JP3271900B2 - Automatic tracking lighting system - Google Patents
Automatic tracking lighting systemInfo
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Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、宴会場やホール及
び舞台等の会場において、出演者等を自動的に追尾して
投光する自動追尾照明装置に関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an automatic tracking lighting device for automatically tracking and projecting performers in venues such as banquet halls, halls and stages.
【０００２】[0002]
【従来の技術】従来より、人物等の移動する照射目標を
自動的に追尾して投光する自動追尾照明装置としては、
例えば、特開昭６４−３３８０３号公報に示されるよう
に、照射目標となる人物に超音波や電波等の発信器を持
たせるとともに、例えば、15ｍ× 7.5ｍの広さの照明空
間の天井面に２０個程度の受信センサを配設し、この受
信センサの受信信号から発信器、即ち、その発信器を所
持する人物の位置を特定し、照明器具の照射方向を人物
に自動的に追尾させるものがあった。2. Description of the Related Art Conventionally, as an automatic tracking lighting device for automatically tracking and projecting a moving irradiation target of a person or the like,
For example, as shown in JP-A-64-33803, a person to be irradiated is provided with a transmitter such as an ultrasonic wave or a radio wave, and for example, a ceiling surface of an illumination space having a size of 15 mx 7.5 m. Approximately 20 receiving sensors are provided, and a transmitter, that is, a position of a person holding the transmitter is specified from a signal received by the receiving sensor, and the irradiation direction of the lighting equipment is automatically tracked by the person. There was something.
【０００３】[0003]
【発明が解決しようとする課題】上記構成の自動追尾照
明装置では、照射目標となる人物が予め発信器を所持し
なければならず、発信器を所持する人物が不便さを感じ
るという問題点があった。また、発信器の位置を正確に
特定するために、照明空間の天井面に受信器を多数配設
するとともに、照明空間における各受信器の位置関係を
明確にする必要があり、施工性が悪いという問題点もあ
った。In the automatic tracking illumination device having the above-mentioned structure, the person to be irradiated must have a transmitter in advance, and the person who has the transmitter feels inconvenience. there were. Also, in order to accurately specify the position of the transmitter, it is necessary to dispose a large number of receivers on the ceiling surface of the lighting space and clarify the positional relationship of each receiver in the lighting space, which is poor in workability. There was also a problem.
【０００４】本発明は上記問題点に鑑みて為されたもの
であり、照射目標となる人物が不便さを感じることがな
く、施工性を改善した自動追尾照明装置を提供すること
にある。SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to provide an automatic tracking illumination device in which a person to be irradiated does not feel inconvenience and the workability is improved.
【０００５】[0005]
【課題を解決するための手段】請求項１の発明では、上
記目的を達成するために、指向性を有する照明手段と、
照明手段の照射方向を変化させる第１の駆動手段と、照
明手段の照明空間を撮像可能なように照明空間に配設さ
れた撮像手段と、撮像手段の撮像方向を変化させる第２
の駆動手段と、撮像手段の撮像方向を記憶する記憶手段
と、撮像手段の映像から照射目標を識別するとともに照
射目標の座標を特定する画像認識手段と、画像認識手段
における照射目標の移動量から第２の駆動手段の移動量
を演算する第２の演算手段と、第２の演算手段の演算結
果と照明空間における撮像手段及び照明手段の位置関係
と記憶手段に記憶された撮像手段の撮像方向とから照明
手段の照射方向の移動量を演算する第１の演算手段と、
第１の演算手段の演算結果に基づいて第１の駆動手段を
駆動制御する第１の制御手段と、第２の演算手段の演算
結果に基づいて第２の駆動手段を駆動制御する第２の制
御手段とを備えており、発信器等を所持していない照射
目標にも対応できる。また、受信器等を天井面に多数配
設する必要がないので、施工性を向上させることができ
る。さらに、初期設定時に、照明手段の照射方向を目視
により画像認識手段の照射目標の座標に一致させること
ができる。そのうえ、撮像手段にあまり広角でないレン
ズを使用することができ、遠方に離れた照射目標でも明
確に撮像でき、画像認識を容易に行うことができる。 According to the first aspect of the present invention, there is provided an illumination means having directivity,
A first driving means for changing an irradiating direction of the lighting means, irradiation
It is arranged in the lighting space so that the lighting space of the lighting means can be imaged.
Imaging means for changing the imaging direction of the imaging means
Drive means and storage means for storing the imaging direction of the imaging means
Image recognition means for identifying the irradiation target from the image of the imaging means and identifying the coordinates of the irradiation target; and moving the second driving means from the movement of the irradiation target in the image recognizing means.
And a calculation result of the second calculation means.
Relationship between the image pickup means and the lighting means in the lighting space
And illumination from the imaging direction of the imaging means stored in the storage means.
First calculating means for calculating the amount of movement of the means in the irradiation direction;
The first driving means is operated based on the calculation result of the first calculating means.
Calculation of first control means for driving control and calculation of second calculation means
A second control for driving and controlling the second driving means based on the result.
Control means, and can respond to irradiation targets that do not have a transmitter or the like. In addition, since it is not necessary to dispose a large number of receivers and the like on the ceiling surface, workability can be improved. Furthermore, at the time of initial setting, the irradiation direction of the illumination unit can be visually matched with the coordinates of the irradiation target of the image recognition unit. In addition, the imaging means is not very wide-angle
Can be used to illuminate even distant irradiation targets.
An image can be taken reliably, and image recognition can be easily performed.
【０００６】[0006]
【０００７】[0007]
【０００８】請求項２の発明では、請求項１の発明にお
いて、撮像手段を複数台備え、第２の演算手段が複数台
の撮像手段の撮像方向から照射目標の照明空間における
３次元座標を演算しているので、照明空間の床面に凹凸
があっても正確に照射目標を捕らえることができる。According to a second aspect of the present invention, in the first aspect of the present invention, a plurality of imaging means are provided, and the second calculating means calculates three-dimensional coordinates in the illumination space of the irradiation target from the imaging directions of the plurality of imaging means. As a result, the irradiation target can be accurately captured even if the floor surface of the illumination space has irregularities.
【０００９】[0009]
【発明の実施の形態】（参考例１） 先ず自動追尾照明装置の参考例について説明する。この
自動追尾照明装置は、図１及び図２に示すように、天井
面１３に配設されて照明空間９内の照射目標８を追尾す
る照明手段たるスポットライト１と、スポットライト１
を水平方向及び垂直方向において回動自在に支持するブ
ラケット２と、ブラケット２を水平方向に回動させるこ
とによってスポットライト１の照射方向の水平角（ＰＡ
Ｎ）を変化させる水平駆動手段３ａと、スポットライト
１を垂直方向に回動させることによってスポットライト
１の照射方向の垂直角（ＴＩＬＴ）を変化させる垂直駆
動手段３ｂと、スポットライト１に付設されスポットラ
イト１の照射方向と同一方向を撮像する撮像手段たる小
型のＣＣＤカメラ４と、ＣＣＤカメラ４の映像から人物
等の照射目標８を識別して照射目標８の座標を特定する
画像認識手段たる画像認識装置５と、画像認識装置５に
おける照射目標８の座標の移動量からスポットライト１
の照射方向の移動量を演算する演算手段たる座標演算装
置６と、座標演算装置６の演算結果を水平駆動手段３ａ
及び垂直駆動手段３ｂのモータの駆動信号に変換して水
平駆動手段３ａ及び垂直駆動手段３ｂに出力する制御手
段たる可動制御装置７とから構成されている。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS ( First Embodiment ) First, a first embodiment of the automatic tracking illumination device will be described. As shown in FIGS. 1 and 2, the automatic tracking illumination device includes a spotlight 1 which is disposed on a ceiling surface 13 and tracks illumination targets 8 in an illumination space 9, and a spotlight 1.
2 for pivotally supporting in the horizontal direction and the vertical direction, and a horizontal angle (PA) of the irradiation direction of the spotlight 1 by rotating the bracket 2 in the horizontal direction.
N), a vertical drive unit 3b that changes the vertical angle (TILT) of the irradiation direction of the spotlight 1 by rotating the spotlight 1 in the vertical direction, and a vertical drive unit 3b that is attached to the spotlight 1. A small-sized CCD camera 4 serving as an image pickup unit that picks up an image in the same direction as the irradiation direction of the spotlight 1, and an image recognition unit that identifies the irradiation target 8 such as a person from the image of the CCD camera 4 and specifies the coordinates of the irradiation target 8. The spotlight 1 is calculated based on the image recognition device 5 and the movement amount of the coordinates of the irradiation target 8 in the image recognition device 5.
The coordinate calculating device 6 is a calculating means for calculating the moving amount of the irradiation direction, and the calculation result of the coordinate calculating device 6 is transmitted to the horizontal driving means 3a.
And a movable control device 7 serving as a control means for converting the signal into a drive signal for a motor of the vertical drive means 3b and outputting the signal to the horizontal drive means 3a and the vertical drive means 3b.
【００１０】この自動追尾照明装置の動作を図３及び図
４を用いて説明する。ＣＣＤカメラ４の撮像面４2 の水
平角の方向をＸ方向、垂直角の方向をＹ方向とする。
尚、以下では説明を簡単にするために、Ｘ方向について
のみ説明する。まず、画像認識装置５が、パターンマッ
チングやカラーマッチング等の既存の画像処理技術を用
いて、ＣＣＤカメラ４の映像を画像処理する。そして、
画像認識装置５は、照射目標８のパターンを認識して、
ＣＣＤカメラ４の撮像面４2 において、照射目標８の撮
像面４2 の中心からのずれを検出する。The operation of the automatic tracking illumination device will be described with reference to FIGS. The direction of the horizontal angle of the imaging surface 4 2 of the CCD camera 4 to the X direction, the direction perpendicular angle to the Y direction.
In the following , for simplicity, only the X direction will be described. First, the image recognition device 5 performs image processing on the image of the CCD camera 4 using an existing image processing technique such as pattern matching or color matching. And
The image recognition device 5 recognizes the pattern of the irradiation target 8 and
In the imaging surface 4 2 of the CCD camera 4, for detecting a deviation from the center of the imaging surface 4 2 of the irradiation target 8.
【００１１】次に、座標演算装置６が照射目標８の撮像
面４2 の中心からのずれからスポットライト１の照射方
向の移動量を演算する。現在のスポットライト１の照射
方向（図３，図４のＡ方向）が、ＣＣＤカメラ４の撮像
面４2 の略中心に位置している場合、照射目標８の撮像
面４2 の中心からのずれをｎx とすると、スポットライ
ト１の照射方向を照射目標８に一致させるためには、ス
ポットライト１を水平方向において移動角度量θP だけ
移動させる必要がある。ここで、ＣＣＤカメラ４のレン
ズ４1 の焦点距離をｆとすると、スポットライト１の水
平方向の移動角度量θP は、 θP ＝ tan-1（ｎx ／ｆ） となる。また、垂直方向についても、同様の手順でスポ
ットライト１の照射方向の移動角度量を求めることがで
きる。[0011] Then, the coordinate calculation unit 6 calculates the movement amount of the irradiation direction of the spotlight 1 from the deviation from the center of the imaging surface 4 2 of the irradiation target 8. Current radiation direction of the spotlight 1 (Fig. 3, A direction in FIG. 4) is, if you are located substantially at the center of the imaging surface 4 2 of the CCD camera 4, from the center of the imaging surface 4 2 of the irradiation target 8 When the deviation and n x, in order to match the irradiating direction of the spotlight 1 to the irradiation target 8, it is necessary to move by the movement angle amount theta P the spotlight 1 in the horizontal direction. Here, when the focal length of the lens 4 1 of the CCD camera 4 is f, the moving angle amount theta P in the horizontal direction of the spotlight 1 becomes θ P = tan -1 (n x / f). In the vertical direction, the moving angle amount of the irradiation direction of the spotlight 1 can be obtained in the same procedure.
【００１２】さらに、可動制御装置７が座標演算装置６
の演算結果を水平駆動手段３ａの駆動信号に変換して、
水平駆動手段３ａに出力する。例えば、水平駆動手段３
ａ及び垂直駆動手段３ｂのモータがポテンショメータ等
のセンサーからの検出値をフィードバックしてサーボ駆
動されている場合、可動制御装置７が所望の回転角に応
じたセンサーの検出値から水平駆動手段３ａ及び垂直駆
動手段３ｂのモータの駆動信号を出力して、水平駆動手
段３ａ及び垂直駆動手段３ｂのモータをそれぞれ動作さ
せている。Further, the movable control device 7 is provided with a coordinate calculating device 6
Is converted into a drive signal of the horizontal drive means 3a,
Output to the horizontal drive means 3a. For example, horizontal driving means 3
a and the motor of the vertical driving unit 3b is servo-driven by feeding back the detection value from a sensor such as a potentiometer, and the movable control unit 7 uses the horizontal driving unit 3a and the horizontal driving unit 3a based on the detection value of the sensor corresponding to the desired rotation angle. The driving signal of the motor of the vertical driving unit 3b is output, and the motors of the horizontal driving unit 3a and the vertical driving unit 3b are operated.
【００１３】上述した一連の処理サイクルにより、照射
目標８の移動によって、照射目標８がＣＣＤカメラ４の
撮像面４2 の中心からずれた場合、そのずれを無くすよ
うに、即ち、スポットライト１の照射方向を照射目標８
に一致させるように、可動制御装置７が水平駆動手段３
ａ及び垂直駆動手段３ｂを逐次駆動制御している。そし
て、この一連の処理サイクルの繰り返しによって、スポ
ットライト１は照射目標８を追尾して投光することがで
きる。（参考例２） 本参考例 の自動追尾照明装置は、図５に示すように、照
明空間９の天井面１３に配設されて照明空間９内の人物
等の照射目標８を追尾して投光する照明手段たるスポッ
トライト１と、スポットライト１を水平方向及び垂直方
向において回動自在に支持するブラケット２と、スポッ
トライト１を水平方向において回動させる水平駆動手段
３ａと、スポットライト１を垂直方向において回動させ
る垂直駆動手段３ｂと、天井面１３のスポットライト１
と異なる位置に配設され照明空間９を撮像する撮像手段
たる小型のＣＣＤカメラ４と、ＣＣＤカメラ４によって
撮像された映像を画像処理して照射目標８の座標を特定
する画像認識手段たる画像認識装置５と、画像認識装置
５における照射目標８の移動量からスポットライト１の
照射方向の移動量を演算する演算手段たる座標演算装置
６と、座標演算装置６の演算結果を水平駆動手段３ａ及
び垂直駆動手段３ｂのモータの駆動信号に変換して水平
駆動手段３ａ及び垂直駆動手段３ｂに出力する制御手段
たる可動制御装置７とから構成されている。[0013] The series of processing cycles described above, by the movement of the irradiation target 8, if the irradiation target 8 is deviated from the imaging surface 4 2 of the center of the CCD camera 4, so as to eliminate the deviation, i.e., the spotlight 1 Set irradiation direction to irradiation target 8
The movable control device 7 controls the horizontal driving means 3 so that
a and the vertical driving means 3b are sequentially driven and controlled. By repeating this series of processing cycles, the spotlight 1 can track and project the irradiation target 8. REFERENCE EXAMPLE 2 As shown in FIG. 5, the automatic tracking lighting device of this reference example is disposed on a ceiling surface 13 of a lighting space 9 to track and project an irradiation target 8 such as a person in the lighting space 9. A spotlight 1 as an illuminating means, a bracket 2 for rotatably supporting the spotlight 1 in the horizontal and vertical directions, a horizontal driving means 3a for rotating the spotlight 1 in the horizontal direction, and a spotlight 1 A vertical driving means 3b for rotating in the vertical direction, and a spotlight 1 on the ceiling surface 13.
A small CCD camera 4 which is arranged at a different position from the above and serves as an image pickup means for picking up an image of the illumination space 9; A coordinate calculation device 6 for calculating the movement amount of the irradiation direction of the spotlight 1 from the movement amount of the irradiation target 8 in the image recognition device 5; and a horizontal drive unit 3a for calculating the calculation result of the coordinate calculation device 6; It comprises a movable control device 7 serving as a control means for converting the drive signal of the motor of the vertical drive means 3b into a drive signal and outputting it to the horizontal drive means 3a and the vertical drive means 3b.
【００１４】この自動追尾照明装置の動作を図６乃至図
１０を用いて説明する。ここで、説明を簡単にするため
に、図６に示すように、ＣＣＤカメラ４が照明空間９の
天井面１３の略中心に配設されている場合を考える。初
期設定時、スポットライト１及びＣＣＤカメラ４を天井
面１３の所定の位置に配設した後に、スポットライト１
を回動させて照明空間９内の所定の位置に投光させ、そ
の照射方向を画像認識装置５によって得られた照射目標
の位置に目視により一致させることにより、スポットラ
イト１及びＣＣＤカメラ４の取付け位置や取付け角度等
のパラメータを得ることができる。そして、通常使用時
は、初期設定時に求めたパラメータを基にして、座標演
算装置６は照射目標の移動量からスポットライト１の移
動量を演算している。したがって、初期設定時にスポッ
トライト１及びＣＣＤカメラ４の座標を設計図等から調
べて、その座標を入力する必要がなく、施工時の手間を
省くことができる。The operation of the automatic tracking illumination device will be described with reference to FIGS. Here, for simplicity of description, consider a case where the CCD camera 4 is disposed substantially at the center of the ceiling surface 13 of the illumination space 9 as shown in FIG. At the time of initial setting, after the spotlight 1 and the CCD camera 4 are arranged at predetermined positions on the ceiling surface 13, the spotlight 1
Is rotated to project light to a predetermined position in the illumination space 9, and the irradiation direction is visually matched with the position of the irradiation target obtained by the image recognition device 5, whereby the spotlight 1 and the CCD camera 4 Parameters such as a mounting position and a mounting angle can be obtained. Then, during normal use, the coordinate calculation device 6 calculates the movement amount of the spotlight 1 from the movement amount of the irradiation target based on the parameters obtained at the time of initial setting. Therefore, it is not necessary to check the coordinates of the spotlight 1 and the CCD camera 4 from the design drawing or the like at the time of the initial setting, and to input the coordinates.
【００１５】また、スポットライト１及びＣＣＤカメラ
４の座標を設計図等から求めた場合、スポットライト１
やＣＣＤカメラ４の設計図上の位置と実際の取付け位置
がずれている場合がある。この取付け位置のずれによっ
てスポットライト１の照射方向にずれが発生するため、
スポットライト１やＣＣＤカメラ４の取付け位置を再調
整したり、座標を再設定する必要があったが、この自動
追尾照明装置では、初期設定時にスポットライト１の照
射方向を目視によって調整しているので、図面上の取付
け位置と実際の取付け位置とのずれを吸収することがで
き、スポットライト１の照射方向をより高い精度で制御
することができる。When the coordinates of the spotlight 1 and the CCD camera 4 are obtained from a design drawing, etc.
In some cases, the position on the design drawing of the CCD camera 4 and the actual mounting position are shifted. Because the displacement of the mounting position causes a displacement in the irradiation direction of the spotlight 1,
Although it was necessary to readjust the mounting position of the spotlight 1 and the CCD camera 4 and reset the coordinates, in this automatic tracking lighting device, the irradiation direction of the spotlight 1 is visually adjusted at the time of initial setting. Therefore, it is possible to absorb a deviation between the mounting position on the drawing and the actual mounting position, and control the irradiation direction of the spotlight 1 with higher accuracy.
【００１６】通常使用時、まず画像認識装置５がＣＣＤ
カメラ４の映像をパターンマッチングやカラーマッチン
グ等の既存の画像処理技術を用いて画像処理して照射目
標８を識別し、その座標を特定する。その結果、図７に
示すように、照射目標８の撮像面４2 における座標が
（ｘt1，ｙt1，０）と得られたとする。ここで、照射目
標８は照明空間９の床面（水平面）にあると考え、その
Ｚ座標を０とする。また、ＣＣＤカメラ４の座標を
（０，０，ｚ）、スポットライト１の座標を（ｘs ，ｙ
s ，ｚs ）としている。In normal use, first, the image recognition device 5 is
The image of the camera 4 is subjected to image processing using an existing image processing technique such as pattern matching or color matching to identify the irradiation target 8 and specify its coordinates. As a result, as shown in FIG. 7, the coordinates on the imaging plane 4 second irradiation target 8 and obtained as (x t1, y t1, 0 ). Here, it is assumed that the irradiation target 8 is on the floor surface (horizontal plane) of the illumination space 9 and its Z coordinate is set to 0. The coordinates of the CCD camera 4 are (0, 0, z), and the coordinates of the spotlight 1 are (x s , y).
s , z s ).
【００１７】ところで、ＣＣＤカメラ４の撮像面４2 に
おける座標と実際の照明空間９における座標とは簡単な
比例関係で表すことができ、ｘ，ｙ方向の比例定数をそ
れぞれｋx ，ｋy とすると、実際の照明空間９における
照射目標８の座標（ｘt ，ｙ t ，０）は次式で表すこと
ができる。 ｘt ＝ｋx ×ｘt1 ｙt ＝ｋy ×ｙt1 ここで、実際の照明空間９において、図８に示すよう
に、スポットライト１と照射目標８との位置関係が得ら
れると、両者の座標からスポットライト１の水平角及び
垂直角を演算することができる。スポットライト１の座
標は（ｘs ，ｙs，ｚs ）であるので、スポットライト
１から見た照射目標８の座標は（ｘt −ｘ s ，ｙt −ｙ
s ，−ｚs ）と表すことができる。このスポットライト
１を照明空間９の床面に投影した地点（ｘs ，ｙs ，
０）から、照射目標８までの距離Ｌは次式のように表す
ことができる。The imaging surface 4 of the CCD camera 4TwoTo
And the coordinates in the actual lighting space 9 are simple.
It can be expressed by a proportional relationship, and the proportional constants in the x and y directions are
Each kx, KyThen, in the actual lighting space 9
The coordinates (xt, Y t, 0) is expressed by the following equation
Can be. xt= Kx× xt1 yt= Ky× yt1 Here, in the actual illumination space 9, as shown in FIG.
Then, the positional relationship between the spotlight 1 and the irradiation target 8 is obtained.
Then, the horizontal angle of the spotlight 1 and the
The vertical angle can be calculated. Spotlight 1
The mark is (xs, Ys, Zs) So the spotlight
The coordinates of the irradiation target 8 viewed from 1 are (xt-X s, Yt-Y
s, -Zs)It can be expressed as. This spotlight
1 is projected onto the floor of the illumination space 9 (xs, Ys,
0), the distance L from the irradiation target 8 is represented by the following equation.
be able to.
【００１８】 Ｌ＝（（ｘt −ｘS ）2 ＋（ｙt −ｙs ）2 ）1/2 この距離Ｌを用いるとスポットライト１の水平角θp ，
垂直角θt は次式で表される。 θp ＝ cos-1（（ｙt −ｙs ）／Ｌ） θt ＝ tan-1（ｚs ／Ｌ） このようにして、座標演算装置６が照射目標８の移動量
からスポットライト１の水平角θp 及び垂直角θt の移
動量を演算し、可動制御装置７が水平角θp 及び垂直角
θt を水平駆動手段３ａ及び垂直駆動手段３ｂの駆動信
号に夫々変換して、水平駆動手段３ａ及び垂直駆動手段
３ｂに出力する。而して、水平駆動手段３ａ及び垂直駆
動手段３ｂが、スポットライト１を水平方向において水
平角θp、垂直方向において垂直角θt だけ夫々回動さ
せて、スポットライト１の照射方向が照射目標８に一致
するように制御している。そして、次回の処理サイクル
で、画像認識装置５が照射目標８の座標のずれを検出す
ると、座標演算装置６が照射目標８の移動量に応じてス
ポットライト１の移動量を演算し、可動制御装置７が座
標演算装置６の演算結果に基づいて水平駆動手段３ａ及
び垂直駆動手段３ｂを制御して、スポットライト１を照
射目標８に追尾させている。この一連の処理サイクルに
繰り返しによって、スポットライト１は照射目標８の動
きに追尾することができる。 （実施形態１）次に本発明に係る自動追尾照明装置を実施形態により説
明する。 本実施形態の自動追尾照明装置は、図１１に示
すように、照明空間９内の照射目標８を追尾して投光す
る照明手段たるスポットライト１と、スポットライト１
を水平方向及び垂直方向において回動自在に支持するブ
ラケット２と、スポットライト１を水平方向及び垂直方
向にそれぞれ回動させる第１の駆動手段たる水平駆動手
段３ａ及び垂直駆動手段３ｂと、照明空間９内の照射目
標８を撮像する撮像手段たる小型のＣＣＤカメラ４と、
ＣＣＤカメラ４を照射目標８の動きに追尾させる第２の
駆動手段たる回転台１０と、ＣＣＤカメラ４の撮像方向
を記憶する記憶手段たる記憶装置１１と、ＣＣＤカメラ
４の映像から既存の画像処理技術を用いて照射目標８を
識別するとともに照射目標８の座標を特定する画像認識
手段たる画像認識装置５と、画像認識装置５における照
射目標８の移動量と記憶装置１１に記憶されたＣＣＤカ
メラ４の撮像方向とからスポットライト１及びＣＣＤカ
メラ４の移動量を演算する第１及び第２の演算手段たる
座標演算装置６と、座標演算装置６の演算結果を水平駆
動手段３ａ及び垂直駆動手段３ｂのモータの駆動信号に
変換して水平駆動手段３ａ及び垂直駆動手段３ｂに出力
する第１の制御手段たる可動制御装置７と、座標演算装
置６の演算結果を回転台１０の駆動信号に変換して回転
台１０に出力する第２の制御手段たる可動制御装置１２
とから構成されている。L = ((x t −x s ) 2 + (y t −y s ) 2 ) 1/2 Using this distance L, the horizontal angle θ p of the spotlight 1,
Vertical angle theta t is expressed by the following equation. θ p = cos −1 ((y t −y s ) / L) θ t = tan −1 (z s / L) In this way, the coordinate calculation device 6 calculates the position of the spotlight 1 from the movement amount of the irradiation target 8. It calculates the amount of movement of the horizontal angle theta p and the vertical angle theta t, movement control unit 7 to respectively convert the horizontal angle theta p and the vertical angle theta t to the drive signal of the horizontal drive means 3a and the vertical driving unit 3b, horizontal Output to the driving means 3a and the vertical driving means 3b. And Thus, the horizontal drive means 3a and the vertical drive means 3b are horizontal angle theta p the spotlight 1 in the horizontal direction, by only each rotation perpendicular angle theta t in the vertical direction, the irradiation target irradiating direction of the spotlight 1 8 is controlled. Then, in the next processing cycle, when the image recognition device 5 detects the deviation of the coordinates of the irradiation target 8, the coordinate calculation device 6 calculates the movement amount of the spotlight 1 according to the movement amount of the irradiation target 8, The device 7 controls the horizontal drive unit 3a and the vertical drive unit 3b based on the calculation result of the coordinate calculation device 6, and causes the spotlight 1 to track the irradiation target 8. By repeating this series of processing cycles, the spotlight 1 can follow the movement of the irradiation target 8. (Embodiment 1 ) Next, an automatic tracking illumination device according to the present invention will be described with reference to an embodiment.
I will tell. As shown in FIG. 11, the automatic tracking illumination device according to the present embodiment includes a spotlight 1 as an illumination unit that tracks and projects an irradiation target 8 in an illumination space 9, and a spotlight 1.
2 that supports the light source 1 in a horizontal and vertical direction, a horizontal driving means 3a and a vertical driving means 3b as first driving means for rotating the spotlight 1 in the horizontal and vertical directions, respectively, and an illumination space. A small CCD camera 4 serving as an imaging means for imaging the irradiation target 8 in 9;
A turntable 10 as second driving means for tracking the movement of the irradiation target 8 with the CCD camera 4, a storage device 11 as storage means for storing the imaging direction of the CCD camera 4, and existing image processing from the image of the CCD camera 4 An image recognition device 5 serving as an image recognition means for identifying the irradiation target 8 and identifying the coordinates of the irradiation target 8 by using a technique; a moving amount of the irradiation target 8 in the image recognition device 5 and a CCD camera stored in a storage device 11 A coordinate calculation device 6 as first and second calculation means for calculating the amount of movement of the spotlight 1 and the CCD camera 4 from the imaging direction of the imaging device 4; The calculation results of the coordinate control device 6 and the movable control device 7 serving as the first control means for converting the drive signal to the drive signal of the motor 3b and outputting the drive signal to the horizontal drive means 3a and the vertical drive means 3b. Serving a second control means for outputting a rotating platform 10 is converted into the drive signal of the rolling stand 10 movable control device 12
It is composed of
【００１９】この自動追尾照明装置の動作を図１１乃至
図１３を用いて説明する。ここで、参考例１と同様の処
理を行って、可動制御装置１２が座標演算装置６の演算
結果に基づいてＣＣＤカメラ４の撮像方向を照射目標８
に一致させているので、その説明は省略する。いま、記
憶装置１１には、現在のＣＣＤカメラ４の撮像方向が記
憶されている。ＣＣＤカメラ４の水平角θmp（ｔ）及び
垂直角θmt（ｔ）は、図１２のｙ軸方向及び図１３の水
平方向を基準として、回転台１０の移動量を累積して演
算されており、その撮像方向（θmp（ｔ），θ
mt（ｔ））は次式で表せる。The operation of the automatic tracking illumination device will be described with reference to FIGS. Here, Example 1 performs the same process as the irradiation target 8 the imaging direction of the CCD camera 4 based on the calculation results of the movement control device 12 the coordinates computing device
Therefore, the description is omitted. Now, the storage device 11 stores the current imaging direction of the CCD camera 4. The horizontal angle θ mp (t) and the vertical angle θ mt (t) of the CCD camera 4 are calculated by accumulating the movement amounts of the turntable 10 with reference to the y-axis direction in FIG. 12 and the horizontal direction in FIG. And its imaging direction (θ mp (t), θ
mt (t)) can be expressed by the following equation.
【００２０】θmp（ｔ）＝Δθmp＋θmp（ｔ−１） θmt（ｔ）＝Δθmt＋θmt（ｔ−１） ここで、θmp（ｔ−１），θmt（ｔ−１）は夫々前回の
処理サイクルでのＣＣＤカメラ４の水平角、垂直角であ
り、Δθmp，Δθmtは夫々今回の処理サイクルでのＣＣ
Ｄカメラ４の水平角の移動量、垂直角の移動量である。Θ mp (t) = Δθ mp + θ mp (t−1) θ mt (t) = Δθ mt + θ mt (t−1) where θ mp (t−1), θ mt (t−1) ) Are the horizontal and vertical angles of the CCD camera 4 in the previous processing cycle, respectively, and Δθ mp and Δθ mt are the CCs in the current processing cycle, respectively.
The moving amount of the horizontal angle and the moving amount of the vertical angle of the D camera 4 are shown.
【００２１】図１３に示すように、スポットライト１及
びＣＣＤカメラ４を照明空間９の床面に投影すると、Ｃ
ＣＤカメラ４を床面に投影した点（０，０，０）から照
射目標８までの距離Ｌm は、ＣＣＤカメラ４の垂直角θ
mt（ｔ）を用いて次式のように表すことができる。 Ｌm ＝ｚm ／ tan（θmt（t ）） また、照射目標８の座標（ｘt ，ｙt ，０）は次式で表
される。As shown in FIG. 13, when the spotlight 1 and the CCD camera 4 are projected on the floor of the illumination space 9, C
Distance L m of the CD camera 4 from a point that is projected on the floor (0,0,0) to the irradiation target 8, the vertical angle of the CCD camera 4 theta
Using mt (t), it can be expressed as the following equation. L m = z m / tan (θ mt (t)) The coordinates (x t , y t , 0) of the irradiation target 8 are represented by the following equation.
【００２２】ｘt ＝Ｌm ・ cos（θmp（ｔ）） ｙt ＝Ｌm ・ sin（θmp（ｔ）） この時、スポットライト１の座標を（ｘs ，ｙs ，
ｚs ）とすると、スポットライト１からみた照射目標８
の座標は（ｘt −ｘs ，ｙt −ｙs ，−ｚs ）となり、
スポットライト１の座標を照明空間９の床面に投影した
点（ｘs ，ｙs ，０）から照射目標８までの距離ＬS は
次式で表される。X t = L m · cos (θ mp (t)) y t = L m · sin (θ mp (t)) At this time, the coordinates of the spotlight 1 are represented by (x s , y s ,
z s ), the irradiation target 8 viewed from the spotlight 1
Is (x t −x s , y t −y s , −z s ),
Point obtained by projecting the coordinates of the spotlight 1 on the floor of the lighting space 9 the distance L S from (x s, y s, 0 ) to the irradiation target 8 is expressed by the following equation.
【００２３】 ＬS ＝（（ｘt −ｘs ）2 ＋（ｙt −ｙs ）2 ）1/2 この距離ＬS の値を用いて、スポットライト１の水平角
θsp及び垂直角θstはそれぞれ次式で表される。 θsp＝ cos-1（（ｙt −ｙs ）／ＬS ） θst＝ tan-1（ｚs ／ＬS ） このようにして、スポットライト１の水平角θsp及び垂
直角θstが求まると、以下参考例１と同様に、可動制御
装置７が水平角θsp及び垂直角θstを水平駆動手段３ａ
及び垂直駆動手段３ｂの駆動信号にそれぞれ変換して、
水平駆動手段３ａ及び垂直駆動手段３ｂに出力し、スポ
ットライト１を所望の方向に回動させて、スポットライ
ト１の照射方向を照射目標８に追尾させている。このよ
うな処理を繰り返し実行することによって、スポットラ
イト１を照射目標８に追尾させることができる。L S = ((x t −x s ) 2 + (y t −y s ) 2 ) 1/2 Using the value of the distance L S , the horizontal angle θ sp and the vertical angle θ of the spotlight 1 are calculated. st is represented by the following equation. in the θ sp = cos -1 ((y t -y s) / L S) θ st = tan -1 (z s / L S) such, that the horizontal angle theta sp and vertical angle theta st of the spotlight 1 Then, similarly to the first embodiment , the movable control device 7 sets the horizontal angle θ sp and the vertical angle θ st to the horizontal driving unit 3a.
And a driving signal of the vertical driving means 3b, respectively.
The light is output to the horizontal driving means 3a and the vertical driving means 3b, and the spotlight 1 is rotated in a desired direction to track the irradiation direction of the spotlight 1 to the irradiation target 8. By repeatedly performing such processing, the spotlight 1 can be tracked to the irradiation target 8.
【００２４】本実施形態では、ＣＣＤカメラ４の撮像方
向を照射目標８に追尾させているので、ＣＣＤカメラ４
のレンズにあまり広角でないレンズを使用することがで
きる。したがって、遠方に離れた照射目標８でも明確に
撮像でき、画像処理を行う際に照射目標８を容易に判別
することができる。尚、初期設定時、参考例２と同様の
方法で、スポットライト１の照射方向を画像認識装置５
によって得られた照射目標の位置に目視により一致させ
ているので、その説明は省略する。 （実施形態２） 本実施形態では、実施形態１の自動追尾照明装置におい
て、照明空間内の照射目標を撮像する撮像手段たるＣＣ
Ｄカメラを２台配設している。In this embodiment, since the imaging direction of the CCD camera 4 is tracked to the irradiation target 8, the CCD camera 4
It is possible to use a lens that is not very wide-angle for the lens. Therefore, even the irradiation target 8 far away can be clearly imaged, and the irradiation target 8 can be easily determined when performing image processing. At the time of initial setting, the irradiation direction of the spotlight 1 is determined by the image recognition device 5 in the same manner as in Reference Example 2.
Since the position of the irradiation target obtained by the above is visually matched, the description thereof is omitted. (Embodiment 2 ) In the present embodiment, in the automatic tracking illumination apparatus of Embodiment 1 , CC as an imaging unit for imaging an irradiation target in an illumination space is used.
Two D cameras are provided.
【００２５】この自動追尾照明装置は、図１４に示すよ
うに、照明空間９内の照射目標８を照射する照明手段た
るスポットライト１と、スポットライト１を水平方向及
び垂直方向において回動自在に支持するブラケット２
と、スポットライト１を水平方向及び垂直方向にそれぞ
れ回動させる第１の駆動手段たる水平駆動手段３ａ及び
垂直駆動手段３ｂと、照明空間９内の照射目標８を撮像
する２台の撮像手段たるＣＣＤカメラ４ａ，４ｂと、Ｃ
ＣＤカメラ４ａ，４ｂを照射目標８の動きに夫々追尾さ
せる第２の駆動手段たる回転台１０ａ，１０ｂと、ＣＣ
Ｄカメラ４ａ，４ｂの映像から既存の画像処理技術を用
いて照射目標８を判別してその座標を検出する画像認識
手段たる画像認識装置５ａ，５ｂと、画像認識装置５
ａ，５ｂによって検出された照射目標８の移動量からＣ
ＣＤカメラ４ａ，４ｂの移動量をそれぞれ演算する第２
の演算手段たる座標演算装置１５ａ，１５ｂと、座標演
算装置１５ａ，１５ｂの演算結果から回転台１０ａ，１
０ｂを駆動する信号をそれぞれ出力する第２の制御手段
たる可動制御装置１２ａ，１２ｂと、ＣＣＤカメラ４
ａ，４ｂの撮像方向を記憶する記憶手段たる記憶装置１
１と、座標演算装置１５ａ，１５ｂによってそれぞれ検
出された座標から照射目標８の三次元座標を演算する３
次元座標演算装置１４と、３次元座標演算装置１４の演
算結果と記憶装置１１に記憶されたＣＣＤカメラ４ａ，
４ｂの撮像方向からスポットライト１の照射方向を演算
する第１の演算手段たる座標演算装置６と、座標演算装
置６の演算結果を水平駆動手段３ａ及び垂直駆動手段３
ｂの駆動信号に変換して水平駆動手段３ａ及び垂直駆動
手段３ｂに出力する第１の制御手段たる可動制御装置７
とから構成されている。As shown in FIG. 14, the automatic tracking illumination device includes a spotlight 1 as illumination means for illuminating an illumination target 8 in an illumination space 9, and the spotlight 1 is rotatable in horizontal and vertical directions. Bracket 2 to support
A horizontal driving unit 3a and a vertical driving unit 3b as first driving units for rotating the spotlight 1 in the horizontal direction and the vertical direction, respectively, and two imaging units for imaging the irradiation target 8 in the illumination space 9. CCD cameras 4a and 4b and C
Turntables 10a and 10b as second driving means for tracking the movements of the irradiation target 8 by the CD cameras 4a and 4b, respectively;
Image recognition devices 5a and 5b as image recognition means for determining the irradiation target 8 from the images of the D cameras 4a and 4b using existing image processing technology and detecting the coordinates thereof;
a from the movement amount of the irradiation target 8 detected by
Second calculation for calculating the movement amounts of the CD cameras 4a and 4b, respectively
Of the turntables 10a, 15b based on the calculation results of the coordinate calculation devices 15a, 15b,
Movable control devices 12a and 12b as second control means for respectively outputting signals for driving the CCD camera 4b.
Storage device 1 as storage means for storing the imaging directions of a and 4b
1 and three-dimensional coordinates of the irradiation target 8 are calculated from the coordinates detected by the coordinate calculation devices 15a and 15b.
The three-dimensional coordinate operation device 14, the operation result of the three-dimensional coordinate operation device 14, and the CCD camera 4a stored in the storage device 11,
4b, a coordinate calculation device 6 as a first calculation means for calculating the irradiation direction of the spotlight 1 from the imaging direction, and the calculation results of the coordinate calculation device 6 as the horizontal drive means 3a and the vertical drive means 3
a movable control device 7 serving as a first control means for converting the drive signal into a drive signal of the first drive means b and outputting the drive signal to the horizontal drive means 3a and the vertical drive means 3b
It is composed of
【００２６】この自動追尾照明装置の動作を図１４乃至
図１６を用いて説明する。ここで、ＣＣＤカメラ４ａ，
４ｂ及び回転台１０ａ，１０ｂは、それぞれ、実施形態
１と同様の処理サイクルで動作しているので、その説明
は省略する。尚、ＣＣＤカメラ４ａ，４ｂは一連の処理
サイクルにおいて同期して動作している。この時、ＣＣ
Ｄカメラ４ａ，４ｂの座標を（０，０，ｚm1），
（ｘm2，ｙm2，ｚm2）とし、ＣＣＤカメラ４ａの水平角
をθm1p 、垂直角をθm1t として、ＣＣＤカメラ４ａの
水平角をθm2p 、垂直角をθm2t とすると、ＣＣＤカメ
ラ４ｂの撮像方向を示す直線の式は、 ｘ＝ｔ・ cos（θm1t ）・ sin（θm1p ） ・・・（１） ｙ＝ｔ・ cos（θm1t ）・ cos（θm1p ） ・・・（２） ｚ＝−ｔ・ sin（θm1t ）＋ｚm1 ・・・（３） で表され、ＣＣＤカメラ４ｂの撮像方向を示す直線の式
は、 ｘ＝ｒ・ cos（θm2t ）・ sin（θm2p ）＋ｘm2 ・・・（４） ｙ＝ｒ・ cos（θm2t ）・ cos（θm2p ）＋ｙm2 ・・・（５） ｚ＝−ｒ・ sin（θm2t ）＋ｚm2 ・・・（６） で表される。ここで、ｔ，ｒはそれぞれ直線を表すパラ
メータである。この２直線の交点が照射目標８の座標
（ｘt ，ｙt ，ｚt ）となるので、（１）〜（６）式よ
り２直線の各座標が等しいとして上式を解くと、パラメ
ータｔは次式のように求めることができる。The operation of the automatic tracking illumination device will be described with reference to FIGS. Here, the CCD camera 4a,
4b and the turntables 10a and 10b are each an embodiment.
Since the operation is performed in the same processing cycle as that of No. 1 , the description is omitted. The CCD cameras 4a and 4b operate synchronously in a series of processing cycles. At this time, CC
The coordinates of the D cameras 4a, 4b are (0, 0, z m1 ),
(X m2 , y m2 , z m2 ), the horizontal angle of the CCD camera 4a is θ m1p , the vertical angle is θ m1t , the horizontal angle of the CCD camera 4a is θ m2p , and the vertical angle is θ m2t , the CCD camera 4b The equation of the straight line indicating the imaging direction is: x = t · cos (θ m1t ) · sin (θ m1p ) (1) y = t · cos (θ m1t ) · cos (θ m1p ) 2) z = −t · sin (θ m1t ) + z m1 (3) The equation of a straight line indicating the imaging direction of the CCD camera 4b is: x = r · cos (θ m2t ) · sin (θ) m2p ) + x m2 (4) y = r · cos (θ m2t ) · cos (θ m2p ) + y m2 (5) z = −r · sin (θ m2t ) + z m2 (6) ). Here, t and r are parameters representing a straight line, respectively. Since the intersection of these two straight lines becomes the coordinates (x t , y t , z t ) of the irradiation target 8, the above equation is solved from equations (1) to (6) assuming that the coordinates of the two straight lines are equal. Can be obtained as follows.
【００２７】 ｔ＝（ｘm2・cos(θm2t ) −ｙm2・sin(θm2p ) ）／〔cos(θm1t ) ×( sin(θm1p ) ・cos(θm2p ) −cos(θm1p ) ・sin(θm2p ））〕 上式を式（１）〜（３) に代入すると、照射目標８の座
標（ｘt ，ｙt ，ｚt）は次式のように求めることがで
きる。 ｘt ＝ｔ・cos(θm1t ) ・sin(θm1p ) ｙt ＝ｔ・cos(θm1t ) ・cos(θm1p ) ｚt ＝−ｔ・sin(θm1t ) ＋ｚm1 上述の処理で求めた２直線の交点、即ち、照射目標８の
座標（ｘt ，ｙt ，ｚt ）を用いて、以下参考例２と同
様にして、座標演算装置６がスポットライト１の水平角
及び垂直角の移動量を演算し、可動制御装置７が座標演
算装置６の演算結果を水平駆動手段３ａ及び垂直駆動手
段３ｂの駆動信号に変換して水平駆動手段３ａ及び垂直
駆動手段３ｂに出力する。そして、水平駆動手段３ａ及
び垂直駆動手段３ｂがこの駆動信号に基づいてスポット
ライト１を所望の方向に回動させる。而して、この処理
サイクルを繰り返し実行することにより、スポットライ
ト１の照射方向を照射目標８の動きに追従させることが
できる。T = (x m2 · cos (θ m2t ) −y m2 · sin (θ m2p )) / [cos (θ m1t ) × (sin (θ m1p ) · cos (θ m2p ) −cos (θ m1p ) · Sin (θ m2p ))] By substituting the above expressions into the expressions (1) to (3), the coordinates (x t , y t , z t ) of the irradiation target 8 can be obtained as in the following expression. x t = t · cos (θ m1t ) · sin (θ m1p ) y t = t · cos (θ m1t ) · cos (θ m1p ) z t = −t · sin (θ m1t ) + z m1 Using the intersection of the two straight lines, that is, the coordinates (x t , y t , z t ) of the irradiation target 8, the coordinate calculator 6 sets the horizontal angle and the vertical angle of the spotlight 1 in the same manner as in Reference Example 2 below. The movable controller 7 converts the calculation result of the coordinate calculator 6 into drive signals for the horizontal drive unit 3a and the vertical drive unit 3b, and outputs the signals to the horizontal drive unit 3a and the vertical drive unit 3b. Then, the horizontal driving unit 3a and the vertical driving unit 3b rotate the spotlight 1 in a desired direction based on the driving signal. By repeatedly executing this processing cycle, the irradiation direction of the spotlight 1 can follow the movement of the irradiation target 8.
【００２８】また、ＣＣＤカメラ４ａ，４ｂの取り付け
座標において、高さだけが異なり、上下に重なっている
場合、つまり、ｘm2＝０，ｙm2＝０の場合には、パラメ
ータｔは次式のように求まるので、同様にして２直線の
交点、即ち、照射目標８の座標を求めることができる。 ｔ＝cos(θm2t ) ×（ｚm1−ｚm2) ／（sin(θm1t ) ・
cos(θm2t ) −cos(θm1t ) ・sin(θm2t ）） このように、３次元座標演算装置１４が照射目標８の３
次元座標を演算し、座標演算装置６はこの３次元座標に
基づいてスポットライト１の移動量を演算しているの
で、照明空間９の床面に凹凸があっても、正確に照射目
標８を追尾することができる。When only the heights of the CCD cameras 4a and 4b are different from each other and they are vertically overlapped with each other, that is, when x m2 = 0 and y m2 = 0, the parameter t is expressed by the following equation. Thus, the intersection of the two straight lines, that is, the coordinates of the irradiation target 8 can be similarly obtained. t = cos (θ m2t ) × (z m1 −z m2 ) / (sin (θ m1t )
cos (θ m2t ) −cos (θ m1t ) · sin (θ m2t )) In this way, the three-dimensional coordinate calculation device 14
Since the dimensional coordinates are calculated and the coordinate calculating device 6 calculates the moving amount of the spotlight 1 based on the three-dimensional coordinates, the irradiation target 8 can be accurately determined even if the floor surface of the illumination space 9 has irregularities. You can track.
【００２９】尚、初期設定時、参考例２と同様の方法
で、スポットライト１の照射方向を画像認識装置５ａ，
５ｂによって得られた照射目標の位置に目視により一致
させているので、その説明は省略する。[0029] Incidentally, during initialization, Reference Example 2 and the same method, the image recognition device 5a of the irradiation direction of the spotlight 1,
Since the position of the irradiation target obtained by step 5b is visually matched, the description is omitted.
【００３０】[0030]
【発明の効果】請求項１の発明は、上述のように、指向
性を有する照明手段と、照明手段の照射方向を変化させ
る第１の駆動手段と、照明手段の照明空間を撮像可能な
ように照明空間に配設された撮像手段と、撮像手段の撮
像方向を変化させる第２の駆動手段と、撮像手段の撮像
方向を記憶する記憶手段と、撮像手段の映像から照射目
標を識別するとともに照射目標の座標を特定する画像認
識手段と、画像認識手段における照射目標の移動量から
第２の駆動手段の移動量を演算する第２の演算手段と、
第２の演算手段の演算結果と照明空間における撮像手段
及び照明手段の位置関係と記憶手段に記憶された撮像手
段の撮像方向とから照明手段の照射方向の移動量を演算
する第１の演算手段と、第１の演算手段の演算結果に基
づいて第１の駆動手段を駆動制御する第１の制御手段
と、第２の演算手段の演算結果に基づいて第２の駆動手
段を駆動制御する第２の制御手段とを備えているので、
発信器等を所持していない照射目標にも対応できるとい
う効果がある。また、受信器等を天井面に配設する必要
がないので施工性を向上させることができるという効果
もある。さらに、初期設定時に照明手段の照射方向を目
視により画像認識手段の照射目標の座標に一致させてい
るので、照明手段や撮像手段の座標を入力する必要がな
く、施工時の手間を省くことができるという効果もあ
る。また更に、初期設定時に照明手段や撮像手段の座標
を入力する方法では、照明手段や撮像手段の取付け位置
のずれによって照明手段の照射方向に誤差が発生する
が、本発明では初期設定時に照明手段の照射方向を目視
により画像認識手段の照射目標の座標に一致させている
ので、施工時の取付け位置のずれを吸収することがで
き、照明手段がより高い精度で照射目標に追尾すること
ができるという効果もある。そのうえ、撮像手段にあま
り広角でないレンズを使用することができ、遠方に離れ
た照射目標でも明確に撮像でき、画像認識を容易に行う
ことができるという効果がある。 According to the first aspect of the present invention, as described above, the illumination means having directivity, the first driving means for changing the irradiation direction of the illumination means, and the illumination space of the illumination means can be imaged.
Imaging means arranged in the illumination space as described above, and imaging of the imaging means.
Second driving means for changing the image direction, and imaging by the imaging means
A storage unit that stores the direction, an image recognition unit that identifies the irradiation target from the image of the imaging unit and specifies the coordinates of the irradiation target, and a moving amount of the irradiation target in the image recognition unit.
Second calculating means for calculating the amount of movement of the second driving means;
Calculation result of second calculation means and imaging means in illumination space
And the imaging hand stored in the storage means and the positional relationship of the illumination means
Calculate the amount of movement of the illumination means in the irradiation direction from the imaging direction of the step
A first calculating means for performing calculation based on the calculation result of the first calculating means.
Control means for driving and controlling the first drive means
And a second driver based on a calculation result of the second calculation means.
And second control means for driving and controlling the stage .
There is an effect that it is possible to cope with an irradiation target that does not have a transmitter or the like. Further, there is no need to dispose a receiver or the like on the ceiling surface, so that there is an effect that workability can be improved. Furthermore, since the irradiation direction of the illumination means is visually matched with the coordinates of the irradiation target of the image recognition means at the time of the initial setting, it is not necessary to input the coordinates of the illumination means and the imaging means, and it is possible to save labor at the time of construction. There is also an effect that can be done. Further, in the method of inputting the coordinates of the illumination means and the imaging means at the time of the initial setting, an error occurs in the irradiation direction of the illumination means due to a shift in the mounting position of the illumination means and the imaging means. The illumination direction is visually matched to the coordinates of the illumination target of the image recognition means, so that the displacement of the mounting position during construction can be absorbed, and the illumination means can track the illumination target with higher accuracy. There is also an effect. In addition, the imaging means
Can use lenses that are not wide-angle
Clearly captures even the irradiation target, making image recognition easy
There is an effect that can be.
【００３１】[0031]
【００３２】[0032]
【００３３】請求項２の発明は、撮像手段を複数台備
え、第２の演算手段が複数台の撮像手段の撮像方向から
照射目標の照明空間における３次元座標を演算している
ので、照明空間の床面に凹凸があっても正確に照射目標
を捕らえることができるという効果がある。According to a second aspect of the present invention, since a plurality of imaging means are provided and the second calculating means calculates three-dimensional coordinates in the illumination space of the irradiation target from the imaging directions of the plurality of imaging means, There is an effect that the irradiation target can be accurately captured even if the floor surface has irregularities.
【図１】参考例１の自動追尾照明装置を示す概略構成図
である。FIG. 1 is a schematic configuration diagram showing an automatic tracking illumination device of Reference Example 1.
【図２】同上の自動追尾照明装置を示す外観斜視図であ
る。FIG. 2 is an external perspective view showing the automatic tracking illumination device according to the first embodiment.
【図３】同上のＣＣＤカメラの撮像面と実際の照明空間
の関係を示す図である。FIG. 3 is a diagram showing a relationship between an imaging surface of the CCD camera and an actual illumination space.
【図４】同上のＣＣＤカメラの撮像面と実際の照明空間
の関係を示す詳細図である。FIG. 4 is a detailed diagram showing a relationship between an imaging surface of the CCD camera and an actual illumination space.
【図５】参考例２の自動追尾照明装置を示す概略構成図
である。FIG. 5 is a schematic configuration diagram showing an automatic tracking illumination device of Reference Example 2.
【図６】同上の自動追尾照明装置と照射目標の位置関係
を示す側面図である。FIG. 6 is a side view showing a positional relationship between the automatic tracking illumination device and the irradiation target according to the first embodiment.
【図７】同上のＣＣＤカメラの撮像面を示す図である。FIG. 7 is a diagram showing an imaging surface of the CCD camera of the above.
【図８】同上のスポットライトと照射目標の位置関係を
示す平面図である。FIG. 8 is a plan view showing the positional relationship between the spotlight and the irradiation target.
【図９】同上のスポットライトと照射目標の位置関係を
示す側面図である。FIG. 9 is a side view showing the positional relationship between the spotlight and the irradiation target.
【図１０】同上のスポットライトの床面への投影図であ
る。FIG. 10 is a projection view of the spotlight on the floor surface.
【図１１】実施形態１の自動追尾照明装置を示す概略構
成図である。FIG. 11 is a schematic configuration diagram illustrating an automatic tracking illumination device according to the first embodiment.
【図１２】同上の自動追尾照明装置と照射目標の位置関
係を示す側面図である。FIG. 12 is a side view showing a positional relationship between the automatic tracking illumination device and an irradiation target according to the first embodiment.
【図１３】同上の自動追尾照明装置の床面への投影図で
ある。FIG. 13 is a projection view onto the floor surface of the above automatic tracking illumination device.
【図１４】実施形態２の自動追尾照明装置を示す概略構
成図である。FIG. 14 is a schematic configuration diagram illustrating an automatic tracking illumination device according to a second embodiment.
【図１５】同上のＣＣＤカメラの床面への投影図であ
る。FIG. 15 is a projection view of the CCD camera on the floor surface.
【図１６】同上のＣＣＤカメラと照射目標の位置関係を
示す側面図である。FIG. 16 is a side view showing the positional relationship between the CCD camera and the irradiation target.
１ スポットライト ３ａ 水平駆動手段 ３ｂ 垂直駆動手段 ４ ＣＣＤカメラ ５ 画像認識装置 ６ 座標演算装置 ７ 可動制御装置 ８ 照射目標 ９ 照明空間 １３ 天井面 Reference Signs List 1 spotlight 3a horizontal driving means 3b vertical driving means 4 CCD camera 5 image recognition device 6 coordinate calculation device 7 movable control device 8 irradiation target 9 illumination space 13 ceiling surface
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平１−296502（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−260002（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−20904（ＪＰ，Ａ) 特開 平８−9228（ＪＰ，Ａ) 実開 平１−80701（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) F21S 10/00 H04N 5/22 - 5/257 H05B 37/02 F21W 131:406 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuation of front page (56) References JP-A-1-296502 (JP, A) JP-A-6-260002 (JP, A) JP-A-5-20904 (JP, A) JP-A 8- 9228 (JP, A) Japanese Utility Model 1-80701 (JP, U) (58) Fields investigated (Int. Cl. 7 , DB name) F21S 10/00 H04N 5/22-5/257 H05B 37/02 F21W 131: 406
Claims (2)
の照射方向を変化させる第１の駆動手段と、前記照明手
段の照明空間を撮像可能なように前記照明空間に配設さ
れた撮像手段と、前記撮像手段の撮像方向を変化させる
第２の駆動手段と、前記撮像手段の撮像方向を記憶する
記憶手段と、前記撮像手段の映像から照射目標を識別す
るとともに前記照射目標の座標を特定する画像認識手段
と、前記画像認識手段における前記照射目標の移動量か
ら前記第２の駆動手段の移動量を演算する第２の演算手
段と、前記第２の演算手段の演算結果と前記照明空間に
おける前記撮像手段及び前記照明手段の位置関係と前記
記憶手段に記憶された前記撮像手段の撮像方向とから前
記照明手段の照射方向の移動量を演算する第１の演算手
段と、前記第１の演算手段の演算結果に基づいて前記第
１の駆動手段を駆動制御する第１の制御手段と、前記第
２の演算手段の演算結果に基づいて前記第２の駆動手段
を駆動制御する第２の制御手段とを備えて成ることを特
徴とする自動追尾照明装置。[1 claim: a lighting unit having directivity, a first driving means for changing an irradiating direction of the lighting unit, the lighting hand
The lighting space of the step is arranged in the lighting space so that an image of the lighting space can be taken.
And changing the imaging direction of the imaging means
A second driving unit for storing an imaging direction of the imaging unit;
A storage unit, an image recognition unit that identifies an irradiation target from the image of the imaging unit and specifies the coordinates of the irradiation target, and a moving amount of the irradiation target in the image recognition unit.
A second calculating means for calculating the amount of movement of the second driving means from the
A step, a calculation result of the second calculation means and the illumination space.
The positional relationship between the imaging means and the illumination means in the
Forward from the imaging direction of the imaging means stored in the storage means
A first calculating means for calculating the moving amount of the illumination means in the irradiation direction;
And a step, based on a calculation result of the first calculation means,
First control means for driving and controlling the first drive means; and
The second driving means based on the calculation result of the second calculation means
And a second control means for controlling the driving of the automatic tracking illumination device.
算手段が複数台の前記撮像手段の撮像方向から前記照射
目標の前記照明空間における３次元座標を演算すること
を特徴とする請求項１記載の自動追尾照明装置。 2. The apparatus according to claim 2 , further comprising a plurality of said imaging means,
Calculating means for irradiating the light from the imaging directions of the plurality of imaging means.
The automatic tracking illumination device according to claim 1 , wherein three-dimensional coordinates of the target in the illumination space are calculated .
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- 1996-06-19 JP JP15863996A patent/JP3271900B2/en not_active Expired - Fee Related
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