(57)【要約】【課題】被写体が撮像手段の真下付近を通過する場合でもスムーズに追尾することができる監視カメラ及び監視カメラ制御方法を提供する。【解決手段】カメラ１２の真下を通過する人物の進行方向はある線を垂直に跨ぐ方向に限定できる場合が多いことに着目して真下横切りラインＬｃを事前にカメラ１２に設定しておき、この真下横切りラインＬｃに追尾中の人物が近づいた場合に、この先進むであろう真下横切りラインＬｃに対して線対称の位置にカメラの向きを設定して、カメラ真下通過後の人物を捉えて追尾を再開する。これにより、カメラ真下付近での自動追尾をスムーズに行うことができる。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
被写体を撮像する撮像手段と、
前記撮像手段をパン、チルト方向に移動させる回転台と、
前記撮像手段で撮像された映像に対して追尾対象の被写体を特定するための映像処理を行って前記被写体を追尾するためのパン及びチルト情報を生成する映像処理手段と、
前記映像処理手段で生成されたパン及びチルト情報に従って前記回転台を制御して前記被写体を追尾すると共に、前記被写体が前記撮像手段の真下付近に接近した場合に前記被写体の追尾を一時的に停止してその後の前記被写体の移動方向を予測し、予測した移動方向に対して前記回転台を制御することにより前記撮像手段の向きを変更して前記被写体が前記撮像手段の真下付近を通過した後に追尾を再開する追尾手段と、
を備える監視カメラ。
【請求項２】
前記追尾手段は、前記被写体が前記撮像手段の真下付近に接近した場合、前記撮像手段の真下位置を示す指標に対して線対称の位置に前記回転台を制御することにより前記撮像手段の向きを変更する請求項１に記載の監視カメラ。
【請求項３】
前記追尾手段は、前記撮像手段のパン、チルトによる位置変化を解析して、前記被写体が前記撮像手段の真下付近を通過した場合にその後の前記被写体の移動方向を予測し、予測した移動方向に対して前記回転台を制御することにより前記撮像手段の向きを変更する請求項１に記載の監視カメラ。
【請求項４】
被写体を撮像する撮像手段で撮像された映像に対して追尾対象の被写体を特定するための映像処理を行って前記被写体を追尾するためのパン及びチルト情報を生成する映像処理工程と、
前記映像処理工程で生成されたパン及びチルト情報に従って前記回転台を制御して前記被写体を追尾する追尾工程と、
前記被写体が前記撮像手段の真下付近に接近した場合に前記被写体の追尾を一時的に停止してその後の前記被写体の移動方向を予測し、予測した前記被写体の移動方向に対して前記撮像手段の向きを変更して前記被写体が前記撮像手段の真下付近を通過した後に追尾を再開する追尾再開工程と、
を備える監視カメラ制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、被写体を自動追尾する監視カメラ及び監視カメラ制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、監視カメラには、カメラ本体の撮像方向をパン方向、チルト方向に変える回転台付きのカメラを有し、このカメラをパン、チルト方向に制御すると共にカメラのズーム機能を制御して被写体を自動追尾するものがある（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
【特許文献１】特開２００２−２７４４２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上述した従来の監視カメラにおいては、被写体がカメラの真下付近を通過する場合、被写体が人物であれば、頭や肩部分しか写らないうえに、パン制御を行うと画面が回転する方向に動くことから、パン制御が難しくスムーズに追尾することができないという問題がある。因みに、人物を縦長の物体と想定しているので、頭や肩部分しか写らなくなると、当然ながら人物の特定が困難になる。
【０００５】
本発明は、係る事情に鑑みてなされたものであり、被写体が撮像手段の真下付近を通過する場合でもスムーズに追尾することができる監視カメラ及び監視カメラ制御方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の監視カメラは、被写体を撮像する撮像手段と、前記撮像手段をパン、チルト方向に移動させる回転台と、前記撮像手段で撮像された映像に対して追尾対象の被写体を特定するための映像処理を行って前記被写体を追尾するためのパン及びチルト情報を生成する映像処理手段と、前記映像処理手段で生成されたパン及びチルト情報に従って前記回転台を制御して前記被写体を追尾すると共に、前記被写体が前記撮像手段の真下付近に接近した場合に前記被写体の追尾を一時的に停止してその後の前記被写体の移動方向を予測し、予測した移動方向に対して前記回転台を制御することにより前記撮像手段の向きを変更して前記被写体が前記撮像手段の真下付近を通過した後に追尾を再開する追尾手段と、を備える。
【０００７】
上記構成によれば、被写体が撮像手段の真下付近に接近した場合に、その後の被写体の移動方向を予測して、その方向に対して撮像手段の向きを変更するので、被写体が撮像手段の真下付近を通過した後にスムーズに追尾を再開することが可能となる。
【０００８】
また、本発明の監視カメラは、前記追尾手段は、前記被写体が前記撮像手段の真下付近に接近した場合、前記撮像手段の真下位置を示す指標に対して線対称の位置に前記回転台を制御することにより前記撮像手段の向きを変更する。これは、通常、撮像手段の真下を通過する人物の進行方向は、ある線を垂直に跨ぐ方向に限定できる場合が多いことに着目したものである。
【０００９】
上記構成によれば、撮像手段の真下を横切る線（後述する実施の形態では、「真下横切りライン」と呼んでいる）を事前に設定しておき、この真下横切りラインに追尾中の被写体が近づいた場合には、この先進むであろう真下横切りラインに対して線対称の位置に撮像手段を向け、被写体を待ち構えることで、撮像手段真下付近での自動追尾をスムーズに行うことができる。
【００１０】
また、本発明の監視カメラは、前記追尾手段は、前記撮像手段のパン、チルトによる位置変化を解析して、前記被写体が前記撮像手段の真下付近を通過した場合にその後の前記被写体の移動方向を予測し、予測した移動方向に対して前記回転台を制御することにより前記撮像手段の向きを変更する。
【００１１】
上記構成によれば、撮像手段のパン、チルトによる位置変化を解析して、被写体が撮像手段の真下付近を通過した場合に、その後の移動方向を予測し、その方向に対して撮像手段の向きを変更するので、撮像手段真下付近での自動追尾をスムーズに行うことができる。
【００１２】
また、本発明の監視カメラ制御方法は、被写体を撮像する撮像手段で撮像された映像に対して追尾対象の被写体を特定するための映像処理を行って前記被写体を追尾するためのパン及びチルト情報を生成する映像処理工程と、前記映像処理工程で生成されたパン及びチルト情報に従って前記回転台を制御して前記被写体を追尾する追尾工程と、前記被写体が前記撮像手段の真下付近に接近した場合に前記被写体の追尾を一時的に停止してその後の前記被写体の移動方向を予測し、予測した前記被写体の移動方向に対して前記撮像手段の向きを変更して前記被写体が前記撮像手段の真下付近を通過した後に追尾を再開する追尾再開工程と、を備える。
【００１３】
上記方法によれば、被写体が撮像手段の真下付近に接近した場合に、その後の被写体の移動方向を予測して、その方向に対して撮像手段の向きを変更するので、被写体が撮像手段の真下付近を通過した後にスムーズに追尾を再開することが可能となる。
【発明の効果】
【００１４】
本発明の監視カメラ及び監視カメラ制御方法によれば、被写体が撮像手段の真下付近を通過する場合でもスムーズに追尾することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、本発明を実施するための好適な実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。
【００１６】
（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１に係る監視カメラの概略構成を示すブロック図である。同図において、本実施の形態に係る監視カメラ１は、本監視カメラ１の各部を制御するカメラマイコン１０と、カメラマイコン１０を制御するためのプログラムを格納したフラッシュＲＯＭ（Read Only memory）などの不揮発性のメモリ１１と、被写体を撮像する撮像手段であるカメラ１２と、カメラ１２をパン及びチルト方向に向けるための回転台１３と、カメラ１２のパン方向の原点を検出するためのパン原点センサ１４と、カメラ１２のチルト方向の原点を検出するためのチルト原点センサ１５と、パン原点センサ１４及びチルト原点センサ１５それぞれの検出結果とカメラマイコン１０からのＰＴ（PAN, TILT）制御指示に従って回転台１３を制御するサーボマイコン・モータドライバ１６と、カメラ１２からの映像信号を基に動き検出、フレーム間差分などの処理を行って被写体である人物を特定し、特定した人物とカメラマイコン１０から与えられるＰＴＺ（PAN, TILT, ZOOM）位置情報とを基に追尾用のＰＴＺ制御指示を生成し、カメラマイコン１０に与える映像処理・自動追尾処理ＤＳＰ（Digital Signal Processor）１７とを備える。
【００１７】
カメラ１２は、ズームレンズ部１２１と、このズームレンズ部１２１を介して得られた映像を電気信号に変換するＣＣＤ（Charge Coupled Device）やＣＭＯＳ（Complementary Metal Oxide Semiconductor）等の撮像素子１２２と、映像信号のレベルを一定にする制御を行ってデジタル変換するＡＧＣ（Automatic Gain Control）・Ａ／Ｄ部１２３とを備える。
【００１８】
カメラマイコン１０は、映像処理・自動追尾処理ＤＳＰ１７から入力されるＰＴＺ制御指示に従い、パンとチルトに関するＰＴ制御指示をサーボマイコン・モータドライバ１６に与えて回転台１３のパンモータ１３１とチルトモータ１３２を制御し、ズームに関するＺ制御指示をカメラ１２に与えてズームレンズ部１２１を制御する。また、カメラマイコン１０は、電源投入時にサーボマイコン・モータドライバ１６を制御すると共にカメラ１２のズームレンズ部１２１を制御して原点位置を検出する。カメラマイコン１０は、常時、カメラ１２の位置情報を把握する。
【００１９】
また、カメラマイコン１０は、動作中、常にサーボマイコン・モータドライバ１６から入力されるカメラ１２のパン、チルトの位置情報と、カメラ１２のズームレンズ部１２１から入力されるズーム情報とからＰＴＺ位置情報を生成してこれを映像処理・自動追尾処理ＤＳＰ１７に入力し、また映像処理・自動追尾処理ＤＳＰ１７から入力されるＰＴＺ制御指示に従ってサーボマイコン・モータドライバ１６及びカメラ１２のズームレンズ部１２１を制御して人物を追尾する。
【００２０】
そして、人物がカメラ真下付近に接近した場合は、カメラマイコン１０は、人物の追尾を一時的に停止し、カメラ１２を事前に設定された指標（本実施の形態では「真下横切りライン」と呼ぶ）と線対称の位置に向けて再度人物が登場するのを待ち構える。これは、通常、カメラ１２の真下を通過する人物の進行方向はある線（真下横切りライン）を垂直に跨ぐ方向に限定できる場合が多いことに着目したものであり、事前に指標である真下横切りラインを設定しておき、この真下横切りラインに追尾中の人物が近づいた場合に、この先進むであろう真下横切りラインに対して線対称の位置にカメラ１２を向ける。
【００２１】
図２の（ａ）は被写体である人物２０がカメラ真下付近に接近した場合の様子を斜め上から見た図であり、また（ｂ）は同様子を真上から見た図である。また、図中Ａ，Ｂは、カメラ１２の真下に設定された真下横切りラインＬｃに対して線対称な画角である。なお、この場合、画角Ａ，Ｂは例えば２０度としている。画角Ａで人物２０を捉えると一時的に追尾を止めて、画角Ａと線対称な画角Ｂになるようにパン角度を決定してカメラ１２の位置を変える。そして、この予測位置から追尾を再開する。
【００２２】
このように、本実施の形態に係る監視カメラ１によれば、カメラ１２の真下を通過する人物の進行方向はある線を垂直に跨ぐ方向に限定できる場合が多いことに着目して真下横切りラインＬｃを事前にカメラ１２に設定しておき、この真下横切りラインＬｃに追尾中の人物が近づいた場合に、この先進むであろう真下横切りラインＬｃに対して線対称の位置にカメラ１２の向きを設定して、カメラ真下通過後の人物２０を捉えて追尾を再開するので、カメラ真下付近での自動追尾をスムーズに行うことができる。
【００２３】
（実施の形態２）
前述した実施の形態１では、真下横切りラインＬｃを事前にカメラ１２に設定しておいて、この真下横切りラインＬｃに追尾中の人物が近づいた時に、人物がこの先進むであろう真下横切りラインＬｃに対して線対称の位置にカメラ１２の向きを設定するようにしたが、本実施の形態の監視カメラ１Ａでは、２点のパン情報（追尾開始位置とカメラ真下付近の追尾位置）より、追尾対象の被写体である人物のカメラ真下付近通過後の移動予測を行うものである。装置としての構成は図１と共通であるので、図１を援用することとする。但し、メモリ１１に、カメラマイコン１０が、人物のカメラ真下付近通過後の移動予測を行うための計算プログラムを格納している点に違いがある。以下に、カメラ真下付近通過後の移動予測方法について説明する。
【００２４】
図３はカメラ１２と被写体である人物２０を横方向から見た図であり、また図４はカメラ１２と被写体である人物２０を真上から見た図である。図３及び図４において、３０はカメラ真下と指定している範囲（円）、Ｐ０はカメラ真下位置、Ｐ１は人物の追尾開始位置、Ｐ２は人物がカメラ真下付近にさしかった位置、Ｐ３は人物移動後の予測位置を示している。また、ｈはカメラ１２の地面からの設置高さを示しており、カメラ１２を設置する際に予めカメラ１２に設定されている。
【００２５】
（１）まず、追尾開始時の距離ａ即ちカメラ真下位置Ｐ０から人物の追尾開始位置Ｐ１までの距離を求める。図５に示すように、追尾開始時の距離ａは、カメラ１２の設置高さｈをｔａｎγ１で除算することで求めることができる。即ち、ａ＝ｈ／ｔａｎγ１の式で求めることができる。
【００２６】
（２）次に、カメラ真下と指定している円３０の半径ｂを求める。図６に示すように、円３０の半径ｂは、カメラ１２の高さｈをｔａｎγ２で除算することで求めることができる。即ち、ｂ＝ｈ／ｔａｎγ２の式で求めることができる。
【００２７】
（３）次に、人物の追尾開始位置Ｐ１と人物がカメラ真下付近にさしかかった位置Ｐ２との間を成す角度αを求める。この角度αは、追尾開始時のパン角度γ３から人物がカメラ真下付近にさしかかった時のパン角度γ４を減算することで求めることができる。即ち、α＝パン角度γ３−パン角度γ４の式で求めることができる。
【００２８】
（４）次に、人物の追尾開始位置Ｐ１と人物がカメラ真下付近にさしかかった位置Ｐ２との間の距離ｃを求める。この距離ｃは余弦定理を用いることで求めることができる。即ち、ｃ２＝ａ２＋ｂ２−２ａｂｃｏｓαの式で求めることができる。
【００２９】
（５）次に、カメラ真下位置Ｐ０と人物がカメラ真下付近にさしかかった位置Ｐ２との間を成す角度βを求める。この角度βも余弦定理を用いることで求めることができる。即ち、ｃｏｓβ＝（ａ２＋ｃ２−ｂ２）／２ａｃの式で求めることができる。
【００３０】
（６）次に、人物がカメラ真下付近にさしかかった位置Ｐ２と人物移動後の予測位置Ｐ３との間を成す角度の１／２の角度θを求める。この角度θは、先の工程で求めた角度αとβを用いることで求めることができる。即ち、θ＝１８０°−９０°−β−αの式で求めることができる。
【００３１】
したがって、人物移動後の予測位置Ｐ３は、パン角を、人物がカメラ真下付近にさしかかった位置Ｐ２より更に２θ回転させた位置となる。この場合、チルト角はγ２に定めたので、求めるのはパン角度のみで良い。このようにして人物移動後の予測位置Ｐ３のパン角度が求まる。そして、カメラ１２のパンがγ４に対し２θ移動した角度、チルトがγ２になるようにカメラ１２の向きを制御する。
【００３２】
被写体である人物２０は、概ね直線的に移動してくるが、カメラ真下付近にさしかかる位置までに、その移動方向が少しずつでも変化することが往々にしてあるので、上記した処理（１）〜（６）を短時間毎に繰り返し行うと良い。このようにすると、カメラ真下付近にさしかかる位置の直前で正確な人物移動後の予測位置を得ることができる。
【００３３】
このように、本実施の形態に係る監視カメラ１Ａによれば、カメラ１２の真下位置Ｐ０から追尾対象の被写体である人物２０の追尾開始位置Ｐ１までの距離ａと、カメラ１２の真下と指定している円３０の半径ｂと、カメラ１２の真下位置Ｐ０を中心とした人物の追跡開始位置Ｐ１と人物がカメラ真下付近にさしかかった位置Ｐ２との間の角度α（即ち、追尾開始時のパン角度γ３と人物がカメラ真下付近にさしかかった時のパン角度γ４との差）とを基に、人物２０のカメラ真下付近通過後の移動予測を行い、予測した位置にカメラ位置を設定し直すので、カメラ真下付近での自動追尾をスムーズに行うことができる。
【産業上の利用可能性】
【００３４】
本発明は、被写体が撮像手段の真下付近を通過する場合でも、混乱することなくスムーズに追尾することができるといった効果を有し、被写体を自動追尾する監視カメラシステム等への適用が可能である。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】本発明の実施の形態１に係る監視カメラの概略構成を示すブロック図
【図２】本発明の実施の形態１に係る監視カメラにおける監視カメラ制御方法を説明するための図であり、（ａ）は被写体である人物がカメラ真下付近に接近した場合の様子を斜め上から見た図、（ｂ）は同様子を真上から見た図
【図３】本発明の実施の形態２に係る監視カメラにおける監視カメラ制御方法を説明するための図であり、カメラと被写体である人物を横方向から見た図
【図４】本発明の実施の形態２に係る監視カメラにおける監視カメラ制御方法を説明するための図であり、カメラと被写体である人物を真上から見た図
【図５】図３又は図４における追尾開始時の距離ａの求め方を説明するための図
【図６】図３又は図４におけるカメラ真下と指定している円の半径ｂの求め方を説明するための図
【符号の説明】
【００３６】
１、１Ａ  監視カメラ
１０  カメラマイコン
１１  メモリ
１２  カメラ
１３  回転台
１４  パン原点センサ
１５  チルト原点センサ
１６  サーボマイコン・モータドライバ
１７  映像処理・自動追尾処理ＤＳＰ
２０  人物
３０  カメラ真下と指定している範囲（円）
Ｌｃ  真下横切りライン
Ｐ０  カメラ真下位置
Ｐ１  人物の追尾開始位置
Ｐ２  人物がカメラ真下付近にさしかかった位置
Ｐ３  人物移動後の予測位置
【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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