(57)【要約】  スポットライト１を絶対角座標に合わせて較正するための方法であって、このスポットライト１は、パン値を入力することによってパン軸７を中心として回転し、チルティング値を入力することによってチルティング軸８を中心として旋回することができ、スポットライトは、指向性光円錐４を用いて、照射された、好ましくは楕円形の領域５を下地表面３上に生成し、光センサ２は、下地表面３上に位置決めされ、照射領域５は、スポットライト１を回転させ、及び旋回させることによって下地表面３にわたって移動され、光センサ２は、照射領域５の縁部を検出し、ヘッドライト１のパン値及び／又はチルティング値のスポットライト１の角座標上へのマッピング規則は、スポットライト１を回転させ及び／又は旋回させることによって、並びに照射領域５を再度検出することによって決定される、方法。
2020509536.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
パン値を入力することによってパン軸（７）を中心として回転可能であり、チルト値を入力することによってチルト軸（８）を中心として旋回可能であり、地面（３）よりも上に配置される技術ステージ装置を較正するための方法であって、
ａ．或る範囲の前記パン値及び前記チルト値において前記技術ステージ装置と相互作用するように適合された要素が、前記地面（３）上に配置され、
ｂ．前記要素が前記技術ステージ装置と相互作用するパン値及びチルト値に到達するまでチルト値及びパン値を入力することによって前記技術ステージ装置が回転され、及び旋回され、
ｃ．前記パン値及び／又はチルト値の前記技術ステージ装置の角座標へのマッピング割当てが、前記技術ステージ装置を繰り返し回転させ、及び／又は旋回させ、並びに前記技術ステージ装置の前記要素との前記相互作用を検出することによって決定されることを特徴とする、方法。
【請求項２】
前記技術ステージ装置が、スポットライト（１）として構成され、照射領域（５）を地面（３）上に作り出すこと、及び前記相互作用要素が、光センサ（２）として構成されることを特徴とし、
ａ．前記光センサ（２）が、前記地面（３）上に配置され、
ｂ．前記照射領域（５）が、前記スポットライト（１）を回転させ、及び旋回させることによって前記地面（３）を横切って移動され、
ｃ．前記光センサ（２）が、前記照射領域（５）の縁部を検出し、
ｄ．前記スポットライト（１）の前記パン値及び／又は前記チルト値の前記スポットライト（１）の角座標へのマッピング割当てが、前記スポットライト（１）を回転させ、及び／又は旋回させることによって、並びに前記照射領域（５）を繰り返し検出することによって決定される、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記照射領域（５）が、前記光センサ（２）が前記照射領域（５）の縁部を検出するまで前記スポットライト（１）を回転させ、及び旋回させることによって前記地面（３）を横切って移動されること、並びに、続いて、前記照射領域（５）の寸法及び中心が、前記スポットライト（１）の前記パン値及び／又は前記チルト値を変動させることによって決定されることを特徴とする、請求項２に記載の方法。
【請求項４】
前記パン軸（７）を中心とした前記スポットライト（１）の３６０°の完全な回転が、前記照射領域（５）の検出後に前記マッピング割当てを決定するために実行されることを特徴とする、請求項２又は３に記載の方法。
【請求項５】
前記照射領域（５）の検出後に前記マッピング割当てを決定するために、前記パン軸（７）を中心とした前記スポットライト（１）の１８０°の回転及び前記スポットライト（１）の旋回運動が、前記スポットライト（１）の前記チルト値が前記パン軸（７）に相対的にミラーリングされるように実行されることを特徴とする、請求項２又は３に記載の方法。
【請求項６】
前記照射領域（５）の寸法が検出されること、及び前記光錐（４）の開き角度が、前記計算されたマッピング割当てから決定されることを特徴とする、請求項２から５までの一項に記載の方法。
【請求項７】
まず、前記パン値によって画定された平面に沿って前記照射領域（５）を測定することによって、前記パン値の絶対角座標へのマッピング割当て、及びこの平面に沿った前記光錐（４）の開き角度が、決定されること、並びに、続いて、前記チルト値の絶対角座標へのマッピング割当てが、前記チルト値によって画定された平面に沿って前記照射領域（５）を測定することによって決定されることを特徴とする、請求項２から６までの一項に記載の方法。
【請求項８】
前記技術ステージ装置が、地面（３）上の観察領域を撮像するカメラとして構成されること、及び前記相互作用要素が、光源又は光学マーカーなどとして構成されることを特徴とし、
ａ．前記要素が、前記地面（３）上に置かれ、
ｂ．前記観察領域が、前記カメラを回転させ、及び旋回させることによって前記地面（３）を横切って移動され、
ｃ．前記観察領域が、前記要素を検出することによって検出され、
ｄ．前記カメラの前記パン値及び／又は前記チルト値の前記カメラの角座標へのマッピング割当てが、前記カメラを回転させ、及び／又は旋回させることによって、並びに前記観察領域を繰り返し検出することによって決定される、請求項１に記載の方法。
【請求項９】
前記観察領域が、前記観察領域が前記要素を検出することによって検出されるまで、前記カメラを回転させ、及び旋回させることによって前記地面（３）を横切って移動されること、並びに、続いて、前記観察領域の寸法及び中心が、前記カメラの前記パン値及び／又は前記チルト値を変動させることによって決定されることを特徴とする、請求項８に記載の方法。
【請求項１０】
前記パン軸（７）を中心とした前記カメラの３６０°の完全な回転が、前記観察領域の検出後に前記マッピング割当てを決定するために実行されることを特徴とする、請求項８又は９に記載の方法。
【請求項１１】
前記観察領域の検出後に前記マッピング割当てを決定するために、前記パン軸（７）を中心とした前記カメラの１８０°の回転及び前記カメラの旋回運動が、前記カメラの前記チルト値が相対的に前記パン軸（７）にミラーリングされるように実行されることを特徴とする、請求項８又は９に記載の方法。
【請求項１２】
前記観察領域の寸法が検出されること、及び前記カメラによって観察された前記領域の開き角度が、前記計算されたマッピング割当てから決定されることを特徴とする、請求項８から１１までの一項に記載の方法。
【請求項１３】
まず、前記パン値によって画定された平面に沿って前記観察領域を測定することによって、前記パン値の絶対角座標へのマッピング割当て、及びこの平面に沿って前記カメラによって観察された前記領域の開き角度が、決定されること、並びに、続いて、前記チルト値の絶対角座標へのマッピング割当てが、前記チルト値によって画定された平面に沿って前記観察領域を測定することによって決定されることを特徴とする、請求項８から１２までの一項に記載の方法。
【請求項１４】
前記方法が、前記要素の複数の、好ましくは３つの、既知の位置に対して実行されることを特徴とする、請求項１から１３までの一項に記載の方法。
【請求項１５】
３次元空間における前記技術ステージ装置の絶対位置が、前記要素の好ましくは３つの既知の位置に対する前記検出されたパン値及びチルト値から決定されることを特徴とする、請求項１４に記載の方法。
【請求項１６】
前記技術ステージ装置の向きが、前記要素の好ましくは３つの既知の位置に対する前記検出されたパン値及びチルト値から決定されることを特徴とする、請求項１４又は１５に記載の方法。
【請求項１７】
請求項１から１６のいずれか一項に記載の方法の過程を制御するためのコンピュータ・プログラムを備える、コンピュータ可読記憶媒体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、回転可能及び旋回可能な技術ステージ装置を較正するための方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
特に、劇場及びイベント技術の分野におけるステージの照明のために、又、他の用途のために、地面よりも上の２つの軸に沿って回転可能に及び／又は旋回可能に配置される技術ステージ装置が知られている。
【０００３】
これらの装置は、特に、スポットライト又はカメラでもよい。例えば、対応するスポットライトは、可動ヘッド又は可動ヘッド・スポットライトとして知られている一方で、対応するカメラは、パン・チルト・カメラ又はパン・チルト・ズーム・カメラとして知られている。
【０００４】
２つの軸は、地面に平行に延びる旋回軸（通常、チルト軸と呼ばれる）と、地面に垂直に延びる回転軸（通常、パン軸と呼ばれる）とである。
【０００５】
そのような装置、特にスポットライト及びカメラは、パン軸を中心として通常５４０°、即ち、１回転半だけ回転可能であり、チルト軸を中心として通常１８０°から２４０°だけ旋回可能である。
【０００６】
したがって、対象の球体セクタ上の各点には２つの手法で到達することができる。即ち、或るパン値Ｘ及びチルト値Ｙを用いるか、又はＸから１８０°回転させたパン値及び垂直軸に沿ってミラーリングされたチルト値（いわゆるチルト・フリップ）を用いるかのいずれかである。例えば、対応するスポットライトがパターンを投影する場合、それは第１の場合はステージ上に正常に見え、第２の場合は逆さまに見えるはずである。
【０００７】
天井又はステージ建築物上に固定して又は可動に装着されたそのような装置、例えば、スポットライト又はカメラを用いて、パン値及びチルト値を設定することによって好ましくはステージ上の各点に到達することができる。スポットライトは、有向光錐を用いて、照射された、好ましくは楕円形の領域を地面上に作り出す。カメラはステージの或る観察領域を撮像する。
【０００８】
ステージ上の演者のコンピュータを使用した照明又は撮像、及び好ましくは自動の照明又は撮像のためにそのような可動装置をセットアップするために、装置は、それらの位置及び制御値に関して較正されなければならない。
【０００９】
特に、装置の位置は、絶対座標で知られていなければならない。さらに、使用されるプロトコルのどの制御値が装置の所望の回転をもたらすのかが知られていなければならず、装置のパン値及びチルト値は、最もよく使用されるＤＭＸプロトコルにマッピングされなければならない。しかし、実際には、いくつかの問題が較正の間に生じる。
【００１０】
まず、３次元空間のどの点に装置が位置するのかが決定されなければならない（ｘ座標、ｙ座標及びｚ座標）。これは、通常、ステージ空間及び技術ステージ装置の位置を測定することによって、並びにコンピュータを活用して３次元モデルを生成することによって行われる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
これは厄介であり、誤りになりやすい。大抵の場合、装置の正確な位置を正しく測定することは可能でない。測定の時間と上演の時間との間の意図的な又は意図的でない装置の位置の変化のリスクもある。
【００１２】
さらに、装置を制御するのに使用されるデジタルパン値とデジタルチルト値との間の関係、及び結果として生じるステージ上の絶対角座標の変化を確立しなければならない。言い換えれば、スポットライトによって照射され、又はカメラによって観察されるステージ上の領域における或る角変化を実現するためにどのようなパン値及びチルト値が必要なのかが決定されなければならない。
【００１３】
このマッピング割当ても、通常、コンピュータ生成の３Ｄモデルから生成される。したがって、同じ間違いが起きる場合がある。ステージ空間における実際の条件へのコンピュータ生成モデルの信頼できる割当ては可能ではない。最後に、技術ステージ装置の明確なローカライゼーションは、技術ステージ装置の回転、即ち、向きの決定も必要とする。ここで、又、コンピュータ生成モデルが、一般に、実際の条件に対応しないという問題が生じる。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
本発明によれば、これらの及び他の問題は、請求項１の特徴による方法を提供することによって解決される。本発明は、或る範囲のパン値及びチルト値において技術ステージ装置と相互作用するように適合された要素が、地面上に配置されること、要素が技術ステージ装置と相互作用するパン値及びチルト値に到達するまでチルト値及びパン値を入力することによって技術ステージ装置が回転され、及び旋回されること、並びにパン値及び／又はチルト値の技術ステージ装置の角座標へのマッピング割当てが、技術ステージ装置を繰り返し回転させ及び／又は旋回させ、技術ステージ装置の要素との相互作用を検出することによって決定されることを特に提供することができる。
【００１５】
本発明によれば、相互作用の概念は、地面よりも上に配置された技術ステージ装置と地面上に配置された要素との間の異なる物理的相互作用を含むことができる。特に、光学的相互作用を提供することができる。しかし、有向音波、例えば、超音波パルス、又は有向電波、例えば、レーダに基づく相互作用を提供することもできる。相互作用の種類は、本発明による方法の実装形態にとって基本的に重要ではない。
【００１６】
本発明によれば、技術ステージ装置は、特に、カメラ又はスポットライトでもよい。カメラ及びスポットライトは、光学的信号を任意の波長範囲で放射及び／又は検出するように構成することができる。
【００１７】
スポットライトの場合、本発明は、相互作用要素が、ステージ上の照射領域を検出するように構成される光センサとして構成されることを提供することができる。
【００１８】
スポットライトは、任意の波長範囲で働くことができ、光センサは、スポットライトによって送られた信号を検出するように構成される。特に、３８０ｎｍから７８０ｎｍ（可視光）の、又はそれより高い（赤外線）波長範囲を設けることができる。
【００１９】
カメラの場合、本発明は、相互作用要素が、光源又は別の光学マーカーとして構成されることを提供することができる。この場合、カメラは、光源又は光学マーカーがカメラの観察領域に位置したときに検出するように構成される。
【００２０】
本発明は、技術ステージ装置がスポットライトとして構成され、照射領域を地面上に作り出すこと、及び要素が光センサとして構成されることを提供することができ、光センサは、地面上に配置され、照射領域は、スポットライトを回転させ、及び旋回させることによって地面を横切って移動され、光センサは、照射領域の縁部を検出し、スポットライトのパン値及び／又はチルト値のスポットライトの角座標へのマッピング割当ては、スポットライトを回転させ及び／又は旋回させることによって、並びに照射領域を繰り返し検出することによって決定される。
【００２１】
光センサは特にスマートフォンでもよく、本発明による方法は、好ましくは、スマートフォン・アプリ又はサーバ上のコンピュータ・プログラムによって実行し、又は制御することができる。
【００２２】
本発明は、特に光センサがまず地面上に配置されることを提供することができる。次いで、照射領域は、スポットライトを移動させることによって地面を横切って移動される。続いて、光センサは照射領域の縁部を検出する。検出された縁部から、照射領域の中心が、チルト方向及びパン方向において決定される。次いで、スポットライトは、さらに回転され、中心が新たに決定される。使用されたパン及び／又はチルト値から、マッピング割当てが決定される。
【００２３】
本発明は、照射領域が、光センサが照射領域の縁部を検出するまでスポットライトを回転させ、及び旋回させることによって地面を横切って移動されること、並びに、続いて、照射領域の寸法及び中心がスポットライトのパン値及び／又はチルト値を変動させることによって決定されることを提供することができる。
【００２４】
本発明は、パン軸を中心としたスポットライトの３６０°の完全な回転が、照射領域の検出後にマッピング割当てを決定するために実行されることを特に提供することができる。マッピング割当ては、照射領域の最初の及び二番目の検出において、使用されたパン値から計算することができる。
【００２５】
しかし、特別な状況において、スポットライトは、照射領域の検出後に３６０°の完全な回転を実行することができない場合がある。ほとんどの可動ヘッド・スポットライトでは、最大５４０°までのパン領域が可能になる。照射領域の最初の検出の間に１８０°未満のパン角に到達した場合、別の３６０°の完全な回転が可能であり、したがって、マッピング割当ては、２つのパン値から計算することができる。しかし、照射領域の最初の検出の間に１８０°超のパン角に到達した場合、これはもう可能ではない。
【００２６】
したがって、本発明は、照射領域の検出後にマッピング割当てを決定するために、パン軸を中心としたスポットライトの１８０°の回転及びスポットライトの旋回運動が、スポットライトのチルト値が相対的にパン軸にミラーリングされるように実行されること（いわゆるチルト・フリップ）を提供することができる。
【００２７】
これの利点は、０°から５４０°（１回転半）のパン角範囲を有するスポットライトでは、パン値を１８０°だけ増加させることによって及びそれに続くチルト・フリップ、即ち、最初のパン値が最大３６０°までの範囲に設定されることによって、ステージ上の各点に到達することができることである。次いで、パン値は１８０°だけ増加され、チルト値は、スポットライトの垂直軸、即ち、パン軸に沿ってミラーリングされ、したがって、スポットライトは対向する側に旋回する。次いで、マッピング割当ては、照射領域の検出における２つのパン値から計算することができる。
【００２８】
本発明は、照射領域の寸法が検出されること、及びスポットライトによって作り出された光錐の開き角度が、計算されたマッピング割当てから決定されることを提供することができる。光錐が対称であり、したがって、開き角度がパン軸及びチルト軸で同一であることを特に前提とすることができる。
【００２９】
本発明は、まず、パン値によって画定された平面に沿って照射領域を測定することによって、パン値の絶対角座標へのマッピング割当て、及びこの平面に沿った光錐の開き角度が決定されること、並びに、続いて、チルト値の絶対角座標へのマッピング割当てが、チルト値によって画定された平面に沿って照射領域を測定することによって決定されることを提供することができる。
【００３０】
本発明は、技術ステージ装置が地面上の観察領域を撮像するカメラとして構成されること、及び相互作用要素が光源又は光学マーカーなどとして構成されることを提供することができ、要素は、地面上に配置され、観察領域は、カメラを回転させ、及び旋回させることによって地面を横切って移動され、観察領域又は観察領域の縁部は、要素を検出することによって検出され、カメラのパン値及び／又はチルト値のカメラの角座標へのマッピング割当ては、カメラを回転させ、及び／又は旋回させることによって、並びに観察領域を繰り返し検出することによって決定される。
【００３１】
特に、光源又は光学マーカーは、点状、例えば、発光ダイオードの形態であってもよい。
【００３２】
相互作用要素は、例えば照準線の形態で地面上の光学マーカーとして構成することもできる。この場合、カメラは、照準線がカメラの観察領域に、又は観察領域の内側の或る領域に位置したときに検出するように構成される。照準線の代わりに、カメラによって検出することができる多点マーカーを地面上に配置することができる。
【００３３】
カメラによる確実な検出のために、マーカーが地面上に或る、特に高いコントラスト色で、例えば、黒い地面上に白色又は黄色で又はその逆に配置されることを特に提供することができる。又、この場合、マーカーが３８０ｎｍから７８０ｎｍ（可視光）の又はそれより高い（赤外線）波長範囲で実装されることを提供することができるが、カメラがこの波長範囲のマーカーを検出するように構成される場合に限る。
【００３４】
本発明は、カメラの観察領域が、相互作用要素が観察領域の縁部又は内側において検出されるまでカメラを回転させ、及び旋回させることによって地面を横切って移動されること、並びに、続いて、観察領域の寸法及び中心がカメラのパン値及び／又はチルト値を変動させることによって決定されることを提供することができる。
【００３５】
本発明は、パン軸を中心としたカメラの３６０°の完全な回転が、観察領域の検出後にマッピング割当てを決定するために実行されることを提供することができる。
【００３６】
本発明は、観察領域の検出後にマッピング割当てを決定するために、パン軸を中心としたカメラの１８０°の回転及びカメラの旋回運動が、カメラのチルト値が相対的にパン軸にミラーリングされるように実行されることを提供することができる。
【００３７】
本発明は、観察領域の寸法が、カメラによって観察された領域の開き角度の計算されたマッピング割当てから検出され、決定されることを提供することができる。
【００３８】
非対称観察領域を有するステージ装置、例えば、１９２０ｘ１０８０画素の長方形観察領域を有するＨＤカメラの場合、マッピング割当て及び開き角度を計算するとき、これを考慮に入れることができる。
【００３９】
本発明は、まず、パン値によって画定された平面に沿って観察領域を測定することによって、パン値の絶対角座標へのマッピング割当て、及びこの平面に沿ってカメラによって観察された領域の開き角度が決定され、並びに、続いて、チルト値の絶対角座標へのマッピング割当てが、チルト値によって画定された平面に沿って観察領域を測定することによって決定されることを提供することができる。
【００４０】
本発明は、方法が、相互作用要素の複数の、好ましくは３つの、既知の位置に対して実行されることを提供することができる。この目的で、要素は、地面上の３つの既知の位置に連続して配置することができ、それぞれ、本発明による１つの方法を実行することができる。代替案として、もちろん、より多くの要素を地面上に配置することができ、それらは連続して到達される。
【００４１】
本発明は、３次元空間における技術ステージ装置の絶対位置が、及び好ましくは向きも、要素の好ましくは３つの既知の位置に対する検出されたパン値及びチルト値から決定されることを提供することができる。
【００４２】
本明細書において、技術ステージ装置の向きは、それぞれ、スポットライトによって放射された光錐及びカメラによって撮像された観察領域の方向を表す。
【００４３】
本発明は、コンピュータ・プログラム、例えば、スマートフォン・アプリ又はサーバ上のプログラムを含むコンピュータ可読記憶媒体にまでも及び、コンピュータ・プログラムは、本発明による方法の過程を制御する。コンピュータ・プログラムは、特に、必要なパン値及びチルト値を用いて技術ステージ装置を制御し、光センサ／カメラから測定値を受け取り、方法の目標値を計算することができる。
【００４４】
本発明による他の特徴は、特許請求の範囲、実施例の説明及び図から明らかになる。
【００４５】
以下において、本発明は、非排他的な、例示的な実施例に基づいて、より詳細に説明される。
【図面の簡単な説明】
【００４６】
【図１】スポットライト、及び地面上に配置され、入射光を検出する光センサに基づく、本発明による方法の一実施例の連続的な方法ステップを示す図である。
【図２】スポットライト、及び地面上に配置され、入射光を検出する光センサに基づく、本発明による方法の一実施例の連続的な方法ステップを示す図である。
【図３】スポットライト、及び地面上に配置され、入射光を検出する光センサに基づく、本発明による方法の一実施例の連続的な方法ステップを示す図である。
【図４】スポットライト、及び地面上に配置され、入射光を検出する光センサに基づく、本発明による方法の一実施例の連続的な方法ステップを示す図である。
【図５】スポットライト、及び地面上に配置され、入射光を検出する光センサに基づく、本発明による方法の一実施例の連続的な方法ステップを示す図である。
【図６】スポットライト、及び地面上に配置され、入射光を検出する光センサに基づく、本発明による方法の一実施例の連続的な方法ステップを示す図である。
【図７】スポットライト、及び地面上に配置され、入射光を検出する光センサに基づく、本発明による方法の一実施例の連続的な方法ステップを示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００４７】
図示していない実施例においては、本発明による方法は、光源を地面上に配置したカメラに対して同じであり、カメラは、光源を検出するように構成される。
【００４８】
図１は、地面３、例えば、劇場ステージと、地面よりも上に装着されたスポットライト１とを示す。光センサ２が地面３上に配置される。特に、光センサ２は、外部コンピューティング・ユニットと接続された、無線で作動可能な光センサ２である。特に、光センサは、地面３に固定して接続されないが、地面上に取外し可能に置かれる。本発明の実施例において、光センサ２は、無線で、例えば、ＷＩＦＩを介してサーバに接続されるスマートフォンでもよい。本発明による方法は、スマートフォン上のアプリを介して、又はサーバ上のコンピュータ・プログラムを介して制御され、アプリ又はサーバ上のコンピュータ・プログラムは、光センサ２によって決定された測定値を受け取る。
【００４９】
入射光を検出するための閾値が、光センサ２に対してあらかじめ設定され、したがって、光センサ２は、この閾値を超えたか又はそれに到達されなかったかを検出することができる。或る光度が検出にとって重要ではない。不可欠なことは超えられた閾値の高さではなく、変化していない閾値を有する同じ光センサ２が、本発明による方法全体の過程で使用されることである。
【００５０】
スポットライト１は、互いに垂直である軸を中心として旋回可能である。スポットライトは、概略的に示すパン軸７に沿って約５４０°だけ回転可能である。スポットライトは、概略的に示すチルト軸８に沿って１８０°だけ旋回可能である。スポットライト１は、光錐軸６が、照射領域５を地面３上に作り出す光錐４を放射する。地面３に作り出された照射領域５は、通常、楕円形である。
【００５１】
パン及びチルト軸を中心として回転させることによって、スポットライト１は、地面３上のあらゆる点を照射することができる。検討中の実施例において、パン値及びチルト値の可能な値の範囲は、０から２１６＝６５５３６のチェックマークである。したがって、パン値０からパン値６５５３６まで、スポットライトは、パン軸を中心として約５４０°だけ回転する。パン値の角度範囲へのマッピングは線形であるが、パン値の対象角度範囲への正確なマッピング割当ては未知であると仮定することができる。同じことがチルト値にも当てはまる。
【００５２】
本発明の実施例において、まず、光センサ２が、地面３上に置かれ、次いで、光錐４が、光センサ２が照射領域５の縁部を検出するまで、地面３を横切って、事前定義された曲線に沿って系統的に移動される。図１において、光錐４がそれに沿って移動される曲線を断続線として概略的に示す。
【００５３】
光センサ２が照射領域５の縁部を検出し次第、スポットライト１の移動が停止し、この位置のパン値ｐ１及びチルト値ｔ１がセーブされる。
【００５４】
図２は、本発明による方法の実施例の次のステップを示す。このステップにおいて、最初に検出された照射領域５の縁部から開始して、スポットライト１が、さらに移動され、照射領域５の終わり、即ち、感知された光度の閾値未満への減少を検出するために、パン軸におけるチルト値７は同じままである。これが検出されると、スポットライトの移動は停止し、パン値ｐ２がセーブされる。パン軸ｐｍの方向における中心が、ｐｍ＝（ｐ１＋ｐ２）／２及びこの位置において移動されたスポットライトから決定される。
【００５５】
方法の例示的な実施例において、パン値ｐ１＝３０６２４及びｐ２＝３３１８４が、照射領域の縁部として検出され、したがって、パン軸ｐｍの方向における中心が、３１９０４であるとして計算される。
【００５６】
図３はこの実施例の次のステップを示す。このステップにおいて、スポットライトは、チルト軸に沿って前後に移動され、パン値ｐｍは、照射領域の２つの縁部が検出されるまで固定される。
【００５７】
パン値ｐｍに沿ったそれぞれのチルト値は、ｔ１及びｔ２としてセーブされ、平均値ｔｍがｔｍ＝（ｔ１＋ｔ２）／２から計算される。照射領域５の中心が、２つの計算された平均値のタプルｐｔ１＝（ｐｍ，ｔｍ）によってパン値及びチルト値に設定される。
【００５８】
図４において、スポットライト１は、タプルｐｔ１の値を用いて制御され、したがって、照射領域５の中心は、光センサ２の正確な位置まで移動する。
【００５９】
図５において、方法の次のステップにおいては、照射領域５のパン拡張が、その中心において決定される。この目的で、スポットライト１は、そのパン軸に沿って前後に移動され、チルト値ｔｍは固定され、照射領域５の縁部が、検出される。これにより、照射領域５の外側の区切りパン値ｐ１１及びｐ１２が得られる。
【００６０】
図６において、スポットライトは、照射領域が光センサ２に再度接するまで、パン軸を中心とした３６０°の完全な回転を実施する。
【００６１】
パン軸を中心としたそれ以上の３６０°の回転がもう可能でないほどまでに、点ｐｔ１におけるスポットライトがパン軸を中心として回転された場合、スポットライトは、パン軸を中心とした１８０°の回転及びスポットライトの垂直軸を中心としたチルト・フリップ、即ちチルト値のミラーリングを実行することができる。これはｔ１＝Ｙのチルト値において、新たなチルト値が６５５３６−Ｙに設定されることを意味する。
【００６２】
しかし、この手法で計算されたチルト値は、チルト値がスポットライトの中間軸を中心として対称に分散された場合だけしか正しくない。これが当てはまらない場合、チルト・フリップは、間違ったチルト値をもたらす場合がある。したがって、本発明の実施例は、チルト・フリップ後の新たなチルト値が６５５３６−Ｙに設定されないが、照射領域の限界が、スポットライトをチルト軸に沿って前後に旋回させることによって新たに決定され、パン値は固定されること、及び新たなチルト値ｔｍ’がそれらから計算されることを提供する。
【００６３】
次いで、パン値を増加させることによって、外側の区切りパン値ｐ２１及びｐ２２が新たに測定され、平均値ｐｍがｐｍ’＝（ｐ２１＋ｐ２２）／２から計算される。照射領域５の中心は、タプルｐｔ１’＝（ｐｍ’，ｔｍ’）によってパン値及びチルト値に設定される。
【００６４】
照射領域を新たに検出するとき、例えば、値ｐ２１＝５２５０４及びｐ２２＝５５０６４が決定され、したがって、点ｐｍ’が値５３７８４を取る。
【００６５】
したがって、スポットライトが、最初に検出されたパン値３３１８４と二番目に検出されたパン値５５０６４との間の或る角度、即ち、チルト・フリップなしで３６０°又はチルト・フリップ必要であった場合１８０°のいずれかの回転を実行したことが分かっている。
【００６６】
次に、点ｐｔ１とｐｔ１’との差から、パン値の絶対角座標へのマッピング割当てを決定することができる。スポットライトが１８０°の回転及びチルト・フリップだけを実行した場合、パン値の差は、１８０°の回転にマッピングされなければならない。
【００６７】
ここで分かっている、パン値と絶対角座標との間の照射領域５及びマッピング割当ての２つの限界から、次のステップは、パン平面における光錐４の開き角度γを決定することである可能性がある。開き角度γは、パン値ｐ２１及びｐ２２に対応する絶対角座標の差に対応する。
【００６８】
図７による任意選択のステップにおいて、スポットライトは、まず、パン軸における中心ｐｍ’を中心とする。次いで、照射領域の限界ｔ１及びｔ２が、スポットライトをチルト軸に沿って前後に旋回させることによって新たに決定され、パン値が固定される。ｔ１とｔ２との差から、チルト平面におけるチルト値の絶対角座標へのマッピング割当ては、光錐４の既知の開き角度γとの比較によって計算することができる。
【００６９】
光錐４の開き角度γがパン平面及びチルト平面において同一であることが前提とされる。非対称光錐の場合、これは計算において考慮に入れることができる。
【００７０】
本発明の別の実施例によれば、照射領域５が測定され、中心ｐｍが、光センサ２の絶対座標ｘ、ｙ、ｚにおける複数の、好ましくは３つの、異なるが既知の位置に対して決定される。好ましくは、これは結果としてパン／チルト値の３つのタプルｐｔ１，ｐｔ２及びｐｔ３となる。
【００７１】
光センサの既知のそれぞれの位置ｘ、ｙ、ｚと一緒に３つの光センサのチルト値及びパン値から、スポットライト１の位置を知られている方法を用いて絶対空間において決定することができる。
【００７２】
さらに、スポットライト１の向き、即ち、スポットライトによって放射された光錐の方向をこれらの値から決定することができる。この目的で、数学アルゴリズム、例えば、それ自体知られている３Ｄ解法で解くことができる、多次元線型方程式系を確立することができる。
【図１】
2020509536.tif 000003
【図２】
2020509536.tif 000004
【図３】
2020509536.tif 000005
【図４】
2020509536.tif 000006
【図５】
2020509536.tif 000007
【図６】
2020509536.tif 000008
【図７】
2020509536.tif 000009
【手続補正書】
【提出日】平成31年3月27日(2019.3.27)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
パン値を入力することによってパン軸（７）を中心として回転可能であり、チルト値を入力することによってチルト軸（８）を中心として旋回可能であり、地面（３）よりも上に配置される技術ステージ装置を較正するための方法であって、
ａ．或る範囲の前記パン値及び前記チルト値において前記技術ステージ装置と相互作用するように適合された要素が、前記地面（３）上に配置され、
ｂ．前記要素が前記技術ステージ装置と相互作用するパン値及びチルト値に到達するまでチルト値及びパン値を入力することによって前記技術ステージ装置が回転され、及び旋回され、
ｃ．ｉ．  前記技術ステージ装置が、スポットライト（１）として構成され、照射領域（５）を地面（３）上に作り出すこと、及び前記相互作用要素が、前記照射領域（５）の縁部を検出する光センサ（２）として構成され、或いは
ｉｉ．前記技術ステージ装置が、地面（３）上の観察領域を撮像するカメラとして構成され、及び前記相互作用要素が、前記観察領域が前記要素を検出することによって検出されるように光源又は光学マーカーなどとして構成され、
ｄ．前記パン値及び／又はチルト値の前記技術ステージ装置の角座標へのマッピング割当てが、繰り返し前記技術ステージ装置を回転させ、及び／又は旋回させ、並びに前記技術ステージ装置の前記要素との前記相互作用を検出することによって決定されることを特徴とする、方法。
【請求項２】
前記技術ステージ装置が、スポットライト（１）として構成され、照射領域（５）を地面（３）上に作り出すこと、及び前記相互作用要素が、光センサ（２）として構成されることを特徴とし、
ａ．前記光センサ（２）が、前記地面（３）上に配置され、
ｂ．前記照射領域（５）が、前記スポットライト（１）を回転させ、及び旋回させることによって前記地面（３）を横切って移動され、
ｃ．前記光センサ（２）が、前記照射領域（５）の縁部を検出し、
ｄ．前記スポットライト（１）の前記パン値及び／又は前記チルト値の前記スポットライト（１）の角座標へのマッピング割当てが、前記スポットライト（１）を回転させ、及び／又は旋回させることによって、並びに前記照射領域（５）を繰り返し検出することによって決定される、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記照射領域（５）が、前記光センサ（２）が前記照射領域（５）の縁部を検出するまで前記スポットライト（１）を回転させ、及び旋回させることによって前記地面（３）を横切って移動されること、並びに、続いて、前記照射領域（５）の寸法及び中心が、前記スポットライト（１）の前記パン値及び／又は前記チルト値を変動させることによって決定されることを特徴とする、請求項２に記載の方法。
【請求項４】
前記パン軸（７）を中心とした前記スポットライト（１）の３６０°の完全な回転が、前記照射領域（５）の検出後に前記マッピング割当てを決定するために実行されることを特徴とする、請求項２又は３に記載の方法。
【請求項５】
前記照射領域（５）の検出後に前記マッピング割当てを決定するために、前記パン軸（７）を中心とした前記スポットライト（１）の１８０°の回転及び前記スポットライト（１）の旋回運動が、前記スポットライト（１）の前記チルト値が前記パン軸（７）に相対的にミラーリングされるように実行されることを特徴とする、請求項２又は３に記載の方法。
【請求項６】
前記照射領域（５）の寸法が検出されること、及び前記光錐（４）の開き角度が、前記計算されたマッピング割当てから決定されることを特徴とする、請求項２から５までの一項に記載の方法。
【請求項７】
まず、前記パン値によって画定された平面に沿って前記照射領域（５）を測定することによって、前記パン値の絶対角座標へのマッピング割当て、及びこの平面に沿った前記光錐（４）の開き角度が、決定されること、並びに、続いて、前記チルト値の絶対角座標へのマッピング割当てが、前記チルト値によって画定された平面に沿って前記照射領域（５）を測定することによって決定されることを特徴とする、請求項２から６までの一項に記載の方法。
【請求項８】
前記技術ステージ装置が、地面（３）上の観察領域を撮像するカメラとして構成されること、及び前記相互作用要素が、光源又は光学マーカーなどとして構成されることを特徴とし、
ａ．前記要素が、前記地面（３）上に置かれ、
ｂ．前記観察領域が、前記カメラを回転させ、及び旋回させることによって前記地面（３）を横切って移動され、
ｃ．前記観察領域が、前記要素を検出することによって検出され、
ｄ．前記カメラの前記パン値及び／又は前記チルト値の前記カメラの角座標へのマッピング割当てが、前記カメラを回転させ、及び／又は旋回させることによって、並びに前記観察領域を繰り返し検出することによって決定される、請求項１に記載の方法。
【請求項９】
前記観察領域が、前記観察領域が前記要素を検出することによって検出されるまで、前記カメラを回転させ、及び旋回させることによって前記地面（３）を横切って移動されること、並びに、続いて、前記観察領域の寸法及び中心が、前記カメラの前記パン値及び／又は前記チルト値を変動させることによって決定されることを特徴とする、請求項６に記載の方法。
【請求項１０】
前記パン軸（７）を中心とした前記カメラの３６０°の完全な回転が、前記観察領域の検出後に前記マッピング割当てを決定するために実行されることを特徴とする、請求項８又は９に記載の方法。
【請求項１１】
前記観察領域の検出後に前記マッピング割当てを決定するために、前記パン軸（７）を中心とした前記カメラの１８０°の回転及び前記カメラの旋回運動が、前記カメラの前記チルト値が相対的に前記パン軸（７）にミラーリングされるように実行されることを特徴とする、請求項８又は９に記載の方法。
【請求項１２】
前記観察領域の寸法が検出されること、及び前記カメラによって観察された前記領域の開き角度が、前記計算されたマッピング割当てから決定されることを特徴とする、請求項８から１１までの一項に記載の方法。
【請求項１３】
まず、前記パン値によって画定された平面に沿って前記観察領域を測定することによって、前記パン値の絶対角座標へのマッピング割当て、及びこの平面に沿って前記カメラによって観察された前記領域の開き角度が、決定されること、並びに、続いて、前記チルト値の絶対角座標へのマッピング割当てが、前記チルト値によって画定された平面に沿って前記観察領域を測定することによって決定されることを特徴とする、請求項８から１２までの一項に記載の方法。
【請求項１４】
前記方法が、前記要素の複数の、好ましくは３つの、既知の位置に対して実行されることを特徴とする、請求項１から１３までの一項に記載の方法。
【請求項１５】
３次元空間における前記技術ステージ装置の絶対位置が、前記要素の好ましくは３つの既知の位置に対する前記検出されたパン値及びチルト値から決定されることを特徴とする、請求項１４に記載の方法。
【請求項１６】
前記技術ステージ装置の向きが、前記要素の好ましくは３つの既知の位置に対する前記検出されたパン値及びチルト値から決定されることを特徴とする、請求項１４又は１５に記載の方法。
【請求項１７】
請求項１から１６のいずれか一項に記載の方法の過程を制御するためのコンピュータ・プログラムを備える、コンピュータ可読記憶媒体。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、回転可能及び旋回可能な技術ステージ装置を較正するための方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１は、移動するターゲットを追跡する照明機器のためのデバイス及び方法を記載する。特許文献２及び３は、固定配置されたプロジェクタに関する方法を記載する。
【０００３】
特に、劇場及びイベント技術の分野におけるステージの照明のために、又、他の用途のために、地面よりも上の２つの軸に沿って回転可能に及び／又は旋回可能に配置される技術ステージ装置が知られている。
【０００４】
これらの装置は、特に、スポットライト又はカメラでもよい。例えば、対応するスポットライトは、可動ヘッド又は可動ヘッド・スポットライトとして知られている一方で、対応するカメラは、パン・チルト・カメラ又はパン・チルト・ズーム・カメラとして知られている。
【０００５】
２つの軸は、地面に平行に延びる旋回軸（通常、チルト軸と呼ばれる）と、地面に垂直に延びる回転軸（通常、パン軸と呼ばれる）とである。
【０００６】
そのような装置、特にスポットライト及びカメラは、パン軸を中心として通常５４０°、即ち、１回転半だけ回転可能であり、チルト軸を中心として通常１８０°から２４０°だけ旋回可能である。
【０００７】
したがって、対象の球体セクタ上の各点には２つの手法で到達することができる。即ち、或るパン値Ｘ及びチルト値Ｙを用いるか、又はＸから１８０°回転させたパン値及び垂直軸に沿ってミラーリングされたチルト値（いわゆるチルト・フリップ）を用いるかのいずれかである。例えば、対応するスポットライトがパターンを投影する場合、それは第１の場合はステージ上に正常に見え、第２の場合は逆さまに見えるはずである。
【０００８】
天井又はステージ建築物上に固定して又は可動に装着されたそのような装置、例えば、スポットライト又はカメラを用いて、パン値及びチルト値を設定することによって好ましくはステージ上の各点に到達することができる。スポットライトは、有向光錐を用いて、照射された、好ましくは楕円形の領域を地面上に作り出す。カメラはステージの或る観察領域を撮像する。
【０００９】
ステージ上の演者のコンピュータを使用した照明又は撮像、及び好ましくは自動の照明又は撮像のためにそのような可動装置をセットアップするために、装置は、それらの位置及び制御値に関して較正されなければならない。
【００１０】
特に、装置の位置は、絶対座標で知られていなければならない。さらに、使用されるプロトコルのどの制御値が装置の所望の回転をもたらすのかが知られていなければならず、装置のパン値及びチルト値は、最もよく使用されるＤＭＸプロトコルにマッピングされなければならない。しかし、実際には、いくつかの問題が較正の間に生じる。
【００１１】
まず、３次元空間のどの点に装置が位置するのかが決定されなければならない（ｘ座標、ｙ座標及びｚ座標）。これは、通常、ステージ空間及び技術ステージ装置の位置を測定することによって、並びにコンピュータを活用して３次元モデルを生成することによって行われる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１２】
【特許文献１】欧州特許出願公開第０８１４３４４号明細書
【特許文献２】欧州特許出願公開第１３８５３３５号明細書
【特許文献３】国際公開第２００７／１００２５８号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
これは厄介であり、誤りになりやすい。大抵の場合、装置の正確な位置を正しく測定することは可能でない。測定の時間と上演の時間との間の意図的な又は意図的でない装置の位置の変化のリスクもある。
【００１４】
さらに、装置を制御するのに使用されるデジタルパン値とデジタルチルト値との間の関係、及び結果として生じるステージ上の絶対角座標の変化を確立しなければならない。言い換えれば、スポットライトによって照射され、又はカメラによって観察されるステージ上の領域における或る角変化を実現するためにどのようなパン値及びチルト値が必要なのかが決定されなければならない。
【００１５】
このマッピング割当ても、通常、コンピュータ生成の３Ｄモデルから生成される。したがって、同じ間違いが起きる場合がある。ステージ空間における実際の条件へのコンピュータ生成モデルの信頼できる割当ては可能ではない。最後に、技術ステージ装置の明確なローカライゼーションは、技術ステージ装置の回転、即ち、向きの決定も必要とする。ここで、又、コンピュータ生成モデルが、一般に、実際の条件に対応しないという問題が生じる。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
本発明によれば、これらの及び他の問題は、請求項１の特徴による方法を提供することによって解決される。本発明は、或る範囲のパン値及びチルト値において技術ステージ装置と相互作用するように適合された要素が、地面上に配置されること、要素が技術ステージ装置と相互作用するパン値及びチルト値に到達するまでチルト値及びパン値を入力することによって技術ステージ装置が回転され、及び旋回されること、並びにパン値及び／又はチルト値の技術ステージ装置の角座標へのマッピング割当てが、技術ステージ装置を繰り返し回転させ及び／又は旋回させ、技術ステージ装置の要素との相互作用を検出することによって決定されることを特に提供することができる。
【００１７】
本発明によれば、相互作用の概念は、地面よりも上に配置された技術ステージ装置と地面上に配置された要素との間の異なる物理的相互作用を含むことができる。特に、光学的相互作用を提供することができる。しかし、有向音波、例えば、超音波パルス、又は有向電波、例えば、レーダに基づく相互作用を提供することもできる。相互作用の種類は、本発明による方法の実装形態にとって基本的に重要ではない。
【００１８】
本発明によれば、技術ステージ装置は、特に、カメラ又はスポットライトでもよい。カメラ及びスポットライトは、光学的信号を任意の波長範囲で放射及び／又は検出するように構成することができる。
【００１９】
スポットライトの場合、本発明は、相互作用要素が、ステージ上の照射領域を検出するように構成される光センサとして構成されることを提供することができる。
【００２０】
スポットライトは、任意の波長範囲で働くことができ、光センサは、スポットライトによって送られた信号を検出するように構成される。特に、３８０ｎｍから７８０ｎｍ（可視光）の、又はそれより高い（赤外線）波長範囲を設けることができる。
【００２１】
カメラの場合、本発明は、相互作用要素が、光源又は別の光学マーカーとして構成されることを提供することができる。この場合、カメラは、光源又は光学マーカーがカメラの観察領域に位置したときに検出するように構成される。
【００２２】
本発明は、技術ステージ装置がスポットライトとして構成され、照射領域を地面上に作り出すこと、及び要素が光センサとして構成されることを提供することができ、光センサは、地面上に配置され、照射領域は、スポットライトを回転させ、及び旋回させることによって地面を横切って移動され、光センサは、照射領域の縁部を検出し、スポットライトのパン値及び／又はチルト値のスポットライトの角座標へのマッピング割当ては、スポットライトを回転させ及び／又は旋回させることによって、並びに照射領域を繰り返し検出することによって決定される。
【００２３】
光センサは特にスマートフォンでもよく、本発明による方法は、好ましくは、スマートフォン・アプリ又はサーバ上のコンピュータ・プログラムによって実行し、又は制御することができる。
【００２４】
本発明は、特に光センサがまず地面上に配置されることを提供することができる。次いで、照射領域は、スポットライトを移動させることによって地面を横切って移動される。続いて、光センサは照射領域の縁部を検出する。検出された縁部から、照射領域の中心が、チルト方向及びパン方向において決定される。次いで、スポットライトは、さらに回転され、中心が新たに決定される。使用されたパン及び／又はチルト値から、マッピング割当てが決定される。
【００２５】
本発明は、照射領域が、光センサが照射領域の縁部を検出するまでスポットライトを回転させ、及び旋回させることによって地面を横切って移動されること、並びに、続いて、照射領域の寸法及び中心がスポットライトのパン値及び／又はチルト値を変動させることによって決定されることを提供することができる。
【００２６】
本発明は、パン軸を中心としたスポットライトの３６０°の完全な回転が、照射領域の検出後にマッピング割当てを決定するために実行されることを特に提供することができる。マッピング割当ては、照射領域の最初の及び二番目の検出において、使用されたパン値から計算することができる。
【００２７】
しかし、特別な状況において、スポットライトは、照射領域の検出後に３６０°の完全な回転を実行することができない場合がある。ほとんどの可動ヘッド・スポットライトでは、最大５４０°までのパン領域が可能になる。照射領域の最初の検出の間に１８０°未満のパン角に到達した場合、別の３６０°の完全な回転が可能であり、したがって、マッピング割当ては、２つのパン値から計算することができる。しかし、照射領域の最初の検出の間に１８０°超のパン角に到達した場合、これはもう可能ではない。
【００２８】
したがって、本発明は、照射領域の検出後にマッピング割当てを決定するために、パン軸を中心としたスポットライトの１８０°の回転及びスポットライトの旋回運動が、スポットライトのチルト値が相対的にパン軸にミラーリングされるように実行されること（いわゆるチルト・フリップ）を提供することができる。
【００２９】
これの利点は、０°から５４０°（１回転半）のパン角範囲を有するスポットライトでは、パン値を１８０°だけ増加させることによって及びそれに続くチルト・フリップ、即ち、最初のパン値が最大３６０°までの範囲に設定されることによって、ステージ上の各点に到達することができることである。次いで、パン値は１８０°だけ増加され、チルト値は、スポットライトの垂直軸、即ち、パン軸に沿ってミラーリングされ、したがって、スポットライトは対向する側に旋回する。次いで、マッピング割当ては、照射領域の検出における２つのパン値から計算することができる。
【００３０】
本発明は、照射領域の寸法が検出されること、及びスポットライトによって作り出された光錐の開き角度が、計算されたマッピング割当てから決定されることを提供することができる。光錐が対称であり、したがって、開き角度がパン軸及びチルト軸で同一であることを特に前提とすることができる。
【００３１】
本発明は、まず、パン値によって画定された平面に沿って照射領域を測定することによって、パン値の絶対角座標へのマッピング割当て、及びこの平面に沿った光錐の開き角度が決定されること、並びに、続いて、チルト値の絶対角座標へのマッピング割当てが、チルト値によって画定された平面に沿って照射領域を測定することによって決定されることを提供することができる。
【００３２】
本発明は、技術ステージ装置が地面上の観察領域を撮像するカメラとして構成されること、及び相互作用要素が光源又は光学マーカーなどとして構成されることを提供することができ、要素は、地面上に配置され、観察領域は、カメラを回転させ、及び旋回させることによって地面を横切って移動され、観察領域又は観察領域の縁部は、要素を検出することによって検出され、カメラのパン値及び／又はチルト値のカメラの角座標へのマッピング割当ては、カメラを回転させ、及び／又は旋回させることによって、並びに観察領域を繰り返し検出することによって決定される。
【００３３】
特に、光源又は光学マーカーは、点状、例えば、発光ダイオードの形態であってもよい。
【００３４】
相互作用要素は、例えば照準線の形態で地面上の光学マーカーとして構成することもできる。この場合、カメラは、照準線がカメラの観察領域に、又は観察領域の内側の或る領域に位置したときに検出するように構成される。照準線の代わりに、カメラによって検出することができる多点マーカーを地面上に配置することができる。
【００３５】
カメラによる確実な検出のために、マーカーが地面上に或る、特に高いコントラスト色で、例えば、黒い地面上に白色又は黄色で又はその逆に配置されることを特に提供することができる。又、この場合、マーカーが３８０ｎｍから７８０ｎｍ（可視光）の又はそれより高い（赤外線）波長範囲で実装されることを提供することができるが、カメラがこの波長範囲のマーカーを検出するように構成される場合に限る。
【００３６】
本発明は、カメラの観察領域が、相互作用要素が観察領域の縁部又は内側において検出されるまでカメラを回転させ、及び旋回させることによって地面を横切って移動されること、並びに、続いて、観察領域の寸法及び中心がカメラのパン値及び／又はチルト値を変動させることによって決定されることを提供することができる。
【００３７】
本発明は、パン軸を中心としたカメラの３６０°の完全な回転が、観察領域の検出後にマッピング割当てを決定するために実行されることを提供することができる。
【００３８】
本発明は、観察領域の検出後にマッピング割当てを決定するために、パン軸を中心としたカメラの１８０°の回転及びカメラの旋回運動が、カメラのチルト値が相対的にパン軸にミラーリングされるように実行されることを提供することができる。
【００３９】
本発明は、観察領域の寸法が、カメラによって観察された領域の開き角度の計算されたマッピング割当てから検出され、決定されることを提供することができる。
【００４０】
非対称観察領域を有するステージ装置、例えば、１９２０ｘ１０８０画素の長方形観察領域を有するＨＤカメラの場合、マッピング割当て及び開き角度を計算するとき、これを考慮に入れることができる。
【００４１】
本発明は、まず、パン値によって画定された平面に沿って観察領域を測定することによって、パン値の絶対角座標へのマッピング割当て、及びこの平面に沿ってカメラによって観察された領域の開き角度が決定され、並びに、続いて、チルト値の絶対角座標へのマッピング割当てが、チルト値によって画定された平面に沿って観察領域を測定することによって決定されることを提供することができる。
【００４２】
本発明は、方法が、相互作用要素の複数の、好ましくは３つの、既知の位置に対して実行されることを提供することができる。この目的で、要素は、地面上の３つの既知の位置に連続して配置することができ、それぞれ、本発明による１つの方法を実行することができる。代替案として、もちろん、より多くの要素を地面上に配置することができ、それらは連続して到達される。
【００４３】
本発明は、３次元空間における技術ステージ装置の絶対位置が、及び好ましくは向きも、要素の好ましくは３つの既知の位置に対する検出されたパン値及びチルト値から決定されることを提供することができる。
【００４４】
本明細書において、技術ステージ装置の向きは、それぞれ、スポットライトによって放射された光錐及びカメラによって撮像された観察領域の方向を表す。
【００４５】
本発明は、コンピュータ・プログラム、例えば、スマートフォン・アプリ又はサーバ上のプログラムを含むコンピュータ可読記憶媒体にまでも及び、コンピュータ・プログラムは、本発明による方法の過程を制御する。コンピュータ・プログラムは、特に、必要なパン値及びチルト値を用いて技術ステージ装置を制御し、光センサ／カメラから測定値を受け取り、方法の目標値を計算することができる。
【００４６】
本発明による他の特徴は、特許請求の範囲、実施例の説明及び図から明らかになる。
【００４７】
以下において、本発明は、非排他的な、例示的な実施例に基づいて、より詳細に説明される。
【図面の簡単な説明】
【００４８】
【図１】スポットライト、及び地面上に配置され、入射光を検出する光センサに基づく、本発明による方法の一実施例の連続的な方法ステップを示す図である。
【図２】スポットライト、及び地面上に配置され、入射光を検出する光センサに基づく、本発明による方法の一実施例の連続的な方法ステップを示す図である。
【図３】スポットライト、及び地面上に配置され、入射光を検出する光センサに基づく、本発明による方法の一実施例の連続的な方法ステップを示す図である。
【図４】スポットライト、及び地面上に配置され、入射光を検出する光センサに基づく、本発明による方法の一実施例の連続的な方法ステップを示す図である。
【図５】スポットライト、及び地面上に配置され、入射光を検出する光センサに基づく、本発明による方法の一実施例の連続的な方法ステップを示す図である。
【図６】スポットライト、及び地面上に配置され、入射光を検出する光センサに基づく、本発明による方法の一実施例の連続的な方法ステップを示す図である。
【図７】スポットライト、及び地面上に配置され、入射光を検出する光センサに基づく、本発明による方法の一実施例の連続的な方法ステップを示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００４９】
図示していない実施例においては、本発明による方法は、光源を地面上に配置したカメラに対して同じであり、カメラは、光源を検出するように構成される。
【００５０】
図１は、地面３、例えば、劇場ステージと、地面よりも上に装着されたスポットライト１とを示す。光センサ２が地面３上に配置される。特に、光センサ２は、外部コンピューティング・ユニットと接続された、無線で作動可能な光センサ２である。特に、光センサは、地面３に固定して接続されないが、地面上に取外し可能に置かれる。本発明の実施例において、光センサ２は、無線で、例えば、ＷＩＦＩを介してサーバに接続されるスマートフォンでもよい。本発明による方法は、スマートフォン上のアプリを介して、又はサーバ上のコンピュータ・プログラムを介して制御され、アプリ又はサーバ上のコンピュータ・プログラムは、光センサ２によって決定された測定値を受け取る。
【００５１】
入射光を検出するための閾値が、光センサ２に対してあらかじめ設定され、したがって、光センサ２は、この閾値を超えたか又はそれに到達されなかったかを検出することができる。或る光度が検出にとって重要ではない。不可欠なことは超えられた閾値の高さではなく、変化していない閾値を有する同じ光センサ２が、本発明による方法全体の過程で使用されることである。
【００５２】
スポットライト１は、互いに垂直である軸を中心として旋回可能である。スポットライトは、概略的に示すパン軸７に沿って約５４０°だけ回転可能である。スポットライトは、概略的に示すチルト軸８に沿って１８０°だけ旋回可能である。スポットライト１は、光錐軸６が、照射領域５を地面３上に作り出す光錐４を放射する。地面３に作り出された照射領域５は、通常、楕円形である。
【００５３】
パン及びチルト軸を中心として回転させることによって、スポットライト１は、地面３上のあらゆる点を照射することができる。検討中の実施例において、パン値及びチルト値の可能な値の範囲は、０から２１６＝６５５３６のチェックマークである。したがって、パン値０からパン値６５５３６まで、スポットライトは、パン軸を中心として約５４０°だけ回転する。パン値の角度範囲へのマッピングは線形であるが、パン値の対象角度範囲への正確なマッピング割当ては未知であると仮定することができる。同じことがチルト値にも当てはまる。
【００５４】
本発明の実施例において、まず、光センサ２が、地面３上に置かれ、次いで、光錐４が、光センサ２が照射領域５の縁部を検出するまで、地面３を横切って、事前定義された曲線に沿って系統的に移動される。図１において、光錐４がそれに沿って移動される曲線を断続線として概略的に示す。
【００５５】
光センサ２が照射領域５の縁部を検出し次第、スポットライト１の移動が停止し、この位置のパン値ｐ１及びチルト値ｔ１がセーブされる。
【００５６】
図２は、本発明による方法の実施例の次のステップを示す。このステップにおいて、最初に検出された照射領域５の縁部から開始して、スポットライト１が、さらに移動され、照射領域５の終わり、即ち、感知された光度の閾値未満への減少を検出するために、パン軸におけるチルト値７は同じままである。これが検出されると、スポットライトの移動は停止し、パン値ｐ２がセーブされる。パン軸ｐｍの方向における中心が、ｐｍ＝（ｐ１＋ｐ２）／２及びこの位置において移動されたスポットライトから決定される。
【００５７】
方法の例示的な実施例において、パン値ｐ１＝３０６２４及びｐ２＝３３１８４が、照射領域の縁部として検出され、したがって、パン軸ｐｍの方向における中心が、３１９０４であるとして計算される。
【００５８】
図３はこの実施例の次のステップを示す。このステップにおいて、スポットライトは、チルト軸に沿って前後に移動され、パン値ｐｍは、照射領域の２つの縁部が検出されるまで固定される。
【００５９】
パン値ｐｍに沿ったそれぞれのチルト値は、ｔ１及びｔ２としてセーブされ、平均値ｔｍがｔｍ＝（ｔ１＋ｔ２）／２から計算される。照射領域５の中心が、２つの計算された平均値のタプルｐｔ１＝（ｐｍ，ｔｍ）によってパン値及びチルト値に設定される。
【００６０】
図４において、スポットライト１は、タプルｐｔ１の値を用いて制御され、したがって、照射領域５の中心は、光センサ２の正確な位置まで移動する。
【００６１】
図５において、方法の次のステップにおいては、照射領域５のパン拡張が、その中心において決定される。この目的で、スポットライト１は、そのパン軸に沿って前後に移動され、チルト値ｔｍは固定され、照射領域５の縁部が、検出される。これにより、照射領域５の外側の区切りパン値ｐ１１及びｐ１２が得られる。
【００６２】
図６において、スポットライトは、照射領域が光センサ２に再度接するまで、パン軸を中心とした３６０°の完全な回転を実施する。
【００６３】
パン軸を中心としたそれ以上の３６０°の回転がもう可能でないほどまでに、点ｐｔ１におけるスポットライトがパン軸を中心として回転された場合、スポットライトは、パン軸を中心とした１８０°の回転及びスポットライトの垂直軸を中心としたチルト・フリップ、即ちチルト値のミラーリングを実行することができる。これはｔ１＝Ｙのチルト値において、新たなチルト値が６５５３６−Ｙに設定されることを意味する。
【００６４】
しかし、この手法で計算されたチルト値は、チルト値がスポットライトの中間軸を中心として対称に分散された場合だけしか正しくない。これが当てはまらない場合、チルト・フリップは、間違ったチルト値をもたらす場合がある。したがって、本発明の実施例は、チルト・フリップ後の新たなチルト値が６５５３６−Ｙに設定されないが、照射領域の限界が、スポットライトをチルト軸に沿って前後に旋回させることによって新たに決定され、パン値は固定されること、及び新たなチルト値ｔｍ’がそれらから計算されることを提供する。
【００６５】
次いで、パン値を増加させることによって、外側の区切りパン値ｐ２１及びｐ２２が新たに測定され、平均値ｐｍがｐｍ’＝（ｐ２１＋ｐ２２）／２から計算される。照射領域５の中心は、タプルｐｔ１’＝（ｐｍ’，ｔｍ’）によってパン値及びチルト値に設定される。
【００６６】
照射領域を新たに検出するとき、例えば、値ｐ２１＝５２５０４及びｐ２２＝５５０６４が決定され、したがって、点ｐｍ’が値５３７８４を取る。
【００６７】
したがって、スポットライトが、最初に検出されたパン値３３１８４と二番目に検出されたパン値５５０６４との間の或る角度、即ち、チルト・フリップなしで３６０°又はチルト・フリップ必要であった場合１８０°のいずれかの回転を実行したことが分かっている。
【００６８】
次に、点ｐｔ１とｐｔ１’との差から、パン値の絶対角座標へのマッピング割当てを決定することができる。スポットライトが１８０°の回転及びチルト・フリップだけを実行した場合、パン値の差は、１８０°の回転にマッピングされなければならない。
【００６９】
ここで分かっている、パン値と絶対角座標との間の照射領域５及びマッピング割当ての２つの限界から、次のステップは、パン平面における光錐４の開き角度γを決定することである可能性がある。開き角度γは、パン値ｐ２１及びｐ２２に対応する絶対角座標の差に対応する。
【００７０】
図７による任意選択のステップにおいて、スポットライトは、まず、パン軸における中心ｐｍ’を中心とする。次いで、照射領域の限界ｔ１及びｔ２が、スポットライトをチルト軸に沿って前後に旋回させることによって新たに決定され、パン値が固定される。ｔ１とｔ２との差から、チルト平面におけるチルト値の絶対角座標へのマッピング割当ては、光錐４の既知の開き角度γとの比較によって計算することができる。
【００７１】
光錐４の開き角度γがパン平面及びチルト平面において同一であることが前提とされる。非対称光錐の場合、これは計算において考慮に入れることができる。
【００７２】
本発明の別の実施例によれば、照射領域５が測定され、中心ｐｍが、光センサ２の絶対座標ｘ、ｙ、ｚにおける複数の、好ましくは３つの、異なるが既知の位置に対して決定される。好ましくは、これは結果としてパン／チルト値の３つのタプルｐｔ１，ｐｔ２及びｐｔ３となる。
【００７３】
光センサの既知のそれぞれの位置ｘ、ｙ、ｚと一緒に３つの光センサのチルト値及びパン値から、スポットライト１の位置を知られている方法を用いて絶対空間において決定することができる。
【００７４】
さらに、スポットライト１の向き、即ち、スポットライトによって放射された光錐の方向をこれらの値から決定することができる。この目的で、数学アルゴリズム、例えば、それ自体知られている３Ｄ解法で解くことができる、多次元線型方程式系を確立することができる。
【国際調査報告】
2020509536.tif 000010
2020509536.tif 000011
2020509536.tif 000012
2020509536.tif 000013
2020509536.tif 000014
2020509536.tif 000015