JPH01263703A - カメラ視野制御装置 - Google Patents
カメラ視野制御装置Info
- Publication number
- JPH01263703A JPH01263703A JP9282288A JP9282288A JPH01263703A JP H01263703 A JPH01263703 A JP H01263703A JP 9282288 A JP9282288 A JP 9282288A JP 9282288 A JP9282288 A JP 9282288A JP H01263703 A JPH01263703 A JP H01263703A
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- Japan
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- target object
- camera
- elevation angle
- horizontal rotation
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- Pending
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- 230000000007 visual effect Effects 0.000 title abstract description 4
- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims description 12
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 claims description 8
- 238000013500 data storage Methods 0.000 claims description 6
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 12
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 6
- 238000000034 method Methods 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 1
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- Accessories Of Cameras (AREA)
- Control Of Position Or Direction (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
（産業上の利用分野）
本発明は、カメラ視野制御装置に関するものである。
（従来の技術）
カメラの方向を制御して、その初期状態で視野内に含ま
れる目標物体をカメラ視野中心に導入するカメラ視野制
御装置に於ては、従来、カメラレンズの焦点位置を水平
回転軸及び仰角調節のための回転軸が通るような構造の
カメラ回転台を用いるか、あるいは、カメラ方位を微小
量づつ修正する動作を繰り返すことにより、視野制御を
行っていた。
れる目標物体をカメラ視野中心に導入するカメラ視野制
御装置に於ては、従来、カメラレンズの焦点位置を水平
回転軸及び仰角調節のための回転軸が通るような構造の
カメラ回転台を用いるか、あるいは、カメラ方位を微小
量づつ修正する動作を繰り返すことにより、視野制御を
行っていた。
（発明が解決しようとする課題）
しかしながら、カメラレンズの焦点位置を通るようにカ
メラ回転台の水平回転軸及び仰角調節のための回転軸を
設置することは、装置の重量バランスを悪くし、構造も
複雑にするという欠点を有していた。また、カメラ方位
を微小量ずつ修正する方法は、目標位置確認等の処理を
何度も繰り返さなければならないため演算量が増加し、
高速なカメラ視野制御が出来ないという欠点を有してい
た。
メラ回転台の水平回転軸及び仰角調節のための回転軸を
設置することは、装置の重量バランスを悪くし、構造も
複雑にするという欠点を有していた。また、カメラ方位
を微小量ずつ修正する方法は、目標位置確認等の処理を
何度も繰り返さなければならないため演算量が増加し、
高速なカメラ視野制御が出来ないという欠点を有してい
た。
本発明の目的は、水平回転機構の上部にカメラの仰角調
節機構を設けこの上にカメラを設置するような、構造が
単純で重量バランスも良いカメラ回転台において、高速
なカメラ視野制御を行うことが可能になる制御設置を提
供することにある。
節機構を設けこの上にカメラを設置するような、構造が
単純で重量バランスも良いカメラ回転台において、高速
なカメラ視野制御を行うことが可能になる制御設置を提
供することにある。
（課題を解決するための手段）
本発明はカメラから入力された画像データを記憶する手
段と、画像データを記憶手段の出力から目標物体を検出
する手段と、画像データ記憶手段および目標物体検出手
段の出力を利用し目標物体に対しピントを合わせるピン
ト調節手段と、この出力から目標物体までの距離を検出
する手段と、目標物体検出手段および距離検出手段の出
力から目標物体の座標位置を算出する手段と、水平回転
機構の上部にカメラの仰角を変化させる回転機構を備え
たカメラ回転台に対して、水平回転角を算出する手段と
、仰角を算出する手段を備えることを特徴とする。
段と、画像データを記憶手段の出力から目標物体を検出
する手段と、画像データ記憶手段および目標物体検出手
段の出力を利用し目標物体に対しピントを合わせるピン
ト調節手段と、この出力から目標物体までの距離を検出
する手段と、目標物体検出手段および距離検出手段の出
力から目標物体の座標位置を算出する手段と、水平回転
機構の上部にカメラの仰角を変化させる回転機構を備え
たカメラ回転台に対して、水平回転角を算出する手段と
、仰角を算出する手段を備えることを特徴とする。
（作用）
まず、仰角の制御について述べる。第４図のカメラ回転
台４は、水平回転機構の上部にカメラの仰角を変化させ
る回転機構を設け、その上部にカメラ１を設置する構造
になっている。この図で、水平回転軸と仰角を変化させ
る回転軸の交点を原点０とし、仰角を変化させる回転軸
上に、手前から奥に向かってＸ軸を取り、原点からカメ
ラ光軸へ向かってｙ軸を取り、原点からカメラ前方へ向
かってカメラ光軸方向と平行に２軸をとる。この座標系
及び目標物体Ｐ（Ｘｐｔ３’ｐ、ｚｐ）の関係をｚ−ｙ
平面で見た図を第２図に示す。この図で、カメラ光軸と
ｙ軸の交点をＡ（０，ａ、０）とする。いま、カメラ回
転台の仰角をθだけ変化させて、カメラ光軸を変化前の
座標系で表すと次のようになる。
台４は、水平回転機構の上部にカメラの仰角を変化させ
る回転機構を設け、その上部にカメラ１を設置する構造
になっている。この図で、水平回転軸と仰角を変化させ
る回転軸の交点を原点０とし、仰角を変化させる回転軸
上に、手前から奥に向かってＸ軸を取り、原点からカメ
ラ光軸へ向かってｙ軸を取り、原点からカメラ前方へ向
かってカメラ光軸方向と平行に２軸をとる。この座標系
及び目標物体Ｐ（Ｘｐｔ３’ｐ、ｚｐ）の関係をｚ−ｙ
平面で見た図を第２図に示す。この図で、カメラ光軸と
ｙ軸の交点をＡ（０，ａ、０）とする。いま、カメラ回
転台の仰角をθだけ変化させて、カメラ光軸を変化前の
座標系で表すと次のようになる。
ａ＝Ｚ−ＣＯ３θ＋ｙ−ｓｉｎθ
（１）よって、カメラ回転台の仰角を変化させて、カ
メラ光軸をこの平面内で、目標物体に合わせたときの光
軸の方程式は、次のようになる。
（１）よって、カメラ回転台の仰角を変化させて、カ
メラ光軸をこの平面内で、目標物体に合わせたときの光
軸の方程式は、次のようになる。
ａ ＝ ｚ、・ｃｏｓθ＋ｙ、−５ｉｎθ
（２）距離検出手段の出力から２．が得られ、２
．及び画像データ内の目標物体検出手段の出力とカメラ
の倍率情報から、ｘｐ＋ｙｐが得られるので、カメラ光
軸の方向を、視野内にある目標物体Ｐに合わせるための
仰角θは（２）式から得られる。
（２）距離検出手段の出力から２．が得られ、２
．及び画像データ内の目標物体検出手段の出力とカメラ
の倍率情報から、ｘｐ＋ｙｐが得られるので、カメラ光
軸の方向を、視野内にある目標物体Ｐに合わせるための
仰角θは（２）式から得られる。
次に、水平回転について述べる。第３図は、水平回転軸
と仰角を変化させる回転軸の交点を含み、回転台の底面
に平行な面に、第４図の座標系を投影したものである。
と仰角を変化させる回転軸の交点を含み、回転台の底面
に平行な面に、第４図の座標系を投影したものである。
このとき、原点０はそのままＯに、Ｘ軸はＸ軸に、Ｚ軸
はＺ軸に対応している。第２図及び第３図のＢは、水平
回転軸とカメラ光軸の交点である。また、θ′は水平回
転軸とｙ軸のなす角である。第３図の座標系に於ては、
目標物体Ｐの位置はＰ（ｘｐ、（ｚｐ ＋ ａ−ｔａｎ
θつ−ｃｏｓθりと表せるので、カメラ光軸の水平方向
を目標物体に合わせるための回転角Φは、次式より得ら
れる。
はＺ軸に対応している。第２図及び第３図のＢは、水平
回転軸とカメラ光軸の交点である。また、θ′は水平回
転軸とｙ軸のなす角である。第３図の座標系に於ては、
目標物体Ｐの位置はＰ（ｘｐ、（ｚｐ ＋ ａ−ｔａｎ
θつ−ｃｏｓθりと表せるので、カメラ光軸の水平方向
を目標物体に合わせるための回転角Φは、次式より得ら
れる。
（実施例）
第１図は視野制御装置の構成図である。カメラ１は、電
動でピント調節可能な構造を備えるレンズ２及びピント
位置検出用エンコーダ３を備えている。カメラ回転台４
はカメラの仰角調節用モータ５、仰角検出用エンコーダ
６、水平回転用モータ７を備えている。カメラの視野の
どこかに目標物体が捕らえている状態を初期状態となる
。このとき、カメラからの映像信号が画像データ記憶手
段８へ送られる。このデータを基に、ピント調節手段９
はピントの状態を評価し、画面全体に対して最良のピン
トが得られるように電動レンズ２を制御する。次に、目
標物体検出手段１ｏが、目標物体の画像データにおける
座標を検出し、そのデータをピント調節手段に送る。こ
の座標データによって、ピント調節手段は目標物体に対
して最良のピントが得られるように電動レンズを制御す
る。その結果得られたピント位置データは、ピント位置
検出用エンコーダからピント調節手段を通して、距離算
出手段１１へ送られる。ここで、カメラがら目標物体ま
での距離が算出され、この出力は目標物体座標算山手段
へ送られる。ここで、目標物体検出手段の出力・カメラ
の倍率情報と併せて、第３図におけるｘｙｚ座標系で表
された目標物体の位置が決定される。この出力はカメラ
回転台の仰角算出手段１４へ送られ、カメラ回転台の仰
角が算出される。この出力がモータ駆動回路１６へ送ら
れ、モータ制御電流に変換されることにより、仰角調節
用モータ５が制御される。１２の出力はまた、水平回転
算出手段１３へも送られ、ここで、仰角検出用エンコー
ダ６からの出力と併せて、式（３）より、カメラ回転台
の水平回転角が算出される。その出力がモータ駆動回路
１５へ送られ、モータ制御電流に変換されることにより
、水平回転用モータが制御される。
動でピント調節可能な構造を備えるレンズ２及びピント
位置検出用エンコーダ３を備えている。カメラ回転台４
はカメラの仰角調節用モータ５、仰角検出用エンコーダ
６、水平回転用モータ７を備えている。カメラの視野の
どこかに目標物体が捕らえている状態を初期状態となる
。このとき、カメラからの映像信号が画像データ記憶手
段８へ送られる。このデータを基に、ピント調節手段９
はピントの状態を評価し、画面全体に対して最良のピン
トが得られるように電動レンズ２を制御する。次に、目
標物体検出手段１ｏが、目標物体の画像データにおける
座標を検出し、そのデータをピント調節手段に送る。こ
の座標データによって、ピント調節手段は目標物体に対
して最良のピントが得られるように電動レンズを制御す
る。その結果得られたピント位置データは、ピント位置
検出用エンコーダからピント調節手段を通して、距離算
出手段１１へ送られる。ここで、カメラがら目標物体ま
での距離が算出され、この出力は目標物体座標算山手段
へ送られる。ここで、目標物体検出手段の出力・カメラ
の倍率情報と併せて、第３図におけるｘｙｚ座標系で表
された目標物体の位置が決定される。この出力はカメラ
回転台の仰角算出手段１４へ送られ、カメラ回転台の仰
角が算出される。この出力がモータ駆動回路１６へ送ら
れ、モータ制御電流に変換されることにより、仰角調節
用モータ５が制御される。１２の出力はまた、水平回転
算出手段１３へも送られ、ここで、仰角検出用エンコー
ダ６からの出力と併せて、式（３）より、カメラ回転台
の水平回転角が算出される。その出力がモータ駆動回路
１５へ送られ、モータ制御電流に変換されることにより
、水平回転用モータが制御される。
（発明の効果）
以上に述べてきたように、本発明によれば、重量バラン
スが良好で、構造も簡単なカメラ回転台において、正確
な視野制御が行え、実用的には、極めて有用である。ロ
ボット視覚システム等への応用が考えられる。
スが良好で、構造も簡単なカメラ回転台において、正確
な視野制御が行え、実用的には、極めて有用である。ロ
ボット視覚システム等への応用が考えられる。
第１図は、カメラ視野制御装置の構成図である。
第２図は、カメラ光軸とカメラ回転台と目標物体の関係
をカメラ光軸と水平回転軸を含む面からみた図、第３図
は、カメラ光軸とカメラ回転台と目標物体の関係をカメ
ラ回転台の底面を含む面がらみた図、第４図は、カメラ
回転台の構造を示す図である。図中の１はカメラ本体、
２は電動レンズ、３はピント位置検出用エンコーダ、４
はカメラ回転台、５は仰角調節用モータ、６は仰角検出
用エンコーダ、７は水平回転用モータ、８は画像データ
記憶手段、９はピント調節手段、１０は目標物体検出手
段、１１は距離検出手段、１２は目標物体座標算出手段
、１３は水平回転角算出手段、１４は仰角算出手段、１
５．１６はそれぞれ、水平回転用及び仰角調節用モータ
の駆動回路を示す。
をカメラ光軸と水平回転軸を含む面からみた図、第３図
は、カメラ光軸とカメラ回転台と目標物体の関係をカメ
ラ回転台の底面を含む面がらみた図、第４図は、カメラ
回転台の構造を示す図である。図中の１はカメラ本体、
２は電動レンズ、３はピント位置検出用エンコーダ、４
はカメラ回転台、５は仰角調節用モータ、６は仰角検出
用エンコーダ、７は水平回転用モータ、８は画像データ
記憶手段、９はピント調節手段、１０は目標物体検出手
段、１１は距離検出手段、１２は目標物体座標算出手段
、１３は水平回転角算出手段、１４は仰角算出手段、１
５．１６はそれぞれ、水平回転用及び仰角調節用モータ
の駆動回路を示す。
Claims (1)
- カメラから入力された画像データを記憶する画像データ
記憶手段と、画像データ記憶手段の出力から目標物体を
検出する目標物体検出手段と、画像データ記憶手段およ
び目標物体検出手段の出力を利用し目標物体に対しピン
トを合わせるピント調節手段と、ピント調節手段の出力
から目標物体までの距離を検出する距離検出手段と、目
標物体検出手段および距離検出手段の出力から目標物体
の座標位置を算出する目標物体座標算出手段と、水平回
転機構の上部にカメラの仰角を変化させる回転機構を備
えたカメラ回転台に対して、水平回転角を算出する手段
と、仰角を算出する手段を備えることを特徴とするカメ
ラ方位制御装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9282288A JPH01263703A (ja) | 1988-04-14 | 1988-04-14 | カメラ視野制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9282288A JPH01263703A (ja) | 1988-04-14 | 1988-04-14 | カメラ視野制御装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01263703A true JPH01263703A (ja) | 1989-10-20 |
Family
ID=14065128
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9282288A Pending JPH01263703A (ja) | 1988-04-14 | 1988-04-14 | カメラ視野制御装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH01263703A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1994029670A1 (en) * | 1993-06-10 | 1994-12-22 | Kabushiki Kaisha Oh - Yoh Keisoku Kenkyusho | Apparatus for measuring position of moving object |
| US6122445A (en) * | 1997-11-14 | 2000-09-19 | Nec Corporation | Method of controlling a position of a built-in camera in a data processing machine and apparatus for doing the same |
| CN110337622A (zh) * | 2018-08-31 | 2019-10-15 | 深圳市大疆创新科技有限公司 | 竖向增稳装置控制方法、竖向增稳装置及图像获取设备 |
-
1988
- 1988-04-14 JP JP9282288A patent/JPH01263703A/ja active Pending
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1994029670A1 (en) * | 1993-06-10 | 1994-12-22 | Kabushiki Kaisha Oh - Yoh Keisoku Kenkyusho | Apparatus for measuring position of moving object |
| US5764786A (en) * | 1993-06-10 | 1998-06-09 | Kuwashima; Shigesumi | Moving object measurement device employing a three-dimensional analysis to obtain characteristics of the moving object |
| US6122445A (en) * | 1997-11-14 | 2000-09-19 | Nec Corporation | Method of controlling a position of a built-in camera in a data processing machine and apparatus for doing the same |
| CN110337622A (zh) * | 2018-08-31 | 2019-10-15 | 深圳市大疆创新科技有限公司 | 竖向增稳装置控制方法、竖向增稳装置及图像获取设备 |
| WO2020042135A1 (zh) * | 2018-08-31 | 2020-03-05 | 深圳市大疆创新科技有限公司 | 竖向增稳装置控制方法、竖向增稳装置及图像获取设备 |
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