JPH0468893A

JPH0468893A - 遠隔制御カメラの撮影位置決定方法およびカメラ遠隔制御システム

Info

Publication number: JPH0468893A
Application number: JP2177497A
Authority: JP
Inventors: Takashi Hoshi; 星　隆司; Minoru Oyama; 実大山
Original assignee: Nippon Telegraph and Telephone Corp
Current assignee: Nippon Telegraph and Telephone Corp
Priority date: 1990-07-06
Filing date: 1990-07-06
Publication date: 1992-03-04
Anticipated expiration: 2014-12-20
Also published as: JP2992617B2

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、遠隔操作型雲台（以下、二台と称す）が付属
したカメラの遠隔制御システムにおける撮影位置決定方
法に関する。

〔従来の技術〕

近年、交通情報、イベント情報、自然観察、スポーツ中
継など、雲台は、とみに多方面への使用要望が強まって
いる。モしてＩ　ＳＤＮの登場で公衆通信網での画像通
信サービスが現実となったことにより、公衆通信網を介
して雲台を遠隔制御したいという要望も強まっている。

このような使用形態においては、これから遠隔制御しよ
うとしている雲台に取り付けられているカメラからの映
像を初めて見るという操作者が増えてくる。そこで、ど
の方向へカメラを移動させれば何が見えるかの予備知識
を操作者に予め提示することが重要になってくる。さら
には、各操作者が希望するカメラ撮影位置は千差万別で
あり、カメラが撮影可能な全範囲内の任意点の映像を自
由に選択して、かつ容易な操作で取得できることもまた
重要になってくる。

一方、従来、雲台は各種監視に使用されることが多く、
遠隔制御は、操作者が、遠隔１１Ｊ御操作盤に設けられ
ている、遠隔制御項目に対応した回転式ダイヤルなどを
操作し、映像を確認しながら該遠隔制御項目を個別に制
御して行なわれている。

〔発明が解決しようとする課題１この場合、カメラ撮影位置の選択を行なう操作者は、カ
メラが撮影可能な全範囲の映像の概要と該操作盤の使用
方法とを熟知した警備員などの特定の人物であるため、
どの方向へカメラを移動させれば何が見えるかの予備知
識を操作者に予め提示することや、カメラが撮影可能な
全範囲内の任意点の映像を自由に選択して、かつ容易な
操作で取得できるようにするといった、遠隔制御の操作
方法に工夫をこらし使いやすくするということは必要と
されず、実現されていない。

本発明の目的は、カメラが撮影可能な全範囲の映像の概
要と該操作盤の使用方法とを熟知していない操作者であ
っても、該操影可能全範囲内の任意点の映像を自由に、
かつ簡単な操作で取得できる遠隔制御カメラの撮影位置
決定方法を提供することである。

〔課題を解決するための手段１本発明の第１の、遠隔制御カメラの撮影位置決定方法は
、カメラで撮影可能な全範囲の、計算機処理可能なデータ
形式になっているイメージ情報と、カメラの設置位置の
、該イメージ情報上での座標値と、カメラへ遠隔操作側
から接続した際の初期撮影位置の、前記イメージ情報上
での座標値と、該初期撮影位置に対応する雲台制御値を
予め記憶しておき、カメラの操作者がカメラ撮影位置選択要求を出すと、前
記記憶されている情報をもとに、前記イメージ情報にカ
メラ設置位置と現在の撮影位置とを重畳して画面表示し
、操作者が画面内の希望するカメラ撮影位置を指示すると
、指示されたカメラ撮影位置に対応する雲台制御値を、
前記初期撮影位置に対応する雲台制御値と、カメラの設
置位置の、前記イメージ情報上での座標値と、初期撮影
位置の、前記イメージ情報上での座標値と、指示された
カメラ撮影位置の、前記イメージ情報上での座標値と、
カメラの地表面からの高さとから自動的に算出し、算出
された雲台制御値に従って雲台を遠隔制御するものであ
る。

本発明の第２の、遠隔制御カメラの撮影位置決定方法は
、カメラで撮影可能な全範囲の、計算機処理可能なデータ
形式になっているイメージ情報と、前記カメラの設置位
置の、前記イメージ情報上での座標値と、前記カメラへ
遠隔操作側から接続した際の初期撮影位置の、前記イメ
ージ情報上での座標値と、該初期撮影位置に対応する雲
台制御値を予め記憶しておき、前記カメラの操作者がカメラ撮影位置選択要求を出すと
、前記記憶されている情報をもとに、前記イメージ情報
にカメラ設置位置と現在の撮影位置とを重畳して画面表
示し、前記操作者が画面内の希望するカメラ撮影位置を指示す
ると、１回目の撮影の場合には、指示されたカメラ撮影
位置に対する雲台制御値を、前記初期撮影位置に対応す
る雲台制御値と、前記カメラの設置位置の、前記イメー
ジ情報上での座標値と、前記初期撮影位置の、前記イメ
ージ情報上での座標値と、前記の指示されたカメラ撮影
位置の、前記イメージ情報上での座標値と、前記カメラ
の地表面からの高さとから自動的に算出するとともに、
前記の指示されたカメラ撮影位置の、前記イメージ情報
上での座標値と、算出された雲台制御値を記憶し、２回
目以降の撮影の場合には前回の撮影位置に対応する雲台
制御値と、前記カメラの設置位置の、前記イメージ情報
上での座標値と、前回の撮影位置の、前記イメージ情報
上での座標値と、指示されたカメラ撮影位置の、前記イ
メージ情報上での座標値と、前記カメラの地表面の高さ
とかう自動的に算出するとともに、前記の指示されたカ
メラ撮影位置の、前記イメージ情報上での座標値と、算
出された雲台制御値と記憶し、算出された雲台制御値に従って雲台を遠隔制御するもの
である。

〔作用］操作者がカメラ撮影位置を選択する際に、カメラで撮影
可能な全範囲を示すイメージ情報を画面表示し、操作者
が該イメージ情報上の任意点を指定すると、該指定点へ
カメラ撮影位置を移動するための雲台制御値を自動的に
算出し、該算出結果に従って雲台を遠隔制御するので、
カメラで撮影可能な全範囲内の任意点の映像が得られる
。

〔実施例〕

次に、本発明の実施例について図面を参照して説明する
。

第１図は本発明の遠隔制御カメラの撮影位置決定方法が
適用された、カメラの遠隔制御システムのブロック図、
第２図はカメラ２で撮影可能な全範囲を示すイメージ情
報にカメラ設置位置と現在の撮影位置とを重畳した画面
表示例を示す図、第３図は第２図の画面上でカメラ撮影
位置を選択した画面表示例を示す図、第４図は座標値（
Ｘｏ、　ｙｏ）　。

（ｘ＋、ｙ＋）と交差角度θｐｏ、　　θＰ１の関係を
示す図、第５図はチルト角度０丁を示す図である。

本実施例のカメラの遠隔制御システムは、ズームレンズ
１を備え、雲台３によって左右方向および上下方向の向
きが変えられるカメラ２を遠隔制御するもので、カメラ
設（ｆ側の装置と遠隔操作側の装置からなり、両者は加
入者回線１８、ｌ５ＤＮ公衆通信網１７、加入者回線１
９によって接続されている。

カメラ設置側の装置はサーボアンプ４、遠隔制御装置５
、蓄積装置６、画像取り込み・符号化装置７、網制御装
置８で構成され、遠隔操作側の装置は制御装置１０、マ
ウス１１、蓄積装置Ｉ２、網制御装置１３、画像復号化
装置１４、画面合成装置１５、モニタデイスプレィ１６
で構成されている。

蓄積装置６には、カメラ２で撮影可能な全範囲のイメー
ジ情報が計算機処理可能なデータ形式で格納され、さら
に該イメージ情報上での、カメラ２の設置位置（回転中
心）の座標値（ｘ、　ｙ）　と、カメラ２へ遠隔操作側
から接続した際の初期撮影位置の座標値（ｘｏ、ｙｏ）
とが格納されている。また、初期撮影位置に対する雲台
制御値、カメラ２の地表面からの高さＨ（第５図）の値
も蓄積装置６に格納されている。遠隔制御装置５は網制
御装置８から遠隔操作側からの着信要求検出の通知を受
けとると、画像取り込み・符号化装置７を制御して、該
装置７に入力されるカメラ２からの映像を符号化静止画
像にして網制御装置８を経て遠隔操作側に転送し、網制
御装置８から遠隔制御側からのカメラ撮影位置選択要求
検出の通知を受けとると、蓄積装置６に格納されている
全情報を読出して網制御装置８を経て遠隔操作側に転送
し、その後、指示されたカメラ撮影位置に応じた雲台制
御値の計算結果が網制御装置８を経て遠隔操作側から転
送されてくると、転送されてきた雲台制御値をサーボア
ンプ４に送り雲台３を制御する。

マウス１１はモニタデイスプレィ１６に表示される接続
カメラ名をボインティングしたり、同じモニタデイスプ
レィ１６上のコマンド選択枝をクリックするためのもの
である。画像復号化装置１４はカメラ設置側から網制御
装置１３を経て転送されてきた符号化静止画像を静止画
像に戻す。

制御装置１０はカメラ設置側から網制御装置１３を経て
転送されてきた前記情報を蓄積装置１２に格納した後、
該格納された情報をもとに画面を作成し、該画面を画面
合成装置１５に送り、操作者がマウス１１により画面内
の希望するカメラ撮影位置を選択すると、選択されたカ
メラ撮影位置に対応する雲台制御値を算出し、網制御装
置１３を経て遠隔制御装置５に転送する。画面合成装置
１５は画像復号化装置１４で復号化された静止画像を制
御袋ＮＩＯから送られるガイダンスメツセージと合成し
てモニタデイスプレィ１６に表示し、また制御装置１０
で作成された画面をモニタデイスプレィ１６に表示する
。

次に、本実施例におけるカメラ撮影位置決定動作を説明
する。

まず、操作者がモニタデイスプレィ１６に表示されてい
る接続カメラ名をマウス１１でボインティングすると、
対応するＩ　ＳＤＮ番号への発信要求が遠隔操作側の制
御装置１０から遠隔操作側の網制御装置１３へ送られ、
発信接続が開始される。ｌ５ＤＮ公衆通信網１７から加
入者回線１８を介してカメラ設置側の網制御装置８に着
信があると、網制御装置８は着信を検出し遠隔制御装置
５に通知する。網制御装置８が着信に対して応答するの
は、着信検出後部時または遠隔制御装置５からの応答指
示受信後のいずれでも構わないが、ここでは即時応答し
て通信路の設定を完了しているものとする。映像信号線
９を介してカメラ２から画像取り込み・符号化装置７に
入力された映像は、遠隔制御装置５の指示により、画像
取り込み・符号化装置７で符号化静止画像となり、カメ
ラ設置側の網制御装置８、加入者回線１８、Ｉ　ＳＤＮ
公衆通信網１７、加入者回線１９、遠隔操作側の網制御
装置１３を介して画像復号化装置１４に転送される（以
下経路Ｒ１と記す）。該転送された符号化静止画像は、
遠隔操作側の制御装置１ｏからの指示により画像復号化
装置１４で静止画像に戻された後、画面合成装置１５で
遠隔操作側の制御装置１０から送られるガイダンスメツ
セージ等と合成されて、モニタデイスプレィ１６に表示
されるＣ以下経路Ｒ２と記す）。

ここで、操作者が、画面上の該当するコマンド選択枝を
マウス１１でクリックする等の操作によりカメラ撮影位
置選択要求を行なうと、該カメラ撮影位置選択要求が、
遠隔操作側の制御装置１０から遠隔操作側の網制御装置
１３に送られ、加入者回線１９、ｌ５ＤＮ公衆通信網１
７、加入者回線１８、カメラ設置側の網制御装置８を介
して遠隔制御装置５に送られる（以下経路Ｒ３と記す）
。遠隔制御装置５は、蓄積装置６に格納してある、カメ
ラ２で撮影可能な全範囲のイメージ情報、該イメージ情
報上でのカメラ２の設置位置の座標値、カメラ２へ遠隔
操作側から接続した際の初期撮影位置の、該イメージ情
報上での座標値と、該座標値に対応する雲台制御値を読
出し、カメラ設置側の網制御装置８、加入者回線１８、
Ｉ　ＳＤＮ公衆通信網１７、加入者回線１９、遠隔操作
側の網制御装置１３を介して遠隔操作側の制御装置１０
に転送する（以下経路Ｒ４と記す）。

遠隔操作側の制御装置１０は、該転送された情報を蓄積
装置１２に格納した後、該格納された情報をもとに第２
図に示す画面を作成する。さらに、画面合成装置１５に
対して、制御装置１０からの入力のみをモニタデイスプ
レィ１６へのａ力とするよう指示したのち、該作成した
画面を画面合成装置１５に送る。

操作者が第２図に示す画面を見ながら画面内の希望する
カメラ撮影位置をマウス１１でクリックして選択すると
、制御装置１ｏは、該クリック位置を第３図に示すよう
に矢印等で明示するとともに、選択されたカメラ撮影位
置に対応する雲台制御値を計算し、その結果を経路Ｒ３
により遠隔制御装置５に転送する。

雲台制御値の計算は、以下の手順に従って行なわれる。

なお、説明上、第３図において、カメラ設置位置、現在
のカメラ撮影位置、マウスクリックにより選択されたカ
メラ撮影位置の各点の座標値を蓄積装置１２に格納され
るイメージ情報上で管理される座標値で表した値を、そ
れぞれ（ｘ、　ｙ）、（ｘｏ、ｙｏ）、（ｘｉ、ｙ＋）
とする。また、第４図に示すように、雲台３のパン動作
基準位置（パン角度が０度となる位置）を示す線をし、
第５図に示すように、地表面からカメラ２の中心点まで
の高さをＨとする。

まず、最初に、座標値（ｘｉ、ｙ＋）に対応するパン制
御値Ｐ＋を求める。

座標値（ｘｏ、ｙｏ）に対応する雲台３のパン制御値を
Ｐｏとし、第４図に示すように、座標値（ｘｏ。

ｙｏ）と（ｘ、ｙ）の２点を結ぶ線と線りの交差角度を
０２゜、座標値（ｘｉ、ｙ＋）と（ｘ、　ｙ）の２点を
結ぶ線と線りの交差角度をθＰ＋とすると、交差角度θ
ｐｏおよびθＰ１はそれぞれパン角度であり、パン制御
値Ｐ、は次のように表せる。

ここで、交差角度θｐｏおよびθＰ１は次のように計算
できる。

の時）よって、パン制御値Ｐ１は交差角度θ２゜およびθ、の
計算結果から容易に算出できる。

次に、座標値（ｘｉ、ｙ＋）に対応するチルト制御値Ｔ
１を求める。

チルト制御値は、選択された撮影位置に建物などが存在
した場合、その高さを考慮して算出することがより有効
であるが、蓄積装置１２に格納されるイメージ情報には
一般にこうした３次元情報は含まれていない。しかしこ
の問題は、選択された撮影位置への移動後に遠隔操作側
で雲台制御値の微調整を指定できるようにすることで回
避しつるので、ここでは、チルト制御値は、第５図に示
すように、目的座標点の地表面に合わせるよう単純化し
て説明を進める。

座標値（Ｘｏ、ｙｏ）に対応する雲台３のチルト制御値
をＴｏ、座標値（ｘｏ、ｙｏ）　、（ｘｉ、ｙｉｌ　に
それぞれ対応するチルト角度をそれぞれ０丁。、０丁、
とすると、チルト制御値Ｔ１は次のように表せる。

ここで、座標値（ｘｏ、　ｙａ）と（ｘ、　ｙ）の２点
間の距離をり。、、座標値（ｘ＋、ｙ＋）と（ｘ、　ｙ
）の２点間の距離をＬｌとすると、距離り。およびＬＩ
は次のように計算できる。

まず、座標値（ｘ＋、ｙ＋１　に対応するレンズフォー
カス制御値Ｆ１を求める。

座標値（ｘｏ、Ｙｏｌ　に対応するレンズフォーカス制
御値をＦｏ、座標値（ｘｏ、ｙｏ）および（ｘ＋、ｙ＋
）の地表点への焦点距離をそれぞれＫｏ、に＋とすると
、レンズフォーカス制御値Ｆ１は次のように表わせる。

この計算結果を用いると、第５図かられかるように、チ
ルト角度θ７゜およびθＴ１は次のように計算できる。

ここで、焦点距離に０およびに１は、第５図かられかる
ように、次のように計算できる。

よって、チルト制御値Ｔ１はチルト角度θア。およびθ
７１の計算結果から容易に算出できる。

以上で雲台３の移動量の算出を終える。

引き続いて、ズームレンズ１の制御値を算出する。

よって、レンズフォーカス制御値Ｆ＋は先のチルト角度
θア。およびθア、の計算結果と焦点距離に０およびに
１の計算結果から容易に算出できる。

次に、座標値（ｘ＋、ｙ＋）に対応するレンズズーム制
御値ｚ１であるが、これは視野角を決定する制御値であ
るため、操作者が所望する視野角を加味して算出を行な
うことがより有効である。しかし、チルト制御値同様、
選択された撮影位置への移動後にレンズズーム制御値の
微調整を指定できるようにすることで代替できるので、
ここでは、焦点距離の変化のみを反映させてレンズズー
ム制御値を変更するよう単純化する。

具体的には、座標値（Ｘ＋、ｙ＋）に対応するレンズズ
ーム制御値Ｚ＋は、座標値（ｘｏ、　ｙｏ）に対応する
レンズズーム制御値Ｚｏ、レンズフォーカス制御値Ｆ１
の算出の過程で算出された、座標値（Ｘｏ、ｙａ）およ
び（ｘ＋、ｙ＋）の地表点への焦点距離に０．に＋を用
いて次のように計算できる。

以上述べた手順により、雲台制御値として、パン制御値
、チルト制御値、レンズフォーカス制御値、レンズズー
ム制御値の４つが算出される。

遠隔制御装置５は、受信したこれら雲台制御値をサーボ
アンプ４に送り、雲台３を制御する。制御完了信号がサ
ーボアンプ４から遠隔制御装置５に返された後、映像信
号線９を介してカメラ２から画像取り込み・符号化装置
７に入力された映像は、遠隔制御装置５の指示により、
再度、画像取り込み・符号化装置７で符号化静止画像と
され、経路Ｒ１、経路Ｒ２を経てモニタデイスプレィ１
６に表示される。ここで、上述した撮影位置選択操作を
行なえば、繰り返し何度でも撮影位置の変更を行なうこ
とができる。

なお、本発明の遠隔カメラの撮影位置決定方法は、転送
される映像が静止画、動画の別に関わらず、また、カメ
ラ設置側と遠隔操作側の間に通信回線が介在していても
いなくても実施できる。

また、指示されたカメラ撮影位置に対する雲台制御値は
、１回目の撮影の場合には、初期撮影位置に対応する雲
台制御値と、カメラの設置位置の、イメージ情報上での
座標値と、初期撮影位置の、イメージ上での座標値と、
指示されたカメラ撮影位置の、イメージ情報上での座標
値と、カメラの地表面からの高さＨとから算出し、２回
目以降の撮影の場合には、前回の撮影位置に対応する雲
台制御値と、カメラの設置位置の、イメージ情報上での
座標値と、前回の撮影位置の、イメージ情報上での座標
値と、指示されたカメラ撮影位置の、イメージ情報上で
の座標値と、カメラの地表面からの高さＨとから算出す
るようにしてもよく、その場合、指示されたカメラ撮影
位置の、イメージ情報上での座標値と、算出された雲台
制御値を蓄積装置１２にその都度記憶することになる。

〔発明の効果〕

以上説明したように本発明は、操作者がカメラ撮影位置
を選択する際に、カメラで撮影可能な全範囲を示すイメ
ージ情報を画面表示し、操作者が該イメージ情報上の任
意点を指定すると、該指定点へカメラ撮影位置を移動す
るための雲台制御値を自動的に算出し、該算出結果に従
って雲台を遠隔制御することにより、カメラで撮影可能
な全範囲内の任意点の映像が自由に、かつ簡単な操作で
得られる効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の遠隔制御カメラの撮影位置決定方法が
適用されたカメラの遠隔制御システムの一実施例のブロ
ック図、第２図はカメラ２で撮影可能な全範囲を示すイ
メージ情報にカメラ設置位置と現在の撮影位置とを重畳
した画面表示例を示す図、第３図は第２図の画面上でカ
メラ撮影位置を選択した画面表示例を示す図、第４図は
座標値（ｘｏ、ｙｏ）、　　（ｘ＋、ｙ＋）　　と交差
角度θｐｏ、　　θＰ１の関係を示す図、第５図はチル
ト角度θ７を示す図である。１・・・ズームレンズ、２・・・カメラ、３・・・雲台、４・・・サーボアンプ、５・・・遠隔制御装置、６・・・蓄積装置（カメラ設置側）、７・・・画像取り込み・符号化装置、８・・・網制御装置（カメラ設置側）、９・・・映像信
号線、１０・・・制御装置（遠隔操作側）、１１・・・マウス、１２・・・蓄積装置（遠隔操、作例）、１３・・・網制
御装置（遠隔操作側）、１４・・・画像復号化装置、１５・・・画面合成装置、１６・・・モニタデイスプレィ、１７・・・ｌ５ＤＮ公衆通信網、１８．１９−・・加入者回線。ｊ？、４図り

Claims

【特許請求の範囲】１、遠隔操作型雲台が付属したカメラの遠隔制御システ
ムにおいて、前記カメラで撮影可能な全範囲の、計算機処理可能なデ
ータ形式になっているイメージ情報と、前記カメラの設
置位置の、前記イメージ情報上での座標値と、前記カメ
ラへ遠隔操作側から接続した際の初期撮影位置の、前記
イメージ情報上での座標値と、該初期撮影位置に対応す
る雲台制御値を予め記憶しておき、前記カメラの操作者がカメラ撮影位置選択要求を出すと
、前記記憶されている情報をもとに、前記イメージ情報
にカメラ設置位置と現在の撮影位置とを重量して画面表
示し、前記操作者が画面内の希望するカメラ撮影位置を指示す
ると、指示されたカメラ撮影位置に対する雲台制御値を
、前記初期撮影位置に対応する雲台制御値と、前記カメ
ラの設置位置の、前記イメージ情報上での座標値と、前
記初期撮影位置の、前記イメージ情報上での座標値と、
前記の指示されたカメラ撮影位置の、前記イメージ情報
上での座標値と、前記カメラの地表面からの高さとから
自動的に算出し、算出された雲台制御値に従って前記雲台を遠隔制御する
、遠隔制御カメラの撮影位置決定方法。２、遠隔操作型雲台が付属したカメラの遠隔制御システ
ムにおいて、前記カメラで撮影可能な全範囲の、計算機処理可能なデ
ータ形式になっているイメージ情報と、前記カメラの設
置位置の、前記イメージ情報上での座標値と、前記カメ
ラへ遠隔操作側から接続した際の初期撮影位置の、前記
イメージ情報上での座標値と、該初期撮影位置に対応す
る雲台制御値を予め記憶しておき、前記カメラの操作者がカメラ撮影位置選択要求を出すと
、前記記憶されている情報をもとに、前記イメージ情報
にカメラ設置位置と現在の撮影位置とを重畳して画面表
示し、前記操作者が画面内の希望するカメラ撮影位置を指示す
ると、１回目の撮影の場合には、前記の指示されたカメ
ラ撮影位置に対応する雲台制御値を、前記初期撮影位置
に対応する雲台制御値と、前記カメラの設置位置の、前
記イメージ情報上での座標値と、前記初期撮影位置の、
前記イメージ情報上での座標値と、前記の指示されたカ
メラ撮影位置の、前記イメージ情報上での座標値と、前
記カメラの地表面からの高さとから自動的に算出すると
ともに、前記の指示されたカメラ撮影位置の、前記イメ
ージ情報上での座標値と、算出された雲台制御値を記憶
し、２回目以降の撮影の場合には前記の指示されたカメ
ラ撮影位置に対応する雲台制御値を、前回の撮影位置に
対応する雲台制御値と、前記カメラの設置位置の、前記
イメージ情報上での座標値と、前回の撮影位置の、前記
イメージ情報上での座標値と、指示されたカメラ撮影位
置の、前記イメージ情報上での座標値と、前記カメラの
地表面の高さとから自動的に算出するとともに、前記の
指示されたカメラ撮影位置の、前記イメージ情報上での
座標値と、算出された雲台制御値を記憶し、算出された雲台制御値に従って前記雲合を遠隔制御する
、遠隔制御カメラの撮影位置決定方法。