JPH0583809U - Tracking control device - Google Patents
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- JPH0583809U JPH0583809U JP1869992U JP1869992U JPH0583809U JP H0583809 U JPH0583809 U JP H0583809U JP 1869992 U JP1869992 U JP 1869992U JP 1869992 U JP1869992 U JP 1869992U JP H0583809 U JPH0583809 U JP H0583809U
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 移動体追従のためのセンサが３個で済むよう
な追従制御装置を提供する。
【構成】 移動体に装着されて定周期のパルス状の超音
波を送波する発信器と、該発信器からの前記超音波を受
けて被駆動体を前記移動体の動きに追従して変位せしめ
る駆動制御部とから成る。該駆動制御部は、前記超音波
を該駆動制御部の左右両側で検出するための第１、第２
の超音波受波器（１６Ｌ、１６Ｒ）及び前記駆動制御部
を間にした上下のうちの一方で検出するための第３の超
音波受波器（１６Ｕ）と左右方向駆動系、上下方向駆動
系及び制御部（５０）を有する。制御部は、前記第１、
第２の超音波受波器からの第１、第２の受波信号にもと
づいて前記被駆動体を左右方向に回動させるための左右
方向駆動信号を左右方向駆動系に出力すると共に、前記
第１〜第３の超音波受波器からの第１〜第３の受波信号
にもとづいて前記被駆動体を上下方向に回動させるため
の上下方向駆動信号を上下方向駆動系に出力する。
(57) [Abstract] [Purpose] To provide a tracking control device which requires only three sensors for tracking a moving body. A transmitter mounted on a moving body for transmitting a pulsed ultrasonic wave having a fixed period, and a driven body that receives the ultrasonic wave from the transmitter and displaces the driven body by following the movement of the moving body. And a drive control unit. The drive control unit includes first and second detection units for detecting the ultrasonic waves on both left and right sides of the drive control unit.
Ultrasonic receivers (16L, 16R) and a third ultrasonic receiver (16U) for detecting one of the upper and lower sides with the drive control section in between, a horizontal drive system, and a vertical drive It has a system and a control unit (50). The control unit includes the first,
A horizontal drive signal for rotating the driven body in the horizontal direction is output to the horizontal drive system based on the first and second received signals from the second ultrasonic wave receiver, and A vertical drive signal for rotating the driven body in the vertical direction is output to the vertical drive system based on the first to third received signals from the first to third ultrasonic wave receivers. ..
Description
【０００１】[0001]
本考案は移動体の移動に追従して被駆動体、例えばビデオカメラを変位させる 追従制御装置に関し、特に、移動する被写体に設けられた発信器から放射される 超音波、電波などを受信して、被写体を最適に撮像すべくビデオカメラを左右、 上下方向などに回動変位させる制御を行う追従制御装置に関する。 The present invention relates to a tracking control device for displacing a driven body, such as a video camera, by following the movement of a moving body, and in particular, it receives ultrasonic waves and radio waves emitted from a transmitter provided on a moving subject. The present invention relates to a follow-up control device for performing control of rotationally displacing a video camera in a horizontal direction, a vertical direction, or the like so as to optimally image a subject.
【０００２】[0002]
従来、ビデオカメラにより被写体、例えば遊戯する子供の撮影を行う際には、 撮影者によりビデオカメラを子供の移動に追従して随時子供に対向せしめ、且つ ビデオカメラの操作を行う必要がある。このため、撮影中の全時間にわたり専用 の撮影者である人手を要するものとなる。 Conventionally, when a subject, for example, a playing child, is photographed by a video camera, it is necessary for the photographer to follow the movement of the child so that the child camera faces the child at any time and to operate the video camera. Therefore, a dedicated photographer is required for all the time during the shooting.
【０００３】 本考案者は上記の問題点に鑑み、移動体に追従して変位することにより、専用 の撮影者を要することなく、撮影が行われるような物体自動追従装置を提案した （特開平３−２２４０１１号）。In view of the above problems, the inventor of the present invention has proposed an object automatic tracking device that can perform imaging without disposing a dedicated photographer by displacing the moving body while following it. 3-224011).
【０００４】 この装置は、要約して言えば、移動する被写体に定周期でパルス状あるいはバ ースト状の超音波あるいは電波を放射する発信器を装着し、ビデオカメラは三脚 等の支持器体に設けた左右及び上下方向に回動可能な載置台にセットしたもので ある。載置台は左右方向及び上下方向の各駆動系を備え、制御装置からの駆動信 号にもとづいて変位する。制御装置は、載置台の左右両側及び上下両側に配置し た４つの超音波あるいは電波のセンサを含み、これらのセンサからの検出信号に もとづいて左右方向回動あるいは上下方向回動用の駆動信号を出力する。In summary, this device is equipped with a transmitter that emits pulsed or burst-like ultrasonic waves or radio waves at a fixed period on a moving subject, and a video camera is mounted on a support such as a tripod. It is set on a mounting table that can be rotated horizontally and vertically. The mounting table is provided with left-right and up-down drive systems, and is displaced based on drive signals from the control device. The control device includes four ultrasonic or radio wave sensors arranged on both the left and right sides and the upper and lower sides of the mounting table, and based on the detection signals from these sensors, the drive signals for the horizontal rotation and the vertical rotation are generated. Output.
【０００５】 以上の説明で明らかなように、上記物体追従装置は発信器からの超音波を受け るために左右上下の４つのセンサが必要であり、その検出信号を処理するための 増幅器やフィルタ、波形整形回路も４種類必要となる。As is clear from the above description, the object tracking device requires four sensors on the left, right, top and bottom in order to receive the ultrasonic waves from the transmitter, and an amplifier and a filter for processing the detection signals thereof. Also, four types of waveform shaping circuits are required.
【０００６】 それ故、本考案の課題は、移動体追従のためのセンサが３個で済むような追従 制御装置を提供することにある。[0006] Therefore, an object of the present invention is to provide a tracking control device that requires only three sensors for tracking a moving body.
【０００７】[0007]
本考案によれば、移動体に装着されて定周期のパルス状の超音波を送波する発 信器と、該発信器からの前記超音波を受けて被駆動体を前記駆動体の動きに追従 して変位せしめる駆動制御部とから成り、該駆動制御部は、前記超音波を該駆動 制御部の左右両側で検出するための第１、第２の超音波受波器及び前記駆動制御 部の上下のうちの一方で検出するための第３の超音波受波器と、前記第１、第２ の超音波受波器からの第１、第２の受波信号にもとづいて前記被駆動体を左右方 向に回動させるための左右方向駆動信号を出力すると共に、前記第１〜第３の超 音波受波器からの第１〜第３の受波信号にもとづいて前記被駆動体を上下方向に 回動させるための上下方向駆動信号を出力する制御部と、前記左右方向駆動信号 にもとづいて前記被駆動体を左右方向に回動させる左右方向駆動系と、前記上下 方向駆動信号にもとづいて前記被駆動体を上下方向に回動させる上下方向駆動系 とを含むことを特徴とする追従制御装置が得られる。 According to the present invention, a transmitter mounted on a moving body for transmitting a pulsed ultrasonic wave having a fixed period, and a driven body for moving the driven body in response to the ultrasonic wave from the transmitter. And a drive control unit for displacing the drive control unit. The drive control unit includes first and second ultrasonic wave receivers and the drive control unit for detecting the ultrasonic waves on the left and right sides of the drive control unit. A third ultrasonic wave receiver for detecting one of upper and lower sides of the first and second ultrasonic wave receivers, and the driven source based on the first and second received wave signals from the first and second ultrasonic wave receivers. The driven body is output based on the first to third received signals from the first to third ultrasonic wave receivers while outputting a left-right direction drive signal for rotating the body in the left and right directions. Based on the control unit that outputs a vertical drive signal for rotating the vertical direction and the horizontal drive signal, A follow-up control device including a horizontal drive system for rotating the driven body in the horizontal direction and a vertical drive system for rotating the driven body in the vertical direction based on the vertical drive signal. Is obtained.
【０００８】 なお、前記発信器は更に、前記被駆動体を左右方向に回動させるための左右方 向指定信号の発生手段と、前記被駆動体を上下方向に回動させるための上下方向 指定信号の発生手段と、前記左右方向指定信号と前記上下方向指定信号とを電波 にて送信する送信手段と、前記超音波の送波と前記電波の送信とを切換える動作 モード切換え手段とを備え、前記駆動制御部は更に、前記電波を受信するための 少なくとも１個の電波受信器を備えて、前記第１〜第３の受波信号を受けている 時にはこれら第１〜第３の受波信号にもとづいて前記左右方向及び上下方向駆動 系を制御する第１の駆動モードによる制御を行い、前記電波受信器からの受信信 号を受けている時には該受信信号にもとづいて前記左右方向及び上下方向駆動系 を制御する第２の駆動モードによる制御を行うことを特徴とする。The transmitter further includes a left-right direction designating signal generating means for rotating the driven body in the left-right direction, and a vertical direction designating means for rotating the driven body in the up-down direction. A signal generating means, a transmitting means for transmitting the horizontal direction designating signal and the vertical direction designating signal by radio waves, and an operation mode switching means for switching between transmission of the ultrasonic waves and transmission of the radio waves, The drive control unit further includes at least one radio wave receiver for receiving the radio waves, and receives the first to third reception signals when these first to third reception signals are received. Based on the above, the control in the first drive mode for controlling the horizontal and vertical drive systems is performed, and when the received signal from the radio wave receiver is received, the horizontal and vertical directions are obtained based on the received signal. Drive system It is characterized in that control is performed in the second drive mode for control.
【０００９】 また、前記制御部は、前記第１、第２の受波信号におけるそれぞれのパルスの １時間差ｔ1 を検出して該時間差ｔ1 を０にするような前記左右方向駆動信号を 出力すると共に、前記第１、第２の受波信号におけるそれぞれのパルスにもとづ いて前記第１、第２の超音波受波器を結ぶ仮想線上であって前記第３の超音波受 波器の真下あるいは真上の位置における前記超音波のパルスの到来タイミングを 算出した後該算出された到来タイミングと前記第３の受波信号におけるパルスと の時間差ｔ2 を検出し該時間差ｔ2 を０にするような前記上下方向駆動信号を出 力することを特徴とする。Further, the control unit detects the one-time difference t 1 between the respective pulses in the first and second received signals and outputs the left-right direction drive signal to set the time difference t 1 to 0. In addition, the third ultrasonic wave receiver is on a virtual line connecting the first and second ultrasonic wave receivers based on the respective pulses in the first and second received wave signals. After calculating the arrival timing of the pulse of the ultrasonic wave at the position just below or just above, the time difference t 2 between the calculated arrival timing and the pulse in the third received signal is detected and the time difference t 2 is set to 0. The above vertical drive signal is output.
【００１０】 前記制御部はまた、前記第１の駆動モードにおいては前記時間差ｔ1 が大きい ほど回動速度が速くなるように前記左右方向駆動系を可変速で制御することを特 徴とする。In the first drive mode, the control unit also controls the left-right direction drive system at a variable speed so that the rotational speed increases as the time difference t 1 increases.
【００１１】[0011]
以下に本考案の実施例をビデオカメラの追従制御装置として適用した場合につ いて説明する。図１において、三脚１０上に水平に回動可能なように雲台１１が 設置さている。雲台１１内にはモータによる駆動機構や制御部（いずれも後述す る）等が内蔵されており、上面には図２に簡単に示されているように、上下方向 に回動可能なようにカメラ載置台１２が設置されている。カメラ載置台１２には ビデオカメラ１３がセットされる。雲台１１の正面及び両側面にはそれぞれ、赤 外光を受光するための赤外センサ１４が設置されている。雲台１１の両側には更 に、そこから離れるように水平方向に延びる支持部材１５Ｒ，１５Ｌと、上方に 延びる支持部材１５Ｕとが設けられており、これら支持部材１５Ｒ、１５Ｌ、１ ５Ｕの先端にはそれぞれ、超音波を受波するための超音波受波器１６Ｒ、１６Ｌ 、１６Ｕが設けられている。赤外センサ１４、超音波受波器１６Ｒ、１６Ｌ、１ ６Ｕで検出された信号は、後述する信号処理回路を経由して雲台１１内の制御部 に供給される。 The following is a description of the case where the embodiment of the present invention is applied as a tracking control device for a video camera. In FIG. 1, a tripod head 11 is installed on a tripod 10 so as to be horizontally rotatable. The platform 11 has a built-in drive mechanism by a motor, a control unit (both of which will be described later), etc., and as shown in FIG. The camera mounting table 12 is installed in. A video camera 13 is set on the camera mounting table 12. Infrared sensors 14 for receiving infrared light are installed on the front surface and both side surfaces of the platform 11, respectively. Further, on both sides of the platform 11, support members 15R, 15L horizontally extending away from the platform 11 and support members 15U extending upward are provided, and the tips of the support members 15R, 15L, 15U are provided. Each of them is provided with an ultrasonic wave receiver 16R, 16L, 16U for receiving an ultrasonic wave. The signals detected by the infrared sensor 14 and the ultrasonic wave receivers 16R, 16L, 16U are supplied to the control unit in the platform 11 via a signal processing circuit described later.
【００１２】 なお、図２に示すように（図１では省略）、カメラ載置台１２と支持部材１５ Ｕとはリンク機構１７で連結されている。リンク機構１７は、カメラ載置台１２ に取り付けられ円弧状の長穴を有する板１７−１と支持部材１５Ｕに取り付けら れ前記長穴に遊嵌状態にある軸１７−２とからなる。支持部材１５Ｕはその根元 部分で軸支されてカメラ載置台１２の上下方向の回動に伴って前後方向に回動可 能にされている。このことにより、後述する被写体の動きに追従してビデオカメ ラ１３が上向きの時には超音波受波器１６Ｕも上向きとなり、逆に下向きの時に は超音波受波器１６Ｕも下向きとなって超音波受波面が超音波発振源に正対する ようにしている。As shown in FIG. 2 (not shown in FIG. 1), the camera mounting table 12 and the supporting member 15 U are connected by a link mechanism 17. The link mechanism 17 includes a plate 17-1 attached to the camera mounting table 12 and having an arcuate elongated hole, and a shaft 17-2 attached to the support member 15U and loosely fitted in the elongated hole. The support member 15U is rotatably supported at the base portion thereof and can be rotated in the front-rear direction as the camera mounting table 12 is rotated in the vertical direction. As a result, the ultrasonic receiver 16U also faces upward when the video camera 13 is facing upward, following the movement of the subject, which will be described later, and conversely, when the video camera 13 is facing downward, the ultrasonic receiver 16U also faces downward. The receiving surface is made to face the ultrasonic source.
【００１３】 図３を参照して、発信器２０は図１に示された雲台１１に設置された赤外セン サ１４、超音波受波器１６Ｒ、１６Ｌ、１６Ｕに対して左右方向の回動及び上下 方向の回動を指定する信号を送信するためのものであり、被写体に装着される。 内部の回路構成を概略的に示した図４と共に説明すると、発信器２０は一定周期 のパルス状の超音波を連続的に送波する超音波送波部２１と電波としての赤外線 を必要に応じて照射する赤外線照射部２２とを有する。Referring to FIG. 3, a transmitter 20 is arranged in a horizontal direction with respect to the infrared sensor 14 and the ultrasonic wave receivers 16R, 16L, 16U installed on the platform 11 shown in FIG. It is used to send signals that specify movement and vertical rotation, and is attached to the subject. The internal circuit configuration will be described with reference to FIG. 4, which schematically shows the internal circuit configuration. The oscillator 20 includes an ultrasonic wave transmitting unit 21 for continuously transmitting pulsed ultrasonic waves having a constant period and infrared rays as radio waves as necessary. And an infrared irradiation unit 22 for irradiating the same.
【００１４】 超音波送波部２１は、超音波発振用ＩＣ部２１１、方形波発振用ＩＣ部２１２ 、ＮＡＮＤゲート２１３、増幅器２１４、及び超音波放出部２１５とから成る。 一方、赤外線照射部２２は、発光ダイオード用ＩＣ部２２１と赤外線用の発光ダ イオードによる発光部２２２とを有する他に、前述した左右及び上下方向の回動 を必要に応じて指定する左回動指定信号、右回動指定信号、上方回動指定信号、 及び下方回動指定信号の送出をそれぞれ起動する操作ボタン２２３Ｌ、２２３Ｒ 、２２３Ｕ、２２３Ｄを有する。更に、発信器２０の動作モードを停止、超音波 送波部２１のオン（以下、これをＡＤＦ「Ａｕｔｏｍａｔｉｃ Ｄｉｒｅｃｔｉ ｏｎ Ｆｉｎｄｅｒ」モードと呼ぶ）、赤外線照射部２２のオン（以下、これを ＲＥＭ「Ｒｅｍｏｔｅ」モードと呼ぶ）のいずれにするかを設定するための動作 モード切換えスイッチ２２４を有する。The ultrasonic wave transmission unit 21 includes an ultrasonic wave oscillation IC unit 211, a square wave oscillation IC unit 212, a NAND gate 213, an amplifier 214, and an ultrasonic wave emission unit 215. On the other hand, the infrared irradiating section 22 has a light emitting diode IC section 221 and an infrared ray emitting diode light emitting section 222, as well as left and right rotations for specifying the above-described left and right rotations as necessary. It has operation buttons 223L, 223R, 223U, 223D for activating the sending of a designation signal, a right rotation designation signal, an upward rotation designation signal, and a downward rotation designation signal, respectively. Further, the operation mode of the transmitter 20 is stopped, the ultrasonic wave transmitting unit 21 is turned on (hereinafter, this is referred to as an ADF “Automatic Direct on Finder” mode), and the infrared irradiation unit 22 is turned on (hereinafter, this is referred to as REM “Remote “Mode”).
【００１５】 ところで、図３から明らかなように、超音波放出部２１５は発信器ケースの上 面の先端寄りに、赤外線の発光部２２２は発信器ケースの先端部にそれぞれ設け られている。そして、発信器ケースの上面であって超音波放出部２１５の設置箇 所より中央寄りの位置には、発信器２０を被写体としての人の衣服の胸ポケット 等に掛けるためのフック２２５が設けられている。これは、本発信器２０をＲＥ Ｍモードで使用する時には、本発信器２０を手で持ち発光部２２２を雲台１１の 方向に向けて手指で操作ボタン２２３Ｌ、２２３Ｒ、２２３Ｕ、２２３Ｄのいず れかを押し続けることで前述した４種類の回動指定信号のいずれかを選択的に照 射し、本発信器２０をＡＤＦモードで使用する時には、本発信器２０を衣服の胸 ポケットに掛けた状態で定周期のパルス状の超音波を連続的に送波するためであ る。言い換えれば、本発信器２０をＡＤＦモードで使用する時には、超音波を連 続的に送波するので手で持つ必要は無く、雲台１１に対して常に正対する可能性 の高い衣服の胸ポケットに掛けておけば良い。そしてこの時、超音波放出部２１ ５は胸ポケットから露出した状態に置くのが望ましく、これは前述の超音波放出 部２１５とフック２２５との位置関係により可能となる。By the way, as is apparent from FIG. 3, the ultrasonic wave emitting portion 215 is provided near the tip of the upper surface of the transmitter case, and the infrared ray emitting portion 222 is provided at the tip portion of the transmitter case. A hook 225 for hanging the transmitter 20 on a chest pocket of a person's clothes as an object is provided on the upper surface of the transmitter case and at a position closer to the center than the installation position of the ultrasonic wave emitting portion 215. ing. This is because when using the transmitter 20 in the REM mode, hold the transmitter 20 by hand and direct the light emitting part 222 toward the platform 11 with fingers to operate the operation buttons 223L, 223R, 223U, 223D. When you press and hold any of these buttons to selectively illuminate one of the four types of rotation designation signals described above, and when using this transmitter 20 in ADF mode, hang it on your chest pocket. This is because pulsed ultrasonic waves with a constant period are continuously transmitted in this state. In other words, when the transmitter 20 is used in the ADF mode, ultrasonic waves are continuously transmitted, so it is not necessary to hold it by hand, and it is highly likely that the pan head 11 will always face the chest pocket of clothes. Just hang it on. At this time, it is desirable to place the ultrasonic wave emitting portion 215 exposed from the chest pocket, and this is possible due to the positional relationship between the ultrasonic wave emitting portion 215 and the hook 225 described above.
【００１６】 次に、本考案の特徴は、ビデオカメラ１３の向きを発信器２０の移動、すなわ ち被写体の移動に追従させるために、発信器２０から送波された超音波を検出す るための超音波受波器を３個で済むようにした点にあり、以下これについて説明 する。Next, the feature of the present invention is to detect ultrasonic waves transmitted from the transmitter 20 in order to make the direction of the video camera 13 follow the movement of the transmitter 20, that is, the movement of the subject. This is because it requires only three ultrasonic wave receivers, and this will be described below.
【００１７】 図５は雲台１１に内蔵された信号処理回路、制御部、モータによる駆動部の構 成を示した図である。図５において、信号処理回路としては、超音波受波器１６ Ｒで検出した超音波検出信号を処理するための回路としてバンドパスフィルタ３ １Ｒ、増幅器３２Ｒ、検波器３３Ｒを有する。同様に、超音波受波器１６Ｌで検 出した超音波検出信号の処理回路として、バンドパスフィルタ３１Ｌ、増幅器３ ２Ｌ、検波器３３Ｌを、超音波受波器１６Ｕからの超音波検出信号を処理するた めにバンドパスフィルタ３１Ｕ、増幅器３２Ｕ、検波器３３Ｕをそれぞれ備えて いる。また、赤外センサ１４で検出した４種類の回動指定信号を処理するための ＩＣによる処理回路３４を備えているが、これは後述する制御部５０に内蔵させ て良い。FIG. 5 is a diagram showing a configuration of a signal processing circuit, a control unit, and a drive unit including a motor built in the platform 11. In FIG. 5, the signal processing circuit includes a bandpass filter 31R, an amplifier 32R, and a detector 33R as a circuit for processing the ultrasonic wave detection signal detected by the ultrasonic wave receiver 16R. Similarly, a band pass filter 31L, an amplifier 32L, and a detector 33L are used as a processing circuit of the ultrasonic detection signal detected by the ultrasonic receiver 16L, and the ultrasonic detection signal from the ultrasonic receiver 16U is processed. Therefore, a bandpass filter 31U, an amplifier 32U, and a detector 33U are provided respectively. Further, an IC processing circuit 34 for processing the four types of rotation designation signals detected by the infrared sensor 14 is provided, but this may be incorporated in the control unit 50 described later.
【００１８】 制御モード切換え手段としては、ＡＤＦモード及びＲＥＭモードにおける回動 制御を左右方向の回動制御のみ（接点３５ａ側）とするか、左右及び上下方向の 回動制御とする（接点３５ｂ側）かを切換えるための回動モード切換えスイッチ ３５がある。これは、上下方向の追従の必要が無い場合を考慮してのものであり 、回動モード切換えスイッチ３５が接点３５ａ側にある時には、制御部５０は発 信器２０からの超音波あるいは回動指定信号にもとづいて左右方向のみの回動制 御を行う。As the control mode switching means, the rotation control in the ADF mode and the REM mode is limited to horizontal rotation control (contact 35a side) or left / right rotation control (contact 35b side). ) There is a rotation mode changeover switch 35 for changing over. This is in consideration of the case where it is not necessary to follow the vertical direction. When the rotation mode changeover switch 35 is on the contact 35a side, the control unit 50 causes the ultrasonic wave from the transmitter 20 or the rotation. Rotation control is performed only in the horizontal direction based on the designated signal.
【００１９】 別の制御モード切換え手段として、発信器２０からの信号にもとづいて追従動 作を行う追従モード（接点３６ａ）とするか、発信器２０とは切離して単に左右 方向の往復回動を繰り返す監視モード（接点３６ｂ）とするかを切換えるための 動作モード切換えスイッチ３６がある。監視モードは、ビデオカメラ１３を監視 用カメラとして利用することを考慮したものである。３７は監視モードにおける 左右方向の回動角度を設定するための角度設定器であり、ここで設定された電圧 はＡ／Ｄコンバータ３８でディジタル信号に変換されて制御部５０に入力される 。As another control mode switching means, a follow-up mode (contact 36a) in which follow-up operation is performed based on a signal from the oscillator 20 is performed, or the control device is separated from the transmitter 20 and simply reciprocated in the left-right direction. There is an operation mode changeover switch 36 for changing over to the repeated monitoring mode (contact 36b). The surveillance mode considers the use of the video camera 13 as a surveillance camera. Reference numeral 37 is an angle setter for setting the horizontal turning angle in the monitoring mode. The voltage set here is converted into a digital signal by the A / D converter 38 and input to the control unit 50.
【００２０】 制御部５０は上述した信号処理回路、モード切換えスイッチ、角度設定器から の信号にもとづいて左右方向、上下方向の回動制御を行うものであり、マイクロ プロセッサで実現される。The control unit 50 controls the horizontal and vertical rotations based on signals from the signal processing circuit, the mode changeover switch, and the angle setter described above, and is realized by a microprocessor.
【００２１】 次に、モータによる駆動部としては、ドライバ４１ＲＬ、モータ４２ＲＬを含 む左右方向の駆動系（雲台１１の駆動系）とドライバ４１ＵＤ、モータ４２ＵＤ を含む上下方向の駆動系（カメラ載置台１２の駆動系）とがある。回動モード切 換えスイッチ３５が接点３５ｂ側にあり、動作モード切換えスイッチ３６が接点 ３６ａ側にある状態では、制御部５０は赤外センサ１４で受信した左右の回動指 定信号にもとづいて左右方向の駆動系を制御すると共に、上下方向の回動指定信 号にもとづいて上下方向の駆動系を制御する。同じ状態で、超音波受波器１６Ｒ 、１６Ｌ、１６Ｕからの信号がある場合には、制御部５０は超音波受波器１６Ｒ 、１６Ｌからのパルス状信号の時間差ｔ1 を検出しこの時間差ｔ1 を０にするよ うに左右方向の駆動系を制御する。制御部５０はまた、超音波受波器１６Ｒ、１ ６Ｌ、１６Ｕからのパルス状信号にもとづいて、後述する方法で上下方向の駆動 系を制御する。Next, as a drive unit by a motor, a horizontal drive system including the driver 41RL and the motor 42RL (drive system of the platform 11) and a vertical drive system including the driver 41UD and the motor 42UD (mounted on the camera). The drive system of the table 12). When the rotation mode changeover switch 35 is on the contact 35b side and the operation mode changeover switch 36 is on the contact 36a side, the control unit 50 controls the left and right sides based on the left and right rotation designation signals received by the infrared sensor 14. In addition to controlling the drive system in the vertical direction, it also controls the drive system in the vertical direction based on the vertical rotation designation signal. In the same state, when there are signals from the ultrasonic wave receivers 16R 1, 16L, and 16U, the control unit 50 detects the time difference t 1 between the pulse signals from the ultrasonic wave receivers 16R and 16L and detects this time difference t 1. Control the drive system in the left-right direction so that 1 is set to 0. The control unit 50 also controls the vertical drive system based on the pulse signals from the ultrasonic wave receivers 16R, 16L and 16U by a method described later.
【００２２】 なお、左右方向及び上下方向の回動角度範囲及び回動速度について一例をあげ ると次のようになる。左右方向の回動角度は３６０度の全方位であり、上下方向 の回動角度は水平状態を基準にして±１５度の範囲である。回動速度については 、左右方向の回動速度は、ＡＤＦモード、すなわち超音波による追従動作モード では５〜７０度／ｓｅｃの範囲で可変であり、ＲＥＭモード及び監視モードでは １０度／ｓｅｃの定速である。一方、上下方向の回動速度はＡＤＦモード、ＲＥ Ｍモードのいずれにおいても５度／ｓｅｃの定速である。An example of the rotation angle range and the rotation speed in the horizontal direction and the vertical direction is as follows. The rotation angle in the left-right direction is 360 degrees in all directions, and the rotation angle in the up-down direction is within ± 15 degrees with reference to the horizontal state. Regarding the rotation speed, the rotation speed in the left-right direction is variable in the range of 5 to 70 degrees / sec in the ADF mode, that is, the ultrasonic tracking operation mode, and is 10 degrees / sec in the REM mode and the monitoring mode. It's fast. On the other hand, the vertical rotation speed is a constant speed of 5 degrees / sec in both the ADF mode and the REM mode.
【００２３】 ＡＤＦモードで左右方向の回動速度を可変としているのは、被写体の動きが左 右方向に関して速い場合があることを考慮したものである。被写体の動きが左右 方向に関して早くなると、超音波受波器１６Ｒ、１６Ｌに到来するパルス信号の 時間差ｔ1 は大きくなる。制御部５０は、時間差ｔ1 が大きくなるほど左右方向 の回動速度を速くして追従性能をあげるようにしている。しかしながら、制御部 ５０からドライバ４１ＲＬ、４１ＵＤ出力される信号はいずれも定速用の信号で ある。このため、制御部５０にＤＣ／ＤＣコンバータ４３を接続し、ＡＤＦモー ドにおいては制御部５０から時間差ｔ1 に応じた信号をＤＣ／ＤＣコンバータ４ ３に供給するようにしている。このことにより、ＤＣ／ＤＣコンバータ４３はそ の入力信号、すなわち時間差ｔ1 に応じた可変値の信号を変換しドライバ４１Ｒ Ｌに対して加速あるいは減速用の信号を供給する。The rotation speed in the left-right direction is variable in the ADF mode in consideration that the movement of the subject may be fast in the left-right direction. When the movement of the subject becomes faster in the left-right direction, the time difference t 1 between the pulse signals arriving at the ultrasonic wave receivers 16R and 16L becomes larger. The control unit 50 increases the rotational speed in the left-right direction as the time difference t 1 increases to improve the tracking performance. However, the signals output from the control unit 50 to the drivers 41RL and 41UD are both signals for constant speed. Therefore, the DC / DC converter 43 is connected to the control unit 50, and in the ADF mode, the control unit 50 supplies a signal corresponding to the time difference t 1 to the DC / DC converter 43. As a result, the DC / DC converter 43 converts the input signal, that is, a signal having a variable value corresponding to the time difference t 1 and supplies the driver 41RL with an acceleration or deceleration signal.
【００２４】 ４４は左右方向の駆動系の駆動軸、あるいは上下方向の駆動系の駆動軸の回動 角度を検出してフィードバックするための回動角度検出器であり、ここでは便宜 上１個のみを図示している。Reference numeral 44 denotes a rotation angle detector for detecting and feeding back the rotation angle of the drive shaft of the horizontal drive system or the drive shaft of the vertical drive system, and here only one is provided for convenience. Is shown.
【００２５】 次に、３個の超音波受波器１６Ｒ、１６Ｌ、１６Ｕで左右及び上下方向の追従 動作を可能とする制御部５０の制御動作について説明する。図６において、超音 波受波器１６Ｒ、１６Ｌは同一水平線１１上にあり、超音波受波器１６Ｕは超音 波受波器１６Ｒ、１６Ｌよりも上方であって超音波受波器１６Ｒ寄りに位置して いる。図７において、超音波受波器１６Ｒ、１６Ｌ、１６Ｕからの信号を処理し て制御部５０に供給する信号をそれぞれＰR 、ＰL 、ＰU とする。Next, the control operation of the control unit 50 that enables the three ultrasonic wave receivers 16R, 16L, and 16U to follow the left and right and up and down directions will be described. In FIG. 6, the ultrasonic wave receivers 16R and 16L are on the same horizontal line 11, the ultrasonic wave receiver 16U is above the ultrasonic wave receivers 16R and 16L, and is close to the ultrasonic wave receiver 16R. It is located in In FIG. 7, the signals from the ultrasonic wave receivers 16R, 16L and 16U are processed and supplied to the control unit 50 as P R , P L and P U , respectively.
【００２６】 制御部５０は、左右方向の回動制御の場合には超音波受波器１６Ｒ、１６Ｌか らの信号ＰR 、ＰL を受けてこれらのパルスの立下がりの時間差ｔ1 を算出し、 この時間差ｔ1 を０とするような信号をドライバ４１ＲＬに出力する。図７では 、信号ＰR が信号ＰL より早く到来しているから被写体は超音波受波器１６Ｒに 近い方に位置していることになり、この場合制御部５０は雲台１１を図１中左回 りで回動させるような信号をドライバ４１ＲＬに出力する。その結果、ビデオカ メラ１３が被写体、厳密に言えば発信器２０に正対する位置まで回動すれば、上 記時間差ｔ1 は０となる。The control unit 50 receives the signals P R and P L from the ultrasonic wave receivers 16R and 16L and calculates the time difference t 1 of the trailing edges of these pulses in the case of rotation control in the left-right direction. Then, a signal that makes this time difference t 1 0 is output to the driver 41RL. In FIG. 7, since the signal P R arrives earlier than the signal P L , the subject is located closer to the ultrasonic receiver 16R. In this case, the control unit 50 moves the pan head 11 to the position shown in FIG. It outputs to the driver 41RL a signal for turning the wheel counterclockwise. As a result, when the video camera 13 is rotated to a position facing the subject, that is, the transmitter 20, strictly speaking, the above-mentioned time difference t 1 becomes zero.
【００２７】 次に、上下方向の回動制御を行うためには、通常、超音波受波器１６Ｕとこれ に対し垂直方向に関して対をなすもう一つの超音波受波器が必要となる。ここで 、もし超音波受波器１６Ｕが超音波受波器１６Ｒの真上にあれば、制御部５０は 信号ＰU とＰR とを比較して上下方向の回動制御が可能となるが、このような構 成の実現は難しい。そこで、本考案では仮想水平線１１上であって超音波受波器 １６Ｕの真下の位置に超音波受波器１６Ｄがあるものと仮定し、超音波受波器１ ６Ｕに近い方の超音波受波器１６Ｒからの信号ＰR をもとに仮想の超音波受波器 １６Ｄに到来するパルス状信号のタイミングを算出する。このタイミングは信号 ＰR の立下がり時刻を基準にした時間差ｔa で表わされる。Next, in order to control the rotation in the vertical direction, it is usually necessary to provide the ultrasonic wave receiver 16U and another ultrasonic wave receiver paired with it in the vertical direction. Here, if the ultrasonic wave receiver 16U is directly above the ultrasonic wave receiver 16R, the control unit 50 can compare the signals P U and P R to perform vertical rotation control. , It is difficult to realize such a structure. Therefore, in the present invention, it is assumed that the ultrasonic receiver 16D is located at a position directly below the ultrasonic receiver 16U on the virtual horizontal line 11, and the ultrasonic receiver closer to the ultrasonic receiver 16U is received. The timing of the pulsed signal that arrives at the virtual ultrasonic receiver 16D is calculated based on the signal P R from the wave receiver 16R. This timing is represented by a time difference t a based on the falling time of the signal P R.
【００２８】 図８（ａ）において、発信器２０が超音波受波器１６Ｌに近い方にある場合、 仮想の超音波受波器１６Ｄに到来するパルス状信号のタイミングは信号ＰR に比 べて時間差ｔa だけ早くなるはずである。図８（ｂ）において、発信器２０まで の距離、角度等の条件が同じとすると、発信器２０が超音波受波器１６Ｒに近い 方にある場合、仮想の超音波受波器１６Ｄに到来するパルス状信号のタイミング は信号ＰR に比べて時間差ｔa だけ遅くなるはずである。In FIG. 8A, when the transmitter 20 is closer to the ultrasonic wave receiver 16L, the timing of the pulsed signal arriving at the virtual ultrasonic wave receiver 16D is lower than that of the signal P R. it should be as soon as the time difference t a Te. In FIG. 8B, assuming that the conditions such as the distance to the transmitter 20 and the angle are the same, when the transmitter 20 is closer to the ultrasonic receiver 16R, the virtual ultrasonic receiver 16D arrives. The timing of the pulsed signal to be generated should be delayed by the time difference t a compared with the signal P R.
【００２９】 ここで、超音波受波器１６Ｒと１６Ｌ間の距離及び超音波受波器１６Ｒから仮 想の超音波受波器１６Ｄまでの距離はあらかじめ決まっており、超音波受波器１ ６Ｒ、１６Ｌへのパルス状信号の立下がりの時刻もわかるので、これらの値から 仮想の超音波受波器１６Ｄでのパルス状信号の立下がりの時刻も算出できる。Here, the distance between the ultrasonic wave receivers 16R and 16L and the distance from the ultrasonic wave receiver 16R to the virtual ultrasonic wave receiver 16D are predetermined, and the ultrasonic wave receiver 16R , 16L, the time at which the pulse-shaped signal falls is also known, and the time at which the pulse-shaped signal falls at the virtual ultrasonic receiver 16D can also be calculated from these values.
【００３０】 以上のような観点から、制御部５０は信号ＰR 、ＰL のあるパルスをもとに時 間差ｔa を算出し、信号ＰR がＰL より早く到来した場合（図８ｂ）、信号ＰR の次のパルスの立下がり時刻Ｔ1 に時間差ｔa を加えた時刻に仮想の超音波受波 器１６Ｄでのパルスの立下がり時刻Ｔ2 を想定する。これは図７に信号（ＰR − ｔa ）として示されている。逆に、信号ＰL がＰR より早く到来した場合（図８ ａ）には、制御部５０は信号ＰR の次のパルスの立下がり時刻Ｔ1 より時間差ｔa だけ速い時刻に仮想の超音波受波器１６Ｄでのパルスの立下がり時刻を想定す る。[0030] In view of the above, the control unit 50 signals P R, to calculate the time between difference t a based on the pulse with P L, when the signal P R arrives earlier than P L (FIG. 8b ) assumes a falling time T 2 of the pulse of the signal P R of the virtual to the next falling time T 1 for two hours difference t a the time obtained by adding the pulse ultrasonic receiver 16D. This signal in Fig. 7 - is shown as (P R t a). On the contrary, when the signal P L arrives earlier than P R (FIG. 8A), the control unit 50 causes the virtual transposition to occur at a time earlier than the falling time T 1 of the next pulse of the signal P R by the time difference t a. Assume the pulse fall time at the acoustic wave receiver 16D.
【００３１】 制御部５０は更に、上述のようにして想定した時刻Ｔ2 と信号Ｐu の立下がり 時刻Ｔ3 との間の時間差ｔ2 を算出し、この時間差ｔ2 を０とするような信号を ドライバ４１ＵＤに出力する。図７では、信号（ＰR −ｔa ）が信号ＰU より早 く到来しているから被写体は仮想の超音波受波器１６Ｄに近い方に位置している ことになり、この場合制御部５０はカメラ載置台１２を図２中下方に回動させる ような信号をドライバ４１ＵＤに出力する。その結果、ビデオカメラ１３が発信 器２０に正対する位置まで回動すれば、上記時間差ｔ2 は０となる。The control unit 50 further calculates the time difference t 2 between the time T 2 assumed as described above and the falling time T 3 of the signal P u , and sets the time difference t 2 to 0. The signal is output to the driver 41UD. In Figure 7, the subject because the signal (P R -t a) is coming from the signal P U rather early will be located closer to the imaginary ultrasonic receiver 16D, in this case the control unit Reference numeral 50 outputs a signal for rotating the camera mounting table 12 downward in FIG. 2 to the driver 41UD. As a result, when the video camera 13 rotates to a position directly facing the transmitter 20, the time difference t 2 becomes zero.
【００３２】 以上の説明で明らかなように、制御部５０は、上下方向の回動制御の場合には 、超音波受波器１６Ｒ、１６Ｌ、１６Ｕからの各パルスについて隣接する２つの パルスを利用し、上記の動作を時間差ｔ2 が０になるまで繰り返す。As is clear from the above description, the control unit 50 uses two adjacent pulses for each pulse from the ultrasonic wave receivers 16R, 16L, 16U in the case of vertical rotation control. Then, the above operation is repeated until the time difference t 2 becomes zero.
【００３３】 以上本考案を一実施例について説明したが、本考案は様々な変更が可能である 。例えば、発信器２０の送信源は、赤外線、超音波に限らず、レーザ光や通常の 電波を利用しても良い。また、超音波受波器１６Ｕは雲台１１の上方に配設され ているが、下方に配設するようにしても良い。Although the present invention has been described above with reference to an embodiment, the present invention can be variously modified. For example, the transmission source of the transmitter 20 is not limited to infrared rays and ultrasonic waves, but laser light or ordinary radio waves may be used. Further, although the ultrasonic wave receiver 16U is arranged above the platform 11, it may be arranged below.
【００３４】[0034]
以上説明してきたように、本考案によれば移動体追従のためのセンサが３個で 済み、これに付随する信号処理回路を減らすことができる。 As described above, according to the present invention, only three sensors for tracking the moving body are required, and the signal processing circuit associated therewith can be reduced.
【図１】本考案による追従装置の内のビデオカメラ側の
外観を示した図。FIG. 1 is a diagram showing an external appearance of a video camera side of a tracking device according to the present invention.
【図２】図１における雲台とカメラ載置台との関係を側
面から見た場合について概略的に示した図。FIG. 2 is a diagram schematically showing the relationship between the camera platform and the camera mounting table in FIG. 1 when viewed from the side.
【図３】本考案に使用される発信器の外観図。FIG. 3 is an external view of a transmitter used in the present invention.
【図４】図３に示された発信器に内蔵される回路の一例
を示した図。4 is a diagram showing an example of a circuit incorporated in the oscillator shown in FIG.
【図５】図１に示された雲台に内蔵される制御装置の構
成を示した図。5 is a diagram showing a configuration of a control device built in the platform shown in FIG.
【図６】本考案による３つの超音波受波器の位置関係を
示した図。FIG. 6 is a diagram showing a positional relationship between three ultrasonic wave receivers according to the present invention.
【図７】本考案の制御部による上下方向の回動制御動作
を説明するために超音波受波器から得られる信号の波形
を示した図。FIG. 7 is a diagram showing a waveform of a signal obtained from the ultrasonic receiver for explaining the vertical rotation control operation by the control unit of the present invention.
【図８】本考案の制御部による上下方向の回動制御動作
を説明するために発信器と超音波受波器との位置関係を
示した図。FIG. 8 is a view showing a positional relationship between a transmitter and an ultrasonic wave receiver for explaining a vertical rotation control operation by the control unit of the present invention.
１１ 雲台 １２ カメラ載置台 １３ ビデオカメラ １４ 赤外センサ １６Ｒ、１６Ｌ、１６Ｕ 超音波受波器 ２０ 発信器 11 Platform 12 Camera Mount 13 Video Camera 14 Infrared Sensor 16R, 16L, 16U Ultrasonic Receiver 20 Transmitter
Claims (4)
超音波を送波する発信器と、該発信器からの前記超音波
を受けて被駆動体を前記移動体の動きに追従して変位せ
しめる駆動制御部とから成り、該駆動制御部は、前記超
音波を該駆動制御部の左右両側で検出するための第１、
第２の超音波受波器及び前記駆動制御部の上下のうちの
一方で検出するための第３の超音波受波器と、前記第
１、第２の超音波受波器からの第１、第２の受波信号に
もとづいて前記被駆動体を左右方向に回動させるための
左右方向駆動信号を出力すると共に、前記第１〜第３の
超音波受波器からの第１〜第３の受波信号にもとづいて
前記被駆動体を上下方向に回動させるための上下方向駆
動信号を出力する制御部と、前記左右方向駆動信号にも
とづいて前記被駆動体を左右方向に回動させる左右方向
駆動系と、前記上下方向駆動信号にもとづいて前記被駆
動体を上下方向に回動させる上下方向駆動系とを含むこ
とを特徴とする追従制御装置。1. A transmitter mounted on a moving body for transmitting pulsed ultrasonic waves having a constant period, and a driven body that follows the movement of the moving body by receiving the ultrasonic wave from the transmitter. And a drive control section for displacing the drive control section, the drive control section being configured to detect the ultrasonic waves on the left and right sides of the drive control section.
A second ultrasonic wave receiver and a third ultrasonic wave receiver for detecting one of the upper and lower sides of the drive control unit, and a first ultrasonic wave receiver from the first and second ultrasonic wave receivers. , A left-right direction drive signal for rotating the driven body in the left-right direction based on the second received wave signal, and the first to third ultrasonic wave receivers from the first to third ultrasonic wave receivers. A control unit that outputs a vertical drive signal for rotating the driven body in the vertical direction based on the received wave signal of No. 3, and a rotation of the driven body in the horizontal direction based on the horizontal drive signal. A follow-up control device comprising: a left-right direction drive system for causing the driven body to rotate in the up-down direction based on the up-down direction drive signal.
前記発信器は更に、前記被駆動体を左右方向に回動させ
るための左右方向指定信号の発生手段と、前記被駆動体
を上下方向に回動させるための上下方向指定信号の発生
手段と、前記左右方向指定信号と前記上下方向指定信号
とを電波にて送信する送信手段と、前記超音波の送波と
前記電波の送信とを切換える動作モード切換え手段とを
備え、前記駆動制御部は更に、前記電波を受信するため
の少なくとも１個の電波受信器を備えて、前記第１〜第
３の受波信号を受けている時にはこれら第１〜第３の受
波信号にもとづいて前記左右方向及び上下方向駆動系を
制御する第１の駆動モードによる制御を行い、前記電波
受信器からの受信信号を受けている時には該受信信号に
もとづいて前記左右方向及び上下方向駆動系を制御する
第２の駆動モードによる制御を行うことを特徴とする追
従制御装置。2. The tracking control device according to claim 1,
The transmitter further includes a left-right direction designating signal generating means for rotating the driven body in the left-right direction, and a vertical direction designating signal generating means for rotating the driven body in the up-down direction. The drive control unit further includes a transmission unit that transmits the horizontal direction designation signal and the vertical direction designation signal by radio waves, and an operation mode switching unit that switches between transmission of the ultrasonic waves and transmission of the radio waves. , At least one radio wave receiver for receiving the radio wave, and when receiving the first to third received signals, the left-right direction is based on the first to third received signals. And a second drive mode for controlling the horizontal and vertical drive systems based on the received signal when receiving a received signal from the radio wave receiver. Drive mode Follow-up control apparatus characterized by performing control by.
置において、前記制御部は、前記第１、第２の受波信号
におけるそれぞれのパルスの時間差ｔ1 を検出して該時
間差ｔ1 をＯにするような前記左右方向駆動信号を出力
すると共に、前記第１、第２の受波信号におけるそれぞ
れのパルスにもとづいて前記第１、第２の超音波受波器
を結ぶ仮想線上であって前記第３の超音波受波器の真下
あるいは真上の位置における前記超音波のパルスの到来
タイミングを算出した後該算出された到来タイミングと
前記第３の受波信号におけるパルスとの時間差ｔ2 を検
出し該時間差ｔ2 を０にするような前記上下方向駆動信
号を出力することを特徴とする追従制御装置。3. The tracking control device according to claim 1, wherein the control unit detects the time difference t 1 between the respective pulses in the first and second received signals and detects the time difference t 1 . It is on a virtual line connecting the first and second ultrasonic wave receivers on the basis of the respective pulses in the first and second received signals while outputting the left-right direction drive signal so as to set to O. After calculating the arrival timing of the pulse of the ultrasonic wave at a position just below or above the third ultrasonic receiver, the time difference t between the calculated arrival timing and the pulse of the third received signal A follow-up control device which detects 2 and outputs the vertical drive signal so as to set the time difference t 2 to 0.
前記制御部は、前記第１の駆動モードにおいては前記時
間差ｔ1 が大きいほど回動速度が速くなるように前記左
右方向駆動系を可変速で制御することを特徴とする追従
制御装置。4. The tracking control device according to claim 3,
In the first drive mode, the control unit controls the left-right direction drive system at a variable speed so that the rotation speed becomes faster as the time difference t 1 is larger.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1992018699U JP2587932Y2 (en) | 1992-03-31 | 1992-03-31 | Tracking control device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1992018699U JP2587932Y2 (en) | 1992-03-31 | 1992-03-31 | Tracking control device |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0583809U true JPH0583809U (en) | 1993-11-12 |
| JP2587932Y2 JP2587932Y2 (en) | 1998-12-24 |
Family
ID=11978884
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1992018699U Expired - Lifetime JP2587932Y2 (en) | 1992-03-31 | 1992-03-31 | Tracking control device |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2587932Y2 (en) |
Citations (4)
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-
1992
- 1992-03-31 JP JP1992018699U patent/JP2587932Y2/en not_active Expired - Lifetime
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Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2587932Y2 (en) | 1998-12-24 |
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| Date | Code | Title | Description |
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