(57)【要約】【課題】監視カメラの赤外ＬＥＤを使用した位置測位システムの構築と改善を行った監視カメラシステムを提供すること。【解決手段】赤外LEDを位置検出用照明として使用することで、屋内位置測位システムを構築する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
監視対象領域を撮像する撮像手段と、
該監視対象領域を照明する赤外照明手段と、
赤外照明手段の輝度変更を行う赤外照明輝度変更手段と、
撮像被写体の位置測位を行う位置測位手段と、を有し、
該位置測位手段で取得された位置測位情報を該赤外照明輝度変更手段で変調を行い、
該赤外照明手段から送信を行うことを特徴とする撮像装置。
【請求項２】
該監視対象領域に、該撮像装置が配置され、
該撮像装置間において、該赤外照明手段の照射タイミング制御を行うことを特徴とする請求項1に記載の撮像装置。
【請求項３】
該被写体の距離情報、方向（方角）を検出し、より精確な位置情報の算出、送信を行うことを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
【請求項４】
該赤外照明手段は、複数の発光体により構成され、
該撮像被写体の位置に応じて、発光させる発光体の変更を行うことを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
【請求項５】
撮影方向の変更を行う撮影方向変更手段を有し、
前記撮影方向変更手段による撮影方向に応じて、より詳細な位置情報の送信を行うことを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
【請求項６】
該監視対象領域において、被写体が居ないエリアには、該赤外照明手段の照射を行わないことを特徴とする請求項５に記載の撮像装置。
【請求項７】
被写体が受信端末を有するかどうかを検知する受信端末検知手段を有し、
該受信端末検知手段の検知結果に基づいて該被写体に向け位置測位情報を送信することを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、監視カメラの赤外照明による位置測位システム及びそれによる監視方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、携帯電話などの端末が自身の位置情報を取得する技術として、ＧＰＳ（全地球測位システム：Global Positioning System）衛星から送信される信号を受信し、自身の現在位置を算出するＧＰＳが普及している。このようなＧＰＳにおいては、ＧＰＳ衛星からＧＰＳ受信端末までの信号経路にある電離層や対流層の影響による遅延や減衰、地形や雲などによる遮蔽のため、算出する推定位置に誤差が生じる。また、屋内では正確に信号を受信することは困難である。
【０００３】
電波信号を考えても、例えば、無線ＬＡＮの基地局情報のみでは誤差が大きく出てしまう。無線ＬＡＮの受信強度を用いた位置測定でも、事前に無線ＬＡＮ機器のＭＡＣアドレス、受信信号強度、位置座標のデータベースを構築する必要がある。さらに、受信強度を取得することや、データベースの情報を元に現在位置を推定するまでの時間がかかるといった課題もある。その他、屋内での電波発信を利用する測位方法では、周囲の反射などによって電波強度が不安定となるなど、発信源の位置が分からない、精度が安定しない、等の問題が発生する。
【０００４】
次に、屋内の天井等に設置されているＬＥＤ照明を利用し、人間の目では認識できない程度の短い時間での照明の光強度変調（ＩＭ：Intensity Modulation）を行うことで情報通信を行う、可視光通信技術がある。
【０００５】
図１３は、このようなＬＥＤ照明装置を示しており、ＬＥＤ照明装置１３０５ａ，１３０５ｂ，１３０５ｃに、それぞれ、識別子（ＩＤ）が予め付与されており、可視光１３０６ａ，１３０６ｂ，１３０６ｃを伝送媒体とした信号により位置情報を送出する。ＬＥＤ照明装置１３０５ａ，１３０５ｂ，１３０５ｃから送出された可視光１３０６ａ，１３０６ｂ，１３０６ｃは、人物１３０７の持つ可視光受信端末１３０８により受信される。可視光受信端末１３０８は、受信した可視光（ここでは、可視光１３０６ｂ）に含まれる識別子を読み出し、その識別子に対応して予め定められるＬＥＤ照明装置の位置を、用意されたサーバーに問い合わせ、現在位置として推定することが可能となる。また、１３０１、１３０２はＧＰＳ衛星であり、ＧＰＳ衛星から送信されるＧＰＳ信号１３０３，１３０４は、建物１３０７により遮断され、屋内では信号を受信することは困難である。
【０００６】
ここで、特許文献１には、可視光送信装置から送信される可視光を受信して自身の位置を推定する位置推定端末が記載されている。位置推定端末は、受信した可視光に含まれる可視光送信装置の識別子から可視光送信装置の位置を特定する。そして、可視光を受信した際の仰角と方位角とを用いて可視光送信装置に対する自身の相対位置を算出し、可視光送信装置の位置と可視光送信装置に対する相対位置とから、自身の位置を推定する。また、特許文献２には、複数の照明光から送信される信号の強度分布に基づいて、位置推定装置の位置を推定することを可能とする位置推定装置が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特許第５０３６６３１号公報
【特許文献２】特開２０１４-２３５１０２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかし、特許文献に開示された従来技術では、ユーザーが位置推定端末の受光部を可視光送信装置の方向に向ける必要があり、また、情報を元に現在位置を推定するまでに複雑な演算を行わなければならず、時間がかかるといった課題がある。
【０００９】
そこで、本発明の目的は、特別の操作を不要としながら、位置測位を適切に行うことを可能とした位置測位システムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記の目的を達成するために、本発明に係る撮像装置は、
夜間監視用赤外照明を備えた監視カメラにおいて、赤外照明を位置信号送信光源として使用することで、位置測位システムを構成することを特徴とする。
【００１１】
複数の監視カメラからの位置信号の同時受信を可能とするため、信号の干渉（混信）を起こさないように、監視カメラ間で発光タイミング制御を行うことを特徴とする。
【００１２】
監視カメラにおいて、被写体の距離情報、方向を検出し、被写体に対し、より精確な位置情報を算出し、送信を行うことを特徴とする。
【００１３】
監視カメラ画像中の被写体位置に応じて、発光させる赤外照明を変更することを特徴とする。例えば、被写体が遠方の場合には、遠距離照明用の赤外照明を使用し、近距離の被写体に対しては、近距離照明用の赤外照明を使用する。更には、被写体距離に応じて、光強度制御を行う。
【００１４】
撮影方向の変更を行う撮影方向変更手段を有し、前記撮影方向変更手段による撮影方向に応じて、より詳細な位置情報の送信を行うことを特徴とする。
【００１５】
消費電力の低減のため、監視カメラの画像中に、被写体が居ないエリアは、赤外照明発光を行わないことを特徴とする。
【００１６】
被写体がスマートフォン等、携帯デバイスを操作していることを検知することにより、検知被写体に向けデータ送信を行うことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、特段の操作を不要としながら、位置測位を適切に行うことができる監視カメラシステムを提供することが可能となる。より詳しくは、精確な位置データの確定、及び、複数カメラ間照明での混信防止が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】第一の実施形態を説明するカメラシステムのイメージ図である。
【図２】第一の実施形態を説明するカメラシステムの構成図である。
【図３】第一の実施形態を説明するカメラシステムのブロック図である。
【図４】第一の実施形態を説明する動作フローチャートである。
【図５】第二の実施形態を説明するカメラシステムのイメージである図。
【図６】第二の実施形態を説明する動作フローチャートである。
【図７】第三の実施形態を説明するカメラシステムのイメージ図である。
【図８】第三の実施形態を説明するカメラシステムのタイミングチャートである。
【図９】第四の実施形態を説明するカメラシステムのイメージ図である。
【図１０】第四の実施形態を説明する動作フローチャートである。
【図１１】第四の実施形態を説明する動作フローチャートである。
【図１２】リアフォーカス式ズームレンズにおけるズームレンズとフォーカスレンズの軌跡図である。
【図１３】背景技術を説明する可視照明のイメージ図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下に、本発明の好ましい実施の形態を、添付の図面に基づいて詳細に説明する。図１は、本発明の実施形態にかかわるカメラシステムのイメージ図である。
【００２０】
（第１の実施形態）
以下、図１を参照して、本発明の第1の実施形態の説明を行う。各図において、同一の構成要素には、同一の符号を付け、重複する説明は省略している。
【００２１】
図１において、１０１、１０５はネットワークカメラであり、撮影画像をパン、チルト方向に回動可能に構成され、かつ、ズーム機能を有するカメラである。ネットワークカメラ１０１は、携帯電話、スマートフォン等の受信端末１０４を持った人物１０２を撮影している。
【００２２】
ここで、ネットワークカメラ１０１は、図２に示すような赤外照明（２０２ａ、２０２ｂ、２０２ｃ、２０３ａ、２０３ｂ、２０３ｃ）を備えている。２０４は照度センサーであり、周囲の明るさを監視し、可視照明が消灯された後の夜間撮影モード（赤外照明：ＯＮ、ネットワークカメラの赤外カットフィルタ抜去による高感度撮影モード）への切り替え等に使用される。２０１は、赤外照明（２０２ａ、２０２ｂ、２０２ｃ、２０３ａ、２０３ｂ、２０３ｃ）、照度センサー２０４が実装された基板である。
【００２３】
また、赤外照明（２０２ａ、２０２ｂ、２０２ｃ、２０３ａ、２０３ｂ、２０３ｃ）は、未図示の変調部を介して、赤外照明光１０３に位置測位情報による変調を行って、人物１０２に向けて送信している。ここで、位置測位情報には、例えば、建物名称、階数、緯度、経度、等の項目を含んでいる。なお、変調部は、位置測位情報により変調して赤外照明光１０３を生成する構成であればよく、その変調方式は特に限定されるものではない。
【００２４】
ネットワークカメラ１０５は別の階層に設置されており、携帯電話等の受信端末１０８を持った人物１０６を撮影し、かつ、赤外光１０７に位置測位情報を変調して送信している。カメラ１０１、１０５の撮影画像はネットワーク１０９を介して、クライアント端末１１０に配信されている。
【００２５】
ネットワークカメラ１０１、１０５には、予め、自身の位置に対する位置測位情報、撮影画像に対する方角（方位）、設置高さ、傾き、等の情報が入力されており、それらの情報を元に、被写体の位置測位情報の算出を行う。但し、これらは、ネットワークカメラに内蔵されている各種センサー情報により求める構成であっても問題はない。
【００２６】
次に、図３を使用して、ネットワークカメラ１０１、１０５における映像信号の流れ、及び、コントロール信号の流れについて説明を行う。
【００２７】
被写体からの映像は、レンズユニットを通して撮像素子３０１に投影される。その投影像は電気信号に変換され、ケーブルを通して、信号処理基板３０３に送られる。信号処理基板３０３では、撮像エンジン３０４により、色分離、ホワイトバランス、ガンマ補正等の処理を適宜施され、ネットワークエンジン３０５に送られる。ネットワークエンジン３０５では、所定の映像信号への変換及び圧縮が施され、ビデオ出力、あるいは、ＬＡＮネットワーク１０９を介しての録画サーバー３１２での録画、クライアントＰＣ１１０への配信等が行われる。
【００２８】
次に、録画サーバー３１２、クライアントＰＣ１１０からのコントロールコマンドは、ネットワーク１０９を介して受信され、ネットワークエンジン３０５に内蔵されるコントローラ３０６により解析される。例えば、クライアントＰＣ１１０からパンニングコマンドが送信されると、そのコマンドは、コントローラ３０６で解析され、その制御信号に基づきドライバ３０７を介してパンモータ３０８の駆動が行われ、撮影方向の変更が行われる。
【００２９】
また、３１４は赤外照明であり、コントローラ３０６で変調された信号が、ドライバ３１６を介して駆動され、位置情報を変調された赤外照明光１０３，１０７として照射される。
【００３０】
なお、映像エンジン３０４とネットワークエンジン３０５は電子部品として一体の構成でもよく、その構成に制限を受けるものではない。
【００３１】
次に、図４のフローチャートを用いて、本実施形態におけるネットワークカメラ１０１、１０５内部の動作を説明する。
(ステップ401) 開始
(ステップ402) 撮影画像の方向（方角）取得。ネットワークカメラ１０１，１０５のパン・チルトの位置から撮影方位の検出を行う。ステップ403に進む。
(ステップ403) 撮影画像のズーム倍率（画角範囲）を取得する。ステップ404へ進む。
(ステップ404) 被写体距離の検出を行う。図１２に示すように、リアフォーカスのズームシステムでは、ピントが合った状態であれば、ズームレンズ位置に対するフォーカスレンズ位置により、被写体までの距離が算出できる。ピントが合った状態であり、ズームレンズ、フォーカスレンズがＡ点にあれば、１０ｍの軌跡上にあるため、被写体までの距離は１０ｍと分かる。ステップ405へ進む。
(ステップ405) 撮影画像方向に基づいて、ネットワークカメラの鉛直位置から被写体の足下までの距離を算出し、被写体の精確な位置測位を行う。ステップ406へ進む。
(ステップ406) 求められた位置測位情報により、赤外照明光の変調を行う。ステップ407へ進む。
(ステップ407) 変調された赤外光の出力を行う。ステップ408へ進む。
(ステップ408) 終了。
【００３２】
以上、説明してきたように、赤外照明を備えたネットワークカメラにおいて、夜間監視用赤外照明を、位置信号送信光源として使用することで、位置測位システムを構成している。
【００３３】
（第２の実施形態）
以下、図５を参照して、本発明の第２の実施形態によるカメラシステムの監視形態について説明する。各図において、同一の構成要素には、同一の符号を付け、重複する説明は省略している。
【００３４】
図５において、５０１はネットワークカメラであり、撮影画像をパン、チルト方向に回動可能に構成され、かつ、ズーム機能を有するカメラである。
【００３５】
ネットワークカメラ５０１は、携帯電話、スマートフォン等の受信端末５０３を持った人物５０２、及び、受信端末５０７を持った人物５０４を撮影している。ネットワークカメラ５０１は、図２に示すような赤外照明（２０２ａ、２０２ｂ、２０２ｃ、２０３ａ、２０３ｂ、２０３ｃ）を備えている。
【００３６】
また、２０２ａ，２０２ｂ，２０２ｃは遠方照明用の赤外照明であり、２０３ａ，２０３ｂ，２０３ｃは近傍照明用の赤外照明である。
【００３７】
ネットワークカメラ５０１の撮影画角方向（方位）及び画像中の被写体位置に応じて、発光させる赤外照明を変更することで、限定した被写体に対し、詳細な位置測位情報の提供が可能となる。例えば、近距離の被写体に対しては近距離照明用の赤外照明（２０３ａ，２０３ｂ，２０３ｃ）を使用し、遠方の被写体に対しては遠方照明用の赤外照明（２０２ａ，２０２ｂ，２０２ｃ）を使用する。このように、カメラにおいて、被写体の距離情報、方向を検出し、より正確な補正情報を算出し、位置測位情報の送信を行ことが可能となる。
【００３８】
ネットワークカメラ５０１は、人物５０２に対しては、近距離照明用の赤外照明（２０３ａ，２０３ｂ，２０３）による位置測位情報５０５を送信し、人物５０４に対しては、遠距離照明用の赤外照明（２０３ａ，２０３ｂ，２０３）による位置測位情報５０６を送信し、詳細な位置測位情報の提供を行っている。
【００３９】
次に、図６のフローチャートを用いて、本実施形態におけるネットワークカメラ５０１内部の動作を説明する。
(ステップ601) 開始
(ステップ602) 撮影画像の方向取得。ネットワークカメラ５０１のパン・チルトの位置から撮影方位（方角）の検出を行う。ステップ603に進む。
(ステップ603) 撮影画像のズーム倍率（画角範囲）を取得する。ステップ604へ進む。
(ステップ604) ズーム倍率及びフォーカスレンズ位置から被写体距離を算出する。ステップ605へ進む。
(ステップ605) チルトの角度、及び、ネットワークカメラの鉛直位置から被写体の足下までの距離を算出し、被写体の位置測位を行う。ステップ606へ進む。
(ステップ606) 求められた被写体距離を所定距離Ｌと比較し、それよりも遠ければ、ステップ607へ進み、そうでなければ、ステップ608へ進む。
(ステップ607) 遠距離用赤外照明を選択。ステップ609へ進む。
(ステップ608) 近距離用赤外照明を選択。ステップ609へ進む。
(ステップ609) 求められた位置測位情報により、選択された赤外照明光の変調を行う。ステップ610へ進む。
(ステップ610) 変調された赤外光を出力。ステップ611へ進む。
(ステップ611) 終了。
【００４０】
なお、このような照明の割り当てに関しては、さらに細分化して、被写体の左右の位置に応じて、２０３ａ，２０３ｂ，２０３ｃの何れかを発光させる手法も考えられるし、それぞれの赤外照明の照射方向に応じた位置測位情報を時分割で送信する方法も考えられる。
【００４１】
（第３の実施形態）
以下、図７を参照して、本発明の第３の実施形態によるカメラシステムの監視形態について説明する。
【００４２】
図７において、７０１、７０２はネットワークカメラであり、撮影画像をパン、チルト方向に回動可能に構成され、かつ、ズーム機能を有するカメラである。
【００４３】
ネットワークカメラ７０１、７０２は、携帯電話、スマートフォン等の受信端末７０４を持った人物７０３を撮影している。ネットワークカメラ７０１、７０２は、図２に示すような赤外照明（２０２ａ、２０２ｂ、２０２ｃ、２０３ａ、２０３ｂ、２０３ｃ）を備えている。
【００４４】
ここで、複数のネットワークカメラからの位置測位信号の同時受信を可能とするため、信号の干渉（混信）を起こさないように、ネットワークカメラ間での赤外照明の発光タイミング制御を行う。
【００４５】
図８に、ネットワークカメラ７０１と７０２との赤外照明光７０５及び７０６の発光タイミング例を記載する。
【００４６】
ネットワークカメラ７０１と７０２とが、垂直同期信号に応じて、発光タイミングを取ることで、位置測位信号の干渉防止が図られている。
【００４７】
また、図７の状況を考えた場合には、人物７０３の進行方向に応じ、ネットワークカメラ７０１による位置測位信号の発信を優先することも有効である。
【００４８】
（第４の実施形態）
以下、図９を参照して、本発明の第４の実施形態によるカメラシステムの監視形態について説明する。
【００４９】
図９において、９０１はネットワークカメラであり、撮影画像をパン、チルト方向に回動可能に構成され、かつ、ズーム機能を有するカメラである。
【００５０】
ネットワークカメラ９０１は、携帯電話、スマートフォン等の受信端末９０３を持った人物９０２、及び、受信端末を持たない人物９０４を撮影している。ネットワークカメラ９０１は、図２に示すような赤外照明（２０２ａ、２０２ｂ、２０２ｃ、２０３ａ、２０３ｂ、２０３ｃ）を備えている。
【００５１】
ネットワークカメラ９０１は、人物９０２に対して、受信端末９０３をかざしていることを検出し、赤外照明による位置測位情報９０５を送信しているが、人物９０４に対しては、受信端末をかざしていないことを検出し、位置測位情報９０６の送信を停止している。
【００５２】
次に、図１０のフローチャートを用いて、本実施形態におけるネットワークカメラ９０１内部の動作を説明する。
(ステップ1001) 開始
(ステップ1002) ネットワークカメラの撮影画像内の被写体検出を行う。被写体が存在する場合には、ステップ1003へ進み、存在しない場合にはステップ1010へ進む。
(ステップ1003) 撮影被写体が、受信端末をかざしているか否かの検出を行う。受信端末をかざしている場合にはステップ1004へ進み、かざしていない場合にはステップ1010へ進む。
(ステップ1004) 撮影画像の方向の取得を行う。ネットワークカメラ９０１のパン・チルトの位置から撮影方位（方角）の検出を行う。ステップ1005に進む。
(ステップ1005) 撮影画像のズーム倍率（画角範囲）を取得する。ステップ1006へ進む。
(ステップ1006) ズーム倍率及びフォーカスレンズ位置から被写体距離を算出する。ステップ1007へ進む。
(ステップ1007) チルトの角度、及び、ネットワークカメラの鉛直位置から被写体の足下までの距離を算出し、被写体の位置測位を行う。ステップ1008へ進む。
(ステップ1008) 求められた位置測位情報により、赤外照明光の変調を行う。ステップ1009へ進む。
(ステップ1009) 変調された赤外光を出力。ステップ1010へ進む。
(ステップ1010) 終了。
【００５３】
次に、人物９０２からの位置測位情報の要求に応じて、ネットワークカメラ９０１から信号送信を行う場合について説明する。ネットワークカメラ９０１は、赤外受光素子３１５（図３参照）により、人物９０２からの位置測位情報要求を受け付け、位置測位情報の送信を行う。
【００５４】
図１１のフローチャートを用いて、ネットワークカメラ９０１の内部動作について説明する。
(ステップ1101) 開始。
(ステップ1102) 人物９０１からの位置測位情報の送信要求確認を行う。位置測位情報の要求があれば、ステップ1103に進み、要求がなければ、ステップ1109に進む。
(ステップ1103) 撮影画像の方向を取得する。ネットワークカメラ９０１のパン・チルトの位置から撮影方位（方角）の検出を行う。ステップ1104に進む。
(ステップ1104) 撮影画像のズーム倍率（画角範囲）を取得する。ステップ1105へ進む。
(ステップ1105) ズーム倍率及びフォーカスレンズ位置から被写体距離を算出する。ステップ1106へ進む。
(ステップ1106) チルト角度、及び、ネットワークカメラの鉛直位置から被写体の足下までの距離を算出し、被写体の位置測位を行う。ステップ1107へ進む。
(ステップ1107) 求められた位置測位情報により、赤外照明光の変調を行う。ステップ1108へ進む。
(ステップ1108) 変調された赤外光を出力。ステップ1109へ進む。
(ステップ1109) 終了。
【００５５】
以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明はこれらの実施形態に限定されず、その要旨の範囲内で種々の変形及び変更が可能である。
【符号の説明】
【００５６】
１０１  カメラ、１０２  人物、１０３  赤外照明光、１０４  受信端末
【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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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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