(57)【要約】【課題】カメラの設置者が、安全な姿勢で、作業を妨げられることなく、容易にカメラを設置することできるカメラ設置支援装置を提供すること。【解決手段】所定の空間１３０に存在する複数のカメラ１０１ａ等と、空間を撮像する広域撮像部２１０と、広域撮像部２１０で撮像された空間１３０の画像に対してカメラ１０１ａが撮像している情報を重畳する画像重ね合わせ部と、画像重ね合わせ部からの画像を表示するヘッドマウントディスプレイ３２０とを有する。【選択図】図１
2009010728.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定の空間に存在する複数のカメラと、
前記空間を撮像する広域撮像部と、
前記広域撮像部で撮像された前記空間の画像に対して前記カメラが撮像している情報を重畳する画像重ね合わせ部と、
前記画像重ね合わせ部からの画像を表示する表示部と、
を有することを特徴とするカメラ設置支援装置。
【請求項２】
前記表示部の位置及び／または姿勢を検出する位置姿勢計測部をさらに有し、
前記画像重ね合わせ部は、前記表示部の位置及び／または姿勢に対応する前記カメラが撮像している情報を重畳することを特徴とする請求項１に記載のカメラ設置支援装置。
【請求項３】
前記カメラが撮像している情報は、前記カメラが撮像している実写画像または前記カメラが撮像する範囲を示す領域情報であることを特徴とする請求項１または２に記載のカメラ設置支援装置。
【請求項４】
前記カメラは、前記空間に予め設置されているカメラ及び／または前記空間に設置するためのカメラであることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載のカメラ設置支援装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、カメラ設置支援装置、特に、監視カメラや、モーションキャプチャに用いるカメラ、ネットワークカメラを用いて、カメラメッシュネットワーク等のカメラセンサネットワークを構築する際に支援する装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、監視カメラにおいて、例えば特許文献１に提案されているように、コントロールセンターからの指示や、別途屋内に設置したテレビモニタを用いてカメラの設置調整を行っていた。また、カメラの位置を計測するために、例えば特許文献２に提案されているようにＧＰＳを用いる技術が知られている。さらに、例えば特許文献３に提案されているように、従来カメラネットワークに、表示装置を組み込む構成が知られている。また、例えば特許文献４に提案されているような、コンビニエンスストアでの監視カメラの設置支援システムが知られている。
【０００３】
【特許文献１】特開２００４−３１２０９８号公報
【特許文献２】特開２０００−５０１２８号公報
【特許文献３】特開平１１−４１５９０号公報
【特許文献４】特開２００５−２８６６１９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、別途屋内に設置した、離れた場所にあるモニタを使用して作業するとき、作業者は、そのカメラの取り付け角度、位置の調整を行うことは困難であった。さらに、他の設置カメラの画像を確認することもできず、全体での撮影範囲の把握も難しい。このため、カメラセンサネットワークとして網羅的にもれなく撮影範囲を撮影する場合、特定の空間内を複数カメラで必ず撮影する場合などの、目的に応じたカメラ配置を実現することもきわめて難しいものであった。また、カメラの姿勢をランプ表示する構成も提案されている。しかしながら、ランプ表示はあくまでも目安であり、観察範囲の適切な調整には十分な効果があるとは言いがたい。さらに、カメラの設置は、高所作業になることが多い。このため、管理室からの遠隔指示に従ってカメラを調整すること、または見づらい位置に設置されたモニタ用の表示装置を無理な姿勢で確認しながらカメラを調整することは、安全性の観点からも好ましくないものであった。
【０００５】
また、カメラの位置を計測するためにＧＰＳを用いる構成では、屋内でのカメラ設置作業において、ＧＰＳの電波が受信できないこと、カメラのコスト上昇につながること等の課題がある。
【０００６】
また、カメラネットワークに表示装置を組み込む構成では、カメラコントローラーが大きくなってしまうという問題を有している。
【０００７】
このように、従来技術では、カメラの設置の際、調整をしながら設置するカメラの画像を確認することは困難なこと多い。また、カメラ設置の際、別途、コントロールセンターからの無線連絡や、遠隔コントロールのカメラを用いるなどの必要があった。
【０００８】
本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであって、カメラの設置者が、安全な姿勢で、作業を妨げられることなく、容易にカメラを設置することができるカメラ設置支援装置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】
【０００９】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明によれば、所定の空間に存在する複数のカメラと、空間を撮像する広域撮像部と、広域撮像部で撮像された空間の画像に対してカメラが撮像している情報を重畳する画像重ね合わせ部と、画像重ね合わせ部からの画像を表示する表示部と、を有することを特徴とするカメラ設置支援装置を提供できる。
【００１０】
また、本発明の好ましい態様によれば、表示部の位置及び／または姿勢を検出する位置姿勢計測部をさらに有し、画像重ね合わせ部は、表示部の位置及び／または姿勢に対応するカメラが撮像している情報を重畳することが望ましい。
【００１１】
また、本発明の好ましい態様によれば、カメラが撮像している情報は、カメラが撮像している実写画像またはカメラが撮像する範囲を示す領域情報であることが望ましい。
【００１２】
また、本発明の好ましい態様によれば、カメラは、空間に予め設置されているカメラ及び／または空間に設置するためのカメラであることが望ましい。
【発明の効果】
【００１３】
本発明に係るカメラ設置支援装置によれば、カメラの設置者が、安全な姿勢で、作業を妨げられることなく、容易にカメラを設置することができるという効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下に、本発明に係るカメラ設置支援装置の実施例を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施例によりこの発明が限定されるものではない。
【実施例１】
【００１５】
図１は、本発明に係るカメラ設置支援装置の実施例１の概略構成を示している。
【００１６】
所定の空間１３０、例えば室内（屋内）には、予め既存カメラ１０１ｂ、１０１ｃが既に設置されている。そして、設置者Ｓは、新たに設置カメラ１０１ａを設置する。設置カメラ１０１ａを設置する設置者Ｓは、ヘッドマウントディスプレイ３２０を装着する。ここで、設置カメラ１０１ａ、既存カメラ１０１ｂ、１０１ｃは、カメラに対応する。また、ヘッドマウントディスプレイ３２０は、表示部に対応する。
【００１７】
ヘッドマウントディスプレイ３２０において、規定長のマーカバー３２１の両端には、マーカ３２２ａ、３２２ｂ、３２２ｃが設けられている。
【００１８】
また、空間１３０を見渡せる位置に広域撮像部２１０が設けられている。広域撮像部２１０は、魚眼レンズ２１１を有している。これにより、広域撮像部２１０は、広画角な領域を撮像できる。そして、後述するように、広域撮像部２１０により撮像された画像を基準として設置作業を行う。
【００１９】
また、設置カメラ１０１ａは、一度設置された以降は、既存カメラとして機能する。既存カメラ１０１ｂ等及び／または広域撮像部２１０は、ヘッドマウントディスプレイマーカ３２２ａ、３２２ｂ、３２２ｃを撮像する。
【００２０】
広域撮像部２１０に内蔵された、または別途設けられた設置支援サーバ（不図示）は、それぞれの設置カメラ１０１ａ、既存カメラ１０１ｂ、１０１ｃ、１０１ｄからの情報に基づいて、ヘッドマウントディスプレイ３２０内の後述する内容の画像を表示する。設置者Ｓは、ヘッドマウントディスプレイ３２０に表示された画像を認識しながら、重畳的に実視野を観察できる。これにより、設置者Ｓは、適切な位置姿勢になるように、設置カメラ１０１ａを設置できる。上述したように、設置カメラ１０１ａは、設置完了後、既存カメラとなる。
【００２１】
次に、詳細について図２を用いて説明する。図２は、カメラ設置支援装置１００のシステム構成を示している。
【００２２】
広域撮像部２１０、設置カメラ１０１ａ、既存カメラ１０１ｂ、１０１ｃ、１０１ｄの各々の形状、色彩は、マーカ、即ち特徴量を有している。例えば、設置カメラ１０１ａの形状を抽出することで、設置カメラ１０１ａを特定することができる。また、マーカは、形状、色彩に限られず、それぞれのカメラにカラーボールやＬＥＤなどを装着することでも良い。
【００２３】
設置カメラ１０１ａは、カメラマーカ１０２ａを有する。また、設置カメラ１０１ａは、撮像した画像をバッファするバッファ１０３ａを有している。バッファ１０３ａには、その他にカメラ固有のＩＤ情報や、撮影パラメータなどが格納されている。そして、バッファ１０３ａは、通信・制御部１０４と通信可能に接続されている。画像、ＩＤ情報、撮影パラメータなどのデータは、パケットとして、有線または無線のＬＡＮ回線を介する通信、Ｚｉｇｂｅｅなどの省電力無線通信、赤外線通信、ＩＥＥＥ１３９４などによる接続により、通信・制御部１０４に送信される。通信・制御部１０４としては、ホストのコンピュータ、専用のネットワークルーター、スイッチャなどを用いることができる。
【００２４】
通信・制御部１０４からのデータは、画像選択・記録部１０５により、実写画像データ記録部１１３に記録される。また、通信・制御部１０４は、実写画像データをマーカ認識部１０６、ヘッドマウントディスプレイ表示データ記録部１１４、カメラマップ生成部１１０、キャリブレーション部１０８などからの要求信号を受信する。そして、通信・制御部１０４は、必要なＩＤを有するカメラの実写画像データを選択し、配信する。
【００２５】
マーカ認識部１０６は、マーカ位置データを、マーカ１０２ａ等が記録された広域撮像部２１０からの画像及び／または既存カメラ１０１ｂ等からの画像により算出する。そして、マーカ位置データ記録部１０７に記録する。また、マーカ認識部１０６は、ヘッドマウントディスプレイ３２０のヘッドマウントディスプレイマーカ３２２ａ、３２２ｂ、３２ｃに基づいて、ヘッドマウントディスプレイ３２０の位置及び／または姿勢を計測することもできる。マーカ認識部１０６は、位置姿勢計測部に対応する。
【００２６】
ここで、広域撮像部２１０や、既存カメラ１０１ｂ、１０１ｃ、１０１ｄ、設置カメラ１０１ａが有するレンズの画角や光学的歪み（レンズディストーション）をキャリブレーションにより補正するとともにそれらの位置姿勢を空間１３０に対し同定することが望ましい。このため、例えば、キャリブレーションパターン（不図示）を撮影する。キャリブレーションパターンの実写画像内からキャリブレーションマーカを所定の手順にしたがって認識する。そして、キャリブレーション部１０８は、キャリブレーションパターンの撮影結果である実写画像などを用いてデータを生成する。このデータは、随時記録動作を行うキャリブレーションデータ記録１０９に記憶される。また、部屋などの空間１３０と、既存カメラ１０１ｂ、１０１ｃ、１０１ｄ、設置カメラ１０１ａとの関係（外部パラメータ）を以下のキャリブレーションにより決定することもできる。例えば、位置姿勢を推定すべき対象物あるいは対象物付近に、対象物に対する相対的位置関係があらかじめ決定している『幾何学的に固有の特徴を持った固有マーカ（コードマーカ）』を複数配置する。その複数のマーカを広域撮像部２１０や、既存カメラ１０１ｂ、１０１ｃ、１０１ｄ、設置カメラ１０１ａにより撮影する。次に、撮影された画像内から固有マーカ群を抽出するとともに、そのマーカの幾何学的特徴を抽出かつそのマーカの同定を行う。そのマーカの対象物に対する３次元位置と広域撮像部２１０や、既存カメラ１０１ｂ、１０１ｃ、１０１ｄ、設置カメラ１０１ａにより撮影された画像内での２次元位置を利用して、広域撮像部２１０や、既存カメラ１０１ｂ、１０１ｃ、１０１ｄ、設置カメラ１０１ａを規定する空間１３０の座標系における対象物の３次元位置姿勢を推定する方式である。キャリブレーション部１０８は、設置カメラ１０１ａを設置した後に実施した外部パラメータのキャリブレーションのデータなどを生成する。このデータは、随時記録動作を行うキャリブレーションデータ記録１０９に記憶される。
【００２７】
カメラマップ生成部１１０は、マーカ位置データ記録部１０７、キャリブレーション部１０８に接続されている。カメラマップ生成部１１０の処理結果は、カメラマップデータ記録部１１１に記録される。
【００２８】
カメラマップ画像生成部１１２は、カメラマップ生成部１１０に接続されている。カメラマップ画像生成部１１２は、カメラマップデータ、マーカ位置データなどに基づいて、ヘッドマウントディスプレイ表示データ記録部１１４にカメラマップ画像を記録する。
【００２９】
ヘッドマウントディスプレイ表示データ記録部１１４は、画像選択・記録部１０５により選択された実写画像データを記録する。ヘッドマウントディスプレイ表示データ記録部１１４は、ヘッドマウントディスプレイ画像選択部１１５に接続されている。そして、ヘッドマウントディスプレイ画像選択部１１５は、ヘッドマウントディスプレイ通信部サーバ１１６を介して、ヘッドマウントディスプレイ通信部クライアント３３０に接続される。
【００３０】
ヘッドマウントディスプレイ通信部サーバ１１６とヘッドマウントディスプレイ通信部クライアント３３０の間は、有線、無線のＬＡＮ回線、Ｚｉｇｂｅｅなどの省電力無線通信、赤外線通信、ＩＥＥＥ１３９４などの各種通信規格で接続されている。
【００３１】
ヘッドマウントディスプレイ通信部クライアント３３０は、受信したヘッドマウントディスプレイ表示データをヘッドマウントディスプレイ３２０に出力する。ヘッドマウントディスプレイ通信部クライアント３３０には、画像切替え入力部３４０が接続されている。
【００３２】
画像切替え入力部３４０からの切替えデータは、画像選択・記録部１０５に送信される。そして、送出する実写画像の選択や、ヘッドマウントディスプレイ画像選択部１１５のカメラマップ画像のデータ表示の選択に用いられる。
【００３３】
これらのカメラマップ画像もカメラの画像と同様にヘッドマウントディスプレイ画像選択部１１５の要求に応じて、ヘッドマウントディスプレイ３２０の表示デバイス３２０ａに送られ、表示される。
【００３４】
次に、設置カメラ１０１ａを設置する手順を図３に示すフローチャートを参照して説明する。カメラの設置を開始するとき、ステップＳ３０１において、設置者Ｓは、ヘッドマウントディスプレイ３２０を頭部に装着する。また、ステップＳ３０２において、カメラを設置する空間１３０を見通せる位置に、広域撮影部２１０を設置する。
【００３５】
ステップＳ３０３において、既存カメラ１０１ｂ、１０１ｃ、１０１ｄが存在するか否かが判断される。ステップＳ３０３の判断結果が真（Ｙｅｓ）の場合、既存カメラ１０１ｂ、１０１ｃ、１０１ｄの位置検出を行う。ステップＳ３０３の判断結果が偽（Ｎｏ）の場合、初めてカメラ設置する空間であるので、基準座標を設定する。
【００３６】
さらに、ステップＳ３０６において、追加で設置する設置カメラの位置を算出する。ステップＳ３０７において、ヘッドマウントディスプレイマーカ３２２ａ、３２２ｂ、３２２ｃの位置を算出する。ステップＳ３０８において、ヘッドマウントディスプレイ３２０の表示部３２０ａに表示するためのカメラマップ表示を生成する。
【００３７】
ステップＳ３１０において、設置カメラ１０１ａが選択されたか否かが判断される。ステップＳ３１０の判断結果が真のとき、即ち画像切替え入力部３４０から入力された画像選択入力に応じて設置カメラを選択したとき、ステップＳ３１３においてヘッドマウントディスプレイ３２０は設置カメラ１０１ａからの画像を表示する。
【００３８】
ステップＳ３１０の判断結果が偽のとき、ステップＳ３１１において既存カメラ１０１ｂ、１０１ｃ、１０１ｄが選択されたか否かが判断される。ステップＳ３１１の判断結果が真のとき、入力されたカメラＩＤに基づいて、既存設置された既存カメラ１０１ｂ等の画像を表示する。
【００３９】
また、ステップＳ３１１の判断結果が偽のとき、即ち既存カメラも選択されなかったとき、ステップＳ３１４において広域撮影部２１０の撮影画像を選択して、表示する。
【００４０】
ステップＳ３１５において、設置者Ｓは、設置カメラ１０１ａの撮像画像、広域撮像部２１０の撮像画像、既存カメラ１０１ｂ等の撮像画像の画像を認識しながら、実視野において設置カメラ１０１ａの調整作業を行うことができる。
【００４１】
設置者Ｓは、ヘッドマウントディスプレイ３２０に設けられている表示デバイス３２０ａに虚像として表示される画像をモニタリングしながら、実視野における設置カメラの配置、設置方向、フォーカス、ズーム、アイリスなどの調整を行う。
【００４２】
ステップＳ３１６において、設置カメラ１０１ａの設置状態が、良好であるか否かが判断される。ステップＳ３１６の判断結果が真のとき、設置作業を終了する。ステップＳ３１６が偽のとき、設置カメラ１０１ａの位置を算出する手順から上述の作業を繰り返し行う。このように、設置カメラ１０１ａの位置、姿勢などの調整を繰り返す。
【００４３】
上述の作業を終えてカメラを設置すると、設置カメラ１０１ａは、既存カメラとして、新しいＩＤを与えられ、登録されることになる。また、次の新たなカメラを設置する際には、新規に持ち込んだカメラが設置カメラとなる。設置作業が終了した前回設置のカメラは、既存カメラ群に追加されている。
【００４４】
このように、ヘッドマウントディスプレイ３２０に設けられた表示デバイス３２０ａは、設置カメラ１０１ａ、既存カメラ１０１ｂ〜１０１ｄ、広域撮影部２１０からの画像、カメラマップ表示を表示する。これにより、設置者Ｓは、以下（１）〜（４）の画像に関して、オンデマンドで設置作業を続行中に確認できる。
（１）設置環境の画像中における設置者Ｓの現在の位置、方向
（２）取り付け調整中の設置カメラ１０１ａの撮影画像
（３）広域撮影部２１０の画像内における撮像範囲の配置
（４）既存カメラ１０１ｂ等の撮影画像
このため、設置者Ｓは、容易に設置カメラ１０１ａをカメラネットワークに追加することができる。
【００４５】
次に、図４を参照して、カメラマップの生成の詳細について説明する。図４は、カメラマップの例を示している。「カメラマップ」とは、以下の（１）〜（７）の少なくとも一つの情報を含むものをいう。
（１）広域撮像部２１０の配置を基礎（基準）とした、設置空間１３０の画像情報、
（２）空間１３０の中に位置する既存カメラ１０１ｂ〜１０１ｋの位置姿勢、
（３）現在設置しようとしている設置カメラ１０１ａの概略位置、
（４）設置者Ｓに装着したヘッドマウントディスプレイマーカ（図４で不図示）から算出された設置者Ｓの位置、
（５）広域撮像部２１０の配置、
（６）既存カメラ１０１ｂ〜１０１ｋの撮像範囲の概略フレーム、
（７）設置カメラ１０１ａの撮像範囲の概略フレーム。
【００４６】
ヘッドマウントディスプレイ３２０は、広域撮像部２１０で撮像された空間１３０の画像に対してカメラ１０１ａ等が撮像している情報を重畳する画像重ね合わせ部の機能をも有している。
【００４７】
さらに、図５、６、７を参照して、設置作業の進行に応じてカメラマップの内容が変化する様子を説明する。図５は、カメラ設置の第１段階として、広域撮像部２１０を設置する様子を示している。空間１３０内の中央部に、広域撮像部２１０が設置されている。また、空間１３０内の床面には、机１３１ａ、椅子１３１ｂ等が配置されている。広域撮像部２１０は、後述するように空間１３０内を魚眼レンズにより広画角に撮像できる。
【００４８】
図６は、カメラ設置の第２段階として、第１の設置カメラ１０１ｈを設置する様子を示している。撮像範囲１０１ｈｍａｐは、設置カメラ１０１ａが撮像する範囲を枠として示したものである。
【００４９】
図７は、カメラ設置の第３段階として、第１の設置カメラ１０１ｈが既存カメラとなり、第２の設置カメラ１０１ａを設置する様子を示している。既存カメラ１０１ｈの撮像範囲１０１ｈｍａｐに加えて、設置カメラ１０１ａの撮像範囲１０１ａｍａｐを示している。
【００５０】
また、図８は、カメラマップの他の例を示している。図４、６、７では、撮像範囲を方形形状の枠で示している。これに対して、図８では、設置カメラ１０１ａの概略の水平画角の目安を示す簡易表示として、カメラマップを表示した例である。
【００５１】
次に、カメラマップの生成方法について説明する。図９は、カメラマップの表示生成の手順を示すフローチャートである。図９に示すように、二つの流れを並行処理してカメラマップを生成する。一つ目の流れは、実写ベースのカメラ撮像範囲のマップデータの生成である。二つ目の流れは、マップベースのカメラ撮像範囲のマップデータの生成である。
【００５２】
まず、一つ目の流れについて説明する。ステップＳ９０１において、カメラマップの表示生成を開始する。ステップＳ９０２において、設置カメラからの設置カメラ実写画像データを、アフィン変換などの画像処理を用いて、テンプレート画像を生成する。
【００５３】
ステップＳ９０３において、このテンプレート画像を、広域撮像部からの実写画像データとテンプレートマッチングを行う。ステップＳ９０４において、設置カメラの現在の撮像範囲は、広域撮像部内のいずれの部分を撮影しているかを、テンプレートマッチングの類似度から推定する。推定した位置に、設置カメラ画像周囲に相当する枠（フレーム）を広域撮像部２１０の画像上に重畳する。
【００５４】
次に、二つ目の流れについて説明する。ステップＳ９０６において、既存の建築物のマップデータに広域撮像部２１０の位置を入力する。
【００５５】
ステップＳ９０７において、広域撮像部２１０の実写画像に撮像された既存のカメラの位置情報を入力する。広域撮像部２１０の実写画像に撮像された既存のカメラの位置情報は、上述したようなキャリブレーションなどで確定されているキャリブレーションデータを用いる。
【００５６】
ステップＳ９０８において、ヘッドマウントディスプレイマーカ３２２ａ、３２２ｂ、３２２ｃの位置データに基づいて、設置者Ｓが現在作業している位置を入力する。そして、建築物などカメラを設置する場所、空間に関する既存データ中において、位置を確定する。ヘッドマウントディスプレイ３２０の位置、姿勢を広域撮像部２１０などの画像に基づいて推定する。そして、推定結果を、マップデータに追記する。
【００５７】
ステップＳ９１０において、これらの二つのデータを統合する。ステップＳ９１１において、カメラマップデータを生成する。カメラマップデータは、現在の撮像範囲枠、既存カメラの配置、広域撮像部の実写画像、既存の建築物マップデータ等から構成されている。
【００５８】
このように、本実施例では、所定の空間１３０に存在する複数のカメラ１０１ａ、１０１ｂ等と、空間１３０を撮像する広域撮像部２１０と、広域撮像部２１０で撮像された空間１３０の画像に対してカメラ１０１ａ等が撮像している情報を重畳するヘッドマウントディスプレイ３２０（画像重ね合わせ部）と、重ね合わせられた画像を表示するヘッドマウントディスプレイ３２０とを有する。
【００５９】
そして、ヘッドマウントディスプレイ３２０の位置及び／または姿勢を検出すマーカ認識部１０６（位置姿勢計測部）をさらに有し、ヘッドマウントディスプレイ３２０（画像重ね合わせ部）は、ヘッドマウントディスプレイ３２０の位置及び／または姿勢に対応するカメラが撮像している情報を重畳する。
【００６０】
また、カメラ１０１ａ等が撮像している情報は、カメラ１０１ａ等が撮像している実写画像またはカメラマップ（カメラが撮像する範囲を示す領域情報）であることが望ましい。
【００６１】
さらに、カメラは、空間１３０に予め設置されている既存カメラ１０１ｂ等、及び／または空間１３０に設置するための設置カメラ１０１ａであることが望ましい。
【００６２】
本実施例では、本発明の効果に加えて、以下の特有の効果がある。設置カメラは、設置が完了すると、既存カメラとなる。このため、スケーラブルなカメラ配置が可能である。即ち、カメラ配置の規模を自由に可変できるように構成できる。複数のカメラの追加が容易に実施できるため、例えば、監視カメラ網のように、多数のカメラを接続したネットーワークの規模を自由に可変できるように構成できる。この結果、カメラの設置を繰り返して、広域のカメラネットワークを構築するのに好適な支援を実施することが可能である。
【００６３】
なお、本発明の各構成は、当然、各種の変形、変更が可能である。例えば、設置カメラ、既存カメラの光軸を表示する構成、画像の枠の四辺を示す面もしくは線で表示する構成としてもよい。また、本実施例では、表示部としてヘッドマウントディスプレイ３２０を用いている。しかしながら、これに限られず、腕に装着する小型のモニタ部、設置者Ｓの視界に対して画像を投影する可動式のプロジェクタなどを用いることができる。また、この場合は、設置者Ｓの頭部にマーカを設置することが望ましい。
【００６４】
また、本実施例では、マーカ３２２ａ、３２２ｂ、３２２ｃを用いて設置者Ｓの頭部の方向を検出している。しかしながら、これに限られず、設置者Ｓの顔貌の認識、視線の認識・検出により、頭部の方向を検出するようにしてもよい。
【００６５】
また、本実施例では、設置者Ｓが調整している設置カメラで撮像した画像を出力部と受信部とによって伝送し、ヘッドマウントディスプレイで表示するとともに、既存カメラの画像にも切り替えて表示できる。これにより、すでに設置済みのカメラの撮像範囲を適宜確認しながら、設置カメラの撮像範囲を確認しつつカメラの位置姿勢の調整を容易に実施することができる。
【００６６】
また、既存カメラのうち少なくとも一つのカメラは、設置作業を行う空間のうちの少なくとも設置カメラの箇所及び／または撮影範囲の少なくとも一部を含む領域を撮影するように構成することもできる。換言すると、既存カメラに広域撮像部２１０の機能を持たせても良い。
【００６７】
このとき、既存カメラは、設置カメラと重複する領域を撮影する。または、設置カメラの位置を、既存カメラが撮影する。これにより、既存カメラの撮像範囲と、設置カメラの撮像範囲の関係性をより直感的に把握できる。また、抜け（欠落）のない撮像範囲を実現するためのガイダンスとして設置者Ｓが用いることができる。
【００６８】
また、ヘッドマウントディスプレイのマーカの位置、姿勢を用いて、設置者の位置を測定することで、設置カメラの作業位置の情報を得るとともに、ヘッドマウントディスプレイに表示する画像の選択、実施例記載のマップの表示方向の制御を行うことができる。
【００６９】
また、上記マーカを撮影する既存カメラの少なくともひとつは、広角カメラ、魚眼カメラ、パノラマカメラのいずれかであり、少なくとも一台以上の設置カメラと、既存カメラの配置を撮影できる広域撮像部であることが望ましい。
【００７０】
既存カメラはすべてが広角カメラ、魚眼カメラ、パノラマカメラということではなくてもよく、また、設置支援のためのみに一時的に設置するカメラであってもよい。
【００７１】
また、既存カメラのうち少なくともひとつのカメラを、設置する環境を広範囲に撮影する広域撮像部としても良い。これにより、既存カメラを含め、設置カメラを設置している環境を広く撮影することができるので、既存カメラの画像、設置カメラの画像と切り替えながら、撮像領域の配置を的確に把握し、設置カメラの設置位置、姿勢を設置者が調整することを支援できる。
【実施例２】
【００７２】
次に、本発明の実施例２に係るカメラ設置支援装置について説明する。上記実施例１と同一の部分には同一の符号を付し、重複する説明は省略する。
【００７３】
本実施例では、広域撮像部の構成を、カメラ設置支援装置に適する構成としている。その他の基本構成は、実施例１と同様である。実施例１と同一の部分には同一の符号を付し、重複する説明は省略する。
【００７４】
図１０に示すように、設置カメラの設置を支援するための広域撮像部２１０は、空間１３０内の床面及び天井面を効率的に撮影することができる。
【００７５】
本実施例における広域撮像部２１０は、従来提案されているような魚眼対向型とは異なる。レンズ配置が、空間１３０を広画角で撮影するという目的に適するように、対向する魚眼カメラ２１１ａ、２１１ｂを天井と、床面（椅子や机等の什器に隠れない程度の高さ）に配置したポールカメラとしていることに特徴がある。適宜、天井側の魚眼カメラを天井カメラという。また、床側の魚眼カメラを床カメラという。
【００７６】
本構成により、対向する天井カメラ２１１ａ、床カメラ２１１ｂが画面内に占める割合を小さくし、かつ主に設置カメラ１０１ａを設置する天井付近、カメラが撮影する床面付近をより広域に撮影することが可能となるという効果が生じる。
【００７７】
図１１は、広域撮像部２１０を空間１３０内の床面に設置した場合の撮像画像の例を示している。画像には、椅子１３１ａ、机１３１ｂ等の什器、ドア１３１ｃ、天井１３１ｅが撮像されている。
【００７８】
また、図１２は、広域撮像部２１０を空間１３０の天井に吊るように設置した場合の撮像画像の例を示している。画像には、椅子１３１ａ、机１３１ｂ、ドア１３１ｃ、壁面１３１ｄ、床面１３１ｆが撮像されている。
【００７９】
このように、本実施例では、空間１３０、例えば屋内の全域をカバーする撮影が可能となる、これにより、広域撮像部２１０は、カメラセンサネットワークを設置するとき、カメラ配置の認識用に用いることができる全周囲撮影用ポールカメラとすることができる。
【００８０】
図１３は、広域撮像部２１０の断面構成を示している。天井カメラ２１１ａと床カメラ２１１ｂとがセンターポール２１４を介して対向するように配置されている。天井カメラ２１１は、空間１３０の天井１３１ｅ近傍に設置される。床カメラ２１１ｂは、床１３１ｆからある程度の高さに設置される。このように、本実施例の広域撮像部２１０は、２段式のポールカメラである。
【００８１】
天井カメラ２１１ａは、魚眼レンズ２１２ａを床面１３１ｆに向けて設置する。床カメラ２１１ｂは、魚眼レンズ２１２ｂを天井１３１ｅ側に向けて設置する。そして、それぞれのカメラ２１１ａ、２１１ｂ間を、センターポール２１４により接続する。この構成により、広域撮像部２１０により、空間１３０の天井１３１ｅ側及び床面１３１ｆ側の両方が撮影可能となる。このため、設置カメラの設置作業などが容易となる。
【００８２】
また、センターポールの中段にパノラマカメラ２１１ｃを設置してもよい。図１４は、パノラマカメラ２１１ｃを設置したときの斜視構成を示している。図１５は、パノラマカメラ２１１ｃを設置したときの断面構成を示している。パノラマカメラ２１１ｃは、反射屈折型の全周パノラミックレンズを備えている。反射屈折型の全周パノラミックレンズとして、レンズの屈折効果と蒸着面や全反射面などを組み合わせて、結像または投影させる光学系を用いることができる。パノラマカメラ２１１ｃは、設置者Ｓの目線の高さに設置することが望ましい。これにより、設置者Ｓの歩行移動などを検出するために適した画像を得ることができる。この結果、空間１３０内全体を監視するカメラとして好適な機能を有することができる。
【００８３】
また、この構成では、天井カメラ２１１ａと床カメラ２１１ｂから最も離れている位置にパノラマカメラ２１１ｃが設置される。このため、魚眼レンズ２１２ａ、２１２ｂの画角を遮蔽する割合が最小で済む。この結果、さらに好適な構成となる。
【００８４】
さらに、センターポール２１４を伸縮可能に構成することもできる。これにより、天井側の天井カメラ２１１ａと床側の架台２１５とで天井と床（天井高＝Ｈ）を押し付けることができる。この結果、安定で、簡易な設置が可能となる。
【００８５】
さらに、架台２１５面、天井１３１ｅ面に全方位台車などの移動機構を設置することが望ましい。これにより、屋内の天井と床との間の距離Ｈがほぼ一定のとき、広域撮像部２１０を移動式の監視カメラとして利用することが可能となるなどの機能を拡張することもできる。
【００８６】
次に、画像の伝送経路、選択方法、通信システムについて説明する。以後の説明においては、設置カメラと既存カメラとを明確に区別する場合を除いて、設置カメラと既存カメラとを合わせてカメラと呼ぶ。
【００８７】
図１６に示す例では、カメラ１０１ａ、１０１ｂとホスト５００との間に、それぞれ入出力部４００ａ、４００ｂが設けられている。ホスト５００は、カメラを設置する空間とは異なる場所に存在する監視センターに設けられている。
【００８８】
カメラ１０１ａ、１０１ｂと、入出力部４００ａ、４００ｂと、ホスト５００とは有線で接続されている。また、入出力部４００ａ、４００ｂとヘッドマウントディスプレイ３２０とは無線（ワイヤレス）方式で信号を送受信する。そして、カメラ１０１ａ、１０１ｂで撮像された画像は、ヘッドマウントディスプレイ３２０に転送される。
【００８９】
設置者Ｓは、選択入力部３５０により、以下の選択操作を行うことができる。
（１）複数のカメラの中から、任意のカメラ、例えば設置カメラを選択すること。
（２）選択したカメラからの実写画像とカメラマップ画像とを選択すること。
【００９０】
これにより、設置者Ｓは、選択したカメラに関するカメラマップや実写画像をヘッドマウントディスプレイ３２０を介して認識できる。
【００９１】
図１７に示す例では、入出力部４００は、ホスト５００に接続されている。カメラ１０１ａ、１０１ｂからの画像は、配線を介してホスト５００に伝送（送信）される。送信された画像は入出力部４００から無線方式でヘッドマウントディスプレイ３２０へ送られる
。これにより、設置者Ｓは、選択したカメラに関するカメラマップや実写画像をヘッドマウントディスプレイ３２０を介して認識できる。
【００９２】
図１８に示す例では、入出力部４００ａ、４００ｂからの信号は、無線方式により切替え部６００へ送信される。切替え部６００は、ヘッドマウントディスプレイ３２０に設けられている。切替え部６００は、信号を選択的に受信する。これにより、設置者Ｓは、選択したカメラに関するカメラマップや実写画像をヘッドマウントディスプレイ３２０を介して認識できる。
【００９３】
図１９に示す例では、ホスト５００に設置カメラ１０１ａ、既存カメラ１０１ｂ、１０１ｃの画像を有線方式で伝送（送信）する。ホスト５００に接続して設けられている切替え部６００は、選択的に信号を発信（送信）する。入出力部４００とヘッドマウントディスプレイ３２０とは無線方式で接続されている。これにより、設置者Ｓは、選択したカメラに関するカメラマップや実写画像をヘッドマウントディスプレイ３２０を介して認識できる。
【００９４】
図２０に示す例では、切替え部６００は広域撮像部２１０に設けられている。広域撮像部２１０とホスト５００とは有線方式で接続されている。入出力部４００ａ、４００ｂと広域撮像部２１０、及び広域撮像部２１０とヘッドマウントディスプレイ３２０とは、それぞれ無線方式で接続されている。切替え部６００は、信号を選択的に受信する。例えば、切替え部６００は、ヘッドマウントディスプレイマーカ３２２ａ、３２２ｂ、３２２ｃに基づく位置、方向、姿勢により、画像を自動的に切替えること、または設置者Ｓが手動で画像を切替えることのいずれでも良い。そして、切替え部６００は、ヘッドマウントディスプレイ３２０に画像を転送する。これにより、設置者Ｓは、選択したカメラに関するカメラマップや実写画像をヘッドマウントディスプレイ３２０を介して認識できる。
【００９５】
図２１に示す例では、入出力部４００ａ、４００ｂ、４００ｃ、４００ｄによる相互認証システムを用いている。入出力部４００ａ、４００ｂ、４００ｃ、４００ｄにより、メッシュネットワークを確立する。そして、ヘッドマウントディスプレイ３２０は、送信された画像を表示する。設置者Ｓは、送信された画像をヘッドマウントディスプレイ３２０により認識できる。
【００９６】
図２２に示す例では、広域撮像部２１０に集中管理部２２０を設けている。集中管理部２２０は、既存カメラ１０１ａ、設置カメラ１０１ｂ、１０１ｃ、１０１ｄの画像信号を選択するとともに、ヘッドマウントディスプレイ３２０に付帯して設けられた選択入力部３５０からの入力信号に基づいてカメラを選択する。これにより、設置者Ｓは、選択したカメラに関するカメラマップや実写画像をヘッドマウントディスプレイ３２０を介して認識できる。
【００９７】
また、上述の構成において、ヘッドマウントディスプレイ３２０の位置、姿勢、方向を計測して、設置者Ｓが向いているカメラ、即ちヘッドマウントディスプレイ３２０の実視野で見ているカメラを特定することもできる。この特定した結果から、自動的にヘッドマウントディスプレイ３２０に表示するカメラの画像を、現在設置者Ｓが向いているカメラの画像へ切り替えることができる。これにより、設置者Ｓは、単に、頭部を動かすだけで、自動的にヘッドマウントディスプレイ３２０の視野内に、見ている方向のカメラからの実写画像、カメラマップ画像を表示させることができる。
【００９８】
また、各カメラ１０１ａ、１０１ｂ、１０１ｃ等のマーカ（特徴量）を画像処理技術を用いて画面中で認識することもできる。このとき、認識された各カメラを特定するＩＤを発生させる。そして、適宜ＩＤを選択することで、ヘッドマウントディスプレイ３２０に表示させるカメラの画像を選択することもできる。
【００９９】
なお、表示部は、ヘッドマウントディスプレイに限られない。例えば、設置者Ｓの身体に配置されるものであれば、その構成は問わない。また、表示部は、カメラに着脱可能な構成としても良い。
【０１００】
また、カメラマップ画像は、撮像範囲枠の表示に限られない。例えば、矢印などで撮影範囲を示すこともできる。
【０１０１】
かかる構成により、設置者Ｓは、作業を行う際、ヘッドマウントディスプレイ、または設置カメラに設けた表示部に表示される画像をモニタリングしながら、設置カメラの配置、設置方向、フォーカス、ズーム、アイリスなどの調整を行うことができる。
【０１０２】
表示部としては、設置者の作業の負担を考慮すると、両手を自由に使うことが出来るヘッドマウントディスプレイが好ましい。
【０１０３】
また、入出力部は、カメラに設置されていても良いが、上述したように有線方式の配線先、無線（ワイヤレス）方式の接続先などの離れた場所から、無線による伝送を行うよう構成されていてもよい。
【０１０４】
また、設置カメラの映像出力に挿入することで、設置者が使用する表示部に、画像を一時的に配信するようにしてもよい。例えば、常に、ヘッドマウントディスプレイへ出力できる無線装置などをカメラに設置する代わりに、設置作業時のみ、無線装置を設置工事のケーブルの途中に挿入するようにしても良い。
【０１０５】
また、既存カメラ、設置カメラの情報は、ヘッドマウントディスプレイ３２０にＩＤとして表示すること、または重畳情報として表示することのいずれでも良い。設置者Ｓは、既存カメラの撮影画像を上記のＩＤにより選択、表示することが可能である。
【０１０６】
また、カメラを設置する時のみ、パノラミック、または魚眼広角撮影のカメラを設置し、概略のマッピングを作成することもできる。このとき、概略のマッピングを基準として、設置調整を実施できるよう、設置カメラからの画像と、魚眼広角撮影のカメラの画像をテンプレートマッチングする。そして、ヘッドマウントディスプレイ３２０内に、設置カメラの撮影方向、撮影範囲を俯瞰的に表示できる。
【０１０７】
従来技術は、カメラの設置方向を知る目安として、雲台の目盛りやレンズの方向などの目安により、位置姿勢を決定していた。これでは、必要とされる撮影範囲が確実に撮影できているかを確認することは難しい。また、複数の既存カメラにより、現状どのように撮影範囲が分布しているかを直感的に理解することも困難であった。これに対して、本発明によれば、全体のカメラの撮影状況を把握しながら、設置カメラの設置位置姿勢を調整できる。
【産業上の利用可能性】
【０１０８】
以上のように、本発明にかかるカメラ設置支援装置は、複数のカメラを設置するときに有用である。
【図面の簡単な説明】
【０１０９】
【図１】本発明の実施例１に係るカメラ設置支援装置の概略構成を示す図である。
【図２】実施例１の詳細なシステムを示す図である。
【図３】実施例１の設置手順を示すフローチャートである。
【図４】実施例１のカメラマップの例を示す図である。
【図５】実施例１のカメラ設置の第１段階を示す図である。
【図６】実施例１のカメラ設置の第２段階を示す図である。
【図７】実施例１のカメラ設置の第３段階を示す図である。
【図８】実施例１のカメラマップの他の例を示す図である。
【図９】実施例１におけるカメラマップの作成手順を示すフローチャートである。
【図１０】実施例２における広域撮像部を示す図である。
【図１１】広域撮像部を床に設置したときの画像の例を示す図である。
【図１２】広域撮像部を天井に設置したときの画像の例を示す図である。
【図１３】実施例２の広域撮像部の断面構成を示す図である。
【図１４】実施例２の広域撮像部の変形例の斜視構成を示す図である。
【図１５】実施例２の広域撮像部の変形例の断面構成を示す図である。
【図１６】本発明に係るカメラ設置支援装置のシステム構成の例を示す図である。
【図１７】本発明に係るカメラ設置支援装置のシステム構成の他の例を示す図である。
【図１８】本発明に係るカメラ設置支援装置のシステム構成のさらに他の例を示す図である。
【図１９】本発明に係るカメラ設置支援装置のシステム構成の別の例を示す図である。
【図２０】本発明に係るカメラ設置支援装置のシステム構成の例を示す図である。
【図２１】本発明に係るカメラ設置支援装置のシステム構成の他の例を示す図である。
【図２２】本発明に係るカメラ設置支援装置のシステム構成のさらに他の例を示す図である。
【符号の説明】
【０１１０】
１００  カメラ設置支援装置
１０１ａ  設置カメラ
１０１ａｍａｐ、１０１ｂｍａｐ、１０１ｈｍａｐ  撮像範囲
１０１ｂ、１０１ｃ、１０１ｄ、１０１ｅ、１０１ｆ、１０１ｇ、１０１ｈ、１０１ｉ、１０１ｊ、１０１ｋ  既存カメラ
１０２ａ、１０２ｂ、１０２ｃ、１０２ｄ  カメラマーカ
１０３ａ、１０３ｂ、１０３ｃ、１０３ｄ  バッファ
１０４  通信・制御部
１０５  画像選択・記録部
１０６  マーカ認識部
１０７  マーカ位置データ記録部
１０８  キャリブレーション部
１０９  キャリブレーションデータ記録部
１１０  カメラマップ生成部
１１１  カメラマップ記録部
１１２  カメラマップ画像生成部
１１３  実写画像データ記録部
１１４  ＨＭＤ表示データ記録部１１４
１１５  ＨＭＤ画像選択部
１１６  ＨＭＤ通信装置サーバ
１２０  撮像範囲
１３０  空間
１３１ａ  机
１３１ｂ  椅子
１３１ｃ  ドア
１３１ｅ  天井
１３１ｆ  床面
２１０  広域撮像部
２１１  魚眼レンズ
２１１ａ  天井カメラ
２１１ｂ  床カメラ
２１１ｃ  パノラマカメラ
２１２ａ、２１２ｂ  魚眼レンズ
２１２ｃ  反射屈折・全周パノラミック・レンズ
２１３ａ、２１３ｂ  撮像素子
２１４  センターポール
２１５  架台
２２０  集中管理部
３２０  ヘッドマウントディスプレイ
３２１  マーカバー
３２２ａ、３２２ｂ、３２２ｃ  マーカ
３３０  ＨＭＤ通信装置クライアント
３４０  画像切替え入力部
３５０  選択入力部
４００、４００ａ、４００ｂ  入出力部
５００  ホスト
６００  切替え部
Ｓ  設置者
Ｈ  天井高
【図１】
2009010728.tif 000003
【図２】
2009010728.tif 000004
【図３】
2009010728.tif 000005
【図４】
2009010728.tif 000006
【図５】
2009010728.tif 000007
【図６】
2009010728.tif 000008
【図７】
2009010728.tif 000009
【図８】
2009010728.tif 000010
【図９】
2009010728.tif 000011
【図１０】
2009010728.tif 000012
【図１１】
2009010728.tif 000013
【図１２】
2009010728.tif 000014
【図１３】
2009010728.tif 000015
【図１４】
2009010728.tif 000016
【図１５】
2009010728.tif 000017
【図１６】
2009010728.tif 000018
【図１７】
2009010728.tif 000019
【図１８】
2009010728.tif 000020
【図１９】
2009010728.tif 000021
【図２０】
2009010728.tif 000022
【図２１】
2009010728.tif 000023
【図２２】
2009010728.tif 000024