(57)【要約】【課題】複数の駆動操作を１ストロークで可能とし、かつ直感的な視野指定が可能なカメラ視野制御方法を提供する。【解決手段】駆動部制御装置Ｄは位置姿勢検出装置Ｅから、位置姿勢検出装置Ｅの位置姿勢情報を受信する。駆動部制御装置Ｄの位置姿勢検出部３０２は、これをディスプレイＣに対する位置姿勢情報に変換する。移動量変換部３０４にて、単位時間内に受信した位置姿勢情報に基づき位置姿勢検出装置Ｅの装置受光部の移動量を計算する。駆動信号発生部３０６にて、上記処理によって得られた移動量を、カメラ駆動部Ｂを制御するための駆動部制御値に変換する。変換された制御値は、カメラ駆動部Ｂに送出される。カメラ駆動部Ｂは、駆動部制御装置Ｄから受信した制御値に応じて、サーボモータを駆動する。【選択図】　　　　図４
2004080304.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
駆動部を有するカメラの視野を制御するカメラ視野制御方法であって、
表示装置に表示された前記カメラの映像に対する操作子の位置及び姿勢を、前記操作子から送出された情報に基づいて検出するステップと、
前記検出するステップにおいて検出された位置及び姿勢を前記駆動部の制御値に変換するステップと、
前記変換するステップにおいて変換された制御値に基づいて前記駆動部を制御するステップと
を備えることを特徴とするカメラ視野制御方法。
【請求項２】
前記表示装置は輝点の走査により映像を表示し、
前記操作子は前記輝点を受光することにより前記情報を送出する
ことを特徴とする請求項１に記載のカメラ視野制御方法。
【請求項３】
駆動部を有するカメラの視野を制御するカメラ視野制御方法であって、
位置姿勢検出装置が赤外線、音波または磁気変動を用いて算出した、操作子に対する前記位置姿勢検出装置の位置を示す情報を、前記位置姿勢検出装置から受信するステップと、
前記受信するステップにおいて受信した位置を示す情報に基づいて、前記カメラの映像を表示する表示装置に対する前記操作子の位置及び姿勢を検出するステップと、
前記検出するステップにおいて検出された位置及び姿勢を前記駆動部の制御値に変換するステップと、
前記変換するステップにおいて変換された制御値に基づいて前記駆動部を制御するステップと
を備えることを特徴とするカメラ視野制御方法。
【請求項４】
駆動部を有するカメラの視野を制御するカメラ視野制御装置であって、
表示装置に表示されたカメラの映像に対する操作子の位置及び姿勢を、前記操作子からの情報に基づいて検出する検出手段と、
前記検出手段により検出された位置及び姿勢を前記駆動部の制御値に変換する変換手段と、
前記変換手段により変換された制御値に基づいて前記駆動部を制御する制御手段と
を備えることを特徴とするカメラ視野制御装置。
【請求項５】
前記表示装置は輝点の走査により映像を表示し、
前記操作子は前記輝点を受光することにより前記情報を送出する
ことを特徴とする請求項４に記載のカメラ視野制御装置。
【請求項６】
駆動部を有するカメラの視野を制御するカメラ視野制御装置であって、
位置姿勢検出装置が赤外線、音波または磁気変動を用いて算出した、操作子に対する前記位置姿勢検出装置の位置を示す情報を、前記位置姿勢検出装置から受信する受信手段と、
前記受信手段により受信した位置を示す情報に基づいて、前記カメラの映像を表示する表示装置に対する前記操作子の位置及び姿勢を検出する検出手段と、
前記検出手段により検出された位置及び姿勢を前記駆動部の制御値に変換する変換手段と、
前記変換手段により変換された制御値に基づいて前記駆動部を制御する制御手段と
を備えることを特徴とするカメラ視野制御装置。
【請求項７】
駆動部を有するカメラの視野を制御するコンピュータに対し、
表示装置に表示された前記カメラの映像に対する操作子の位置及び姿勢を、前記操作子から送出された情報に基づいて検出するステップと、
前記検出するステップにおいて検出された位置及び姿勢を前記駆動部の制御値に変換するステップと、
前記変換するステップにおいて変換された制御値に基づいて前記駆動部を制御するステップと
を実行させることを特徴とするコンピュータプログラム。
【請求項８】
前記表示装置は輝点の走査により映像を表示し、
前記操作子は前記輝点を受光することにより前記情報を送出する
ことを特徴とする請求項７に記載のコンピュータプログラム。
【請求項９】
駆動部を有するカメラの視野を制御するコンピュータに対し、
位置姿勢検出装置が赤外線、音波または磁気変動を用いて算出した、操作子に対する前記位置姿勢検出装置の位置を示す情報を、前記位置姿勢検出装置から受信するステップと、
前記受信するステップにおいて受信した情報に基づいて、前記カメラの映像を表示する表示装置に対する前記操作子の位置及び姿勢を検出するステップと、
前記検出するステップにおいて検出された位置及び姿勢を前記駆動部の制御値に変換するステップと、
前記変換するステップにおいて変換された制御値に基づいて前記駆動部を制御するステップと
を実行させることを特徴とするコンピュータプログラム。
【請求項１０】
請求項７ないし９のいずれかに記載のコンピュータプログラムを記録したことを特徴とするコンピュータ読み取り可能な記録媒体。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、カメラ視野制御方法、カメラ視野制御装置、コンピュータプログラム、及びコンピュータ読み取り可能な記録媒体に関し、より詳細には、監視カメラ機器におけるカメラ視野の制御を行うカメラ視野制御方法、その制御を行うカメラ視野制御装置、監視カメラ制御を実行するためのコンピュータプログラム、及びそのコンピュータプログラムを記録した記録媒体に関する。
【０００２】
【従来の技術】
セキュリティ等において利用される監視カメラは、視野範囲の確保、及び解像度確保の観点から駆動部を有するＴＶカメラ（以下、「駆動カメラ」という）が利用されることが多い。一般に、駆動カメラを制御する場合、ジョイステイック等の２次元ユーザインターフェース及びボタン操作の組み合わせで、水平方向、垂直方向、光軸方向の回転、及びレンズズーム制御、フォーカス制御を行う方式が一般的である。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来のカメラ制御ユーザインターフェースでは、ジョイスティック等の２次元ユーザインターフェースとボタン操作とを組み合わせている。このため、視野を移動しながらのフォーカス操作、移動を伴う監視対象を追跡しながらのズーム操作といった複数の操作を組み合わせた制御が困難であるという問題があった。また、従来のカメラ制御ユーザインターフェースは、ズーム場所の直感的な指定等には不向きであるという問題があった。
【０００４】
本発明はこのような問題に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、３次元的操作が可能なデバイスを用い、カメラ視野制御をデバイスの移動、回転等の３次元操作にて行うことで、複数の駆動操作を１ストロークで可能とし、かつ直感的な視野指定が可能なカメラ視野制御方法、カメラ視野制御装置、コンピュータプログラム、及びコンピュータ読み取り可能な記録媒体を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明の請求項１に記載の発明は、駆動部（Ｂ）を有するカメラ（Ａ）の視野を制御するカメラ視野制御方法であって、表示装置（Ｃ）に表示された前記カメラ（Ａ）の映像に対する操作子（Ｅ）の位置（Ｐｄｔ）及び姿勢（Ｒｄｔ）を、前記操作子（Ｅ）から送出された情報（Ｐｐｔ，Ｒｐｔ）に基づいて検出するステップ（Ｓ１、Ｓ２）と、前記検出するステップ（Ｓ１、Ｓ２）において検出された位置（Ｐｄｔ）及び姿勢（Ｒｄｔ）を前記駆動部（Ｂ）の制御値（ΔＰａｎ，ΔＴｉｌｔ，ΔＺｏｏｍ，ΔＦｏｃｕｓ）に変換するステップ（Ｓ３、Ｓ４）と、前記変換するステップにおいて変換された制御値（ΔＰａｎ，ΔＴｉｌｔ，ΔＺｏｏｍ，ΔＦｏｃｕｓ）に基づいて前記駆動部（Ｂ）を制御するステップとを備えることを特徴とする。
【０００６】
また、請求項２に記載の発明は、請求項１に記載のカメラ視野制御方法において、前記表示装置（Ｃ）は輝点の走査により映像を表示し、前記操作子（Ｅ）は前記輝点を受光することにより前記情報（Ｐｐｔ，Ｒｐｔ）を送出することを特徴とする。
【０００７】
また、請求項３に記載の発明は、駆動部（Ｂ）を有するカメラ（Ａ）の視野を制御するカメラ視野制御方法であって、位置姿勢検出装置（Ｅ２）が赤外線、音波または磁気変動を用いて算出した、操作子（Ｅ１）に対する前記位置姿勢検出装置（Ｅ２）の位置を示す情報を、前記位置姿勢検出装置（Ｅ１）から受信するステップと、前記受信するステップにおいて受信した位置を示す情報に基づいて、前記カメラ（Ａ）の映像を表示する表示装置（Ｃ）に対する前記操作子（Ｅ１）の位置及び姿勢を検出するステップ（Ｓ１、Ｓ２）と、前記検出するステップにおいて検出された位置及び姿勢を前記駆動部（Ｂ）の制御値に変換するステップ（Ｓ３、Ｓ４）と、前記変換するステップにおいて変換された制御値に基づいて前記駆動部（Ｂ）を制御するステップとを備えることを特徴とする。
【０００８】
また、請求項４に記載の発明は、駆動部（Ｂ）を有するカメラ（Ａ）の視野を制御するカメラ視野制御装置であって、表示装置（Ｃ）に表示されたカメラ（Ａ）の映像に対する操作子（Ｅ）の位置（Ｐｄｔ）及び姿勢（Ｒｄｔ）を、前記操作子（Ｅ）からの情報（Ｐｐｔ，Ｒｐｔ）に基づいて検出する検出手段（３０２）と、前記検出手段（３０２）により検出された位置（Ｐｄｔ）及び姿勢（Ｒｄｔ）を前記駆動部（Ｂ）の制御値（ΔＰａｎ，ΔＴｉｌｔ，ΔＺｏｏｍ，ΔＦｏｃｕｓ）に変換する変換手段（３０４）と、前記変換手段（３０４）により変換された制御値（ΔＰａｎ，ΔＴｉｌｔ，ΔＺｏｏｍ，ΔＦｏｃｕｓ）に基づいて前記駆動部（Ｂ）を制御する制御手段（３０６）とを備えることを特徴とする。
【０００９】
また、請求項５に記載の発明は、請求項４に記載のカメラ視野制御装置において、前記表示装置（Ｃ）は輝点の走査により映像を表示し、前記操作子（Ｅ）は前記輝点を受光することにより前記情報（Ｐｐｔ，Ｒｐｔ）を送出することを特徴とする。
【００１０】
また、請求項６に記載の発明は、駆動部（Ｂ）を有するカメラ（Ａ）の視野を制御するカメラ視野制御装置であって、位置姿勢検出装置（Ｅ２）が赤外線、音波または磁気変動を用いて算出した、操作子（Ｅ１）に対する前記位置姿勢検出装置（Ｅ２）の位置を示す情報を、前記位置姿勢検出装置（Ｅ２）から受信する受信手段と、前記受信手段により受信した位置を示す情報に基づいて、前記カメラ（Ａ）の映像を表示する表示装置（Ｃ）に対する前記操作子（Ｅ１）の位置及び姿勢を検出する検出手段（７０２）と、前記検出手段（７０２）により検出された位置及び姿勢を前記駆動部（Ｂ）の制御値に変換する変換手段（７０４）と、前記変換手段（７０４）により変換された制御値に基づいて前記駆動部を制御する制御手段（３０６）とを備えることを特徴とする。
【００１１】
また、請求項７に記載の発明は、コンピュータプログラムであって、駆動部（Ｂ）を有するカメラ（Ａ）の視野を制御するコンピュータ（Ｄ）に対し、表示装置（Ｃ）に表示された前記カメラ（Ａ）の映像に対する操作子（Ｅ）の位置（Ｐｄｔ）及び姿勢（Ｒｄｔ）を、前記操作子（Ｅ）から送出された情報（Ｐｐｔ，Ｒｐｔ）に基づいて検出するステップ（Ｓ１、Ｓ２）と、前記検出するステップにおいて検出された位置（Ｐｄｔ）及び姿勢（Ｒｄｔ）を前記駆動部（Ｂ）の制御値（ΔＰａｎ，ΔＴｉｌｔ，ΔＺｏｏｍ，ΔＦｏｃｕｓ）に変換するステップ（Ｓ３、Ｓ４）と、前記変換するステップにおいて変換された制御値（ΔＰａｎ，ΔＴｉｌｔ，ΔＺｏｏｍ，ΔＦｏｃｕｓ）に基づいて前記駆動部（Ｂ）を制御するステップとを実行させることを特徴とする。
【００１２】
また、請求項８に記載の発明は、請求項７に記載のコンピュータプログラムにおいて、前記表示装置（Ｃ）は輝点の走査により映像を表示し、前記操作子（Ｅ）は前記輝点を受光することにより前記情報（Ｐｐｔ，Ｒｐｔ）を送出することを特徴とする。
【００１３】
また、請求項９に記載の発明は、駆動部（Ｂ）を有するカメラ（Ａ）の視野を制御するコンピュータに対し、位置姿勢検出装置（Ｅ２）が赤外線、音波または磁気変動を用いて算出した、操作子（Ｅ１）に対する前記位置姿勢検出装置（２）の位置を示す情報を、前記位置姿勢検出装置（Ｅ２）から受信するステップと、前記受信するステップにおいて受信した情報に基づいて、前記カメラ（Ａ）の映像を表示する表示装置（Ｃ）に対する前記操作子（Ｅ１）の位置及び姿勢を検出するステップ（Ｓ１、Ｓ２）と、前記検出するステップにおいて検出された位置及び姿勢を前記駆動部（Ｂ）の制御値に変換するステップ（Ｓ３、Ｓ４）と、前記変換するステップにおいて変換された制御値に基づいて前記駆動部（Ｂ）を制御するステップとを実行させることを特徴とする。
【００１４】
また、請求項１０に記載の発明は、コンピュータ読み取り可能な記録媒体であって、請求項７ないし９のいずれかに記載のコンピュータプログラムを記録したことを特徴とする。
【００１５】
以上の特徴より、本発明では、カメラ視野制御をデバイスの移動、回転等の３次元操作にて行うことで複数の駆動操作を１ストロークで可能とし、かつ直感的な視野指定が可能なカメラ制御インターフェースを提供することが可能である。
【００１６】
【発明の実施の形態】
（第１実施形態）
以下、図面を参照し、本発明の実施の形態について詳細に説明する。
【００１７】
図１は、本実施形態に係る全体システムの概略を示す構成図である。本発明に係るシステムは、カメラＡと、カメラ駆動部Ｂと、ディスプレイＣと、駆動部制御装置Ｄと、位置姿勢検出装置Ｅとを含んでいる。
【００１８】
カメラ駆動部Ｂは、カメラＡにおけるカメラ視野の水平方向、垂直方向、光軸方向の回転、及びレンズズームアップ、ズームダウン、フォーカス制御を行う。ディスプレイＣは、カメラＡが撮影した映像を表示する表示部である。位置姿勢検出装置Ｅは、自身の位置及び姿勢を検出可能に構成されたデバイス（操作子）である。なお、位置姿勢検出装置Ｅの詳細な構成については後述する。
【００１９】
駆動部制御装置Ｄは、位置姿勢検出装置Ｅによって得られた位置姿勢検出装置Ｅ自身の位置及び姿勢を、カメラ視野の水平方向、垂直方向、光軸方向の回転、及びレンズズームアップ、ズームダウン、フォーカス等の制御を行うための制御値に変換し、カメラ駆動部Ｂを制御するものである。この駆動制御装置Ｄは、本発明のカメラ視野制御装置として機能する。具体的には、駆動制御装置ＤはＣＰＵ、ＲＡＭやＲＯＭの他、キーボード、マウス、あるいは位置姿勢検出装置Ｅから送出された情報（位置姿勢情報）の受信やカメラ駆動部Ｂへ制御値の送出を行う入出力（Ｉ／Ｏ）インタフェースを含むパーソナルコンピュータ等により構成することができる。なお、駆動制御装置Ｄの詳細な構成については後述する。
【００２０】
本発明では、上記のような構成により、ディスプレイＣに対する位置姿勢検出装置Ｅの位置姿勢に応じてカメラＡの視野を制御する。以上の特徴より、従来発明とは計算機の構成及び処理の方式が異なっている。
【００２１】
次に、位置姿勢検出装置Ｅの構成について説明する。位置姿勢検出装置Ｅとしては、受光素子及びＣＲＴディスプレイを用いた位置方向検出方式を用いることができる。また、位置姿勢検出装置Ｅとして、赤外線検出器、音波検出器、磁気変動検出器、ステレオ方式検出器を用いることも可能である。
【００２２】
本実施形態では、位置姿勢検出装置Ｅとして、特開２００１−１７５４０５号公報「３次元位置・姿勢計測装置及びその方法並びに記録媒体」に開示された装置を利用するものとする。当該装置は、ＣＲＴの電子銃走査光を受光し、装置受光部の位置姿勢を逐次出力する装置であり、位置に対して３自由度、方向に対して３自由度の入力が可能である。ここで、位置姿勢検出装置ＥはディスプレイＣに対する位置及び方向を逐次検出するものとし、その移動量は駆動部制御装置Ｄに送信され駆動部制御信号に変換された後、カメラ駆動部Ｂを動作させる。カメラ駆動部Ｂは、パン、チルト、ロール方向の制御を行うサーボモータ及び、ズーム、フォーカスを制御する駆動系を具備するものとする。
【００２３】
図２は、本実施形態における装置受光部の構成図である。ここで、装置受光部２の受光素子として、光の強度を電気信号に変換する複数の受光素子が用いられている。受光素子Ｌは、レンズＩを通過した光の投影面Ｊ上に複数個設置されている。受光素子Ｌの数は最小３個あればよいが、５個以上配置して、任意の３点または４点により３次元位置・姿勢の計測を行うことで、任意の時間間隔で広範囲にわたる計測が可能となる。ディスプレイＣの表示面Ｆは、一定周期で電子ビームの照射を受けており、矢印Ｇのように高輝度スポットが高速移動することになる。ここで任意の受光素子ＬとレンズＩの中心を結ぶ直線と表示面Ｆの交点（例えば、交点Ｈ）上を高輝度スポットが通過したとき、受光素子Ｌの出力はピークを持つ。
【００２４】
図３は、位置姿勢検出装置Ｅの構成を示すブロック図である。同図において、ピーク検出部４は、予め設定された閾値により各受光素子Ｌのピーク値を検出する。このピークの発生した時間とディスプレイＣの表示面Ｆの垂直表示開始時間の時間遅れを求めることで、画面上のどこが交点であったかを計測することができる。カウンタ５は、ディスプレイＣの垂直描画開始信号をリセット信号として、所定の周期で１ずつインクリメントしてカウントし（あるいは、所定の計時信号をカウントしてもよい）、垂直描画開始からの時刻をカウントする。そのカウント速度は、ディスプレイＣにおける電子ビームの照射位置を十分な精度で検出できるほどの速度であるものとする。その出力は、ＡＮＤゲート６に送られる。ＡＮＤゲート６は、ピーク検出部４の信号を受けて各受光素子Ｌ毎にカウントの出力を不能動化（ピーク不検出時）あるいは能動化（ピーク検出時）する。
【００２５】
対応関係位置決定部７は、複数時刻におけるディスプレイＣ上の輝点表示位置座標、及び装置受光部２上のその投影像の位置座標を記録時刻に従って対応付ける。３次元位置算出部８は、対応づけられた複数（３点以上）の輝点表示位置座標及びその投影像の位置座標の集合からディスプレイＣの輝点走査面を基準とした装置受光部２の３次元位置・姿勢を計算するものである。
【００２６】
以上の装置受光部２、ピーク検出部４、カウンタ５、ＡＮＤゲート６、対応関係位置決定部７及び３次元位置算出部８は、本実施形態の位置姿勢検出装置Ｅを構成する。なお、符号Ｎは受光部、Ｍは集光部を示している。
【００２７】
次に、上記のように構成された位置姿勢検出装置Ｅの動作を詳細に説明する。
【００２８】
ピーク検出部４でいずれかの受光素子Ｌのピーク値が検出されたとする。このピーク値の発生した時間とディスプレイＣの表示面Ｆの垂直表示開始時間の時間遅れを求めることで、画面上のどこが交点であったかを計測する。ここでピーク値を検出するとＡＮＤゲート６に送る。
【００２９】
一方、カウンタ５は、ディスプレイＣの同期信号（垂直描画開始信号）を検出すると、これをリセット信号としてカウントを開始する。同期信号を検出しない場合には、‘カウンタ値＋１’としてその出力をＡＮＤゲート６に送る。ＡＮＤゲート６では、ピーク値を検出した受光素子Ｌ毎にカウンタ値を対応関係位置決定部７へ送信する。
【００３０】
対応関係位置決定部７は、このカウンタ値をディスプレイＣのスポット表示位置（Ｘｐ，Ｙｐ）に変換するとともに、ピーク値を出力した受光素子Ｌの位置（Ｘｒ、Ｙｒ）と、その時のスポット表示位置（Ｘｐ、Ｙｐ）を記録する。３次元位置算出部８は、３点以上の（Ｘｐ、Ｙｐ、Ｘｒ、Ｙｒ）及び装置受光部２の集光部の焦点距離ｆから装置受光部２の位置Ｐｐｔ＝（Ｘｐｔ，Ｙｐｔ，Ｚｐｔ）及び姿勢Ｒｐｔ＝（αｐｔ，βｐｔ，γｐｔ）を計算することができる。
【００３１】
この具体的な演算方法は、３点による計測の場合には、文献「出口光一郎　“射影幾何学によるＰｎＰカメラ問題の統一的解放”　情報処理シンポジウム、Ｖｏｌ．９０，ｐｐ４１−５０，１９９０」に示されているような演算手法で、４点による計測の場合では、文献（Ｒ．Ｊ．Ｈｏｌｔ　ａｎｄ　Ａ．Ｎ．Ｎｅｔｒａｖａｌｉ．　Ｃａｍｅｒａ　ｃａｌｉｂｒａｔｉｏｎ　ｐｒｏｂｌｅｍ：Ｓｏｍｅ　ｎｅｗ　ｒｅｓｕｌｔｓ．　Ｃｏｍｐｕｔｅｒ　Ｖｉｓｉｏｎ，　Ｇｒａｐｈｉｃｓ，　ａｎｄ　Ｉｍａｇｅ　Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ：　Ｉｍａｇｅ　Ｕｎｄｅｒｓｔａｎｄｉｎｇ，　Ｖｏｌ．５４，　Ｎｏ．３，　ＰＰ．３６８−３８３，　１９９１．）や、文献「加藤晃市他“能動的図形更新によるカメラキャリブレーション”電子情報通信学会、信学技報、ＰＲＵ９４−１１２（１９９５−０１）、３９〜４６頁」、特開平７−２７０１２４号公報に示されているような演算手法で受光装置２の３次元位置及び姿勢を計算し出力する。また、３点以上の複数点による３次元位置・姿勢の演算方法は、文献「Ｒ、Ｍ、Ｈａｒａｌｉｃｋ、Ｃ．Ｌｅｅ、Ｋ．Ｏｔｔｅｎｂｅｒｇ、ａｎｄ　Ｍ．Ｎｏｌｌｅ、“Ｒｅｖｉｅｗ　ａｎｄ　ａｎａｌｙｓｉｓ　ｏｆ　ｓｏｌｕｔｉｏｎｓ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｔｈｒｅｅ　ｐｏｉｎｔ　ｐｅｒｓｐｅｃｔｉｖｅ　ｐｏｓｅ　ａｓｔｉｍａｔｉｏｎ　ｐｒｏｂｌｅｍ”、Ｐｒｏｃ．ＣＶＰＲ９１，１９９１」に示されている。
【００３２】
図４に駆動部制御装置内における処理ブロック図を示す。駆動部制御装置Ｄは、少なくとも位置姿勢検出部３０２、移動量変換部３０４、及び駆動信号発生部３０６を含んでいる。位置姿勢検出部３０２は、位置姿勢検出装置Ｅから受信した情報に基づき、ディスプレイＣに表示されたカメラＡの映像に対する位置姿勢検出装置Ｅの位置及び姿勢を検出する。移動量変換部３０４は、位置姿勢検出部３０２により検出された位置姿勢検出装置Ｅの位置及び姿勢をカメラ駆動部Ｂの制御値に変換する。駆動信号発生部３０６は、移動量変換部３０４により変換された制御値に基づいてカメラ駆動部Ｂを制御する。
【００３３】
図５は、カメラ駆動部Ｂの座標系である。本実施形態において、カメラＡのＸ軸を中心とする回転角はＴｉｌｔ、Ｙ軸を中心とする回転角はＰａｎ、Ｚ軸を中心とする回転角はＲｏｔａｔｉｏｎ、カメラＡのＺ軸方向のレンズの位置をＺｏｏｍ、及びカメラＡの焦点の位置をＦｏｃｕｓとする。また、図６は、位置姿勢検出装置Ｅの座標系である。本実施形態において、位置姿勢検出装置ＥのＸ軸を中心とする回転角はα、Ｙ軸を中心とする回転角はβ、Ｚ軸を中心とする回転角はγで表される。
【００３４】
駆動部制御装置Ｄでは、以下のステップで位置姿勢検出装置Ｅから出力される位置姿勢情報を受信し、カメラ駆動部Ｂの制御信号を送信する。以下、図７のフローチャートを参照し、駆動部制御装置Ｄにより実行される具体的な処理について説明する。なお、本発明は、後述する機能を実現するコンピュータプログラムのプログラムコードを記録した記録媒体を駆動制御装置Ｄに供給することにより、該駆動制御装置ＤのＣＰＵが記録媒体に格納されたプログラムコードをＲＡＭ等の揮発性メモリに読み出して実行することにより達成される。ここで、コンピュータ読み取り可能な記録媒体としては、例えばＲＯＭやフラッシュＲＯＭ、フレキシブルディスク、ハードディスク、光磁気ディスク、光ディスク、ＣＤ−ＲＯＭ、ＣＤ−Ｒ、磁気テープ、あるいは不揮発性のメモリカードなどを用いることができるが、本発明はこれらに限定されるものではない。
【００３５】
（ステップＳ１）
まず、駆動部制御装置Ｄは位置姿勢検出装置Ｅから、位置姿勢情報として、装置受光部２の位置Ｐｐｔ＝（Ｘｐｔ，Ｙｐｔ，Ｚｐｔ）、姿勢Ｒｐｔ＝（αｐｔ，βｐｔ，γｐｔ）を受信する。
【００３６】
（ステップＳ２）
駆動部制御装置Ｄの位置姿勢検出部３０２は、受信した値に下記関係式を適用して、ディスプレイＣに対する位置・姿勢情報Ｐｄｔ、Ｒｄｔに変換する。
Ｐｄｔ＝Ｃｐ（Ｘｐｔ＋　Ｗｘ，Ｙｐｔ＋　Ｗｙ，Ｚｐｔ＋　Ｗｚ）　　　（１）
Ｒｄｔ＝（αｐｔ＋　Ｗα，βｐｔ＋　Ｗβ，γｐｔ＋　Ｗγ）　　　　　　（２）
ここで、
Ｃｐ，Ｗｘ，Ｗｙ，Ｗｚ，Ｗα，Ｗβ，Ｗγ
は、重み係数であり、予め計測しておくものとする。また、
Ｐｄｔ＝（Ｘｄｔ，Ｙｄｔ，Ｚｄｔ）、Ｒｄｔ＝（αｄｔ，βｄｔ，γｄｔ）
とする。このようにして、ディスプレイＣに表示されたカメラＡの映像に対する位置姿勢検出装置Ｅの位置及び姿勢を、位置姿勢検出装置Ｅから送出された情報に基づいて検出する処理が実現される。
【００３７】
（ステップＳ３）
移動量変換部３０４にて、単位時間内に位置姿勢検出装置Ｅから受信した位置姿勢情報に基づき、装置受光部２の移動量を下記の式より計算する。
ΔＰｄｔ＝Ｐｄｔ−Ｐｄｔ−１　　　　　　　　　　　　　　　（３）
【００３８】
（ステップＳ４）
駆動信号発生部３０６にて、上記処理によって得られた移動量を、以下の式によりカメラ駆動部Ｂを制御するための駆動部制御値に変換する。
ΔＰａｎ＝αｄｔ，ΔＴｉｌｔ＝βｄｔ，ΔＺｏｏｍ＝ΔＺｄｔ，ΔＦｏｃｕｓ＝γｄｔ（４）
なお、カメラ光軸方向にカメラ駆動部Ｂの回転機構がある場合は、Ｒｏｔａｔｉｏｎ＝γｄｔとしてもよい。その場合は切り替えスイッチ等により、動作モードの変更を行うことができる。また、必要に応じてΔＰａｎ＝ΔＸｄｔ、ΔＴｉｌｔ　＝ΔＹｄｔとしてもよい。このようにして、ステップＳ１において検出された位置及び姿勢をカメラ駆動部Ｂの制御値に変換する処理が実現される。
【００３９】
変換された制御値は、カメラ駆動部Ｂに送出される。カメラ駆動部Ｂは、駆動部制御装置Ｄから受信した制御値に応じて、サーボモータを駆動しカメラを制御する。以上の処理によって、位置姿勢検出装置ＥのディスプレイＣに対する動作に応じて、カメラ視野の制御が可能となるため複数の駆動操作が１ストロークで可能となる。また、直感的な視野指定が可能なカメラ制御インターフェースを提供することができる。
【００４０】
（第２実施形態）
上述の実施形態では位置姿勢検出装置として特開２００１−１７５４０５号公報「３次元位置・姿勢計測装置及びその方法並びに記録媒体」に開示された装置を用いたが、これに代えて、赤外線検出器、音波検出器、磁気変動検出器、ステレオ方式検出器を用いてもよい。
【００４１】
図８に、本発明の第２実施形態による駆動装置内部の処理ブロック図を示す。同図において、図４と同一の符号が付されたものは、上述したものと同一の機能を有することを示している。
【００４２】
赤外線検出器、音波検出器、磁気変動検出器、ステレオ検出器は、いずれも発信器、受信器の組み合わせで動作し、互いの相対位置を逐次検出するものである。例えば赤外線検出器の場合、発信器として赤外線発光装置、受信器として複数のマイク等を用いる。また、ステレオ方式検出器の場合、発信器として図形等が描かれたマーカー、受信器として単一または複数のカメラ等を用いる。本実施形態では、以上説明した発信器を位置姿勢入力部Ｅ１、受信器を位置姿勢検出装置Ｅ２とする。なお、この組み合わせは逆であっても良いものとする。
【００４３】
位置姿勢入力部Ｅ１は、赤外線、音波、磁気を発信し、あるいは図形等を表示する。位置姿勢検出装置Ｅ２は、位置姿勢入力部Ｅ１からの情報に基づき、位置姿勢入力部Ｅ１に対する自身の相対位置及び姿勢を計算し、駆動部制御装置Ｄ１に送信する。
【００４４】
駆動部制御装置Ｄ１は相対位置姿勢検出部７０２、移動量変換部７０４、及び駆動信号発生部３０６を有する。位置姿勢検出部７０２は、位置姿勢検出装置Ｅ２から送信される位置姿勢情報を、ディスプレイＣに対する位置・姿勢情報に変換する。移動量変換部７０４は、ディスプレイＣに対する位置・姿勢情報を装置受光部２の移動量に変換する。
【００４５】
以下、処理の流れについて説明する。受信器（位置姿勢検出装置Ｅ２）は、発信器（位置姿勢入力部Ｅ１）に対する自身の相対位置Ｐｒｔ＝（Ｘｒｔ，Ｙｒｔ，Ｚｒｔ）、及び姿勢Ｒｒｔ＝（αｒｔ，βｒｔ，γｒｔ）を逐次計算し、駆動部制御装置Ｄ１へ送信する。このようにして、駆動部制御装置Ｄ１は、位置姿勢検出装置Ｅ２が赤外線、音波または磁気変動を用いて算出した、操作子Ｅ１に対する位置姿勢検出装置Ｅ２の位置を示す情報を受信する。
【００４６】
駆動部制御装置Ｄ１では、位置姿勢検出装置Ｅ２から出力される位置姿勢情報を受信し、カメラ駆動部Ｂの制御信号を送信する。具体的な処理は、図７を参照して以下のように説明することができる。
【００４７】
（ステップＳ１）
まず、駆動部制御装置Ｄ１は位置姿勢検出装置Ｅ２から、位置姿勢情報として、位置姿勢検出装置Ｅ２の位置Ｐｒｔ＝（Ｘｒｔ，Ｙｒｔ，Ｚｒｔ）、姿勢Ｒｐｔ＝（αｒｔ，βｒｔ，γｒｔ）を受信する。
【００４８】
（ステップＳ２）
駆動部制御装置Ｄ１の位置姿勢検出部７０２は、受信した値に下記関係式を適用して、ディスプレイＣに対する位置姿勢入力部Ｅ１の位置・姿勢情報Ｐｄｔ、Ｒｄｔに変換する。
Ｐｄｔ＝Ｃｐ（Ｘｒｔ＋　Ｗｘ，Ｙｒｔ＋　ＷＹ，Ｚｒｔ＋　Ｗｚ）　　　（５）
Ｒｄｔ＝（αｒｔ＋　Ｗα，βｒｔ＋　Ｗβ，γｒｔ＋　Ｗγ）　　　　　　（６）
ここで、
Ｃｐ，Ｗｘ，Ｗｙ，Ｗｚ，Ｗα，Ｗβ，Ｗγ
は、重み係数であり、予め計測しておくものとする。また、
Ｐｄｔ＝（Ｘｄｔ，Ｙｄｔ，Ｚｄｔ）、Ｒｄｔ＝（αｄｔ，βｄｔ，γｄｔ）
とする。
【００４９】
（ステップＳ３）
移動量変換部７０４にて、単位時間内に位置姿勢検出装置Ｅ２から受信した位置姿勢情報に基づき、位置姿勢入力部Ｅ１の移動量を下記の式より計算する。
ΔＰｄｔ＝Ｐｄｔ−Ｐｄｔ−１　　　　　　　　　　　　　　　（７）
【００５０】
（ステップＳ４）
駆動信号発生部７０６にて、上記処理によって得られた移動量を、以下の式によりカメラ駆動部Ｂを制御するための駆動部制御値に変換する。
ΔＰａｎ＝αｄｔ，ΔＴｉｌｔ＝βｄｔ，ΔＺｏｏｍ＝ΔＺｄｔ，ΔＦｏｃｕｓ＝γｄｔ（８）
以降の処理は、第１実施形態の場合と同様である。
【００５１】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、駆動部を有するカメラの視野を制御するカメラ視野制御方法であって、表示装置に表示されたカメラの映像に対する操作子の位置及び姿勢を、操作子から送出された情報に基づいて検出するステップと、検出するステップにおいて検出された位置及び姿勢を駆動部の制御値に変換するステップと、変換するステップにおいて変換された制御値に基づいて駆動部を制御するステップとを備えるので、カメラの複数の駆動操作を１ストロークで行うことができる。
また、カメラ視野の直感的な指定が可能となる。
【００５２】
更に、位置姿勢検出装置が赤外線、音波または磁気変動を用いて算出した、操作子に対する位置姿勢検出装置の位置を示す情報を、位置姿勢検出装置から受信するステップと、受信するステップにおいて受信した位置を示す情報に基づいて、カメラの映像を表示する表示装置に対する操作子の位置及び姿勢を検出するステップと、検出するステップにおいて検出された位置及び姿勢を駆動部の制御値に変換するステップと、変換するステップにおいて変換された制御値に基づいて駆動部を制御するステップとを備えるので、カメラ視野制御の多様な形態での実用に供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態における全体システムの概略を示す構成図である。
【図２】本発明の一実施形態における装置受光部の構成図である。
【図３】本発明の一実施形態における位置姿勢検出装置の構成図である。
【図４】駆動部制御装置内の処理ブロック図である。
【図５】カメラ駆動部の座標系を示す図である。
【図６】位置姿勢検出装置の座標系を示す図である。
【図７】駆動部制御装置により実行される具体的な処理を示すフローチャートである。
【図８】駆動部制御装置内の処理ブロック図である。
【符号の説明】
２　装置受光部
４　ピーク検出部
５　カウンタ
６　ＡＮＤゲート
７　対応関係位置決定部
８　３次元位置算出部
３０２　位置姿勢検出部
３０４　移動量変換部
３０６　駆動信号発生部
Ａ　カメラ
Ｂ　カメラ駆動部
Ｃ　ディスプレイ
Ｄ　駆動部制御装置
Ｄ１　駆動部制御装置
Ｅ　位置姿勢検出装置
Ｅ１　位置姿勢入力部
Ｅ２　位置姿勢検出装置
Ｆ　表示面
Ｇ　矢印
Ｉ　レンズ
Ｊ　投影面
Ｌ　受光素子
ｆ　焦点距離
【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】
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