(57)【要約】【課題】バックラッシュに起因する撮影方向の設定偏差を抑制する。【解決手段】遠隔操作によって撮影方向が可変自在なカメラユニットと、該カメラユニットの映像を表示する表示装置と、監視対象機器に対する前記撮影方向を所定の目標方向に初期設定すると共に前記目標方向に対する前記撮影方向の最終変化方向を初期変化方向として記憶し、前記監視対象機器を監視する際には、前記最終変化方向が前記初期変化方向と同一になるように前記撮影方向を変化させて前記目標方向に停止させる制御装置とを備える。【選択図】図６
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
遠隔操作によって撮影方向が可変自在なカメラユニットと、
該カメラユニットの映像を表示する表示装置と、
監視対象機器に対する前記撮影方向を所定の目標方向に初期設定すると共に前記目標方向に対する前記撮影方向の最終変化方向を初期変化方向として記憶し、前記監視対象機器を監視する際には、前記最終変化方向が前記初期変化方向と同一になるように前記撮影方向を変化させて前記目標方向に停止させる制御装置と
を備えることを特徴とする監視システム。
【請求項２】
前記カメラユニットは、パン・チルト機構を備え、水平方向と垂直方向に撮影方向を可変することを特徴とする請求項１に記載の監視システム。
【請求項３】
前記制御装置は、前記水平方向における前記最終変化方向を水平初期変化方向として記憶すると共に前記垂直方向における前記最終変化方向を垂直初期変化方向として記憶し、前記監視対象機器を監視する際には、前記水平方向における前記最終変化方向が前記水平初期変化方向と同一になるように、かつ、前記垂直方向における前記最終変化方向が前記垂直初期変化方向と同一になるように前記撮影方向を変化させることを特徴とする請求項２に記載の監視システム。
【請求項４】
前記制御装置は、複数の前記監視対象機器について前記初期変化方向を記憶し、各々の前記監視対象機器について前記最終変化方向が前記初期変化方向と同一になるように前記撮影方向を変化させることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の監視システム。
【請求項５】
前記制御装置は、前記目標方向に対する前記撮影方向の変化方向が前記初期変化方向に対して逆方向の場合、前記撮影方向を前記目標方向からバックラッシュ相当分超えた後に、前記最終変化方向が前記初期変化方向と同一になるように前記撮影方向を変化させることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載の監視システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、監視システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
下記特許文献１には、石油プラント等の異常を監視する異常監視システムが開示されている。この異常監視システムは、石油プラント等における危険場所に設置する機器を耐圧防爆構造とするものであり、例えば遠隔操作される工業用カメラ、マイク及びアンテナは、防爆仕様の防爆カメラ、防爆マイク及び防爆アンテナとして危険場所に設置される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００６−３１７３１２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、上記防爆カメラには、パン・チルト機構（方向可変機構）を介して固定設置されることにより、撮影方向つまり監視方向をパン方向（水平方向）及びチルト方向（垂直方向）に可変できる旋回式カメラがある。このような旋回式カメラは、監視方向つまり監視対象機器を自動で順次切り替えることにより、複数の監視対象機器の状態を順次監視するために用いられる。すなわち、監視員は、パン・チルト機構を遠隔自動操作して旋回式カメラの向きつまり監視対象機器を自動で順次切り替えることにより、複数の監視対象機器を監視する。
【０００５】
しかしながら、このような旋回式カメラでは、方向可変機構に備えられる回転軸のバックラッシュに起因して旋回式カメラの向きを所望の方向に自動設定することができない場合がある。監視員は監視室の表示装置に映し出される旋回式カメラの映像を目視確認することにより各監視対象機器の状態を監視するが、例えば旋回式カメラのズーム倍率が高くなると各監視対象機器がより拡大されて表示装置に映し出されるので、上記バックラッシュに起因する旋回式カメラの向きの設定偏差は、旋回式カメラのズーム倍率が高くなる程に顕在化する。
【０００６】
本発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであり、方向可変機構のバックラッシュに起因する撮影方向の設定偏差を抑制することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するために、本発明では、監視システムに係る第１の解決手段として、遠隔操作によって撮影方向が可変自在なカメラユニットと、該カメラユニットの映像を表示する表示装置と、監視対象機器に対する前記撮影方向を所定の目標方向に初期設定すると共に前記目標方向に対する前記撮影方向の最終変化方向を初期変化方向として記憶し、前記監視対象機器を監視する際には、前記最終変化方向が前記初期変化方向と同一になるように前記撮影方向を変化させて前記目標方向に停止させる制御装置とを備える、という手段を採用する。
【０００８】
監視システムに係る第２の解決手段として、上記第１の手段において、前記カメラユニットは、パン・チルト機構を備え、水平方向と垂直方向に撮影方向を可変する、という手段を採用する。
【０００９】
監視システムに係る第３の解決手段として、上記第２の手段において、前記制御装置は、前記水平方向における前記最終変化方向を水平初期変化方向として記憶すると共に前記垂直方向における前記最終変化方向を垂直初期変化方向として記憶し、前記監視対象機器を監視する際には、前記水平方向における前記最終変化方向が前記水平初期変化方向と同一になるように、かつ、前記垂直方向における前記最終変化方向が前記垂直初期変化方向と同一になるように前記撮影方向を変化させる、という手段を採用する。
【００１０】
監視システムに係る第４の解決手段として、上記第１〜第３いずれかの手段において、前記制御装置は、複数の前記監視対象機器について前記初期変化方向を記憶し、各々の前記監視対象機器について前記最終変化方向が前記初期変化方向と同一になるように前記撮影方向を変化させる、という手段を採用する。
【００１１】
監視システムに係る第５の解決手段として、上記第１〜第４いずれかの手段において、前記制御装置は、前記目標方向に対する前記撮影方向の変化方向が前記初期変化方向に対して逆方向の場合、前記撮影方向を前記目標方向からバックラッシュ相当分超えた後に、前記最終変化方向が前記初期変化方向と同一になるように前記撮影方向を変化させる、という手段を採用する。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、バックラッシュに起因する撮影方向の設定偏差を抑制することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の一実施形態に係る監視システムの機能構成を示すブロック図である。
【図２】本発明の一実施形態におけるカメラユニット１の構成を示す正面図（ａ）及び上面図（ｂ）である。
【図３】本発明の一実施形態におけるプリセット処理を示すフローチャートである。
【図４】本発明の一実施形態におけるプリセット処理の特徴を示す模式図である。
【図５】本発明の一実施形態におけるカメラユニット１の方向設定処理を示すフローチャートである。
【図６】本発明の一実施形態におけるカメラユニット１の方向設定処理の特徴を示す模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、図面を参照して、本発明の一実施形態について説明する。
本実施形態に係る監視システムは、図１に示すように、複数の監視対象機器Ｘ１〜Ｘ４を１台のカメラユニット１で撮影することにより監視するシステムであり、上記カメラユニット１に加え、表示装置２及び監視システム制御装置３を備えている。なお、この図１では、便宜的に４台の監視対象機器Ｘ１〜Ｘ４を示しているが、監視対象機器の台数は４台に限定されるものではない。
【００１５】
複数の監視対象機器Ｘ１〜Ｘ４は、例えばプラントを構成する各種の機器であり、所定の監視エリアに設定されている。これら監視対象機器Ｘ１〜Ｘ４は、正常動作状態と異常動作状態では外見が異なる機器である。すなわち、監視対象機器Ｘ１〜Ｘ４は、外見をカメラユニット１で撮影することにより、監視エリアから離れた場所に設けられた監視室の監視員が動作状態を判断することができる機器である。
【００１６】
カメラユニット１は、各監視対象機器Ｘ１〜Ｘ４と同様に監視エリアに設置されており、監視システム制御装置３の遠隔操作によって撮影方向が可変制御されることにより各監視対象機器Ｘ１〜Ｘ４を個別に撮影した映像（機器映像）を表示装置２に出力する。すなわち、このカメラユニット１は、監視エリアにおいて各監視対象機器Ｘ１〜Ｘ４を直接撮影することができる位置に設けられている。
【００１７】
このようなカメラユニット１は、図２に示すように基台１ａ、旋回筒１ｂ、俯仰筒１ｃ及びカメラ本体１ｄを備えている。また、このようなカメラユニット１を構成する各構成要素のうち、基台１ａ、旋回筒１ｂ及び俯仰筒１ｃは、カメラ本体１ｄの向きつまり撮影方向を水平方向及び垂直方向に可変自在なパン・チルト機構Ｕ（方向可変機構）を構成している。
【００１８】
基台１ａは、監視エリア内に固定設置される柱状部材であり、中心軸線が鉛直方向（垂直方向）となる姿勢で固定されている。旋回筒１ｂは、中心軸線が基台１ａの中心軸線と同軸となるように基台１ａ上に設けられた柱状部材である。この旋回筒１ｂは、中心軸線周りに回動自在に基台１ａに装着されている。すなわち、この旋回筒１ｂあるいは基台１ａの内部には駆動モータ（旋回モータ）が備えられており、旋回筒１ｂは、上記旋回モータの作動によって垂直姿勢の中心軸線周りに回動する。
【００１９】
俯仰筒１ｃは、このような旋回筒１ｂに直行する姿勢かつ回動自在に設けられた柱状部材である。この俯仰筒１ｃは、中心軸線が水平姿勢となるように一端が旋回筒１ｂに設けられ、他端にカメラ本体１ｄが装着されている。すなわち、この俯仰筒１ｃあるいは旋回筒１ｂの内部には、駆動モータ（俯仰モータ）が備えられており、俯仰筒１ｃは、上記俯仰モータの作動によって水平姿勢の中心軸線周りに回動する。
【００２０】
カメラ本体１ｄは、所定画素数のＣＣＤ素子を備え、当該ＣＣＤ素子が捉えた上記機器映像を機器映像信号として表示装置２に出力する。上述したパン・チルト機構Ｕは監視システム制御装置３によって遠隔制御されるので、カメラ本体１ｄの撮影方向は、パン・チルト機構Ｕによって、つまり監視システム制御装置３によって２次元的つまり水平方向（左右方向：ＰＡＮ）かつ垂直方向（上下方向：ＴＩＬＴ）に可変設定される。また、このカメラ本体１ｄは、各監視対象機器Ｘ１〜Ｘ４の撮影倍率（ＺＯＯＭ）が監視システム制御装置３によって可変設定できるように構成されている。
【００２１】
なお、図２には示されていないが、カメラユニット１は、上述したパン・チルト機構Ｕ及びカメラ本体１ｄの動作を直接制御するカメラ制御装置が備えられている。すなわち、このカメラユニット１は、カメラ制御装置が監視システム制御装置３から入力される遠隔操作指令に基づいてパン・チルト機構Ｕ及びカメラ本体１ｄを制御することによって、各監視対象機器Ｘ１〜Ｘ４を撮影する。このようなカメラ制御装置は、監視システム制御装置３と共に本発明における制御装置を構成している。
【００２２】
表示装置２は、監視エリアとは離間した監視室に備えられており、上記カメラ本体１ｄから入力される機器映像信号に基づいて各監視対象機器Ｘ１〜Ｘ４の機器映像を画面表示する。この表示装置２には、監視システム制御装置３によって撮影方向が適宜設定された各監視対象機器Ｘ１〜Ｘ４の機器映像が個別に表示される。
【００２３】
監視システム制御装置３は、予め記憶された所定の制御プログラムに基づいてパン・チルト機構Ｕ及びカメラ本体１ｄを制御するソフトウエア制御装置である。すなわち、この監視システム制御装置３は、上記制御プログラムを記憶する不揮発性メモリ（ＲＯＭ）、制御プログラムを実行するＣＰＵ（演算回路）、ＣＰＵの演算結果を一時的に記憶する揮発性メモリ（ＲＡＭ）、表示装置２、パン・チルト機構Ｕ及びカメラ本体１ｄと各種信号の授受を行うインタフェース回路、また上述した不揮発性メモリ、ＣＰＵ、揮発性メモリ及びインタフェース回路を通信自在に相互接続するバスライン等を備えている。
【００２４】
このような監視システム制御装置３は、所定の操作装置（図示略）を付帯的に備えており、監視室で各監視対象機器Ｘ１〜Ｘ４の監視を行う監視員の操作指示を上記制御プログラムに基づいて情報処理することによりパン・チルト機構Ｕを制御してカメラ本体１ｄの撮影方向を適宜設定する。
【００２５】
次に、本実施形態に係る監視システムの動作について、図１及び図２に加えて図３〜図６をも参照して詳しく説明する。
【００２６】
最初に、図３を参照して各監視対象機器Ｘ１〜Ｘ４に対する撮影方向の初期設定処理（プリセット処理）について説明する。このプリセット処理では、各監視対象機器Ｘ１〜Ｘ４に対する撮影方向が所定の目標方向に初期設定されると共に、この初期設定における目標方向に対する撮影方向の最終変化方向が初期変化方向として不揮発性メモリに記憶される。
【００２７】
すなわち、図３に示す一連の処理は、監視対象機器Ｘ１〜Ｘ４毎に行われ、この結果として目標方向と初期変化方向とが不揮発性メモリに記憶される。このようなプリセット処理では、監視員が操作装置を操作することによって、ＰＡＮ及びＴＩＬＴが調節されてカメラ本体１ｄの撮影方向が目標方向に手動設定され、またＺＯＯＭが所望状態つまり監視対象機器Ｘ１〜Ｘ４の状態を把握し易い状態に手動設定される（ステップＳ１）。
【００２８】
ここで、ＲＡＭの手動調節では、図４に示すように、カメラ本体１ｄは、時計回り（ＣＷ）あるいは反時計回り（ＣＣＷ）に向き（回転角）が変化して最終的に水平方向における目標方向（ＰＡＮ目標値）に方向設定される。また、ＴＩＬＴの手動調節では、図示しないが、カメラ本体１ｄは、上から下回りあるいは下から上回りに向き（回転角）が徐々に変化して最終的に垂直方向における目標方向（ＴＩＬＴ目標値）に方向設定される。
【００２９】
監視システム制御装置３は、このようなＰＡＮの手動調節において、カメラ本体１ｄの水平方向（左右方向）における向きの最終変化方向、つまりパン・チルト機構ＵにおけるＰＡＮの最終回転方向を判断し（ステップＳ２）、最終回転方向が時計回り（ＣＷ）の場合はＰＡＮ初期回転方向（水平初期変化方向）として時計回り（ＣＷ）を不揮発性メモリに記憶する（ステップＳ３）。また、監視システム制御装置３は、パン・チルト機構ＵにおけるＰＡＮの最終回転方向が反時計回り（ＣＣＷ）の場合には、上記ＰＡＮ初期回転方向として反時計回り（ＣＣＷ）を不揮発性メモリに記憶する（ステップＳ３）。
【００３０】
そして、監視システム制御装置３は、ＴＩＬＴの手動調節において、カメラ本体１ｄの垂直方向（上下方向）における向きの最終変化方向、つまりパン・チルト機構ＵにおけるＴＩＬＴの最終回転方向を判断し（ステップＳ５）、最終回転方向が下向きの場合はＴＩＬＴ初期回転方向（垂直初期変化方向）として下回転を不揮発性メモリに記憶し（ステップＳ６）、またＴＩＬＴの最終回転方向が上向きの場合には、上記ＴＩＬＴ初期回転方向として上回転を不揮発性メモリに記憶する（ステップＳ７）。
【００３１】
そして、監視システム制御装置３は、パン・チルト機構ＵにおけるＰＡＮの最終回転位置（ＰＡＮ最終回転位置）及びＴＩＬＴの最終回転位置（ＴＩＬＴ最終回転位置）をカメラ本体１ｄの撮影方向における目標方向として不揮発性メモリに記憶する（ステップＳ８）。このようなプリセット処理によって、不揮発性メモリには、カメラ本体１ｄの撮影方向における目標方向（ＰＡＮ最終回転位置及びＴＩＬＴ最終回転位置）及び目標方向における撮影倍率（ＺＯＯＭ）に加え、カメラ本体１ｄの向きの初期変化方向（ＰＡＮ最終回転方向及びＴＩＬＴ最終回転方向）がプリセット情報として記憶される。
【００３２】
そして、監視システム制御装置３は、各監視対象機器Ｘ１〜Ｘ４を実際に監視する際には、上記プリセット情報を不揮発性メモリから読み出してパン・チルト機構Ｕを制御することにより、カメラ本体１ｄの撮影方向を目標方向に設定する。すなわち、監視システム制御装置３は、プリセット情報に含まれる各監視対象機器Ｘ１〜Ｘ４の目標方向（ＰＡＮ最終回転位置及びＴＩＬＴ最終回転位置）を順次読み出してパン・チルト機構Ｕを制御することにより、カメラ本体１ｄの撮影方向を各監視対象機器Ｘ１〜Ｘ４の目標方向に順次設定する。
【００３３】
この際に、監視システム制御装置３は、プリセット情報に含まれる最終変化方向（ＰＡＮ最終回転方向及びＴＩＬＴ最終回転方向）に基づいてカメラ本体１ｄの向きの最終変化方向が初期変化方向（ＰＡＮ最終回転方向及びＴＩＬＴ最終回転方向）と同一になるようにカメラ本体１ｄの向きつまり撮影方向を変化させて目標方向に停止させる。
【００３４】
すなわち、監視システム制御装置３は、図５に示すように、カメラ本体１ｄの向き（撮影方向）を現地点から次の目標方向へ変化させる際の最終変化方向がプリセット情報の初期変化方向と一致するか否かを判断する（ステップＳａ１）。そして、監視システム制御装置３は、上記最終変化方向と初期変化方向とが一致する場合は、カメラ本体１ｄの向きをそのまま目標方向に変化させる（ステップＳａ３）。
【００３５】
一方、監視システム制御装置３は、最終変化方向と初期変化方向とが不一致（逆方向）の場合には、目標方向をバックラッシュ相当分超えた位置（方向）に一旦変化させ（ステップＳａ２）、この後にカメラ本体１ｄの向きを目標方向に変化させる（ステップＳａ３）。
【００３６】
図６は、このような監視システム制御装置３によるパン・チルト機構ＵのＰＡＮ制御つまりカメラ本体１ｄの水平方向（左右方向）における向き（撮影方向）の変化を示している。すなわち、監視システム制御装置３は、例えば初期変化方向が時計回り（ＣＷ）であり、また最終変化方向の同じく時計回り（ＣＷ）である場合、平方向（左右方向）におけるカメラ本体１ｄの向き（撮影方向）を実線矢印で示す目標方向にそのまま変化させて停止させる。
【００３７】
これに対して、最終変化方向が反時計回り（ＣＣＷ）である場合、つまり最終変化方向が初期変化方向と不一致の場合、監視システム制御装置３は、水平方向（左右方向）におけるカメラ本体１ｄの向き（撮影方向）を破線矢印で示すように目標方向をバックラッシュ相当分超えた位置（方向）に一旦変化させ、この位置からカメラ本体１ｄの向きを目標方向に向かって変化させて停止させる。
【００３８】
ここで、上記ステップＳａ２によって目標方向をバックラッシュ相当分超えた位置（方向）に一旦変化させることなく、カメラ本体１ｄの向きを目標方向に直接変化させた場合、カメラ本体１ｄの向きの最終変化方向がプリセット時の初期変化方向と逆方向になるので、パン・チルト機構Ｕの垂直回転軸におけるバックラッシュの影響により目標方向に対する方向偏差が発生し得る。
【００３９】
なお、上記ステップＳａ２において、目標方向を越えるもののバックラッシュ相当分を超えない位置で一旦停止し、逆転して目標方向に向けて撮影方向を変化させるというやり方も考えられるが、この方法ではバックラッシュの影響を完全に解消することができず方向偏差が若干残る。
【００４０】
このようなステップＳａ１〜Ｓａ３の処理は、パン・チルト機構ＵのＴＩＬＴ制御つまりカメラ本体１ｄの垂直方向（上下方向）における向き（撮影方向）の変化についても全く同様である。
【００４１】
すなわち、監視システム制御装置３は、垂直方向（上下方向）におけるカメラ本体１ｄの向き（撮影方向）を現地点から次の目標方向へ変化させる際の最終変化方向がプリセット情報の初期変化方向と一致するか否かを判断し（ステップＳａ１）、上記最終変化方向と初期変化方向とが一致する場合は、垂直方向（上下方向）におけるカメラ本体１ｄの向きをそのまま目標方向に変化させる。一方、監視システム制御装置３は、最終変化方向と初期変化方向とが不一致の場合には、垂直方向（上下方向）において目標方向をバックラッシュ相当分超えた位置（方向）に一旦移動させ（ステップＳａ２）、この後にカメラ本体１ｄの向きを目標方向に変化させる（ステップＳａ３）。
【００４２】
このような本実施形態によれば、実際の監視時におけるカメラ本体１ｄの向き（撮影方向）の最終変化方向がプリセット処理で得られた初期変化方向（ＰＡＮ最終回転方向及びＴＩＬＴ最終回転方向）と常に一致するので、パン・チルト機構Ｕのバックラッシュに起因する撮影方向の設定偏差を抑制することが可能である。
【００４３】
なお、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、例えば以下のような変形例が考えられる。
（１）上記実施形態では、プラントを構成する複数の監視対象機器Ｘ１〜Ｘ４の監視に本発明を適用した場合について説明したが、本発明はこれに限定されない。本発明はプラントの構成機器以外の各種対象物の監視に適用することが可能である。
【００４４】
（２）上記実施形態では、カメラ制御装置と監視システム制御装置３とによって本発明の制御装置を構成したが、本発明はこれに限定されない。本発明における制御装置の構成には、種々の形態が考えられる。
【００４５】
（３）上記実施形態では、１台のカメラユニット１を備える監視システムについて説明したが、本発明はこれに限定されない。カメラユニット１の台数は必要に応じて複数台であってもよい。この場合、監視システム制御装置３は、複数のカメラユニット１についてプリセット情報を個別に取得して不揮発性メモリに記憶させ、監視対象機器の実監視時には、プリセット情報を読み出して各カメラユニット１の最終変化方向がプリセット情報の初期変化方向に一致するようにパン・チルト機構Ｕ（方向可変機構）を制御する。
【００４６】
（４）上記実施形態では、方向可変機構としてパン・チルト機構Ｕを備えるカメラユニット１について説明したが、本発明はこれに限定されない。方向可変機構としてパン・チルト機構Ｕ以外の機構を採用してもよい。例えば、左右方向（ＰＡＮ）あるいは上下方向（ＴＩＬＴ）のいずれか一方のみに撮影方向を可変させるＰＡＮ機構あるいはＴＩＬＴ機能を方向可変機構として採用してもよい。
【符号の説明】
【００４７】
Ｘ１〜Ｘ４  監視対象機器
１  カメラユニット
１ａ  基台
１ｂ  旋回筒
１ｃ  俯仰筒
１ｄ  カメラ本体
２  表示装置
３  監視システム制御装置
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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