(57)【要約】【課題】多様な形状を有することを可能とし、様々な撮像装置と雲台装置との組み合わせで構成可能となる、より汎用性の高い画像入力装置を提供する。【解決手段】撮像装置に、撮像装置の重心を通り、パン方向の回転の回転軸に平行な軸を回転軸とする、上記撮像装置の慣性モーメントを示す情報、及び、上記撮像装置の重心を通り、チルト方向の回転の回転軸に平行な軸を回転軸とする上記撮像装置の慣性モーメントを示す情報のうちの少なくともいずれか一方を記憶し、雲台装置は、記憶した情報を読み出し（ステップＳ６０３）、読み出した情報に基づいて、上記モータの制御にかかるパラメータを決定し（ステップＳ６０６）、決定したパラメータに基づいて、モータを制御する（ステップＳ６１０）。【選択図】  図６
2008131184.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
静止画像または動画像を撮影する撮像装置と、上記撮像装置が可換に装着され、上記撮像装置をパン方向またはチルト方向に回転させるモータを含んで構成される回転機構を備えた雲台装置と、を有する画像入力装置であって、
上記撮像装置は、
上記撮像装置の重心を通り、パン方向の回転の回転軸に平行な軸を回転軸とする上記撮像装置の慣性モーメントを示す情報、及び、上記撮像装置の重心を通り、チルト方向の回転の回転軸に平行な軸を回転軸とする上記撮像装置の慣性モーメントを示す情報のうちの少なくともいずれか一方を記憶する第一の記憶手段を備え、
上記雲台装置は、
上記第一の記憶手段に記憶された情報を読み出す第一の読み出し手段と、
上記第一の読み出し手段にて読み出した上記第一の記憶手段に記憶された情報に基づいて、上記モータの制御にかかるパラメータを決定するモータ制御パラメータ決定手段と、
上記モータ制御パラメータ決定手段にて決定したパラメータに基づいて、上記モータを制御するモータ制御手段と、を備えることを特徴とする画像入力装置。
【請求項２】
上記第一の記憶手段は、さらに、上記撮像装置の質量を示す情報と、上記撮像装置の重心位置を示す情報とを記憶し、
上記雲台装置は、さらに、上記パン方向の回転の回転軸の位置、及び、上記チルト方向の回転の回転軸の位置のうちの少なくともいずれか一方を記憶する第二の記憶手段を備え、
上記モータ制御パラメータ決定手段は、上記第一の記憶手段に記憶された情報に加えて、上記第二の記憶手段にて記憶した情報に基づいて、上記モータの制御にかかるパラメータを決定することを特徴とする請求項１に記載の画像入力装置。
【請求項３】
上記第二の記憶手段は、さらに、上記雲台装置の一部であって、上記パン方向の回転の回転軸を回転軸として回転する部分の上記パン方向の回転の回転軸を回転軸とする慣性モーメントを示す情報、及び、上記雲台装置の一部であって、上記チルト方向の回転の回転軸を回転軸として回転する部分の上記チルト方向の回転の回転軸を回転軸とする慣性モーメントを示す情報のうちの少なくともいずれか一方を記憶することを特徴とする請求項２に記載の画像入力装置。
【請求項４】
上記雲台装置は、さらに、上記雲台装置の一部であって、上記パン方向の回転の回転軸を回転軸として回転する部分の上記パン方向の回転の回転軸を回転軸とする慣性モーメントを示す情報、及び、上記雲台装置の一部であって、上記チルト方向の回転の回転軸を回転軸として回転する部分の上記チルト方向の回転の回転軸を回転軸とする慣性モーメントを示す情報のうちの少なくともいずれか一方を記憶する第三の記憶手段を備え、
上記モータ制御パラメータ決定手段は、上記第一の記憶手段に記憶された情報に加えて、上記第三の記憶手段にて記憶した情報に基づいて、上記モータの制御にかかるパラメータを決定することを特徴とする請求項１に記載の画像入力装置。
【請求項５】
静止画像または動画像を撮影する撮像装置と、上記撮像装置が可換に装着されるアダプタ装置と、上記アダプタ装置が可換に装着され、上記撮像装置と上記アダプタ装置とから成る系をパン方向またはチルト方向に回転させるモータを含んで構成される回転機構を備えた雲台装置と、を有する画像入力装置であって、
上記アダプタ装置は、
上記撮像装置と上記アダプタ装置とから成る系の重心を通り、パン方向の回転の回転軸に平行な軸を回転軸とする上記撮像装置と上記アダプタ装置とから成る系の慣性モーメントを示す情報、及び、上記撮像装置と上記アダプタ装置とから成る系の重心を通り、チルト方向の回転の回転軸に平行な軸を回転軸とする上記撮像装置と上記アダプタ装置とから成る系の慣性モーメントを示す情報のうちの少なくともいずれか一方を記憶する第四の記憶手段を備え、
上記雲台装置は、
上記第四の記憶手段に記憶された情報を読み出す第二の読み出し手段と、
上記第二の読み出し手段にて読み出した上記第四の記憶手段に記憶された情報に基づいて、上記モータの制御にかかるパラメータを決定するモータ制御パラメータ決定手段と、
上記モータ制御パラメータ決定手段にて決定したパラメータに基づいて、上記モータを制御するモータ制御手段と、を備えることを特徴とする画像入力装置。
【請求項６】
上記第四の記憶手段は、さらに、上記撮像装置と上記アダプタ装置とから成る系の質量を示す情報と、上記撮像装置と上記アダプタ装置とから成る系の重心位置を示す情報とを記憶し、
上記雲台装置は、さらに、上記パン方向の回転の回転軸の位置、及び、上記チルト方向の回転の回転軸の位置のうちの少なくともいずれか一方を記憶する第五の記憶手段を備え、
上記モータ制御パラメータ決定手段は、上記第四の記憶手段に記憶された情報に加えて、上記第五の記憶手段にて記憶した情報に基づいて、上記モータの制御にかかるパラメータを決定することを特徴とする請求項５に記載の画像入力装置。
【請求項７】
上記第五の記憶手段は、さらに、上記雲台装置の一部であって、上記パン方向の回転の回転軸を回転軸として回転する部分の上記パン方向の回転の回転軸を回転軸とする慣性モーメントを示す情報、及び、上記雲台装置の一部であって、上記チルト方向の回転の回転軸を回転軸として回転する部分の上記チルト方向の回転の回転軸を回転軸とする慣性モーメントを示す情報のうちの少なくともいずれか一方を記憶することを特徴とする請求項６に記載の画像入力装置。
【請求項８】
上記雲台装置は、さらに、上記雲台装置の一部であって、上記パン方向の回転の回転軸を回転軸として回転する部分の上記パン方向の回転の回転軸を回転軸とする慣性モーメントを示す情報、及び、上記雲台装置の一部であって、上記チルト方向の回転の回転軸を回転軸として回転する部分の上記チルト方向の回転の回転軸を回転軸とする慣性モーメントを示す情報のうちの少なくともいずれか一方を記憶する第六の記憶手段を備え、
上記モータ制御パラメータ決定手段は、上記第四の記憶手段に記憶された情報に加えて、上記第六の記憶手段にて記憶した情報に基づいて、上記モータの制御にかかるパラメータを決定することを特徴とする請求項５に記載の画像入力装置。
【請求項９】
上記モータ制御手段は、サーボ制御系の一部であって、上記モータ制御パラメータは、サーボ制御にかかるパラメータであることを特徴とする請求項１又は５に記載の画像入力装置。
【請求項１０】
上記サーボ制御系は、比例制御、積分制御、及び微分制御のいずれか、またはこれらの組み合わせを含む方式で実現され、
上記モータ制御パラメータは、上記サーボ制御系における比例ゲイン、積分ゲインまたは微分ゲインのうちの少なくともいずれか一つを含むことを特徴とする請求項９に記載の画像入力装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、静止画像または動画像を撮影する撮像装置と、上記撮像装置が可換に装着され、上記撮像装置をパン方向またはチルト方向に回転させるモータを含んで構成される回転機構を備えた雲台装置とから成る画像入力装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、撮像装置を雲台装置に可換に装着可能であり、撮像装置の有する、撮像装置のレンズの質量を示す情報に基づいて、雲台装置のパン・チルト機構を構成するステッピングモータの駆動電圧と駆動速度とを決定する画像入力装置が開示されている。これによれば、雲台装置のパン・チルト機構を構成するステッピングモータにかかる制御の変更を容易に行うことができ、様々なレンズを有する撮像装置に対応可能な汎用性の高い画像入力装置を提供することができる。
【０００３】
【特許文献１】特開平８−１３５８８９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記雲台装置のパン・チルト機構を構成するモータ（以下、パン・チルトモータ）の駆動トルクやサーボ機構における制御にかかるパラメータ（以下、モータ制御パラメータ）は、撮像装置のレンズを含む可動部の質量だけで決定している。しかしながら、この決定方法が適当であるとは必ずしも言えない。なぜなら、モータ制御パラメータを決定する本質的要素は、雲台装置のパン回転軸、チルト回転軸を回転軸とする可動部の慣性モーメントだからである。モータ制御パラメータを可動部の質量だけで決定する場合、画像入力装置の形状、撮像装置と雲台装置との組み合わせは、可動部の質量の変化にほぼ比例して慣性モーメントが変化していなければならない、という制約を受ける。例えば、可動部の質量が変化する場合、その形状を変化させながら、上記制約を満足することは困難であるため、その形状を大きく変化させることは困難である。したがって、多様な形状や様々な撮像装置と雲台装置との組み合わせで構成可能となる、より汎用性の高い画像入力装置を提供することは困難であった。
【０００５】
そこで、本発明は、多様な形状を有することを可能とし、様々な撮像装置と雲台装置との組み合わせで構成可能となる、より汎用性の高い画像入力装置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】
本発明の画像入力装置は、静止画像または動画像を撮影する撮像装置と、上記撮像装置が可換に装着され、上記撮像装置をパン方向またはチルト方向に回転させるモータを含んで構成される回転機構を備えた雲台装置と、を有する画像入力装置であって、上記撮像装置は、上記撮像装置の重心を通り、パン方向の回転の回転軸に平行な軸を回転軸とする上記撮像装置の慣性モーメントを示す情報、及び、上記撮像装置の重心を通り、チルト方向の回転の回転軸に平行な軸を回転軸とする上記撮像装置の慣性モーメントを示す情報のうちの少なくともいずれか一方を記憶する第一の記憶手段を備え、上記雲台装置は、上記第一の記憶手段に記憶された情報を読み出す第一の読み出し手段と、上記第一の読み出し手段にて読み出した上記第一の記憶手段に記憶された情報に基づいて、上記モータの制御にかかるパラメータを決定するモータ制御パラメータ決定手段と、上記モータ制御パラメータ決定手段にて決定したパラメータに基づいて、上記モータを制御するモータ制御手段と、を備えることを特徴とする。
また、本発明の画像入力装置は、静止画像または動画像を撮影する撮像装置と、上記撮像装置が可換に装着されるアダプタ装置と、上記アダプタ装置が可換に装着され、上記撮像装置と上記アダプタ装置とから成る系をパン方向またはチルト方向に回転させるモータを含んで構成される回転機構を備えた雲台装置と、を有する画像入力装置であって、上記アダプタ装置は、上記撮像装置と上記アダプタ装置とから成る系の重心を通り、パン方向の回転の回転軸に平行な軸を回転軸とする上記撮像装置と上記アダプタ装置とから成る系の慣性モーメントを示す情報、及び、上記撮像装置と上記アダプタ装置とから成る系の重心を通り、チルト方向の回転の回転軸に平行な軸を回転軸とする上記撮像装置と上記アダプタ装置とから成る系の慣性モーメントを示す情報のうちの少なくともいずれか一方を記憶する第四の記憶手段を備え、上記雲台装置は、上記第四の記憶手段に記憶された情報を読み出す第二の読み出し手段と、上記第二の読み出し手段にて読み出した上記第四の記憶手段に記憶された情報に基づいて、上記モータの制御にかかるパラメータを決定するモータ制御パラメータ決定手段と、上記モータ制御パラメータ決定手段にて決定したパラメータに基づいて、上記モータを制御するモータ制御手段と、を備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、多様な形状を有することを可能とし、様々な撮像装置と雲台装置との組み合わせで構成可能となる、より汎用性の高い画像入力装置を提供することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
本実施形態の画像入力装置１０（１００〜１４０）の構成について図１のブロック図を参照して説明する。
【０００９】
１００（１０１〜１１３を含む）は雲台装置である。１０１は雲台装置１００全体を制御するＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ）である。１０２は変更を必要としないプログラムやパラメータを格納するＲＯＭ（Ｒｅａｄ  Ｏｎｌｙ  Ｍｅｍｏｒｙ）である。
【００１０】
ＲＯＭ１０２には、パン回転軸１０９およびチルト回転軸１１２の座標（原点および座標軸の取り方を後述する）を示す情報が記憶されている。また、ＲＯＭ１０２には、パン回転軸１０９、パン回転台１１０、チルトモータ１１１、チルト回転軸１１２、チルト回転台１１３から成る系（以下、これらを雲台可動部と記述する）のパン回転軸１０９を回転軸とする慣性モーメントを示す情報が記憶されている。更にＲＯＭ１０２には、チルト回転軸１１２、チルト回転台１１３（以下、これらをチルト回転台１１３等と記述する）のチルト回転軸１１２を回転軸とする慣性モーメントとを示す情報が記憶されている。さらに、ＲＯＭ１０２には、パン回転軸１０９またはチルト回転軸１１２を回転軸とする慣性モーメントの値に応じたモータ制御パラメータの値がテーブルとして記憶されている。
【００１１】
１０３は外部装置などから供給されるプログラムやデータを一時記憶するＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｍｅｍｏｒｙ）である。１０４はＬＡＮ（Ｌｏｃａｌ  Ａｒｅａ  Ｎｅｔｗｏｒｋ）等のネットワーク１６０に接続するためのネットワークインターフェースである。１０５はアダプタ１２０に接続するためのアダプタインターフェース（以下、アダプタＩ／Ｆ）である。
【００１２】
１０６はモータドライバである。本実施形態においては、パンモータ１０８およびチルトモータ１１１の制御は速度（回転数）サーボ制御であり、一般的なＰＩ制御系により実現されているものとして説明する。この場合、操作量は、モータが、例えば、ＤＣモータであれば電流であり、超音波モータであれば、周波数とするのが一般的であるが、本発明はモータの種別や操作量に限定されるものではない。モータドライバ１０６はＣＰＵ１０１からアクセス可能なレジスタを有する。レジスタの一例を図２に示す。
【００１３】
２０１は書き込み可能なレジスタであり、パンモータ１０８の動作にかかるコマンドを書き込むパンモータコマンドレジスタである。コマンドには回転開始、回転停止等がある。２０２は読み出しのみ可能なレジスタであり、パンモータ１０８が回転中であるか、停止中であるかの状態を示すパンモータ回転中／停止中レジスタである。２０３は読み出しのみ可能なレジスタであり、パンモータ１０８に内蔵されたロータリーエンコーダの出力信号に基づいて、パンモータ１０８の現在の回転角度を示すパンモータ回転角度レジスタである。２０４は読み出しのみ可能なレジスタであり、パンモータ１０８に内蔵されたロータリーエンコーダの出力信号に基づいて、パンモータ１０８の現在の回転数（回転速度）を示すパンモータ回転数レジスタである。
【００１４】
２０５は読み出し書き込み可能なレジスタであり、回転を開始したパンモータ１０８が停止する目標角度を設定するパンモータ目標回転角度レジスタである。２０６は読み出し書き込み可能なレジスタであり、回転を開始したパンモータ１０８の最大回転数を設定するパンモータ最大回転するレジスタである。２０７は読み出し書き込み可能なレジスタであり、パンモータ１０８に対するＰＩ制御系の比例ゲインを設定するパンモータ比例ゲインレジスタである。２０８は読み出し書き込み可能なレジスタであり、パンモータ１０８に対するＰＩ制御系の積分ゲインを設定するパンモータ積分ゲインレジスタである。
【００１５】
以上、パンモータに対するレジスタを説明したが、モータドライバ１０６はチルトモータに対しても同様のレジスタ２２１〜２２８を有している。なお、レジスタはパンモータ１０８またはチルトモータ１１１の駆動にかかるものであれば、これらに限られるものではないことは言うまでもない。さらに、パンモータ１０８およびチルトモータ１１１の制御は、速度サーボ制御ではなく、例えば、位置（回転角度）サーボ制御でもよく、また、ＰＩ制御系でなくてもよいことは言うまでもない。
【００１６】
１０７は１０１〜１０６等の各ユニットを通信可能に接続するシステムバスである。１０８はパン回転軸１０９を通して動力を伝達し、パン回転台１１０をパン方向に回転させるパンモータである。１０９はパンモータ１０８の動力をパン回転台１１０に伝達するパン回転軸である。１１０は、チルトモータ１１１、チルト回転軸１１２、チルト回転台１１３、アダプタ１２０、撮像装置１４０を乗せ、パンモータ１０８から伝達された動力により、パン方向に回転するパン回転台である。
【００１７】
１１１はチルト回転軸１１２を通して動力を伝達し、チルト回転台１１３をチルト方向に回転させるチルトモータである。１１２はチルトモータ１１１の動力をチルト回転台１１３に伝達するチルト回転軸である。１１３は、アダプタ１２０、撮像装置１４０を乗せ、チルトモータ１１１から伝達された動力により、チルト方向に回転するチルト回転台である。
【００１８】
１２０は撮像装置１４０と雲台装置１００を接続するためのアダプタである。アダプタ１２０は撮像装置１４０に装着可能な形状であり、撮像装置１４０の機種毎に異なる形状である。また、アダプタ１２０はチルト回転台１１３にも装着可能な形状である。アダプタ１２０はチルト回転台１１３に可換に装着可能である。１２１は雲台装置１００に接続するための雲台装置インターフェース（雲台装置Ｉ／Ｆ）である。１２２は撮像装置１４０に接続するための撮像装置インターフェース（撮像装置Ｉ／Ｆ）である。
【００１９】
１２３は、撮像装置１４０とアダプタ１２０から成る系（以下、撮像装置１４０等）の重心を通り、パン回転軸１０９に平行な軸を回転軸とする撮像装置１４０等の慣性モーメントと、撮像装置１４０等の重心を通り、チルト回転軸１１２に平行な軸を回転軸とする撮像装置１４０等の慣性モーメントと、撮像装置１４０等の質量と、撮像装置１４０等の重心座標（原点および座標軸の取り方を後述する）を示す情報を記憶する撮像装置等慣性モーメント等記憶回路である。
【００２０】
１４０は静止画像または動画像を撮影する撮像装置である。撮像装置はアダプタ１２０に可換に装着可能である。また、図１において、１６０は画像入力装置１０とパーソナルコンピュータ（ＰＣ）１８０を接続するＬＡＮ等のネットワークである。ＰＣ１８０は画像入力装置１０の制御端末たるパーソナルコンピュータ（以下、ＰＣ）である。ＰＣ１８０はユーザの指示に基づいて、画像入力装置１０に、画像入力装置１０の制御にかかるコマンド、すなわちパン・チルト動作、撮影等にかかるコマンドを送出する。
【００２１】
ＲＯＭ１０２および撮像装置等慣性モーメント等記憶回路１２３に記憶されている各座標の原点および座標軸の取り方を、図３を参照して説明する。図３は雲台装置１００が初期状態にあるときの画像入力装置１０の正面図（ａ）および左側面図（ｂ）である。このとき、チルト回転台１１３のアダプタ１２０の底面と接する面は水平面にある。
【００２２】
原点は全ての座標に対して共通な空間上の任意の一点とする。すなわち、撮像装置１４０等は雲台装置１００に対して可換でありながら、雲台装置１００のＲＯＭ１０２に記憶されているパン回転軸１０９およびチルト回転軸１１２の座標も、アダプタ１２０の撮像装置等慣性モーメント等記憶回路１２３に記憶されている撮像装置１４０等の重心座標も共通の原点とする。本実施形態においては、原点は、アダプタ１２０の、図３（ａ）正面図における左端最奥の角およびこれに接するチルト回転台１１３上の一点とする。
【００２３】
座標系は鉛直方向をｚ軸とした直交座標系とし、チルト回転軸１１２と垂直にｘ軸を取り、チルト回転軸１１２と平行にｙ軸を取る。
【００２４】
すると、パン回転軸１０９（ｌ0p）は、ｘ＝ｘ0p、ｙ＝ｙ0p、チルト回転軸１１２（ｌ0t）は、ｘ＝ｘ0t、ｚ＝ｚ0t、撮像装置１４０等の重心座標はｇ（ｘg、ｙg、ｚg）と表せる。ここで、ｘ0p、ｙ0p、ｘ0t、ｚ0t、ｘg、ｙg、ｚgは定数である。
【００２５】
ＲＯＭ１０２に記憶されている情報を、図４を参照して説明する。図４（ａ）は雲台装置１００の形状等にかかる定数である。４０１（ｘ0p）はパン回転軸１０９のｘ座標である。４０２（ｙ0p）はパン回転軸１０９のｙ座標である。４０３（ｘ0t）はチルト回転軸１１２のｘ座標である。４０４（ｚ0t）はチルト回転軸１１２のｚ座標である。４０５（ｉ0p）は雲台可動部のパン回転軸１０９を回転軸とする慣性モーメントである。４０６（ｉ0t）はチルト回転台１１３等のチルト回転軸１１２を回転軸とする慣性モーメントである。
【００２６】
図４（ｂ）はパン回転軸１０９またはチルト回転軸１１２を回転軸とする慣性モーメントの値に応じたモータ制御パラメータの値を示すテーブル（以下、モータ制御パラメータテーブル）の一例である。本実施形態においては、慣性モーメントの値に応じて、モータ制御パラメータとして、比例ゲインと積分ゲインの値が記憶されている。例えば、４２１（ｇp1）は、慣性モーメントの値がｉ1以上ｉ2未満のときに使用する比例ゲインの値であり、４２２（ｇi1）は慣性モーメントの値がｉ1以上ｉ2未満のときに使用する積分ゲインの値である。なお、モータ制御パラメータはパンモータ１０８およびチルトモータ１１１の制御にかかるパラメータであれば、これらに限られるものではないことは言うまでもない。さらに、パンモータ１０８およびチルトモータ１１１の制御は、速度サーボ制御ではなく、例えば、位置（回転角度）サーボ制御でもよく、また、ＰＩ制御系でなくてもよいことは言うまでもない。
【００２７】
撮像装置等慣性モーメント等記憶回路１２３に記憶されている情報を、図５を参照して説明する。５０１（ｉgp）は撮像装置１４０等の重心を通り、パン回転軸１０９に平行な軸を回転軸とする撮像装置１４０等の慣性モーメントである。５０２（ｉgt）は撮像装置１４０等の重心を通り、チルト回転軸１１２に平行な軸を回転軸とする撮像装置１４０等の慣性モーメントである。５０３（ｍ）は撮像装置１４０等の質量である。５０４（ｘg）は撮像装置１４０等の重心のｘ座標である。５０５（ｙg）は撮像装置１４０等の重心のｙ座標である。５０６（ｚg）は撮像装置１４０等の重心のｚ座標である。
【００２８】
画像入力装置１０の動作について図６、７のフローチャートを参照して説明する。図６はＣＰＵ１０１の動作フローチャートである。
【００２９】
ステップＳ６０１において、ＣＰＵ１０１は、撮像装置１４０等がチルト回転台１１２に装着されるのを待機する。撮像装置１４０等がチルト回転台１１２に装着されたのを検出するとステップＳ６０２に進む。撮像装置１４０のチルト回転台１１２への装着の検出は、例えば、ＣＰＵ１０１が、アダプタＩ／Ｆ１０５、雲台装置Ｉ／Ｆ１２１、撮像装置Ｉ／Ｆ１２２を介して、撮像装置１４０と通信することにより行うことができる。また、例えば、撮像装置１４０等のチルト回転台１１３への装着時にアダプタＩ／Ｆ１０５に接続され、ＣＰＵ１０１に撮像装置１４０等の装着を通知する信号線を設けることより行ってもよい（図８参照）。
【００３０】
ステップＳ６０２において、ＣＰＵ１０１は、撮像装置等慣性モーメント等記憶回路１２３から、撮像装置１４０等の重心を通り、パン回転軸１０９に平行な軸を回転軸とする撮像装置１４０等の慣性モーメントｉgp、撮像装置１４０等の重心を通り、チルト回転軸１１２に平行な軸を回転軸とする撮像装置１４０等の慣性モーメントｉgt、撮像装置１４０等の質量ｍ、撮像装置１４０等の重心のｘ座標ｘg、撮像装置１４０等の重心のｙ座標ｙg、撮像装置１４０等の重心のｚ座標ｚgをＲＡＭ１０３に読み出し、ステップＳ６０３に進む。
【００３１】
ステップＳ６０３において、ＣＰＵ１０１は、ＲＯＭ１０２から、パン回転軸１０９のｘ座標ｘ0p、パン回転軸１０９のｙ座標ｙ0p、チルト回転軸１１２のｘ座標ｘ0t、チルト回転軸１１２のｚ座標ｚ0t、雲台可動部のパン回転軸１０９を回転軸とする慣性モーメントｉ0p、チルト回転台１１３等のチルト回転軸１１２を回転軸とする慣性モーメントｉ0tをＲＡＭ１０３に読み出し、ステップＳ６０４に進む。
【００３２】
ステップＳ６０４において、ＣＰＵ１０１は、次式(１)及び（２）により、パン回転軸１０９を回転軸とする撮像装置１４０等と雲台可動部とから成る系（以下、パン可動部）の慣性モーメントＩpと、チルト回転軸１１２を回転軸とする撮像装置１４０等とチルト回転台１１３等から成る系（以下、チルト可動部）の慣性モーメントＩtの値を算出し、ステップＳ６０５に進む。
【００３３】
【数１】
2008131184.tif 000003
【００３４】
ステップＳ６０５において、ＣＰＵ１０１は、ＲＯＭ１０２に記憶されているモータ制御パラメータテーブルをＲＡＭ１０３に読み出し、ステップＳ６０６に進む。
【００３５】
ステップＳ６０６において、ＣＰＵ１０１は、モータ制御パラメータテーブルを参照して、ステップＳ６０４にて算出したパン可動部の慣性モーメントの値に応じた比例ゲインおよび積分ゲインの値をそれぞれモータドライバ１０６のパンモータ比例ゲインレジスタ２０７、パンモータ積分ゲインレジスタ２０８に書き込む。また、ステップＳ６０４にて算出したチルト可動部の慣性モーメントの値に応じた比例ゲインおよび積分ゲインの値をそれぞれモータドライバ１０６のチルトモータ比例ゲインレジスタ２２７、チルトモータ積分ゲインレジスタ２２８に書き込む。次いで、ステップＳ６０７に進む。
【００３６】
ステップＳ６０７において、ＣＰＵ１０１は、撮像装置１４０等がチルト回転台１１３から抜去されたか否かを判別する。撮像装置１４０等がチルト回転台１１３から抜去されたことを検出すると、処理を終了する。すなわち、ステップＳ６０１に戻る。そうでない場合、ステップＳ６０８に進む。
【００３７】
ステップＳ６０８において、ＣＰＵ１０１は、ＰＣ１８０から雲台装置１００のパン・チルト動作を指示するパン・チルトコマンドを受領したか否かを判別する。パン・チルトコマンドにはモータドライバ１０６のパンモータ目標回転角度レジスタ２０５、パンモータ最大回転数レジスタ２０６、チルチルトモータ目標回転角度レジスタ２２５、チルトモータ最大回転数レジスタ２２６への設定値が含まれている。ＣＰＵ１０１は、パン・チルトコマンドを受領した場合、ステップＳ６０９に進む。そうでない場合、ステップＳ６０７に戻る。
【００３８】
即ち、ステップＳ６０７〜Ｓ６０８において、ＣＰＵ１０１は、撮像装置１４０等がチルト回転台１１３に装着されていることを確認しつつ、ＰＣ１８０からのパン・チルトコマンドの受領を待機し、パン・チルトコマンドを受領すると、ステップＳ６０９に進む。
【００３９】
ステップＳ６０９において、ＣＰＵ１０１はステップＳ６０８にて受領したパン・チルトコマンドにて指示されたパンモータ１０８の目標回転角度と最大回転数とをそれぞれパンモータ目標回転角度レジスタ２０５、パンモータ最大回転数レジスタ２０６に書込む。また、チルトモータ１１１の目標回転角度と最大回転数とをそれぞれチルトモータ目標回転角度レジスタ２２５、チルトモータ最大回転数レジスタ２２６に書き込む。次いで、ステップＳ６１０に進む。
【００４０】
ステップＳ６１０において、ＣＰＵ１０１は、モータドライバ１０６の、パンモータコマンドレジスタ２０１およびチルトモータコマンドレジスタ２２１にモータの回転開始を指示する回転開始コマンドを書き込み、ステップＳ６１１に進む。
【００４１】
ステップＳ６１１において、ＣＰＵ１０１は、モータドライバ１０６のパンモータ回転中／停止中レジスタ２０２およびチルトモータ回転中／停止中レジスタ２２２の値を読み出し、パンモータ１０８およびチルトモータ１１１が停止中であるか否かを判別する。モータが停止中である場合は、ステップＳ６０７に戻る。そうでない場合は、モータが停止するまで待機して、モータが停止したら、ステップＳ６０７に戻る。
【００４２】
図７はモータドライバ１０６の動作フローチャートである。モータドライバ１０６はパンモータ１０８およびチルトモータ１１１を独立に制御する。以下、パンモータ１０８の制御についてのみ説明し、チルトモータ１１１の制御についてはパンモータ１０８と同様であるので略す。
【００４３】
ステップＳ７０１において、モータドライバ１０６は、パンモータコマンドレジスタ２０１に回転開始コマンドが書き込まれるのを待機する。パンモータコマンドレジスタ２０１に回転開始コマンドが書き込まれると、ステップＳ７０２に進む。
【００４４】
ステップＳ７０２において、モータドライバ１０６は、パンモータ１０８に駆動信号の出力を開始し、ステップＳ７０３に進む。モータドライバ１０６は、パンモータ目標回転角度レジスタ２０５およびパンモータ最大回転数レジスタ２０６の値に応じてあらかじめ定められた所定のシーケンス制御、具体的には、加速制御、定速制御、減速制御を行う。このとき、ＰＩ制御系の比例ゲイン、積分ゲインの値として、それぞれパンモータ比例ゲインレジスタ２０７、パンモータ積分ゲインレジスタ２０８の値を使用する。
【００４５】
ステップＳ７０３において、モータドライバ１０６は、パンモータ１０８に内蔵されたロータリーエンコーダの出力信号から得られる回転角度とパンモータ目標回転角度レジスタ２０５の値とを比較し、目標回転角度に到達したか否かを判別する。目標回転角度に到達した場合、ステップＳ７０４に進む。そうでない場合、目標回転角度に到達するのを待機し、目標回転角度に到達したら、ステップＳ７０４に進む。
【００４６】
ステップＳ７０４において、モータドライバ１０６はパンモータ１０８への駆動信号の出力を停止し、パンモータ回転中／停止中レジスタ２０２の値を、停止中を示す値にし、処理を終了する。すなわち、ステップＳ７０１に戻る。
【００４７】
ところで、本実施形態は、ＲＯＭ１０２に、雲台可動部のパン回転軸１０９を回転軸とする慣性モーメントを示す情報と、チルト回転台１１３等のチルト回転軸１１３を回転軸とする慣性モーメントとを示す情報が記憶されている形態とした。しかし、パン回転軸１０９を回転軸とする雲台可動部の慣性モーメントおよびチルト回転軸１０８を回転軸とするチルト回転台１１３等の慣性モーメントが、それぞれ、パン回転軸１０９を回転軸とする撮像装置１４０等の慣性モーメント、チルト回転軸１１２を回転軸とする撮像装置１４０等の慣性モーメントより十分小さいとき、これらの情報を記憶しなくてもよい。
【００４８】
この場合、ステップＳ６０３において、ＣＰＵ１０１は、ＲＯＭ１０２から、パン回転軸１０９のｘ座標ｘ0p、パン回転軸１０９のｙ座標ｙ0p、チルト回転軸１１２のｘ座標ｘ0t、チルト回転軸１１２のｚ座標ｚ0tをＲＡＭ１０３に読み出す。
【００４９】
また、ステップＳ６０４において、ＣＰＵ１０１は、次式（３）及び（４）により、パン回転軸１０９を回転軸とするパン可動部の慣性モーメントＩpと、チルト回転軸１１２を回転軸とするチルト可動部の慣性モーメントＩtの値を算出する。
【００５０】
【数２】
2008131184.tif 000004
【００５１】
この場合、ステップＳ６０２において、ＣＰＵ１０１は、撮像装置等慣性モーメント等記憶回路１２３から、撮像装置１４０等の重心を通り、パン回転軸１０９に平行な軸を回転軸とする撮像装置１４０等の慣性モーメントｉgp、撮像装置１４０等の重心を通り、チルト回転軸１１２に平行な軸を回転軸とする撮像装置１４０等の慣性モーメントｉgtをＲＡＭ１０３に読み出す。
【００５２】
また、ステップＳ６０３はスキップする。また、ステップＳ６０４において、ＣＰＵ１０１は、次式（５）及び（６）により、パン回転軸１０９を回転軸とするパン可動部の慣性モーメントＩpと、チルト回転軸１１２を回転軸とするチルト可動部の慣性モーメントＩtの値を算出する。
【００５３】
【数３】
2008131184.tif 000005
【００５４】
本実施形態は、ＲＯＭ１０２に、パン回転軸１０９およびチルト回転軸１１２の座標を示す情報が記憶されており、撮像装置等慣性モーメント等記憶回路１２３に、撮像装置１４０等の質量と、撮像装置１４０等の重心座標を示す情報が記憶されている形態とした。しかし、画像入力装置１０の形状が、撮像装置１４０等の重心が常にパン回転軸１０９またはチルト回転軸１１２近傍を通るような形状である場合、これらの情報を記憶しなくてもよい。
【００５５】
この場合、ステップＳ６０２において、ＣＰＵ１０１は、撮像装置等慣性モーメント等記憶回路１２３から、撮像装置１４０等の重心を通り、パン回転軸１０９に平行な軸を回転軸とする撮像装置１４０等の慣性モーメントｉgp、撮像装置１４０等の重心を通り、チルト回転軸１１２に平行な軸を回転軸とする撮像装置１４０等の慣性モーメントｉgtをＲＡＭ１０３に読み出す。
【００５６】
また、ステップＳ６０３において、ＣＰＵ１０１は、ＲＯＭ１０２から、雲台可動部のパン回転軸１０９を回転軸とする慣性モーメントｉ0p、チルト回転台１１３等のチルト回転軸１１２を回転軸とする慣性モーメントｉ0tをＲＡＭ１０３に読み出す。
【００５７】
また、ステップＳ６０４において、ＣＰＵ１０１は、次式（７）及び（８）により、パン回転軸１０９を回転軸とするパン可動部の慣性モーメントＩpと、チルト回転軸１１２を回転軸とするチルト可動部の慣性モーメントＩtの値を算出する。
【００５８】
【数４】
2008131184.tif 000006
【００５９】
本実施形態においては、パンモータ１０８およびチルトモータ１１１の制御は速度（回転数）サーボ制御であり、一般的なＰＩ制御系により実現されているものとし、モータ制御パラメータとして、比例ゲインと積分ゲインを例示して説明した。しかし、本発明はモータの種別、制御系の種別、モータ制御パラメータたるパラメータの種別等により限定されるものではない。
【００６０】
例えば、モータは、ＤＣモータであっても、超音波モータであっても、ステッピングモータであってもよい。また、制御系はクローズドループであっても、オープンループであってもよい。また、モータ制御パラメータたるパラメータは、例えば、比例ゲイン、積分ゲイン、微分ゲインを含んでいてもよい。また、例えば、ＤＣモータである場合、駆動電流値を含んでいてもよいし、ステッピングモータである場合、駆動電圧値、または駆動電流値を含んでいてもよい。これらをモータ制御パラメータとする場合、ＲＯＭ１０２に記憶されたモータ制御パラメータテーブルの内容を、これらを含むものとし、モータドライバ１０６にこれらの値を設定するレジスタを備えることで、容易に実現可能である。
【００６１】
以上、本実施形態によれば、アダプタ１２０とチルト回転台１１３の形状や構造を、互いに装着可能な形状や構造に規定するだけで、その他の部分に依存しない、様々な撮像装置と雲台装置との組み合わせで構成可能となる。よって、より汎用性の高い画像入力装置を提供することが可能となる。
【００６２】
なお、本実施形態は、画像入力装置は撮像装置１４０とアダプタ１２０と雲台装置１００とから構成される形態としたが、撮像装置は、アダプタを介さず、直接、雲台装置に装着可能な形態であってもよい。この場合、撮像装置等慣性モーメント等記憶回路１２３は撮像装置に備えればよい。
【図面の簡単な説明】
【００６３】
【図１】本発明の実施の形態に係る画像入力装置の構成を示すブロック図である。
【図２】本発明の実施の形態に係るモータドライバのレジスタ構成の一例を示す図である。
【図３】本発明の実施の形態に係るＲＯＭおよび撮像装置等慣性モーメント等記憶回路に記憶されている各座標の原点および座標軸の取り方を説明をするための図である。
【図４】本発明の実施の形態に係るＲＯＭに記憶されている情報の一例を示す図である。
【図５】本発明の実施の形態に係る撮像装置等慣性モーメント等記憶回路に記憶されている情報を示す図である。
【図６】本発明の実施の形態に係るＣＰＵの動作を説明するためのフローチャートである。
【図７】本発明の実施の形態に係るモータドライバの動作を説明するためのフローチャートである。
【図８】本発明の実施の形態に係る撮像装置のチルト回転台への装着の検出方法の一例を説明するための図である。
【符号の説明】
【００６４】
１０  画像入力装置
１０１  ＣＰＵ
１０２  ＲＯＭ
１０３  ＲＡＭ
１０５  アダプタＩ／Ｆ
１０６  モータドライバ
１０７  システムバス
１０８  パンモータ
１０９  パン回転軸
１１０  パン回転台
１１１  チルトモータ
１１２  チルト回転軸
１１３  チルト回転台
１２０  アダプタ
１２１  雲台装置Ｉ／Ｆ
１２２  撮像装置Ｉ／Ｆ
１２３  撮像装置等慣性モーメント等記憶回路
１４０  撮像装置
【図１】
2008131184.tif 000007
【図２】
2008131184.tif 000008
【図３】
2008131184.tif 000009
【図４】
2008131184.tif 000010
【図５】
2008131184.tif 000011
【図６】
2008131184.tif 000012
【図７】
2008131184.tif 000013
【図８】
2008131184.tif 000014