JP5214309B2 - パン・チルト・カメラにおける連続パン回転を支持すること - Google Patents

Description

本発明は、第１のパン座標及び第１のチルト座標を有する第１のパン・チルト位置から第２のパン座標及び第２のチルト座標を有する第２のパン・チルト位置へパン・チルト・カメラの可動部を移動するための方法に関する。また、本発明は、それにしたがった、対応するコンピュータ・プログラム製品及び対応する記憶媒体にも関する。

本発明は、パン・チルト・ズーム（ｐａｎ−ｔｉｌｔ−ｚｏｏｍ：ＰＴＺ）カメラに関する使用を対象としている。ＰＴＺカメラ及びドーム・カメラは、様々なタイプの監視用途で使用される最も一般的なカメラのタイプの２つである。両タイプのカメラは、様々な方向に移動することができ、通常、使用者が、ディスプレイ上の撮影映像を見ながら、ジョイスティックなど、ある種の制御装置を使用した使用者からの入力を受け取るコンピュータ・システムによって制御される。

それぞれ、パンニングは、カメラの水平面上の移動として定義され、チルティングは、カメラの垂直面上の移動として定義される。第１の位置から第２の位置へカメラをどのように移動させるかを説明するために、使用することができる移動モデルは、主に３つのタイプがある、すなわち、絶対移動、相対移動及び連続移動である。絶対移動モデルでは、カメラの新位置は、固定パン／チルト座標系での目的位置（たとえば、「３６．２５度へパンニングし、−２０．７０度へチルティング」）によって表現される。使用者入力は、通常、使用者が数字として新位置の座標を入力して生成する。相対移動モデルでは、カメラの新位置は、固定パン／チルト座標系において、現在のカメラ位置からパンニング及びチルティングのオフセット移動量（たとえば、「左側へ２．５０度パンニングし、上方に６．４５度チルティング」）として表現する。使用者入力は、通常、使用者がマウス（又は同様の指示装置）によって表示映像をクリックし、使用者がカメラをそちらに向け直したい点を選択して生成する。連続移動モデルでは、カメラの新位置は、方向及び速度（すなわち、ベクトル）として表現し（たとえば、１０．５０度／秒で右側へパンニングし、５．２５度／秒で下方へチルティング）、他の移動コマンドが発行されるまで継続される。連続移動モデルは、多くの手動操作員によって使用される、古典的な「ジョイスティック制御」である。

ドーム・カメラは、通常ビル内の天井に取り付けられ、パンニングには限界がなく（すなわち、ドーム・カメラは、パン面上で３６０度回転を何回でも繰り返すことができる）、チルティングは通常１８０度行うことができ、それによって半球を完全にカバーすることができる。ドーム・カメラが、天底（すなわち、カメラの真下の点）を越えてチルティングしたとき、カメラは、逆さまになる。上下を正しく直した映像を使用者に見せるために、ドーム・カメラで撮った映像は、自動的に反転される（すなわち、１８０度回転される）。

一方、ＰＴＺカメラは、通常、パン範囲が±１７０度（すなわち、全パン範囲が３６０度より小さい）であり、チルト範囲は、通常０〜−９０度、又は０〜−１８０度である。これらの制約は、たとえば、ＰＴＺカメラの可動部とＰＴＺカメラの静止部を接続する電源ケーブル及びデータ・ケーブルによって生じる機械的な制限によるものである。図１は、静止要素１２０と、カメラ・ブロック１４０が接続された可動要素１３０とを有するＰＴＺカメラ１００の概略図を示す。静止要素１２０は、機械的止め１１０を有し、それは、可動要素１３０上の機械的止め１５０と物理的に係合して、可動要素１３０の移動を限定する。

米国特許第６，３９２，６９３号に、カメラが所定の位置に到達したときに、自動的に旋回する機能を有するモニタ・カメラの実施例が記載されている。カメラが所定の位置に到達したとき、カメラは、使用者が設定することができる異なる位置に自動的に旋回する。この文献には、カメラで２つのドア間の歩道をモニタし、それを使用して第１のドアから第２のドアへ歩行する人を追尾することができる用途が記載されている。第２のドア、すなわち、所定の位置に到達したとき、カメラは、自動的に、第１のドアをモニタする元の位置に戻る。使用者に表示される映像は、所定のカメラ位置から元の位置への移行中フリーズする。また、様々な実施例では、自動的な旋回機能が有効にされる、又は無効にされる。この文献で使用されるモニタ・カメラは、ＰＴＺカメラであり、それは、上記で述べた問題と同じ問題を抱えている。すなわち、たとえカメラが、例示の実施例で説明したように、歩道をカバーすることができたとしても、カメラは、３６０度の連続的なパン機能及び１８０度のチルト機能を欠いており、このことは、カメラ操作員に、限定された眺望能力を与える。

本発明の目的は、使用者に対してパン／チルト止めの影響をなくし、従来のドーム・カメラの機能性に類似した、パン・チルト・カメラの認識された連続したパン回転を達成することによって、全体的に、又は部分的に上記問題をなくすことである。この目的は、請求項１に記載の方法、請求項１０に記載のコンピュータ・プログラム製品、及び請求項１９に記載の記憶媒体によって達成される。

第１の態様によれば、本発明は、第１のパン位置及び第１のチルト位置を有する第１のパン・チルト位置から第２のパン位置及び第２のチルト位置を有する第２のパン・チルト位置へ、パン・チルト・カメラの可動部を移動するための方法に関し、可動部は、幾何学的パン面上でパンニングするように構成されている。この方法は、
・機械的パン止めの位置を識別する工程と、
・前記幾何学的パン面の法線を越えて可動部（１４０）をチルティングすることによってカメラの可動部を反転し、第２のパン位置までパンニングすることによって、第１のパン位置から第２のパン位置へ可動部を移動する工程であって、第１のパン位置は、パン・チルト座標系の一部であり、第２のパン位置は、反転された可動部の位置を表す相補的パン・チルト座標系の一部である、工程と
によることを特徴とする。

これによって、機械的パン止めを有するパン・チルト・カメラの３６０度の連続パンニング能力が実現される。その結果、ジョイスティックを使用する使用者は、パン止めの位置を知る必要がない。

システムが使用する相補的座標は、使用者に提示される前に、内部で直立座標空間中にエクスポートされる。その結果、使用者は、常に慣れている直立座標を見ることになり、様々なカメラ位置を表すためにパン・チルト・カメラの内部で、どのようなタイプの座標が使用されているのか意識する必要がない。

一実施例では、この方法は、第１のチルト位置から第２のチルト位置へ可動部を移動する工程をさらに含む。さらに、第２のパン・チルト位置へ向かう移動は、実質的に同時に行うことができる。パンニング及びチルティングを実質的に同時に行うことによって、パンニング及びチルティングを個々に行う場合よりも迅速に可動部を再配置することが可能である。

一実施例では、反転する工程は、幾何学的パン面の法線を一度通り過ぎる工程を含むことができる。

一実施例では、パン・チルト・カメラによって映像を撮る。映像は、第１のパン・チルト位置から第２のパン・チルト位置へ可動部を移動する間、フリーズされ、映像は、第２のパン・チルト位置に到達するとそれに応答してリリースされる。その結果、パン・チルト・カメラの使用者は、撮られた映像が一時的に短時間フリーズされるが、カメラが３６０度のパンニング能力を有しているごとく体験する。

一実施例では、第１のパン・チルト位置は、機械的パン止めが識別された位置であり、機械的パン止めの位置を識別する工程は、パン・チルト・カメラの可動部の連続移動中に、機械的パン止めに物理的に接触する工程を含む。他の実施例では、機械的パン止めの位置を識別する工程は、第１のパン・チルト位置から第２のパン・チルト位置へ移動するとき、機械的パン止めの位置が、パン・チルト・カメラの可動部が使用することになる経路中に位置付けられていることを判定する工程を含む。すなわち、機械的パン止めは、連続移動中にカメラの回転が突然停止した結果として、及び第１のパン・チルト位置から第２のパン・チルト位置へ移動する間に、カメラの可動部が越えるはずである、経路中のパン止めがあると数学的に判定することによって、両方で識別することができる。したがって、本発明の様々な実施例は、従来のタイプのカメラ移動をすべて含むことができる。

一実施例では、第１のパン・チルト位置から第２のパン・チルト位置へのパン・チルト・カメラの可動部の移動は、機械的パン止めを識別するとそれに応答して、自動的に行われる。すなわち、第１のパン・チルト位置は、機械的パン止めの位置である。その移動は、止めに到達したとき、又は新位置へのパンニング中に止めに到達すると計算されたときに、自動的に行われるので、使用者は、ジョイスティックを使用してカメラを制御しているとき、ハードウエアの限界を全く意識する必要はなく、機械的パン止めが存在しないかのようにカメラを制御することができる。

いくつかの実施例では、パン・チルト・カメラで撮った映像は、第１のパン・チルト位置から第２のパン・チルト位置への可動部の移動終了に応答して、ディジタル画像処理アルゴリズムを使用して、１８０度回転される。これは、第１のパン・チルト位置から第２のパン・チルト位置への移動の間に、パン・チルト・カメラの筐体が上下逆さまに反転していることを補償するために実施される。その結果、使用者は、ディスプレイ上に上下を正しく直した映像を見ることになり、そのため操作性がより容易になる。

いくつかの実施例では、第２のパン・チルト位置は、パン・チルト・カメラの可動部を制御する使用者が指定した位置である。このことは、使用者が選択した位置へのパン・チルト・カメラの移動を継ぎ目なく制御することを可能にする。

いくつかの実施例では、第２のパン・チルト位置は、機械的パン止めを識別する前のパン・チルト・カメラの移動に基づいて予測される位置である。このことは、使用者が、歩行者など移動する対象を追尾し、機械的パン止めの識別に応答して映像フリーズが起きた後に、カメラが適切な位置に向けられることを確実にすることを可能にする。

第２の態様によれば、本発明は、第１のパン位置及び第１のチルト位置を有する第１のパン・チルト位置から第２のパン位置及び第２のチルト位置を有する第２のパン・チルト位置へパン・チルト・カメラの可動部を移動するためのコンピュータ・プログラムに関する。このコンピュータ・プログラムは、
・機械的パン止めの位置を識別する工程と、
・カメラの可動部を反転して第２のパン位置までパンニングすることによって、第１のパン位置から第２のパン位置へ可動部を移動する工程であって、第１のパン位置は、パン・チルト座標系の一部であり、第２のパン位置は、反転された可動部の位置を表す相補的パン・チルト座標系の一部である、工程と
によることを特徴とする。

第３の態様によれば、本発明は、そのコンピュータ・プログラムを含むディジタル記憶媒体に関する。コンピュータ・プログラム及び記憶媒体は、上記の方法の利点に対応する利点を含み、同様に多様である。

第４の態様によれば、本発明は、静止部と、幾何学的パン面上でパンニングするように構成された可動部と、静止部に接続された機械的止めと、機械的パン止めの位置を識別し、幾何学的パン面の法線を通り越してカメラの可動部を反転し、第２のパン位置にパンニングすることによって、第１のパン位置から第２のパン位置へ可動部を移動するように構成されたプロセッサとを含むパン・チルト・カメラに関し、第１のパン位置は、パン・チルト座標系の一部であり、第２のパン位置は、反転された可動部の位置を表す相補的パン・チルト座標系の一部である。

本発明の１つ又は複数の実施例の細部は、添付図面及び以下の記述で説明する。本発明の他の特徴及び利点は、その記述及び図面、並びに特許請求の範囲から明らかになる。

様々な図面中の同様の参照記号は、同様の構成要素を示す。

上記説明したように、図１は、静止要素１２０、及びカメラ・ブロック１４０が取り付けられた可動要素１３０を有するＰＴＺカメラ１００を概略的に示す。静止要素１２０は、機械的止め１１０を有し、それは、可動要素１３０上の機械的止め１５０と物理的に係合して可動要素１３０の移動を限定する。機械的止め１１０及び１３０は、たとえば、それぞれが静止要素１２０及び可動要素１３０からの簡単な突起部であってもよく、それらは、互いに係合して可動要素の移動を停止することができる。カメラ・ブロック１４０は、当業者によく知られているように、ＰＴＺカメラの用途に適切な、すべてのタイプのカメラとすることができる。以下の記述は、例として、主に連続移動に言及する、というのは、このモデルが理解しやすく、本発明の原理を明瞭に例示するからである。しかし、以下に説明する概念は、上記説明した、それ以外の基本的な移動モデル、すなわち、絶対移動モデル及び相対移動モデルそれぞれにも同様にうまく適用することができることは、当業者に明らかになるはずである。

図１から分かるように、２つの機械的止め１１０及び１５０が、それぞれ左側から及び右側から互いに係合したとき、カメラ要素１４０がいかなる映像も撮ることができない、一定のパン範囲が生じることになる。通常、これらの機械的な制限のために、カメラ要素１４０は、ほぼ−１８０度〜＋１８０度、たとえば、−１７５度〜＋１７５度のパン範囲を有することが許される。本明細書に述べる様々な実施例では、そのＰＴＺカメラの範囲を３６０度のパン範囲（すなわち、−１８０度〜＋１８０度）まで拡張するためのメカニズムを提供する。

解決策の一態様は、カメラ１００で撮ることができる空間内の任意の点（すなわち、任意のカメラ位置）は、２つの相補的な方法で表すことができる、すなわち直立座標系及び反転座標系の両方で表すことができることを認識することから作り出される。これは、図２に概略的に示され、それには、ＰＴＺカメラの側面図が示されている。図２から分かるように、各カメラ位置は、パン・チルト座標の対で表現することができる。具体的には、正規、直立座標空間における位置を、パン座標Ｐ_ｕ（−１８０°≦Ｐ_ｕ≦１８０°）及びチルト座標Ｔ_ｕ（−９０°≦Ｔ_ｕ≦０°）によって表現することができる。同じ点は、反転座標空間（すなわち、カメラが天底を越えて上下逆さまに回転した後、又は他の観点では、可動部１４０が反転した後）では、相補パン座標Ｐ_Ｆ＝（（Ｐ_ｕ＋３６０）／３６０）−１８０、及び相補チルト座標Ｔ_Ｆ＝−Ｔ_ｕ−１８０によって表すことができ、ただし、−１８０°≦Ｐ_Ｆ≦１８０°、及び−１８０°≦Ｔ_Ｆ≦−９０°である。位置を表す２つの相補的方法があるので、従来のドーム・カメラが実現することができることと同様に、ＰＴＺカメラを使用して、半球上のすべての位置に（すなわち、チルト角：［０°、−９０°］及びパン角：［−１８０°、１８０°］）、直立パン座標、又は反転パン座標のいずれかを使用して、到達することが可能になる。反転座標空間は、直立座標空間に対する相補パン／チルト座標系として定義され、直立座標空間は、反転座標空間に対する相補パン／チルト座標系として定義される。上記の例として、直立座標空間におけるパン角９０度及びチルト角−４５度は、反転座標空間におけるパン角−９０度及びチルト角−１３５度に対応し、また、直立座標空間におけるパン角０度及びチルト角０度は、反転座標空間におけるパン角１８０度及びチルト角−１８０度に対応する。

１つの具体的な実施例によれば、可動部１４０の反転は、反転動作の前に、可動部のパン位置から１８０度角度が離れたパン位置に向けてカメラをチルティングすることとして説明することもできる。

パン面上で自由に可動要素１３０を回転するために、第１のパン・チルト位置から第２のパン・チルト位置へ（又は、そこを越えて）カメラを自動的に移動することを可能にする方法が必要であり、第１の位置は、機械的止め１１０によって制限されない円弧中に位置付けられ（たとえば、［−１７５、＋１７５］度の範囲内）、第２の位置は、機械的止め１１０によって制限される円弧中に位置付けられる（たとえば、［−１７５、−１８０］度、又は［＋１７５、＋１８０］度の範囲内）。図３は、その方法の一実施例を示すフローチャート図であり、ここで詳細に説明する。

図３から分かるように、方法３００は、工程３１０で、使用者入力を受け取り、カメラを移動することから始まる。使用者入力は、カメラを制御し撮った映像を使用者に表示するためのコンピュータ・システムに動作可能に接続されたジョイスティック又はマウスなどの、どのような従来の入力装置からでも受け取ることができる。カメラ１００の可動要素１３０が入力された使用者入力に応答して移動するとき、カメラ制御システムは、工程３２０で、機械的カメラ止め１１０が識別されたかどうか、すなわち、可動要素１４０上の止め１５０がカメラ１００の静止要素１２０上の止め１１０と係合した、又は係合することになるかを調べる。工程３２０で止めが識別されない場合、カメラは、工程３５０で、カメラで撮った映像を使用者に表示し続ける。

工程３２０で止めが識別された場合、カメラは、工程３３０で、使用者に表示している映像をフリーズする。映像をフリーズするのは、カメラが第１の位置から第２の位置へ移動する間に生成される映像データが、一般に、使用者に有益な情報を全く与えないということからである。映像をフリーズすることによって、使用者は、パン面上でカメラを自由に回転することができるように知覚し、唯一の目立つ影響は、カメラが機械的パン止めを越えて「移動」するとき、映像が短時間フリーズするということである。フリーズ期間は、ＰＴＺカメラのパン・モータ及びチルト・モータの最高速度、及び移動中のＰＴＺカメラの加速度によって、通常２分の１秒から３秒の範囲である。

次に、映像がフリーズしている間、カメラは、工程３４０で、新パン・チルト位置へ移動する。この移動がどのようにして行われるかについて、図４を参照して、以下で詳細に説明する。最後に、新パン・チルト位置に一度到達すると、工程３５０で、使用者に表示された映像は、リリースされ、カメラからのライブ映像が表示され、本処理が終了する。

図４は、本発明の一実施例による、図３の工程３４０の詳細図を示すフローチャート図である。この処理は、本明細書で「自動的、機械的反転移動」と呼び、映像のフリーズと、１８０度のディジタル映像反転（「電子反転」とも呼ぶ）と、パン終点の１つ（すなわち、機械的止め１１０のどちらか一方側）に到達した、又は到達すると計算されたとき、自動的に引き起こされる機械的パン・チルト回転との組み合わせが含まれる。この自動的、機械的反転動作の処理は、通常、０．５〜３秒で実行され、ここで説明する。図４から分かるように、使用者のディスプレイ上の映像をフリーズした後、カメラのパン位置は、工程４１０で、パン位置を１８０度逆に回転して変更する。次に、工程４２０で、カメラのチルト位置は、相補チルト座標（すなわち、第２のチルト座標）に移動される。これらのカメラの機械的移動が行われた後、工程４３０で、撮られた映像がディジタル的に反転される、すなわち１８０度回転される。最後に、工程４４０で、カメラ制御システムが、撮った映像をリリースするように指示され、処理は、上記で述べた図３の工程３５０へ戻り、使用者は、ここで新パン・チルト位置の映像を見ることができる。

また、本発明のいくつかの実施例は、パン・チルト移動予測機能を含む。これは、たとえば、以下のシナリオで役立つことができる。カメラの使用者が、ジョイスティックでモニタ・カメラを制御して歩行者をモニタしている状況を想定する。カメラがパンニングの限界の１つ（たとえば、−１７５°又は＋１７５°）に到達したとき、自動的、機械的反転移動の処理が、上記で述べたように、引き起こされる。歩行者の追跡を継続するために、自動的、機械的反転移動の処理が終了したとき、新しい移動を開始すべきパン座標を予測することが可能である。これをどのようにして実施するかについて、ここで図５を参照して説明する。

一実施例では、新パン座標は、パンニングの限界の１つ（すなわち、機械的止め１１０）を検出したとき、現在のパン速度に基づいて予測される。パン／チルト速度を１８０度／秒と仮定すると、自動的、機械的反転移動の処理は、約１秒かかる。この時間経過後、検出された速度に基づき、自動的、機械的反転移動の処理後のパン座標は、以下の表１に記載されたようになるはずである。

図５に、表１に列挙したように、到来する連続パン移動が、１０度／秒の速度で、−１７５度の予測パン座標に至る場合を概略的に示す。

図３〜図５を参照して上記で述べた処理は、主に連続移動モデルに関して説明したが、この処理は、基本的な移動モデルをすべて、すなわち絶対移動モデル、相対移動モデル及び連続移動モデルをそれぞれサポートすることに留意すべきである。絶対移動モデルでは、ＰＴＺカメラは、新座標位置への最も直接的な道、又はより遠い道いずれも移動することができる。相対移動モデルでは、カメラを制御するためのシステムは、新座標位置のために自動的、機械的反転移動の処理が必要になるかどうかを判定し、必要なら、自動的にこの処理を始動する。上記に例示したように、連続移動モデルでは、機械的パン止めに接触したとき、自動的、機械的反転移動の処理が自動的に実施される。要約すると、カメラでどの移動モデルが使用されるのかにかかわらず、使用者は、ＰＴＺカメラがドーム・カメラ状の動作を示しているように知覚する。

また、パンニングの限界（たとえば、−１７５°又は＋１７５°）は、直立座標系に関して説明したが、対応するパンニングの限界は、反転座標系（たとえば、−５°又は＋５°）にも存在することに留意すべきである。一方、これは、カメラ・システムの使用者には重要でなく、システムがこのパンニングの限界の情報に気付くことが重要である。これは、連続的なパンニング回転中に、カメラ・システムが、３６０度の回転毎に、２つの自動的、機械的反転の処理を実施することになる

本発明の様々な実施例は、ディジタル電子回路で、又はコンピュータ・ハードウエア、ファームウエア、ソフトウエア、或いはそれらの組み合わせに実装することができる。本発明の機器は、プログラマブル・プロセッサによって実行するための機械可読の記憶装置で有体的に具現化されるコンピュータ・プログラム製品の形で提供することができ、本発明の方法工程は、命令プログラムを実行し、入力データに基づき動作し出力を生成することによって本発明の機能を行うプログラマブル・プロセッサによって、実施することができる。本発明の様々な実施例は、データ及び命令をそこから受け取り、データ及び命令をそこへ送信するデータ記憶システムと結合された、少なくとも１つのプログラマブル・プロセッサと、少なくとも１つの入力装置と、少なくとも１つの出力装置とを含むプログラマブル・システム上で実行可能な、１つ又は複数のコンピュータ・プログラムの形で、有利にも提供することができる。各コンピュータ・プログラムは、高レベルの手続き型又はオブジェクト指向型のプログラマブル言語、或いは必要に応じてアセンブリ又は機械語の形で提供することができ、いずれの場合も、言語は、コンパイラ型又はインタープリタ型の言語とすることができる。適切なプロセッサとしては、例として、汎用又は専用のマイクロプロセッサがともに含まれる。一般に、プロセッサは、ＲＯＭ及び／又はＲＡＭから命令及びデータを受け取ることになる。一般に、コンピュータは、データ・ファイルを格納するための、１つ又は複数の大容量記憶装置を含む。その装置には、内部ハード・ディスク及びリムーバブル・ディスクなどの磁気ディスク、光磁気ディスク、及び光ディスクが含まれる。コンピュータ・プログラム命令及びデータを有体的に具現化するのに適切な記憶装置には、例として、ＥＰＲＯＭ、ＥＥＰＲＯＭ及びフラッシュ・メモリ装置などの半導体メモリ装置、内部ハード・ディスク及びリムーバブル・ディスクなどの磁気ディスク、光磁気ディスク、及びＣＤ−ＲＯＭディスクを含む、すべての形の不揮発性メモリが含まれる。前述のいずれも、ＡＳＩＣ（特定用途向け集積回路）によって補完する、又はその中に組み込むことができる。

使用者と対話するために、本発明の様々な実施例は、使用者に情報を表示するためのモニタ又はＬＣＤスクリーンなどの表示装置を有するコンピュータ・システム上で実施することができる。使用者は、キーボードなどの様々な入力装置、及びマウス、トラックボール、マイクロフォン、タッチ式表示装置、変換器カード・リーダ、磁気又は紙テープ・リーダ、タブレット、スタイラス・ペン、音声又は手書文字認識装置などの指示装置、或いは、言うまでもなく、他のコンピュータなどの他のよく知られた入力装置すべてを介して、コンピュータ・システムに入力することができる。コンピュータ・システムは、コンピュータ・プログラムが使用者と対話するグラフィカル・ユーザ・インターフェースを備えるように、プログラムすることができる。

最後に、プロセッサは、ネットワーク接続を使用して、コンピュータ、又は、たとえば、インターネット又はイントラネットなどの電気通信ネットワークに、任意選択で、接続することができ、それを介して、プロセッサは、上記に述べた方法工程を実施する過程で、ネットワークから情報を受け取ることができ、又は情報をネットワークへ出力することができる。その情報は、プロセッサを使用して実行される、しばしば一連の命令として示され、たとえば、搬送波によって具現化されるコンピュータ・データ信号の形で、ネットワークから受け取られ、又はそこへ出力される。上に記述した装置及び構成要素は、コンピュータ・ハードウエア及びソフトウエア技術の当業者によく知られている。

本発明は、コンピュータ・システムに記憶されたデータを含む、様々なコンピュータ実施の動作を用いることに留意すべきである。これらの動作には、ただしこれには限定されないが、物理量の物理的操作を必要とする動作が含まれる。通常、必ずしもそうでないが、これらの量は、記憶、転送、結合、比較及び他の方法の操作が可能である、電気的又は磁気的な信号の形をとる。本発明の様々な実施例の一部分を形成する、本明細書に述べる動作は、有用な機械動作である。実施される操作は、生成、識別、起動、判定、比較、実行、ダウンロード、又は検出などの用語でしばしば言及される。主に共用するために、これらの電気的又は磁気的な信号をビット、値、要素、変数、文字、データなどと呼ぶことは、時には、都合がよい。しかし、これら、及び同様の用語すべては、適切な物理量と関連付けられるべきであり、これらの量に適用される単に都合のよいラベルであることを記憶にとどめるべきである。

本発明は、上記の動作を実施するための装置、システム又は機器にも関する。このシステムは、要求される目的のために特別に構築することができ、又はコンピュータ中に記憶されたコンピュータ・プログラムによって選択的に起動される、又は構成される汎用コンピュータとしてもよい。上記で提起された処理は、特定のコンピュータ又は他の計算機器いずれにも本質的には関連しない。具体的には、様々な汎用コンピュータは、本明細書の教示に従って書かれたプログラムによって使用することができ、或いは、より専門化されたコンピュータ・システムを構築して必要な動作を実施すると、より好都合である。

本発明の多くの実装形態について説明した。それでもなお、様々な修正が、本発明の精神及び範囲を逸脱せずに、実施できることが理解されよう。たとえば、カメラが撮った映像は、カメラが第１のパン・チルト位置から第２のパン・チルト位置へ移動する間、フリーズする必要がない。自動的、機械的反転移動及びパン・チルト移動の予測は、もちろん、必要に応じて使用者の選択に基づき使用可能又は使用不可能にすることができ、したがってカメラは、従来のＰＴＺカメラとして機能する。上記で説明した移動予測は、機械的パン止めを検出する前の線形の定常移動に基づいていた。しかし、他のアルゴリズムでは、加速度、減速度などを考慮することができる。その上、上記の記述及び演算は、理論的な観点から正確であるが、様々なＰＴＺカメラの物理的構成要素の品質は、変化して、パンニング及びチルティングの、及び／又は光学的な不整合及びオフセットを生じる可能性があり、それによって、所与の位置の直立及び相補的な表現がわずかに異なることがある。カメラの制御は、使用者がカメラを制御する点から見て上記のように説明した。しかし、使用者は、カメラを直接制御する自然人である必要はないことを理解すべきである。カメラは、システムによって制御されることもでき、システムは、リアルタイムで、又はある早い時点で使用者が事前にプログラムした命令として、いずれでも、使用者から命令を受け取る。したがって、座標位置を決定するとき、いくつかの場合、さらに調整が必要になることがある。それゆえ、他の実施例は、特許請求の範囲内に含まれる。

本発明の一実施例によるＰＴＺカメラの概略図である。 本発明の一実施例による、直立座標系及び相補的座標系を示す、ＰＴＺカメラの概略側面図である。 本発明の一実施例による、第１のパン・チルト位置から第２のパン・チルト位置へＰＴＺカメラを移動するための方法のフローチャート図である。 本発明の一実施例による、図３の工程３４０の詳細図を示すフローチャート図である。 本発明の一実施例による、第２のパン座標が、移動予測に基づいてどのように決定されるのかを示す概略図である。

符号の説明

１００ ＰＴＺカメラ
１１０ 機械的パン止め
１２０ 静止要素、静止部
１３０ 可動要素
１４０ 可動部、カメラ・ブロック
１５０ 機械的パン止め
Ｐ_ｕ パン座標
Ｔ_ｕ チルト座標
Ｐ_Ｆ 相補パン座標
Ｔ_Ｆ 相補チルト座標

Claims (25)

1. 第１のパン位置及び第１のチルト位置を有する第１のパン・チルト位置から第２のパン位置及び第２のチルト位置を有する第２のパン・チルト位置へ、パン・チルト・カメラ（１００）の可動部（１４０）を移動するための方法であって、前記可動部（１４０）は、機械的止め（１５０）を有する可動要素（１３０）に取り付けられており、前記機械的止め（１５０）は、機械的パン止め（１１０）と係合して、前記可動要素（１３０）の移動を限定するように構成されており、前記可動部が幾何学的パン面上でパンニングするように構成されている、方法において、
   前記可動要素（１３０）の前記機械的止め（１５０）が、前記機械的パン止め（１１０）と係合した、又は係合することになるかを判定することによって、前記機械的パン止め（１１０）の位置を識別する工程と、
   前記識別する工程に応じて、前記幾何学的パン面の法線を越えて前記可動部（１４０）をチルティングすることによって前記カメラの前記可動部（１４０）を反転し、前記第２のパン位置までパンニングすることによって、前記第１のパン位置から前記第２のパン位置へ前記可動部（１４０）を移動する工程であって、前記第１のパン位置は、パン・チルト座標系の一部であり、前記第２のパン位置は、前記反転した可動部の位置を表す相補的パン・チルト座標系の一部である、工程と
   を特徴とする、方法。
2. 請求項１に記載の方法において、該方法が前記第１のチルト位置から前記第２のチルト位置に前記可動部（１４０）を移動する工程をさらに含む、方法。
3. 請求項１又は２に記載の方法において、前記反転する工程が前記幾何学的パン面の前記法線を一度越える工程を含む、方法。
4. 請求項２又は３に記載の方法において、前記第１のパン位置及び前記第１のチルト位置から前記第２のパン位置に前記可動部（１４０）を移動する前記工程、及び前記第１のチルト位置から前記第２のチルト位置に前記可動部（１４０）を移動する前記工程は、実質的に同時に実施される、方法。
5. 請求項１から４のいずれか一項に記載の方法において、前記パン・チルト・カメラ（１００）によって映像を撮る工程と、
   前記第１のパン・チルト位置から前記第２のパン・チルト位置へ前記可動部（１４０）を移動する（３４０）間、前記映像をフリーズする（３３０）工程と、
   前記第２のパン・チルト位置に到達するとそれに応答して前記映像をリリースする（３５０）工程とをさらに含む、方法。
6. 請求項１から５のいずれか一項に記載の方法において、前記第１のパン・チルト位置は、識別された前記機械的パン止め（１１０）の位置であり、
   前記機械的パン止め（１１０）の位置を識別する工程は、前記パン・チルト・カメラ（１００）の前記可動部（１４０）の連続移動の間に、前記機械的パン止め（１１０）に物理的に接触する工程を含む、方法。
7. 請求項１から５のいずれか一項に記載の方法において、前記機械的パン止め（１１０）の位置を識別する工程が、前記機械的パン止め（１１０）の前記位置が、前記第１のパン・チルト位置から前記第２のパン・チルト位置へ移動するとき、前記パン・チルト・カメラ（１００）の前記可動部（１４０）が使用することになる経路中に位置付けられていることを判定する工程を含む、方法。
8. 請求項５から７のいずれか一項に記載の方法において、前記第１のパン・チルト位置から前記第２のパン・チルト位置へ前記パン・チルト・カメラ（１００）の前記可動部（１４０）を移動する工程が、前記機械的パン止め（１１０）を識別するとそれに応答して自動的に行われる、方法。
9. 請求項１から８のいずれか一項に記載の方法において、前記第１のパン・チルト位置から前記第２のパン・チルト位置へ前記可動部（１４０）を移動する前記工程の終了に応答して、ディジタル画像処理アルゴリズムを使用して、前記パン・チルト・カメラ（１００）で撮った前記映像を１８０°回転する工程をさらに含む、方法。
10. 請求項１から９のいずれか一項に記載の方法において、前記第２のパン・チルト位置が、前記パン・チルト・カメラ（１００）の前記可動部（１４０）を制御する使用者が指定する位置である、方法。
11. 請求項１から９のいずれか一項に記載の方法において、前記第２のパン・チルト位置は、前記機械的パン止め（１１０）を識別する前の前記パン・チルト・カメラ（１００）の移動に基づき予測される位置である、方法。
12. 請求項１１に記載の方法において、前記第２のパン座標が、前記機械的パン止め（１１０）を識別する前の前記可動部（１４０）のパン速度、及び前記第１のパン・チルト位置から前記第２のパン・チルト位置への前記可動部（１４０）の移動の見積り時間に基づいて決定され、
    前記第２のチルト座標が、前記機械的パン止め（１１０）を識別する前の前記可動部（１４０）のチルト速度、及び前記第１のパン・チルト位置から前記第２のパン・チルト位置への前記可動部（１４０）の移動の見積り時間に基づいて決定される、方法。
13. 第１のパン位置及び第１のチルト位置を有する第１のパン・チルト位置から第２のパン位置及び第２のチルト位置を有する第２のパン・チルト位置へ、パン・チルト・カメラ（１００）の可動部（１４０）を移動するためのコンピュータ・プログラムであって、前記可動部（１４０）は、機械的止め（１５０）を有する可動要素（１３０）に取り付けられており、前記機械的止め（１５０）は、機械的パン止め（１１０）と係合して、前記可動要素（１３０）の移動を限定するように構成されており、前記可動部は、幾何学的パン面上でパンニングするように構成される、コンピュータ・プログラムにおいて、
    前記プログラムは、
    前記可動要素（１３０）の前記機械的止め（１５０）が、前記機械的パン止め（１１０）と係合した、又は係合することになるかを判定することによって、前記機械的パン止め（１１０）の位置を識別する工程と、
    前記識別する工程に応じて、前記幾何学的パン面の法線を越えて前記可動部（１４０）をチルティングすることによって前記カメラの前記可動部（１４０）を反転し、前記第２のパン位置までパンニングすることによって、前記第１のパン座標から前記第２のパン位置へ前記可動部（１４０）を移動する工程であって、前記第１のパン位置は、パン・チルト座標系の一部であり、前記第２のパン座標は、反転された前記可動部（１４０）の位置を表す相補的パン・チルト座標系の一部である、工程と
    に対応する命令を含むことを特徴とする、コンピュータ・プログラム。
14. 請求項１３に記載のコンピュータ・プログラムにおいて、前記第１のチルト座標から前記第２のチルト座標に前記可動部（１４０）を移動する、コンピュータ・プログラム。
15. 請求項１３又は１４に記載のコンピュータ・プログラムにおいて、前記第１のパン位置及び前記第１のチルト位置から前記第２のパン位置に前記可動部（１４０）を移動する前記工程、及び前記第１のチルト位置から前記第２のチルト位置に前記可動部（１４０）を移動する前記工程は、実質的に同時に実施される、コンピュータ・プログラム。
16. 請求項１３から１５のいずれか一項に記載のコンピュータ・プログラムにおいて、前記パン・チルト・カメラ（１００）によって映像を撮る工程と、
    前記第１のパン・チルト位置から前記第２のパン・チルト位置へ前記可動部（１４０）を移動する（３４０）間、前記映像をフリーズする（３３０）工程と、
    前記第２のパン・チルト位置に到達するとそれに応答して前記映像をリリースする（３５０）工程とをさらに含む、コンピュータ・プログラム。
17. 請求項１３から１６のいずれか一項に記載のコンピュータ・プログラムにおいて、前記第１のパン・チルト位置が、識別された前記機械的パン止め（１１０）の位置であり、
    前記機械的パン止め（１１０）の位置を識別する工程が、前記パン・チルト・カメラ（１００）の前記可動部（１４０）の連続移動の間に、前記機械的パン止め（１１０）に物理的に接触する工程を含む、コンピュータ・プログラム。
18. 請求項１３から１６のいずれか一項に記載のコンピュータ・プログラムにおいて、前記機械的パン止め（１１０）の位置を識別する工程が、前記機械的パン止め（１１０）の前記位置が、前記第１のパン・チルト位置から前記第２のパン・チルト位置へ移動するとき、前記パン・チルト・カメラ（１００）の前記可動部（１４０）が使用することになる経路中に位置付けられていることを判定する工程を含む、コンピュータ・プログラム。
19. 請求項１７又は１８に記載のコンピュータ・プログラムにおいて、前記第１のパン・チルト位置から前記第２のパン・チルト位置へ前記パン・チルト・カメラ（１００）の前記可動部（１４０）を移動する工程が、前記機械的パン止め（１１０）を識別するとそれに応答して、自動的に行われる、コンピュータ・プログラム。
20. 請求項１３から１９のいずれか一項に記載のコンピュータ・プログラムにおいて、前記第１のパン・チルト位置から前記第２のパン・チルト位置へ前記可動部（１４０）を移動する前記工程の終了に応答して、ディジタル画像処理アルゴリズムを使用して、前記パン・チルト・カメラ（１００）で撮った前記映像を１８０°回転する工程に対応する命令をさらに含む、コンピュータ・プログラム。
21. 請求項１３から２０のいずれか一項に記載のコンピュータ・プログラムにおいて、前記第２のパン・チルト位置が、前記パン・チルト・カメラ（１００）の前記可動部（１４０）を制御する使用者が指定する位置である、コンピュータ・プログラム。
22. 請求項１３から２０のいずれか一項に記載のコンピュータ・プログラムにおいて、前記第２のパン・チルト位置が、前記機械的パン止め（１１０）を識別する前の前記パン・チルト・カメラ（１００）の移動に基づき予測される位置である、コンピュータ・プログラム。
23. 請求項２２に記載のコンピュータ・プログラムにおいて、前記第２のパン座標が、前記機械的パン止め（１１０）を識別する前の前記可動部（１４０）のパン速度、及び前記第１のパン・チルト位置から前記第２のパン・チルト位置への前記可動部（１４０）の移動の見積り時間に基づいて決定され、
    前記第２のチルト座標が、前記機械的パン止め（１１０）を識別する前の前記可動部（１４０）のチルト速度、及び前記第１のパン・チルト位置から前記第２のパン・チルト位置への前記可動部（１４０）の移動の見積り時間に基づいて決定される、コンピュータ・プログラム。
24. 請求項１３に記載のコンピュータ・プログラムを含むディジタル記憶媒体。
25. 静止部（１２０）と、
    前記静止部（１２０）に接続された機械的パン止め（１１０）と、
    機械的止め（１５０）を有する可動要素（１３０）であって、前記機械的止め（１５０）は、機械的パン止め（１１０）と係合して、前記可動要素（１３０）の移動を限定するように構成されている、可動要素（１３０）と、
    前記可動要素（１３０）に取り付けられた可動部（１４０）であって、前記可動部（１４０）は、幾何学的パン面上でパンニングするように構成された、可動部（１４０）とを含むパン・チルト・カメラ（１００）であって、
    前記可動要素（１３０）の前記機械的止め（１５０）が、前記機械的パン止め（１１０）と係合した、又は係合することになるかを判定することによって、プロセッサが、前記機械的パン止め（１１０）の位置を識別し、及び、前記識別に応じて、前記幾何学的パン面の法線を越えて前記可動部（１４０）をチルティングすることによって前記カメラの前記可動部（１４０）を反転し、第２のパン位置へパンニングすることによって、第１のパン位置から前記第２のパン位置へ前記可動部（１４０）を移動するように構成され、
    前記第１のパン位置が、パン・チルト座標系の一部であり、前記第２のパン位置が、反転された前記可動部の位置を表す相補的パン・チルト座標系の一部であることを特徴とする、パン・チルト・カメラ（１００）。

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