(57)【要約】      （修正有）【課題】撮影位置および撮影方向からのずれがあっても対象を画像上の定められた位置に捉える撮像装置および自律走行装置を提供する。【解決手段】撮影方向および撮影画角を調節可能に自律走行装置１に装着され、周囲の画像を撮影する撮像装置は、自律走行装置が所定の撮影位置、所定の撮影方向および所定の画角で所定の撮影対象を写した第１方向画像と、第１方向画像に写った撮影対象を所定位置で捉えるための撮影方向の補正量を、調節感度を用いて決定する補正量決定部と、撮像ユニット制御部と、を備える。撮像ユニット制御部は、決定された補正量に基づき補正された撮影方向で撮像ユニットに撮影対象を撮影させる。【選択図】図３
2019161444.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
撮影方向および撮影画角を調節可能に自律走行装置に装着され、周囲の画像を撮影する撮像ユニットと、
前記自律走行装置が予め定められた撮影位置を目指して移動した状態で前記撮像ユニットを制御して、予め定められた撮影方向である第１方向および予め定められた第１画角で予め定められた撮影対象を写した第１方向画像、前記第１方向に対して撮影方向を所定量ずらした第２方向画像の少なくとも２画像を撮影させる撮像ユニット制御部と、
前記第１方向画像と前記第２方向画像とを比較して前記撮影対象の画像上のズレから前記第１画角における調節感度を求める調節感度取得部と、
前記撮影位置から前記撮影対象が予め撮影されて画像上の所定位置で捉えられた基準画像と前記第１方向画像とを比較して前記撮影対象の画像上のズレを求め、前記第１方向画像に写った前記撮影対象を前記所定位置で捉えるための撮影方向の第１補正量を、前記調節感度を用いて決定する補正量決定部とを備え、
前記撮像ユニット制御部は、前記第１補正量に基づき補正された撮影方向で前記撮像ユニットに前記撮影対象を撮影させる撮像装置。
【請求項２】
前記撮像ユニット制御部は、前記基準画像と同じ画角に前記撮像ユニットを制御して前記第１および第２方向画像を撮影させ、前記第１および第２方向画像よりも狭い第３画角に前記撮像ユニットを制御したうえで前記補正された撮影方向である第３方向で前記撮影対象を写した第３方向画像、前記第３方向に対して撮影方向をずらした第４方向画像の少なくとも２画像をさらに撮影させ、
前記調節感度取得部は、前記第３方向画像と前記第４方向画像とを比較して前記撮影対象の画像上のズレから前記第３画角における調節感度を求め、
前記補正量決定部は、前記第３方向画像に写った前記撮影対象の画像上の位置と前記所定位置とのズレを求め、前記第３方向画像に写った前記撮影対象を前記所定位置で捉えるための撮影方向の第３補正量を、前記調節感度を用いて決定し、
前記撮像ユニット制御部は、前記第３補正量に基づき補正された撮影方向で前記撮像ユニットに前記撮影対象をさらに撮影させる請求項１に記載の撮像装置。
【請求項３】
ユーザに報知を行う通信部をさらに備え、
前記補正量決定部により決定された第１補正量が予め定められた範囲を超える場合、前記撮像ユニット制御部は、撮影方向の補正を行わずに前記通信部を介した報知を行って、第１補正量が所定範囲にない旨をユーザに知らせる請求項１に記載の撮像装置。
【請求項４】
前記補正量決定部により決定された第１補正量が予め定められた範囲を超える場合、前記撮像ユニット制御部は、前記撮像ユニットの撮影方向に係る基準位置出しを実施する請求項１に記載の撮像装置。
【請求項５】
前記補正量決定部は、比較すべきそれぞれの画像から局所的な特徴点を抽出してマッチングをとることにより対応する特徴点の画像上の位置のズレを求める請求項１〜４の何れか一つに記載の撮像装置。
【請求項６】
前記基準画像は、前記自律走行装置が予め前記撮影位置へ移動して前記撮像ユニットを用いて前記撮影対象が撮影された画像であり、
前記第１方向画像の撮影に係る第１方向、および第１画角は、前記基準画像が撮影された際に記憶された撮影方向および画角である請求項１〜５の何れか一つに記載の撮像装置。
【請求項７】
前記撮影方向は、自律走行装置を基準とした方向であり、
前記撮影方向の調節は、パン方向およびチルト方向の調節であり、前記画角の調節はズーム倍率の調節である請求項１〜６の何れか一つに記載の撮像装置。
【請求項８】
請求項１〜７の何れか一つに記載の撮像装置を備える自律走行装置。
【請求項９】
外部の監視装置からの指示に基づいて、予め定められた少なくとも１つの対象を監視すべく予め定められた少なくとも１つの撮影位置へ移動させる自律走行部と、
前記撮影位置を目指して移動して前記撮像ユニットの撮影方向を補正し、前記撮影位置に対応付けられた少なくとも１つの撮影対象を撮影する請求項１〜５の何れか一つに記載の撮像装置と、
前記監視装置から前記指示を受信し、かつ前記撮像装置で撮影された画像を前記監視装置へ送信する通信部とを備える自律走行装置。
【請求項１０】
撮影方向および撮影画角を調節可能に自律走行装置に装着され、周囲の画像を撮影する撮像ユニットをコンピュータが制御して予め定められた対象の画像を撮影する方法であって、
前記自律走行装置が予め定められた撮影位置を目指して移動した状態で、予め定められた撮影方向および予め定められた画角で予め定められた撮影対象を写した第１方向画像、前記第１方向に対して撮影方向を所定量ずらした第２方向画像の少なくとも２画像を撮影させるステップと、
前記第１方向画像と前記第２方向画像とを比較して前記撮影対象の画像上のズレから調節感度を求めるステップと、
前記撮影位置から前記撮影対象が予め撮影されて画像上の所定位置で捉えられた基準画像と前記第１方向画像とを比較して前記撮影対象の画像上のズレを求め、前記第１方向画像に写った前記撮影対象を前記所定位置で捉えるための撮影方向の補正量を、前記調節感度を用いて決定するステップと、
決定された補正量に基づき補正された撮影方向で前記撮像ユニットに前記撮影対象を撮影させるステップと、を備える撮像方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、撮像装置およびそれを備えた自律走行装置に関し、より詳細には自律走行装置に装着されて撮影方向および撮影画角が調節可能な撮像装置およびそれを含む自律走行装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、路面を自律走行する移動体（自律走行装置）は、周囲の画像を撮影する撮像装置（カメラ）を搭載し、ユーザに代わって広範な領域を監視する用途に用いられている。このような移動体は、例えば、ＰＴＺ（Ｐａｎ  Ｔｉｌｔ  Ｚｏｏｍ）カメラなどを搭載し、予め設定された経路に従って自律的に巡回走行し、予め設定された撮影位置で、予め設定された方向にカメラの向きを変えて予め定められた画角で撮影を行う。そして、このような巡回走行を日に何度か繰り返す。
【０００３】
巡回中に撮影された画像は遠隔の監視装置に送信されて、監視装置のモニタに表示される。ユーザはモニタを観ることで遠隔から広範な領域を監視する。
このような移動体を用いて、製造プラント、物資を収納する倉庫、空港、その他、様々な施設の警備、監視を遠隔で安全に行うことができる。
なお、巡回の性質上、ユーザは監視装置を用いて自律走行装置を制御することが可能である。自律走行装置が予め設定された経路に従って巡回走行している途中でも、必要に応じて経路を変更したり、新たな撮影位置や既存の撮影位置において新たな撮影対象を追加したり、既存の撮影位置や撮影対象を削除したりできる。そのような撮影位置や撮影対象の追加や削除を以降の巡回に反映させることもできる。勿論、巡回走行の途中でなくても、新たな撮影位置や既存の撮影位置において新たな撮影対象を追加したり、既存の撮影位置や撮影対象を削除したりできる。
【０００４】
これに関連して、カメラを自動走行させながら監視対象を撮像する場合、機構上の再現精度が不十分であると監視対象物が画面所定位置に所定されないという課題を解決する手法が提案されている。監視対象物の近傍に識別マーカを予め設置しておき、撮影した画像から識別マーカを抽出してカメラのパン角度、チルト角度を補正するものである（例えば、特許文献１参照）。
さらに、所定の場所に設置されたカメラの角度θを調整せずにずれを補正する手法が提案されている。監視用カメラから得られた撮影画像を既に記録されている画像と比較してずれ量を算出して補正すべきパラメータを決定し、以後は、そのパラメータに応じた補正を加える手法である（例えば、特許文献２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平９−９３５７０号公報
【特許文献２】特開２００２−２３２８７５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
自律走行装置は、現在の位置を把握する方法を備えている。例えば、走行した時間、速度、および方向などから、走行マップに基づいて現在の位置を把握する。あるいは、ＧＰＳなどを使って現在の位置を把握する。そのようにして自律走行装置は、設定された撮影位置に移動し、設定された撮影方向（パン角度、チルト角度）、撮影画角（ズーム倍率）で撮影を行うが、パン角度、チルト角度およびズーム倍率はそれぞれの基準位置出し後に、走行中の振動によって誤差が生じ得る。
また、走行中の振動による誤差が生じなくても、ある撮影位置へ走行する自律走行装置を巡回の都度完全に同一の位置、同一の方向に導くことは難しく、ある程度の誤差を伴う。
【０００７】
その誤差は、例えば自律走行装置を設定された経路に従って導くためのセンサの精度（例えば、ＧＰＳを用いるものはＧＰＳの精度）に起因する。さらに、自律走行装置の走行制御の精度（停止精度、操舵精度）に起因する。その他、撮影位置付近の経路の状態（例えば、降雨による路面の軟化、自律走行装置が撮影位置に接近する際に人や障害物がありそれを避けて走行したこと）といったような種々の要素に起因して誤差が生じ得る。
従って、自律走行装置に対して設定された撮影方向へ正確にカメラを向けたとしても、撮影した画像に写った撮影対象は、巡回の都度、画像上の位置にある程度のずれが生じ得る。
【０００８】
撮影の画角が広い場合、即ち広角撮影の場合、カメラの方向に多少の誤差があっても画像上の撮影対象のずれは小さい。しかし、撮影対象の詳細な状況を取得すべくカメラの画角を狭く（即ちズームイン）するほどに画像上に前記誤差の影響が顕著に表れる。場合によっては、撮影対象が画像に納まらないことも起こり得る。
この発明は、以上のような事情を考慮してなされたものであって、予め定められた撮影位置および撮影方向からのずれがあっても定められた対象を画像上の定められた位置に捉えることのできる撮像装置およびそれを備えた自律走行装置を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
この発明は、撮影方向および撮影画角を調節可能に自律走行装置に装着され、周囲の画像を撮影する撮像ユニットと、前記自律走行装置が予め定められた撮影位置を目指して移動した状態で前記撮像ユニットを制御して、予め定められた撮影方向である第１方向および予め定められた第１画角で予め定められた撮影対象を写した第１方向画像、前記第１方向に対して撮影方向を所定量ずらした第２方向画像の少なくとも２画像を撮影させる撮像ユニット制御部と、前記第１方向画像と前記第２方向画像とを比較して前記撮影対象の画像上のずれから前記第１画角における調節感度を求める調節感度取得部と、前記撮影位置から前記撮影対象が予め撮影されて画像上の所定位置で捉えられた基準画像と前記第１方向画像とを比較して前記撮影対象の画像上のずれを求め、前記第１方向画像に写った前記撮影対象を前記所定位置で捉えるための撮影方向の第１補正量を、前記調節感度を用いて決定する補正量決定部とを備え、前記撮像ユニット制御部は、前記第１補正量に基づき補正された撮影方向で前記撮像ユニットに前記撮影対象を撮影させる撮像装置を提供する。
【００１０】
さらに、この発明は、上述の撮像装置を備える自律走行装置を提供する。
【００１１】
さらにまた、この発明は、外部の監視装置からの指示に基づいて、予め定められた少なくとも１つの対象を監視すべく予め定められた少なくとも１つの撮影位置へ移動させる自律走行部と、前記撮影位置を目指して移動して前記撮像ユニットの撮影方向を補正し、前記撮影位置に対応付けられた少なくとも１つの撮影対象を撮影する上述の撮像装置と、前記監視装置から前記指示を受信し、かつ前記撮像装置で撮影された画像を前記監視装置へ送信する通信部とを備える自律走行装置を提供する。
【００１２】
また異なる観点から、この発明は、撮影方向および撮影画角を調節可能に自律走行装置に装着され、周囲の画像を撮影する撮像ユニットをコンピュータが制御して予め定められた対象の画像を撮影する方法であって、前記自律走行装置が予め定められた撮影位置を目指して移動した状態で、予め定められた撮影方向および予め定められた画角で予め定められた撮影対象を写した第１方向画像、前記第１方向に対して撮影方向を所定量ずらした第２方向画像の少なくとも２画像を撮影させるステップと、前記第１方向画像と前記第２方向画像とを比較して前記撮影対象の画像上のズレから調節感度を求めるステップと、前記撮影位置から前記撮影対象が予め撮影されて画像上の所定位置で捉えられた基準画像と前記第１方向画像とを比較して前記撮影対象の画像上のズレを求め、前記第１方向画像に写った前記撮影対象を前記所定位置で捉えるための撮影方向の補正量を、前記調節感度を用いて決定するステップと、決定された補正量に基づき補正された撮影方向で前記撮像ユニットに前記撮影対象を撮影させるステップと、を備える撮像方法を提供する。
【発明の効果】
【００１３】
この発明による撮像装置は、調節感度および必要補正量に応じて第１方向画像に写った撮影対象を所定位置で捉えるための撮影方向の補正量を決定する補正量決定部を備え、撮像ユニット制御部は、決定された補正量に基づいて補正された撮影方向で撮像ユニットに撮影対象を撮像させるので、予め定められた撮影位置および撮影方向からのずれがあっても定められた対象を画像上の定められた位置に捉えることができる。
この発明による自律走行装置および撮像方法も同様の作用効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】この実施形態に係る自律走行装置の外観の一態様を示す側面図である。
【図２】図１に示す自律走行装置の平面図である。
【図３】図１に示す自律走行装置の概略構成を示すブロック図である。
【図４】図１に示す自律走行装置における電動車台部の概略構成を説明する右側面図である。
【図５】図４のＢ−Ｂ線矢視断面図である。
【図６Ａ】図１に示す監視カメラ単体の外形を示す斜視図である。
【図６Ｂ】図６Ａに示す監視カメラの外形を示す側面図である。
【図７】図３に示す制御ユニットの詳細な構成を示すブロック図である。
【図８Ａ】この実施形態において、基準画像を撮影した位置と巡回時の撮影位置に誤差がある場合に画像に写った撮影対象に位置ずれが生じる様子を示す説明図である。
【図８Ｂ】この実施形態において、基準画像を撮影した際の水平方向の向きと巡回時の撮影の水平方向の向きに誤差がある場合に画像に写った撮影対象に位置ずれが生じる様子を示す説明図である。
【図８Ｃ】この実施形態において、基準画像を撮影した際の鉛直方向の向きと巡回時の撮影の鉛直方向の向きに誤差がある場合に画像に写った撮影対象に位置ずれが生じる様子を示す説明図である。
【図９】この実施形態において、制御ユニットが実行する撮影方向の補正処理を示すフローチャートである。（実施の形態１）
【図１０】図９のフローチャートにおいて調節感度を取得する処理の詳細を示すフローチャートである。
【図１１】この実施形態において、制御ユニットが実行する撮影方向の補正処理の図９と異なる態様を示すフローチャートである。（実施の形態２）
【図１２】この実施形態において、制御ユニットが実行する撮影方向の補正処理の図９および図１１と異なる態様を示すフローチャートである。（実施の形態３）
【図１３】この実施形態において、制御ユニットが実行する撮影方向の補正処理の図９、図１１および図１２と異なる態様を示すフローチャートである。（実施の形態４）
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、図面を用いてこの発明をさらに詳述する。なお、以下の説明は、すべての点で例示であって、この発明を限定するものと解されるべきではない。
（実施の形態１）
≪自律走行装置の構成≫
図１は、この実施形態に係る自律走行装置の外観の一態様を示す側面図である。図２は、図１に示す自律走行装置の平面図である。図３は、図１に示す自律走行装置の概略構成を示すブロック図である。
【００１６】
図１、図２および図３に示すように、自律走行装置１は、主として、電動車台部１０と、電動車台部１０上に設けられたカバー１８および昇降機構部５０を備える。
昇降機構部５０の先端部には撮像ユニットとしての監視カメラ６０が設けられている。また、電動車台部１０の前端部上には距離検出部１２が設けられ、電動車台部１０の後端部上にはＷｉ‐Ｆｉアンテナ７１および警告灯７２が設けられている。電動車台部１０の左右側面および後端面にはＣＣＤカメラ７３が設けられている。昇降機構部５０の先端部における監視カメラ６０の後方位置にはＧＰＳアンテナ７４が設けられている。
自律走行装置１は、建物内および建物周辺や所定の敷地内の状況を監視する監視用ロボットとして使用される。
【００１７】
距離検出部１２は、移動する前方領域や路面の状態を確認する機能を有し光を出射する発光部と、光を受光する受光部と、前記前方空間の所定の複数の測点に向けて前記光が出射されるように光の出射方向を走査させる走査制御部とを備える。
距離検出部１２としては、所定の距離測定領域内の２次元空間または３次元空間に、レーザーを出射し、前記距離測定領域内の複数の測点における距離を測定するＬＩＤＡＲ（Light Detection and Ranging、あるいはLaser Imaging Detection and Ranging：ライダー）を用いることができる。
【００１８】
図４は、図１に示す自律走行装置における電動車台部の概略構成を説明する右側面図である。図５は、図４のＢ−Ｂ線矢視断面図である。
電動車台部１０は、骨格部である車台本体１１と、車台本体１１の前後左右に設けられた４つの車輪（図１に示す前輪３１Ｌと後輪３２Ｌおよび図１に図示しない右側の前輪３１Ｒと後輪３２Ｒ（図５参照））を備える。さらに、左右の前輪３１Ｌおよび前輪３１Ｒをそれぞれ個別に回転駆動する１対のモーター４１Ｌおよび４１Ｒ（図５参照）と、それらのモーター４１Ｌおよび４１Ｒに電力を供給するバッテリー４０（図１に非図示。図５参照）と、距離検出部１２と、各部の動作を制御する制御ユニット１００（図３参照）とを備える。
【００１９】
制御ユニット１００は、この自律走行装置１の有する走行機能や監視機能などを実行する部分であり、ハードウェア資源としてはＣＰＵを中心としてメモリー、入出力インターフェイス回路、タイマー回路、通信インターフェイス回路などで構成される。
この自律走行装置１は、走行すべき領域の地図情報と移動経路情報とを予め記憶し、あるいは、監視カメラ６０、距離検出部１２およびＧＰＳ（Global Positioning System）から取得した情報を利用して、障害物を避けながら、所定の経路を走行するよう構成されている。
【００２０】
走行中、自律走行装置１は、監視カメラ６０や距離検出部１２等を利用して指示者の姿勢を認識し、その姿勢に予め対応づけられた指示に基づいて電動車台部１０の進行方向前方の状態を確認しながら自走する。また、例えば、前方に、障害物や段差等が存在することを検出した場合、障害物に衝突することなどを防止するために、静止、回転、後退、前進等の動作を行って進路を変更する。そして、与えられた指示に応じた処理を実行する。
【００２１】
速度センサ１０１Ｌおよび１０１Ｒ（図３参照）は、モーター４１Ｌおよび４１Ｒの回転速度をそれぞれ計測し、速度情報として制御ユニット１００に送る。
制御ユニット１００は、モーター４１Ｌおよび４１Ｒの回転速度を、駆動輪である前輪３１Ｌおよび３１Ｒの直径と駆動系の減速ギア比とに基づいて、自律走行装置１の走行速度に変換する。そして、動力制御やブレーキ制御によって自律走行装置１の走行を制御する。ブレーキ制御は、制御ユニット１００がモーター４１Ｌおよび４１Ｒの図３に図示しない駆動回路を切り換えてショートブレーキまたは発電ブレーキとして作動させたり、電磁ブレーキ１０３Ｌおよび１０３Ｒ（図３参照）を作動させたりすることによって行われる。
【００２２】
≪電動車台部の構成≫
続いて、電動車台部１０について説明する。
図４および図５に示すように、電動車台部１０は、車台本体１１と、車台本体１１の左右に設けられた一対の前輪３１Ｌおよび３１Ｒと、一対の後輪３２Ｌおよび３２Ｒとを備える。さらに、前輪および／または後輪の左右一対の車輪を個別に回転駆動する２つのモーター４１Ｒ、４１Ｌと、２つのモーター４１Ｒ、４１Ｌに電力を供給するバッテリー４０と、距離検出部１２と、制御ユニット１００とを備える。
【００２３】
この実施の形態において車台本体１１は、図４および図５に示すように、矢印Ａ方向に前進する。矢印Ａに近い左右の車輪が前輪３１Ｌおよび３１Ｒであり、矢印Ａから遠い左右の車輪が後輪３２Ｌおよび３２Ｒである。前輪３１Ｌ、３１Ｒは２つのモーター４１Ｌ、４１Ｒにて個別に駆動制御される。
【００２４】
各モーター４１Ｌおよび４１Ｒは、例えばリチウムイオン電池などのバッテリー４０で駆動される。バッテリー４０はバッテリー収納部１６に収納される。具体的には、バッテリー４０は、例えば略直方体の外形をなし、図５に示すように、左右方向において車台本体１１の略中央位置に載置することが可能である。また、車台本体１１の後面は開閉可能に構成され、バッテリー収納部１６へのバッテリー４０の出し入れを可能にしている。また、バッテリー４０の交換、充電、点検などの作業は、後面１４から実施できる。
【００２５】
≪撮像ユニットの構成≫
この実施形態において、撮像ユニットとしての監視カメラ６０の構成についてさらに述べる。
図６Ａは、図１に示す監視カメラ単体の外形を示す斜視図である。図６Ｂは、図６Ａに示す監視カメラの外形を示す側面図である。図６Ａおよび図６Ｂに示す監視カメラ６０が、昇降機構部５０の先端部に取り付けられている。
監視カメラ６０は、水平方向、即ちパン方向の全方位に撮影方向を調節可能であり、かつ、鉛直方向、即ちチルト方向の撮影方向を、９０度を超えて調節可能である。さらに、ズーム機能により撮影画角を変えることができる。即ち、監視カメラ６０は、パン、チルトおよびズーム調節可能なＰＴＺカメラである。
【００２６】
機構としては、ズーム機能を備えたカメラが鉛直方向（チルト方向）に撮影方向を変え得るユニットに装着され、撮影方向を水平方向よりやや下向きの方向から略鉛直方向まで変更できるよう構成されている。そして、そのチルト可能なユニットが水平方向（パン方向）に３６０度を超えて何周でも旋回可能に取り付けられており（エンドレスパン）、撮影方向を水平方向に自在に変更できるように構成されている。
また、自律走行装置１は、昇降機構部５０を調節して、監視カメラ６０の高さ方向（鉛直方向）の撮影位置を変えることができる。
【００２７】
図７は、図３に示す撮像ユニット制御部１００ｐおよび外部の監視装置２００の構成を示すブロック図である。図７に示すように、撮像ユニット制御部１００ｐを含む制御ユニット１００は、通信部１００ｔおよびＷｉ−Ｆｉアンテナ７１を介して外部の監視装置２００と通信可能である。
監視装置２００の具体的な態様の一例として、パーソナルコンピュータが挙げられる。勿論これに限定されるものでない。監視装置２００は、ＣＰＵおよびメモリーを中心とした監視処理部２００ｃと、自律走行装置１と通信する監視通信部２００ｔを備えている。
【００２８】
監視処理部２００ｃは、監視通信部２００ｔを介して走行制御部１００ｒに指示を送り、自律走行装置１を予め定められた経路に従って巡回走行させる。そして、経路上の予め定められた撮影位置で予め定められた撮影方向にある撮影対象を予め定められた撮影画角で監視カメラ６０に撮影させる。
巡回の経路および撮影位置、撮影方向、撮影画角は監視処理部２００ｃのメモリーにデータとして格納されていてもよい。そして、予め定められた時期が到来すると、監視処理部２００ｃが走行制御部１００ｒへ逐次指示を送る。走行制御部１００ｒは受信した指示に従って、逐次指示される経路を辿るように自律走行装置１の走行を制御する。走行制御部１００ｒは、経路中に障害物が検出されると、その障害物等を自律的に避けながら巡回走行を行うように自律走行装置１を制御してもよい。
あるいは、巡回経路のデータが監視処理部２００ｃから自律走行装置１へ予め送信されて制御ユニット１００に格納されてもよい。格納されたデータに基づいて、走行制御部１００ｒは自律的に自律走行装置１を巡回させる。
【００２９】
巡回中に画像転送部１００ｍは、監視カメラ６０で撮影された画像を監視装置２００へ送信する。監視装置２００の側では、監視処理部２００ｃが受信した画像を図７に図示しないモニタに逐次表示させる。ユーザはモニタに表示される監視カメラ６０からの画像を観て監視を行う。
また、監視装置２００は、図７に図示しない操作部を備え、ユーザからの操作を受付ける。監視処理部２００ｃは、前記操作部が受付けたユーザからの指示に応答して自律走行装置１の走行制御部１００ｒに走行に係る指示を送信する。
例えば、巡回走行中にユーザが操作部を介して指示を送ることで、予め定められた経路を外れてユーザが指示する位置へ自律走行装置１を移動させることができてもよい。さらに、ユーザが操作部を介して指示を送ることで、その移動先を新たな撮影位置として追加できてもよい。あるいは、既存の巡回経路上に新たな撮影位置を追加できてもよく、既存の撮影位置において新たな撮影対象を追加できてもよい。逆に、既存の撮影位置や撮影対象を削除できてもよい。
【００３０】
走行制御に係る指示だけでなく、監視処理部２００ｃは監視カメラ６０のパン、チルトおよびズーム動作に係る指示を自律走行装置１へ送る。この実施形態において、監視カメラ６０のパンおよびチルトの動作は、監視カメラ６０が装着されている自律走行装置１に対するカメラの向きを変える方向、向きを変える角度および向きを変える速度の情報として送信される。
図７に示すように、撮像ユニット制御部１００ｐは、パン方向駆動部１００ｐｐ、チルト方向駆動部１００ｐｔ、ズーム駆動部１００ｐｚおよび演算部１００ｐｃを有する。パン方向駆動部１００ｐｐは、パン動作を行う信号を監視カメラ６０に送る回路である。チルト方向駆動部１００ｐｔは、チルト動作を行う信号を監視カメラ６０に送る回路である。ズーム駆動部１００ｐｚは、画角を変えるズーム信号を監視カメラ６０に送る回路である。
【００３１】
演算部１００ｐｃは、監視処理部２００ｃから監視カメラ６０のパンおよび／またはチルト動作に係る指示を受信すると、受信した角度の情報をパン方向駆動部１００ｐｐおよび／またはチルト方向駆動部１００ｐｔの動作量に換算する。そして、換算した動作量に従ってパン方向駆動部１００ｐｐおよび／またはチルト方向駆動部１００ｐｔに信号を送る。また、ズームに係る指示を受信すると、受信した情報をズームの動作量に換算する。そして、換算した動作量に応じたズーム信号をズーム駆動部１００ｐｚに送る。
この実施形態において、監視カメラ６０のパン方向、チルト方向およびズームのそれぞれの駆動はステッピングモーターによって行われ、監視カメラ６０の撮影方向およびズーム倍率を精度良く変更することが可能である。
また、演算部１００ｐｃは監視カメラ６０と接続されており、監視カメラ６０が撮影した画像の処理および撮影の制御も行う。画像転送部１００ｍは、監視カメラ６０で撮影されて演算部１００ｐｃで処理された画像を通信部１００ｔを介して監視装置２００へ送信する。
【００３２】
≪パン方向およびチルト方向の補正≫
この実施形態において、制御ユニット１００が撮影対象を画像上の所定位置で捉えるための撮影方向の補正について述べる。
まず、撮影方向の補正の必要性について述べる。
図８Ａ〜図８Ｃは、この実施形態において、基準画像が撮影された撮影位置または撮影方向と巡回時の撮影位置または撮影方向との間に誤差がある場合に、画像に写った撮影対象に位置ずれが生じる様子を示している。
【００３３】
図８Ａは、撮影位置に誤差がある場合を示し、図８Ｂは、水平方向の撮影の向きに誤差がある場合を示し、図８Ｃは、鉛直方向の撮影の向きに誤差がある場合を示している。なお、図示していないが、鉛直方向の撮影の位置に誤差がある場合についても、当業者であれば図８Ａ〜図８Ｃから容易に推測し理解できるであろう。
図８Ａ〜図８Ｃの左方の図に示すように、基準画像は実線で示す自律走行装置１の位置から水平方向の撮影画角αかつ鉛直方向の撮影画角βで、撮影対象Ｔｇが監視カメラ６０により撮影されたものであるとする。その基準画像において撮影対象Ｔｇは、右方の図に実線で示すように画像の中央部に捉えられている。なお、水平方向の撮影画角αと鉛直方向の撮影画角βは、基準画像の縦と横の寸法比に対応する。例えば、基準画像の縦横の寸法比が等しく１：１の場合は、α＝βである。つまり、撮影画角αとβの比は基準画像の横と縦の寸法比に等しい。
【００３４】
一般に、監視カメラ６０のズームは画像の中央を基準に行われる。中央に捉えた撮影対象Ｔｇはズームインして撮影画角を狭めても画像領域の外に出ることがない。即ち、ズームインにより撮影対象を見失うことがない。さらに、撮影された画像を見るユーザは、自ずと画像の中央部に写った対象に注目する。よって、基準画像においては、撮影対象を画像の中央部で捉えるものと予め定めておくことが好ましい。
ただし、撮影対象の形状や状態によっては、あえて中央部とは異なる位置に捉える場合もあり得る。いずれにしても、基準画像は画像上の所定の位置に撮影対象を捉えるものと予め定めておけばよい。
撮影された基準画像は、監視処理部２００ｃあるいは制御ユニット１００のメモリーに格納される。さらに、以後の巡回において同じ撮影位置から、同じ撮影方向で監視カメラ６０を用いて撮影対象を撮影するために、基準画像が撮影されたときの撮影位置および、撮影方向の条件が基準画像と紐付けて格納される。
【００３５】
なお、撮影画角についても、原則として基準画像と同じ条件で撮影するように、撮影方向と同様に基準画像と紐付けて格納される。ただし、後述するＳＩＦＴやＳＵＲＦなどの局所特徴量は、画像の拡大あるいは縮小に対して対応関係が維持される（ロバストである）。よって、基準画像と以後に撮影される監視画像の撮影画角は必ずしも同一でなくてよい。ただし、調節感度を求めるために撮影される第１方向画像と第２方向画像は、互いに等しい画角で撮影される。
撮影方向の補正について説明を続ける。
基準画像が得られた後の巡回において、自律走行装置１が基本画像に係る撮影位置を目指して移動したが停止位置に誤差が生じ、図８Ａ〜図８Ｃの左方の図に鎖線で示す位置関係になったとする。
【００３６】
例えば、図８Ａに示す例では、自律走行装置１の停止位置が基準画像の撮影時と若干ずれている。ずれの方向としては、進行方向に対して右側に基準画像撮影時よりもずれている。その位置から撮影画角αで撮影対象Ｔｇを撮影すると、撮影対象Ｔｇが基準画像から左側にずれて写る。図８Ａの右方の図において鎖線で示す撮影対象Ｔｇが、左方の図において鎖線の位置から撮影された画像に対応している。
図８Ｂに示す例では、自律走行装置１の停止方向が基準画像の撮影時と水平方向にずれている。ずれの方向としては上方から見て時計回りに基準画像撮影時よりもずれている。図８Ｂの右方の図において鎖線で示す撮影対象Ｔｇが、左方の図において鎖線の位置から撮影された画像に対応している。
【００３７】
図８Ｃに示す例では、自律走行装置１の停止方向が基準画像の撮影時と鉛直方向にずれている。ずれの方向としては、左側方から見て時計回りに基準画像撮影時よりもずれている。図８Ｃの右方の図において鎖線で示す撮影対象Ｔｇが、左方の図において鎖線の位置から撮影された画像に対応している。
以上のように、自律走行装置１の停止位置あるいは停止方向が基準画像の撮影時とずれていると、撮影された画像に撮影対象Ｔｇが写る位置が基準画像とずれる。
【００３８】
また、パン角度およびチルト角度の制御は、基準位置センサを設けて制御される。基準位置センサは、それぞれ基準となる位置において基準位置信号を出力する。パン角度およびチルト角度は、基準位置信号により検出される基準位置からの変位量として制御される。一旦基準位置を検出した後、複数の撮影方向へ向ける制御は現在の撮影方向と次の目標である撮影方向との差分に基づいてパン角度およびチルト角度を制御する。しかし、走行中の振動によってカメラの方向が変位すると、目標の撮影方向と実際の撮影方向に誤差が生じ、振動が継続するとその誤差が累積する。
【００３９】
だからといって、誤差が累積しないように各撮影位置において基準位置を検出するまでパン角度、チルト角度をそれぞれ変位させて（基準位置出し）、基準位置から所定のパン角度およびチルト角度にそれぞれ変位させるように制御すると、基準位置出しに時間を要してしまう。さらに、パン角度およびチルト角度はあくまで自律走行装置１を基準としたものであって、その誤差を補正しても撮影位置における自律走行装置１の位置や方向の誤差は補正できない。
これらの誤差に起因して画像上で撮影対象Ｔｇを捉える位置がずれた場合、特に撮影画角を狭めて撮影対象を撮影すると写されるべき撮影対象が画像領域の外に出てしまい、監視の対象を見失うといった事態が生じかねない。
この実施形態では、巡回時に基準画像撮影時の撮影位置および撮影方向とずれがあっても撮影対象を画像上の定められた位置で捉えるように以下の手順で補正を行う。
【００４０】
≪撮影対象を所定の位置に捉えるための補正≫
図９は、この実施形態において、制御ユニット１００が実行する撮影方向の補正処理を示すフローチャートである。
制御ユニット１００の走行制御部１００ｒは、巡回中に予め定められたある撮影位置を目指して自律走行装置１を移動させ、その撮影位置に到着したと判断したら自律走行装置１を停止させる。そして、撮像ユニット制御部１００ｐが、予め定められたパン角度、チルト角度およびズーム倍率で監視カメラ６０に撮影を行わせる。その撮影で得られる画像を以下、監視画像と呼ぶことにする。ここで、予め定められたパン角度、チルト角度およびズーム倍率は、例えば、基準画像と紐付けてメモリーに格納された撮影位置、撮影画角、撮影方向が用いられる。即ち、基準画像と同じ撮影対象を基準画像と同じ撮影位置、撮影画角、撮影方向である。誤差がなければ、撮影対象を基準画像と同じ位置に捉えることができるはずであるが、誤差があればずれが生じる。
【００４１】
上述のように、予め定められたパン角度、チルト角度およびズーム倍率で監視カメラ６０に監視画像を撮影させたら、補正量決定部１００ｃは、撮影された監視画像から複数の特徴点を抽出する（図９のステップＳ１１）。ここで、各特徴点は、画像上の局所的な特徴量（局所特徴量）を求めるに際して抽出される画像上の点であって、それぞれの特徴点から局所特徴量が算出される。特徴点および局所特徴量は、例えばＳＩＦＴ（Scale-Invariant Feature Transform）やＳＵＲＦ（Speeded-Up Robust Features）として知られる、公知の手法を適用して抽出され、算出できる。
【００４２】
補正量決定部１００ｃは、監視画像から抽出された複数の特徴点から各特徴点に対応する局所特徴量を算出する（ステップＳ１３）。そして、監視画像から前記ステップＳ１１およびＳ１３の手順で得られた局所特徴量を、基準画像に係る局所特徴量と比較する（ステップＳ１５）。ここで、局所特徴量の比較は、基準画像に係るすべての局所特徴量ではなく、撮影対象に係る局所特徴量と監視画像に係るすべて局所特徴量の比較である。基準画像のどの部分を撮影対象とするかは、例えば基準画像の撮影時に、ユーザが画像中の領域を指定することにより定められる。補正量決定部１００ｃは、指定された領域から、ステップＳ１１およびＳ１３と同様の手法で抽出された各局所特徴量を監視画像の各局所特徴量とそれぞれ比較する。
【００４３】
比較の結果、基準画像の撮影対象と対応関係にあると判断された監視画像の各特徴点の画像上の位置を、監視画像に写った撮影対象の位置とする。そして、補正量決定部１００ｃは、対応する各特徴点について基準画像と監視画像の画像上の位置（座標値）のずれの大きさをもとめる（ステップＳ１７）。
一方、調節感度取得部１００ｓは、撮影対象に係る調節感度を取得する（ステップＳ１９）。調節感度を取得する手順は図１０に示しており、詳細は後述する。パン方向の調節感度は、単位角度だけパン方向に監視カメラ６０を変位させた場合に撮影対象の監視画像上の位置がずれる大きさである。また、チルト方向の調節感度は、単位角度だけチルト方向に監視カメラ６０を変位させた場合に撮影対象の監視画像上の位置がずれる大きさである。
【００４４】
前記ステップＳ１７で求めた撮影対象のズレの大きさに基づいて、補正量決定部１００ｃは、監視画像において撮影対象を所定の位置（この実施形態では中央）に捉えるためのパン方向（水平方向）およびチルト方向（鉛直方向）の補正量（画像上の位置の補正量）を求める。そして、前記ステップＳ１９で求めた調節感度に基づいて、画像上の位置の補正量をパン角度およびチルト角度の補正量に換算する（ステップＳ２１）。ここで、撮影対象からは通常複数の特徴点が抽出されるので、補正量決定部１００ｃは撮影対象に係るそれぞれの対応する特徴点について補正量を決定する。そして、決定された補正量の平均をとるなどして、パン角度およびチルト角度のそれぞれについて単一の補正量を決定する。
【００４５】
撮像ユニット制御部１００ｐは、前記ステップＳ２１で求めた補正量に応じて監視カメラ６０の撮影方向を補正した後、監視カメラ６０に撮影対象を撮影させる（ステップＳ２３）。撮影された画像は、撮影方向過補正されているので、所定の位置（この実施形態では中央）に撮影対象を捉えた画像である。以下、補正監視画像と呼ぶ。
以上のようにして、巡回経路上のそれぞれの撮影位置において、局所特徴量を用いて基準画像に写った撮影対象との位置ずれの大きさから補正量を求めて監視カメラ６０の撮影方向を補正する。この補正によって、基準画像と同様に撮影対象を画像上の所定の位置（この実施形態では中央）に捉えた補正監視画像を得ることができる。
続いて、調節感度を求める処理を述べる。
【００４６】
図１０は、図９のフローチャートにおいて調節感度を取得する処理の詳細を示すフローチャートである。
パン方向およびチルト方向の調節感度を求めるために、撮像ユニット制御部１００ｐは、前述の図９に係る監視画像が撮影された位置で、パン方向およびチルト方向について、それぞれ所定角度だけ撮影方向が異なる２枚の画像を監視カメラ６０に撮影させる。一方の画像を第１方向画像、他方の画像を第２方向画像と呼ぶ。ここで、前述の図９に係る監視画像が第１方向画像または第２方向画像の何れか一方の画像であってもよいし、監視画像とは別に第１方向画像および第２方向画像を撮影してもよい。
第１方向画像および第２方向画像はいずれも撮影対象Ｔｇを捉えた画像である。所定角度だけ撮影方向を変えたときの画像上のずれの大きさは、対象物と監視カメラ６０との距離に応じて異なる。監視カメラ６０から遠方にあるものは近くにあるものに比べると画像上のずれが大きい。よって、撮影対象Ｔｇについてずれの大きさを求める必要がある。
【００４７】
図１０に示すように、撮像ユニット制御部１００ｐは、監視カメラ６０を第１方向に向けて撮影し、第１方向画像を得る。図１０のフローチャートにおいて第１方向はパン方向、チルト方向の両方の調節感度を求めるために用いられる。
撮像ユニット制御部１００ｐは、第１方向画像から複数の局所特徴量を算出する。そして、基本画像に写った撮影対象に係る各局所特徴量との対応関係を調べ、第１方向画像から撮影対象に対応する特徴点を抽出する（ステップＳ３１）。
続いて、撮像ユニット制御部１００ｐは、監視カメラ６０のパン方向の向きを所定角度だけ異なる第２方向に向ける。例えば、１度だけ時計回りに角度を変える（ステップＳ３２）。そして、パン方向第２方向画像を撮影する。撮影されたパン方向第２方向画像から複数の局所特徴量を算出する。そして、基本画像に写った撮影対象に係る各局所特徴量との対応関係を調べ、パン方向第２方向画像から撮影対象に係る特徴点を抽出する（ステップＳ３３）。
【００４８】
調節感度取得部１００ｓは、第１方向画像の撮影対象に係る各特徴点に対応するパン方向第２方向画像の各特徴点を求める（ステップＳ３４）。何が撮影対象であるかは基本画像について指定されているので、基本画像を介して対応関係にある特徴点が分る。このようにして、第１方向画像に係る撮影対象とパン方向第２方向画像に係る撮影対象について、対応する各特徴点が求められる。
調節感度取得部１００ｓは、求められた対応する特徴点について、画像上のパン方向におけるずれの大きさを求める（ステップＳ３５）。なお、通常は複数の対応する特徴点があるので、それぞれのずれの大きさについて平均をとるなどして単一のずれの大きさを求める。
このようにしてパン方向ズレの大きさが求められたら、撮像ユニット制御部１００ｐは監視カメラ６０のパン方向の角度を第１方向に戻す（ステップＳ３６）。
【００４９】
続いて、撮像ユニット制御部１００ｐは、監視カメラ６０のチルト方向の向きを所定角度だけ異なる第２方向に向ける。例えば、１度だけ上方へ角度を変える（ステップＳ４２）。そして、チルト方向第２方向画像を撮影する。撮影されたチルト方向第２方向画像から複数の局所特徴量を算出する。そして、基本画像の撮影対象に係る各局所特徴量との対応関係を調べ、チルト方向第２方向画像から撮影対象に係る特徴点を抽出する（ステップＳ４３）。
調節感度取得部１００ｓは、第１方向画像の撮影対象に係る各特徴点に対応するチルト方向第２方向画像の各特徴点を求める（ステップＳ４４）。各特徴点は、基本画像を介して対応関係が分る。よって、第１方向画像に係る撮影対象とチルト方向第２方向画像に係る撮影対象について、対応する各特徴点が求められる。
【００５０】
そして、対応する特徴点について、画像上のチルト方向におけるずれの大きさを求める（ステップＳ４５）。なお、複数の対応する特徴点があるので、平均をとるなどして単一のずれの大きさを求める。
このようにしてチルト方向ズレの大きさが求められたら、撮像ユニット制御部１００ｐは監視カメラ６０のチルト方向の角度を第１方向に戻す（ステップＳ４６）。
調節感度取得部１００ｓは、第１画像とパン方向第２画像の対応する特徴点について求めた画像上のずれの大きさからパン方向の調節感度を求める。同様に、第１画像とチルト方向第２画像の対応する特徴点について求めた画像上のずれの大きさからチルト方向の調節感度を求める（ステップＳ４８）。
【００５１】
以上が、調節感度を求める処理の手順である。
なお、図１０では、パン方向とチルト方向について別のタイミングで撮影方向を第２方向に向けて撮影を行っているが、パン方向、チルト方向とも同時に撮影方向を変えて第２方向画像を撮影してもよい。そのようにして得られた第２方向画像と第１方向画像の対応する特徴点について、パン方向（水平方向）およびチルト方向（鉛直方向）について別個にずれの大きさを求めるようにしてもよい。
【００５２】
（実施の形態２）
実施の形態１では、基準画像と以後の巡回で撮影される監視画像との間に撮影位置および／または撮影方向と誤差があっても、撮影対象の特徴点マッチングにより撮影対象を所定の位置（この実施形態では中央）に捉えた補正監視画像を得た。撮影画角については特に述べておらず、基準画像、第１方向画像、第２方向画像および補正監視画像は撮影画角が同じであってもよいこととしていた。
それに対してこの実施形態では、撮影方向が補正された後に得られる補正監視画像は、その撮影画角が基準画像や第１方向画像、第２方向画像よりも狭いものとする。即ち、補正により撮影対象を所定の位置（この実施形態では中央）に捉えた後に、カメラをズームインして撮影対象をより大きくとらえた補正監視画像を撮影して、撮影対象の精細な画像を得るようにするのである。
【００５３】
図１１は、実施の形態１に係る図９に対応する、この実施形態のフローチャートである。図９と同様の処理には同じ符号を付している。即ち、ステップＳ１１〜Ｓ２３の処理については実施の形態１と同様である。ステップＳ２３に続いて、撮像ユニット制御部１００ｐは、監視カメラ６０の撮影画角を狭くして中央に捉えた撮影対象にズームインし、補正監視画像を撮影させる。
【００５４】
この実施の形態について別の見方をすると、巡回中に対象を撮影したい撮影画角よりも広い撮影画角で基準画像を撮影しておいてもよい。そうすれば、巡回時に撮影位置や撮影方向に誤差があっても撮影対象が確実に画像に写るようにできる。従って、撮影方向の補正を行うために用いる基準画像、第１方向画像、第２方向画像には確実に撮影対象が写っており、局所特徴量を用いてずれの大きさを求め、補正を行うことができる。補正後にズームインを行い、撮影対象の精細な画像を得ることができる。
【００５５】
また、上述のようにカメラ制御手段で撮影対象が画面の中心となるように撮影方向を補正した後に予め決めた倍率までズームインし、そのズームイン後に再び撮影方向の補正を実施してもよい。
これにより、更に精度の高い補正が可能になり、大きくズームインして撮影対象を撮影する場合にも、画像上の所定の位置に撮影対象を捉えることが可能になる。
【００５６】
ズームイン後、さらに撮影方向を補正する場合は、ズームイン後にステップＳ１１〜Ｓ２３と同様の処理を行い撮影方向の補正を行う。ＳＩＦＴやＳＵＲＦなどの局所特徴量は画像が拡大あるいは縮小されても対応関係が失われない（ロバストである）という特性があるので、基準画像よりもズームインされた監視画像、第１方向画像および第２方向画像について、基準画像に写った撮影対象に係る特徴点との対応を求めることができる。基準画像よりもズームインした第１方向画像と第２方向画像において対応関係にある特徴点を求めて調節感度を得ることもできる。
【００５７】
さらにまた、第１方向画像と第２方向画像の画角に比べて、補正後にズームインする画角が非常に狭い場合、ズーム途中の撮影画角でステップＳ１１〜Ｓ２３と同様に撮影方向の補正を行う態様も考えられる。このようにすれば、大きなズーム倍率で撮影対象を撮影する場合でも、あるいは撮影対象を画像の中央から外れた所定位置で捉える場合でも、撮影対象を見失うことなくズームインできる。
【００５８】
（実施の形態３）
この実施形態では、実施の形態１と同様に補正量決定部１００ｃが撮影方向の補正量を得るが、得られた補正量が予め定められた適正な範囲にあるかどうかを判定する。補正量が適正な範囲を超えている場合には、撮影方向の補正を実施せずに図示しない警告手段を用いてユーザに警告を通知する。例えば、監視処理部２００ｃが備えるモニタに警告を表示する。
【００５９】
図１２は、実施の形態に係る図９に対応した、この実施形態のフローチャートである。図９と同様の処理には同じ符号を付している。即ち、ステップＳ１１〜Ｓ２１およびＳ２３の処理については実施の形態１と同様である。
ステップＳ２２およびＳ２４は、この実施の形態における処理を示している。
即ち、補正量決定部１００ｃは、ステップＳ２１で得られたパン方向とチルト方向の補正量が所定の範囲にあるか否かを判断する（ステップＳ２２）。
何れかの補正量が所定範囲になければ（ステップＳ２２のＮｏ）、警告を報知する（ステップＳ２４）。
この実施形態に寄れば、適正に補正できない範囲までずれが発生していることを検知してユーザに通知することが可能になる。
【００６０】
（実施の形態４）
この実施形態においては、実施の形態３と同様に撮影方向の補正量を算出し、算出された補正量が補正な範囲か否かを判定する。
その結果、補正量が適正な範囲を超えている場合は実施の形態３と異なり、監視カメラ６０の基準位置出しを実施する（図１３のステップＳ２５参照）。なお、実施の形態３と同様に撮影方向の補正は実施しない。
【００６１】
適正な範囲を超えた補正量を得た撮影方向がパン方向であれば、パン方向について監視カメラ６０の基準位置出しを実施する。補正量を得た撮影方向がチルト方向であれば、チルト方向について監視カメラ６０の基準位置出しを実施する。
走行中の振動等によって監視カメラの方向にずれが生じ、その結果として補正可能な範囲を超えてずれた場合、監視カメラ６０の基準位置出しを実施することで適正な補正範囲に修正される可能性がある。
【００６２】
以上に述べたように、
（i）この発明による撮像装置は、撮影方向および撮影画角を調節可能に自律走行装置に装着され、周囲の画像を撮影する撮像ユニットと、前記自律走行装置が予め定められた撮影位置を目指して移動した状態で前記撮像ユニットを制御して、予め定められた撮影方向である第１方向および予め定められた第１画角で予め定められた撮影対象を写した第１方向画像、前記第１方向に対して撮影方向を所定量ずらした第２方向画像の少なくとも２画像を撮影させる撮像ユニット制御部と、前記第１方向画像と前記第２方向画像とを比較して前記撮影対象の画像上のずれから調節感度を求める調節感度取得部と、前記撮影位置から前記撮影対象が予め撮影されて画像上の所定位置で捉えられた基準画像と前記第１方向画像とを比較して前記撮影対象の画像上のずれを求め、前記第１方向画像に写った前記撮影対象を前記所定位置で捉えるための撮影方向の第１補正量を、前記調節感度を用いて決定する補正量決定部とを備え、前記撮像ユニット制御部は、前記第１補正量に基づき補正された撮影方向で前記撮像ユニットに前記撮影対象を撮影させることを特徴とする。
【００６３】
この発明において、撮影方向は、撮像ユニットが撮影した画像に写る対象がある方向である。前述の実施形態におけるパン方向およびチルト方向は、この発明の撮影方向に含まれる。
また、撮影画角は、撮像ユニットが撮影した画像に写る領域の広さに関連し、一般的に、カメラレンズの特性の一つとして挙げられる画角である。カメラレンズは焦点距離が長くなる程画角が狭くなる。一つのレンズで焦点距離が可変、従って画角が可変のものがズームレンズである。ズームインすると撮影画角が狭くなる。
【００６４】
さらにまた、撮像ユニットは、撮影方向および撮影画角が調節可能であって画像を撮影するものである。前述の実施形態における監視カメラは、この発明の撮像ユニットに相当する。
自律走行装置が予め定められた撮影位置を目指して移動した状態とは、予め定められた撮影位置に到達した状態で走行制御の精度や走路の状態等に起因する位置や方向の誤差を含み得ることを述べている。
【００６５】
また、画像上のずれの大きさとは、同じ対象が異なる画像に写っていることを前提として、例えば一方の画像に対象が写っている画素の座標と、他方の画像に対象の同じ箇所が写っている画素の座標の差分の大きさである。前述の実施形態においては、対象の同じ箇所を得るために局所特徴量を用い、対象の同じ箇所を示す特徴点、即ち対応する特徴点の画像上の位置（座標）の差分の大きさを水平方向（パン方向）と鉛直方向（チルト方向）について求めている。従って、第１方向画像と第２方向画像は、撮影方向がずれているとしても同じ撮影対象が撮影されていること、即ち、両者に同じものが写っている部分があることを前提としている。
【００６６】
さらにまた、調節感度は、単位角度だけパン方向およびチルト方向に撮像ユニットの撮影方向を変えた場合に、撮影対象の画像上の位置がずれる大きさである。
基準画像は、この発明に係る撮影方向の補正を行うために、予め目標とする撮影対象を所定の画像位置から所定の画角で撮影し、画像上の所定の位置に前記撮影対象を捉えた画像である。好ましくは、基準画像は自律走行装置に装着された撮像ユニットで撮影されるが、それに限定されるものでない。
【００６７】
さらに、この発明の好ましい態様について説明する。
（ii）前記撮像ユニット制御部は、前記基準画像と同じ画角に前記撮像ユニットを制御して前記第１および第２方向画像を撮影させ、前記第１および第２方向画像よりも狭い第３画角に前記撮像ユニットを制御したうえで前記補正された撮影方向である第３方向で前記撮影対象を写した第３方向画像、前記第３方向に対して撮影方向をずらした第４方向画像の少なくとも２画像をさらに撮影させ、前記調節感度取得部は、前記第３方向画像と前記第４方向画像とを比較して前記撮影対象の画像上のズレから前記第３画角における調節感度を求め、前記補正量決定部は、前記第３方向画像に写った前記撮影対象の画像上の位置と前記所定位置とのズレを求め、前記第３方向画像に写った前記撮影対象を前記所定位置で捉えるための撮影方向の第３補正量を、前記調節感度を用いて決定し、前記撮像ユニット制御部は、前記第３補正量に基づき補正された撮影方向で前記撮像ユニットに前記撮影対象をさらに撮影させてもよい。
このようにすれば、撮影方向を補正した後に狭い画角で撮影対象を大きく捉える場合に、画角を狭めても撮影対象を画像領域内に捉えることができる。
【００６８】
（iii）ユーザに報知を行う通信部をさらに備え、前記補正量決定部により決定された第１補正量が予め定められた範囲を超える場合、前記撮像ユニット制御部は、撮影方向の補正を行わずに前記通信部を介した報知を行って、第１補正量が所定範囲にない旨をユーザに知らせてもよい。
このようにすれば、走行時の振動等で撮像ユニットの撮影方向にずれが生じている場合、ユーザに報知して対応をとらせることができる。
【００６９】
（iv）前記補正量決定部により決定された第１補正量が予め定められた範囲を超える場合、前記撮像ユニット制御部は、前記撮像ユニットの撮影方向に係る基準位置出しを実施してもよい。
このようにすれば、走行時の振動等で撮像ユニットの撮影方向にずれが生じている場合、基準位置出しを実施して撮影方向のずれをなくすことができる。
【００７０】
（v）前記補正量決定部は、比較すべきそれぞれの画像から局所的な特徴点を抽出してマッチングをとることにより対応する特徴点の画像上の位置のずれを求めてもよい。
このようにすれば、例えばＳＩＦＴやＳＵＲＦといったような、歪や部分的な隠れに強い特徴点を用いてマッチングをとることで、撮影対象の画像上の位置のずれを精度よく求めることができる。
【００７１】
（vi）前記基準画像は、前記自律走行装置が予め前記撮影位置へ移動して前記撮像ユニットを用いて前記撮影対象が撮影された画像であり、前記第１方向画像の撮影に係る予め定められた撮影方向、および予め定められた画角は、前記基準画像が撮影された際に記憶された撮影方向および画角であってもよい。
このようにすれば、同じ撮像ユニットを用いて基準画像を撮影するので、巡回走行中に自律走行装置がとり得る撮影位置で基準画像を得ることができる。さらに、巡回走行中に所定の撮影対象以外に撮像ユニットが撮影した画像の中から、任意の画像を新たな基準画像として追加することが容易であり、撮影対象や撮影位置の追加、削除を容易に行うことができる。
【００７２】
（vii）前記撮影方向は、自律走行装置を基準とした方向であり、
前記撮影方向の調節は、パン方向およびチルト方向の調節であり、前記画角の調節はズーム倍率の調節であってもよい。
このようにすれば、いわゆるＰＺＴカメラを適用することができる。
この発明の好ましい態様には、上述した複数の態様のうちの何れかを組み合わせたものも含まれる。
前述した実施の形態の他にも、この発明について種々の変形例があり得る。それらの変形例は、この発明の範囲に属さないと解されるべきものではない。この発明には、請求の範囲と均等の意味および前記範囲内でのすべての変形とが含まれるべきである。
【符号の説明】
【００７３】
１：自律走行装置、    １０：電動車台部、    １１：車台本体、    １２：距離検出部、    １６：バッテリー収納部、    １８：カバー、    ３１Ｌ，３１Ｒ：前輪、    ３２Ｌ，３２Ｒ：後輪、    ４０：バッテリー、    ４１Ｌ，４１Ｒ：モーター、    ５０：昇降機構部、    ６０：監視カメラ、    ７１：Ｗｉ‐Ｆｉアンテナ、    ７２：警告灯、    ７３：ＣＣＤカメラ、    ７４：ＧＰＳアンテナ
１００：制御ユニット、    １００ｃ：補正量決定部、    １００ｍ：画像転送部、    １００ｐ：撮像ユニット制御部、    １００ｐｃ：演算部、    １００ｐｐ：パン方向駆動部、    １００ｐｔ：チルト方向駆動部、    １００ｐｚ：ズーム駆動部、    １００ｒ：走行制御部、    １００ｓ：調節感度取得部、    １００ｔ：通信部、    １０１Ｌ，１０１Ｒ：速度センサ、    １０３Ｌ，１０３Ｒ：電磁ブレーキ
２００：監視装置、    ２００ｃ：監視処理部、    ２００ｔ：監視通信部
Ｔｇ：撮影対象
【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６Ａ】
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【図６Ｂ】
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【図７】
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【図８Ａ】
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【図８Ｂ】
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【図８Ｃ】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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