JPH0645347Y2 - 遠隔操作用立体監視装置 - Google Patents
遠隔操作用立体監視装置Info
- Publication number
- JPH0645347Y2 JPH0645347Y2 JP6008991U JP6008991U JPH0645347Y2 JP H0645347 Y2 JPH0645347 Y2 JP H0645347Y2 JP 6008991 U JP6008991 U JP 6008991U JP 6008991 U JP6008991 U JP 6008991U JP H0645347 Y2 JPH0645347 Y2 JP H0645347Y2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- stereoscopic
- unit
- slave
- camera
- cameras
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- Expired - Lifetime
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- Control Of Position Or Direction (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本考案は、遠隔操作を行うマスタ
・スレーブ装置の立体監視装置に関する。
・スレーブ装置の立体監視装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、図５に示すように、スレーブマニ
プレータ１をマスタ装置によって遠隔操作を行うマスタ
・スレーブ装置により作業を行う場合、その作業を監視
するため、およびオペレータが遠近感を得易くするため
２台のＴＶカメラ２ａ，２ｂを水平に並べられた立体カ
メラ２が用いられている（例えば、特開昭６３−２８５
４１０号、特開平２−２１６４１３号公報）。この立体
カメラ２から得られるステレオ画像は、オペレータの操
作用だけでなく、画像処理により対象物までの距離の算
出にも用いられる。ステレオ画像から立体感が得られる
原理は、両方の画像上で同じ物体が異なる位置にある、
いわゆる視差が生じているためで、画像処理による距離
の算出も同じ視差の原理を使っている。
プレータ１をマスタ装置によって遠隔操作を行うマスタ
・スレーブ装置により作業を行う場合、その作業を監視
するため、およびオペレータが遠近感を得易くするため
２台のＴＶカメラ２ａ，２ｂを水平に並べられた立体カ
メラ２が用いられている（例えば、特開昭６３−２８５
４１０号、特開平２−２１６４１３号公報）。この立体
カメラ２から得られるステレオ画像は、オペレータの操
作用だけでなく、画像処理により対象物までの距離の算
出にも用いられる。ステレオ画像から立体感が得られる
原理は、両方の画像上で同じ物体が異なる位置にある、
いわゆる視差が生じているためで、画像処理による距離
の算出も同じ視差の原理を使っている。
【０００３】
【考案が解決しようとする課題】ところが、上記立体カ
メラ２の構成では、２台のカメラＴＶ２ａ，２ｂを人間
の目に合わせて水平に並べている。電線Ｗの立体カメラ
２からの距離Ｌは、ＴＶカメラ２ａと２ｂとの間の距離
を２ｄ、ＴＶカメラのレンズから画像面までの距離を
ｆ、レンズの中心から電線Ｗの画像の中心までの距離を
それぞれＸa ，Ｘbとすると、次の式で与えられる。 Ｌ＝ｄ・ｆ／（Ｘa −Ｘb ） そのため、水平方向に視差が生じるものは立体画像情報
が得易いが、水平方向に長く伸びた特徴の無い物体、例
えば、横方向に張られた電線Ｗ等については、図６に示
すように、２台のカメラＴＶ２ａ，２ｂのそれぞれのス
テレオ画像Ａ、Ｂでの電線Ｗの特徴がなく、二つの画像
がほぼ同じ画像となって視差の検出が難しく、立体画像
情報を得るのが難しいという欠点があった。本考案は、
水平方向に長く伸びた特徴の無い物体でも立体画像情報
が得られる立体監視装置を提供することを目的とするも
のである。
メラ２の構成では、２台のカメラＴＶ２ａ，２ｂを人間
の目に合わせて水平に並べている。電線Ｗの立体カメラ
２からの距離Ｌは、ＴＶカメラ２ａと２ｂとの間の距離
を２ｄ、ＴＶカメラのレンズから画像面までの距離を
ｆ、レンズの中心から電線Ｗの画像の中心までの距離を
それぞれＸa ，Ｘbとすると、次の式で与えられる。 Ｌ＝ｄ・ｆ／（Ｘa −Ｘb ） そのため、水平方向に視差が生じるものは立体画像情報
が得易いが、水平方向に長く伸びた特徴の無い物体、例
えば、横方向に張られた電線Ｗ等については、図６に示
すように、２台のカメラＴＶ２ａ，２ｂのそれぞれのス
テレオ画像Ａ、Ｂでの電線Ｗの特徴がなく、二つの画像
がほぼ同じ画像となって視差の検出が難しく、立体画像
情報を得るのが難しいという欠点があった。本考案は、
水平方向に長く伸びた特徴の無い物体でも立体画像情報
が得られる立体監視装置を提供することを目的とするも
のである。
【０００４】
【課題を解決するための手段】本考案は、スレーブマニ
プレータと２台のＴＶカメラからなる立体カメラと前記
立体カメラの姿勢を変更し得る雲台とを設けたスレーブ
部と、前記スレーブ部を操作する操作部と前記スレーブ
部を監視する立体ＴＶモニタとを設けたマスタ部と、前
記スレーブ部および前記マスタ部とを制御する制御部と
を有する遠隔操作用立体監視装置において、前記２台の
ＴＶカメラの撮影方向線に平行で、２台のＴＶカメラの
中間点を通る軸の回りに立体カメラを回転し得る前記雲
台と、前記立体カメラからの映像信号を前記立体ＴＶモ
ニタの入力用に変換する倍速コンバータと、前記立体カ
メラからの映像信号より距離情報を算出する画像処理装
置とを備えたものである。また、前記立体カメラの回転
量から、前記立体ＴＶモニタ上での垂直・水平方向と前
記マスタ部の操作部における垂直・水平方向指令による
スレーブマニプレータの移動方向が常に一致するように
座標変換を行う前記制御装置を備えたものである。
プレータと２台のＴＶカメラからなる立体カメラと前記
立体カメラの姿勢を変更し得る雲台とを設けたスレーブ
部と、前記スレーブ部を操作する操作部と前記スレーブ
部を監視する立体ＴＶモニタとを設けたマスタ部と、前
記スレーブ部および前記マスタ部とを制御する制御部と
を有する遠隔操作用立体監視装置において、前記２台の
ＴＶカメラの撮影方向線に平行で、２台のＴＶカメラの
中間点を通る軸の回りに立体カメラを回転し得る前記雲
台と、前記立体カメラからの映像信号を前記立体ＴＶモ
ニタの入力用に変換する倍速コンバータと、前記立体カ
メラからの映像信号より距離情報を算出する画像処理装
置とを備えたものである。また、前記立体カメラの回転
量から、前記立体ＴＶモニタ上での垂直・水平方向と前
記マスタ部の操作部における垂直・水平方向指令による
スレーブマニプレータの移動方向が常に一致するように
座標変換を行う前記制御装置を備えたものである。
【０００５】
【作用】立体カメラの二つのＴＶカメラを回転して水平
または垂直にできるようにしてあるので、常に垂直また
は水平のいずれかの視差を生じるようにして画像処理に
より対象物までの距離を求めることができる。また、画
像変換により立体ＴＶモニタでは常に通常と同じ画面を
出すようにしてあるので、電線などの水平または垂直方
向に特徴のない対象物でも、スレーブマニプレータから
の距離を得て、立体ＴＶモニタを見ながらスレーブマニ
プレータを安全で確実に操作することができる。
または垂直にできるようにしてあるので、常に垂直また
は水平のいずれかの視差を生じるようにして画像処理に
より対象物までの距離を求めることができる。また、画
像変換により立体ＴＶモニタでは常に通常と同じ画面を
出すようにしてあるので、電線などの水平または垂直方
向に特徴のない対象物でも、スレーブマニプレータから
の距離を得て、立体ＴＶモニタを見ながらスレーブマニ
プレータを安全で確実に操作することができる。
【０００６】
【実施例】本考案を図に示す実施例について説明する。
図１は本考案の実施例のスレーブ部Ｓを示す斜視図、図
２はマスタ部Ｍを示す斜視図で、作業対象である電線Ｗ
をスレーブ部Ｓの前に水平に張った状態で活線作業を行
うためのマスタ・スレーブ装置を示してある。スレーブ
部Ｓは双腕のスレーブマニプレータ１と、その作業を監
視する２台のＴＶカメラ２ａ，２ｂを備えた立体カメラ
２と、立体カメラ２の位置や姿勢を変更するための駆動
装置である雲台３とから構成されている。雲台３は２台
のＴＶカメラの撮影方向線に平行で、２台のＴＶカメラ
の中間点を通る軸の回りに立体カメラ２を回転できるよ
うにしてある。マスタ部Ｍは立体カメラ２の映像信号を
出力する立体ＴＶモニタ４と、マスタ装置としてスレー
ブマニプレータ１の操作を行う左右のジョイスティック
５と、立体カメラ２の切り替えや雲台３の操作を行うフ
ットスイッチ６と、その他の種々の操作を行うための操
作卓７などの操作部とから構成されている。図４は本考
案の制御ブロック図を示し、スレーブ部Ｓ、マスタ部
Ｍ、制御部Ｃから構成されている。制御部Ｃは立体カメ
ラ２からの映像信号を立体ＴＶモニタ４の入力用に変換
する倍速コンバータ８と、映像信号より距離情報を算出
する画像処理装置９と、雲台３を制御する雲台制御装置
１０とスレーブマニプレータ１を制御するマニプレータ
制御装置１１と、ジョイスティック５、フットスイッチ
６および操作卓７からの入力信号を取り込む入力装置１
２と、全体の制御を司る中央処理装置（以下、ＣＰＵと
いう）１３とから構成されている。
図１は本考案の実施例のスレーブ部Ｓを示す斜視図、図
２はマスタ部Ｍを示す斜視図で、作業対象である電線Ｗ
をスレーブ部Ｓの前に水平に張った状態で活線作業を行
うためのマスタ・スレーブ装置を示してある。スレーブ
部Ｓは双腕のスレーブマニプレータ１と、その作業を監
視する２台のＴＶカメラ２ａ，２ｂを備えた立体カメラ
２と、立体カメラ２の位置や姿勢を変更するための駆動
装置である雲台３とから構成されている。雲台３は２台
のＴＶカメラの撮影方向線に平行で、２台のＴＶカメラ
の中間点を通る軸の回りに立体カメラ２を回転できるよ
うにしてある。マスタ部Ｍは立体カメラ２の映像信号を
出力する立体ＴＶモニタ４と、マスタ装置としてスレー
ブマニプレータ１の操作を行う左右のジョイスティック
５と、立体カメラ２の切り替えや雲台３の操作を行うフ
ットスイッチ６と、その他の種々の操作を行うための操
作卓７などの操作部とから構成されている。図４は本考
案の制御ブロック図を示し、スレーブ部Ｓ、マスタ部
Ｍ、制御部Ｃから構成されている。制御部Ｃは立体カメ
ラ２からの映像信号を立体ＴＶモニタ４の入力用に変換
する倍速コンバータ８と、映像信号より距離情報を算出
する画像処理装置９と、雲台３を制御する雲台制御装置
１０とスレーブマニプレータ１を制御するマニプレータ
制御装置１１と、ジョイスティック５、フットスイッチ
６および操作卓７からの入力信号を取り込む入力装置１
２と、全体の制御を司る中央処理装置（以下、ＣＰＵと
いう）１３とから構成されている。
【０００７】次に本装置の動作を説明すると、まず、オ
ペレータが立体ＴＶモニタ４の画面より立体情報が得ら
れるかどうかを判断し、得られない場合に立体カメラ２
の撮影する方向を変更する。具体的には、フットスイッ
チ６または操作卓７上のスイッチにより入力装置１２を
通してＣＰＵ１３が雲台制御装置１０に指令を出し、図
５に示した状態から図１に示すように、立体カメラ２の
カメラ軸を中心軸として雲台３を使って２台のＴＶカメ
ラ２ａ，２ｂが垂直になるように回転させる。この時の
画像は、図３に示すように、電線Ｗの位置がステレオ画
像ＡとＢで異なり、いわゆる視差を生じて画像処理にお
いて電線までの距離の検出が可能となる。また、図３に
示した画像を見ながらオペレータがスレーブマニプレー
タ１を操作する場合、通常の画面の水平方向が垂直方向
に変わっているので、実態との違和感が生じ、操作しに
くい。それを解決するため、ＣＰＵ１３において、雲台
３の回転角度を基に、立体ＴＶモニタ４での垂直・水平
方向と、ジョイスティック５における垂直・水平方向指
令によるスレーブマニプレータ１の移動方向が常に一致
するように座標変換を行っている。ここで、ジョイステ
ィック５からの垂直方向指令をＶJ 、水平方向指令をＨ
J、雲台３の回転角をθ、マニプレータ制御装置１１へ
の垂直方向指令をＶM 、水平方向指令をＨM 、垂直方向
の変換定数をｋV 、水平方向の変換定数をｋH とする
と、下記に示す数式１により表される関係が得られ、立
体ＴＶモニタ４の通常と同じ画面を見ながらジョイステ
ィック５により操作できる。
ペレータが立体ＴＶモニタ４の画面より立体情報が得ら
れるかどうかを判断し、得られない場合に立体カメラ２
の撮影する方向を変更する。具体的には、フットスイッ
チ６または操作卓７上のスイッチにより入力装置１２を
通してＣＰＵ１３が雲台制御装置１０に指令を出し、図
５に示した状態から図１に示すように、立体カメラ２の
カメラ軸を中心軸として雲台３を使って２台のＴＶカメ
ラ２ａ，２ｂが垂直になるように回転させる。この時の
画像は、図３に示すように、電線Ｗの位置がステレオ画
像ＡとＢで異なり、いわゆる視差を生じて画像処理にお
いて電線までの距離の検出が可能となる。また、図３に
示した画像を見ながらオペレータがスレーブマニプレー
タ１を操作する場合、通常の画面の水平方向が垂直方向
に変わっているので、実態との違和感が生じ、操作しに
くい。それを解決するため、ＣＰＵ１３において、雲台
３の回転角度を基に、立体ＴＶモニタ４での垂直・水平
方向と、ジョイスティック５における垂直・水平方向指
令によるスレーブマニプレータ１の移動方向が常に一致
するように座標変換を行っている。ここで、ジョイステ
ィック５からの垂直方向指令をＶJ 、水平方向指令をＨ
J、雲台３の回転角をθ、マニプレータ制御装置１１へ
の垂直方向指令をＶM 、水平方向指令をＨM 、垂直方向
の変換定数をｋV 、水平方向の変換定数をｋH とする
と、下記に示す数式１により表される関係が得られ、立
体ＴＶモニタ４の通常と同じ画面を見ながらジョイステ
ィック５により操作できる。
【０００８】
【数１】
【０００９】なお、マスタ部Ｍにはスレーブマニプレー
タ１を操作するジョイスティック５のほかに、フットス
イッチを設けて立体カメラ２を操作するようにしてある
ので、スレーブマニプレータ１の操作と同時にフットス
イッチにより距離測定のための立体カメラの回転などを
行うことができ、作業時間が短縮される。
タ１を操作するジョイスティック５のほかに、フットス
イッチを設けて立体カメラ２を操作するようにしてある
ので、スレーブマニプレータ１の操作と同時にフットス
イッチにより距離測定のための立体カメラの回転などを
行うことができ、作業時間が短縮される。
【００１０】
【考案の効果】以上述べたように、本考案によれば、立
体カメラの二つのＴＶカメラを回転して水平または垂直
にできるようにして、常に視差を生じるようにして画像
処理により対象物までの距離を求め、かつ、画像変換に
より立体ＴＶモニタでは常に通常と同じ画面を出すよう
にしてあるので、電線などの水平または垂直方向に特徴
のない対象物でも、スレーブマニプレータからの距離を
得て、安全で確実な操作でマスタ・スレーブ装置による
作業を迅速に行うことができる効果がある。
体カメラの二つのＴＶカメラを回転して水平または垂直
にできるようにして、常に視差を生じるようにして画像
処理により対象物までの距離を求め、かつ、画像変換に
より立体ＴＶモニタでは常に通常と同じ画面を出すよう
にしてあるので、電線などの水平または垂直方向に特徴
のない対象物でも、スレーブマニプレータからの距離を
得て、安全で確実な操作でマスタ・スレーブ装置による
作業を迅速に行うことができる効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本考案の実施例のスレーブ部を示す斜視図であ
る。
る。
【図２】本考案の実施例のマスタ部を示す斜視図であ
る。
る。
【図３】本考案の実施例のステレオ画像を示す説明図で
ある。
ある。
【図４】本考案の実施例の構成を示すブロック図であ
る。
る。
【図５】従来例のスレーブ部を示す斜視図である。
【図６】従来例のステレオ画像を示す説明図である。
【符号の説明】１ スレーブマニプレータ、２ 立体カ
メラ、２ａ，２ｂ ＴＶカメラ、３ 雲台、４ 立体Ｔ
Ｖモニタ、５ ジョイスティック、６ フットスイッ
チ、７ 操作卓、８ 倍速コンバータ、９ 画像処理装
置、１０ 雲台制御装置、１１ マニプレータ制御装
置、１２ 入力装置、１３ ＣＰＵ
メラ、２ａ，２ｂ ＴＶカメラ、３ 雲台、４ 立体Ｔ
Ｖモニタ、５ ジョイスティック、６ フットスイッ
チ、７ 操作卓、８ 倍速コンバータ、９ 画像処理装
置、１０ 雲台制御装置、１１ マニプレータ制御装
置、１２ 入力装置、１３ ＣＰＵ
Claims (3)
- 【請求項１】 スレーブマニプレータと２台のＴＶカメ
ラからなる立体カメラと前記立体カメラの姿勢を変更し
得る雲台とを設けたスレーブ部と、前記スレーブ部を操
作する操作部と前記スレーブ部を監視する立体ＴＶモニ
タとを設けたマスタ部と、前記スレーブ部および前記マ
スタ部とを制御する制御部とを有する遠隔操作用立体監
視装置において、前記２台のＴＶカメラの撮影方向線に
平行で、２台のＴＶカメラの中間点を通る軸の回りに立
体カメラを回転し得る前記雲台と、前記立体カメラから
の映像信号を前記立体ＴＶモニタの入力用に変換する倍
速コンバータと、前記立体カメラからの映像信号より距
離情報を算出する画像処理装置とを備えたことを特徴と
する遠隔操作用立体監視装置。 - 【請求項２】 前記立体カメラの回転量から、前記立体
ＴＶモニタ上での垂直・水平方向と前記マスタ部の操作
部における垂直・水平方向指令によるスレーブマニプレ
ータの移動方向が常に一致するように座標変換を行う前
記制御装置を備えた請求項１記載の遠隔操作用立体監視
装置。 - 【請求項３】 前記マスタ部に前記スレーブマニプレー
タを操作するジョイスティックと、前記雲台を操作する
フットスイッチとを設けた請求項１または２記載の遠隔
操作用立体監視装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6008991U JPH0645347Y2 (ja) | 1991-07-04 | 1991-07-04 | 遠隔操作用立体監視装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6008991U JPH0645347Y2 (ja) | 1991-07-04 | 1991-07-04 | 遠隔操作用立体監視装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH063583U JPH063583U (ja) | 1994-01-18 |
| JPH0645347Y2 true JPH0645347Y2 (ja) | 1994-11-24 |
Family
ID=13132019
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6008991U Expired - Lifetime JPH0645347Y2 (ja) | 1991-07-04 | 1991-07-04 | 遠隔操作用立体監視装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0645347Y2 (ja) |
-
1991
- 1991-07-04 JP JP6008991U patent/JPH0645347Y2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH063583U (ja) | 1994-01-18 |
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