JP3807415B2 - 監視カメラ装置 - Google Patents

Description

本発明は、広範囲の監視域を持つ監視カメラに関するものである。

従来、カメラとカメラの回転台とをドーム型のハウジングに収めた監視カメラが市販されている。この監視カメラは、回転台の動作により、水平方向のカメラの回転（パン）と垂直方向のカメラの回転（チルト）とを合わせて行うことができるため、複合カメラと呼ばれている。パン方向には、３６０度のエンドレスの回転が可能であり、また、チルト方向には０度から９０度、即ち、水平から垂直の方向までの回転が可能である。この複合カメラは、公共施設の天井などに設置され、コントローラの操作によって、所望の方角を撮影することができる。また、追尾している被写体が真下を通る場合でも、図１９に示すように、カメラ10が真下に向いた瞬間に、レンズを中心に１８０度回転し、そのまま追尾を続けることが可能であり、監視域の端から端まで映像を映し出すことができる。

図２０では、複合カメラ11を制御するコントローラ12と、複合カメラ11の映像を表示するモニタ13とが、同軸ケーブル16で複合カメラ11に接続されている状態を示している。コントローラ12は、操作部として、ジョイステック14と、テンキー15とを備えている。

この複合カメラ11は、例えば、入口の方向や出口の方向、窓の方向など、複数のカメラ位置をＩＤを付してコントローラ12にプリセットすることができる。プリセット後は、コントローラ12のテンキー15からカメラ位置のＩＤを入力するだけで、プリセットした方向にカメラを向かせることができる。

また、コントローラ12のジョイステック14は、カメラの移動速度を制御する場合に操作する。ジョイステックを傾けると、図１８に示すように、カメラは、ジョイステックの縦軸方向の成分に比例する速度でチルト方向に回転し、また、横軸方向の成分に比例する速度でパン方向に回転する。操作者は、モニタ13を見ながら、回転するカメラが所望の方向を映し出したとき、ジョイステックを中立位置に戻して、チルト方向及びパン方向の回転を停止させる。

本発明の発明者等のグループでは、パン方向に３６０度のエンドレス回転が可能であり、チルト方向に１８０度に渡る回転が可能である新しい複合カメラを開発した。この複合カメラは、移動方向の自由度が増したことにより、目標のカメラ位置まで最短経路を通って迅速に移動することができる。また、この複合カメラは、ズームアップした時の画角を２度程度に設定することができ、局所の拡大表示が可能である。

しかし、カメラの移動方向が自由になり、また、高ズーム化すると、表示されている画像がどこを映したものであるのか、把握することが難しくなる。そのため、カメラの向きを遠隔制御して、監視域をズームアップしながらモニタリングするような場合、現在どこを見ているのか判別しにくく、また、目的の場所にカメラを向けるために、どの方向に制御すれば良いのか、操作に迷うという問題点がある。

本発明は、こうした課題を解決するものであり、目標物の方向に正確且つ簡単にカメラを向けることができる監視カメラ装置を提供することを目的としている。

本発明の監視カメラ装置は、パン角度と名称表示文字との関係を設定したテーブルを格納するメモリとを備え、前記名称表示文字の一部が入力されたとき、前記テーブルから前記名称表示文字を抽出し、抽出した全ての名称表示文字と関係付けて設定されているパン角度に監視カメラを順次制御するように構成している。

そのため、操作者は、モニタ画像からカメラの撮影方向を把握することが可能であり、カメラ操作を効率的且つ正確に行うことができる。

本発明の監視カメラ装置では、パン角度と名称表示文字との関係を設定したテーブルを格納するメモリとを備え、前記名称表示文字の一部が入力されたとき、前記テーブルから前記名称表示文字を抽出し、抽出した全ての名称表示文字と関係付けて設定されているパン角度に監視カメラを順次制御することで、カメラの方向を制御して監視域をモニタリングする操作者は、目標物の方向に正確且つ簡単にカメラを向けることができる。

（第１の実施形態）
本発明の実施形態における複合カメラは、図１３の側断面図及び図１４の平面図に示すように、円筒形のカメラベース107と半球状のカメラカバーとから成るハウジング内に、監視用のカメラ102と、カメラ102を直接保持するチルト回転台105と、３６０度のエンドレス回転が可能なパン回転台103と、パン回転台103に立設された一対の支柱113と、この支柱113にチルト回転台105を軸支するチルト回転軸106と、ハウジング内への電源の供給や電気信号の入出力のための接点として作用するスリップリング112とを備えており、その他に図示を省略しているが、パン回転台103やチルト回転台104の回転機構、回転の駆動源となるモータ、モータの駆動制御部、映像信号を増幅する増幅回路、複合カメラの動作を制御する制御部などを備えている。また、パン方向の回転基点を定めるため、ハウジングの基点位置に磁石117が固定され、パン回転台103には、この磁石117の磁界を検知する原点ホール素子32が設置されている。

カメラ102を保持するチルト回転台105は、チルト回転軸106を中心に１８０度に渡って回転が可能であり、その結果、カメラ102は、図１３のＡ点（108）の方向から、最下点Ｂ（109）を通過して、Ｃ点（110）の方向まで可逆的に向きを変えることができる。

また、パン回転台103は、その回転軌跡206を図１４に示すように、３６０度に渡って水平方向に回転することができる。

また、スリップリング112は、固定部から可動部への電源供給や、固定部と可動部との間の電気信号の導通を実現する。

従って、この複合カメラを天井に取り付け、遠隔制御によりチルト回転台105の回転角度を調整し、パン回転台103を所定の方向に回転させることによって、監視域の全ての方向をカメラ102で撮影することができる。

図２は、この複合カメラの内部構成を機能ブロックで表している。パン回転台103及びチルト回転台105の回転制御機構として、回転するモータ24、28と、モータ24、28の回転数を検出するエンコーダ25、29と、エンコーダ25、29の検出結果を基にモータ24、28を駆動するモータドライバ23、27と、モータ24、28の回転を減速してパン回転台103及びチルト回転台105に伝える減速機構26、30と、パンの基点に配置された磁石117の磁界に感応する、パン回転台103に設置された原点ホール素子32と、チルトの端点位置に配置された磁
石の磁界に感応する、チルト回転台105に１８０度離間して設置された端点ホール素子33と、ホール素子32、33の検知信号からパンの原点及びチルトの端点を検出するホール素子検出部31と、ホール素子検出部31の検出結果を基にモータドライバ23、27を制御するモータ制御部22とを備えている。

また、カメラレンズ部の制御機構として、ズーム及びフォーカス調整のためのステッパモータ36、40と、ステッパモータ36、40に駆動用のパルスを出力するモータドライバ35、39と、ステッパモータ36、40の回転を減速してレンズ機構に伝える減速機構37、41と、ズーム調整の限界を検出するリミットスイッチまたはフォトインタラプタ38と、フォーカス調整の限界を検出するフォトインタラプタ42と、モータドライバ35、39を制御するレンズ制御部34と、アイリスを調整するドライバ43とを備えている。

また、映像信号を出力するカメラ部として、撮像を行うＣＣＤ44と、映像信号を符号化するＤＳＰ45と、画像に重畳する文字や図形を発生する文字発生器48と、画像データの書き込み・読み出しを行う画像メモリ46とを備えている。

さらに、コントローラから入力する制御信号に基づいて複合カメラの動作を制御するカメラ制御部21と、データを蓄積するメモリ（Ｅ2ＰＲＯＭ）47とを備えている。

また、複合カメラは、図３に示すように、同軸ケーブル16を通じて、複合カメラ11を制御するコントローラ12と、映像を表示するモニタ13とに接続し、コントローラ12は、操作部として、ジョイスティック14及びテンキー15の他に、後述する方角表示文字の表示／非表示を選択するスイッチ17を備えている。

また、図４に示すように、複合カメラ11を、ＲＳ４８５シリアル通信（18）によりパソコン19と接続し、パソコン19の画面に複合カメラ11の映像を表示しながら、パソコン19から複合カメラ11を制御することも可能である。

また、ここでは、コントローラ12やパソコン19に一台の複合カメラ11が接続している場合を示しているが、複数の複合カメラをコントローラ12やパソコン19に接続して、それらの複合カメラをコントローラ12やパソコン19で制御することも可能である。

この複合カメラでは、パン方向のモータ24の回転を検出するエンコーダ25の出力パルスがモータ制御部22に伝えられ、また、原点ホール素子32によるパンの基点の検出時点が、ホール検出部31を通じてモータ制御部22に伝えられる。モータ制御部22は、パン回転台が一回転する間にエンコーダ25から出力されるパルス数をｐとするとき、原点ホール素子32がパンの基点を検出してからのエンコーダ25の出力パルス数ｍをカウントし、
Ｐt＝ｍ×３６０／ｐ
により、現在のパン角度Ｐtを算出する。算出された現在のパン角度Ｐtはメモリ47で保持される。

また、同様に、チルト方向のモータ28の回転を検出するエンコーダ29の出力パルスがモータ制御部22に伝えられ、また、端点ホール素子33によるチルト端点の検出時点が、ホール検出部31を通じてモータ制御部22に伝えられる。モータ制御部22は、チルト回転台が半回転する間にエンコーダ29から出力されるパルス数をｑとするとき、端点ホール素子33がチルトの端点を検出してからのエンコーダ29の出力パルス数ｎをカウントし、
Ｔt＝９０−（ｎ×１８０／ｑ）
により、現在のチルト角度Ｔtを算出する。即ち、チルト角は、真下の方向を０度として角度が算出される。チルト角の取り得る範囲は＋９０度から−９０度までである。算出された現在のチルト角度Ｔtはメモリ47で保持される。

また、レンズ部で撮影される画像の画角は、ズーム量を規定するステッパモータ36の回転量で決まり、これはステッパモータ36に出力されるパルス数によって決まる。同様に、レンズ部の焦点距離は、ステッパモータ40に出力されるパルス数によって決まる。レンズ制御部34は、ステッパモータ36、40を正方向に回転するために出力されたパルスを＋に、負方向に回転するために出力されたパルスを−にカウントして、モータドライバ35、39から出力されたパルス数を累積する。この累積パルス数は、現在の画角Ｚt及び焦点距離Ｆtを表すデータとしてメモリ47で保持される。

こうして、メモリ47には、複合カメラの現在の状態量を表すデータとして、Ｐt、Ｔt、Ｚt及びＦtが記録される。

また、この複合カメラでは、図１に示すように、画像に重ねて方位を表示するために、メモリ47に、図７に示すテーブル（方位指定テーブル）が保持されている。このテーブルには、パン角度の範囲と、チルト角度の範囲と、パン角度及びチルト角度が該当する範囲に位置するときに画面に表示する文字（方位表示文字）のコードとが記述されている。

図５は、方位表示文字が表示されるパン角度の範囲を図示し、図６は、方位表示文字が表示されるチルト角度の範囲を図示している。チルト角度がｂ１から−ｂ１まで、即ち、天井に設置されたカメラが真下近傍を向いているときは、パン角度の如何に関わらず、方位表示文字は表示されない。これは、床部分の画像を表示している場合、方位情報を知らせる価値が低いと考えられるからである。

チルト角がｂ１から９０度の間にあるとき、及び、チルト角が−ｂ１から−９０度の間にあるときは、パン角が図５の斜線の範囲にある場合に、図１及び図６に示すように、画面の下端に該当する方位表示文字が表示される。

ここで注意すべき点は、パン角度が同じであっても、チルト角がｂ１→９０度の場合と、−ｂ１→−９０度の場合とでは、表示される方位表示文字が異なる点である。例えば、パン角度が４５度の場合、チルト角がｂ１→９０度の範囲であれば「北東」と表示されるが、チルト角が−ｂ１→−９０度の範囲であれば、北東の反対の「南西」と表示される。

ここでは、方位表示文字として、東、北、西、南、北東、北西、南東、南西の８方位を表示する場合を例示している。パン角度がそれらの方位から＋側及び−側に角度ａ０だけずれていても方位表示文字は表示される。

図７の方位指定テーブルには、こうした関係が全て記述されている。なお、このテーブルにおいて、チルト角度について規定するｂ１の値を０にすることも勿論可能である。

この複合カメラの動作は、図３のコントローラ12、あるいは図４のパソコン19により制御される。コントローラ12またはパソコン19からはコマンドが送信され、複合カメラ11のカメラ制御部21は、受信したコマンドを解釈して各部の動作を制御する。

カメラの方向を変えるために操作者がコントローラ12のジョイスティック14を傾けると、この操作に応じて、コントローラ12からは、カメラの速度制御を表すコマンドとともに、図１８に示すように、傾いたジョイスティック14のｘ軸成分を表すデータＶpanとｙ軸成分を表すデータＶtiltとが複合カメラ11に送信される。複合カメラ11のカメラ制御部21は、受信したコマンドを解釈して、データＶpan及びデータＶtiltをモータ制御部22に送り、モータ制御部22は、Ｖpanの速度でパン回転を行うようにモータドライバ23を制御し、Ｖtiltの速度でチルト回転を行うようにモータドライバ27を制御する。

また、操作者がジョイステックを中立位置に戻すと、同様に、コマンドとともにＶpan＝０、Ｖtilt＝０のデータが複合カメラに送られ、チルト方向及びパン方向の回転が停止される。

カメラが向きを変えるとき、前述するように、現在のカメラの状態量を表すＰt、Ｔt、Ｚt及びＦtのデータが保持される。複合カメラ11のカメラ制御部21は、このデータのＰt（パン角度）及びＴt（チルト角度）を方位指定テーブルのパン角度及びチルト角度の範囲と比較し、現在のＰt及びＴtを含む範囲が存在する場合には、対応する方位表示文字の文字コードを文字発生器48に出力する。また、このとき、カメラ制御部21は、方位表示文字の出力位置を文字発生器48に対して指示する。

ＣＣＤ44は、カメラが向けられた方向を撮像し、その映像信号をＤＳＰ45に出力する。文字発生器48は、ＤＳＰ45に、指定された位置に表示する方位表示文字を出力する。

ＤＳＰ45は、方位表示文字が重畳された画像を符号化し、符号化された画像データが画像メモリ46に一旦書き込まれた後、画像メモリ46から読み出されてモニタ13に出力される。

こうしてモニタには、指定された画像位置に方位表示文字が重畳された画像が表示される。

なお、コントローラ12には、この方位表示文字の表示／非表示を選択するスイッチ17が設けられており、操作者がスイッチ17で非表示を選択した場合には、方位表示文字非表示のコマンドが複合カメラ11に送られ、カメラ制御部21は、方位表示文字の表示を停止する。

また、この複合カメラは、方位が指定されると、その方位に自動的にカメラを向けることができる。

例えば、操作者が、パソコン19から「北」を指定して、その方位に向くように指示した場合には、複合カメラ11のカメラ制御部21は、受信したコマンドを解釈して、メモリ47に保持されている方位指定テーブルから、表示が「北」である欄のパン角度及びチルト角度を読み出す。ここでは、パン角度９０±ａ０、チルト角度ｂ１→９０の第５欄のデータと、パン角度２７０±ａ０、チルト角度−ｂ１→−９０の第１４欄のデータとが読み出される。パン角度については、その範囲の中心角度を選定し、チルト角度については、予め設定された角度（ここでは±ｂ１とする）を選定することにより、第５欄のデータから第１のカメラ目標位置（Ｐ1＝９０、Ｔ1＝ｂ1）を設定し、また、第１４欄のデータから、第２のカメラ目標位置（Ｐ2＝２７０、Ｔ2＝−ｂ1）を設定する。

次に、現在の状態量のＰt及びＴtを読み出し、現在のカメラ位置から第１のカメラ目標位置及び第２のカメラ目標位置への経路の中で最短経路を求める。

この複合カメラでは、現在のカメラ位置（Ｐt、Ｔt）から１つの目標カメラ位置（Ｐo、Ｔo）への移動経路が、４通り存在する。

第１は、右旋回のパン回転と、同一領域内でのチルト回転（現在のチルト角が正領域にある場合には正領域内でのチルト回転、また、現在のチルト角が負領域にある場合には負領域内でのチルト回転）とによって目標カメラ位置に到達する経路
第２は、左旋回のパン回転と、同一領域内でのチルト回転とによって目標カメラ位置に
到達する経路
第３は、異なる領域に移るチルト回転（０度を通過して正領域から負領域に、または負領域から正領域に移動するチルト回転）と、右旋回のパン回転とによって目標カメラ位置に到達する経路
第４は、異なる領域に移るチルト回転と、左旋回のパン回転とによって目標カメラ位置に到達する経路
この各移動経路でのパン回転角及びチルト回転角は、図１１のようになる。複合カメラ11のカメラ制御部21は、現在のカメラ位置から第１のカメラ目標位置及び第２のカメラ目標位置への４×２通りの移動経路を求め、各移動経路のパン回転角及びチルト回転角の内、大きい方の回転角に着目して、その回転角が最も小さい移動経路を最短経路として選択する。これは、目標カメラ位置へ移動するためにパン方向の回転とチルト方向の回転とを並行して行う場合に、パン回転角及びチルト回転角の内、大きい方の回転角によって目標カメラ位置への到達時間が決まるからである。

カメラ制御部21は、最短経路を選択すると、モータ制御部22に対して、選択した移動経路でのパン回転角及びチルト回転角だけパン及びチルト回転するように指示する。

モータドライバ23は、モータ制御部22を通じて指示されたパン回転角だけモータ24を回転し、エンコーダ25の出力から、指示された角度だけモータ24が回転したことを検出すると、モータ24の回転を停止する。同様に、モータドライバ27は、モータ制御部22を通じて指示されたチルト回転角だけモータ28を回転し、エンコーダ29の出力から、指示された角度だけモータ28が回転したことを検出すると、モータ28の回転を停止する。その結果、カメラは北に向いて、撮影が開始される。

また、カメラ制御部21は、文字発生器48に対して「北」の文字コードを出力し、また、その「北」の出力位置を指示する。

ＣＣＤ44はカメラが向けられた方向の画像を撮像し、その映像信号をＤＳＰ45に出力する。文字発生器48は、このＤＳＰ45に、指定された位置に表示する「北」の文字を出力する。ＤＳＰ45は、「北」が重畳された画像を符号化し、符号化された画像データが画像メモリ46に一旦書き込まれた後、画像メモリ46から読み出されてモニタ13に出力される。

このとき、選択された最短経路において、チルト回転が０度を通過して異なる領域に移る場合（即ち、第３または第４の移動経路を選択した場合）には、画像メモリ46からの画像データの読み出しを、それまでとは逆の順序で行う。こうすることにより、モニタ13に表示される画像の逆転を防ぐことができる。また、カメラ制御部21は、この画像メモリ46からの画像データの読み出し方向を考慮して、文字発生器48に対し、「北」の出力位置を指示することになる。

なお、実際に画像データの読み出し方向を切り換える切換点（カメラ位置）としては、チルト角が０度以外の２点を設定し、一方の点を超えてチルト角が−側に進む場合に画像データの読み出し方向を切り換え、また、他方の点を超えてチルト角が＋側に進む場合に、画像データの読み出し方向の切り換え解除を行うようにする。このように、画像データの読み出し方向の切り換えにヒステリシスを持たせることにより、切換点近辺での頻繁な画像反転の発生を防止できる。

次に、複合カメラ11のメモリ47に方位指定テーブルを記録する方法について説明する。

まず、複合カメラの工場出荷段階で、メモリ47に図７のテーブルを初期設定する。次に、この複合カメラを、建物の天井など、設置予定場所に取り付けた後、その現場で初期設
定されたテーブルを実際の方位に合わせて修正する。この修正のために設置後のカメラを手操作で回転し、例えば「東」の方向に向ける。複合カメラのカメラ制御部21は、そのときのパンの基点からのパン角度と、初期設定されている「東」の方向のパン角度とを比較してその差分（α）を求め、図１２に示すように、初期設定テーブルに記述されているパン角度の全てについてαを加算する。

このように、テーブルに記述されている１つの方向について位置合わせを行えば、他の方向のデータは自動的に修正することが可能である。

また、この修正作業時に、手操作に代えて、コントローラやパソコンを使用して複合カメラを回転し、位置合わせを行うことも可能である。また、複合カメラ設置から一定期間が経過するごとに、コントローラやパソコンを操作して複合カメラを基準方位に位置合わせし、方位指定テーブルをメンテナンスすることもできる。

こうしたデータ修正作業にパソコンを使用する場合には、複合カメラに保持されている方位指定テーブルのデータをパソコンに一旦読み出し、また、複合カメラが位置合わせのために回転した基準方位までの回転量のデータを複合カメラから取得して、テーブルの修正をパソコンで行い、修正後のテーブルのデータをパソコンから複合カメラにダウンロードすることが可能になる。こうすることで複合カメラの演算処理の負担が大幅に軽減される。

また、複合カメラに方向センサ（ジャイロ）を設置し、方向センサが指し示す方向にカメラの方向を合わせ、そのときのパン角度と方位指定テーブルに規定されている北のパン角度との差分を求め、この差分に基づいてテーブルのデータを修正するようにしても良い。また、この場合、複合カメラの設置位置の緯度・経度データをパソコンに入力し、ジャイロの示す方向の地磁気による影響を補正することにより、一層の正確性を保つことができる。

また、図８に示すように、チルト角度に応じて、方位表示文字に上、中、下を加え、「北上」「北中」「北下」のような表示を行うことも可能である。この場合、図９に示すように、方位指定テーブルにおけるチルト角度の範囲を複数に区分し、各区分に対応する表示文字を設定する。

また、複合カメラのパン角度が図５の斜線の範囲から外れる場合に、
「北→」「←北」「北東→」「←北東」‥
のように、近傍の方位を矢印でガイド表示することも可能である。この場合、図１０（ａ）に示すように、図５の斜線から外れる各範囲を等しい角度で二分し、二分したそれぞれのパン角度の範囲に対応して、近い方の方位と矢印とから成るガイド表示を方位指定テーブルに設定する。

例えば、（０＋ａ０）から（４５−ａ０）の間では、その中間の（４５／２）度を境にして、（０＋ａ０）から（４５／２）までは、近い「東」を矢印で表示し（東→）、（４５／２）から（４５−ａ０）までは、近い「北東」を矢印で表示する（→北東）（但し、この場合、チルト角度が「ｂ１〜９０」の間であるとする）。

また、このとき、図１０（ｂ）に示すように、ガイド表示の表示位置を予め方位指定テーブルに設定しておけば、矢印の向きに応じて、画面の右下（ｃ）、または、画面の左下（ｄ）にガイド表示を表示することができる。このような表示形態の方が、カメラ操作を行う操作者に、方向性を強く認識させることが可能である。

また、画面上での方位表示文字やガイド表示の表示／非表示を、カメラの回転速度と連動させて切り替えることも可能である。例えば、方位表示文字をカメラの回転が停止しているときだけ表示したり、ガイド表示をジョイスティックの操作が開始されたときにだけ表示することができる。

この場合、複合カメラのカメラ制御部21は、コントローラからのコマンドを解釈して、カメラの回転が指示されると方位表示文字の表示を停止したり、カメラの回転が指示されたときにだけガイド表示を実行するように、文字発生器48への指示を制御する。

このように、方位表示文字をカメラ停止時にだけ表示する場合には、カメラの移動速度に合わせて高速で方位を算出する必要がなくなり、複合カメラの演算負担を軽減することができる。

また、ガイド表示をジョイスティック操作時にだけ表示する場合には、操作者のカメラ操作を容易にし、また、カメラ停止時には、ガイド表示による画像の隠蔽を無くし、画像を見やすくする。

また、方位指定テーブルにおいて、パン角度の正確な方位からのずれ量（許容トレランス）を規定するａ０を、画角の関数、つまり、ズーム量Ｚの関数（ａ０＝φ（Ｚ））として設定することにより、方位表示文字が表示される許容トレランスを画角に応じて規制することができ、ズーム量が高い（画角が狭い）場合の許容トレランスを狭めることができる。

この場合、複合カメラのカメラ制御部21は、現在のカメラの状態量を表すＰt、Ｔt、Ｚt及びＦtのデータの中からＺtを用いてａ０＝φ（Ｚt）を算出し、パン角度の正確な方位角度からのずれが±ａ０の範囲に入る場合にのみ、方位表示文字を画面に表示する。

このように、画角が狭いときの許容トレランスを小さくすることにより、監視域の一部を拡大表示して、カメラの向きを目標の方位に正確に合わせる操作が可能になる。

また、このＺtを閾値と比較することにより、画角が所定値より大きい広角画像の場合、つまり、方位を表示しなくても画像の方向が認識できる場合に、方位表示文字の表示を停止することもできる。

また、このａ０を、コントローラで指定する値ｘの関数（ａ０＝φ（ｘ））として設定した場合には、操作者が許容トレランスを決めることが可能になる。

また、方位表示文字を表示する場合に、カメラの方向とその方位とのずれ量（ずれ角度）を併せて表示することも可能である。この場合、複合カメラのカメラ制御部21は、現在のカメラの状態量を表すＰtと方位の角度との差分を算出し、その差分の表示を文字発生器48を通じて行う。操作者は、表示されたずれ量を見て、カメラ操作を的確に行うことができる。

また、方位を指定して複合カメラをその方向に向かせる場合に、その方位の指定を、音声で入力できるように、コントローラ側の構成を変えることも可能である。

（第２の実施形態）
第２の実施形態では、カメラの方向に応じてユーザの要求に合わせた表示を行う複合カメラについて説明する。

この複合カメラは、例えば図１５に示すように、設置された室内において、ドアの方向を向いた場合には、画面の下端に「ドア」と表示され、玄関の方向を向いた場合には、「玄関」と表示される。

この複合カメラのメモリ47には、設定に基づいて、図１６に示すように、許容トレランスが±ａ０に設定されたパン角度と、許容トレランスが±ｂ０に設定されたチルト角度と、目標物を表示する表示文字コードとを対応付けて記述したテーブル（ユーザ・カスタマイズテーブル）が格納されている。

この複合カメラでは、第１の実施形態と同様に、現在のカメラの状態量を表すＰｔ及びＴｔが、ユーザ・カスタマイズテーブルに記述されたパン角度及びチルト角度に一致すると、対応する表示が画像に重畳されてモニタの画面に表示される。

また、操作者が例えば「玄関」を指定すると、ユーザ・カスタマイズテーブルから「玄関」に対応するパン角度及びチルト角度が読み出され、現在のカメラ位置から最短経路を辿って玄関を表示するカメラ位置にカメラの向きが移動する。このときの動作は第１の実施形態の場合と同様である。

さらに、この複合カメラでは、例えば「ドア」がワイルドカードとして入力された場合に、「ドア１」「ドア２」‥と云うように、カメラが旋回して、各ドアの方向の画像を、目標物の表示文字とともに、順番に表示することができる。

この場合、複合カメラのカメラ制御部21は、ユーザ・カスタマイズテーブルから「ドア」と云う文字を含む表示に対応するパン角度及びチルト角度を順番に読み出し、回転台のパン角度及びチルト角度をそれに合わせて制御する。

次に、複合カメラ11のメモリ47にユーザ・カスタマイズテーブルを記録する方法について説明する。

まず、複合カメラが設置される建物の建築図面から、複合カメラの設置位置と目標物との位置関係に基づいて、各目標物を表示するためのパン角度及びチルト角度を算出し、その算出データ及び目標物の表示名を入力してユーザ・カスタマイズテーブルを複合カメラのメモリ47に初期設定する。次に、この複合カメラを、建物に実際に取り付けた時、カメラ位置を目標物の１つに合わせて、そのパン角度とその目標物の初期設定値との差分（α）を算出し、その差分（α）を、初期設定テーブルに記述されている、各目標物に対応するパン角度の全てに加算する。こうした方法により、複合カメラ設置現場での調整作業を減らしてユーザ・カスタマイズテーブルを設定することが可能になる。また、このとき、建築図面のＣＡＤデータを利用して、各目標物を表示するためのパン角度及びチルト角度を算出するようにしても良い。

また、複合カメラを建物に設置した後、コントローラやパソコンを使用して、カメラ位置を個々の目標物に設定し、そのパン角度及びチルト角度を、目標物の表示文字とともに登録することによりユーザ・カスタマイズテーブルを完成させることも可能である。また、同じようにして、既に登録したユーザ・カスタマイズテーブルの修正が可能である。この場合、ワイルドカードを利用して、例えば各ドアを順番に表示して修正を行うことにより、テーブルの修正作業を効率化できる。

また、ユーザ・カスタマイズテーブルに基づいて、例えば玄関を表示したとき、「玄関」という文字が映像の邪魔にならない位置、あるいは、黒い背景の見やすい位置に表示されるように、表示文字の画面上の位置をユーザ・カスタマイズテーブルに予め登録するこ
とも可能である。これは図１０（ｂ）の場合と同様である。

また、ジョイスティックの制御でカメラが回転しているとき、ユーザ・カスタマイズテーブルに登録された目標物を表示文字で表示するパン角度及びチルト角度の範囲にカメラが入ると、複合カメラが自動的に回転速度を減速するように動作させることもできる。これは、ユーザ・カスタマイズテーブルに登録された目標物は監視の重要ポイントであるため、その位置をゆっくり、丁寧に表示しようとする趣旨である。この場合、複合カメラのカメラ制御部21は、現在のパン角度及びチルト角度がユーザ・カスタマイズテーブルに登録されたパン角度及びチルト角度の範囲に入ると、コントローラの制御を離れて、独自にモータ制御部22に対して、減速の指示を出す。

また、目標物の方向を矢印で表示するガイド表示や、画角に対応する許容トレランスの設定など、第１の実施形態で説明した各手法は、ユーザ・カスタマイズテーブルを使用する場合にも適用できる。

また、複合カメラのメモリ47に、方位指定テーブルとユーザ・カスタマイズテーブルとを登録し、方位の表示と目標物の表示とを併せて行うこともできる。また、この場合、方位及び目標物の両方が表示されるカメラ位置において、一方のテーブルに優先権を持たせて、そのテーブルに基づく表示だけを行うようにしても良い。こうすることにより、画面上の表示の繁雑さを避けることができる。

（第３の実施形態）
第３の実施形態では、方位や目標物を表示する文字を、撮影方向のパン移動に同期させて、画面上で反対方向に同じように動かす表示について説明する。

画面上での表示文字の移動は、パン速度とズーム量（画角）とに依存する。図１７は、パン速度（Ｖｐａｎ＝ｄθ／ｄｔ）が同じであっても、画角（φ１、φ２）によって画面上での表示文字の移動量（ｄｌ1、ｄｌ2）が異なることを示しており、図１７（ａ）は画角が狭い場合、図１７（ｂ）は画角が広い場合を示している。

ここで、画角φは、レンズ部のズーム量（Ｚ）によって決まる値である。画面の横の長さをＬとすると、表示文字の移動量ｄｌは
ｄθ／φ＝−ｄｌ／Ｌ
の関係にある。従って、
ｄθ／ｄｔ＝Ｖｐａｎ＝−φ／Ｌ・ｄｌ／ｄｔ
から
ｄｌ／ｄｔ＝−Ｖｐａｎ・Ｌ／φ
となる。

複合カメラのカメラ制御部21は、コントローラからパン速度Ｖｐａｎが入力した場合、複合カメラの現在のズーム状態量（Ｚｔ）によって決まる画角φ（Ｚｔ）とＬとから、表示文字の移動速度（−Ｖｐａｎ・Ｌ／φ（Ｚｔ））を算出し、この値に基づいて、文字発生器48に、方位表示文字や目標物表示文字の表示位置を指定する。

その結果、方位表示文字や目標物表示文字は、パン旋回に同期して、画面上で表示位置を左右に移動する。そのため、操作者は、カメラの現在位置を的確に把握することが可能になり、カメラ位置を容易に方位や目標物に正確に一致させることができる。

なお、実施形態では、３６０度のパン回転及び１８０度のチルト回転が可能な複合カメラについて説明してきたが、本発明は、少なくとも１軸以上の旋回軸を持つ監視カメラ装
置に適用することができる。

本発明にかかる監視カメラ装置は、目標物の方向に正確且つ簡単にカメラを向けることができ、特に広範囲を監視する監視カメラとして有用である。

第１の実施形態の複合カメラが表示する画像を例示する図 実施形態の複合カメラの構成を示すブロック図 第１の実施形態の複合カメラの制御系を示す図 第１の実施形態の複合カメラの他の制御系を示す図 第１の実施形態の複合カメラで表示する方位とパン角度との関係を示す図 第１の実施形態の複合カメラにおいて、チルト角度と表示文字の表示／非表示の関係を示す図 第１の実施形態の複合カメラで保持されるテーブルを示す図 第１の実施形態の複合カメラにおいて、チルト角度範囲と表示文字との関係を示す図 第１の実施形態の複合カメラにおいて、チルト角度範囲に応じて表示文字を変える場合に保持されるテーブルを示す図 第１の実施形態の複合カメラにおいて、許容トレランスを超えたときのガイド表示を規定するテーブル（ａ）（ｂ）とガイド表示の表示形態（ｃ）（ｄ）を示す図 第１の実施形態の複合カメラで最適経路を求めるために計算する各移動経路のパン回転角及びチルト回転角を示すデータの図 第１の実施形態の複合カメラで保持されるテーブルの修正状態を示す図 実施形態の複合カメラの構造を示す側断面図 実施形態の複合カメラの構造を示す平断面図 第２の実施形態の複合カメラにおいて名称が表示される目標物を示す図 第２の実施形態の複合カメラで保持されるテーブルを示す図 第３の実施形態の複合カメラにより表示される表示文字の画面上での動きを説明する説明図 従来の複合カメラ装置で行われているカメラ速度制御を説明する説明図 従来の複合カメラの動作を説明する図 従来の複合カメラ装置の制御系を示す図

符号の説明

10 カメラ
11 複合カメラ
12 コントローラ
13 モニタ
14 ジョイステック
15 テンキー
17 表示／非表示選択スイッチ
18 ＲＳ４８５シリアル通信部
19 パソコン
21 カメラ制御部
22 モータ制御部
23、27 モータドライバ
24、28 モータ
25、29 エンコーダ
26、30 減速機構
31 ホール素子検出部
32 原点ホール素子
33 端点ホール素子
34 レンズ制御部
35、39 モータドライバ
36、40 ステッパモータ
37、41 減速機構
38 リミットスイッチ／フォトインタラプタ
42 フォトインタラプタ
43 ドライバ
44 ＣＣＤ
45 ＤＳＰ
46 画像メモリ
47 メモリ（Ｅ2ＰＲＯＭ）
102 カメラ
103 パン回転台
105 チルト回転台
106 チルト回転軸
107 カメラベース
112 スリップリング
113 支柱
117 磁石

Claims (1)

1. 少なくとも１軸以上の旋回軸を持ち、監視カメラからの映像信号に名称表示文字を重畳させた画像データを生成して送出する監視カメラ装置において、パン角度と名称表示文字との関係を設定したテーブルを格納するメモリとを備え、前記名称表示文字の一部が入力されたとき、前記テーブルから前記名称表示文字を抽出し、抽出した全ての名称表示文字と関係付けて設定されているパン角度に監視カメラを順次制御することを特徴とする監視カメラ装置。

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