(57)【要約】【課題】  搬送装置に設置された撮像装置において、ＰＴ防振している際に前記搬送装置の移動方向が変更されたとき、進行方向の変化を防振すべき変化と誤認してしまう問題等を防ぎ精度の高い防振を安定的に実現する。【解決手段】  上記目的を達成するために、搬送装置に設置された撮像装置において、撮像部の撮像方向を変更するパンチルト制御を行うためのパンチルト駆動部と、前記パンチルト駆動部によって防振を行わせるパンチルト防振手段と、前記搬送装置の移動情報を取得する移動情報取得手段と、前記移動情報取得手段により取得した前記移動情報の変化量に応じて水平方向の防振を前記パンチルト防振手段による防振と他の防振手段による防振とで切り替える防振機能選択手段と、を有する。【選択図】  図１
2020122866.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
搬送装置に設置された撮像装置であって、
撮像部の撮像方向を変更するパンチルト制御を行うためのパンチルト駆動部と、
前記パンチルト駆動部によって防振を行わせるパンチルト防振手段と、
前記搬送装置の移動情報を取得する移動情報取得手段と、
前記移動情報取得手段により取得した前記移動情報の変化量に応じて水平方向の防振を前記パンチルト防振手段による防振と他の防振手段による防振とで切り替える防振機能選択手段と、を有する撮像装置。
【請求項２】
前記他の防振手段は電子防振手段を含むことを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
【請求項３】
前記他の防振手段は光学防振手段を含むことを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
【請求項４】
前記移動情報は、前記搬送装置の移動速度に関する情報と移動方向に関する情報を含むことを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
【請求項５】
前記移動情報は、前記搬送装置の移動累積距離に関する情報と移動方向に関する情報を含むことを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
【請求項６】
前記移動情報取得手段は周期的に前記移動情報を取得することを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
【請求項７】
前記防振機能選択手段は、前記移動情報取得手段により取得した前記移動情報の変化が第１の閾値を超えた場合に水平方向の防振を前記他の防振手段による防振にすることを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
【請求項８】
前記防振機能選択手段は、前記移動情報取得手段により取得した前記移動情報の変化が前記第１の閾値とは異なる第２の閾値以下になった場合に水平方向の防振を前記パンチルト防振手段による防振にすることを特徴とする請求項７に記載の撮像装置。
【請求項９】
前記第２の閾値は前記搬送装置の移動方向の変更特性に応じて設定されることを特徴とする請求項８に記載の撮像装置。
【請求項１０】
前記搬送装置における撮像装置の設置場所に応じて前記第１の閾値を変更することを特徴とする請求項７に記載の撮像装置。
【請求項１１】
前記移動情報に応じて前記防振の駆動量を変更することを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
【請求項１２】
前記移動情報取得手段は、前記搬送装置から前記移動情報をシリアル通信により取得することを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
【請求項１３】
前記移動情報取得手段は、前記搬送装置から前記移動情報をワイヤレスネットワークを介して取得することを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
【請求項１４】
前記防振機能選択手段はパンチルト防振手段による防振と他の防振手段による防振の組み合わせの割合を変更することを特徴とする請求項１から１３のいずれか一項に記載の撮像装置。
【請求項１５】
請求項１から１４のうちいずれか一項に記載の撮像装置の各手段としてコンピュータを機能させるためのコンピュータプログラム。
【請求項１６】
請求項１５に記載のコンピュータプログラムを記憶したコンピュータで読み取り可能な記憶媒体。
【請求項１７】
搬送装置に設置された撮像装置の制御方法であって、
撮像部の撮像方向を変更するパンチルト制御によって防振を行わせるパンチルト防振と他の防振手段による防振の少なくとも一方を行う防振ステップと、
前記搬送装置の移動情報を取得する移動情報取得ステップと、を有し、
前記防振ステップは、前記移動情報取得ステップで取得した前記移動情報の変化量に応じて水平方向の防振を前記パンチルト防振と前記他の防振手段による防振とで切り替えることを特徴とする撮像装置の制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は撮像装置に関し、特に搬送装置に設置された撮像装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、ネットワークを利用した監視カメラシステムが広く普及している。
監視カメラシステムは大規模な公共機関や小型の店舗など幅広い分野で利用されており、その運用方法は様々な形態がある。またネットワークを利用した監視カメラはネットワークカメラと呼ばれる。ネットワークカメラは運用形態に合わせるために様々な機能的特徴をもったものが存在する。例えばパンチルトといった撮影方向を自在に変更できるネットワークカメラや、撮影方向は変更できないが高倍率のズーム撮影が可能なネットワークカメラ等が存在する。
【０００３】
こうしたカメラのユースケースの１つに船舶などの搬送装置への設置がある。このようなユースケースでは設置されたカメラは海上を監視する目的で設置されており、設置方向の画像を的確に確認できることが求められる。近年、こうしたカメラ向けの映像防振機能としてパンチルト（以下、ＰＴと表記）機能を利用した防振機能、いわゆるＰＴ防振機能が考案されている。このＰＴ防振機能は振動に応じてＰＴ機能を利用してカメラが撮影する方向を変化させることによって防振を行う。このＰＴ防振機能は振幅が大きく低周波数の振動に対して特に有効である。
【０００４】
ここで、ＰＴ防振機能を有する撮像装置を船舶等の搬送装置に設置して使用する場合を考える。船舶の揺れは波のような振幅が大きく低周波数の振動による影響が大きいため、通常航行時にＰＴ防振を行うことで高い防振効果が得られる。しかし、船舶が旋回運動を行う際、ＰＴ防振機能をそのまま利用していると、パン方向の移動変化が船体の方向転換によるものなのか、波等による振動なのかの判別がつかず、誤った防振行われてしまう場合がある。
【０００５】
こうした防振機能における振動抑制の判定に関する工夫がいくつか考案されている。例えば特許文献１のように、撮像装置にかかる振動をパンニングと振動とで区別し、防振機能の補正量を変化させる技術が知られている。また、特許文献２のように撮像装置において上下方向と水平方向で、防振機能として光学防振と電子防振のどちらを使うかを予め設定し制御する技術が知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０１６−２００８３９号公報
【特許文献２】特開２００５−２９５４７４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、例えば特許文献１の技術では、使用する防振技術を光学防振に限定しており、また補正量の変化もパンニングが高速か低速かといった２パターンの補正しか想定していない。従って、船のような移動量の変化が低速から高速まで変化の段階数が多い移動に対して適応するのは困難である。
【０００８】
また特許文献２では、防振機能を方向に応じて光学防振と電子防振の一方にあらかじめ固定してしまっているため、特定のシーンでは有効だが、例えば直進移動時と旋回運動時とで最適な防振ができない。
【０００９】
そこで本発明の目的は、ＰＴ防振機能を有する撮像装置において、撮像装置が設置された搬送装置が方向転換を行う際に、安定した精度の高い防振を実現することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記目的を達成するために、本発明の撮像装置は、
搬送装置に設置された撮像装置であって、
撮像部の撮像方向を変更するパンチルト制御を行うためのパンチルト駆動部と、
前記パンチルト駆動部によって防振を行わせるパンチルト防振手段と、
前記搬送装置の移動情報を取得する移動情報取得手段と、
前記移動情報取得手段により取得した前記移動情報の変化量に応じて水平方向の防振を前記パンチルト防振手段による防振と他の防振手段による防振とで切り替える防振機能選択手段と、を有する。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、船舶などの搬送装置上でＰＴ防振を使用する際、搬送装置の移動方向の変化等に応じて安定した精度の高い防振が可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】実施例のカメラの構成例を示す図である。
【図２】実施例のフローチャートである。
【図３】実施例の移動情報取得部の例を示す図である。
【図４】実施例の防振機能選択部の例を示す図である。
【図５】実施例のパン方向の電子防振の例を示す図である。
【図６】実施例のパン方向の電子防振の画角制限の例を示す図である。
【図７】実施例の撮像装置の設置位置の例を示す図である。
【図８】実施例の切り替え条件変更部の例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下に、本発明の好ましい実施の形態を、添付の図面に基づいて詳細に説明する。
以下、図１を参照して本発明の実施例による撮像装置について説明する。図１は実施例の撮像装置の構成図である。
本実施例における撮像装置は例えば監視用のカメラであり、搬送装置に設置されており、撮像装置本体１００、レンズ部１１０、ＰＴ駆動部１２０（パンチルト駆動部）等によって構成される。また、撮像装置本体１００には移動情報取得部１０１、防振機能選択部１０２、ＰＴ防振制御部１０３、電子防振制御部１０４、光学防振制御部１０５、映像現像部１０６などが含まれる。
【００１４】
撮像装置本体１００を構成する各部に関して説明する。移動情報取得部１０１は撮像装置が設置された搬送装置の移動情報を取得する機能を有する。移動情報の内容と移動情報の取得方法については後述する。
防振機能選択部１０２はコンピュータとしてのＣＰＵを内蔵し、不図示のメモリに記憶されたコンピュータプログラムに基づき撮像装置の各種動作を制御する機能を有する。更に防振機能選択部１０２は移動情報取得部１０１からの移動情報をもとに、防振機能を選択する。選択方法に関しては後述する。
ＰＴ防振制御部１０３はＰＴ防振機能を有し、本機能を利用してＰＴ駆動部１２０内の不図示のパン駆動モーターとチルト駆動モーターを動作させ、レンズ部１１０が撮影する方向（撮像部の撮像方向）をパンチルト制御する。すなわち、パンチルト防振手段として機能する。防振機能選択部１０２によってＰＴ駆動部１２０を防振用に用いる場合には、不図示のジャイロセンサー等によって撮像装置の振動を検出し、検出された動きをキャンセルする方向にパンチルト制御を行うことによって防振を行う。電子防振制御部１０４は画像に対して電子防振を行う機能を有する。防振機能選択部１０２から選択された際にどのように防振を行うかは後述する。光学防振制御部１０５はレンズ部１１０を制御して光学防振を行う機能を有する。防振機能選択部１０２から選択された際にどのように光学的な防振を行うかは後述する。映像現像部１０６では電子防振制御部１０４を利用して不図示の撮像素子からの映像に対して電子的な防振が行われる。
【００１５】
ここで、撮像装置本体１００に含まれているＰＴ防振制御部１０３以外の防振制御部は図１に示している電子防振制御部１０４や光学防振制御部１０５に限らない。例えば、ＰＴ駆動部１２０の下に防振台を設置し、防振台を制御するための防振台制御部などがあってもよい。また、電子防振制御部１０４と光学防振制御部１０５は両方とも搭載されていなくてもよい。例えば、電子防振制御部１０４だけ搭載されていてもよいし、光学防振制御部１０５だけ搭載されていてもよい。
【００１６】
以上が構成に関する実施例の説明となるが、後述の内容を説明するにあたっては本実施例では図１の構成をとった場合を例に説明していく。
本実施例の撮像装置（カメラ）における処理手順を図２のフローチャートと図３の情報取得の例を示す図を用いて説明する。
【００１７】
まず、移動情報取得部１０１が搬送装置の移動情報を取得する（ステップＳ２００）。移動情報の取得方法などを図３に示す。移動情報取得部１０１は撮像装置が設置されている船舶や車などの搬送装置から移動情報３１０を取得する。取得する方法は例えば図３のように搬送装置３００に備わった駆動制御部３０２が制御するモーターやエンジンなどによる移動の速度や移動方向に関する情報を移動情報送信部３０１から移動情報取得部１２月０１に渡すやり方がある。移動情報送信部３０１から移動情報取得部１０１への情報の伝送手段には、例えばインターネットのようなネットワーク、特にワイヤレスネットワークを利用する場合やシリアル通信などの近距離でのデータ送受信方法を利用する場合がある。ここで送られる移動情報３１０には、上記のように例えば移動方向の情報や移動速度の情報などが含まれる。例えば移動速度情報の代わりに、移動累積距離情報に置き換えることも可能である。移動累積距離情報は搬送装置が今までに移動した総距離を表す情報であり、この情報を周期的に最新の情報と１つ前に情報を比較することで、時間当たりの移動量が計算でき、移動速度を求めることができる。
【００１８】
次に搬送装置の移動方向が変化し、移動方向への変化量が第１の閾値を超えたかを判定する（ステップＳ２０１）。ステップＳ２０１における判定手順の例を図４に示す。移動情報取得部１０１が取得した移動情報をもとに防振機能選択部１０２が判定を行う。判定方法としては、例えば図４のように移動情報に対して閾値処理４００を決定して判定する方法が考えられる。図４では移動方向が直進から１５度（第１の閾値）以上左右どちらかに旋回運動し、且つ速度が時速１ｋｍ以上であると判定した場合に防振機能を切り替えることを示している。そして、切り替え前の防振がＰＴ防振であった場合に、切り替え後ではチルト方向にはＰＴ防振を継続し、パン方向は電子防振に切り替えるようにしている。この第１の閾値はあらかじめ撮像装置に初期設定していてもよいし、ユーザーが可変設定してもよい。また、切り替え後の防振方法は本実施例ではパン方向を電子防振にしているが、パン方向を光学防振としてもよいし、あるいはパン方向の防振を電子防振と光学防振の組み合わせにしてもよい。あるいは他の防振手段に置き換えてもよい。なおステップＳ２０１でＮｏの場合（閾値処理４００の結果切り替えの必要がない場合）は、一定時間後に再びステップＳ２００に戻り同様の判定を行う。これを繰り返し行い、切り替えが必要であった場合に次の処理に進むことになる。
【００１９】
次に変化量に応じてパン方向の防振方法を変更する（ステップＳ２０２）。図４に示したように防振機能選択部１０２によって切り替え判定を行った後、切り替え後に設定されている防振方法に変更する。変更するタイミングは即時切替が望ましいが、一定時間をおいてから変更してもよい。ここで防振を切り替える際にパン方向だけ防振方法を変更する理由について説明する。搬送装置として車両や船舶の移動方向を変化する際、一般的に主に水平の移動であるため、撮像装置のパン方向の変化であり、チルト方向への影響は無視できる。
船舶や車などの搬送装置の場合には、防振はできるだけＰＴ防振を利用するのが望ましい。そこで水平方向についての搬送装置の移動方向の変更に伴い防振機能を変更する際には、チルト方向の防振はＰＴ防振で行い、移動方向の変化の影響が大きいパン方向の防振を切り替え対象とするのが望ましいからである。
【００２０】
なお前記防振機能選択部１０２による選択（切り替え）は、ＰＴ防振から他の防振手段に１００％切り替えるのではなく、例えば切り替え前はＰＴ防振と他の防振手段の比率（割合）が９：１とし、切替後は２：８などの比率になるように変更する場合も含む。なお、ＰＴ防振と他の防振手段を組み合わせて防振を行う際に、例えば低周波数の振動に対してＰＴ防振を主に用い、高周波数の振動に対して他の防振手段を主に用いるなどの方法がある。あるいは所定値以上の大きさの振動に対してはＰＴ防振を主に用い、前記所定値より小さい振動に対しては他の防振を主に用いるなどの方法がある。
次に、切り替えた後の防振機能について言及する。切り替え後の防振機能において、搬送装置の移動情報を利用することでユーザーにとって見やすい映像での防振機能が提供できる。例えば、切り替え後にパン方向の防振機能を電子防振にする場合を図５に示す。
【００２１】
図５では船舶から海上を撮影しているときに他の船舶が画面５００に映像として映っている例を示している。電子防振では一般的に画像処理において画像の切り出し範囲を変更することによって防振を行う。すなわち防振する際、振動を考慮して画像の枠部分をマージンとして設け、振動によって画像が乱れた際にはマージン部分を切り取り、あたかも画像が揺れていないように見せる手法が一般的に用いられている。本実施例ではパン方向だけ防振機能を切り替えるため、図５に黒帯５０１で示しているように水平方向の画角に制限が発生する。この時、マージンとして設けられた黒帯５０１の水平方向の幅が防振できる振動の範囲となっており、幅が大きければ大きいほど振幅の大きい振動でも防振が行えるが、反面ユーザーが確認できる画角は狭くなってしまう。そこでパン方向の防振をＰＴ防振から電子防振に切り替えた際に、搬送装置の移動情報に応じて、防振範囲を変更するようにしてもよい。図６にその例を示す。まず図中６００は、移動情報において右方向に２０度、時速５０ｋｍで旋回している状態を表している。
【００２２】
この時、水平方向の防振を電子防振に切り替える際、時速から水平方向の揺れの影響が少ないと判断し、電子防振に使用する画像のマージン部分の幅６０１（防振の駆動量）を狭く設定している。一方、６０２は移動情報において右方向に２０度、時速８０ｋｍで旋回している状態を表している。この時、移動速度が高速なため、水平方向の揺れが大きくなることが予想されることから、水平方向の防振の駆動量（マージン部分の幅６０３）を広くとる設定に切り替えている。このように移動情報に応じて防振の駆動量の変更を行うことで、単純に防振設定を切り替える場合に比べ、ユーザーにとって見やすい映像を提供することができる。
【００２３】
この時、移動速度に応じて防振範囲を変更するタイミングは、情報更新のたびに行ってもよいし、一定間隔ごとに更新してもよい。そのために移動情報取得部１０１は移動情報を周期的に取得するものとし、防振機能選択部１０２は上記の周期的に取得された移動情報を用いて選択動作を行う。
なお、前記防振機能選択部１０２による選択（切り替え）の前においても、上記のように搬送装置の移動情報を用いて防振の駆動量の変更をするようにしても良い。
また、上記の説明では電子防振の例で説明したがＰＴ防振や光学防振など他の防振手段においても同様に搬送装置の移動情報を用いて防振の駆動量の変更をしても良い。
【００２４】
次に図２に戻り、搬送装置の移動方向が元に戻ったかどうかを判定する（ステップＳ２０３）。搬送装置の移動方向が元に戻ったかどうかの判定方法は図４で示した切り替え時の判定方法を用いる方法がある。例えば、図４では切り替え時に移動方向が直進から１５度（第１の閾値）以上左右どちらかに旋回運動したときに防振方法を切り替えているので、再度パン方向の防振をＰＴ防振に戻す際は、移動方向が直進に対して１５度以下になった時に行うことが考えられる。しかし、本実施例においては、元に戻ったかの判定基準は、ヒステリシスも考慮し、図４の方法の前記第１の閾値とは異なる第２の閾値を用いる。更に、例えば直進から舵を切るよりも、舵を切ってから直進に戻すほうが船体の移動方向が戻りやすい場合、元に戻ったかの判定をする際の閾値を例えば２０度以下にしてもよい。また、逆に舵を切ってから直進に戻すよりも、直進から舵を切るほうが船体の移動方向が戻りやすい場合、元に戻ったかの判定をする際の閾値を例えば１０度以下にしてもよい。即ち、搬送装置の移動方向の変更特性も考慮して前記第１の閾値とは異なる第２の閾値を用い、第２の閾値以下になった場合にＰＴ防振に戻る。
【００２５】
最後に移動方向が元に戻ったと判断された場合、パン方向の防振をＰＴ防振に戻す（ステップＳ２０４）。変更するタイミングは即時切替が望ましいが、一定時間をおいてから変更してもよい。その後でステップＳ２００に戻る。
以上が図２に示した本実施例のフローである。ここで搬送装置に設置された撮像装置の設置位置を考える。図７に設置位置の例を示す。
【００２６】
図７では船舶７００を上から俯瞰的に見ている状態を示しており、７００が船首とし、船首方向に進んでいるものとする。ここで撮像装置の設置場所を比較する。図中で船首近くに取り付けた撮像装置７０１と船首後方左側面に配置された撮像装置７０２を比較する。船舶が右方向に舵を切って進んだ場合（図中の右上）、撮像装置の撮影方向が変わっていくが、映像の変化量は撮像装置間で一致しない。これは設置された位置によって図のように撮像装置の撮影方向の変化量が異なるためである。このように複数台を異なる位置、方向に設置した場合、図２のステップＳ２０１における前記第１の閾値を設定する際に、それぞれの撮像装置に適するようにそれぞれの前記第１の閾値を設定するのは手間がかかり、
また適切な値の判別がユーザーには難しい。
そこで、船首方向に設置された撮像装置７０１に設定しているパン方向の防振切り替え判定のための閾値を、船体側面方向に設置された撮像装置７０２に適応する方法が考えられる。この際閾値をそのまま適応すると、先に説明したように撮像装置ごとの撮影方向が異なることから適切なタイミングで防振機能の切り替えが行えない。そこで、撮像装置の設置位置を考慮した防振機能の切り替えを実施する。図８でその例を説明する。
【００２７】
図８も図７と同様に船舶８００を上から俯瞰的に見た状態を図示している。この図において、撮像装置８０１を原点として２次元座標系ｘｙを設定する。例えば、船首近くに設置した撮像装置の座標を（０，０）とすると、船体側面の撮像装置８０２の設置座標は（−１０，２０）と表すことができる。また、撮像装置がどの方向を向いているかも重要である。本実施例のような船舶８００への設置を考える際の例として船首方向を０度として述べる。原点に位置する撮像装置８０１は船首方向を向いているので０度方向を向いていると表現でき、船体側面方の撮像装置８０２は時計周りの角度座標系においては２７０度方向を撮影していると表現できる。このように撮像装置ごとに設置位置を表す座標系と撮影方向を表す角度座標系のパラメータを利用して、ＰＴ防振からの切り替えのための閾値の変換を行う。
【００２８】
図８ではこの変更を切り替え条件変更部８０３が行う例を示している。切り替え条件変更部８０３では、以下のような変換を行う。即ち、例えば座標（０、０、０）で設定された切り替えのための閾値が時速１ｋｍ以上で左右どちらかに１５度以上旋回運動する。その場合、船体側面の座標（−１０、２０、２７０）に設置された撮像装置８０２に適応する閾値として、時速１０ｋｍ以上で左右どちらかに５度以上旋回運動したときを閾値とするように閾値変換を行う。閾値の変換方法は、例えば原点から見た時の変換後の撮像装置の座標位置ごとにテーブルで変換値を持っておくことが考えられる。撮像装置の座標系での位置を取得する方法としては、ＧＰＳにより自動的に設定しても良いし、ユーザーによる手動設定でも良い。撮像装置の角度座標系での向き（角度）は地磁気センサーによって検出しても良いし、ユーザーによる手動設定であっても良い。
【００２９】
以上のように本実施例では撮像装置において、船舶などの搬送装置上に設置された撮像装置でＰＴ防振を行う際、移動方向の変化に応じて、最適な防振機能が選択されるので、防振機能の精度が向上する
【００３０】
以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明はこれらの実施形態に限定されず、その要旨の範囲内で種々の変形及び変更が可能である。
また、本実施例における制御の一部または全部を上述した実施例の機能を実現するコンピュータプログラムをネットワーク又は各種記憶媒体を介して撮像装置や撮像制御装置に供給するようにしてもよい。そしてその撮像装置や撮像制御装置におけるコンピュータ（又はＣＰＵやＭＰＵ等）がプログラムを読み出して実行するようにしてもよい。その場合、そのプログラム、及び該プログラムを記憶した記憶媒体は本発明を構成することとなる。
【符号の説明】
【００３１】
１００  撮像装置本体
１０１  移動情報取得部
１０２  防振機能選択部
１０３  ＰＴ防振制御部
１０４  電子防振制御部
１０５  光学防振制御部
１０６  映像現像部
１１０  レンズ部
１２０  ＰＴ駆動部
【図１】
2020122866.tif 000003
【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】
2020122866.tif 000008
【図７】
2020122866.tif 000009
【図８】
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