JP2023009340A - 制御装置、撮像装置、制御方法、及びプログラム - Google Patents

Abstract

【課題】通常時は滑らかな操作感を実現しつつ、方向転換時に追従性を求められる場面では追従性を高めることができる制御装置、撮像装置、撮像システム、制御方法、及びプログラムを提供すること。【解決手段】制御装置は、撮像部を第１の方向、及び該第１の方向とは異なる第２の方向へ駆動可能な駆動部を制御する制御装置であって、ユーザーによる操作に関する操作情報を取得する取得部と、駆動部が第一の駆動中に取得部が第二の駆動に対応する操作情報を取得した場合に、第一の駆動を停止させる際の減速度を設定する設定部とを有する。【選択図】図３

Description

本発明は、制御装置、撮像装置、制御方法、及びプログラムに関する。

放送用のリモートカメラでは一般的に、滑らかな操作感を実現するために指定された速度に到達するまで緩やかな加速・減速が行われる。近年、ユーザーの操作に応じた速度でカメラのパン・チルト駆動（ＰＴ駆動）を制御する構成が提案されている。このような構成では例えば、第一の目標方向へＰＴ駆動中に、反対方向の第二の目標方向へのＰＴ駆動が指示された場合、パン駆動とチルト駆動の少なくとも一方が停止してから第二の目標方向へのＰＴ駆動が行われる。この場合、減速度が小さいと停止に時間がかかるため、停止している間に第二の目標方向の被写体が移動してフレームアウトし、追従できない恐れがある。

特許文献１には、ジョイスティックの操作速度が所定の速度を越えた場合、操作量で決まる撮影角度の可変速度よりも１段階上位の操作量に相当する可変速度に制御する構成が開示されている。

特開平５－２５００３８号公報

特許文献１の構成では、ユーザーがジョイスティックを素早く操作することで減速度を大きく設定することができるが、ジョイスティックの操作速度はユーザーがコントロールしにくいパラメータであり、誤操作が発生する可能性が高い。例えば、ユーザーが素早く操作したつもりでも減速度が大きくならず、方向転換時に被写体を追従できない可能性がある。

本発明は、通常時は滑らかな操作感を実現しつつ、方向転換時に追従性を求められる場面では追従性を高めることができる制御装置、撮像装置、制御方法、及びプログラムを提供することを目的とする。

本発明の一側面としての制御装置は、撮像部を第１の方向へ移動させる第一の駆動、及び該第１の方向とは異なる第２の方向へ移動させる第二の駆動を行う駆動部を制御する制御装置であって、ユーザーによる操作に関する操作情報を取得する取得部と、
前記駆動部が第一の駆動中に前記取得部が第二の駆動に対応する前記操作情報を取得した場合に、前記第一の駆動を停止させる際の減速度を設定する設定部とを有することを特徴とする。

また、本発明の他の側面としての制御装置は、

本提案によれば、通常時は滑らかな操作感を実現しつつ、方向転換時に追従性を求められる場面では追従性を高めることができる制御装置、撮像装置、制御方法、及びプログラムを提供することができる。

本発明の実施形態に係る撮像システムの構成を示す図である。 撮像システムのブロック図である。 減速度決定処理を示すフローチャートである。 減速テーブルの一例を示す図である。 カメラの撮影方向の変化の軌跡の一例を示す模式図である。 カメラの撮影方向の変化の軌跡の一例を示す模式図である。

以下、本発明の実施例について、図面を参照しながら詳細に説明する。各図において、同一の部材については同一の参照番号を付し、重複する説明は省略する。

図１は、本発明の実施形態に係る撮像システム１の構成を示す図である。撮像システム１は、パン・チルト機構を備えるリモートカメラ（撮像装置）１００、及びリモートカメラ１００によって撮像された画像を表示すると共に、リモートカメラ１００に対する操作を受け付けるコントローラ装置１０２を有する。リモートカメラ１００とコントローラ装置１０２とは、ネットワーク１０３を介して接続されている。

図２（ａ）は、撮像システム１のブロック図である。リモートカメラ１００は、撮像部２０１、画像処理部２０２、システム制御部２０３、記憶部２０４、パン駆動部２０５、チルト駆動部２０６、ＰＴ制御部２０７、及び通信部２０８を備える。なお、本実施形態では、ＰＴ制御部２０７は、リモートカメラ１００内に設けられているが、リモートカメラ１００とは別の制御装置として構成されていてもよいし、コントローラ装置１０２内に設けられてもよい。

撮像部２０１は、レンズ及び撮像素子からなり、被写体の撮像及び電気信号への変換を行う。画像処理部２０２は、撮像部２０１によって変換された電気信号に画像処理及び圧縮符号化処理を行うことで画像データを生成し、生成した画像データをシステム制御部２０３に伝達する。

システム制御部２０３は、ＬＡＮによるネットワーク通信の処理を行う通信部２０８を介して、画像データをコントローラ装置１０２に配信する。また、システム制御部２０３は、通信部２０８を介して取得した制御コマンドを解析し、制御コマンドに応じた処理を行う。例えば、システム制御部２０３は、画像処理部２０２に対して画質調整の設定等の撮影パラメータ設定の指示を行う。また、システム制御部２０３は、ＰＴ駆動を指示するユーザー入力信号を受信すると共に、ＰＴ制御部２０７に対して該入力信号に基づくパン・チルト駆動（ＰＴ駆動）を指示するパラメータ（ユーザーによる操作に関する操作情報）を渡す。記憶部２０４は、画質調整のパラメータやネットワークの設定値を記憶する。そのため、再起動した場合でも以前設定された値を参照することが可能である。

パン駆動部２０５は、パン動作を行う駆動系と駆動源であるモータにより構成され、撮像部２０１をパン方向（第１の方向）へ移動させる第一の駆動を行う。チルト駆動部２０６は、チルト動作を行う駆動系と駆動源であるモータにより構成され、撮像部２０１をチルト方向（第２の方向）へ移動させる第二の駆動を行う。

ＰＴ制御部２０７は、図２（ｂ）に示されるように、取得部２０７ａ、算出部２０７ｂ、及び設定部２０７ｃを備える。ＰＴ制御部２０７は、現在速度、目標速度、及び加速度・減速度を用いてパン駆動部２０５及びチルト駆動部２０６に次に指示する駆動速度を算出すると共に、パン駆動部２０５及びチルト駆動部２０６に対して算出した駆動速度で駆動するように指示する。取得部２０７ａは、システム制御部２０３からＰＴ駆動を指示するパラメータを取得する。算出部２０７ｂは、ＰＴ駆動を指示するパラメータを用いて駆動部の目標速度（パン駆動部２０５の目標パン速度及びチルト駆動部２０６の目標チルト速度）を算出する。設定部２０７ｃは、パン駆動部２０５及びチルト駆動部２０６が第一のＰＴ駆動中に取得部２０７ａが第二のＰＴ駆動に対応するＰＴ駆動を指示するパラメータを取得した場合に、第一の駆動を停止させる際の減速度を設定する。なお、本実施形態では、滑らかなＰＴ駆動の操作感を出すため、加速度・減速度の初期値は小さく設定されている。

コントローラ装置１０２は、通信部２０９、システム制御部２１０、表示部２１１、及び入力部２１２を備える。入力部２１２は、マウスポインタ、ジョイスティック、及びボタン等により構成され、ユーザーからの各種操作を受け付ける。システム制御部２１０は、ユーザーからの操作に応じて、通信部２０９を介してリモートカメラ１００にＰＴ駆動を指示する制御コマンド等を送信する。

図３は、ＰＴ制御部２０７により実行される減速度決定処理を示すフローチャートである。本フローは、ＰＴ制御部２０７（取得部２０７ａ）がシステム制御部２０３からＰＴ駆動を指示するパラメータを取得した場合に実行される。

ステップＳ３０１では、ＰＴ制御部２０７（算出部２０７ｂ）は、ＰＴ駆動を指示するパラメータを用いてユーザーが指定した駆動部の目標速度を算出する。具体的には、パン駆動部２０５の目標パン速度及びチルト駆動部２０６の目標チルト速度が算出される。

ステップＳ３０２では、ＰＴ制御部２０７は、現在、ＰＴ駆動中であるかどうかを判定する。ＰＴ駆動中であると判定された場合、ステップＳ３０３に進み、そうでないと判定された場合、本フローを終了する。なお、本実施形態では、本ステップで用いられるＰＴ駆動を「第一のＰＴ駆動（第一の駆動）」と呼ぶ。

ステップＳ３０３では、ＰＴ制御部２０７（設定部２０７ｃ）は、駆動部の目標速度が閾値より大きいかどうかを判定する。具体的には、ステップＳ３０１で算出された目標パン速度と目標チルト速度の少なくとも一方の値が閾値より大きいかどうかが判定される。閾値は、製品ごとに予め固有に設定されていてもよいし、ユーザーが指定可能であってもよい。目標パン速度とチルト速度の少なくとも一方の値が閾値より大きいと判定された場合、ステップＳＳ３０４に進み、そうでない場合、すなわち目標パン速度と目標チルト速度のいずれの値も閾値より小さい場合、ステップＳ３０５に進む。目標パン速度と目標チルト速度の少なくとも一方の値が閾値と等しい場合、どちらのステップに進むかは、任意に設定可能である。なお、本実施形態では、本ステップで用いられる目標パン速度と目標チルト速度で駆動するＰＴ駆動を「第二のＰＴ駆動（第二の駆動）」と呼ぶ。

ステップＳ３０４では、ＰＴ制御部２０７（設定部２０７ｃ）は、第一のＰＴ駆動を停止させる際の減速度を大きく設定する（第二の減速度に設定する）。第二のＰＴ駆動における目標速度が閾値より大きい場合とは被写体に素早く追従するべき場合であるため、減速度を大きく設定することで停止にかかる時間を短くする。ＰＴ制御部２０７（設定部２０７ｃ）は、値を直接設定することで減速度を設定してもよいし、図４に示される複数の減速テーブルから図４（ａ）の減速度の大きい（減速の幅が大きい）減速テーブルを選択することで減速度を設定してもよい。減速テーブルを用いる場合、ＰＴ制御部２０７は減速時に一定周期で減速テーブルの２列目の速度の値を順に更新する制御を行う。なお、本実施形態では、第一のＰＴ駆動におけるパン速度とチルト速度は共通の減速テーブルを用いて制御されるが、個別の減速テーブルを用いて制御されてもよい。

ステップＳ３０５では、ＰＴ制御部２０７（設定部２０７ｃ）は、第一のＰＴ駆動を停止させる際の減速度を小さく設定する（第二の減速度よりも小さい第一の減速度に設定する）。ＰＴ制御部２０７（設定部２０７ｃ）は、値を直接設定することで減速度を設定してもよいし、図４に示される複数の減速テーブルから図４（ｂ）の減速度の小さい（減速の幅が小さい）減速テーブルを選択することで減速度を設定してもよい。

なお、本実施形態では、第二のＰＴ駆動における目標速度の値を用いて減速度を設定するが、別の判断を用いて減速度を設定してもよい。例えば、第一のＰＴ駆動におけるパン・チルト速度から成る速度ベクトルと、第二のＰＴ駆動における目標パン・チルト速度から成る速度ベクトルとのなす角度を用いて減速度を設定してもよい。例えば、該角度が閾値より大きい場合は、大きく方向転換した場合であり、被写体に素早く追従する場合であるため、減速度が大きく設定される。また、第一のＰＴ駆動中に第二のＰＴ駆動指示（第二のＰＴ駆動を指示するパラメータ）を取得した時点で減速度が大きく設定されてもよい。

以下、方向転換が指示された場合のＰＴ駆動の具体例について説明する。

図５は、高速駆動の第一のＰＴ駆動中に低速駆動の第二のＰＴ駆動が指示された場合のカメラの撮影方向の変化の軌跡の一例を示す模式図である。矢印５０１及び矢印５０２はそれぞれ、ユーザーが指示した第一のＰＴ駆動指示及び第二のＰＴ駆動指示を表している。矢印５０１及び矢印５０２の横成分はパン速度、縦成分はチルト速度である。矢印５０１が表す第一のＰＴ駆動指示は、図３のステップＳ３０３で使用される閾値より大きい値の速度で構成されるものとし、便宜的に「高速」と表記している。矢印５０２が表す第二のＰＴ駆動指示は、図３のステップＳ３０３で使用される閾値より小さい値の速度で構成されるものとし、便宜的に「低速」と表記している。点線５０３は、横方向をパン方向、縦方向をチルト方向として、カメラの撮影方向の変化の軌跡を表している。

時系列１では、矢印５０１が表す第一のＰＴ駆動指示に従った第一のＰＴ駆動中に、矢印５０２が表す第二のＰＴ駆動指示を取得したとする。時系列２では、パン方向へ方向転換が起こるため、パン駆動は減速した後、一旦停止される。時系列３では、矢印５０２が示す第二のＰＴ駆動指示に従った第２のＰＴ駆動が開始される。時系列１では、第二のＰＴ駆動の速度の値が閾値より小さいと判定されるため、減速度は小さく設定される。そのため、時系列２では、第一のＰＴ駆動のパン駆動はゆっくり停止される（減速度が小さい状態で停止される）。これにより、放送用カメラで求められる滑らかな操作感を実現することができる。

図６は、高速駆動の第一のＰＴ駆動中に高速駆動の第二のＰＴ駆動が指示された場合のカメラの撮影方向の変化の軌跡の一例を示す模式図である。矢印６０１及び矢印６０２はそれぞれ、ユーザーが指示した第一のＰＴ駆動指示及び第二のＰＴ駆動指示を表している。矢印６０１及び矢印６０２の横成分はパン速度、縦成分はチルト速度である。矢印６０１及び矢印６０２が表す第一のＰＴ駆動指示及び第二のＰＴ駆動指示は、図３のステップＳ３０３で使用される閾値より大きい値の速度で構成されるものとし、便宜的に「高速」と表記している。点線６０３は、横方向をパン方向、縦方向をチルト方向として、カメラの撮影方向の変化の軌跡を表している。

時系列１では、矢印６０１が表す第一のＰＴ駆動指示に従った第一のＰＴ駆動中に、矢印６０２が表す第二のＰＴ駆動指示を取得したとする。時系列２では、パン方向へ方向転換が起こるため、パン駆動は減速した後、一旦停止される。時系列３では、矢印６０２が示す第二のＰＴ駆動指示に従った第２のＰＴ駆動が開始される。時系列１では、第二のＰＴ駆動の速度の値が閾値より大きいと判定されるため、減速度は大きく設定される。そのため、時系列２では、第一のＰＴ駆動のパン駆動は急停止される（減速度が大きい状態で停止される）。これにより、即座に第二のＰＴ駆動を開始することができるため、第二のＰＴ駆動で高速の被写体を追従する場合に追従性を高めることができる。

以上説明したように、本実施形態の構成によれば、通常時は滑らかな操作感を実現しつつ、方向転換時に追従性を求められる場面では追従性を高めることができる。
［その他の実施例］
本発明は、上述の実施例の１以上の機能を実現するプログラムを、ネットワーク又は記憶媒体を介してシステム又は装置に供給し、そのシステム又は装置のコンピュータにおける１つ以上のプロセッサがプログラムを読出し実行する処理でも実現可能である。また、１以上の機能を実現する回路（例えば、ＡＳＩＣ）によっても実現可能である。

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。

２０１ 撮像部
２０５ パン駆動部（駆動部）
２０６ チルト駆動部（駆動部）
２０７ ＰＴ制御部（制御装置）
２０７ａ 取得部
２０７ｃ 設定部

Claims (8)

1. 撮像部を第１の方向へ移動させる第一の駆動、及び該第１の方向とは異なる第２の方向へ移動させる第二の駆動を行う駆動部を制御する制御装置であって、
   ユーザーによる操作に関する操作情報を取得する取得部と、
   前記駆動部が第一の駆動中に前記取得部が第二の駆動に対応する前記操作情報を取得した場合に、前記第一の駆動を停止させる際の減速度を設定する設定部とを有することを特徴とする制御装置。
2. 前記操作情報を用いて前記駆動部の目標速度を算出する算出部を更に有し、
   前記設定部は、前記減速度を第一の減速度と前記第一の減速度よりも大きい第二の減速度とに設定可能であり、
   前記設定部は、
   前記駆動部が前記第一の駆動中に前記取得部が前記第二の駆動に対応する前記操作情報を取得した場合において、
   前記駆動部の前記第二の駆動における目標速度の値が閾値より小さい場合、前記減速度を前記第一の減速度に設定し、
   前記目標速度の値が前記閾値より大きい場合、前記減速度を前記第二の減速度に設定することを特徴とする請求項１に記載の制御装置。
3. 前記操作情報を用いて前記駆動部の前記第１の方向の目標速度、及び前記第２の方向の目標速度を算出する算出部を更に有し、
   前記設定部は、前記減速度を第一の減速度と前記第一の減速度よりも大きい第二の減速度とに設定可能であり、
   前記設定部は、
   前記駆動部が前記第一の駆動中に前記取得部が前記第二の駆動に対応する前記操作情報を取得した場合において、
   前記第一の駆動における前記第１の方向の駆動速度及び前記第２の方向の駆動速度を成分とする速度ベクトルと、前記第二の駆動における前記第１の方向の目標速度及び前記第２の方向の目標速度を成分とする速度ベクトルとのなす角が閾値より小さい場合、前記減速度を前記第一の減速度に設定し、
   前記角が前記閾値より大きい場合、前記減速度を前記第二の減速度に設定することを特徴とする請求項１に記載の制御装置。
4. 前記設定部は、前記減速度を第一の減速度と前記第一の減速度よりも大きい第二の減速度とに設定可能であり、
   前記設定部は、前記駆動部が第一の駆動中に前記取得部が前記第二の駆動に対応する前記操作情報を取得した場合に、前記減速度を前記第二の減速度に設定することを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
5. 前記第１の方向は、パン方向であり、
   前記第２の方向は、チルト方向であることを特徴とする請求項１乃至４の何れか一項に記載の制御装置。
6. 撮像部と、
   前記撮像部を第１の方向へ移動させる第一の駆動、及び該第１の方向とは異なる第２の方向へ移動させる第二の駆動を行う駆動部と、
   請求項１乃至５の何れか一項に記載の制御装置とを有することを特徴とする撮像装置。
7. 撮像部を第１の方向へ移動させる第一の駆動、及び該第１の方向とは異なる第２の方向へ移動させる第二の駆動を行う駆動部を制御する制御方法であって、
   ユーザーによる操作に関する操作情報を取得するステップと、
   前記駆動部が第一の駆動中に第二の駆動に対応する前記操作情報が取得された場合に、前記第一の駆動を停止させる際の減速度を設定するステップとを有することを特徴とする制御方法。
8. 請求項７に記載の制御方法をコンピュータに実行させることを特徴とするプログラム。

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