(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
雲台に搭載されたカメラの撮影方向及び撮影画角をコントローラにより操作するリモコン雲台システムにおいて、
前記カメラで撮影された画像を画像処理することにより、撮影が禁止される非撮影物体の輪郭の位置を検出する輪郭検出手段と、
前記輪郭検出手段によって検出した前記非撮影物体の輪郭の位置に基づいて前記カメラの撮影方向及び撮影画角の範囲を制限する制限手段と、
を備え、
前記輪郭検出手段は、前記カメラで前記非撮影物体の輪郭の一部が撮影された画像上において、該非撮影物体の輪郭を検出するための検出開始点を指定する指定手段と、
前記指定手段によって指定された前記検出開始点に連続する輪郭の位置を画像処理によって検出すると共に、前記カメラの撮影方向及び撮影画角を連続的に変化させて各撮影方向及び各撮影画角における前記輪郭の位置を検出する画像処理手段と、
を備えたことを特徴とするリモコン雲台システム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はリモコン雲台システムに係り、特に雲台に搭載したカメラの撮影方向及び撮影画角をコントローラにより制御するリモコン雲台システムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
リモコン雲台システムは、テレビカメラ（以下、単にカメラという）を搭載したリモコン雲台に雲台コントローラからコントロール信号を送信し、リモコン雲台にカメラのパン・チルト動作を行わせて、カメラの撮影方向を制御すると共に、カメラ（レンズ）にズーミング等の動作を行わせてカメラの撮影画角等を制御するようにしたものである。
【０００３】
このようなリモコン雲台システムは、例えば、カメラをビルの屋上等の屋外に設置して、屋外の様子を固定位置から撮影したい場合等に使用されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、カメラを搭載したリモコン雲台をビルの屋上に設置した場合、地上のものを撮影するときにリモコン雲台をチルティングさせてカメラの撮影方向を下方向に向けると、ビルの屋上の一部（例えばコーナ部）が撮影画像に大きく映り込み見苦しい映像が放映又は録画されてしまうという場合があった。当然、このような事態は、リモコン雲台をビルに設置する場合に限らず、リモコン雲台を設置した場所によって撮影するのが好ましくない物が存在する場合には同様に起こり得る。また、カメラのズーム位置（撮影画角）をテレ側からワイド側に切り替えたときにも同様である。しかしながら、リモコン雲台を雲台コントローラで遠隔操作する場合には、カメラで撮影している画像を見ながらでしかカメラの撮影方向等を操作することができないため、そのような物を撮影してしまった後に回避操作を行うことが多く、操作者がカメラを操作する際に注意するだけでは、このような事態を事前に回避することはできなかった。
【０００５】
本発明はこのような事情に鑑みてなされたもので、リモコン雲台に搭載されたカメラの撮影方向及び撮影画角を操作できる範囲を適切に制限し、撮影するのが好ましくない非撮影物体を撮影してしまう不具合を確実に防止し、また、非撮影物体を簡単な指定操作によって自動で認識できるようにしてカメラの撮影方向及び撮影画角の操作を制限する範囲を容易に設定できるリモコン雲台システムを提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するために、請求項１に記載の発明は、  雲台に搭載されたカメラの撮影方向及び撮影画角をコントローラにより操作するリモコン雲台システムにおいて、前記カメラで撮影された画像を画像処理することにより、撮影が禁止される非撮影物体の輪郭の位置を検出する輪郭検出手段と、前記輪郭検出手段によって検出した前記非撮影物体の輪郭の位置に基づいて前記カメラの撮影方向及び撮影画角の範囲を制限する制限手段と、を備え、前記輪郭検出手段は、前記カメラで前記非撮影物体の輪郭の一部が撮影された画像上において、該非撮影物体の輪郭を検出するための検出開始点を指定する指定手段と、前記指定手段によって指定された前記検出開始点に連続する輪郭の位置を画像処理によって検出すると共に、前記カメラの撮影方向及び撮影画角を連続的に変化させて各撮影方向及び各撮影画角における前記輪郭の位置を検出する画像処理手段と、を備えたことを特徴としている。
【０００７】
本発明によれば、非撮影物体の輪郭の位置を予め検出し、その輪郭の位置に基づいてコントローラで変更できるカメラの撮影方向及び撮影画角の範囲を制限するようにしたため、操作者が非撮影物体を意識しなくても非撮影物体を撮影する不具合を確実に回避することができる。
【０００８】
また、前記非撮影物体の輪郭の一点を画像上で指定すれば、自動で非撮影物体の輪郭を画像処理して検出できるようにしたため、カメラの撮影方向及び撮影画角を制限する範囲を容易に設定できる。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面に従って本発明に係るリモコン雲台システムの好ましい実施の形態について詳説する。
図１は、本発明に係るリモコン雲台システムの概略図である。同図において、符号１０はリモコン雲台であり、符号２０は雲台コントローラであり、符号３０は画像処理装置（パソコン等）である。雲台コントローラ２０及び画像処理装置３０は通信回線（電話回線等）３７を介してリモコン雲台１０に接続され、雲台コントローラ２０と画像処理装置３０は例えばシリアル通信ケーブル３８を介して接続される。尚、本実施の形態において、リモコン雲台１０はビル４０の屋上に設置されているものとする。
【００１０】
リモコン雲台１０は、ハウジング１２とハウジング１２を支持する雲台本体１４とから構成され、ハウジング１２の内部には図示しないテレビカメラ（以下、カメラという）が収容されている。尚、ハウジング１２の前面には内部に収容されたカメラが外部の映像を撮影するための保護ガラス（前面ガラス）１８が設けられている。
【００１１】
前記ハウジング１２は、雲台本体１４から延設されたチルト軸に片持ち支持され、このチルト軸は雲台本体１４に内蔵されたチルトモータによって回転駆動されるようになっている。従って、チルトモータが回動することにより、カメラの撮影方向が上下方向に移動される。また、雲台本体１４は図示しない据付台上に固定されたパン軸１６によって支持され、このパン軸１６は雲台本体１４に内蔵されたパンモータによって回転駆動されるようになっている。従って、パンモータが回転することにより、カメラの撮影方向が左右方向に移動される。
【００１２】
前記雲台コントローラ２０は、上記リモコン雲台１０及びカメラを遠隔操作するもので、この雲台コントローラ２０には周知のようにリモコン雲台１０のパン角度、チルト角度を指令するためのジョイスティック２２、カメラのフォーカス位置を指令するためのフォーカスダイヤル２４、ズーム位置を指令するためのズームダイヤル２６、その他各種操作を行うためのボタン群２８が配設されている。また、詳細は後述するがボタン群２８の中には、制限データ作成ボタン２８Ａ、制限モードボタン２８Ｂが設けられている。これらの制限データ作成ボタン２８Ａ、制限モードボタン２８Ｂは、例えばビル４０の一部等の撮影したくない非撮影物体がカメラの撮影画像の中に大きく映り込まないようにカメラの撮影方向及び撮影画角を制限する場合に使用される。
【００１３】
前記画像処理装置３０は、上記雲台コントローラ２０の制限データ作成ボタンがオンされたときに上記カメラから映像信号を取得し、映像信号から非撮影物体の輪郭の位置を画像処理により検出して自動で制限データを作成する装置であり、モニタ３２、キーボード３４、マウス３６を備えたパソコン等によって構成される。
【００１４】
図２は、上記リモコン雲台システムの構成を示したブロック図である。同図に示すように上記雲台コントローラ２０にはＣＰＵ５０が搭載され、上記ジョイスティック２２、フォーカスダイヤル２４、ズームダイヤル２６、ボタン群２８（図１参照）等からなる操作部５２の操作はこのＣＰＵ５０によって検出される。ＣＰＵ５０は、操作部５２の操作に応じた各種指令信号を通信回線を介してリモコン雲台１０に送信する。例えば、ジョイスティック２２が左右方向に操作された場合には、そのジョイスティック２２の傾斜角度に対応する速度でパン位置を逐次更新し、そのパン位置への移動を指令するパン指令信号をリモコン雲台１０に送信する。同様にジョイスティック２２が上下方向に操作された場合には、そのジョイスティック２２の傾斜角度に対応する速度でチルト位置を逐次更新し、そのチルト位置への移動を指令するチルト指令信号をリモコン雲台１０に送信する。また、ズームダイヤル２６が操作された場合にはそのダイヤル位置に対応するズーム位置への移動を指令するズーム指令信号をリモコン雲台１０に送信する。
【００１５】
また、ＣＰＵ５０は、操作部５２の所定の制限モードボタン２８Ｂがオンされると、メモリ５４に記録された制限データに基づいて、操作部５２のジョイスティック２２、ズームダイヤル２６によって操作できるカメラ６２のパン位置、チルト位置、ズーム位置の範囲、即ち、カメラの撮影方向及び撮影画角を制限する。
【００１６】
制限データは、ビル４０の屋上のような撮影したくない非撮影物体が撮影画像に大きく映り込まないように雲台コントローラ２０の操作部５２（ジョイスティック２２及びズームダイヤル２６）によって操作できる撮影範囲（カメラのパン位置、チルト位置、及びズーム位置の可動範囲）を予め制限するためのもので、この制限データは、雲台コントローラ２０の制限データ作成ボタン２８Ａをオンにすることにより、後述のように画像処理装置３０を用いて簡単に作成できるようになっている。尚、制限データの作成手順についての詳細は後述する。
【００１７】
上記リモコン雲台１０には、上記雲台コントローラ２０のＣＰＵ５０と通信回線を介して信号のやり取りを行うＣＰＵ６０が搭載されている。このＣＰＵ６０は、雲台コントローラ２０のＣＰＵ５０からの各種指令信号を受信すると、その指令信号の指令内容に応じてパンモータ６４、チルトモータ６６及びカメラ６２を制御する。例えば、パン指令信号を受信した場合には、パンモータ６４を駆動し、指令されたパン位置にカメラ６２の撮影方向を移動させ、チルト指令信号を受信した場合には、チルトモータ６６を駆動し、指令されたチルト位置にカメラ６２の撮影方向を移動させる。また、ズーム指令信号を受信した場合には、カメラ６２に制御信号を入力し、指令されたズーム位置にズームレンズをさせる。
【００１８】
上記画像処理装置３０には、上記雲台コントローラ２０のＣＰＵ５０とシリアル通信ケーブルを介して信号のやり取りを行うＣＰＵ７０が搭載される。このＣＰＵ７０は、上記雲台コントローラ２０のＣＰＵ５０から制限データの作成モードが指令されると、画像処理部７２の画像処理によって撮影したくない非撮影物体（撮影が禁止される非撮影物体）の輪郭をカメラ６２から出力される映像信号から抽出し、その輪郭位置を検出する。撮影が禁止される非撮影物体の指定は、モニタ３２に表示されたカメラ６２の撮影画像を見ながらユーザが操作部７４のキーボード３４、マウス３６等を使用して所要の非撮影物体の輪郭の一部をモニタ３２上でポイント指定することによって行われ、画像処理部７２がユーザによってポイント指定された位置の輪郭画像に対して連続して存在する撮影画像内の輪郭画像全体を画像処理によって抽出することで、撮影画像内における非撮影物体の輪郭全体の位置が検出される。
【００１９】
雲台コントローラ２０のＣＰＵ５０は、制限データ作成ボタン２８Ａがオンされると、制限データの作成モードに入り、上述のように画像処理装置３０にその作成モードの指令を送信すると共に、自動制御によってカメラ６２のパン位置、チルト位置、及び、ズーム位置を可動範囲内で少しずつ変化させて、各撮影方向及び撮影画角において撮影される撮影画像内での非撮影物体の輪郭位置を上記画像処理装置３０から取得する。尚、このようにカメラ６２の各撮影方向及び撮影画角において非撮影物体の輪郭位置を検出する画像処理装置３０の処理は、既に他の撮影方向及び撮影画角において検出した輪郭位置を参照して自動で行うことができるため、上述のようにユーザが非撮影物体の輪郭をポイント指定する操作は、初期画面において一回行うだけでよい。
【００２０】
続いて、雲台コントローラ２０のＣＰＵ５０は、画像処理装置３０から取得した非撮影物体の輪郭位置に基づいて非撮影物体がカメラ６２で撮影される画像内に映り込むことを許容できるパン位置、チルト位置、及びズーム位置の臨界値を求め、そのデータを制限データとしてメモリ５４に記録する。非撮影物体がカメラ６２で撮影される画像内に映り込むことを許容できる範囲は、例えば、モニタ３２上で所望の大きさの枠を指定して任意に設定できるようにしてもよいし、また、固定でもよい。さらに、非撮影物体が撮影画像にわずかでも映ることを許容しないようにしてもよい。
【００２１】
上記メモリ５４に記録される制限データは図で表すと図３のようになる。同図は、直交する３軸をそれぞれパン位置、チルト位置、ズーム位置とし、非撮影物体が撮影画像内に映り込むことを許容できるパン位置、チルト位置、及びズーム位置の臨界値、即ち、制限データを面（臨界面Ｓ）で表したものである。同図に示すように制限データを表す臨界面Ｓは、パン位置、チルト位置、及びズーム位置の全可動範囲を表した矩形状の空間Ｖを上下に２分する。上側の空間Ｖ１内では雲台コントローラ２０のジョイスティック２２及びズームダイヤル２６の操作によりカメラ６２のパン位置、チルト位置、ズーム位置を自由に変更することができるが、その操作が下側の空間Ｖ２に及ぼうとすると、雲台コントローラ２０のＣＰＵ５０がその操作に基づくリモコン雲台１０への指令信号を制限し、カメラ６２のパン位置、チルト位置、ズーム位置が下側の空間Ｖ２の点に位置するのを防止する。但し、図３で示した臨界面Ｓの形状は一例であり、実際には非撮影物体の輪郭の形状に応じて異なり、また、臨界面Ｓで分割された空間Ｖのどの部分で操作が許容されるかも非撮影物体の位置、形状等によって異なる。したがって、非撮影物体として指定できる対象を例えばビル４０の屋上等に限定する場合には、ある程度臨界面Ｓの形状が予測できるため、操作が許容される空間を予め決めておくことができるが、非撮影物体を特に限定せず任意の物体に設定できるようにした場合には、臨界面Ｓで分割された空間Ｖのどの部分で操作が許容されるかを設定する手段を設けるようにしてもよい。
【００２２】
次に、上記制限データの作成手順について撮影が禁止される非撮影物体をリモコン雲台１０が設置されるビル４０に設定する場合を例に具体的に説明する。まず、制限データを作成しようとする場合、ユーザは、通常のモード（制限モードボタン２８Ｂがオフのときのモード）で雲台コントローラ２０のジョイスティック２２やズームダイヤル２６を操作して図４に示すようにビル４０の輪郭が撮影範囲内に含むようにカメラ６２の撮影方向及び撮影画角を調整する。そして、雲台コントローラ２０の制限データ作成ボタン２８Ａをオンにする。これにより、図５（Ａ）に示すように画像処理装置３０のモニタ３２にカメラ６２で撮影されている撮影画像と共に、この撮影画像に重ねて非撮影物体の輪郭をポイント指定するための指定枠Ｗが表示される。
【００２３】
ユーザは、このモニタ３２に表示された画像上で、画像処理装置３０のマウス３６等を使用して指定枠Ｗをビル４０の輪郭上の所望位置に移動させ、クリックボタン等によって指定枠Ｗの位置を決定する。これにより、画像処理装置３０の画像処理部７２は、指定枠Ｗによって指定された位置の画像から指定枠Ｗ内のビル４０の輪郭画像を検出し、その輪郭画像を基にその輪郭画像に連続する撮影画像内の輪郭全体の画像を図５（Ｂ）のように検出する。そして、検出した輪郭の位置（モニタ６２上での座標）を求め、その輪郭位置を雲台コントローラ２０に送信する。
【００２４】
雲台コントローラ２０のＣＰＵ５０は、上述のように画像処理装置３０に制限データの作成モードを指令し、画像処理装置３０からビル４０の輪郭位置に関する最初のデータを取得すると、続いて、カメラのパン位置、チルト位置、ズーム位置を変化させ、図３に示したような制限データを作成する。
ここで、カメラのパン位置、チルト位置、ズーム位置を変化させる方法はいくつか考えられる。一つの方法として、例えば、カメラのパン位置、チルト位置、ズーム位置を所定の順序で変化させ、図３の全可動範囲を示す空間Ｖ内の点全て（所定間隔おき）にカメラのパン位置、チルト位置、ズーム位置を順次設定する。そして、各点でビル４０の輪郭位置を上記画像処理装置３０から取得し、その輪郭位置が撮影画像の許容範囲内にあるか否かを判定する。撮影画像の許容範囲は、例えば、図６に示すように撮影画像のフレームＦ内に設定される所定の大きさの許容枠Ｆ′よりも外側の範囲を示し、この範囲のみに非撮影物体の輪郭が存在する場合には、カメラのパン位置、チルト位置、ズーム位置を設定することが許容されるという範囲を示す。尚、この許容枠Ｆ′の大きさはユーザが任意に変更できるようにしてもよいし、固定であってもよい。
【００２５】
このようにして各カメラのパン位置、チルト位置、ズーム位置で上記画像処理装置３０から取得したビル４０の輪郭位置が撮影画像の許容範囲内にあるか否かを判定すると、雲台コントローラ２０のＣＰＵ５０は、その結果から許容範囲内にある点とない点との臨界点を抽出して図３に示したような臨界面Ｓを形成する制限データを作成する。尚、上述の処理によって得られる臨界点は離散的であるため、補間処理等によって各臨界点の間のデータを補うようにしてもよい。
【００２６】
また、カメラのパン位置、チルト位置、ズーム位置を変化させて、制限データを作成する他の方法として、臨界点の位置を追いながら制限データを作成する方法もある。この場合、まず、上述と同様にユーザがビル４０の輪郭をポイント指定すると、続いてそのときのパン位置とチルト位置を固定してズーム位置をワイド側又はテレ側に少しずつ変化させて、各ズーム位置で画像処理装置３０からビル４０の輪郭位置を取得する。そして、その輪郭位置が撮影画像内の許容範囲内にあるか否かを判定して臨界点を検出する。このようにして輪郭点を検出すると、次にチルト位置を少し（例えば５°程度）変化させ、パン位置とチルト位置を固定してズーム位置をワイド側又はテレ側に少しずつ変化させて上述と同様に臨界点を検出する。この手順を繰り返し、あるパン位置について全ての臨界点の検出が終了したら、次にパン位置を少し（例えば５°程度）変化させ、上述の手順を同様に繰り返す。これにより図３に示したような制限データを作成することができる。尚、上述したようにユーザによるビル４０の輪郭のポイント指定は、始めに１回指定すれば、各臨界点を求めるために必要なビル４０の輪郭位置の検出は自動で行われる。
【００２７】
このようにして制限データを作成すると、制限データは雲台コントローラ２０のメモリ５４に記録される。この後、雲台コントローラ２０の制限モードボタン２８Ｂをオンにすると、雲台コントローラ２０のジョイスティック２２やズームダイヤル２６で操作できるカメラのパン位置、チルト位置、ズーム位置は、制限データに基づいて制限される。例えば、図４に示した撮影画像と同じパン位置、ズーム位置において、雲台コントローラ２０のジョイスティック２２を操作してチルト位置を変化させ、カメラの撮影方向を上から下に変化させていくと、図７に示すようにビル４０がわずかに撮影画像内に映される程度のところでチルト位置のそれ以上変化が制限される。これにより、撮影したくないビル４０が撮影画像に大きく映し込まれる不具合は確実に防止される。
【００２８】
以上、上記実施の形態では、画像処理装置３０としてパソコン等を用いるようにしたが、これに限らず、雲台コントローラ２０の機能としてこの画像処理装置３０の機能を組み込んでもよい。
また、上記実施の形態では、図３に示したように制限データとして、カメラのパン位置、チルト位置、ズーム位置を制限する臨界点を具体的数値として作成するようにしたが、これに限らず、非撮影物体の輪郭の位置自体のデータを作成し、カメラのパン位置、チルト位置、ズーム位置の制限は、そのデータを使用した演算で行うようにしてもよい。
【００２９】
【発明の効果】
以上説明したように本発明に係るリモコン雲台システムによれば、非撮影物体の輪郭の位置を予め検出し、その輪郭の位置に基づいてコントローラで変更できるカメラの撮影方向及び撮影画角の範囲を制限するようにしたため、操作者が非撮影物体を意識しなくても非撮影物体を撮影する不具合を確実に回避することができる。
【００３０】
また、非撮影物体の輪郭の一点を画像上で指定すれば、自動で非撮影物体の輪郭を画像処理により検出できるようにしたため、カメラの撮影方向及び撮影画角を制限する範囲を容易に設定できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は、本発明に係るリモコン雲台システムの概略図である。
【図２】図２は、上記リモコン雲台システムの構成を示したブロック図である。
【図３】図３は、制限データの説明に使用した図である。
【図４】図４は、制限データの作成手順の説明に使用した図である。
【図５】図５（Ａ）、（Ｂ）は、制限データの作成手順の説明に使用した図である。
【図６】図６は、制限データの作成手順の説明に使用した図である。
【図７】図７は、制限モードにおける動作の説明に使用した図である。
【符号の説明】
１０…リモコン雲台、２０…雲台コントローラ、２２…ジョイスティック、２６…ズームダイヤル、２８Ａ…制限データ作成ボタン、２８Ｂ…制限モードボタン、３０…画像処理装置、３２…モニタ、５０、６０、７０…ＣＰＵ、５４…メモリ、６２…テレビカメラ（カメラ）、７２…画像処理部
【図１】
0004243883.tif 000002
【図２】
0004243883.tif 000003
【図３】
0004243883.tif 000004
【図４】
0004243883.tif 000005
【図５】
0004243883.tif 000006
【図６】
0004243883.tif 000007
【図７】
0004243883.tif 000008