(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
カメラの地理位置を決定する方法であって、
モバイルデバイスの地理座標を、前記モバイルデバイス自体において決定及び登録すること、
前記モバイルデバイスの前記地理座標及び実際の距離を含む空間情報を表す少なくとも１つのパターンを前記モバイルデバイスのディスプレイ上に提示すること、
前記パターンを提示しているときに、前記モバイルデバイスの前記ディスプレイの画像を、前記カメラを用いて捕捉すること、
捕捉された前記モバイルデバイスの前記ディスプレイの画像中の前記パターンを、前記カメラ内で地理座標及び空間情報に変換すること、及び
捕捉された画像中の前記パターンから変換された前記地理座標及び変換された前記空間情報に基づいて、前記カメラの前記地理位置を前記カメラ内で決定すること
を含む、方法。
【請求項２】
前記空間情報が、前記地理座標を表す前記パターンの２つの識別可能な特徴間の実際の距離を特定する値を含む、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記モバイルデバイスが向けられている地理上の方向を表すパターンを、前記モバイルデバイスの前記ディスプレイ上に提示することを更に含む、請求項１又は２に記載の方法。
【請求項４】
前記パターンが二次元コードであり、このパターンが、前記モバイルデバイスの前記ディスプレイ上のパターンによって表されるデータを表す、請求項１から３の何れか一項に記載の方法。
【請求項５】
前記パターンがＱＲコードである、請求項１から４の何れか一項に記載の方法。
【請求項６】
前記カメラの前記地理位置を決定することが、少なくとも、前記捕捉された画像内で測定される前記パターンの物理的特徴に基づいて、前記捕捉された画像の前記パターン中の２つの識別可能な特徴間の前記実際の距離を特定する前記値に基づいて、及び、前記モバイルデバイスの前記地理上の方向に基づいて、前記モバイルデバイスによって提示された前記パターンから読み出された前記地理位置を調整することによって、前記カメラの前記地理位置を算出することを含む、請求項２に従属する請求項３に記載の方法。
【請求項７】
前記カメラの前記地理位置を決定することが、前記カメラの前記地理位置を、前記モバイルデバイスによって提示された地理位置として決定することを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項８】
前記カメラの前記地理位置を前記カメラ内に記憶することを更に含む、請求項１から７の何れか一項に記載の方法。
【請求項９】
前記カメラの前記地理位置をカメラ管理サーバ内に記憶することを更に含む、請求項１から７の何れか一項に記載の方法。
【請求項１０】
カメラとモバイルデバイスとを含み、且つ前記カメラの地理位置を決定するためのシステムであって、
前記モバイルデバイスが、位置センサ、前記位置センサを用いて検出された地理位置及び実際の距離を含む空間情報を表す少なくとも１つのパターンを生成するように構成されたパターン生成器、及び前記パターンを視覚的に提示するように構成されたディスプレイを備え、
前記カメラが、シーンの画像を捕捉するための画像センサ、前記モバイルデバイスの前記パターン生成器によって生成され前記画像センサによって捕捉された前記パターン中の前記空間情報を含む情報を解釈するように構成されたパターン解釈器、前記パターン解釈器による前記解釈から前記地理位置の情報を抽出するように構成された位置抽出器、及び、前記位置抽出器によって抽出された前記地理位置及び前記空間情報に基づいて、前記カメラの前記地理位置を設定するように構成されたカメラ位置設定器を備える、システム。
【請求項１１】
前記空間情報が、前記モバイルデバイスの前記ディスプレイ上に提示された前記パターンの２つの識別可能な特徴間の実際の距離を含む、請求項１０に記載のシステム。
【請求項１２】
前記モバイルデバイスが、前記モバイルデバイスが向けられている方向を検出するように構成された方向センサを更に含み、前記パターン生成器が、検出されたそのような方向を特定する情報を含むパターンを生成するように構成されている、請求項１０又は１１に記載のシステム。
【請求項１３】
前記モバイルデバイスがスマートフォン又はタブレットコンピュータである、請求項１０から１２の何れか一項に記載のシステム。
【請求項１４】
前記カメラ位置設定器が、前記パターンの前記画像に基づいて、前記パターンの２つの識別された特徴の間の前記実際の距離の前記情報に基づいて、前記モバイルデバイスの方向に基づいて、及び、前記モバイルデバイスの前記地理位置に基づいて、前記カメラの前記地理位置を算出するように構成された位置計算機を含む、請求項１１に従属する請求項１２に記載のシステム。
【請求項１５】
前記カメラ位置設定器が、前記カメラの前記地理位置を、前記モバイルデバイスによって表示された前記パターン中に提示された前記地理位置と同じ地理位置に設定するように構成されている、請求項１０に記載のシステム。
【請求項１６】
カメラの地理位置を決定する方法であって、
モバイルデバイスの地理座標を、前記モバイルデバイス自体において決定及び登録すること、
前記モバイルデバイスの前記地理座標及び前記モバイルデバイスが向けられている地理上の方向を表す少なくとも１つのパターンを、前記モバイルデバイスのディスプレイ上に提示すること、
前記パターンを提示しているときに、前記モバイルデバイスの前記ディスプレイの画像を、前記カメラを用いて捕捉すること、
捕捉された前記モバイルデバイスの前記ディスプレイの画像中の前記パターンを、前記カメラ内で地理座標及び前記モバイルデバイスの地理上の方向に変換すること、及び
捕捉された画像中の前記パターンから変換された前記地理座標及び前記モバイルデバイスの前記地理上の方向に基づいて、前記カメラの前記地理位置を前記カメラ内で決定すること
を含む、方法。
【請求項１７】
カメラとモバイルデバイスとを含み、且つ前記カメラの地理位置を決定するためのシステムであって、
前記モバイルデバイスが、位置センサ、前記モバイルデバイスが向けられている方向を検出するように構成された方向センサ、前記位置センサを用いて検出された地理位置を表すパターンと、検出されたそのような方向を特定する情報を含むパターンとを生成するように構成されたパターン生成器、及び前記パターンを視覚的に提示するように構成されたディスプレイを備え、
前記カメラが、シーンの画像を捕捉するための画像センサ、前記モバイルデバイスの前記パターン生成器によって生成され前記画像センサによって捕捉された前記パターン中の前記情報を解釈するように構成されたパターン解釈器、前記パターン解釈器による解釈から前記地理位置の情報を抽出するように構成された位置抽出器、並びに前記位置抽出器によって抽出された前記地理位置及び前記モバイルデバイスの検出された方向に基づいて、前記カメラの前記地理位置を設定するように構成されたカメラ位置設定器を備える、システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、カメラの空間特性、具体的にはカメラの空間的位置を決定する方法及びシステムに関する。
【背景技術】
【０００２】
監視及び／又は調査において、動画像を捕捉するビデオカメラが用いられることがよくある。典型的には、所定のエリアをカバーするべくカメラ網が構成される。捕捉されたビデオデータは、録画、リアルタイム視聴、自動分析等され得る。
【０００３】
多くの用途において、調査／監視エリアを示したマップ上に、調査用カメラ及び／又は監視カメラをマッピングすることが非常に有用である。例えば、そのようなマップを用いて、修復すべき特定のカメラの位置が特定され得るか、或いは単純に、ビデオに捕捉されている特定の事象が実際に発生している場所が特定され得る。更に、マップ中のエリアに関連するビデオストリームの選択を容易にするために、マップ上のカメラが、この特定のカメラに由来するビデオストリームとペアリングされ得る。ビデオがどこで捕捉されたのかを特定できるよう、カメラ位置データもビデオ中に記録され得る。
【０００４】
この種のマッピングは、当然ながら、すべてのカメラがどこに位置しているかをチェックしてそれらを紙のマップ又はデジタル形式のマップにそれらを記入する人物をおくことにより、手動で実施され得る。デジタルマップ内への地理上の位置決めは、単純に、ディスプレイに示されたマップ中の位置を選択することによって、或いはカメラ位置を表す座標を入力することによって実施され得る。これらの座標は、位置が固有のものとして特定される限り、任意の測地系で付与され得る。
【０００５】
カメラ位置を手動で特定することは、単調且つ労力を要し、また誤りを生じやすいことがある。このことは特に、多数のカメラを含む大規模な調査及び／又は監視システムにあてはまる。しかしながら、これらの問題を克服すべく、そのようなシステムでカメラ位置を特定する方法が開発されている。例えば、各カメラが、例えばＧＰＳ、ＧＬＯＮＡＳＳ、Ｇａｌｉｌｅｏなどの衛星ナビゲーション回路を備え、自身の座標を中央サーバに伝送し、中央サーバでは位置が登録されマップ上に示されるということが実現されている。これに加えて又は替えて、地理位置がビデオストリーム中に挿入され得る。これはジオタギングと称されることがある。
【０００６】
カメラ網内のカメラの地理位置の収集を容易にする別の方法が、国際特許出願ＷＯ２０１４／０１３０１５号に記載されている。特許出願は、輸送体の地理位置を決定できるナビゲーション機器を装備した輸送体について記載している。更に、輸送体は、例えば、弁別可能な色セグメントを有する格子（ｃｈｅｃｋｅｒｂｏａｒｄ）、発光機器、テクスチャ、及び、経時的に変化する固有の識別子を送信するように構成された光送信機などの光学的に認識可能な構造を担持している。輸送体は調査エリア内の路上を走行し、輸送体の位置が連続的に登録される。登録された位置は、光送信機を通じて送信される連続的に変化する識別子に関連付けられ、双方がコンピュータシステムに送信される。調査エリア内のビデオカメラは、輸送体の画像を捕捉しており、それらをコンピュータシステムへと送信する。コンピュータシステムでは、輸送体を含む画像内の固有の識別子が認識され、輸送体を含む各ピクチャは、輸送体のナビゲーション機器によって登録されている位置とマッチングされ得る。次いで、カメラが輸送体の像を捕捉したときの輸送体の位置に基づいて、且つ輸送体の画像内の位置に基づいて、位置及び方向に関連するカメラの特性が算出される。
【０００７】
このシステムは、調査及び／又は監視システムにおけるカメラの地理位置の特定、収集、及び登録を促進するものである。しかしながら、このシステムは適切な結果を得るには依然として複雑であり、且つかなり先進的なハードウェア及び後処理を要する。
【発明の概要】
【０００８】
カメラ位置の決定を容易にすることが本発明の目的の１つである。
【０００９】
この目的は、請求項１に記載の方法、及び請求項１２に記載のシステムを用いて達成される。本発明の更なる実施形態は従属請求項に提示されている。
【００１０】
具体的には、少なくとも一実施形態によれば、カメラの位置を決定する方法は、モバイルデバイスの地理座標を、モバイルデバイス自体において決定及び登録すること、モバイルデバイスの地理座標を表すパターンをモバイルデバイスのディスプレイ上に提示すること、地理座標を提示しているときに、モバイルデバイスのディスプレイの画像を、カメラを用いて捕捉すること、捕捉されたモバイルデバイスのディスプレイの画像中のパターンを、カメラ内で地理座標に変換すること、及び、捕捉された画像中のパターンから変換された地理座標に基づいて、カメラの位置をカメラ内で決定すること、を含む。モバイルデバイスの位置などの空間情報の提供及び受け取りに、モバイルデバイスのディスプレイとカメラの画像センサとをそれぞれ使用する１つの利点は、カメラ位置の決定プロセスがユーザにとって単純となり得ることである。更に、このプロセスは、既存のハードウェアを用いて実施され得る。即ち、再設計が不要であり、且つ異なるデバイスからのデータのペアリングに起因する同期の問題が回避され得る。
【００１１】
本方法は、モバイルデバイスのディスプレイ上に提示されたパターンの２つの識別可能な特徴の間の距離を特定する値を表すパターンを、モバイルデバイスのディスプレイ上に提示することを更に含み得る。画像を解析しているデバイス、例えば当該カメラに、表示されているパターンの実世界でのサイズについての知識が提示され得、次いで当該パターンがカメラ及びモバイルデバイスの様々な特性の算出に使用され得ることが、１つの利点である。例えば、カメラ位置の算出の正確性を向上させるためにそのような情報が用いられ得る。
【００１２】
更に、本方法は、モバイルデバイスが向けられている地理上の方向を表すパターンをモバイルデバイスのディスプレイ上に提示することを更に含み得る。モバイルデバイスの方向を提供することにより、カメラの視認方向の決定が促進され得る。
【００１３】
パターンは二次元コードであり得、このパターンが、モバイルデバイスのディスプレイ上のパターンによって表されるデータを表し得る。ある実施形態で、パターンはＱＲコードである。
【００１４】
更に、カメラ位置を決定することが、少なくとも、捕捉された画像内で測定され得るパターンの物理的特徴に基づいて、捕捉された画像中のパターン中の２つの識別可能な特徴間の距離を特定する値に基づいて、及び、モバイルデバイスの地理方向に基づいて、モバイルデバイスによって提示されたパターンから読み出された位置を調整することによって、カメラ位置を算出することを含み得る。これらのステップを実施することにより、他の方式でなされ得るよりも高精度でカメラ位置が決定され得る場合がある。
【００１５】
ある実施形態では、カメラ位置を決定することが、カメラ位置を、モバイルデバイスによって提示された位置として決定することを含む。このスキームの１つの利点は、モバイルデバイスによって提示されたコード中の情報をシステムが解釈することが主に要求されるので、実装が単純であるということである。従って、複雑な計算を要しない。
【００１６】
更に、本方法は、カメラ位置をカメラ内に記憶することを更に含み得る。或いは、カメラ位置がカメラ管理サーバ内に記憶され得る。
【００１７】
本発明の別の態様によれば、カメラの空間特性を決定するシステムは、カメラとモバイルデバイスとを含む。モバイルデバイスは、位置センサ、位置センサを用いて検出された位置を表すパターンを生成するように構成されたパターン生成器、及び前記パターンを視覚的に提示するように構成されたディスプレイを含む。カメラは、シーンの画像を捕捉するための画像センサ、モバイルデバイスのパターン生成器によって生成されて画像センサによって捕捉されたパターン中の情報を解釈するように構成されたパターン解釈器、パターン解釈器による解釈から位置情報を抽出するように構成された位置抽出器、及び、位置抽出器によって抽出された位置に基づいてカメラ位置を設定するように構成されたカメラ位置設定器、を含む。モバイルデバイスの位置などの空間情報を提供及び受け取るのに、モバイルデバイスのディスプレイとカメラの画像センサとをそれぞれ使用する１つの利点は、カメラ位置の決定プロセスがユーザによって単純となり得ることである。更に、このプロセスは、既存のハードウェアを用いて実施され得る。即ち、再設計が不要であり、且つ異なるデバイスからのデータのペアリングに起因する同期の問題が回避され得る。
【００１８】
幾つかのシステムの実施形態では、パターン生成器が、モバイルデバイスのディスプレイ上に提示されたパターンの２つの識別可能な特徴間の距離を特定する情報を含むパターンを生成するように構成されている。画像を解析しているデバイス、例えば当該カメラに、表示されているパターンの実世界でのサイズについての知識が提示され得、次いで当該パターンがカメラ及びモバイルデバイスの様々な特性の算出に使用され得ることが、１つの利点である。例えば、カメラ位置の算出の正確性を向上させるためにそのような情報が用いられ得る。
【００１９】
当該システムのモバイルデバイスは、モバイルデバイスが向けられている方向を検出するように構成された方向センサを更に含み得、パターン生成器は、検出されたそのような方向を特定する情報を含むパターンを生成するように構成され得る。モバイルデバイスの方向を提供することにより、カメラの視認方向の決定が促進され得る。当該システムのモバイルデバイスは、スマートフォン又はタブレットコンピュータであり得る。
【００２０】
ある実施形態では、カメラ位置設定器が、パターンの画像に基づいて、パターンの２つの識別された特徴の間の距離の情報に基づいて、モバイルデバイスの方向に基づいて、及び、モバイルデバイスの位置に基づいて、カメラ位置を算出するように構成された位置計算機を含む。そのような位置計算機の利点は、他の方式でなされ得るよりも高精度でカメラ位置が決定され得る場合があるということである。
【００２１】
ある実施形態では、カメラ位置設定器が、カメラ位置を、モバイルデバイスによって表示されたパターン中に提示された位置と同じ位置に設定するように構成されている。そのような実施形態は、モバイルデバイスによって提示されたコード中の情報をシステムが解釈することが主に要求されるので、実装が容易である。従って、位置を算出するための複雑な計算が不要である。
【００２２】
本発明の適用性のさらなる範囲は、以下の詳細な説明から明らかになるであろう。しかしながら、当業者にとっては、本発明の範囲内の様々な変更及び修正がこの詳細な説明より明らかになるため、詳細な説明及び具体例は、本発明の好適な実施形態を示しながらも、例示的な形でのみ提示されることを理解されたい。したがって、記載のデバイス及び記載の方法は異なる場合があるため、この発明は、記載のデバイスの特定のコンポーネント部品又は記載の方法のステップに限定されないことを理解されたい。本明細書で使用される用語は、特定の実施形態を説明する目的のためにすぎず、限定的であることを意図しないことを更に理解されたい。明細書及び添付の特許請求の範囲で使用されるように、冠詞（「ａ」、「ａｎ」、「ｔｈｅ」、及び「ｓａｉｄ」）は、文脈によって他のことが明らかに示されない限り、１つ又は複数の要素があることを意味していると意図されることに留意するべきである。したがって、例えば、「センサ」（ａ  ｓｅｎｓｏｒ）又は「前記センサ」（ｔｈｅ  ｓｅｎｓｏｒ）に言及した場合、これは幾つかのセンサなどを含んでもよい。更に、「含む（ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ）」という用語は、他の要素又はステップを除外しない。
【００２３】
添付図面を参照することにより、現時点で好適な実施形態の以下の詳細な説明から、本発明の他の特徴及び利点が明らかになるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明の一実施形態による使用時のカメラの空間特性を決定するシステムの概略図である。
【図２】ＱＲコードを表示しているモバイルデバイスの一例であり、本発明の実施形態で使用され得るＱＲコードの幾つかの特徴が強調されている。
【図３】本発明の一実施形態によるモバイルデバイスによって実施されるプロセスを示すフロー図である。
【図４】本発明の一実施形態による監視カメラによって実施されるプロセスを示すフロー図である。
【図５】本発明の一実施形態によるモバイルデバイスに重ねた概略ブロック図である。
【図６】本発明の一実施形態による監視カメラに重ねた概略ブロック図である。
【図７】実世界点と画像点との間の線形変換を示す。
【図８−９】画像座標系中のシーン点と実世界座標系中のシーン点との間の関係性を示す。
【図１０】使用時のレンズの焦点距離を特定する方法の一例を示す。
【図１１】焦点距離の算出方法を示す。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
更に、図面では、同様の参照記号が幾つかの図面間で同様の部分又は対応する部分をさしている。
【００２６】
本発明は、静止している調査及び／又は監視カメラの位置を決定するプロセス及びシステムに関する。カメラは、可動でない、即ち場所から他の場所へと定期的に移動していないという意味において静止している。しかしながら、カメラは、当然ながら、ＰＴＺカメラ即ちパン及びチルトが可能なカメラであり得る。
【００２７】
一実施形態によれば（図１を参照）、ディスプレイ１２を有するモバイルデバイス１０が操作されて、少なくともモバイルデバイス１０の地理位置を示す情報を含むＱＲコードを生成している。当然ながら、例えば、任意の二次元グラフィックコード、任意の一次元グラフィックコード、プレーンテキストなど、ＱＲコード以外の他のグラフィックコードが用いられてもよいが、本発明の理解を促すために、本明細書のすべての実施例でＱＲコードが使用されることとなる。或いは、例えば、ディスプレイ上の一又は複数の位置における輝度の変化を用いて情報が転送される時間的符号化が用いられてもよい。しかしながら、時間的符号化は、幾つかの二次元グラフィックコードに関連するすべての利点を有しないことがある。モバイルデバイスは、モバイルフォン、携帯ＧＰＳ、タブレットコンピュータ、又は、ディスプレイと必要な機能的部品とを有した任意の他のデバイスであってよい。それらの機能的部品は実施形態間で異なり、後述される。ＱＲコードがモバイルデバイス１０のディスプレイ１２上に表示され、モバイルデバイス１０のディスプレイが監視システム中の監視カメラ１４に見せられる。即ち、モバイルデバイスのディスプレイ上に提示されたＱＲコードの画像をカメラが捕捉し検出するよう、モバイルデバイスのディスプレイが、光学入力部、例えば監視カメラのレンズに向けられるように一時的に配置される。次いで、ＱＲコードが復号されて、監視カメラが、コード中に付与された位置情報でタグ付けされる。即ち、地理位置情報がカメラ内に記憶され、カメラ位置として識別されるか、或いは中央サーバに記憶される。中央サーバではこの特定のカメラの位置として記憶される。
【００２８】
図２では、モバイルデバイス１０のディスプレイ１２上に提示されたＱＲコード２２の一例が示されている。図中のＱＲコード２２は本発明による情報を担持しておらず、むしろ、ＱＲコード２２が依存し得る、監視カメラ１４及び／又は監視システムに対する幾つかの更なるパラメータを説明するために含まれている一例である。一実施形態で、ＱＲコード２２は、位置に加えて、ＱＲコード２２のディスプレイ固有の空間情報を含む。このディスプレイ固有の空間情報は、ディスプレイ１２に提示されているＱＲコード２２の実際のサイズ又は実際の距離に関連し得る。例えば、ディスプレイ固有の空間情報が、ＱＲコード２２の２つの角部間の距離  ＬＱを表し得るか、ＱＲコード２２中の位置標識Ｐの幅ＷＰ又は高さＨＰを表し得る。このディスプレイ固有の空間情報が、監視カメラ１４とモバイルデバイス１０との間の距離を算出するために、監視カメラ１４又はシステムによって使用され得る。次いで、算出されたこの距離を用いて、モバイルデバイス１０の地理位置（これが監視カメラ内に受け取られる）を調整し、監視カメラ１４の実際の地理位置により近似に対応させる。ディスプレイ固有の空間情報が用いられて更なる調整及び計算がなされ得るが、これについては後述する。
【００２９】
更に、ＱＲコード２２は、モバイルデバイス１０が向いている水平方向に関する情報を含み得る。この方向は、コンパスで使用するように北に対しての度数で付与され得、この水平方向はモバイルデバイス１０に含まれている電子コンパスによって生成され得る。水平方向は、パン角又は監視カメラ１４の方向とみなされ得る。更に、ＱＲコード２２は、モバイルデバイス１０が向いている垂直方向、即ちチルト角に関する情報を含み得る。このチルト角は、モバイルデバイス１０中のチルトセンサによって生成され得る。
【００３０】
特にモバイルデバイス１０のディスプレイ１２が監視カメラ１４の光軸に対して直角の平面内で実質的に保持されている場合、モバイルデバイス１０によって提示されるパン及び／又はチルト方向は、監視カメラの実際のパン及び／又はチルト方向に近似すると想定され得る。そのような場合には、モバイルデバイス１０の後部が、監視カメラ１４と同じ方向を向くように配置される。ユーザが、モバイルデバイス１０のディスプレイ１２をディスプレイに対して実質的に直角に容易に保持できるよう、監視カメラ１４は、モバイルデバイス１０のディスプレイ１２上にパターンを検出し得、ディスプレイ１２上に提示されたパターン中の直線が実質的に直線として捕捉されるかどうかをチェックし得る。或いは、ディスプレイ１２上に提示された同じサイズを有するグラフィック特徴が実際に同じサイズの特徴として捕捉されているかどうかをチェックし得る。監視カメラ１４が、モバイルデバイス１０のディスプレイ１２が光軸に対して実質的に直角であることを特定すると、監視カメラ１４は、信号音を発し得るか或いは光源に光を放射させ得る。このタイプの参照パターンとして、ＱＲコード２２又は任意の他のコードが使用され得る。更に、ＱＲコード２２のパターンが正しく並んだときに監視カメラ１４が真の方向を捕捉できるよう、モバイルデバイス１０の方向の変化を含めるために、ＱＲコード２２は頻繁に変更され得る。
【００３１】
或いは、監視カメラ１４が、ＱＲコード２２を表すパターンを捕捉し、次いで、ＱＲコード２２中に付与された光軸と方向との間の偏差を計算する。この計算は、監視カメラ１４によって捕捉されたパターンの射影歪みに基づき得る。そのような計算の例を下記に示す。
【００３２】
別の実施形態では、ＱＲコード２２がロール角を含み得る。本出願の記載において、ロール角は、ディスプレイの底部又は上部の端部を水平面（即ち、実世界の水平面）にもってくるために、モバイルデバイス１０がディスプレイ１２に対して直角の軸周りで回転されねばならない角度として解釈されるべきである。監視カメラ１４について、ロール角は、捕捉された画像の底部又は上部の端部を水平面（即ち、実世界の水平面）にもってくるために監視カメラ１４が自身の光軸の周囲で回転されねばならない角度と同様のものとして定義される。モバイルデバイス１０のロール角は、ある実施形態ではジャイロとの組み合わせで加速度計を用いて検出され得、ディスプレイ１２上でＱＲコード２２中に提示され得る。次いで、この情報が監視カメラ１４によって使用されて、監視カメラ１４のロール角が計算され得る。
【００３３】
更に、一実施形態では、ＱＲコード２２が、位置データを提供し且つ可能な場合には他の適用可能なデータを監視カメラ１４及び監視システムに提供するよう認証されたモバイルデバイス１０として、モバイルデバイス１０を認証する、暗号化コードを含む。暗号化コードは、公開鍵暗号化、対称鍵暗号化、又は任意の他のカテゴリの暗号化を用いて実装されてよい。様々なカテゴリの暗号化の周知の実施方式が複数存在する。
【００３４】
位置データ、及び可能な場合には他のデータのＱＲコード２２を介した転送開始は、監視カメラ１４にＱＲコード２２の検出プロセスを頻繁に実行させることによって達成される。この方式で、監視カメラ１４は常にＱＲコード２２を介して座標及びその他のデータを受け取る準備ができている。１つの欠点は、特定すべきＱＲコード２２がない場合、システムリソースが長期間にわたり浪費されるであろうことである。従って、この方法は恐らく、ＱＲコードが他の目的にも用いられるシステムであって、これら他の目的においてＱＲコードの使用が頻繁になされ、ＱＲコード検出プロセスを行うためのシステムリソースを高頻度で使用することが許容可能なシステムにおいて使用され得る。ＱＲコードの検出プロセスを行う頻度は、用途に応じて異なり得る。しかしながら、操作者は検出に３０秒間よりも長く待機させられるべきでない。監視カメラ１４がＱＲコードを検出すると、監視カメラ１４の何らかの標識（音又は光であってよい）が、モバイルデバイス１０を制御している者に、ＱＲコード２２が検出され且つその処理が開始されたか或いは終了したことを知らせるべきである。
【００３５】
或いは、監視ネットワークを制御するよう認証されたデバイスからのネットワーク上での信号によって、ＱＲコード検出期間が開始される。システムは、監視システム内のすべての監視カメラ１４又はそのサブセットに、期間中、所定の間隔でＱＲ検出プロセスを実行させるように構成され得る。好ましくは、プロセスが、モバイルデバイスを監視カメラ１４に提示しているユーザがコードが検出されるまでの煩わしい遅延をまったく感じないであろう頻度で、実行されるべきである。検出プロセスが頻繁に実行されるＱＲコード検出期間は、監視システムの拡張度に全面的に依存して、例えば１時間又は３０分間などの特定の長さに設定され得る。或いは、監視ネットワークを制御するよう認証された同じデバイスから、或いは、やはり認証された他のデバイスから信号を送信することによって、ＱＲコード検出期間が手動で終了されてもよい。
【００３６】
上述のうち任意の実施形態により監視カメラ１４に提供される情報は、監視カメラ１４又は監視システムによって、多くの目的で使用され得る。例えば、位置の情報及び方向の情報は、マップ又は設計図上で監視カメラ１４を正しく位置決めするために使用され得る。位置は、監視カメラ１４を正しい位置に描画するために用いられ得る。パン方向は、監視カメラ１４によって監視されるエリアの指標を描画するために用いられ得る。このエリアの計算は、カメラが使用する焦点距離を考慮することによって精緻化され得る。
【００３７】
監視カメラ１４のロール角及び監視カメラ１４のチルト角は、傾斜した水平線及び射影歪みを除去するために、捕捉された画像を電子的に調整するために用いられ得る。
【００３８】
更に、監視カメラ１４の位置及びパン方向は、監視カメラ１４間で追跡対象のハンドオーバーを促進するために、或いは非監視エリアを特定するために監視システムにおいて用いられ得る。
【００３９】
本発明の一実施形態によれば、監視カメラ１４の位置を決定するプロセスは、モバイルデバイス１０とモバイルデバイス１０のディスプレイ１２とを装備した人物又は輸送体が、監視カメラ１４のほうへ向けられることを含む。モバイルデバイス１０が、自身のディスプレイ１２が監視カメラ１４によって捕捉されている位置にあるとき、それぞれ図３及び４を参照して後述するプロセスが、監視カメラ１４の位置決定の一例を表す。ここで図３を参照すると、モバイルデバイス１０が地理座標を位置センサから読み取っている（Ｓ３０２）。この地理座標の読み取りは、モバイルデバイス１０によって、デバイス１０がオンされてから連続的に実施され得る。これはデバイス１０のユーザがこのプロセスを含むアプリケーションを始動させることに応答して始まってよく、モバイルデバイス１０が監視カメラ１４の位置決定に使用されることに関連して始まってよい。すべての実施形態に当てはまるわけではないが、利用可能な場合には、ディスプレイ１２又はモバイルデバイス１０の後部が向けられている方向が方向センサから読み取られ（Ｓ３０４）、チルト方向が、チルトセンサから読み取られ（Ｓ３０６）、且つ、ロール方向がロールセンサから読み取られる（Ｓ３０８）。チルト方向に使用されるデータとロール方向に使用されるデータとが、同じセンサから読み取られてもよい。次いで、モバイルデバイス１０において、センサから読み取られた少なくとも一のデータポストを含むメッセージが生成される（Ｓ３１０）。モバイルデバイス１０中に記憶されている所定の認証コード、又はユーザによって入力された認証コードもメッセージに含まれ得る。更に、図２との関連で説明したディスプレイ固有の空間情報もメッセージに含まれ得る。メッセージが生成される際、メッセージはＱＲコード２２に符号化され（Ｓ３１２）、次いでモバイルデバイス１０のディスプレイ１２上に表示される（Ｓ３１４）。次いで、更新された可能性のあるセンサデータを含む新しいＱＲコード２２を表示すべく、新しいセンサデータを読み取るためにこのプロセスはＳ３０２に戻る。
【００４０】
ここで図４を参照すると、監視カメラ１４は、監視カメラとしての動作の一部として、画像を連続的に所定のレートで捕捉している（ステップ４０２）。次いで、現時点で捕捉されている画像がＱＲコード２２についてチェックされる（Ｓ４０４）。ＱＲコード２２が発見されない場合（Ｓ４０６）プロセスはＳ４０４に戻り、後に捕捉された画像がＱＲコード２２についてチェックされることとなる。これが、捕捉された画像内にＱＲコード２２が発見されるまで繰り返される。連続的に捕捉された画像の各々が、ＱＲコード２２についてチェックされる必要はない。ＱＲコード２２が発見されると、ＱＲコード２２は、監視カメラ１４によって処理され得る形態へと変換（ｔｒａｎｓｌａｔｅ）されるか或いは復号される（Ｓ４０８）。次いで、得られたメッセージが、有効な認証コードについてチェックされる（Ｓ４１０）。有効な認証コードが発見されない場合（Ｓ４１２）、プロセスはＳ４０４に戻り、ここで新しい画像がＱＲコード２２についてチェックされる。しかしながら、認証コードが有効である場合には、メッセージが認証されたセンサデータを含み、このセンサデータが抽出される（Ｓ４１４）。次いで、抽出されたセンサデータポストが監視カメラ１４内に記憶され（Ｓ４１６）、そのまま使用されるか、或いは、当該センサデータと、捕捉されたＱＲコード２２の画像を、ＱＲコード２２に含まれているディスプレイ固有の空間情報を組み合わせて解析することから得られたデータとを組み合わせることによって、更に精緻化される。次いで、監視カメラ１４が自身の全体的な位置（ｇｅｎｅｒａｌ  ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ）、例えば、地理座標、水平方向、垂直方向、及び／又はロール方向の情報を記憶すると、プロセスは終了する。
【００４１】
本発明のプロセスを実施できるモバイルデバイス１０の一実施形態を、図５を参照しつつ説明する。モバイルデバイスは、ディスプレイ１２、モバイルデバイス１０の機能を定めたコードを実行するように構成された処理部１０２、揮発性メモリ１０４、非揮発性メモリ１０６、モバイルデバイス１０の情報をディスプレイ１２上に提示するためにディスプレイ１２とモバイルデバイス１０の他の部分とをインターフェースするディスプレイドライバ１０８、データをモバイルデバイスへ手動で入力するための入力手段１１０、何らかの地理位置サービスにアクセスすることによってモバイルデバイスの地理位置を取得するためのＧＰＳ受信機１１２、モバイルデバイス１０が向いている方向を提供するためのコンパス１１４、並びに、チルト・ロールセンサ１１６を含む。チルト・ロールセンサ１１６は単一のセンサであり得るが、２つの別個のセンサであってもよい。更に、この実施形態に係るモバイルデバイス１０は、処理部１０２によって実行されるプログラムモジュールとして実装されたＱＲコード生成器１１８、及び、やはり処理部１０２によって実行されるプログラムモジュールとして実装されたメッセージ生成器１２０を含む。
【００４２】
チルト・ロールセンサ１１６は、少なくともそれらの角度又は方向を検出するように構成された複数の加速度計を含むモジュールであり得る。しかしながら、チルト・ロールセンサ１１６が２つのチルトセンサであってもよく、例えば、１つが前後チルト（即ちチルト）用でありもう１つが横方向チルト（例えばロール）用であり得る。
【００４３】
本発明のプロセスを実施できる監視カメラ１４の一実施形態を、図６を参照して説明する。監視カメラ１４は、任意の通常の監視カメラ及び／又は調査用カメラであり得る。本発明は、所定のエリアを監視又は調査している静止カメラに有利に適用される。従って、監視カメラ１４は、通常の監視カメラの特徴、例えば、レンズ２０２、画像センサ２０４、画像プロセッサ２０６、中央処理部２０８、揮発性メモリ２１０、及び非揮発性メモリ２１２を含む。更に、監視カメラ１４はネットワーク監視カメラであり得、そのような場合には、監視カメラ１４が物理及び論理ネットワークインターフェース２１４を含む。更に、本発明の実施形態の監視カメラ１４は、ＱＲコード復号器２１６、位置設定モジュール２１８、全方位（ｇｌｏｂａｌ）パン方向設定モジュール２２０、並びに全方位チルト・ロール設定モジュール２２２を含む。
【００４４】
ＱＲコード復号器２１６は、ＱＲコードを表すグラフィックを処理し、モバイルデバイス１０においてＱＲコード２２中に符号化されたメッセージを再構成するように構成されている。この処理は、当業者に知られたアルゴリズムによって実施される。その他のグラフィック表現が用いられる用途では、復号器はそれらのグラフィック表現に適合している。例えばコードが、モバイルデバイスのディスプレイ上に提示されるプレーンテキストである場合には光学式文字認識（ＯＣＲ）式の復号器が実装され、コードがバーコードである場合にはバーコード復号器が実装される。
【００４５】
位置設定モジュール２１８は、後で使用するために及び／又は中央サーバへ送信するために、位置を監視カメラ１４内に記憶するように構成されている。ＱＲコード２２中に含まれたディスプレイ固有の空間情報から算出された追加のデータと、捕捉されたＱＲコード２２の画像内で測定される特徴とを考慮することによって、監視カメラ１４が位置の正確性を向上させる場合、そのような正確性が向上した計算もまた位置モジュール２１８において実施され得る。
【００４６】
全方位パン方向設定モジュール２２０は、監視カメラ１４が視認している方向を表すコンパス方向を、後で使用するために及び／又は中央サーバに送信するために、監視カメラ１４内に記憶するように構成されている。ＱＲコード２２中に含まれたディスプレイ固有の空間情報から算出された追加のデータと、捕捉されたＱＲコード２２の画像内で測定される特徴とを考慮することによって、監視カメラ１４がパン方向の正確性を向上させる場合には、そのような正確が向上した計算もまた全方位パン方向設定モジュール２２０において実施され得る。
【００４７】
全方位チルト・ロール設定モジュール２２２は、カメラのチルトを表す値と、監視カメラ１４のロールを表す値とを、後で使用するために及び／又は中央サーバに送信するために、監視カメラ１４内に記憶するように構成されている。ＱＲコード２２中に含まれたディスプレイ固有の空間情報から算出された追加のデータと、捕捉されたＱＲコード２２の画像内で測定される特徴とを考慮することによって、監視カメラ１４がロール及び／又はチルトの正確性を向上させる場合には、そのような正確が向上した計算もまた全方位チルト・ロール設定モジュール２２２において実施され得る。
【００４８】
監視カメラは、監視カメラ１４の光学システム２０２の現在の焦点距離に関するデータを提供するように構成された焦点距離検出器２２４も含み得る。焦点距離検出器２２４は、ステップモータ、又はカメラのズーム機能を制御する任意の他の制御システムからの位置信号として実装され得るか、或いは、監視カメラの処理部で実行されて捕捉された画像データを解析する画像解析方法の実装であってもよい。更に、焦点距離が変更できないシステムにおいては、焦点距離値が監視カメラ内に記憶されて計算に用いられ得る。
【００４９】
捕捉された画像中にＱＲコードが存在するか否かの検出が、画像プロセッサ２０６において実施され得る。モバイルデバイス１０又は監視カメラ１４の、先述のフロー図で説明したプロセス及びその他の機能は、個々のデバイスの処理部（例えば、モバイルデバイス１０の処理部１０２及び監視カメラ１４の中央処理部２０８）で実行されるプログラムコードとして実装され得るか、或いはこれらのプロセス又は機能が論理回路を用いて実装され得る。
【００５０】
一実施形態によれば、監視カメラ１４が中央サーバ２０を含むネットワークに接続されており、上述のように取得された任意の位置及び方向データが、更なる使用又は処理のために中央サーバ２０に送信され得る。そのようなネットワークシステムは、本発明を実装した更なる監視カメラ１６を含み得る。カメラの位置及び方向に関するデータは、図の正確な位置に、特定の監視カメラの表示とカメラの方向、及びカメラが設置されている方向のカメラ視野の指標を描画するために用いられ得る。
【００５１】
先述したように、カメラの位置及び方向のより精密な決定は、ＱＲコードのサイズ及び形状についての情報、又はモバイルデバイス上に表示されるその他のパターンを用いて、モバイルデバイスの位置及び方向に基づいて算出され得る。例えば、実世界の３Ｄ座標とカメラの３Ｄ座標との間の関係性を表すホモグラフィが使用され得る。
【００５２】
モバイルデバイスの地理座標が決定されており且つＱＲコードを捕捉することによって入手可能であり、ＱＲコードのサイズ及び形状についての情報もまたＱＲコードに含まれている場合、モバイルデバイスとカメラとの間の位置及び向きの関係性が決定され得る。従って、いわゆるカメラキャリブレーション方式として知られた原理を用いて、カメラとモバイルデバイスとの間の位置及び方向の差を決定し、これらの差を用いてモバイルデバイスの位置及び方向からカメラの位置及び方向を決定することにより、カメラ位置がより正確に決定され得る。
【００５３】
ＱＲコードのサイズ及び形状についての情報が与えられると、ＱＲコード自体の座標系におけるＱＲコードの各点（例えば、角部及び位置標識）の位置が既知となる。ＱＲコード画像中の点を、モバイルデバイス上に表示されたＱＲコード中の対応する点とマッチさせることにより、座標ペアが得られる。そのようなペアの座標間の関係性は下記の式で表され得る。
（ｘｉ，ｙｉ）→（Ｘｉ，Ｙｉ，Ｚｉ）
式中、（ｘｉ，ｙｉ）は画像中の２Ｄ座標を表し、（Ｘｉ，Ｙｉ，Ｚｉ）は実世界における３Ｄ座標を表す。
【００５４】
実世界点（例えば表示されたＱＲコード中の点）と画像点（例えばカメラによって捕捉されたＱＲコード中の点）とが、同次ベクトルで表され得る。図７を参照すると、その中央射影は一次変換であり、下記のように表され得る。
0006484587.tif 000002
式中、ｆはカメラの焦点距離であり、（ｘｉ，ｙｉ，ｆ）は画像中の点の３Ｄ座標を表し、（ｘｓ，ｙｓ，ｚｓ）はシーン中の対応する点の３Ｄ座標を表す。
0006484587.tif 000003
【００５５】
ここで示した計算は、現在の焦点距離を予め知ることなく実施され得るが、焦点距離が既知であれば計算がより速くなるであろう。現在の焦点距離を取得する方法の幾つかの例について、本明細書において後ほど述べる。
【００５６】
（ｘ０，ｙ０）で表される画像中心と、ｋｘ及びｋｙで表される長さからピクセルへのスケーリングのための倍率とを用いて、長さからピクセルへの変換がなされ得る。下記の２つの方程式で、ｘｐｉｘ及びｙｐｉｘは、ピクセルで測定された座標を表す。
0006484587.tif 000004
【００５７】
上記の長さで表した方程式と同様、下記のピクセルで表した方程式が用いられ得る。
0006484587.tif 000005
式中、
αｘ＝ｆｋｘ，
αｙ＝ｆｋｙ，
これはピクセルで与えられた焦点距離として考慮される。
【００５８】
ピクセル座標は下記のように表される。
0006484587.tif 000006
【００５９】
傾斜（ｓｋｅｗ）パラメータＳを加え、下記のように再構成がなされ得る。
0006484587.tif 000007
【００６０】
３×３の上三角行列Ｋは、キャリブレーション行列と称される。行列Ｋ中のパラメータはカメラの内部パラメータを含み、変換操作において重要なインプットである。
【００６１】
図８及び９を参照すると、画像座標系中のシーン点（ｘｓ，ｙｓ，ｚｓ）と実世界座標系中のシーン点（Ｘｓ，Ｙｓ，Ｚｓ）との間の関係性が、画像座標系の始点から実世界座標系の始点への並進ベクトルＣＯ＝Ｔを、実世界座標系中の点Ｍを表すベクトルに加えることによって得られ得る。
ＣＭ＝ＣＯ＋ＯＭ，
ｘｓｉ＋ｙｓｊ＋ｚｓｋ＝Ｔｘｉ＋Ｔｙｊ＋Ｔｚｋ＋ＸｓＩ＋ＹｓＪ＋ＺｓＫ，
ｘｓ＝Ｔｘ＋ＸｓＩ．ｉ＋ＹｓＪ．ｉ＋ＺｓＫ．ｉ，
0006484587.tif 000008
これは同次座標を用いて下記のように記され得る。
0006484587.tif 000009
【００６２】
或いは、これを以下のように表してもよい。
ＣＭ＝ＯＭ−ＯＣ，
ｘｓｉ＋ｙｓｊ＋ｚｓｋ＝（Ｘｓ−ＸＣ）Ｉ＋（（ＹＳ−ＹＳＣ）Ｊ＋（ＺＳ−ＺＣ）Ｋ，
ｘｓ＝（Ｘｓ−ＸＣ）Ｉ．ｉ＋（（Ｙｓ−ＹＣ）Ｊ．ｉ＋（（Ｚｓ−ＺＣ）Ｋ．ｉ，
ｘｃａｍ＝Ｒ（Ｘ−Ｃ〜）．
【００６３】
Ｃ〜は、世界座標中に表されたベクトルＯＣである。Ｔのかわりに−ＲＣ〜を用いて、下記の方程式が設定され得る。
0006484587.tif 000010
【００６４】
カメラ射影行列と座標変換行列とが、１つの行列Ｐへと組み合わされ得る。
0006484587.tif 000011
により、
0006484587.tif 000012
これを以下のように表し得る。
0006484587.tif 000013
又は
ｘ＝ＰＸ
【００６５】
これは下記のように簡約され得る。
0006484587.tif 000014
この行列Ｐは１１自由度を有し、このうち５は三角キャリブレーション行列Ｋからであり、３はＲからであり、３はＣ~からである。Ｐが３ｘ４行列であり、左の３ｘ３部分行列ＫＲは正則であることに留意されたい。Ｐは、シーン中の点と対応する画像中の点とを用いて推定され得る。キャリブレーション行列Ｋが既知である場合、この推定が大幅に単純化される。しかしながら、十分な数の点のペアを用いて、キャリブレーション行列が未知であってもＰが推定され得る。
【００６６】
カメラの並進を決定するために、シーン中のＣの同次座標が見出されるべきである。Ｃは行列Ｐの零ベクトルである。従って、
0006484587.tif 000015
【００６７】
Ｐの零ベクトルＣは特異値分解を用いて見出され得る。
【００６８】
更に、カメラの向き及び内部パラメータが見出され得る。ここで、Ｐの左の３ｘ３部分行列ＭがＭ＝ＫＲの形であることに留意されたい。Ｋは上三角行列であり、Ｒは直交行列である。正則行列Ｍは、ＲＱ因数分解を用いてＫとＲとの積へ分解され得る。既に述べたように、キャリブレーション行列Ｋが既知である場合、即ちカメラがキャリブレートされている場合、計算は単純化される。
【００６９】
行列Ｐは、世界座標系中の３Ｄ点Ｘｉと、画像中のＸｉ対応する画像ｘｉとをとり、すべてのｉについてｘｉ＝ＰＸｉを記述することによって、計算され得る。次いで、この行列Ｐを用いて、モバイルデバイス上に表示されたＱＲコードに記述されたモバイルデバイスの位置に基づいて、Ｐ行列から算出したパラメータによって調整されたカメラの位置及び向きが計算され得る。実世界座標中のＱＲコードに対するカメラ位置、即ち、カメラによって捕捉された画像平面の外の三次元の世界に関する座標が、行列Ｃによって提供され、実世界座標系の３つの軸に関するカメラの向き、即ちこれらの軸を考慮したカメラの回転が行列Ｒ中に提供される。
【００７０】
このような計算は、例えばＯｐｅｎＣＶ又はＭａｔｌａｂのＣａｍｅｒａ  Ｃａｌｉｂｒａｔｉｏｎ  Ｔｏｏｌｂｏｘなどの市販のソフトウェアコードを用いて実施され得る。
【００７１】
上記のＰ行列から、システム（即ちレンズ）の焦点距離が抽出され得る。しかしながら、計算速度を速め、上記の行列を解くのに要する処理パワーを抑えるために、焦点距離が事前に提供されてもよい。そのような場合、例えば、焦点距離レンズが固定されているシステムでは、焦点距離が事前設定され得るか、又は入力されている。或いは、監視カメラが焦点距離を自動で決定する方法を用い得る。使用されるレンズの焦点距離を特定するための方法は多数存在する。そのような方法の１つでは、下記の方程式で示す近似値が用いられる（図１０を参照）。
0006484587.tif 000016
【００７２】
この方程式で、ｈ１は高さＨを有する物体の捕捉された高さであり、例えば、図２のグラフィックコードの距離ＬＱ又はモバイルデバイス全体の高さである。Ｌ１はカメラから物体までの距離であり、ｆは使用されているレンズの焦点距離である。画像センサで捕捉された物体の高さｈ１が、カメラから第１の距離  Ｌ１でカメラによって決定され、次いで、画像センサで捕捉された物体の高さｈ２が、第２の距離  Ｌ２でカメラによって決定される（図１１を参照）場合に、焦点距離ｆ  が算出され得る。
0006484587.tif 000017
【００７３】
これを達成するには、物体の２つの捕捉画像間で動いた距離（下記のｄで示す）が、測定されるか又は推定される。
ｄ＝Ｌ１−Ｌ２
【００７４】
物体の実際の高さは位置に関わらず同じであり、下記の結果となる。
0006484587.tif 000018
且つ、
ｈ１Ｌ１＝ｈ２Ｌ２＝ｈ２（Ｌ１−ｄ）
よって、
0006484587.tif 000019
結果として、下記の焦点距離の方程式となる。
0006484587.tif 000020
従って、異なる２つの瞬間で捕捉したグラフィックコード間の所定の距離で、グラフィックコードの２つの画像を捕捉することによって、カメラが焦点距離を算出できる。
【００７５】
他の実施形態では、モバイルデバイスを監視カメラ１４と接触させて保持することによって、監視カメラ１４の位置が決定され得る。モバイルデバイス１０を監視カメラ１４と実質的に同じ地理位置に位置させるために、モバイルデバイス１０はレンズの前部上に保持され得る。モバイルデバイス１０の後部又は前部が監視カメラ１４のレンズのリムと同一平面で保持される場合には、モバイルデバイス１０の方向とモバイルデバイスの方向とが実質的に対応することとなる。更に、監視カメラ１４のロール角をモバイルデバイス１０のロール角に実質的に対応させるために、モバイルデバイス１０を保持しているユーザは、モバイルフォンの実質的に直線状の縁部が監視カメラ１４の実質的に直線状の特徴部と視覚的に位置合わせされるまで、モバイルデバイス１０のロール角を動かし得る。例えば、ユーザが、モバイルデバイスの上端を監視カメラ１４の上端又は上面に平行に保持しようとし得る。モバイルデバイス１０が上述のような位置に保持されると、ユーザは、モバイルデバイス１０によって検出された地理位置、方向、及びロール角のうちの任意の１つ又は任意の組み合わせを少なくとも一時的に記憶するプロセスをトリガする。この記憶プロセスは、ユーザがモバイルデバイス１０上のボタンを押すことによって、又は任意の他のトリガ操作によってトリガされ得る。モバイルデバイス１０は、上述のようにモバイルデバイスのディスプレイ１２上に表示するためのグラフィックコード２２を生成する。グラフィックコード２２は、記憶されたデータ（例えば、地理位置、方向、及び／又はロール角）のうちの少なくとも幾つかを含む。先に述べたように、本明細書においてグラフィックコードはＱＲコードであり得る。モバイルデバイス１０は、監視カメラ１４のレンズから、モバイルデバイス１０のディスプレイが監視カメラ１４自体によって捕捉され得る距離へと移動される。次いで、監視カメラはグラフィックコードを復号し得、どの特徴がグラフィックコードに符号化されているかに応じて、その地理位置、その視認方向、及び／又はそのロール角を決定し得る。
【００７６】
この設定においてロール角は動的であってもよい。即ち、その他の位置データを記憶するようモバイルデバイス１０がトリガされたときに補足された値にロックされなくてよい。次いで、監視カメラ１４は、先に述べたように当該ロール角データで動作し得、ロール角データ従ってＱＲコードは頻繁に更新される。
【００７７】
他の実施形態では、上記のプロセスを用いて、捕捉される画像中の水平レベルを得るために作業員が監視カメラ１４を設置又は保守するのを援助してもよい。上記のいずれの実施形態でも述べられたように、モバイルデバイス１０はカメラの前で保持される。モバイルデバイスのディスプレイ１２上に提示されたグラフィックコードは、少なくともモバイルデバイス１０のロール角に関する情報により頻繁に更新される。カメラは、捕捉されたグラフィックコードの画像と、グラフィックコードが担持する復号された情報とに基づいて、自身のロール角を算出する。即ち、監視カメラが、捕捉された画像とモバイルデバイス１０から提供された情報とに基づいて自身のロール角を算出する。次いで、例えば、監視カメラ自体によって、又は当該カメラに接続されたネットワーク内の演算装置によって、得られた監視カメラのロール角が評価され、ロール角が容認可能か否かを示すために、監視カメラ１４によって生成される音又は光が制御される。音又は光は、ロール角が容認可能であるか、或いは容認可能でないかの何れかを示すために生成され得る。
【００７８】
そのような実装の理解を促すために一例を挙げる。モバイルデバイスが、カメラによって捕捉されるようにグラフィックコードを示しつつ監視カメラ１４の前に保持される。カメラが、監視カメラの光軸の周囲にあり且つ水平線に対して角度付けされている場合、発光ダイオード（ＬＥＤ）が起動して発光する。次いで、カメラを設置又は保守している人物が、ロール角が容認可能であることを示すＬＥＤ発光停止まで、カメラを光軸の周囲で回転させ得る。
【００７９】
カメラ位置の決定時に高度な正確性が求められる場合、モバイルデバイスがカメラの前で移動されるとモバイルデバイス上に表示されたＱＲコード又は他のパターンが更新される必要がある。しかしながら、これは不完全又は破損したＱＲコードを捕捉するというリスクにつながる。カメラが画像を捕捉するフレームレートがモバイルデバイスの表示更新頻度に必ずしも同期していないからである。モバイルデバイスの表示の更新時に捕捉された画像は、古いＱＲコードと新しいＱＲコードとの混合を含み得る。不完全なＱＲコードの捕捉という問題を低減するために、カメラのフレームレートよりも１秒あたり少ない回数でディスプレイ上のパターンが更新されるように、モバイルデバイスの表示更新頻度が低減され得る。例えば、ディスプレイは、カメラによって捕捉されるフレーム２つ又は３つに相当する間隔で更新され得る。それでも、カメラ位置の決定の正確性を低下させ得る遅延が付加され得、且つＱＲコード画像の不必要な複製を処理することを示唆し得る。
【００８０】
これに替えて、不完全なＱＲコードの捕捉リスクが、カメラとディスプレイとの異なる色チャネルを利用することによって低減され得る。ＱＲコードが更新されるとき、コードがまず緑色チャネルで更新される一方、赤及び青色チャネルは依然として前のＱＲコードを示している。次にＱＲコードが更新されるとき、赤及び青色チャネルが更新される一方、緑色チャネルは前と同じＱＲコードを表示する。従って、１つ又は２つの色チャネルが、モバイルデバイスの最も最近の決定位置に対応するＱＲコードを表示し、その他の１つ又は２つの色チャネルが、モバイルデバイスの前の決定位置に対応するＱＲコード表示している状態で、ディスプレイは２つのＱＲコードを同時に表示することとなる。まず色チャネルのうちの１つ（例えば、赤）を更新し、次いで、別の色チャネル（例えば緑）、最後に残りの色チャネル  （例えば青）、という３ステップのプロセスで更新を実施することも可能であり得る。ＱＲコードを地理位置に変換することが、カメラにおいて、１つの、又は適用できる場合には２つの色チャネルで同時に行われる。捕捉された画像の色チャネルの１つが不完全な又は混成されたＱＲコードを含む場合でも、他の色チャネル（一又は複数）が依然としてカメラ位置の決定に使用され得る。有利には、ＱＲコードが、カメラによって捕捉される各画像において一度位置決定される必要があり、次いで、二度（又は、更新が分割される色チャネルの数に応じて、三度）即ち、適用できる色チャネルごとに一度、復号又は位置へと変換される。
【００８１】
そのような更新方式はＱＲコードに限定されず、先に述べたような如何なる種類のパターンにも用いられ得ることを当業者は認識するであろう。この方式はまた、ＲＧＢ（赤、緑、青）色空間に限定されず、モバイルデバイスディスプレイと利用できるカメラとの組み合わせによって任意の色空間で用いられ得る。
【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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【図７】
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【図８−９】
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【図１０】
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【図１１】
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