JPH1066057A - 遠隔監視装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 遠隔監視装置において、目標を補捉したら、
以後の追尾は自律的に行う。 【解決手段】 ビデオカメラ１１の向きを、パン方向お
よびチルト方向に制御するパン機構１３およびチルト機
構１４と、追尾回路１５とを設ける。パン機構１３およ
びチルト機構１４のドライブ信号を形成する形成手段２
４と、切り換え回路１５２とを設ける。切り換え回路１
５２を第１の状態にしたときには、形成手段２４により
形成したドライブ信号をパン機構１３およびチルト機構
１４に供給して形成手段２４の操作にしたがってビデオ
カメラ１１の向きを制御する。切り換え回路１５２を第
２の状態にしたときには、追尾回路１５によりビデオカ
メラ１１の撮像出力からドライブ信号を形成する。この
ドライブ信号をパン機構１３およびチルト機構１４に供
給してビデオカメラ１１が被写体を追尾するようにビデ
オカメラ１１の向きをフィードバック制御する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は遠隔監視装置に関
する。

【０００２】

【従来の技術】ビデオカメラを使用した監視装置によれ
ば、離れた場所からリアルタイムで対象物の様子を監視
あるいは観察することができるが、その場合、ビデオカ
メラの向きをリモコン（遠隔操作）により変更できるよ
うにしておけば、対象物が移動しても、その対象物をデ
ィスプレイの画面内に補捉しておくことができる。した
がって、例えば、動物園において、檻の中を動きまわる
ような動物が対象であっても、それをディスプレイを通
じて観察することができる。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところが、移動する対
象物を画面内に補捉しておくには、常にビデオカメラを
リモコンしている必要があり、やっかいである。また、
ビデオカメラをリモコンするには、レバーやつまみなど
を操作する必要があり、ある程度のなれを必要とする。

【０００４】この発明は、このような問題点を解決しよ
うとするものである。

【０００５】

【課題を解決するための手段】このため、この発明にお
いては、被写体を撮像するためのビデオカメラと、この
ビデオカメラの向きを、パン方向およびチルト方向に制
御するパン機構およびチルト機構と、追尾回路と、上記
ビデオカメラの撮像したビデオ信号の供給されるディス
プレイと、上記パン機構およびチルト機構のドライブ信
号を形成する形成手段と、切り換え回路とを有し、上記
切り換え回路を第１の状態にしたときには、上記形成手
段により形成された上記ドライブ信号が上記パン機構お
よびチルト機構に供給されて上記形成手段の操作にした
がって上記ビデオカメラの向きが制御され、上記切り換
え回路を第２の状態にしたときには、上記追尾回路によ
り上記ビデオカメラの撮像出力から上記ドライブ信号が
形成されるとともに、このドライブ信号が上記パン機構
およびチルト機構に供給されて上記ビデオカメラが上記
被写体を追尾するように上記ビデオカメラの向きがフィ
ードバック制御されるようにした遠隔監視装置とするも
のである。

【０００６】したがって、観察者が目標を補捉して追尾
を指示すると、以後、その目標が自律的に追尾される。

【０００７】

【発明の実施の形態】図１において、符号１０はビデオ
カメラ部を示し、符号１１はそのビデオカメラである。
このカメラ１１は、図示はしないが、光学系およびＣＣ
Ｄ撮像素子などを有するものであり、このカメラ１１に
より目標（被写体）が撮像されるとともに、その撮像出
力がビデオ回路１２に供給され、ビデオ回路１２からは
例えばＮＴＳＣ方式のビデオ信号が取り出される。

【０００８】また、カメラ１１には、パン機構１３およ
びチルト機構１４が設けられ、カメラ１１は、パン機構
１３により光軸を左右方向に回転できるようにされ、チ
ルト機構１４により光軸を上下方向に回転できるように
されている。

【０００９】さらに、カメラ１１には、追尾回路１５が
設けられ、目標を選択し設定すると、以後、その目標を
自律的に追尾して撮像する機能が与えられている。すな
わち、ビデオ回路１２からのビデオ信号が、解析回路１
５１に供給されて目標の動きが解析されて所定のドライ
ブ信号が形成され、このドライブ信号がスイッチ回路１
５２およびドライバ回路１５３を通じてパン機構１３お
よびチルト機構１４に供給される。

【００１０】こうして、目標が左右あるいは上下に動く
と、パン機構１３あるいはチルト機構１４がドライブ信
号によりドライブされ、ビデオカメラ１１は、その光軸
が目標を追尾するようにフィードバック制御される。な
お、このような自律的目標追尾機能を有するビデオカメ
ラとして、例えば本出願人の製造・発売しているパンチ
ルターカメラＥＶＩ−Ｄ３１があり、パンあるいはチル
トの速度は80〜150°／１秒である。

【００１１】さらに、符号２１はＨＭＤ（ヘッド・マウ
ント・ディスプレイ）を示す。このＨＭＤ２１は、全体
がメガネ状ないし帽子状とされて観察者の頭部に固定で
きるように構成されているとともに、視線位置に表示素
子として例えばＬＣＤ２１Ｌ、２１Ｒおよびその光学系
（図示せず）を有するものである。そして、ビデオ回路
１２からのビデオ信号が、ケーブル３１のうちのビデオ
信号ラインを通じて表示処理回路２２に供給されて表示
用の信号処理がされ、この処理されたビデオ信号がＬＣ
Ｄ２１Ｌ、２１Ｒに供給され、ＬＣＤ２１Ｌ、２１Ｒに
ビデオカメラ１１の撮像した画像が表示される。

【００１２】また、このとき、ケーブル３１を通じて得
られるビデオ信号が端子２３に取り出され、モニタディ
スプレイ（図示せず）に供給される。

【００１３】さらに、ＨＭＤ２１には、センサ２４が設
けられる。このセンサ２４は、外部の基準となる磁界、
例えば地磁気を検出する磁気センサにより構成され、あ
るいはジャイロスコープ（ジャイロセンサ）により構成
され、観察者の頭部の左右および上下方向における回転
（顔の向いている方向）を検出するためのものである。
なお、このセンサ２４として使用できる磁気センサに、
例えばポルヒーマス社製ＩＳＯＴＲＡＫ（６次元セン
サ）がある。

【００１４】そして、このセンサ２４の検出出力が、例
えばマイクロコンピュータにより構成されたコントロー
ラ２５に供給されて観察者の頭部の左右および上下方向
における回転をトレースするドライブ信号に変換され、
この信号がケーブル３１のうちのコントロール信号ライ
ンを通じてスイッチ回路１５２に供給される。

【００１５】また、観察者によって操作されるスイッチ
２６がコントローラ２５に接続され、そのスイッチ出力
がケーブル３１のコントロール信号ラインを通じてスイ
ッチ回路１５２にその制御信号として供給される。

【００１６】このような構成において、まず、ＨＭＤ２
１を観察者の頭部に装着する。すると、ビデオカメラ１
１の撮像した画像がＨＭＤ２１のＬＣＤ２１Ｌ、２１Ｒ
に表示され、したがって、観察者はその画像を見ること
ができる。

【００１７】そこで、観察者は、スイッチ２６を操作し
てスイッチ回路１５２を図とは逆の状態に接続する。す
ると、観察者が顔の向きを変えると、これがセンサ２４
により検出され、その検出出力にしたがったドライブ信
号が、コントローラ２５からケーブル３１およびスイッ
チ回路１５２を通じてドライバ回路１５３に供給され
る。

【００１８】したがって、観察者の顔の向きに対応して
ビデオカメラ１１の撮像方向が変化するので、観察者が
顔の向きを変えることにより、ビデオカメラ１１は、パ
ン機構１３およびチルト機構１４の許す範囲において任
意の方向（空間位置）を撮像することができる。また、
このとき、観察者はＨＭＤ２１によりビデオカメラ１１
の撮像した画像を見ることができる。

【００１９】そこで、観察者は顔の向きを変えて目標を
撮像するとともに、このとき、例えば図２に示すよう
に、ＬＣＤ２１Ｌ、２１Ｒの画面２１Ｓに表示されるフ
ァイダ枠２１Ｆに、目標の画像TGTを補捉する。ここ
で、ファインダ枠２１Ｆは、追尾回路１５が目標を追尾
するときの対象となる領域であり、このファインダ枠２
１Ｆを表示するビデオ信号は、ビデオ回路１２において
ビデオカメラ１１の撮像出力に付加される。

【００２０】そして、例えば図２に示すように、ファイ
ンダ枠２１Ｆに目標の画像TGTを補捉できたら、次にス
イッチ２５を操作してスイッチ回路１５２を図の状態に
接続する。すると、解析回路１５１の出力信号がスイッ
チ回路１５２を通じてドライバ回路１５３に供給される
ようになるので、追尾回路１５が有効となる。したがっ
て、以後、ファインダ枠２１Ｆに補捉された目標は、こ
れが移動しても、ビデオカメラ１１により追尾されるこ
とになる。

【００２１】なお、例えば目標とビデオカメラ１１との
間に、撮像の障害となるような物が入り込むなどの理由
により、目標の追尾に失敗したときには、スイッチ２５
を操作してスイッチ回路１５２を図とは逆の状態に接続
し、上記のように目標の画像TGTをファインダ枠２１Ｆ
に補捉し、その後、再び自動追尾を行えばよい。

【００２２】こうして、図１の装置によれば、ふだん目
的とする対象物を探すときに顔の向きを変えて探すよう
に、顔の向きを変えて目標を探すことができ、目標を探
し出したのちは、その目標を自動的に追尾することがで
きる。したがって、目標の探索が簡単であり、さらに、
探索後の追尾も手間がかからない。しかも、一度、目標
を自動追尾する状態になれば、観察者は顔の向きを変え
ても、目標を追尾していることができる。

【００２３】図３に示す装置においては、ステレオ画像
の場合であり、ビデオカメラ部１０のビデオカメラ１１
として、左眼用および右眼用のビデオカメラ１１Ｌ、１
１Ｒが設けられ、いわゆるステレオカメラとされる。

【００２４】そして、これらビデオカメラ１１Ｌ、１１
Ｒの撮像出力がビデオ回路１２に供給されてビデオ信号
がそれぞれ取り出され、これらビデオ信号がケーブル３
１および表示処理回路２２を通じてＬＣＤ２１Ｌ、２１
Ｒにそれぞれ供給される。なお、解析回路１５１は、ビ
デオカメラ１１Ｌ、１１Ｒのビデオ信号の一方からドラ
イブ信号を形成すればよいが、両ビデオ信号から例えば
加重平均のドライブ信号を形成し、追尾の確度を高くす
ることもできる。

【００２５】図４に示す装置においては、カメラ１１に
３次元の自由度を与えるようにした場合であり、カメラ
１１に、パン機構１３およびチルト機構１４に加えてロ
ール機構１６が設けられ、カメラ１１は光軸を軸心とし
て回転できるようにされている。

【００２６】また、解析回路１５１からロール方向のド
ライブ信号が取り出され、追尾時には、このドライブ信
号がスイッチ回路１５２およびドライバ回路１５３を通
じてロール機構１６に供給される。

【００２７】さらに、センサ２４からは、観察者の頭部
の左右および上下方向における回転の検出信号に加え
て、観察者の視線を中心軸とする回転方向の検出信号が
取り出され、この検出信号がコントローラ２５に供給さ
れてドライブ信号が形成され、探索時には、このドライ
ブ信号がスイッチ回路１５２およびドライバ回路１５３
を通じてロール機構１６に供給される。

【００２８】したがって、この装置によれば、パン方
向、チルト方向およびロール方向の３次元について、目
標を探索および追尾することができる。また、ビデオカ
メラ１１が傾いて設置されているような場合にパンある
いはチルトが行われるとき、これを正しく実現すること
ができる。

【００２９】図５に示す装置においては、ビデオカメラ
部１０と、ＨＭＤ２１側とが、ケーブル３１に代わって
光ケーブル３２を通じて接続される場合である。そし
て、このため、ビデオ回路１２からのビデオ信号が変復
調回路１７に供給されて光信号に変換され、この光信号
がケーブル３２を通じてＨＭＤ２１側の変復調回路２７
に供給されてもとのビデオ信号に変換され、このビデオ
信号が表示処理回路２２に供給される。

【００３０】また、コントローラ２５からのドライブ信
号およびスイッチ制御信号が、変復調回路２７に供給さ
れて光信号に変換され、この光信号がケーブル３２を通
じて変復調回路１７に供給されてもとのドライブ信号お
よびスイッチ制御信号に変換され、これら信号が追尾回
路１５のスイッチ回路１５２に供給される。

【００３１】したがって、この装置の場合には、ビデオ
カメラ部１０と、ＨＭＤ２１側との間を、数百ｍ以上も
離すことができる。

【００３２】図６に示す装置においては、ビデオカメラ
部１０と、ＨＭＤ２１側とが、ネットワークを通じて接
続される場合である。このため、ビデオカメラ部１１に
おいて、ビデオ回路１２からのビデオ信号が例えばＭＰ
ＥＧ方式によるビデオ信号圧縮回路１８に供給されてＡ
／Ｄ変換されるとともに、データ圧縮され、この圧縮さ
れたビデオデータがデコーダ／エンコーダ回路１９に供
給されて送信用の信号にエンコードされ、このエンコー
ド信号がネットワーク３３を通じてＨＭＤ２１側に送信
される。

【００３３】そして、ＨＭＤ２１側において、ネットワ
ーク３３からのエンコード信号がデコーダ／エンコーダ
回路２９に供給されてもとの圧縮データにデコードさ
れ、このデコードされた圧縮データがデータ伸長回路２
８に供給され、データ伸長されるとともに、Ｄ／Ａ変換
されてもとのビデオ信号が取り出され、このビデオ信号
が表示処理回路２２に供給される。

【００３４】さらに、ＨＭＤ２１側において、コントロ
ーラ２５からのドライブ信号およびスイッチ制御信号
が、デコーダ／エンコーダ回路２９に供給されて送信用
の信号にエンコードされ、このエンコード信号がネット
ワーク３３を通じてビデオカメラ部１０に送信される。
そして、ビデオカメラ部１０において、ネットワーク３
３からのエンコード信号がデコーダ／エンコーダ回路１
９に供給されてもとのドライブ信号およびスイッチ制御
信号がデコードされ、これら信号が追尾回路１５のスイ
ッチ回路１５２に供給される。

【００３５】したがって、この装置の場合には、ネット
ワーク３３を使用することにより、図５に示す装置に比
べ、さらに遠隔の場所から目標を探索および追尾して観
察することができる。

【００３６】また、一般にネットワークを通じてアクセ
スされる信号には、そのネットワークにより時間遅れを
生じ、図６に示す装置においても、ネットワーク３３に
より時間遅れを生じるが、この発明の装置によれば、ネ
ットワーク３３による時間遅れが問題にならない。

【００３７】すなわち、そのような時間遅れがあると、
コントローラ２５からビデオカメラ１０にパンやチルト
を指示するドライブ信号を送信しても、実際にビデオカ
メラ１１がパンあるいはチルトするまでに時間遅れを生
じるので、観察者の操作により目標の追尾を行うと、そ
の追尾に失敗することがある。しかし、例えば図６の装
置によれば、目標の追尾は、追尾回路１５が自律的に行
い、このとき、ネットワーク３３の時間遅れは、その追
尾処理に関係しない。したがって、目標の追尾時、ネッ
トワーク３３の時間遅れの影響を受けることがない。ま
た、これにより目標の追尾を確実に行うことができる。

【００３８】図７に示す装置においては、ＨＭＤ２１の
代わりにモニタディスプレイ４１を使用するとともに、
センサ２４の代わりに例えばジョイスティックのような
座標入力手段４２を使用する場合である。

【００３９】すなわち、この場合には、ディスプレイ４
１に目標の画像が表示されるとともに、座標入力手段４
２の操作により目標が補捉され、以後、上述のように追
尾回路１５により補捉した目標の追尾が行われる。

【００４０】なお、上述においては、スイッチ２６は観
察者が手動で操作するように説明したが、スイッチ２６
の代わりに、例えば、観察者の眼球の動きを検出するＣ
ＣＤをＨＭＤ２１に設け、そのＣＣＤ出力の解析結果か
ら眼球が特定の方向を向いたとき、スイッチ回路１５２
を切り換えうようにすることもでき、その場合には、ハ
ンズフリーとすることができる。

【００４１】また、コントローラ２５がパーソナルコン
ピュータであれば、スイッチ２６をそのパーソナルコン
ピュータのポートに接続することができ、あるいはその
パーソナルコンピュータのキーボードをスイッチ２６と
して使用することもできる。

【００４２】さらに、例えば図１の装置において、コン
トローラ２５からスイッチ回路１５２に供給されるドラ
イブ信号およびスイッチ制御信号は、例えばRS-232C方
式とすることもできる。

【００４３】

【発明の効果】この発明によれば、目標を探し出したの
ちは、その目標を自動的に追尾しておくことができる。
したがって、目標の探索が簡単であり、さらに、探索後
の追尾も手間がかからない。

【００４４】また、ビデオカメラと観察者との間が、ネ
ットワークを通じて接続されている場合、そのネットワ
ークに時間の遅れがあっても、目標を確実に追尾するこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の一形態を示す系統図である。

【図２】この発明を説明するための図である。

【図３】この発明の他の形態を示す系統図である。

【図４】この発明の他の形態を示す系統図である。

【図５】この発明の他の形態を示す系統図である。

【図６】この発明の他の形態を示す系統図である。

【図７】この発明の他の形態を示す系統図である。

【符号の説明】

１０…ビデオカメラ部、１１…ビデオカメラ、１２…ビ
デオ回路、１３…パン機構、１４…チルト機構、１５…
追尾回路、２１…ＨＭＤ、２１Ｌおよび２１Ｒ…ＬＣ
Ｄ、２２…表示処理回路、２４…センサ、２５…コント
ローラ、２６…スイッチ、３１…ケーブル、１５１…解
析回路、１５３…ドライバ回路

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】目標を撮像するためのビデオカメラと、 このビデオカメラの向きを、パン方向およびチルト方向
   に制御するパン機構およびチルト機構と、 追尾回路と、 上記ビデオカメラの撮像したビデオ信号の供給されるデ
   ィスプレイと、 上記パン機構およびチルト機構のドライブ信号を形成す
   る形成手段と、 切り換え回路とを有し、 上記切り換え回路を第１の状態にしたときには、上記形
   成手段により形成された上記ドライブ信号が上記パン機
   構およびチルト機構に供給されて上記形成手段の操作に
   したがって上記ビデオカメラの向きが制御され、 上記切り換え回路を第２の状態にしたときには、上記追
   尾回路により上記ビデオカメラの撮像出力から上記ドラ
   イブ信号が形成されるとともに、 このドライブ信号が上記パン機構およびチルト機構に供
   給されて上記ビデオカメラが上記目標を追尾するように
   上記ビデオカメラの向きがフィードバック制御されるよ
   うにした遠隔監視装置。
2. 【請求項２】請求項１に記載の遠隔監視装置において、 上記ディスプレイはＨＭＤとされ、 このＨＭＤに上記形成手段が設けられるとともに、 この形成手段は、上記ＨＭＤを装着した人の頭の左右方
   向および上下方向における回転を検出して上記ドライブ
   信号となる信号を出力するようにした遠隔監視装置。
3. 【請求項３】請求項１に記載の遠隔監視装置において、 上記ビデオカメラと、上記パン機構と、上記チルト機構
   と、上記追尾回路と、上記切り換え回路とが一体化され
   るとともに、 これらビデオカメラ、パン機構、チルト機構、追尾回
   路、切り換え回路と、上記ディスプレイおよび形成手段
   との間が、ネットワークを通じて接続されるようにした
   遠隔監視装置。
4. 【請求項４】請求項２に記載の遠隔監視装置において、 上記ビデオカメラと、上記パン機構と、上記チルト機構
   と、上記追尾回路と、上記切り換え回路とが一体化され
   るとともに、 これらビデオカメラ、パン機構、機構、上記追尾回路、
   切り換え回路と、上記ディスプレイおよび形成手段との
   間が、ネットワークを通じて接続されるようにした遠隔
   監視装置。