JPH01245777A - 移動物体追尾装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、テレビカメラなどの撮像装置により得られる
画像において、移動物体画像を複雑な静止背景画像と分
離して抽出し、移動物体を追尾するために用いる移動物
体追尾装置に関するものである。

従来の技術 近年、テレビカメラの普及に伴い、その利用分野は監視
用途、産業用ロボットの視覚的用途などに拡大されつつ
ある。これらの用途は単に画像を再生し、画面上で確認
する程度のものが多かったが、ロボット、遠隔監視など
の用途では画像によってカメラの撮像角度を制御させた
り、特定の移動物体を監視したり、追尾撮像させること
が要求される。従来、この種の移動物体追尾装置として
は、再生された平面的画像から移動物体の上下左右位置
を認識し、この認識結果に基づいてカメラ架台を駆動制
御するようにした構成が知られている。

３　ヘ−ノ 発明が解決しようとする課題 しかし、上記従来例の移動物体追尾装置では、移動物体
を平面上の２次元的に認識して追尾するに止まり、カメ
ラレンズの入射光軸方向に移動する物体については微動
的物体として認識されて除去されるので、このような移
動物体をテレビカメラで追尾することはできなかった。

本発明は、上記のような従来技術の問題を解決するもの
で、３次元的に移動物体を認識して撮像装置により追尾
することができるようにした移動物体追尾装置を提供す
るこさを目的とするものである。

課題を解決するための手段 本発明は、上記目的を達成するために、撮像装置と、こ
の撮像装置を駆動制御する架台および架台制御部と、画
像の視野中心部が上記撮像装置の画像の視野中心部とほ
ぼ一致して駆動されるように支持され、上記撮像装置の
視野内を走査して距離画像を発生させる距離画像発生用
走査装置と、上記撮像装置の出力画像から移動物体の水
平、垂直両方向の位置を検出し、移動物体を画面中央部
に追尾再生するための信号を出力する平面移動物体信号
抽出回路と、上記距離画像発生用走査装置で得られた距
離画像から上記撮像装置の光軸方向の遠近の変化を示す
移動物体を検出し、その移動物体を画面中央部に追尾再
生するための信号を出力する遠近変化移動物体信号抽出
回路と、上記両信号を選択して架台制御信号を上記架台
制御部に出力する移動物体方向選択制御回路とを備えた
ものである。

作　　　　用 本発明は、上記構成により次のような作用を有する。

すなわち、平面移動物体信号抽出回路で撮像装置の出力
画像から移動物体の水平、垂直方向の平面上の位置を検
出し、その移動物体を追尾再生するための信号を出力し
、遠近変化移動物体信号抽出回路で距離画像発生用走査
装置の距離画像から撮像装置の光軸方向の遠近の変化を
示す移動物体を検出し、その移動物体を追尾再生するた
めの信５　ヘー／ 号を出力し、移動物体方向選択制御回路で上記両信号を
選択して架台制御信号を架台制御部へ出力し、架台およ
び撮像装置等を駆動制御する。

したがって、水平方向と垂直方向の２次元的に移動する
物体は勿論のこと、撮像装置の光軸さ平行に移動してく
る遠方の移動物体をも再生画面上で追尾することができ
る。

実施例 以下、図面を参照しながら本発明の実施例について説明
する。

第１図は本発明の一実施例における移動物体追尾装置を
示す全体の概略ブロック図である。

第１図において、］はテレビカメラ、２はテレビカメラ
１を駆動する架台、３は架台２を制御する架台制御部、
４は距離画像発生用センサであり、テレビカメラ１の光
軸上、若しくはその近傍に配置されて画像の視野中心部
がテレビカメラ１の画像の視野中心部とほぼ一致する状
態で駆動されるように、例えば、架台２に支持され、テ
レビカメラ１の視野内を走査して距離画像を発生させる
。

６　へ−７ ５は平面移動物体信号抽出回路であり、テレビカメラ１
の出力画像から移動物体の水平（Ｘ軸）方向と垂直（Ｙ
軸）方向の平面上の位置を検出し、移動物体を画面中央
部に追尾再生するための追尾制御信号５ａ　、　６ｂを
出力する吉共に、移動物体を認識したサイン信号（ゲー
ト信号）７を出力する。

８は遠近変化移動物体信号抽出回路であり、距離画像発
生用センサ４で得られた距離画像からテレビカメラ１の
Ｘ、Ｙ平面における光軸（Ｚｘ　、　Ｚｙ軸）方向の遠
近の変化を示す移動物体を検出し、その移動物体を画面
中央部に追尾再生するための追尾制御信号９ａ　、　ｇ
ｂを出力すると共に、移動物体を認識したサイン信号（
ゲート信号）　１０を出力する。月は移動物体方向選択
制御回路であり、追尾制御信号５ａ　、　６ｂ　、　９
ａ　、　ｇｂ　　およびサイン信号７，１０に基づいて
移動物体方向を選択し、架台制御部３へ架台制御信号１
２ａ　、　１２ｂ　、　１２Ｃ、１２ｄを出力する。

第２図は第１図に示す移動物体方向選択制御回路１］の
詳細を示す回路図である。

７　へ−７ 第２図において、５ａ　、　６ｂは上記のように平面移
動物体信号抽出回路５から出力され、光軸に垂直なＸ軸
とＹ軸の平面上で移動物体が示す位置に対する追尾制御
信号である。９ａ　、　ｇｂは上記のように遠近変化移
動物体信号抽出回路８から出力され、光軸（Ｚ軸）方向
で移動する物体が示すＸ。

Ｙ平面上での位置に対する追尾制御信号である。

そして、追尾制御信号６ａと６ｂがオア回路１２に入力
され、オア回路］２からサイン信号（ゲート信号）７が
出力され、追尾制御信号９ａと９ｂがオア回路１３に入
力され、オア回路１３からサイン信号（ゲート信号）］
Ｏが出力される。２０はアンド回路であり、上記サイン
信号７がインバータ２１　を介して入力されると共に、
上記サイン信号１０が入力され、したがって、サイン信
号７が発生しないとき、サイン信号１０’を出力する。

２２はアンド回路であり、上記追尾制御信号６ａさサイ
ン信号７が入力され、架台制御信号１２ａを出力する。

２３はアンド回路であり、上記追尾制御信号６ｂとサイ
ン信号７が入力され、架台制御信号１２ｂを出力する。

２４はアンド回路であり、上記追尾制御信号９ａとサイ
ン信号１０’が入力され、架台制御信号１２０′を出力
する。２５はアンド回路であり、上記追尾制御信号９ｂ
とサイン信号１０’が入力され、架台制御信号１２ｄ′
を出力する。

２６はアンド回路であり、上記架台制御信号１２ａがイ
ンバータ２７を介して入力されると共に、架台制御信号
１２０′が入力され、したがって、架台制御信号１２ａ
が発生しないとき、架台制御信号１２Ｃが出力される。

２８はアンド回路であり、上記架台制御信号］、２ｂが
インバータ２９を介して入力されると共に、架台制御信
号１２ｄ′が入力され、したがって、架台制御信号１２
ｂが発生しないとき、架台制御信号１２ｄが出力される
。これら架台制御信号１２３〜１２ｄは上記のように架
台制御部３へ出力される。

以上の構成において、以下、その動作を説明する０ 第１図に示すテレビカメラ１は電源投入と同時に、予め
設定された基準方向にセットされる。こ９　へ−７ れと共に、距離画像発生用センサ４はその画像の視野中
心部がテレビカメラ１の画像の視野中心部と一致するよ
うにセットされる。

そして、テレビカメラ１と距離画像発生用センサ４は線
走査によって形成された面画像でその視野範囲を合わせ
た画像信号を発生させる。ビデオカメラ１の出力画像信
号は平面移動物体信号抽出回路５で処理され、光軸（Ｚ
軸）に垂直な水平（Ｘ軸）、垂直（Ｙ軸）の平面上を移
動する移動物体信号が検出されてその位置が認識され、
Ｘ軸、Ｙ軸に関する追尾制御信号６ａ　、　６ｂが移動
物体方向選択制御回路１１へ別個に出力される。一方、
距離画像発生用センサ４の出力画像信号は遠近変化移動
物体信号抽出回路８で処理され、複数フィールド画像間
のコントラスト変化のある部分が検出され、この変化部
分の画面上の位置からＸ軸とＹ軸の平面上の位置が認識
され、Ｘ軸、Ｙ軸に関する追尾制御信号ｇａ　、　ｇｂ
が移動物体方向選択制御回路１１へ別個に出力される。

これと同時に、平面移動物体信号抽出回路５と遠近変化
移動物体１０　へ−７ 信号抽出回路８からＸ軸、Ｙ軸方向の移動物体を認識し
たサイン信号７とＺｘ　、　Ｚｙ軸方向の移動物体を認
識したサイン信号１０が移動物体方向選択制御回路１１
へ出力される。

今、サイン信号７が発生し、サイン信号１０が発生しな
かった場合、すなわち、Ｘ軸、Ｙ軸方向の平面上を移動
する物体が認識され、Ｚｘ軸、Ｚｙ軸方向の光軸方向を
移動する物体が認識されなかった場合には、追尾制御信
号６ａとサイン信号７がアンド回路２２へ入力され、追
尾制御信号６ｂとサイン信号７がアンド回路２３へ入力
され、各アンド回路２２　、２３から架台制御信号１２
ａ　、　１２ｂが架台制御部３へ出力される。このとき
、架台制御信号１２Ｃ、１２ｄは発生しない。したがっ
て、架台２、テレビカメラ１および距離画像発生用セン
サ４をＸ軸、Ｙ軸方向に駆動制御し、移動物体を画面中
央部に追尾再生させることができる。また、サイン信号
１０が発生し、サイン信号７が発生しなかった場合、す
なわち、Ｚｘ軸、ＺＹ軸方向の光軸方向を移動する物体
が認識され、Ｘ軸、Ｙ軸１１　へ−７ 方向の平面上を移動する物体が認識されなかった場合に
は、サイン信号７がインバータ２１により反転してアン
ド回路２０に入力されるので、アンド回路２０よりサイ
ン信号１０’が出力される。そして、追尾制御信号９ａ
とサイン信号１０’がアンド回路２４へ入力され、追尾
制御信号９ｂとサイン信号１０′がアンド回路２５へ入
力され、各アンド回路２４　、２５から架台制御信号１
．２Ｃ’　、　］　２ｄ’がアンド回路２６　、２８へ
出力される。そして、架台制御信号１２ａ　、　１２ｂ
がインバータ２７，２９ニより反転してアンド回路２６
　、２８へ出力されるので、アンド回路２６　、２８か
ら架台制御信号１２Ｃ、１２ｄが架台制御部３へ出力さ
れる。このとき、上記のように架台制御信号１２ａ　、
　１２ｂは発生しない。したがって、架台２、テレビカ
メラ１および距離画像発生用センサ４をＺｘ　、　Ｚｙ
軸方向に駆動制御し、移動物体を画面中央部に追尾再生
させることができる。また、サイン信号７と１０が同時
に発生した場合、すなわち、Ｘ軸、Ｙ軸方向の平面上を
移動する物体が認識されると共に、Ｚｘ軸、Ｚｙ軸の光
軸方向を移動する物体が認識された場合には、追尾制御
信号６ａとサイン信号７がアンド回路２２へ人力され、
追尾制御信号６ａとサイン信号７がアンド回路２３−・
入力され、各アンド回路２２　、２３から架台制御信号
１２ａ　、　１２ｂが架台制御部３へ出力される。一方
、サイン信号１０がアンド回路２０へ入力されるが、サ
イン信号７がインバータ２１により反転するので、アン
ド回路２０からはサイン信号１０′は出力されず、アン
ド回路２４　、２５からも架台制御信号１２Ｃ’　、　
１２ｄ’は出力されず、アンド回路２６　、２８からも
架台制御信号１２Ｃ、１２ｄは出力されない。したがっ
て、架台２、テレビカメラ１および距離画像発生用セン
サ４をＸ軸、Ｙ軸方向に優先的に駆動制御し、移動物体
を画面中央部に追尾再生させることができる。

なお、上記実施例では、Ｘ軸、Ｙ軸の平面上を移動する
物体が認識されると共に、Ｚｘ軸、Ｚｙ軸方向を移動す
る物体が認識された場合には、Ｘ軸、Ｙ軸方向の移動物
体を優先的に追尾するようにしているが、Ｘ軸、Ｙ軸方
向の追尾制御信号１３　−−； ６ａ、６ｂおよびサイン信号７と、Ｚｘ軸、Ｚｙ軸方向
の追尾制御信号ｇａ　、　９ｂおよびサイン信号１０を
上記実施例とは逆に入れ替えて接続することにより、Ｚ
ｘ軸、Ｚｙ軸の移動物体を優先的に追尾することができ
、この方向の移動物体は人が視覚的に感じにくいので、
その効果は太きい。また、上記２つの回路を切替えて使
用することにより、Ｘ軸、Ｙ軸方向の移動物体と、Ｚｘ
軸、Ｚｙ軸方向の移動物体とを選択的に優先的に追尾す
ることができる。

発明の効果 以上の説明のように本発明によれば、平面移動物体信号
抽出回路で撮像装置の出力画像から移動物体の水平、垂
直方向の平面上の位置を検出し、その移動物体を追尾再
生するための信号を出力し、遠近変化移動物体信号抽出
回路で距離画像発生用走査装置の距離画像から撮像装置
の光軸方向の遠近の変化を示す移動物体を検出し、その
移動物体を追尾再生するための信号を出力し、移動物体
方向選択制御回路で上記両信号を選択して架台制御１４
　・・−７ 信号を架台制御部へ出力し、架台および撮像装置等を駆
動制御する。したがって、水平方向と垂直方向に移動す
る物体と、撮像装置の光軸と平行に移動する物体を追尾
することができ、移動追尾を３次元的に行うことができ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図および第２図は本発明の一実施例における移動物
体追尾装置を示し、第１図は全体の概略ブロック図、第
２図は移動物体方向選択制御回路の回路図である。 １・・・テレビカメラ、２・・・架台、３・・・架台制
御部、４・距離画像発生用センサ、５・・・平面移動物
体信号抽出回路、８・・遠近変化移動物体信号抽出回路
、１１・・移動物体方向選択制御回路、２０−・・アン
ド回路、２］　　　インバータ、２２〜２６・・アンド
回路、２７　　　インバータ、２８・・・アンド回路、
２９−　インバータ。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 撮像装置と、この撮像装置を駆動制御する架台および架
   台制御部と、画像の視野中心部が上記撮像装置の画像の
   視野中心部とほぼ一致して駆動されるように支持され、
   上記撮像装置の視野内を走査して距離画像を発生させる
   距離画像発生用走査装置と、上記撮像装置の出力画像か
   ら移動物体の水平、垂直両方向の位置を検出し、移動物
   体を画面中央部に追尾再生するための信号を出力する平
   面移動物体信号抽出回路と、上記距離画像発生用走査装
   置で得られた距離画像から上記撮像装置の光軸方向の遠
   近の変化を示す移動物体を検出し、その移動物体を画面
   中央部に追尾再生するための信号を出力する遠近変化移
   動物体信号抽出回路と、上記両信号を選択して架台制御
   信号を上記架台制御部に出力する移動物体方向選択制御
   回路とを備えたことを特徴とする移動物体追尾装置。