へ進み、負方向の動作であった場合にはステップＳ１０５へ進む。

ステップＳ１０５においては、受信されたコマンドが高精度動作用のコマンドであるかの判別を行い、高精度動作用のコマンドであった場合には、ステップＳ１０６に進み、通常動作用のコマンドであった場合にはステップＳ１０４へ進む。

さらにステップＳ１０４においては、位置差分量を移動量とする、通常のプリセット動作として、ステップＳ１０９へ進む。

一方、ステップＳ１０６においては、位置差分量にあらかじめ決められた移動量αを加えてプリセット動作を開始し、ステップＳ１０７に進む。

ステップＳ１０７においては、各制御部を制御しながらプリセット動作を行いつつ、プリセット動作が完了したかを判別し、完了していない場合にはステップＳ１０７にとどまり、完了した場合にはステップＳ１０８に進む。

ステップＳ１０８では、移動量を‐αとして逆方向への動作を開始し、ステップＳ１０９へ進む。

ステップＳ１０９ではステップＳ１０７同様、プリセット動作を行いつつ、プリセット動作が完了したかを判別し、完了していない場合にはステップＳ１０９にとどまり、完了した場合にはプリセット動作を完了する。

以上のように、操作器１０からの指令によって高精度動作が必要かを判断し、必要な場合には、必ずある方向から目標位置へ停止するように制御することで、メカバックラッシュ分の再現性の誤差を軽減するように制御する。一方、高精度な動作を必要としていない場合には、映像上の見栄えを重視して、通常どおり一方向に動作するように制御する。こうすることで、高精度な動作を重視する場合と、見栄えを重視した通常の動作を行う場合を、両立することが可能となる。

本実施例の派生するシステムとして、雲台ＣＰＵ２１１と操作命令受信部２１２、パン・チルト制御部２１３、レンズ制御部２１５、カメラ制御部２１６は別の構成としたが、雲台ＣＰＵ２１１ですべてを行ってもよい。また、メモリ２１７は雲台ＣＰＵ２１１の内蔵メモリを使用してもよい。

また、ステップＳ１０５における高精度動作用の指令か否かの判断を、コマンドの種類で判断するものとしたが、どのようなものでもよい。初期接続等の際に操作器１０の種類等の情報を認識しておき、その情報に応じて変更してもよし、プリセット動作に至るまでのコマンドの順序や周期などで判断してもよい。さらに、移動量αについても、予め決められた移動量としたが、メモリ２１７から読み出すものとして、操作器１０から変更可能としてもよいし、移動量や速度に応じて変更してもよい。

以下、本発明の第２の実施例について説明する。構成は図１に示した実施例１と同様であり、プリセット動作時の雲台ＣＰＵ２１１の処理について、図３のフローチャートをもとに説明する。

図３は図２に記載の実施例１の場合の処理に対して、ステップＳ１０５が削除され、ステップＳ２０１が追加されている。

本実施例において、操作器１０は、プリセット実行の際に、プリセット番号に加えて、プリセット動作を開始してから終了するまでの時間に関する情報を指定することができるものとする。

まず、実施例１と同様にステップＳ１０１からステップＳ１０３の処理を行い、プリセット動作の動作方向を判別し、負方向の動作であった場合には、ステップＳ２０１へ進む。

ステップＳ２０１において、操作器１０から指定された時間と位置差分量から決定される動作速度が、予め決められた閾値よりも速いかどうかを判別する。速い場合には、ステップＳ１０６に進み、実施例１同様に、高精度な再現性を可能にするプリセット動作を行うため、ステップＳ１０７以降の処理を行う。一方、閾値よりも速度が遅かった場合には、ステップＳ１０４へ進み、通常のプリセット動作を行う。

以上のように、高精度動作を行うかどうかを動作速度によって決定し、一定以上の速度で動作するプリセット動作が指定された場合には、見栄えを重視しているとは考えづらいと判断し、高精度動作を優先する。こうすることで、見栄えを重視する動作かどうかを自動で判別することが可能となり、高精度な動作を重視する場合と、見栄えを重視した通常の動作を行う場合を、両立することが可能となる。

本実施例の派生するシステムは、実施例１と同様である。加えて、ステップＳ２０１の判別項目として、指定時間と位置差分量から計算される速度を使用したが、単純に位置差分量の大小でもよいし、操作器１０から指定される指定時間だけで判断してもよい。さらに、操作器１０から速度を指定するようなシステムとしてもよい。また、一定速度より速い場合に高精度動作を行うとしたが、反対に、速度が速い場合には通常動作とすることで、速度が速い場合はすぐに使用したいと判断し、プリセット動作にかかる時間を短縮するようにしてもよい。

以下、本発明の第３の実施例について説明する。構成は図１に示した実施例１と同様であり、プリセット動作時の雲台ＣＰＵ２１１の処理について、図４のフローチャートをもとに説明する。図４は図２に記載の実施例１の場合の処理に対して、ステップＳ１０５が削除され、ステップＳ３０１が追加されている。

まず、実施例１と同様にステップＳ１０１からステップＳ１０３の処理を行い、プリセット動作の動作方向を判別し、負方向の動作であった場合には、ステップＳ３０１へ進む。ステップＳ３０１において、ズームの目標位置が、予め決められた閾値よりも望遠側かどうかを判別する。望遠側であった場合には、ステップＳ１０６に進み、実施例１同様に、高精度な再現性を可能にするプリセット動作を行うため、ステップＳ１０７以降の処理を行う。一方、閾値よりも広角側であった場合には、ステップＳ１０４へ進み、通常のプリセット動作を行う。

以上のように、高精度動作を行うかどうかをズーム位置、すなわち焦点距離によって決定し、望遠側で動作するプリセット動作が指定された場合には、目標位置に存在する被写体を画角内にとらえることが難しいと判断し、高精度動作を優先する。反対に、広角側で動作するプリセット動作が指定された場合には、被写体を画角内にとらえるための高精度な動作は不要と判断し、見栄えや短時間で動作が終了する子を重視して、通常のプリセット動作とする。こうすることで、高精度な動作が求められるかを自動で判別することが可能となり、高精度な動作を重視する場合と、見栄えや短時間で終了することを重視した通常の動作を行う場合を、両立することが可能となる。

本実施例の派生するシステムは、実施例１および実施例２と同様である。加えて、焦点距離が望遠側の場合に高精度動作を行うとしたが、反対に、望遠側はステップＳ１０８からの反転動作が映像上顕著になると判断して通常の動作を行い、広角側は反転動作が目立たないため高精度動作を行うようにしてもよい。また、本実施例では焦点距離を算出するためにズーム位置情報を使用したが、どのような情報でもよい。

以下、本発明の第４の実施例について説明する。構成は図１に示した実施例１と同様であり、プリセット動作時の雲台ＣＰＵ２１１の処理について、図５のフローチャートをもとに説明する。図５は図２に記載の実施例１の場合の処理に対して、ステップＳ１０５が削除され、ステップＳ４０１が追加されている。

本実施例において、雲台ＣＰＵ２１１は、あらかじめ操作器１０との間の通信遅延量を測定しておく。測定方法は、初期接続時に決められたフローに基づき状態のやり取りがされる中で、雲台システム２０から操作器１０へ送信してから次のコマンドを受信するまでの時間を測定しそれを、操作器１０と雲台システム２０の往復の遅延時間であるとする。

プリセット命令を受信した際の動作は、まず、実施例１と同様にステップＳ１０１からステップＳ１０３の処理を行い、プリセット動作の動作方向を判別し、負方向の動作であった場合には、ステップＳ４０１へ進む。ステップＳ４０１において、取得していた遅延時間が、予め決められた閾値よりも長いかどうかを判別する。遅延時間が長い場合には、ステップＳ１０６に進み、実施例１同様に、高精度な再現性を可能にするプリセット動作を行うため、ステップＳ１０７以降の処理を行う。一方、遅延時間が閾値よりも短かった場合には、ステップＳ１０４へ進み、通常のプリセット動作を行う。

以上のように、高精度動作を行うかどうかを遅延時間によって決定し、遅延時間が長い場合には、操作性が低下していることからプリセット動作後の微調節が困難であると判断し、高精度動作を優先する。一方、遅延時間が短い場合には、プリセット動作後に必要に応じて微調節を行えばよいと判断し、通常のプリセット動作とする。こうすることで、高精度な動作が求められるかを自動で判別することが可能となり、高精度な動作を重視する場合と、見栄えや短時間で終了することを重視した通常の動作を行う場合を、両立することが可能となる。

本実施例の派生するシステムは、実施例１および実施例２と同様である。加えて、遅延量の測定を、初期接続時のやり取りの往復時間から算出するとしたが、どのような方法でもよい。

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。

１０ 操作器、２０ 雲台システム、２１ 雲台、２１１ ＣＰＵ、
２１２ 操作命令通信部、２１３ａ パン制御部、２１３ｂ チルト制御部、
２１４ａ パンモータ、２１４ｂ チルトモータ、２１５ レンズ制御部、
２１６ カメラ制御部、２１７ メモリ、２２ カメラ、２３ レンズ

Claims (6)

1. 操作器からの指令に基づき、ズーム・フォーカス・チルト・パンのうち少なくともいずれか一つをあらかじめ登録した位置へ移動させるプリセット機能を有するカメラ旋回装置において、
   プリセット動作を実行する際の動作の軌跡をいくつかのモードから選択するプリセット動作モード選択手段を有し、
   前記プリセット動作モード選択手段は、
   現在位置から目標位置までの方向に依らず、一方向に動作する第一のモードと
   現在位置から目標位置までの方向がある方向であった場合には一方向に動作させ、もう一方の方向であった場合には、一度目標位置を通り過ぎてから戻すように動作させる第二のモードのいずれかを選択することを特徴とするカメラ旋回装置。
2. 前記プリセット動作モード選択手段は、前記操作器からの指令をもとに、モードを選択することを特徴とする請求項１に記載のカメラ旋回装置。
3. 前記操作器からの指令とは、前記プリセットを実行するためのコマンドの種類と周期と順序の少なくともひとつを指すことを特徴とする請求項１又は請求項２に載のカメラ旋回装置。
4. 前記操作器からの指令とは、前記プリセット動作中の動作速度に関する情報であることを特徴とする請求項１乃至請求項３の何れか一項に記載のカメラ旋回装置。
5. 前記カメラ旋回装置は、ズーム位置情報を取得する手段を有し、前記プリセット動作モード選択手段は、前記ズーム位置情報をもとに、モードを選択することを特徴とする請求項１乃至請求項４の何れか一項に記載のカメラ旋回装置。
6. 前記カメラ旋回装置は、前記操作器との間の遅延量を認識する手段を有し、前記プリセット動作モード選択手段は、前記遅延量をもとに、モードを選択することを特徴とする請求項１乃至請求項５の何れか一項に記載のカメラ旋回装置。