JP4350174B2 - リモート雲台システム - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はリモート雲台システムに係り、特に雲台に搭載したカメラを自動動作させるリモート雲台システムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
リモート雲台システムは、カメラを雲台に固定し、雲台コントローラによって雲台をパン・チルト動作させることによりカメラの撮影方向（撮影位置）を移動させるとともに、雲台コントローラによってカメラ（レンズ）のフォーカスやズーム等の撮影条件を調整し、遠隔操作により撮影を行えるようにしたものである。
【０００３】
このようなリモート雲台システムにおいて、従来、ショット機能やトレース機能といったカメラの撮影位置や撮影条件を自動で制御する機能を搭載したものが知られている。ショット機能は、予めメモリに所望の撮影位置、撮影条件を記憶させておけば、例えばスイッチ（ショットスイッチ）の押下操作により現在の撮影位置から登録した撮影位置にカメラを自動で移動させることができ、同時に登録した撮影条件にカメラを自動で調整することができるというものである。複数の撮影位置、撮影条件を登録可能にしたものでは、例えば、登録可能な数分のショットスイッチが雲台コントローラに設けられ、各ショットスイッチを押すことによりそのショットスイッチに対応する撮影位置、撮影条件にカメラが自動で設定される。
【０００４】
また、トレース機能は、予め所定時間内のカメラの動作をメモリに登録しておけば、トレース機能を実行（例えば、トレーススイッチの押下操作）することによりその登録したカメラの動作が自動で再現されるというものである。
これらのショット機能やトレース機能を使用することにより、所望の撮影位置の画像を即座に得ることができるとともに、所望の撮影動作を簡易に再現することが可能となる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、周囲の風景に複数の撮影したいポイントがある場合等に、映像を流しながらカメラの撮影方向を移動させて各ポイントを順に映し出したい場合がある。例えば、１台の監視カメラで複数の監視ポイントを撮影した場合等である。このような場合に、ショット機能でこれを行うときには、ポイントとなる各撮影位置をメモリに登録しておき、各撮影位置に対応するショットスイッチを順次撮影者が押すことによってカメラを順次ポイントとなる撮影位置に移動させることができる。また、トレース機能でこれを行うときには、各ポイントを通過するように予めカメラの撮影位置を操作してこの撮影軌道をメモリに登録し、トレーススイッチを押下して登録した撮影軌道を再現させる。
【０００６】
しかしながら、上述のようにショット機能で行う場合には、各ポイントにカメラの撮影位置が到達する度に撮影者がショットスイッチを押して次の撮影位置を指定しなければならず操作に手間を要するとともに、各ポイントで一度カメラの動作が停止してしまうため滑らかな撮影動作を実現するのが難しいという問題があった。
【０００７】
また、上述のようにトレース機能で行う場合には、メモリに登録したカメラの撮影動作が忠実に再現されるため、撮影動作をメモリに登録する際には各ポイントを通過するようにカメラの撮影位置を的確に移動させるとともに、各ポイントでピントやズームを的確に調整する必要がある。しかし、熟練のカメラマンであってもこのような操作を正確に実現することは困難であり、繰り返し登録のやり直しを行う場合が少なくないという問題があった。
【０００８】
本発明はこのような事情に鑑みてなされたもので、複数の撮影ポイントを一連の撮影動作で正確に自動撮影できるようにし、且つ、該撮影動作の設定、実行を容易に行うことができるリモート雲台システムを提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決する為の手段】
本発明は前は目的を達成するために、雲台に搭載されたカメラの撮影位置をコントローラによって制御するリモート雲台システムにおいて、カメラを所望の撮影位置及び撮影条件に設定した状態において前記撮影位置に対応させて、パンニング角度、チルティング角度、ズーム位置及びフォーカス位置により前記撮影位置及び撮影条件の登録を指示する登録指示手段と、前記登録指示手段によって指示された撮影位置及び撮影条件を複数記憶する記憶手段と、スムージング移動モード又は直線移動モードを選択するモード選択手段と、前記記憶手段に記憶された前記複数の撮影位置を通過するカメラの撮影軌道として、前記モード選択手段により前記スムージング移動モードが選択されている場合には、前記複数の撮影位置のパンニング角度、チルティング角度、ズーム位置及びフォーカス位置それぞれにスムージング処理を施した撮影軌道を求め、前記モード選択手段により前記直線移動モードが選択されている場合には、前記記憶手段に記憶された前記複数の撮影位置を直線で結んだパンニング角度、チルティング角度、ズーム位置及びフォーカス位置それぞれの撮影軌道を求める撮影軌道算出手段と、連続ショットの実行を指示する連続ショット指示手段と、前記連続ショット指示手段によって連続ショットの実行が指示されると、前記撮影軌道算出手段によって算出された撮影軌道に従ってカメラの撮影位置を自動で移動させるとともに、カメラの撮影条件を前記記憶手段に記憶した各撮影位置における撮影条件となるように変化させる制御手段と、を備えたことを特徴としている。
【００１０】
本発明によれば、複数の撮影位置及び撮影条件を記憶手段に予め記憶し、これらの撮影位置を順次通過するようにカメラの撮影軌道を決定し、連続ショットの実行が指示されると、この撮影軌道に従ってカメラを自動で移動させ、各撮影位置において上記撮影条件を満たすようにカメラを自動で動作させる。これにより、連続撮影動作において所望の複数の撮影ポイントを確実且つ正確に撮影できるとともに、その設定や実行を容易に行うことができる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下添付図面に従って本発明に係るリモート雲台システムの好ましい実施の形態について詳説する。
図１は本発明に係るリモート雲台システムの一実施の形態を示す全体構成図である。同図に示すようにリモート雲台システムは、リモート雲台１０（以下、単に雲台１０という。）と、雲台コントローラ１２とから構成される。雲台１０は、図示しないカメラを収納するハウジング１４と、カメラをパンニング及びチルティングさせる雲台本体１６とから構成される。ハウジング１４はカメラの撮影レンズに対向する前面に透明の保護ガラス（前面ガラス）１８を有し、この前面ガラス１８を介してハウジング１４内部からハウジング１４の外部の映像をカメラにより撮影する。
【００１２】
ハウジング１４は雲台本体１６から延設されたチルト軸に支持されている。このチルト軸は雲台本体１６に内蔵されたチルトモータによって回転駆動され、ハウジング１４内に収納されたカメラをチルティングさせる。また、雲台本体１６は図示しない据付台上に固定されたパン軸１９によって支持され、このパン軸１９は雲台本体１６に内蔵されたパンモータによって回転駆動され、カメラをパンニングさせる。
【００１３】
雲台コントローラ１２は、雲台１０にケーブルを介して接続される（雲台１０が例えば遠隔地に設置されている場合には一般回線等を介して接続される）。雲台コントローラ１２には、図２の平面図に示すように各種操作部材が設けられる。尚、図３は雲台コントローラ１２の側面図を示す。図２に示す操作桿（ジョイスティック）２０を上下左右に操作すると、雲台１０を上下左右にパン・チルト動作させることができ、フォーカスつまみ２２、ズームつまみ２４を回転操作するとカメラ（レンズ）のフォーカス、ズームを調整することができるようになっている。また、雲台コントローラ１２には各種押下スイッチが設けられ、同図に示す符号２６は連続スタート／ストップ（Ｓ／Ｓ）スイッチ、符号２８は連続実行用メモ（CONT MEMO ）スイッチ、符号３０は直線／スムージング選択（Ｄ／Ｓ）スイッチ、符号３２は登録消去（ＣＬＲ）スイッチ、符号３４はページＡ〜ベージＤまでのページ選択スイッチ、符号３６はショット１からショット１０までのショットＮｏスイッチである。符号３８はショットスピードつまみである。尚、これらのスイッチ、つまみの操作については後述する。
【００１４】
図４は、上記リモート雲台システムのシステム構成を示したブロック図である。同図に示すように雲台コントローラ１２は、各種情報の入出力を管理するとともに各種演算を行う演算部５０を備え、演算部５０はＣＰＵ５２及びＩ／Ｏユニット５４を有している。ＣＰＵ５２は、ＲＯＭ５６に格納されている制御プログラムに従って各種演算処理を実行し、Ｉ／Ｏユニット５４を介して上記雲台コントローラ１２の上記各種操作部材５８（操作桿２０、各種つまみ２２、２４、３８、各種スイッチ２６〜３６）の操作信号を検出するとともに、Ｉ／Ｏユニット５４を介してこの操作信号に基づく各種制御信号（デジタル信号）を雲台１０（或いはカメラ）に出力する。
【００１５】
雲台１０では、Ｉ／Ｏユニット５４から出力された上記制御信号をＤ／Ａコンバータ６０によってアナログ信号に変換した後、サーボアンプ６２に入力する。尚、上記制御信号は、カメラのフォーカス、ズームを制御する制御信号と、雲台１０のパンニング、チルティングを制御する制御信号とからなり、各種類の制御信号はパラレル信号として各種類に対応したフォーカスＤ／Ａコンバータ６０Ａ、ズームＤ／Ａコンバータ６０Ｂ、チルトＤ／Ａコンバータ６０Ｃ、パンＤ／Ａコンバータ６０Ｄに入力された後、各種類に対応したフォーカスサーボアンプ６２Ａ、ズームサーボアンプ６２Ｂ、チルトサーボアンプ６２Ｃ、パンサーボアンプ６２Ｄに入力される。
【００１６】
サーボアンプ６２、即ち、フォーカスサーボアンプ６２Ａ、ズームサーボアンプ６２Ｂ、チルトサーボアンプ６２Ｃ、パンサーボアンプ６２Ｄは、上記制御信号によって作動し、それぞれフォーカス機構６４Ａの駆動モータ、ズーム機構６４Ｂの駆動モータ、パン機構６４Ｃの駆動モータ（パンモータ）、チルト機構６４Ｄの駆動モータ（チルトモータ）を駆動する。
【００１７】
これにより、雲台コントローラ１２からの制御信号に従って雲台１０がパン・チルト動作しカメラの撮影位置（撮影方向）が移動するとともに、カメラのフォーカス位置、ズーム位置（撮影条件）が移動する。
尚、上記雲台１０のパン・チルト制御、カメラのフォーカス、ズーム制御は、連続ショット機能（連続ショット機能については後述する。）によって自動で制御される場合と、操作桿２０、フォーカスつまみ２２及びズームつまみ２４によってマニュアルで操作される場合とがあり、マニュアルで操作される場合には、同図に示すように操作桿２０、フォーカスつまみ２２及びズームつまみ２４の操作信号がそのままＤ／Ａコンバータ６０に入力され、これによってサーボアンプ６２が作動するようになっている。
【００１８】
また、上記Ｉ／Ｏユニット５４には、雲台１０のフォーカスポテンショメータ６６Ａ、ズームポテンショメータ６６Ｂ、チルトポテンショメータ６６Ｃ、パンポテンショメータ６６Ｄからそれぞれフォーカス位置、ズーム位置、チルト位置（チルティング角度）、パン位置（パンニング角度）を示す信号が入力される。これらの信号は、連続ショット機能を実行する際に必要となる各ショットの撮影位置、撮影条件を雲台コントローラ１２に登録する場合に使用され、雲台コントローラ１２の操作部材５８の操作によって登録が指示されると、そのとき入力されたこれらの信号の情報がＲＡＭ５７に記憶されるようになっている。
【００１９】
次に上記リモート雲台システムに搭載された連続ショット機能について説明する。連続ショット機能は、複数の所望の撮影位置（パン・チルト角度）及び撮影条件（フォーカス、ズーム位置等）を予め順序を決めて登録しておけば、これらの登録した撮影位置を順序通りに通過させ、且つ、各撮影位置において上記撮影条件を満たすように、雲台１０及びカメラを自動で動作させることができる機能である。
【００２０】
例えば図５に示すように、ある風景８０に対して、ショット１からショット４まで撮影位置（パン・チルト角度）及び撮影条件（フォーカス、ズーム位置）を登録したとする。尚、同図の各ショットを示す枠（画角枠８１、８１、…）はズーム倍率によって決定される画角を示す。この場合に、所望の撮影位置（撮影開始位置）において連続ショットの実行を指示すると、雲台１０が雲台コントローラ１２の自動制御によって同図の撮影軌道８２に示すように撮影開始位置からショット１、ショット２、ショット３を通過し、ショット４まで移動する。また、このとき撮影条件であるフォーカス位置、ズーム位置も各ショット１〜ショット４において登録されたフォーカス位置、ズーム位置となるように撮影位置の移動距離に対して線形的に変化する。尚、ズームの変化については、同図において画角枠８１の対角点の直線的な拡大縮小によって表されている。
【００２１】
上記各ショットの撮影位置及び撮影条件の登録は、雲台コントローラ１２のショット１からショット１０までのショットＮｏスイッチ３６に対応させてＲＡＭ５７（図４参照）に記憶させることができるようになっている。登録の手順については後述するが、これらのショットＮｏスイッチ３６に撮影位置及び撮影条件を登録しておき、連続スタート／ストップスイッチ２６をオンすることにより、上述のように雲台１０及びカメラを連続動作させてショット１からショット１０までの撮影位置及び撮影条件を順に再現させることができる。
【００２２】
尚、ページ選択スイッチ３４によってページＡ〜ページＤの何れかを選択して各ページに対してショット１からショット１０までの登録を行うことが可能である。従って、４通りの連続ショットの動作を予め登録しておくことができる。
また、上記連続ショット機能において、上記撮影位置の移動軌道（撮影軌道）及び撮影条件の動作軌道（フォーカス位置やズーム位置の移動軌道）にスムージング処理をかけることができる。尚、このスムージング処理をかけるモードをスムージング移動モードといい、上記図５に示したように各撮影位置を直線的に移動させるモードを直線移動モードという。
【００２３】
スムージング移動モードによって連続ショットを実行した場合、図６に示すように各ショットの位置において撮影位置の移動が滑らかに行われるようになる。即ち、直線移動モードのように各ショット間を直線で連結するのではなく、図６に示すように滑らかに連続する曲線（撮影軌道８６）によって各ショット位置を連結する。具体的には、パンニング角度、チルティング角度のそれぞれについて各ショット位置におけるパンニング角度又はチルティング角度を通る曲線をスプライン補間によって独立に求めることによって上記撮影軌道が得られる。尚、撮影軌道にスムージング処理をかける方法はこれに限らない。
【００２４】
また、上記撮影軌道だけでなく撮影条件の動作軌道についても同様の処理によってショット間の撮影条件の動作軌道が滑らかに移動するようになっている。即ち、フォーカス位置やズーム位置が極端に異なる方向に変化しないようになっている。
尚、上記直線移動モードとスムージング移動モードの切り替えは、雲台コントローラ１２の直線／スムージング選択（Ｄ／Ｓ）スイッチ３０によって切り替えられるようになっている。また、撮影位置の移動速度はショットスピードつまみ３８によって所望速度に設定できるようになっている。
【００２５】
このように連続ショット機能を用いることにより、雲台１０及びカメラの連続撮影動作において所望の複数のショットを撮り逃がすことなく正確に撮影することができるとともに、各ショット位置で動作が停止することなく雲台１０及びカメラの撮影動作を滑らかに行うことができる。また、単に直線的に撮影位置及び撮影条件を変化させるのではなく上述のようにスムージング移動モードによってこれらの変化を滑らかに行えるようにしたことによって躍動感のある映像を提供することができる。
【００２６】
次に上記各ショットの登録手順を図７のフローチャートを用いて説明する。まず連続実行用メモスイッチ２８がオンかオフかを判定する（ステップＳ１０）。オフの場合にはこの処理を終了する。一方、連続実行用メモスイッチ２８がオンとなった場合には、以下、ショットの登録を実行する。この場合、まず、登録済みのショットＮｏスイッチ３６のＬＥＤを点灯させ、未登録のショットＮｏスイッチ３６のＬＥＤを消灯させる（ステップＳ１２）。これにより、ショット１からショット１０までのうちどのショットＮｏが登録済みか未登録かを容易に判断できる。
【００２７】
次いで、ショットＮｏスイッチ３６が押下されたか否かを判定する（ステップＳ１４）。即ち、ショット１〜１０のショットＮｏスイッチ３６のいずれかが押下されたか否かを判定する。いずれのショットＮｏスイッチ３６の押下も検出されない場合にはステップＳ１０に戻る。
一方、ショットｎ（ｎは１〜１０）のショットＮｏスイッチ３６が押下されたことを検出した場合には、次に、ＣＬＲスイッチ３２がオンされたか否かを判定する（ステップＳ１６）。ＣＬＲスイッチ３２がオフの場合には、ショットｎに対応させて現在のズーム位置、フォーカス位置、パンニング角度、チルティング角度をショットデータとしてＲＡＭ５７に登録する。即ち、現在の撮影位置及び撮影条件をショットｎとして登録する（ステップＳ１８）。一方、ＣＬＲキー３２がオンされた場合には、ショットｎに対応するショットデータをＲＡＭ５７から消去する。
【００２８】
以上の処理を繰り返し実行し、ショット１からショット１０までのショットデータを登録する（尚、ショット１からショット１０まで全て登録する必要はない）。ステップＳ１０において連続実行用メモスイッチ２８がオフされると以上の処理を終了する。
次に連続ショットを実行する場合の手順を図８に示すフローチャートを用いて説明する。まず、連続スタート／ストップスイッチ２６が押下されたか否かを判定する（ステップＳ３０）。押下されれば連続ショットを実行するため以下の処理を行う。この場合、まず、直線／スムージング選択スイッチ３０の押下、非押下によって直線移動モードかスムージング移動モードかを判定する（ステップＳ３２）。直線移動モードが選択された場合には、ショット１からショットｎ（ｎは登録されたショットの最大値）までのパンニング角度、チルティング角度、ズーム位置、フォーカス位置のそれぞれの軌道を作成する（ステップＳ３４）。
【００２９】
一方、スムージング移動モードが選択された場合にはショット１からショットｎ（ｎは登録されたショットの最大値）までのパンニング角度、チルティング角度、ズーム位置、フォーカス位置それぞれにスムージング処理をかけた軌道を作成する（ステップＳ３６）。
次に、撮影経路の全長を計算した後（ステップＳ３８）、ショットスピードつまみ３８によって設定されるショットスピードを検出し、全実行時間を算出する（ステップＳ４０）。
【００３０】
次いで、パンニング角度、チルティング角度、ズーム位置、フォーカス位置それぞれの時間経過による移動速度変化のデータを作成する（ステップＳ４２）。以上、上記データを作成すると、そのデータに従い、雲台１０及びカメラに制御信号を出力し、連続ショットを実行する（ステップＳ４４）。連続ショットを実行している間、連続スタート／ストップスイッチ２６が押下された否かを検出し（ステップＳ４６）、もし、押下された場合には、移動が途中であっても強制的に連続ショットを終了させる。一方、連続スタート／ストップスイッチ２６が押下されない場合には連続ショットによってカメラが終了撮影位置まで移動したか否かを判定し（ステップＳ４８）、カメラが終了撮影位置まで移動した場合には連続ショットを終了する。
【００３１】
以上、上記実施の形態では、連続ショットを実行するとカメラのフォーカス位置やズーム位置等の撮影条件も自動で制御するようにしたが、撮影条件については必ずしも自動で制御する必要はない。
また、上記実施の形態では、ショットＮｏスイッチ３６のショット番号順に各ショットを連結して撮影軌道等を作成するようにしたが、登録したショットの番号を任意に変更して各ショットの連結順序を変更できるようにしてもよい。
【００３２】
【発明の効果】
以上説明したように本発明に係るリモート雲台システムによれば、複数の撮影位置を記憶手段に予め記憶し、これらの撮影位置を順次通過するようにカメラの撮影軌道を決定し、連続ショットの実行が指示されると、この撮影軌道に従ってカメラの撮影位置を自動で移動させるようにしたため、連続撮影動作において所望のショットを撮り逃がすことなく正確に撮影することができるとともに、各ショット位置で動作が停止することなく撮影動作を滑らかに行うことができる。また、単に直線的に撮影位置を移動させるのではなく撮影軌道にスムージング処理を施すことによって撮影位置を移動を更に滑らかに行うことができ、躍動感のある映像を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は、本発明に係るリモート雲台システムの一実施の形態を示す全体構成図である。
【図２】図２は、雲台コントローラの平面図である。
【図３】図３は、雲台コントローラの側面図である。
【図４】図４は、本発明に係るリモート雲台システムの構成を示したブロック図である。
【図５】図５は、連続ショット機能における直線移動モードの説明に用いた説明図である。
【図６】図６は、連続ショット機能におけるスムージング移動モードの説明に用いた説明図である。
【図７】図７は、各ショットの登録手順を示したフローチャートである。
【図８】図８は、連続ショットを実行する際の手順を示したフローチャートである。
【符号の説明】
１０…リモート雲台（雲台）
１２…雲台コントローラ
２６…連続スタート／ストップスイッチ
２８…連続実行用メモスイッチ
３２…登録消去スイッチ
３６…ショットＮｏスイッチ
５０…演算部
５２…ＣＰＵ
５７…ＲＡＭ

Claims (1)

1. 雲台に搭載されたカメラの撮影位置をコントローラによって制御するリモート雲台システムにおいて、
   カメラを所望の撮影位置及び撮影条件に設定した状態において前記撮影位置に対応させて、パンニング角度、チルティング角度、ズーム位置及びフォーカス位置により前記撮影位置及び撮影条件の登録を指示する登録指示手段と、
   前記登録指示手段によって指示された撮影位置及び撮影条件を複数記憶する記憶手段と、
   スムージング移動モード又は直線移動モードを選択するモード選択手段と、
   前記記憶手段に記憶された前記複数の撮影位置を通過するカメラの撮影軌道として、前記モード選択手段により前記スムージング移動モードが選択されている場合には、前記複数の撮影位置のパンニング角度、チルティング角度、ズーム位置及びフォーカス位置それぞれにスムージング処理を施した撮影軌道を求め、前記モード選択手段により前記直線移動モードが選択されている場合には、前記記憶手段に記憶された前記複数の撮影位置を直線で結んだパンニング角度、チルティング角度、ズーム位置及びフォーカス位置それぞれの撮影軌道を求める撮影軌道算出手段と、
   連続ショットの実行を指示する連続ショット指示手段と、
   前記連続ショット指示手段によって連続ショットの実行が指示されると、前記撮影軌道算出手段によって算出された撮影軌道に従ってカメラの撮影位置を自動で移動させるとともに、カメラの撮影条件を前記記憶手段に記憶した各撮影位置における撮影条件となるように変化させる制御手段と、
   を備えたことを特徴とするリモート雲台システム。

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