(57)【要約】【課題】発生頻度の低い事象を高速カメラで捉える作業の無人化を図り、事象の高速撮影映像の録画データの解析や録画条件の変更、リアルタイムな映像確認の遠隔操作を行うことのできる高速カメラによる高速動体の遠隔監視システムを提供する。【解決手段】撮影対象物を高速撮影する高速カメラ２と、高速カメラ２から出力される映像信号を取り込むとともに動画圧縮および伝送を行うカメラ制御装置３と、カメラ制御装置３に取り込まれた映像を保存するとともに伝送機能を有する記録・解析装置４と、ネットワークによりカメラ制御装置３および記録・解析装置４に接続可能な遠隔解析装置５とを備えた遠隔管理システム。高速カメラには、高速処理画像を常時記録する高速映像記録部１２を備え、カメラ制御装置３からの切換信号により、リアルタイム映像信号と高速映像信号とを切り換えて出力する。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
撮影対象物を高速撮影可能な高速カメラと、前記高速カメラから出力される映像信号を取り込むとともに動画圧縮および伝送を行うカメラ制御手段と、前記カメラ制御手段に取り込まれた映像を保存するとともに伝送機能を有する記録手段と、ネットワークにより前記カメラ制御手段および前記記録手段に接続可能な遠隔解析手段とを備え、
前記高速カメラには、撮像手段からの映像信号を高速処理して所定時間分の高速処理画像を常時記録する常時記録手段と、前記カメラ制御手段からの切換信号により、前記撮像手段からのリアルタイム映像信号と前記常時記録手段からの高速映像信号とを切り換える映像切換手段を備えたことを特徴とする高速カメラによる高速動体の遠隔監視システム。
【請求項２】
前記記録手段に、取り込んだ映像信号の変化から事象の発生の有無を解析する解析手段を設け、この解析手段により事象が発生したときに、前記映像切換手段により一定時間高速映像信号を出力するようにしたことを特徴とする請求項１記載の高速カメラによる高速動体の遠隔監視システム。
【請求項３】
前記ネットワークは、イントラネットおよび／またはインターネット通信網である請求項１または２記載の高速カメラによる高速動体の遠隔監視システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、生産設備や保安設備等における高速動体を高速カメラで撮影する際の遠隔監視システムに関し、特にそのネットワーク制御、動画圧縮転送技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
図６は従来の高速カメラによる撮影の方法を示すブロック図であり、撮影対象物１００を撮影する高速カメラ１０１と、照明１０２と、高速録画装置１０３と、モニタ１０４により構成されている。高速撮影に際しては、撮影対象物１００に対して現地で高速カメラ１０１および照明１０２を設定し、人１０５がモニタ１０４を見ながら録画開始／停止を行うとともに、高速カメラで撮像された映像の再生開始／停止も、現地にいる人１０５の操作で行うのが一般的であった。
【０００３】
一方、特開平５−１５６２８号公報（特許文献１）に開示されたゴルフスイングのための映像装置では、第１カメラで練習者の全身を撮影し、第２カメラでゴルフボール近傍のクラブヘッドの動きを撮影し、第１、第２カメラで撮影された映像情報は、一旦撮像データ記録メモリに記録され、その後、モニタ装置に転送されて、スローモーションまたは分解されて再生される。この映像情報の記録は、現在から過去に遡って所定時間分のデータが更新記録されるようになっており、スタート指示により記録が開始される。そして、ゴルフボールが打たれたことがボールセンサおよびトリガー発生回路により検出され、その検出に応答して所定時間だけ映像情報の記録を続行させて、その時間後に記録は自動的に停止する。これにより、記録されている映像情報を再生すると、ゴルフボールを打った瞬間を挟んで前後のスイングが自動的に再生される。
【０００４】
また、特開２００１−７５６２１号公報（特許文献２）に開示された生産装置の監視システムにおいては、生産装置を撮影するビデオカメラと、このビデオカメラで撮影した生産装置の所要の動作の動画を記録し、前記所定の動作の終了後に低速で再生する記録再生手段と、この記録再生手段で再生した動画をネットワークへ伝送するネットワーク伝送手段と、このネットワーク伝送手段により前記ネットワークを介して伝送された動画を表示する表示手段とを備えている。この監視システムでは、生産装置が監視対象の動作を開始すると、その開始信号を受けてビデオカメラから入力された動画の録画を開始し、監視対象の動作を終了するとその終了信号を受けて録画を終了し、低速で動画の再生を行う。これにより、監視者は監視対象の動作をコマ落ちのないスローモーションで見ることができる。
【０００５】
【特許文献１】特開平５−１５６２８号公報
【特許文献２】特開２００１−７５６２１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、このような従来の高速撮影システムでは、撮像対象物の録画開始と録画終了のタイミングが明確である場合は問題がないが、生産設備や保安設備での異常状態の監視や記録、あるいは防犯目的の監視を行う場合など、いつ現われるかわからない現象を高速撮影する場合は、人がつきっきりで対応する必要があった。
そこで本発明は、発生頻度の低い事象を高速カメラで捉える作業の無人化を図り、事象の高速撮影映像の録画データの解析や録画条件の変更、リアルタイムな映像確認の遠隔操作を行うことのできる高速カメラによる高速動体の遠隔監視システム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】
【０００７】
前記課題を解決するため、本願の第１の構成は、撮影対象物を高速撮影可能な高速カメラと、前記高速カメラから出力される映像信号を取り込むとともに動画圧縮および伝送を行うカメラ制御手段と、前記カメラ制御手段に取り込まれた映像を保存するとともに伝送機能を有する記録手段と、ネットワークにより前記カメラ制御手段および前記記録手段に接続可能な遠隔解析手段とを備え、前記高速カメラには、撮像手段からの映像信号を高速処理して所定時間分の高速処理画像を常時記録する常時記録手段と、前記カメラ制御手段からの切換信号により、前記撮像手段からのリアルタイム映像信号と前記常時記録手段からの高速映像信号とを切り換える映像切換手段を備えたことを特徴とする高速カメラによる高速動体の遠隔監視システムである。
【０００８】
この第１の構成において、ネットワークに対応した動画圧縮、伝送機能をもつカメラ制御手段とし、カメラ設定の遠隔操作を可能にする。また、記録手段とカメラ制御手段とをネットワークで接続し、高速撮影映像、リアルタイム映像の録画を行う。さらに、遠隔解析手段と記録手段およびカメラ制御手段とをネットワークで接続することにより、遠隔解析手段からの録画ファイルの参照が可能になる。また、遠隔解析手段から、記録手段、カメラ制御手段と通信して、録画のタイミングをコントロールし、内容の確認は、ネットワーク経由で行うことができる。
【０００９】
また、本発明の第２の構成は、第１の構成において、前記記録手段に、取り込んだ映像信号の変化から事象の発生の有無を解析する解析手段を設け、この解析手段により事象が発生したときに、前記映像切換手段により一定時間高速映像信号を出力するようにしたことを特徴とする高速カメラによる高速動体の遠隔監視システムである。
この第２の構成では、事象発生を映像信号から解析することにより、事象発生前後の高速映像を遠隔解析手段により観察することが可能となる。また、事象発生時に、記録手段が、遠隔解析手段や携帯電話などに電子メールで知らせることも可能となる。
【００１０】
本発明の第３の構成は、第１または第２の構成において、前記ネットワークは、イントラネットおよび／またはインターネット通信網である高速カメラによる高速動体の遠隔監視システムである。
このネットワークにより、社内での高速ＬＡＮはもとより、ブロードバンドを介してのインターネット通信網による映像の遠隔監視が可能となる。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、次の効果を奏する。
（１）高速カメラおよびカメラ制御装置を一旦設置すれば、無人で、繰り返し、事象前後の高速度撮影が可能となる。
（２）撮影映像やリアルタイム映像は、遠隔地から、インターネット経由で確認できるので、現地に行く必要がない。
（３）録画条件やタイミングは、遠隔地から、インターネット経由で確認できるので、現地に行く必要がない。
（４）解析支援ソフトが、事象の発生を通知するので、人が監視する必要がない。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、本発明の実施の形態を、図１〜図５を参照しながら具体的に説明する。
図１は本発明の実施形態に係る高速カメラによる高速動体の遠隔監視システムを示すブロック図である。
【００１３】
本システムは、基本的には、撮影対象物１を高速撮影する高速カメラ２と、カメラ制御装置３と、記録・解析装置４と、遠隔解析装置５から構成される。
カメラ制御装置３は、動画圧縮伝送装置に高速カメラ制御機能を付加して構築されるもので、高速カメラ２からの高速度映像を取り込み、圧縮、伝送するとともに、照明６のコントロールを行う。
【００１４】
記録・解析装置４は、カメラ制御装置と通信を行うソフトウェアを実装し、カメラ制御装置３へ設定を送る。また、ＦＴＰサーバー機能、電子メール送信機能を有する。この記録・解析装置４は、カメラ制御装置３に取り込まれた映像を保存する。その保存された高速映像および等速リアルタイム映像は、遠隔解析装置５から確認することができる。
【００１５】
記録・解析装置４および遠隔解析装置５は、スイッチングハブ７を介してのＬＡＮ（Local Area Network）すなわちイントラネットによりネットワーク接続されている。
さらに、ルーター８を介して、ＷＡＮ（Wide Area Network）すなわちインターネット網を介して、遠隔解析装置５−１，５−２，・・・，５−Ｎに接続することができる。
遠隔解析装置５，５−１，５−２，・・・，５−Ｎは、パソコンに電子メール受信機能、ポップアップ表示機能、録画映像再生ソフトを付加して構成する。
【００１６】
図２は本システムによる高速撮影の手段を示すブロック図である。
高速カメラ２は、事前記録可能な構成となっており、撮影対象物１の映像を入力して電気信号に変換するＣＣＤ（Charge Coupled Device）撮像部１０と、映像信号を高速処理する高速処理部１１と、高速処理された映像信号を一定時間分（本例では４秒間）、常時記憶する高速映像記録部１２と、ＣＣＤ撮像部１０からのリアルタイム映像信号と高速処理された高速映像を切り換えて出力する切換部１３とから構成される。高速処理部１１では、リアルタイム映像信号のフレーム数の８倍、１６倍、３２倍、・・・、の画像取り込みを行う。高速カメラ２は、リアルタイム映像信号または高速映像信号をＮＴＳＣ信号で出力するが、ユーザの要求によりＰＡＬ信号で出力することも可能である。
【００１７】
カメラ制御装置３は、ビデオキャプチャ２０と、リアルタイム圧縮が可能な動画像圧縮部２１とを備えており、圧縮画像はネットワークカード２２およびスイッチングハブ７を通してインターネットまたはイントラネットに送信される。なお、カメラ制御装置３には、遠隔解析装置５，５−１，５−２，・・・，５−Ｎからの要求により、リアルタイム映像と高速映像を切り換える指示を切換部１３に伝送するための条件処理機能部２３と切換制御部２４が設けられている。
【００１８】
記録・解析装置４は、ノートパソコンで構成することができ、カメラ制御装置３から送信された映像信号をネットワークカード３０を介して録画機能部３１によりハードディスク３２に録画する。また、画像解析支援ソフト３３による画像解析を行うことができる。
カメラ制御装置３と記録・解析装置４（ノートパソコン）とは、ネットワーク（１００ＢＡＳＥ−ＴＸ）で接続される。
【００１９】
次に、高速映像の事前録画方法を、図３のタイムチャートを参照して説明する。ここで、図３（ａ）は高速カメラ２の映像入力と映像出力、（ｂ）はカメラ制御装置３の映像入力と圧縮映像、（ｃ）は記録・解析装置４（録画パソコン）のトリガー以前の圧縮映像、（ｄ）はトリガー後の圧縮映像、（ｅ）は伸長処理後の再生映像をそれぞれ示している。
【００２０】
まず、記録・解析装置４で、トリガー条件を設定する。このトリガー条件は、リアルタイム映像信号の大きさの時間的変化を監視している状態で、どのレベルの変化以上を大きな変化とするかの閾値の設定である。
【００２１】
高速カメラ２は、通常は、リアルタイムの等速映像を出力しているが、高速映像も高速映像記録部１２により、一定時間分（本例では４秒間）、常時記憶している。カメラ制御装置３は、リアルタイム等速映像を転送している。また、カメラ制御装置３は、対象の機器の周辺情報を転送している。
ここで、記録・解析装置４を構成するパソコンは、リアルタイム等速映像を受信している。
【００２２】
トリガー条件が発生するか、遠隔解析装置５，５−１，５−２，・・・，５−Ｎからの強制トリガー信号が入力したら、カメラ制御装置３は、高速カメラ２の切換部１３に切換信号を送り、高速カメラモードに切り換える。高速カメラ２は、高速映像記録部１２に記録されているトリガー以前の映像も含むトリガー前後の高速撮影映像を一定時間出力する。
【００２３】
カメラ制御装置３は、高速撮影映像を、動画像圧縮部２１において圧縮伝送する。カメラ制御装置３は、高速撮影モードであることを記録・解析装置４に通知する。記録・解析装置４は、すでに伝送済みの映像も含め、ハードディスク３２に録画する。
【００２４】
図４に示すように、例えば遠隔解析装置５−２から、ＷＡＮ、ルータ８、ＬＡＮ、スイッチングハブ７を経由して記録・解析装置４に接続することにより、任意の高速撮影映像を確認することができる。図中の太線は、その接続の流れを示すものである。
【００２５】
また、図５に示すように、例えば遠隔解析装置５−２から、ＷＡＮ、ルータ８、ＬＡＮ、スイッチングハブ７を経由してカメラ制御装置３に接続することにより、高速カメラ２からのリアルタイム映像を確認することもできる。
【産業上の利用可能性】
【００２６】
本発明は、生産設備や保安設備での異常状態の監視や記録、あるいは防犯目的の監視を行う場合などの高速動体の遠隔監視システムに利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】本発明の実施形態に係る高速カメラによる高速動体の遠隔監視システムを示すブロック図である。
【図２】本実施形態に係るシステムによる高速撮影の手段を示すブロック図である。
【図３】本実施形態における高速映像の事前録画方法を示すタイムチャートである。
【図４】本実施形態における高速撮影映像の遠隔地からの確認状況を示すブロック図である。
【図５】本実施形態におけるリアルタイム映像の遠隔地からの確認状況を示すブロック図である。
【図６】従来の高速カメラによる撮影の方法を示すブロック図である。
【符号の説明】
【００２８】
１  撮影対象物
２  高速カメラ
３  カメラ制御装置
４  記録・解析装置
５，５−１，５−２，・・・，５−Ｎ  遠隔解析装置
６  照明
７  スイッチングハブ
８  ルーター
１０  ＣＣＤ撮像部
１１  高速処理する高速処理部
１２  高速映像記録部
１３  切換部
２０  ビデオキャプチャ
２１  動画像圧縮部
２２  ネットワークカード
２３  条件処理機能部
２４  切換制御部
３０  ネットワークカード
３１  録画機能部
３２  ハードディスク
３３  画像解析支援ソフト
【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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