JPH04122879A - 位置検出装置 - 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、位置検出装置に関する。

（発明の概要１ この発明は、スタジオ床面等の面上を移動する物体、例
えばカメラペデスタルの面上位置を検出する装置であっ
て、 当該面上をレーザースポットで加熱して、そのスポット
を含む領域を赤外線カメラで撮像し、撮像信号からスポ
ットの位置を検出することによって、面上に特別の加工
をすることなく、当該面に対して非接触でカメラペデス
タルの相対位置を検出することができるようにしたもの
である。

［従来の技術１ 例えば従来の、スタジオにおけるカメラペデスタルの２
次元位置を検出する装置としては、次のようなものがあ
る。

（イ）スタジオ床面にリファレンスパターン（例えば格
子模様）を描き、スタジオカメラに取り付けた撮像素子
でそれを撮像し、パターンの位置を検出することにより
カメラ位置を検出する。

（ロ）スタジオカメラにコンピュータマウスのような床
面接触形の位置検出器を取り付け、それによりカメラ位
置を検出する。

（ハ）カメラペデスタルに赤外ＩＩＬＥＤ等のスポット
光源を取り付け、スタジオ内壁に設置したカメラでそれ
を撮像し、撮像された画像中のスポットを追跡すること
により、カメラ位置を検出する。

［発明が解決しようとする課題１ 前項で掲げた３つの技術についての問題点を以下に掲げ
る。

（イ）については、スタジオ床面に特殊なパターンを描
く必要があり、パターンの描かれていない一般のスタジ
オでは使用できない。

（ロ）については、検出器が床面接触であるため、床面
のゴミ、ホコリ等が検出器に付着し、誤動作する。

（ハ）については、光源のしゃへい物があると誤動作す
る。また、内壁に検出器を設置していない一般のスタジ
オでは使用できない。

本発明の目的は以上のような問題を解決した位置検出装
置を提供することにある。

［課題を解決するための手段１ 上記目的を達成するため本発明は、面上を移動する物体
に備えられた位置検出装置であって、当該面上をレーザ
ースポットにより加熱する加熱手段と、該加熱手段によ
る加熱によって面上に得られたスポットを含む領域を撮
像する赤外線カメラと、該赤外線カメラからの撮像信号
に基づいて当該撮像領域における前記スポットの位置を
検出する位置検出手段と、該位置検出手段からの信号に
基づいて前記撮像領域内に前記スポットが存在しなくな
った時点で前記加熱手段を駆動して前記撮像領域内に該
当する面上にレーザースポットを発生させる制御手段と
、前記位置検出手段からの信号に基づいて所定時間毎に
前記スポットの相対位置を計算する相対位置計算手段と
を具えたことを特徴とする。

［イ乍　用］ 本発明によれば上記構成によって、面上に対して非接触
で物体の相対位置が検出でき、また、非接触形なので、
検出に際して床面のゴミ、ホコリ等の影響がない。さら
に、検出装置単体で動作するので、検８対象、例えばス
タジオ自体に特別の措置を必要としないから、一般のス
タジオでも使用できる。

［実施例］ 以下、図面を参照して本発明の実施例を詳細に説明する
。

第１図が本発明装置全体の構成図である。光学系は暗箱
１の中の収められ、カメラペデスタルに固定されている
。加熱用レーザー２は床面に平行なレーザー光を発射し
、このレーザー光は集光しンズ３で集光され、レーザー
光の光軸に対し４５度の角度で取り付けたハーフミラ−
４で反射され、スタジオ床面に十分小さな（例えば直径
１　ｍｍ）スポットとして照射される。また、赤外線カ
メラ５は床面と正対し、カメラの光軸がハーフミラ−４
で反射後のレーザー光と一致する位置に取り付けられ、
ハーフミラ−４を通して床面の領域（例えばＩＯＸ　ｌ
ｏａｍ）を撮像する。カメラ５で撮像された信号は、加
熱されて温度の高くなったスポットを含む映像となって
いる。このカメラ５の撮像信号を比較器６に入力し、こ
こで予め設定した温度に該当する値以上の信号を取り出
す。取り出された信号をスポット位置検出部７に入力す
る。この検出部７で検出されたスポットの位置と温度と
を、加熱用レーザーの駆動制御部８に入力し、ここでレ
ーザーの駆動制御信号を作り、この駆動制御信号に従っ
てレーザー駆動部９によって加熱用レーザー２の発光を
制御する。一方、スポット位置検出部７の出力信号は相
対位置計算部ｌＯに入り、ここで位置情報を計算し、出
力する。

次に以上の構成の動作の詳細を説明する。

床面の平均温度より高い温度ｔ１と、床面に損傷が起き
る温度より低い温度ｔ２とを設定し、床面の加熱された
スポットの温度ｔがｔ、＜ｔ＜ｔ２を満たすように加熱
用レーザー駆動制御部８によって加熱用レーザー２の発
生を制御する。レーザー光は１７６０秒間発光するもの
とし、１回の発光で床面の加熱されたスポットの温度が
ｔｌを越え、ｔ２より低い温度になるようなパワーでレ
ーザー光を駆動する。また、第２図に示すようにカメラ
の撮像領域より小さな領域Ａを設定し、スポットが常に
領域Ａにひとつだけ存在するようにレーザ光の発光制御
を行なう。これによりスポットの追跡が容易になる。

制御のフローチャートを第３図に示す。

ここでは、赤外線カメラ５として１７６０秒毎に撮像す
るものを使用し、垂直同期信号（ＶＤ）のタイミングで
処理を行なうものとする。まず、垂直同期信号が立ち上
がったときに（Ｓｌ）、赤外線カメラ５で撮像しくＳ２
）、Ｓ３にすすむ。Ｓ３では、撮像された映像信号には
ｔｌより高い温度のスポットはひとつしか存在しないの
で、比較器６で温度１＋に相当する信号電圧とカメラ５
からの映像信号とを比較し、スポット部分に該当する信
号だけを取り出す。ついでＳ４では、これを位置検出部
７に入力し、ここでスポットのＸ＋　ｙ座標を検出する
。ついでＳ５でスポットが領域Ａ内に存在するか否かの
判断をスポット位置検出部７からの信号に基づいて加熱
用レーザー駆動制御部８が行い、存在するときはＳｌに
もどり、存在しないときは、Ｓ６で制御部８によって加
熱用レーザー２を発光させ、床面における新しい加熱ス
ポットを作り、Ｓｌにもどる。こうすることによって、
領域Ａ内にｔｌより温度の高いスポットがただひとつだ
け存在するようにすることができる。一方、Ｓ４にっづ
＜３７では、相対位置検出部１０がスポットのＸ＋　ｙ
座標と、ひとつ前のフィールド（１／６０秒前）に検出
されたスポットのｘ、ｙ座標との差を取り、１７６０秒
間に移動した量を得る（Ｓ８）、これを順次加えて行（
ことで、同計算部ｌＯによってカメラの相対位置が計測
される（Ｓ９）。

以上のように本実施例は床面非接触形なので、床面のゴ
ミ、ホコリ等の影響を受けない。更に、検出器単体で動
作するので、スタジオ設備に対し特別の措置を必要とせ
ず、一般のスタジオで使用できる。また、テレビスタジ
オだけでなく平らな床面上であれば位置検出が可能なの
で、他への応用も容易である。

検出精度については、レーザースポットの径を小さくし
、撮像カメラに精細度の高いものを使うことで精度を上
げることができる。例えば、水平５１２画素、垂直５１
２画素のカメラでｌ　０ｃｍ四方の領域を撮像した時、
加熱スポットの重心を捉えれば１０ｃｍ１５１２＝０．
２ｍｍの分解能が得られる。

［発明の効果１ 以上説明したように本発明によれば床面等の面上を移動
する物体の位置を当該面に非接触で高精度に検出するこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例のブロック図、第２図は赤外
線カメラの撮像領域を示す図、第３図は同実施例の動作
フローチャートを示す図である。 ２・・・加熱用レーザー ５・・・赤外線カメラ、 ６・・・比較器、 ７・・・スポット位置検出部、 ８・・・加熱用レーザー駆動制御部、 １０・・・相対位置計算部。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）面上を移動する物体に備えられた位置検出装置であ
   って、 当該面上をレーザースポットにより加熱する加熱手段と
   、該加熱手段による加熱によって面上に得られたスポッ
   トを含む領域を撮像する赤外線カメラと、該赤外線カメ
   ラからの撮像信号に基づいて当該撮像領域における前記
   スポットの位置を検出する位置検出手段と、該位置検出
   手段からの信号に基づいて前記撮像領域内に前記スポッ
   トが存在しなくなった時点で前記加熱手段を駆動して前
   記撮像領域内に該当する面上にレーザースポットを発生
   させる制御手段と、前記位置検出手段からの信号に基づ
   いて所定時間毎に前記スポットの相対位置を計算する相
   対位置計算手段とを具えたことを特徴とする位置検出装
   置。