(57)【要約】【課題】  即時に２軸式監視カメラを監視対象に合わせて監視を行うことができる、２軸式監視カメラの姿勢を制御する方法およびその方法を用いたシステムを提供する。【解決手段】  本発明に係る２軸式監視カメラの姿勢を制御する方法は、パノラマ像装置（１０）と２軸式監視カメラ（３０）とを所定の間隔以内で設置し、パノラマ像装置（１０）により取得されたパノラマ像を構成する各画素にそれぞれ対応する各空間ベクトルを求め、それら各空間ベクトルに基づいて各画素にそれぞれ対応し、２軸式監視カメラ（３０）の姿勢を制御する各軸の移動量を求めておく。パノラマ像装置（１０）の表示部の画面上においてクリック操作があったときは、２軸式監視カメラ（３０）を、選ばれた画素に対応する各軸の移動量によって所望の範囲に合わせるものである。【選択図】図５
2005269573.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定の場所を３６０°の視野で撮像しパノラマ像として表示部の画面に表示させるパノラマ像装置と、その場所のより小さい範囲を撮像する２軸式監視カメラとを、所定の間隔以内で、前記パノラマ像装置のレンズ中心を原点とする座標系と、前記２軸式監視カメラのレンズ中心を原点とする座標系が基準軸の方向で一致するように設置するステップと、
パノラマ像を構成する各画素にそれぞれ対応し、前記パノラマ像装置の座標系により定義される各空間ベクトルを求めるステップと、
それらの空間ベクトルに基づいて、各画素にそれぞれ対応し、前記２軸式監視カメラの姿勢を制御する各軸の移動量を求めるステップと、
画面上においてクリック操作があったときは、前記２軸式監視カメラを、選ばれた画素に対応する各軸の移動量によって所望の範囲に合わせるステップと、を有することを特徴とする、
パノラマ像により２軸式監視カメラの姿勢を制御する方法。
【請求項２】
請求項1に記載の制御方法を用いた制御システムにおいて、
各画素にそれぞれ対応する各空間ベクトル及び前記２軸式監視カメラ用の各軸の移動量が記憶される画像処理ユニットと、
前記画像処理ユニットの入力端と前記パノラマ像装置とに接続されるパノラマ像取得ユニットと、
前記画像処理ユニットの入力端と前記２軸式監視カメラとに接続される２軸式監視カメラによる画像の取得ユニットと、
前記画像処理ユニットの出力端と前記２軸式監視カメラとに接続される２軸式監視カメラの制御ユニットと、
前記入力端が画像処理ユニットに接続され、出力端がパノラマ像と前記２軸式監視カメラにより取得される画像とを表示する画像表示ユニットに接続される画像出力ユニットと、を有し、
前記画像処理ユニットは、記憶される前記情報に基づいて前記２軸式監視カメラの前記制御ユニットに移動量の制御信号を出力し、
前記制御ユニットは該信号に基づいて前記２軸式監視カメラの姿勢を制御することを特徴とする、
パノラマ像により２軸式監視カメラの姿勢を制御するシステム。
【請求項３】
前記画像処理ユニットの入力端には、画面においてパノラマ像の特定の部分を指定するマウスが接続されることを特徴とする、
請求項２に記載のパノラマ像により２軸式監視カメラの姿勢を制御するシステム。
【請求項４】
前記画像処理ユニットには、パノラマ像における移動物体の画像を自動的に検出し、常に前記２軸式監視カメラを移動物体に合わせることができるプログラムが組み込まれることを特徴とする、
請求項２に記載のパノラマ像により２軸式監視カメラの姿勢を制御するシステム。
【請求項５】
前記画像処理ユニットには、パノラマ像をデワープするデワープ処理プログラムが組み込まれることを特徴とする、
請求項２に記載のパノラマ像により２軸式監視カメラの姿勢を制御するシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、２軸式監視カメラの姿勢を制御する方法及びその方法を用いたシステムに関し、特にパノラマ像装置により取得したパノラマ像をクリックするだけで、２軸式監視カメラをクリックした部分に対応する監視対象に合わせることができる制御方法及びその方法を用いた制御システムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
２軸式監視カメラは、電気信号により垂直や水平方向に旋回させることにより、監視方向を変更可能なビデオカメラであり、これによれば、画像の解像度を損なわず、広い範囲の監視や観測を行うことができる利点がある。
【０００３】
しかし、２軸式監視カメラは、レンズの視角範囲が狭く、使用者が監視場所の全貌を短時間で把握することができないので、監視や観測時に死角が発生する問題があった。
【０００４】
この問題に鑑み、２軸式監視カメラとパノラマ像装置とを併用した新たな監視システムが開発された。この方法によれば、取得したパノラマ像内において監視対象が現れると、使用者がその監視カメラを、その監視対象に合わせるものであり、この方法によれば、監視時においての死角を減少させることができる。
しかし、直ちに２軸式監視カメラの監視方向を変えることができないので、即時に監視動作に入ることができなかった。
【０００５】
そこで、パノラマ像装置の表示部の画面においてのクリック操作により２軸式監視カメラの姿勢を制御できる監視システムが開発された。この方法によれば、その画面をいくつかの区域に分けて、各区域にそれぞれ対応する撮像場所に２軸式監視カメラを合わせて、各区域にそれぞれ対応し、２軸式監視カメラの姿勢を制御する各軸の移動量を記録しておけば、使用者がパノラマ像の映っている画面における所望の区域をクリックすると、２軸式監視カメラをその所望の区域に対応する撮像場所に合わせることができる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、上記のクリック操作によって監視カメラを制御できるようにする監視システムは、区域を設定した場合、２軸式監視カメラは設定区域のみの移動であることから、監視対象が丁度２軸式監視カメラの視野範囲に入るとは限らないので、２軸式監視カメラの画面上に監視対象が入っているかを確認しながら、監視方向の微調整を行う必要があり、その上、監視対象付近に参考となる物体が無い場合にはその確認が難しく、監視方向を正確に調整するのに手間や時間がかかっていた。
【０００７】
また、パノラマ像装置又は２軸式監視カメラの設置位置を変更する時は、上記のパノラマ像と２軸式監視カメラの監視方向との対応関係を求め直す必要があるので、監視システムの業者にとってセットアップ作業が非常に面倒であった。
【０００８】
本発明は、使用者が２軸式監視カメラの監視方向の微調整を行わなくてもよいと共に、監視システムの業者がセットアップ作業をし易く、且つ即時に２軸式監視カメラを監視対象に合わせて監視を行うことができる、パノラマ像により２軸式監視カメラの姿勢を制御する方法及びその方法を用いたシステムを提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明に係る、パノラマ像により２軸式監視カメラの姿勢を制御する方法は、所定の場所を３６０°の視野で撮像しパノラマ像として表示部の画面に表示させるパノラマ像装置（１０）と、その場所のより小さい範囲を撮像する２軸式監視カメラ（３０）とを、所定の間隔以内で、且つパノラマ像装置（１０）のレンズ中心を原点とする座標系と、２軸式監視カメラ（３０）のレンズ中心を原点とする座標系が基準軸の方向で一致するように設置するステップと、パノラマ像を構成する各画素にそれぞれ対応し、パノラマ像装置（１０）の座標系により定義される各空間ベクトルを求めるステップと、それらの空間ベクトルに基づいて、各画素にそれぞれ対応し、２軸式監視カメラ（３０）の姿勢を制御する各軸の移動量を求めるステップと、画面上においてクリック操作があったときは、２軸式監視カメラ（３０）を、選ばれた画素に対応する各軸の移動量によって所望の範囲に合わせるステップと、を有することを特徴とするものである。
【００１０】
また、本発明に係る制御システムは、前記制御方法を用いた制御システムであり、各画素にそれぞれ対応する各空間ベクトル及び２軸式監視カメラ（３０）用の各軸の移動量が記憶される画像処理ユニット（４０）と、画像処理ユニット（４０）の入力端とパノラマ像装置（１０）とに接続されるパノラマ像取得ユニット（４１）と、画像処理ユニット（４０）の入力端と２軸式監視カメラ（３０）とに接続される２軸式監視カメラによる画像の取得ユニット（４２）と、画像処理ユニット（４０）の出力端と２軸式監視カメラ（３０）とに接続される２軸式監視カメラの制御ユニット（４３）と、入力端が画像処理ユニット（４０）に接続され、出力端が、パノラマ像と、２軸式監視カメラ（３０）により取得される画像とを表示する画像表示ユニット（４５）に接続される画像出力ユニット（４４）と、を有し、画像処理ユニット（４０）は、記憶される前記情報に基づいて２軸式監視カメラの前記制御ユニット（４３）に移動量の制御信号を出力し、前記制御ユニット（４３）は該信号に基づいて２軸式監視カメラ（３０）の姿勢を制御することを特徴とするものである。
【００１１】
また、本発明に係る前記したパノラマ像により２軸式監視カメラの姿勢を制御するシステムは、前記画像処理ユニットの入力端に、画面においてパノラマ像の特定の部分を指定するマウスが接続されることを特徴とするものである。
【００１２】
また、本発明に係る前記したパノラマ像により２軸式監視カメラの姿勢を制御するシステムは、前記画像処理ユニットに、パノラマ像における移動物体の画像を自動的に検出し、常に前記２軸式監視カメラを移動物体に合わせることができるプログラムが、組み込まれることを特徴とするものである。
【００１３】
また、本発明に係る前記したパノラマ像により２軸式監視カメラの姿勢を制御するシステムは、前記画像処理ユニットに、パノラマ像をデワープするデワープ処理プログラムが、組み込まれることを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１４】
このような２軸式監視カメラの姿勢を制御する方法及び制御システムによれば、パノラマ像装置の表示部の画面上におけるパノラマ像を構成する各画素にそれぞれ対応する、空間ベクトル及び２軸式監視カメラの姿勢を制御する各軸の移動量を予め求めておくので、パノラマ像装置の所望の部分をクリックするだけで、２軸式監視カメラの微調整を行うことなく、即時に２軸式監視カメラを監視対象に合わせて監視を行うことができる。また、上記の画素と空間ベクトルと２軸式監視カメラ用の移動量との対応関係を求める作業は、監視システムの出荷前に既に完了しているので、監視システムの業者にとって、セットアップ作業が非常に楽である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、添付図面を参照して本発明の好適な実施の形態を詳細に説明する。
【実施例】
【００１６】
パノラマ像は、図1に示すように所定の場所の天井に設けられているパノラマ像装置（１０）により３６０°の視野範囲で撮像され、そのパノラマ像装置（１０）の表示部の画面における図２に示す環状部分に表示されるものである。
【００１７】
また、パノラマ像を構成する画素（画素a）に対応する空間ベクトル（Ａ）は、下記のように求められる。まず、図１に示すように、校正パターン（２１）を有する校正板（２０）（通常、黒い板に白く塗りつぶされた円形を有するものである）を、前記所定の場所の第１位置Iに設置し、パノラマ像装置（１０）により該場所を撮像すると、図３（Ａ）に示すように、画面上に、校正板（２０）にある最下位の円形に対応する円形a（画素a）を有するパノラマ像が現れ（尚、画面上には６個の円形が現れるべきであるが、ここでは、３個の場合のみ説明する）、その後、パノラマ像装置（１０）のレンズ中心を原点とした座標系に対する、最下位の円形の第１位置（Ａ１）を測定する。
【００１８】
次に、校正板（２０）を、板の位置Iから板の位置IIに移動させる。再びパノラマ像装置（１０）により前記場所を撮像すると、図３（Ｂ）に示すように、画面上に、校正板（２０）にある最下位の円形に対応する円形ｂ（画素ｂ）と、最下位から２番目の円形に対応する円形ｃ（画素ｃ）とを有するパノラマ像が現れ、その後、パノラマ像装置（１０）の座標系に対する、最下位の円形の位置（Ｂ２）と、最下位から２番目の円形の位置（Ｃ２）とを測定する。
【００１９】
さらに、画素aに対応する空間ベクトル（Ａ）を求めるため、第１位置（Ａ１）の他に、もう一つの位置情報が必要となるが、ここでは、円形の位置（Ｂ２）と円形の位置（Ｃ２）に基づいて補間法により第２位置（Ａ２）を算出し、その第１位置（Ａ１）と第２位置（Ａ２）に基づいてその空間ベクトル（Ａ）を求めることができる。
【００２０】
空間ベクトルの求め方を繰り返し行うことにより、所定数の画素に対応する空間ベクトルを求めることができる。また、他の未知の画素と空間ベクトルとの対応関係は、それら既知の画素と空間ベクトルとの対応関係に基づいて補間法により算出することができる。そうすることにより、画面上における環状の部分にある全ての画素と空間ベクトルとの対応関係を把握することができる。
【００２１】
空間ベクトルは、パノラマ像装置（１０）を基準として、パノラマ像における特定の画素に対応する監視対象に向かう方向のことであり、該監視対象を監視する場合、図４に示すように、パノラマ像装置（１０）と２軸式監視カメラ（３０）とは、監視方向は一致するが、両者の撮像対象は相違することから、両者の設置間隔をあけすぎると、その監視対象を２軸式監視カメラ（３０）により監視することができない場合があるので、本発明ではパノラマ像装置（１０）と２軸式監視カメラ（３０）との両者のレンズ中心の間隔（ｄ軸とe軸の間の距離）を例えば３０ｃｍ以下にし、２軸式監視カメラ（３０）の視角範囲内で監視対象の監視を行う必要がある。尚、容易に理解できるようにするため、本明細書においては「２軸式監視カメラを監視対象に合わせる」という表現を用いているが、実際には、「２軸式監視カメラによりその視角範囲で監視対象の監視を行う」との意味である。
【００２２】
さらに、パノラマ像装置（１０）の座標系と２軸式監視カメラ（３０）の座標系とをそれぞれの基準軸の方向で一致させた場合、それらの空間ベクトルに基づいて、各画素にそれぞれ対応した２軸式監視カメラ（３０）の姿勢を制御する各軸の移動量を求めることができるので、その各軸の移動量により、２軸式監視カメラ（３０）を監視対象に合わせることができる。
【００２３】
前記制御方法を用いた制御システムは、図５に示すように、各画素にそれぞれ対応する各空間ベクトル及び２軸式監視カメラ（３０）用の各軸の移動量が記憶される画像処理ユニット（４０）と、画像処理ユニット（４０）の入力端とパノラマ像装置（１０）とに接続され、パノラマ像装置（１０）により取得された画像信号を変換して画像処理ユニット（４０）へ送信するパノラマ像取得ユニット（４１）と、画像処理ユニット（４０）の入力端と２軸式監視カメラ（３０）とに接続され、２軸式監視カメラ（３０）により取得された画像信号を変換して画像処理ユニット（４０）へ送信する２軸式監視カメラによる画像の取得ユニット（４２）と、画像処理ユニット（４０）の出力端と２軸式監視カメラ（３０）とに接続される２軸式監視カメラの制御ユニット（４３）と、入力端が画像処理ユニット（４０）に接続され、出力端が、パノラマ像と、２軸式監視カメラ（３０）により取得される像とを表示する画像表示ユニット（４５）に接続される画像出力ユニット（４４）と、使用者がパノラマ像装置（１０）の表示部の画面をクリックできるように、画像処理ユニット（４０）の入力端に接続されるデータ入力ユニット（４６）とを有し、画像処理ユニット（４０）は、記憶される前記情報に基づいて２軸式監視カメラ（３０）の前記制御ユニット（４３）に移動量の制御信号を出力し、前記制御ユニット（４３）は該信号に基づいて２軸式監視カメラ（３０）の姿勢を制御するものである。
【００２４】
前記制御システムは、画像処理ユニット（４０）に、各画素にそれぞれ対応する各空間ベクトル及び２軸式監視カメラ（３０）用の各軸の移動量が記憶されるので、使用者がパノラマ像装置（１０）の表示部の画面における特定の画素又は区域をクリックすると、２軸式監視カメラの制御ユニット（４３）を介して即時に２軸式監視カメラ（３０）を、その特定の画素又は区域に対応する監視対象に合わせることができる。
【００２５】
また、前記データ入力ユニット（４６）は、マウス或いはマウスと同様の機能を有するポインティングデバイスである。
【００２６】
また、前記画像処理ユニット（４０）には、パノラマ像における移動物体の画像を自動的に検出し、常に２軸式監視カメラ（３０）を移動物体に合わせることができるプログラムをさらに組み込むことが好ましい。なぜなら、移動物体は常に２軸式監視カメラ（３０）の表示部の画面に表示させるので、使用者が楽に移動物体の監視を行うことができるからである。
【００２７】
また、前記画像処理ユニット（４０）には、パノラマ像をデワープ（dewarp）するデワープ処理プログラムをさらに組み込むとより好ましい。その理由としては、例えば、図６（Ａ）に示すように、人物の画像は、パノラマ像の下半部において上下反転の画像となるからである。この問題に対し、使用者が容易に読み取れるように、パノラマ像にデワープ処理を行って、図６（Ｂ）に示すように、環状のパノラマ像を上下二段の矩形の画像に変換すれば、画像の上下反転の現象を無くすことができる。
【００２８】
また、上述したように、パノラマ像に対してデワープ処理を行うと、図６（Ｂ）に示すような画像に変換できるが、監視対象が移動物体である場合、移動物体の画像が画面の境界を越えようとすると、一部の画像が一方の境界に、他の一部の画像が他方の境界に現れるように分割されてしまうので、使用者が読み取りにくくなる場合がある。これに対し、移動物体の画像に対してさらに補正手段を施す（即ち、移動物体の画像を構成する画素の位置を、画面の境から画面中となるように補正する）ことがより好ましい。なぜなら、移動物体の画像が自動的に画面中に収まるように表示させることができるからである。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】本発明に係るパノラマ像を構成する各画素にそれぞれ対応する各空間ベクトルを求める作業を説明する図である。
【図２】本発明に係るパノラマ像装置の表示部の画面である。
【図３（Ａ）】本発明に係る校正板が第１位置に位置する場合のパノラマ像を示す模式図である。
【図３（Ｂ）】本発明に係る校正図が第２位置に位置する場合のパノラマ像を示す模式図である。
【図４】本発明に係るパノラマ像装置と２軸式監視カメラとの設置間隔による撮像対象の相違を示す模式図である。
【図５】本発明に係るパノラマ像により２軸式監視カメラの姿勢を制御するシステムを示す模式図である。
【図６（Ａ）】デワープ処理されていないパノラマ像を示す模式図である。
【図６（Ｂ）】デワープ処理されたパノラマ像を示す模式図である。
【符号の説明】
【００３０】
１０            パノラマ像装置
２０            校正板
２１            校正パターン
３０            ２軸式監視カメラ
４０            画像処理ユニット
４１            パノラマ像取得ユニット
４２            ２軸式監視カメラによる画像の取得ユニット
４３            ２軸式監視カメラの制御ユニット
４４            画像出力ユニット
４５            画像表示ユニット
４６            データ入力ユニット
【図１】
2005269573.tif 000003
【図２】
2005269573.tif 000004
【図３（Ａ）】
2005269573.tif 000005
【図３（Ｂ）】
2005269573.tif 000006
【図４】
2005269573.tif 000007
【図５】
2005269573.tif 000008
【図６（Ａ）】
2005269573.tif 000009
【図６（Ｂ）】
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