(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2022096296
(43)【公開日】2022-06-29
(54)【発明の名称】ロボティックスカメラワークシステム
(51)【国際特許分類】
H04N 5/232 20060101AFI20220622BHJP
H04N 5/222 20060101ALI20220622BHJP
G03B 15/00 20210101ALI20220622BHJP
G03B 17/56 20210101ALI20220622BHJP
【ＦＩ】
H04N5/232 990
H04N5/232 030
H04N5/222 100
H04N5/232 960
H04N5/232 480
G03B15/00 P
G03B17/56 B
【審査請求】未請求
【請求項の数】14
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2020209328
(22)【出願日】2020-12-17
(71)【出願人】
【識別番号】000209751
【氏名又は名称】池上通信機株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】110001243
【氏名又は名称】特許業務法人 谷・阿部特許事務所
(72)【発明者】
【氏名】田原 知明
(72)【発明者】
【氏名】渡辺 康文
(72)【発明者】
【氏名】稲越 隆久
【テーマコード（参考）】
2H105
5C122
【Ｆターム（参考）】
2H105AA06
2H105AA12
2H105AA51
5C122DA02
5C122EA41
5C122EA42
5C122EA63
5C122EA66
5C122FE05
5C122FH12
5C122GD01
5C122GD04
5C122GD06
5C122HA88
5C122HB01
5C122HB06
5C122HB10
(57)【要約】
【課題】限界曲面の付近において、オペレータの意図に近い軌道で、より長くカメラを移動し続けること。
【解決手段】カメラが接続されたロボットアームを有するロボットカメラの動作を制御するためのコンピュータが、ロボットアームによってカメラを移動させることが可能な空間領域に関する情報を取得し、空間領域の外郭である限界曲面を越えてカメラを移動させる操作を受け付けた場合に、限界曲面の付近でカメラを限界曲面に沿わせるように移動させる処理を実行する、制御方法が提供される。
【選択図】図４Ａ
【解決手段】カメラが接続されたロボットアームを有するロボットカメラの動作を制御するためのコンピュータが、ロボットアームによってカメラを移動させることが可能な空間領域に関する情報を取得し、空間領域の外郭である限界曲面を越えてカメラを移動させる操作を受け付けた場合に、限界曲面の付近でカメラを限界曲面に沿わせるように移動させる処理を実行する、制御方法が提供される。
【選択図】図４Ａ
【特許請求の範囲】
【請求項1】
カメラが接続されたロボットアームを有するロボットカメラと、
前記カメラ及び前記ロボットアームの動作を制御するための制御部と、
前記ロボットアームによって前記カメラを移動させることが可能な空間領域に関する情報を保持する記憶部と、を備え、
前記制御部は、前記空間領域の外郭である限界曲面を越えて前記カメラを移動させる操作を受け付けた場合、前記限界曲面の付近で前記カメラを前記限界曲面に沿わせるように移動させる
ロボティックスカメラワークシステム。
前記カメラ及び前記ロボットアームの動作を制御するための制御部と、
前記ロボットアームによって前記カメラを移動させることが可能な空間領域に関する情報を保持する記憶部と、を備え、
前記制御部は、前記空間領域の外郭である限界曲面を越えて前記カメラを移動させる操作を受け付けた場合、前記限界曲面の付近で前記カメラを前記限界曲面に沿わせるように移動させる
ロボティックスカメラワークシステム。
【請求項2】
前記制御部は、前記カメラが前記限界曲面に近づくにつれて、前記カメラの移動速度のうち前記限界曲面に垂直な成分を徐々に低減させる
請求項１に記載のロボティックスカメラワークシステム。
請求項１に記載のロボティックスカメラワークシステム。
【請求項3】
前記制御部は、前記限界曲面の内側に設定された第１の制限領域に前記カメラが侵入しないように制御し、前記第１の制限領域の内側に設定された第１の緩衝領域において、前記カメラの移動速度のうち前記限界曲面に垂直な成分を徐々に低減させる
請求項２に記載のロボティックスカメラワークシステム。
請求項２に記載のロボティックスカメラワークシステム。
【請求項4】
前記制御部は、前記カメラを前記限界曲面に沿わせるように移動させているとき、前記カメラの移動速度のうち前記限界曲面に垂直な成分が０になった場合に前記カメラの移動を停止させる
請求項２又は３に記載のロボティックスカメラワークシステム。
請求項２又は３に記載のロボティックスカメラワークシステム。
【請求項5】
前記制御部は、前記操作に従って前記限界曲面を越えて前記カメラを移動させたと仮定した場合の前記カメラの位置で捉えられる被写体を、前記限界曲面に沿わせるように移動させた前記カメラで捉えるように前記カメラの向きを制御する
請求項１～４のいずれか１項に記載のロボティックスカメラワークシステム。
請求項１～４のいずれか１項に記載のロボティックスカメラワークシステム。
【請求項6】
前記制御部は、前記操作に従って前記限界曲面を越えて前記カメラを移動させたと仮定した場合の前記カメラの位置で捉えられる被写体の大きさと、前記限界曲面に沿わせるように移動させた前記カメラで捉えられる前記被写体の大きさとの差が小さくなるように前記カメラのズーム量を制御する
請求項１～５のいずれか１項に記載のロボティックスカメラワークシステム。
請求項１～５のいずれか１項に記載のロボティックスカメラワークシステム。
【請求項7】
前記ロボットカメラは、前記ロボットアームを支持するベースをさらに有し、
前記制御部は、前記ベースの中心付近にある前記カメラが到達できない第２の制限領域の境界に前記カメラが近づくにつれて、前記カメラの移動速度のうち前記第２の制限領域の境界に垂直な成分を徐々に低減させる
請求項１～６のいずれか１項に記載のロボティックスカメラワークシステム。
前記制御部は、前記ベースの中心付近にある前記カメラが到達できない第２の制限領域の境界に前記カメラが近づくにつれて、前記カメラの移動速度のうち前記第２の制限領域の境界に垂直な成分を徐々に低減させる
請求項１～６のいずれか１項に記載のロボティックスカメラワークシステム。
【請求項8】
前記制御部は、前記第２の制限領域に前記カメラが侵入しないように制御し、前記第２の制限領域の外側に設定された第２の緩衝領域において、前記カメラの移動速度のうち前記第２の制限領域の境界に垂直な成分を徐々に低減させる
請求項７に記載のロボティックスカメラワークシステム。
請求項７に記載のロボティックスカメラワークシステム。
【請求項9】
前記制御部は、前記カメラのズーム量を制御してレンズの焦点距離を長くした場合、前記レンズの焦点距離に応じて、前記カメラの向きを変える速さを低減させる
請求項６に記載のロボティックスカメラワークシステム。
請求項６に記載のロボティックスカメラワークシステム。
【請求項10】
前記カメラは、揺れ補正の機能を有し、
前記制御部は、前記カメラの移動が止まる直前に前記揺れ補正をオフにする
請求項１～９のいずれか１項に記載のロボティックスカメラワークシステム。
前記制御部は、前記カメラの移動が止まる直前に前記揺れ補正をオフにする
請求項１～９のいずれか１項に記載のロボティックスカメラワークシステム。
【請求項11】
前記カメラは、揺れ補正の機能を有し、
前記制御部は、前記カメラの移動が止まったときに前記揺れ補正によって生じる揺れ戻しの大きさを推定し、前記カメラの移動が止まる直前に、前記揺れ補正の強さを制御するための補正係数を前記揺れ戻しの大きさに基づいて調整する
請求項１～９のいずれか１項に記載のロボティックスカメラワークシステム。
前記制御部は、前記カメラの移動が止まったときに前記揺れ補正によって生じる揺れ戻しの大きさを推定し、前記カメラの移動が止まる直前に、前記揺れ補正の強さを制御するための補正係数を前記揺れ戻しの大きさに基づいて調整する
請求項１～９のいずれか１項に記載のロボティックスカメラワークシステム。
【請求項12】
カメラが接続されたロボットアームを有するロボットカメラの動作を制御するための制御装置であって、
前記ロボットアームによって前記カメラを移動させることが可能な空間領域に関する情報を保持する記憶部と、
前記空間領域の外郭である限界曲面を越えて前記カメラを移動させる操作を受け付けた場合、前記限界曲面の付近で前記カメラを前記限界曲面に沿わせるように移動させる制御部と
を備える、制御装置。
前記ロボットアームによって前記カメラを移動させることが可能な空間領域に関する情報を保持する記憶部と、
前記空間領域の外郭である限界曲面を越えて前記カメラを移動させる操作を受け付けた場合、前記限界曲面の付近で前記カメラを前記限界曲面に沿わせるように移動させる制御部と
を備える、制御装置。
【請求項13】
カメラが接続されたロボットアームを有するロボットカメラの動作を制御するためのコンピュータが、
前記ロボットアームによって前記カメラを移動させることが可能な空間領域に関する情報を取得し、
前記空間領域の外郭である限界曲面を越えて前記カメラを移動させる操作を受け付けた場合に、前記限界曲面の付近で前記カメラを前記限界曲面に沿わせるように移動させる
処理を実行する、制御方法。
前記ロボットアームによって前記カメラを移動させることが可能な空間領域に関する情報を取得し、
前記空間領域の外郭である限界曲面を越えて前記カメラを移動させる操作を受け付けた場合に、前記限界曲面の付近で前記カメラを前記限界曲面に沿わせるように移動させる
処理を実行する、制御方法。
【請求項14】
カメラが接続されたロボットアームを有するロボットカメラの動作を制御するためのコンピュータに、
前記ロボットアームによって前記カメラを移動させることが可能な空間領域に関する情報を取得し、
前記空間領域の外郭である限界曲面を越えて前記カメラを移動させる操作を受け付けた場合に、前記限界曲面の付近で前記カメラを前記限界曲面に沿わせるように移動させる
処理を実行させる、プログラム。
前記ロボットアームによって前記カメラを移動させることが可能な空間領域に関する情報を取得し、
前記空間領域の外郭である限界曲面を越えて前記カメラを移動させる操作を受け付けた場合に、前記限界曲面の付近で前記カメラを前記限界曲面に沿わせるように移動させる
処理を実行させる、プログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本開示は、ロボティックスカメラワークシステム、制御装置、制御方法、及びプログラムに関する。
【背景技術】
【0002】
放送分野では、近年、ロボットカメラの技術に注目が集まっている。ロボットカメラは、撮影用のカメラと、カメラを移動させるためのロボットアームとで構成される。オペレータは、コントローラを操作してロボットアームの動きを遠隔制御し、カメラを移動させたり、カメラの向きを変えたりする。また、オペレータは、コントローラを操作してズームやフォーカスなどのカメラ設定を調整することができる。コントローラによる遠隔操作のため、高度な操作スキルを要するペデスタルやクレーンなどの機材を用いた従来の撮影スタイルに比べると操作が容易である。
【0003】
ロボットカメラに関し、下記の特許文献１では、カメラのパン、チルト、ロール、ズーム、及びカメラの３次元位置を同時に遠隔操作することが可能なモーションコントロールカメラが提案されている。このモーションコントロールカメラは、物理的にカメラを移動することが可能な限界位置に近づくにつれてカメラの移動速度を徐々に減少させ、その限界位置で静止するようにカメラの移動速度を制御する。この提案技術を適用することで限界位置でのカメラの急停止が回避されうる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【特許文献1】特開平７－１６２７３７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
ロボットカメラはロボットアームを介してカメラを移動させるため、ロボットアームが届かない位置にカメラを移動させることはできない。カメラの移動限界は、最大に伸ばしたロボットアームの長さを半径とし、且つロボットアームの付け根部分（以下、基点）を中心とした球面（以下、限界曲面）になる。上記の提案技術を適用した場合、オペレータが限界曲面を越えてカメラを移動させようとしても、カメラの移動は、限界曲面に達した時点で完全に停止する。
【0006】
ロボットカメラでは、物理的に限界曲面の先へカメラを移動することはできないが、オペレータとしては、何とかして、もう少し先までカメラを移動したいと思うことがある。例えば、より上方から被写体を捉えたい場合、オペレータは、被写体を捉える向きが多少変わってもいいから、より高い位置にカメラを移動させたいと思うことがある。上記の提案技術を適用した場合、カメラが限界曲面の最高点になくても、限界曲面に達するとカメラの移動が止まってしまう。そのため、上記の提案技術では、上記のようなオペレータの要望に応えることができない。
【0007】
そこで、上記のような事情に鑑み、本開示の１つの観点によれば、本開示の目的は、限界曲面近傍において、もう少し先までカメラを移動し続けることが可能なロボティックスカメラワークシステム、制御装置、制御方法、及びプログラムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【0008】
本開示の第１の態様によれば、カメラが接続されたロボットアームを有するロボットカメラと、カメラ及びロボットアームの動作を制御するための制御部と、ロボットアームによってカメラを移動させることが可能な空間領域に関する情報を保持する記憶部と、を備え、制御部は、空間領域の外郭である限界曲面を越えてカメラを移動させる操作を受け付けた場合、限界曲面の付近でカメラを限界曲面に沿わせるように移動させるロボティックスカメラワークシステムが提供される。
【0009】
本開示の第２の態様によれば、カメラが接続されたロボットアームを有するロボットカメラの動作を制御するための制御装置であって、ロボットアームによってカメラを移動させることが可能な空間領域に関する情報を保持する記憶部と、空間領域の外郭である限界曲面を越えてカメラを移動させる操作を受け付けた場合、限界曲面の付近でカメラを限界曲面に沿わせるように移動させる制御部とを備える、制御装置が提供される。
【0010】
本開示の第３の態様によれば、カメラが接続されたロボットアームを有するロボットカメラの動作を制御するためのコンピュータが、ロボットアームによってカメラを移動させることが可能な空間領域に関する情報を取得し、空間領域の外郭である限界曲面を越えてカメラを移動させる操作を受け付けた場合に、限界曲面の付近でカメラを限界曲面に沿わせるように移動させる処理を実行する、制御方法が提供される。また、本開示の他の態様によれば、当該制御方法をコンピュータに実行させるプログラム及び当該プログラムが格納された非一時的なコンピュータ可読記録媒体（Non-transitory computer-readable storage medium）が提供されうる。
【発明の効果】
【0011】
本開示によれば、限界曲面近傍において、もう少し先までカメラを移動し続けることができるようになる。
【図面の簡単な説明】
【0012】
【図1】本開示の第１実施形態に係るロボティックスカメラワークシステムについて説明するための模式図である。
【図2】ロボットカメラの構造について説明するための模式図である。
【図3A】ロボットカメラによるカメラの移動限界について説明するための第１の模式図である。
【図3B】ロボットカメラによるカメラの移動限界について説明するための第２の模式図である。
【図4A】限界曲面付近におけるカメラの移動制御について説明するための第１の模式図である。
【図4B】限界曲面付近におけるカメラの移動制御について説明するための第２の模式図である。
【図5A】限界曲面付近におけるカメラの移動制御について説明するための第３の模式図である。
【図5B】限界曲面付近におけるカメラの向き制御について説明するための模式図である。
【図5C】限界曲面付近におけるカメラのズーム制御について説明するための第１の模式図である。
【図5D】限界曲面付近におけるカメラのズーム制御について説明するための第２の模式図である。
【図6A】基点付近におけるカメラの移動制御について説明するための第１の模式図である。
【図6B】基点付近におけるカメラの移動制御について説明するための第２の模式図である。
【図7A】ズーム量に応じた角速度の制御について説明するための第１の模式図である。
【図7B】ズーム量に応じた角速度の制御について説明するための第２の模式図である。
【図8】本開示の第１実施形態に係るロボットカメラの制御方法について説明するためのフロー図である。
【図9A】パン軸の変換について説明するための第１の模式図である。
【図9B】パン軸の変換について説明するための第２の模式図である。
【図10】揺れ戻しの回避方法について説明するためのフロー図である。
【図11A】本開示の一実施形態に係る制御部の機能及び記憶装置に格納される情報について説明するためのブロック図である。
【図11B】補助機能設定テーブルについて説明するための図表である。
【図12A】本開示の第２実施形態に係るロボットカメラの移動制御（境界近傍制御＃１）について説明するための第１の図である。
【図12B】本開示の第２実施形態に係るロボットカメラの移動制御（境界近傍制御＃１）について説明するための第２の図である。
【図12C】本開示の第２実施形態に係るロボットカメラの移動制御（境界近傍制御＃１）について説明するための第３の図である。
【図13A】本開示の第２実施形態に係るロボットカメラの移動制御（境界近傍制御＃２）について説明するための第１の図である。
【図13B】本開示の第２実施形態に係るロボットカメラの移動制御（境界近傍制御＃２）について説明するための第２の図である。
【図13C】本開示の第２実施形態に係るロボットカメラの移動制御（境界近傍制御＃２）について説明するための第３の図である。
【図14A】本開示の第２実施形態に係るロボットカメラの移動制御（境界近傍制御＃３）について説明するための第１の図である。
【図14B】本開示の第２実施形態に係るロボットカメラの移動制御（境界近傍制御＃３）について説明するための第２の図である。
【発明を実施するための形態】
【0013】
＜１．第１実施形態＞
以下、添付図面を参照しながら、本開示の一実施形態（以下、第１実施形態）について説明する。なお、本明細書及び図面において実質的に同一の機能を有する要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略する場合がある。
以下、添付図面を参照しながら、本開示の一実施形態（以下、第１実施形態）について説明する。なお、本明細書及び図面において実質的に同一の機能を有する要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略する場合がある。
【0014】
［１－１．ロボティックスカメラワークシステム］
図１を参照しながら、第１実施形態に係るロボティックスカメラワークシステム（以下、ＲＣＷＳ）について説明する。図１は、第１実施形態に係るロボティックスカメラワークシステムについて説明するための模式図である。
図１を参照しながら、第１実施形態に係るロボティックスカメラワークシステム（以下、ＲＣＷＳ）について説明する。図１は、第１実施形態に係るロボティックスカメラワークシステムについて説明するための模式図である。
【0015】
図１に示すように、ＲＣＷＳは、制御装置１０、ロボットカメラ２０、及びコントロールシステム３０を含む。なお、図１に示したＲＣＷＳの構成は一例であり、例えば、制御装置１０の一部又は全部の機能がロボットカメラ２０又はコントロールシステム３０に組み込まれてもよいし、制御装置１０の一部又は全部の機能がロボットカメラ２０及びコントロールシステム３０に搭載されている制御ユニットに実装されてもよい。こうした変形例も第１実施形態の技術的範囲に属する。
【0016】
（制御装置）
制御装置１０は、コントロールシステム３０を介して行われたオペレータの操作に応じてロボットカメラ２０の動作を制御するコンピュータである。制御装置１０は、制御部１１と、記憶装置１２と、及び通信インターフェース１３とを有する。
制御装置１０は、コントロールシステム３０を介して行われたオペレータの操作に応じてロボットカメラ２０の動作を制御するコンピュータである。制御装置１０は、制御部１１と、記憶装置１２と、及び通信インターフェース１３とを有する。
【0017】
制御部１１は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＤＳＰ（Digital Signal Processor）、ＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）、ＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）、ＧＰＵ（Graphic Processing Unit）などのプロセッサである。記憶装置１２は、ＲＯＭ（Read Only Memory）、ＲＡＭ（Random Access Memory）、ＨＤＤ（Hard Disk Drive）、ＳＳＤ（Solid State Drive）、フラッシュメモリなどのストレージデバイスである。通信インターフェース（ＩＦ）１３は、有線又は無線の通信回線に接続するためのインターフェースである。
【0018】
記憶装置１２には、プログラム１２ａが格納される。プログラム１２ａは、制御装置１０に接続された可搬性の記録媒体１４から取得されて記憶装置１２に格納されてもよいし、通信インターフェース１３を介して外部のサーバ又はストレージデバイスから取得されて記憶装置１２に格納されてもよい。記録媒体１４は、磁気記録媒体、光ディスク、半導体メモリなどである。制御部１１は、記憶装置１２から読み出されたプログラム１２ａに従って制御装置１０の動作を制御する。
【0019】
（ロボットカメラ）
ロボットカメラ２０は、カメラ２１と、ロボットアーム２２と、ベース２３とを有する。カメラ２１は、有線及び／又は無線の通信回線を通じて制御装置１０と通信可能である。ロボットアーム２２は、一端がベース２３の基点（ＢＰ）に固定され、他端がカメラ２１に接続される。ロボットアーム２２の軸数は５以上が好ましい。図１に例示したロボットアーム２２は、６軸のロボットアームであり、主に、アーム部Ａ１、Ａ２と、関節部Ｊ１～Ｊ６とで構成される。なお、ロボットアーム２２の構造については後でさらに説明する。
ロボットカメラ２０は、カメラ２１と、ロボットアーム２２と、ベース２３とを有する。カメラ２１は、有線及び／又は無線の通信回線を通じて制御装置１０と通信可能である。ロボットアーム２２は、一端がベース２３の基点（ＢＰ）に固定され、他端がカメラ２１に接続される。ロボットアーム２２の軸数は５以上が好ましい。図１に例示したロボットアーム２２は、６軸のロボットアームであり、主に、アーム部Ａ１、Ａ２と、関節部Ｊ１～Ｊ６とで構成される。なお、ロボットアーム２２の構造については後でさらに説明する。
【0020】
（コントロールシステム）
コントロールシステム３０は、コントローラ３１と、ディスプレイ３２ａ、３２ｂ、３２ｃとを含む。コントローラ３１は、ロボットカメラ２０を操作するための操作インターフェースである。ディスプレイ３２ａ、３２ｂ、３２ｃは、ＬＣＤ（Liquid Crystal Display）、ＥＬＤ（Electro-Luminescence Display）などである。図１には３台のディスプレイ３２ａ、３２ｂ、３２ｃが示されているが、コントロールシステム３０に含まれるディスプレイの台数は３以外であってもよい。
コントロールシステム３０は、コントローラ３１と、ディスプレイ３２ａ、３２ｂ、３２ｃとを含む。コントローラ３１は、ロボットカメラ２０を操作するための操作インターフェースである。ディスプレイ３２ａ、３２ｂ、３２ｃは、ＬＣＤ（Liquid Crystal Display）、ＥＬＤ（Electro-Luminescence Display）などである。図１には３台のディスプレイ３２ａ、３２ｂ、３２ｃが示されているが、コントロールシステム３０に含まれるディスプレイの台数は３以外であってもよい。
【0021】
ディスプレイ３２ａ、３２ｂ、３２ｃには、カメラ２１で撮影されている映像、カメラ２１の設定情報（ズーム、フォーカス、露出についてのパラメータなど）、カメラ２１の位置及び向きに関する情報などが表示されうる。例えば、被写体Ｍ１、Ｍ２を含む撮影対象４０の映像がディスプレイ３２ｂに表示されうる。また、他のロボットカメラがある場合、他のロボットカメラで撮影している映像がディスプレイ３２ａ、３２ｂ、３２ｃのいずれかに表示されてもよい。オペレータは、ディスプレイ３２ａ、３２ｂ、３２ｃの表示内容を参照しながらコントローラ３１を操作してロボットカメラ２０の動作を制御する。
【0022】
（ロボットカメラの構造及び動き）
ここで、図２を参照しながら、ロボットカメラの構造について説明する。図２は、ロボットカメラの構造について説明するための模式図である。なお、図２に示したロボットカメラ２０の構造は一例であり、第１実施形態に係る技術の適用範囲はこれに限定されず、５以上の軸を有する任意のロボットアームを備えたロボットカメラに対して第１実施形態に係る技術を適用可能である。
ここで、図２を参照しながら、ロボットカメラの構造について説明する。図２は、ロボットカメラの構造について説明するための模式図である。なお、図２に示したロボットカメラ２０の構造は一例であり、第１実施形態に係る技術の適用範囲はこれに限定されず、５以上の軸を有する任意のロボットアームを備えたロボットカメラに対して第１実施形態に係る技術を適用可能である。
【0023】
図２に示すように、ロボットアーム２２は、関節部Ｊ１の動きにより、ベース２３の基点ＢＰから鉛直上方に伸びた軸Ｚ１を回転軸として、矢印ｍ１の向きにロボットアーム２２を動かす。また、ロボットアーム２２は、関節部Ｊ２の動きにより、関節部Ｊ２の中心を通る軸Ｘ１を回転軸とした回転動作によって、矢印ｍ２の向きにアーム部Ａ１を動かす（軸Ｚ１とＸ１は直交）。また、ロボットアーム２２は、関節部Ｊ３の動きにより、関節部Ｊ３の中心を通る軸Ｘ２を回転軸とした回転動作によって、矢印ｍ３の向きにアーム部Ａ２を動かす（軸Ｘ１とＸ２は平行）。
【0024】
また、ロボットアーム２２は、関節部Ｊ４の動きにより、関節部Ｊ４の中心を通る軸Ｘ３を回転軸とした回転動作によって、関節部Ｊ５の中心を通る軸Ｙ１を矢印ｍ４の向きに動かす（軸Ｘ３とＺ１は直交、軸Ｘ３とＹ１は直交）。また、ロボットアーム２２は、関節部Ｊ５の動きにより、関節部Ｊ５の中心を通る軸Ｙ１を回転軸とした回転動作によって、（Ａ）に示すように、関節部Ｊ６の中心を通る軸Ｚ２を矢印ｍ５の向きに動かす（軸Ｙ１とＺ２は直交）。また、ロボットアーム２２は、関節部Ｊ６の動きにより、軸Ｚ２を回転軸とした回転動作によって、カメラ２１の光軸（軸Ｙ２）を矢印ｍ６の向きに動かす（軸Ｚ２とＹ２は直交）。
【0025】
また、ロボットカメラ２０は、矢印ｍ１、ｍ２、ｍ３に対応するロボットアーム２２の動きによってカメラ２１の３次元位置を移動させる。また、ロボットカメラ２０は、矢印ｍ４、ｍ５、ｍ６に対応するロボットアーム２２の動きによってカメラ２１の向きを変える。カメラ２１を水平に制御する場合、ロボットカメラ２０は、軸Ｘ３とＺ２が直交するように関節部Ｊ５の動きを制御する。カメラ２１を水平に固定する場合、ロボットカメラ２０は、その状態で矢印ｍ５に対応する関節部Ｊ５の動きを固定する。
【0026】
なお、矢印ｍ６の回転動作に対応する回転軸Ｚ２は、従来の撮影機材（ペデスタル、クレーン、三脚など）におけるパン軸とは異なる点に注意が必要である。このパン軸の違いについては後でさらに説明する。
【0027】
（カメラの移動限界）
次に、図３Ａ及び図３Ｂを参照しながら、ロボットカメラによるカメラの移動限界について説明する。図３Ａは、ロボットカメラによるカメラの移動限界について説明するための第１の模式図である。図３Ｂは、ロボットカメラによるカメラの移動限界について説明するための第２の模式図である。
次に、図３Ａ及び図３Ｂを参照しながら、ロボットカメラによるカメラの移動限界について説明する。図３Ａは、ロボットカメラによるカメラの移動限界について説明するための第１の模式図である。図３Ｂは、ロボットカメラによるカメラの移動限界について説明するための第２の模式図である。
【0028】
上記のように、ロボットカメラ２０は、ロボットアーム２２の動きによってカメラ２１を自在に移動させることができる。しかし、ロボットアーム２２の先端が届く範囲は限られており、カメラ２１を移動可能な領域は、基点ＢＰを中心とし、且つ最大に伸ばした状態でのロボットアーム２２の長さを半径とする球面（限界曲面ＬＳ）で囲まれた空間の内部である。限界曲面ＬＳは、ロボットアーム２２の構造によって決まる。図３Ａには、説明を簡単にするために、限界曲面ＬＳを形成する球面のうち、基点ＢＰを通る水平面上の半球面が示されている。水平面下の半球面内における制御は、水平面上の半球面内における制御と実質的に同じであり、水平面を基準に上下を逆さにしたものとなる。そのため、以下では、水平面上の半球面内における制御について詳細に説明し、水平面下の半球面内における制御については説明を省略する。
【0029】
図３Ａには、被写体ＯＢＪをほぼ正面に捉える位置（点ａ）から、被写体ＯＢＪを見下ろす位置にカメラ２１を移動させる操作が示されている。この操作例の場合、カメラ２１は、限界曲面ＬＳの内部ではオペレータの操作に従って真上に移動するが、限界曲面ＬＳ上の点ｂに到達すると、限界曲面ＬＳを越えて真上に移動することはできない。
【0030】
図３Ａには、また、被写体ＯＢＪを正面に捉える位置（点ｃ）から、被写体ＯＢＪに寄って行くようにカメラ２１を水平移動させる操作（例えば、ドリー撮影時の操作に相当）が示されている。この操作例の場合も、カメラ２１は、限界曲面ＬＳの内部ではオペレータの操作に従って水平に移動するが、限界曲面ＬＳ上の点ｄに到達すると、限界曲面ＬＳを越えて被写体ＯＢＪに近づくことはできない。
【0031】
ロボットアーム２２の構造上、基点ＢＰの近傍には、ロボットアーム２２の先端が侵入できない領域（制限領域ＡＬｃ）がある。例えば、図３Ｂに示すように、カメラ２１は、点ｅから基点ＢＰの背後に移動しようとしても制限領域ＡＬｃに侵入できない。水平面で切断した制限領域ＡＬｃの断面形状は円となる。但し、制限領域ＡＬｃの形状は、この例に限定されず、ロボットアーム２２の構造によって決まりうる。
【0032】
上記のように、ロボットカメラ２０には、限界曲面ＬＳを越えてカメラ２１を移動できないという第１の制限がある。また、ロボットカメラ２０には、基点ＢＰ付近の制限領域ＡＬｃに侵入できないという第２の制限がある。これらの制限はロボットアーム２２の構造に起因するため完全に取り去ることはできないが、第１実施形態では、カメラ２１及びロボットアーム２２の制御を工夫して、オペレータの意図に沿った、よりクオリティの高い映像が撮れるようにする仕組みを提案する。
【0033】
（限界曲面付近におけるロボットカメラの制御）
図４Ａ及び図４Ｂを参照しながら、限界曲面付近におけるカメラの移動制御について説明する。図４Ａは、限界曲面付近におけるカメラの移動制御について説明するための第１の模式図である。図４Ｂは、限界曲面付近におけるカメラの移動制御について説明するための第２の模式図である。
図４Ａ及び図４Ｂを参照しながら、限界曲面付近におけるカメラの移動制御について説明する。図４Ａは、限界曲面付近におけるカメラの移動制御について説明するための第１の模式図である。図４Ｂは、限界曲面付近におけるカメラの移動制御について説明するための第２の模式図である。
【0034】
図４Ａには、限界曲面ＬＳの内部にある点ａから、カメラ２１を真上に移動させる操作例が示されている。オペレータの操作は、カメラ２１の移動速度を示す移動ベクトルＶで表される。図４Ａに示すように、限界曲面ＬＳの内側（基点ＢＰに近い側）には、第１の厚みを有する制限領域ＡＬｏが設定され、制限領域ＡＬｏの内側には、第２の厚みを有する緩衝領域ＡＢｏが設定されている。第１の厚みは、第２の厚み以下であってよい。
【0035】
制限領域ＡＬｏは、カメラ２１の侵入が禁止される領域である。緩衝領域ＡＢｏでは、後述するように、制御部１１によって移動ベクトルの向きや大きさが調整される。境界Ｂｉの内側（但し、制限領域ＡＬｃの外側）では、オペレータの操作に対応する移動ベクトルＶに従ってカメラ２１の移動が制御される。制限領域ＡＬｏと緩衝領域ＡＢｏとの境界Ｂｏは、基点ＢＰを中心とし、且つ限界曲面ＬＳより半径が小さい球面である。緩衝領域ＡＢｏの内側にある境界Ｂｉは、基点ＢＰを中心とし、且つ境界Ｂｏよりも半径が小さい球面である。
【0036】
一般に、ロボットアームには保護停止機能が搭載されており、ロボットアームが伸びきった状態になると保護停止機能が働き、強制的にロボットアームの動きがロックされる。保護停止の際、ロボットアームの動きが急停止する。ロボットカメラ２０で保護停止機能が働くとカメラ２１の映像にショックが発生する。また、保護停止の状態から撮影を再開するためには、ロボットアーム２２のロックを解除する必要がある。
【0037】
緩衝領域ＡＢｏでは、制御部１１が移動ベクトルを調整してカメラ２１の移動制御に介入する。具体的には、制御部１１は、境界Ｂｏに徐々に近づくカメラ２１の軌道ＴＲを境界Ｂｏに沿うように変化させる。図４Ａの例では、オペレータの操作に対応する移動ベクトルＶに従ってカメラ２１を移動させた場合にはカメラ２１が点ｃの位置に移動するが、移動ベクトルＶの調整によってカメラ２１は、境界Ｂｏに沿うように点ｂの位置まで移動する。点ｂは、点ｃよりも高い位置にある。この制御により、カメラ２１が限界曲面ＬＳに達することはなく、保護停止による映像ショックは発生しない。さらに、移動ベクトルＶの調整によって、より高い位置までカメラ２１が移動できる。
【0038】
より詳細には、移動ベクトルＶの調整は図４Ｂに示すような方法で行われる。まず、制御部１１は、カメラ２１が境界Ｂｉに達したことを検知する。次いで、制御部１１は、オペレータの操作に対応する移動ベクトルＶを、限界曲面ＬＳの法線方向に対応する成分（以下、法線成分）と、限界曲面ＬＳの接線方向に対応する成分（以下、接線成分）とに分ける。そして、制御部１１は、移動ベクトルＶの接線成分はそのままに、移動ベクトルＶの法線成分を減少量ｇ０だけ減少させて移動ベクトルＶ０を生成する。
【0039】
移動ベクトルＶ０を生成した制御部１１は、移動ベクトルＶ０に従ってカメラ２１を移動させる。カメラ２１が限界曲面ＬＳに平行な曲面Ｓ１に達すると、制御部１１は、移動ベクトルＶ０を法線成分と接線成分とに分ける。そして、移動ベクトルＶ０の接線成分はそのままに、制御部１１は、移動ベクトルＶ０の法線成分を減少量ｇ１だけ減少させて移動ベクトルＶ１を生成する。
【0040】
移動ベクトルＶ１を生成した制御部１１は、移動ベクトルＶ１に従ってカメラ２１を移動させる。カメラ２１が限界曲面ＬＳに平行な曲面Ｓ２に達すると、制御部１１は、移動ベクトルＶ１を法線成分と接線成分とに分ける。そして、移動ベクトルＶ１の接線成分はそのままに、制御部１１は、移動ベクトルＶ１の法線成分を減少量ｇ２だけ減少させて移動ベクトルＶ２を生成する。
【0041】
移動ベクトルＶ２を生成した制御部１１は、移動ベクトルＶ２に従ってカメラ２１を移動させる。カメラ２１が限界曲面ＬＳに平行な曲面Ｓ３に達すると、制御部１１は、移動ベクトルＶ２を法線成分と接線成分とに分ける。そして、移動ベクトルＶ２の接線成分はそのままに、制御部１１は、移動ベクトルＶ２の法線成分を減少量ｇ３だけ減少させて移動ベクトルＶ３を生成する。移動ベクトルＶ３を生成した制御部１１は、移動ベクトルＶ３に従ってカメラ２１を移動させる。
【0042】
上記のように、制御部１１は、逐次、移動ベクトルの法線成分を調整して移動ベクトルを更新し、更新された移動ベクトルに従ってカメラ２１を移動させる。なお、制御部１１は、移動ベクトルの法線成分が０になったタイミングでカメラ２１の移動を停止する。
【0043】
上記の説明では、説明を容易にするために曲面Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３で移動ベクトルを更新する方法を示したが、移動ベクトルを更新するタイミングは、上記の例に限定されない。例えば、移動ベクトルの更新タイミングは、境界Ｂｉからの距離や、境界Ｂｉを通過してからの時間などに基づく適切なタイミングに設定されてよい。例えば、曲面Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３…が一定間隔で設定され、カメラ２１の軌道が各曲面と交わるタイミングで移動ベクトルが更新されてもよいし、カメラ２１が境界Ｂｉを通過してから一定時間毎に移動ベクトルが更新されてもよい。
【0044】
次に、法線成分の調整方法について説明する。上記のように、カメラ２１が限界曲面ＬＳに近づく方向に移動する場合、制御部１１は、移動ベクトルの各更新タイミングで、移動ベクトルの法線成分を減少させる。法線成分の減少量（ｇ０、ｇ１、ｇ２、ｇ３、…）は、例えば、図５Ａに例示したグラフＧ１、Ｇ２のように、限界曲面ＬＳとカメラ２１との間の距離に基づいて決定することができる。図５Ａは、限界曲面付近におけるカメラの移動制御について説明するための第３の模式図である。
【0045】
図５Ａを参照すると、緩衝領域ＡＢｏにおける法線成分の変化を表すグラフＧ１、Ｇ２が示されている。図５Ａに示したグラフの横軸は限界曲面ＬＳからの距離を示し、縦軸は移動ベクトルの法線成分を示す。制限領域ＡＬｏにはカメラ２１が侵入できないため、限界曲面ＬＳから境界Ｂｏの間については移動ベクトルの法線成分は０になる。境界Ｂｉの内側（基点ＢＰに近い側）ではオペレータの操作に対応する移動ベクトルＶに従ってカメラ２１が移動するため、移動ベクトルの法線成分は、境界Ｂｉで移動ベクトルＶの法線成分に一致する。また、移動ベクトルの法線成分は、境界Ｂｏに近づくにつれて減少し、境界Ｂｏで０になる。
【0046】
グラフＧ１では、境界Ｂｏからの距離と法線成分の減少量とが比例する。一方、グラフＧ２では、境界Ｂｏからの距離と法線成分の減少量との関係が非線形になる。グラフＧ２の場合、境界Ｂｉ、Ｂｏの中間地点に至るまでは、境界Ｂｉからの距離が大きくなるにつれて法線成分が緩やかに減少し、その中間地点を過ぎると法線成分が急速に減少する。制御部１１は、グラフＧ１、Ｇ２のような設定情報に基づいて移動ベクトルの法線成分を調整してもよい。なお、グラフＧ１、Ｇ２は単なる例示に過ぎず、上記の例とは異なる調整方法が適用されてもよい。
【0047】
ところで、緩衝領域ＡＢｏで移動ベクトルの法線成分を減少させると、移動ベクトルＶに従ってカメラ２１を限界曲面ＬＳまで移動させた場合とは異なる軌跡ＴＲでカメラ２１が移動する。そのため、意図せず被写体ＯＢＪがカメラ２１の撮影範囲から外れてしまうことがある。そこで、制御部１１は、図５Ｂに示すように、境界Ｂｉでカメラ２１が捉えていた被写体ＯＢＪを撮影範囲から外さないようにカメラ２１の向きを制御する。図５Ｂは、限界曲面付近におけるカメラの向き制御について説明するための模式図である。
【0048】
図５Ｂの例では、カメラ２１の軌跡ＴＲと境界Ｂｉとが交わる点ｂにおいて、カメラ２１の光軸ＡＸが被写体ＯＢＪを捉えている。この場合、制御部１１は、点ｂにおける光軸ＡＸの方向及び被写体ＯＢＪまでの距離を特定し、光軸ＡＸが被写体ＯＢＪを捉え続けるようにカメラ２１の向きを制御する。また、制御部１１は、被写体ＯＢＪに焦点が合うようにカメラ２１のフォーカスを制御する。変形例として、物体認識及びトラッキングなどの技術を利用してカメラ２１が被写体ＯＢＪを捉え続けるように制御してもよい。
【0049】
上記の制御により、カメラ２１は、オペレータが意図する撮影対象を捉え続けることができる。しかし、図４Ａに示した点ｂ、ｃの差から理解されるように、移動ベクトルの調整によって被写体ＯＢＪからカメラ２１までの距離が変化する。被写体ＯＢＪからカメラ２１までの距離がより大きくなれば、被写体ＯＢＪがより小さく映り、被写体ＯＢＪからの距離がより小さくなれば、被写体ＯＢＪがより大きく映る。そのため、移動ベクトルの調整によって、意図せず被写体ＯＢＪの大きさが変わってしまう。
【0050】
そこで、制御部１１は、図５Ｃ及び図５Ｄに示すように、カメラ２１のズームを制御して、移動ベクトルの調整に起因する被写体ＯＢＪのサイズ変化を抑制する。図５Ｃは、限界曲面付近におけるカメラのズーム制御について説明するための第１の模式図である。図５Ｄは、限界曲面付近におけるカメラのズーム制御について説明するための第２の模式図である。
【0051】
図５Ｃを参照すると、カメラ２１が点ｂから点ａへと遠ざかる様子が示されている。ここでは、カメラ２１のフォーカスが被写体ＯＢＪに合っている状況を想定する。つまり、被写体ＯＢＪは、カメラ２１の画角内で被写界深度に収まる空間領域（撮影範囲）内に位置するものとする。以下では説明を簡単にするため、被写体ＯＢＪが実線ＩＳで示した合焦面（像面）に位置するものとする。
【0052】
レンズの焦点距離を変えずに点ｂから点ａへと移動すると画角が変わらないため、点ａにおける撮影範囲は、点ｂにおける撮影範囲よりも大きくなる。そのため、被写体ＯＢＪが小さく映る。そこで、制御部１１は、図５Ｃに示すように、カメラ２１のズームを制御して撮影範囲のサイズが変化しないように画角を調整する。カメラ２１が被写体ＯＢＪに近づく場合も同様に、制御部１１は、カメラ２１のズームを制御して撮影範囲のサイズが変化しないように画角を調整する。上記の制御により、移動ベクトルを調整しても被写体ＯＢＪの大きさが維持される。
【0053】
ここで、どの位置にカメラ２１がある場合の撮影範囲に合わせるのが好ましいかについて検討したい。第１の方法は、オペレータの操作に対応する移動ベクトルＶに従ってカメラ２１を移動したと仮定した場合の同じ時点での撮影範囲を推定し、その撮影範囲のサイズと同じになるようにカメラ２１のズームを制御する方法である。第２の方法は、カメラ２１が境界Ｂｉを通過した時点での撮影範囲を特定し、その撮影範囲のサイズと同じになるようにカメラ２１のズームを制御する方法である。第１の方法によれば、よりオペレータの意図に沿うことができ、第２の方法によれば、ある程度オペレータの意図に沿いつつ制御装置１０の処理負荷を低減することができる。
【0054】
（応用例：ドリーからズームへのシームレスシフト）
ここで、上述したズーム制御の応用例について説明する。図５Ｄには、カメラ２１が点ａから点ｂへと近づく様子が示されている。但し、点ａは、緩衝領域ＡＢｏの境界Ｂｏ上にあり、カメラ２１は、限界曲面ＬＳに近い点ｂには移動できない。例えば、カメラドリーを利用して被写体ＯＢＪに寄る場合と同様に、カメラ２１を水平移動して被写体ＯＢＪに近づけようとする場合に、オペレータが意図するよりもカメラ２１が寄れないことがある。このような場合、制御部１１は、図５Ｄに示すように、カメラ２１のズームを制御して、点ｂにおける撮影範囲と同じサイズになるように画角を調整する。この制御により、点ｂまで寄った場合と同等の映像を撮影することができる。
ここで、上述したズーム制御の応用例について説明する。図５Ｄには、カメラ２１が点ａから点ｂへと近づく様子が示されている。但し、点ａは、緩衝領域ＡＢｏの境界Ｂｏ上にあり、カメラ２１は、限界曲面ＬＳに近い点ｂには移動できない。例えば、カメラドリーを利用して被写体ＯＢＪに寄る場合と同様に、カメラ２１を水平移動して被写体ＯＢＪに近づけようとする場合に、オペレータが意図するよりもカメラ２１が寄れないことがある。このような場合、制御部１１は、図５Ｄに示すように、カメラ２１のズームを制御して、点ｂにおける撮影範囲と同じサイズになるように画角を調整する。この制御により、点ｂまで寄った場合と同等の映像を撮影することができる。
【0055】
（変形例＃１：接線成分の制御）
さて、上記の説明の中で、境界Ｂｏに近づくにつれて移動ベクトルの法線成分を減少させる方法を提案した。この提案方法では、移動ベクトルの法線成分は減少する一方、移動ベクトルの接線成分は維持される。ここでは、変形例＃１として、移動ベクトルの法線成分だけでなく、接線成分も併せて減少させる方法を提案する。例えば、カメラ２１と境界Ｂｏとの間の距離が小さくなるにつれ、その距離に応じて接線成分を減少させ、カメラ２１が境界Ｂｏに達したタイミングで接線成分が０になるようにする。変形例＃１の方法によれば、境界Ｂｏでのカメラ２１の停止動作が滑らかになる。
さて、上記の説明の中で、境界Ｂｏに近づくにつれて移動ベクトルの法線成分を減少させる方法を提案した。この提案方法では、移動ベクトルの法線成分は減少する一方、移動ベクトルの接線成分は維持される。ここでは、変形例＃１として、移動ベクトルの法線成分だけでなく、接線成分も併せて減少させる方法を提案する。例えば、カメラ２１と境界Ｂｏとの間の距離が小さくなるにつれ、その距離に応じて接線成分を減少させ、カメラ２１が境界Ｂｏに達したタイミングで接線成分が０になるようにする。変形例＃１の方法によれば、境界Ｂｏでのカメラ２１の停止動作が滑らかになる。
【0056】
（変形例＃２：シンプルな移動制御）
次に、変形例＃２として、カメラ２１が境界Ｂｏに達するまで移動ベクトルを調整せず、境界Ｂｏに達した後、境界Ｂｏに沿ってカメラ２１を移動させる方法を提案する。この方法では、境界Ｂｏに沿ってカメラ２１を移動させる場合に、移動ベクトルＶの接線成分に従ってカメラ２１を移動させる。そして、移動ベクトルＶの法線成分が０になったタイミングでカメラ２１の移動を停止させる。変形例＃２の方法によれば、移動ベクトルの調整を行わない分だけ制御装置１０の処理負荷が低減される。なお、変形例＃２の方法を適用する場合も、制御部１１は、図５Ｂの方法でカメラ２１の向きを制御し、図５Ｃの方法でカメラ２１のズームを制御する。
次に、変形例＃２として、カメラ２１が境界Ｂｏに達するまで移動ベクトルを調整せず、境界Ｂｏに達した後、境界Ｂｏに沿ってカメラ２１を移動させる方法を提案する。この方法では、境界Ｂｏに沿ってカメラ２１を移動させる場合に、移動ベクトルＶの接線成分に従ってカメラ２１を移動させる。そして、移動ベクトルＶの法線成分が０になったタイミングでカメラ２１の移動を停止させる。変形例＃２の方法によれば、移動ベクトルの調整を行わない分だけ制御装置１０の処理負荷が低減される。なお、変形例＃２の方法を適用する場合も、制御部１１は、図５Ｂの方法でカメラ２１の向きを制御し、図５Ｃの方法でカメラ２１のズームを制御する。
【0057】
（基点付近におけるロボットカメラの制御）
次に、図６Ａ及び図６Ｂを参照しながら、基点付近におけるカメラの移動制御について説明する。図６Ａは、基点付近におけるカメラの移動制御について説明するための第１の模式図である。図６Ｂは、基点付近におけるカメラの移動制御について説明するための第２の模式図である。
次に、図６Ａ及び図６Ｂを参照しながら、基点付近におけるカメラの移動制御について説明する。図６Ａは、基点付近におけるカメラの移動制御について説明するための第１の模式図である。図６Ｂは、基点付近におけるカメラの移動制御について説明するための第２の模式図である。
【0058】
図３Ｂを参照しながら説明したように、ロボットアーム２２の構造上、基点ＢＰの近くにもカメラ２１が侵入できない制限領域ＡＬｃがある。第１実施形態では、図６Ａに示すように、制限領域ＡＬｃの外側に緩衝領域ＡＢｃを設ける。カメラ２１は、制限領域ＡＬｃと緩衝領域ＡＢｃとの境界ＢＣｉより内側には侵入できない。境界ＢＣｏを挟んで緩衝領域ＡＢｃの外側にある領域では、オペレータの操作に対応する移動ベクトルＶに従ってカメラ２１は移動する。緩衝領域ＡＢｃでは、境界ＢＣｉに近づくにつれてカメラ２１の移動速度が徐々に低減される。
【0059】
例えば、緩衝領域ＡＢｃにおけるカメラ２１の移動速度（絶対値）は、図６ＢのグラフＧＣ１、ＧＣ２のように、境界ＢＣｉからの距離に基づいて制御される。図６Ｂには、緩衝領域ＡＢｃにおける移動速度の変化を表すグラフＧＣ１、ＧＣ２が示されている。図６Ｂに示したグラフの横軸は境界ＢＣｉからの距離を示し、縦軸は移動速度の絶対値を示す。制限領域ＡＬｃにはカメラ２１が侵入できないため、境界ＢＣｉに達すると移動速度は０になる。境界ＢＣｏの外側（基点ＢＰから遠い側）では、オペレータの操作に対応する移動ベクトルＶに従ってカメラ２１が移動する。そのため、移動速度の絶対値は、境界ＢＣｏで移動ベクトルＶの大きさに一致し、境界ＢＣｉに近づくにつれて減少し、境界ＢＣｉで０になる。
【0060】
グラフＧＣ１は、境界ＢＣｏからの距離に比例して移動速度が減少することを示している。一方、グラフＧＣ２は、境界ＢＣｉ、ＢＣｏの中間地点に至るまでは、境界ＢＣｏからの距離が大きくなるにつれて移動速度が緩やかに減少し、その中間地点を過ぎると移動速度が急速に減少することを示している。制御部１１は、グラフＧＣ１、ＧＣ２のような設定情報に従ってカメラ２１の移動速度を減少させる。なお、図６Ｂに示したグラフＧＣ１、ＧＣ２は単なる例示に過ぎず、異なる法則に従ってカメラ２１の移動速度を制御してもよい。緩衝領域ＡＬｃでカメラ２１の移動速度を徐々に減少させることで、境界ＢＣｉでカメラ２１が滑らかに停止する。
【0061】
変形例として、移動速度の絶対値ではなく、境界ＢＣｉの法線方向に対応する移動速度の成分を制御してもよい。この場合、カメラ２１は、境界ＢＣｉに沿って制限領域ＡＬｃを避けるように移動する。そのため、境界ＢＣｉでのカメラ２１の急停止を避けることができる。
【0062】
（ズーム量に応じた角速度の制御）
次に、図７Ａ及び図７Ｂを参照しながら、ズーム量に応じて、カメラ２１の向きを変える速さ（以下、角速度）を調整する方法について説明する。図７Ａは、ズーム量に応じた角速度の制御について説明するための第１の模式図である。図７Ｂは、ズーム量に応じた角速度の制御について説明するための第２の模式図である。
次に、図７Ａ及び図７Ｂを参照しながら、ズーム量に応じて、カメラ２１の向きを変える速さ（以下、角速度）を調整する方法について説明する。図７Ａは、ズーム量に応じた角速度の制御について説明するための第１の模式図である。図７Ｂは、ズーム量に応じた角速度の制御について説明するための第２の模式図である。
【0063】
図５Ｃ及び図５Ｄを参照しながら説明したように、制御部１１は、カメラ２１のズームを活用する。ズームを活用することによって、意図せず被写体ＯＢＪの大きさが変わってしまうことを避けたり、境界Ｂｏを越えて被写体ＯＢＪに寄ったように見せることができる。一方、画角が狭くなれば、図７Ａに示すように、カメラ２１の向きを僅かに動かしただけでも撮影範囲が大きく移動する。そこで、上述したズーム制御によって画角を調整した場合、制御部１１は、図７Ｂに示すように角速度を小さくし、点ａでの撮影範囲と点ｂでの撮影範囲とが重なるように制御する。
【0064】
画角は、レンズの焦点距離及びイメージセンサのサイズに基づいて決まる。撮影範囲の大きさは、レンズ焦点距離に比例する。例えば、焦点距離が５０ｍｍのレンズで撮影した被写体の大きさを１とすると、焦点距離が１００ｍｍのレンズで撮影した被写体の大きさは２となる。レンズがワイド端にある場合の角速度（最大速度）をｕ０、ある時点でのワイド端に対するレンズの倍率をｑとすると、制御部１１は、その時点での角速度ｕを下記の式（１）に従って調整する。例えば、ワイド端での焦点距離が７．６ｍｍ、ある時点での焦点距離が３８ｍｍの場合、「５＝３８／７．６」であるため、その時点での角速度は最大速度ｕ０の１／５に調整される。
【0065】
ｕ＝ｕ０／ｑ …（１）
【0066】
上述した角速度の調整によって、ズーム制御によって画角を調整した場合でも、オペレータは、調整前に近い操作感で操作することができるようになる。
【0067】
［１－２．ロボットカメラの制御方法］
次に、図８を参照しながら、上述したロボットカメラの制御に係る処理の流れについて説明する。図８は、第１実施形態に係るロボットカメラの制御方法について説明するためのフロー図である。
次に、図８を参照しながら、上述したロボットカメラの制御に係る処理の流れについて説明する。図８は、第１実施形態に係るロボットカメラの制御方法について説明するためのフロー図である。
【0068】
なお、以下では、説明を簡単にするために、図４に示した例のようにオペレータによる移動操作が継続される状況を想定して説明を行う。但し、オペレータが移動操作を止めて移動ベクトルＶが０になった場合、カメラ２１の移動は止まる。
【0069】
（Ｓ１０１）制御部１１は、オペレータの操作に対応する移動ベクトルＶに従ってカメラ２１を移動させる。また、制御部１１は、カメラ２１の位置を監視し、基点ＢＰ付近に設定されている緩衝領域ＡＢｃにカメラ２１が入った場合には、例えば、図６Ｂに示した方法でカメラ２１の移動速度を制御する。なお、カメラ２１の位置は、ロボットアーム２２のＴＣＰ（Tool Center Point）に基づいて特定されうる。また、カメラ２１の位置として、近似的にＴＣＰを利用してもよい。
【0070】
（Ｓ１０２）制御部１１は、カメラ２１が緩衝領域ＡＢｏに入ったか否かを判定する。カメラ２１が緩衝領域ＡＢｏに入った場合、処理はＳ１０３へと進む。一方、カメラ２１が緩衝領域ＡＢｏに入っていない場合、処理はＳ１０１へと進む。
【0071】
（Ｓ１０３）制御部１１は、例えば、図４Ｂ及び図５Ａに示した方法で、緩衝領域ＡＢｏと制限領域ＡＬｏとの境界Ｂｏからの距離に基づいて、移動ベクトルの法線成分を調整する。そして、制御部１１は、調整後の移動ベクトルに従ってカメラ２１を移動させる。
【0072】
（Ｓ１０４）制御部１１は、例えば、図５Ｂに示した方法で、被写体ＯＢＪが撮影範囲から外れないようにカメラ２１の向きを調整する。また、制御部１１は、例えば、図５Ｃに示した方法で、撮影範囲のサイズが維持されるようにズーム量（倍率）を調整する。ズーム量を調整した場合、制御部１１は、カメラ２１の向きを変えるとき、図７Ｂに示した方法で、カメラ２１の向きを変える速さ（角速度）を調整する。
【0073】
（Ｓ１０５）制御部１１は、移動ベクトルの法線成分が０になったか否かを判定する。移動ベクトルの法線成分が０になった場合、処理はＳ１０６へと進む。一方、移動ベクトルの法線成分が０になっていない場合、処理はＳ１０３へと進む。
【0074】
（Ｓ１０６）制御部１１は、カメラ２１の移動を停止する。
【0075】
（Ｓ１０７）制御部１１は、オペレータの操作を監視し、制限領域ＡＬｏから離れる向きにカメラ２１を移動させる操作があるか否かを判定する。制限領域ＡＬｏから離れる向きにカメラ２１を移動させる操作がある場合、処理はＳ１０８へと進む。一方、制限領域ＡＬｏに向かう方向に移動させる操作が継続している場合、処理はＳ１０６へと進み、カメラ２１の移動停止状態が継続する。
【0076】
（Ｓ１０８）制限領域ＡＬｏから離れる向きにカメラ２１を移動させる操作の場合、制御部１１は、カメラ２１が緩衝領域ＡＢｏ内にある場合でも、オペレータの操作に従ってカメラ２１を移動させる。また、制御部１１は、カメラ２１が緩衝領域ＡＢｏを出たか否かを判定する。カメラ２１が緩衝領域ＡＢｏを出た場合、処理はＳ１０１へと進む。緩衝領域ＡＢｏ内で、オペレータの操作が、カメラ２１を制限領域ＡＬｏに向かう方向に移動させる操作に変わった場合、処理はＳ１０３へと進む。
【0077】
［１－３．パン軸の変換］
次に、図９Ａ及び図９Ｂを参照しながら、ロボットカメラ２０におけるパン軸と、従来の撮影機材におけるパン軸との違いについて述べ、両者の違いを吸収するためにパン軸を変換する方法について説明する。図９Ａは、パン軸の変換について説明するための第１の模式図である。図９Ｂは、パン軸の変換について説明するための第２の模式図である。
次に、図９Ａ及び図９Ｂを参照しながら、ロボットカメラ２０におけるパン軸と、従来の撮影機材におけるパン軸との違いについて述べ、両者の違いを吸収するためにパン軸を変換する方法について説明する。図９Ａは、パン軸の変換について説明するための第１の模式図である。図９Ｂは、パン軸の変換について説明するための第２の模式図である。
【0078】
図９Ａに示すように、三脚を利用する場合、三脚の雲台にカメラが接続され、雲台を基点にカメラの向きを変えることができる。この場合、パン軸は、基点を通り水平面に垂直な軸となる。そのため、カメラがチルトしていても、パンによるカメラの回転は水平面内での回転になる。ここでは三脚を例に挙げたが、ペデスタルやクレーンなどの機材を利用する場合も同様である。一方、ロボットカメラ２０におけるＺ２軸での回転は、カメラ２１をチルトした場合に、チルト角だけ傾いた面内での回転になる。つまり、三脚などを利用した場合のパン軸と、ロボットカメラ２０におけるＺ２軸とは特性が異なる。
【0079】
従来の撮影機材を長年利用しているオペレータは、慣れるまで、上記のような軸の違いに戸惑うかもしれない。そこで、第１実施形態では、制御部１１が、上記のような軸の違いを吸収し、従来の撮影機材と同じように操作できるようにする。なお、この機能は、オペレータがオン／オフできるようにしてもよい。
【0080】
撮影時、オペレータは、画面の映像を見ながらコントローラ３１を操作してロボットカメラ２０を制御する。このとき、オペレータは、画面に表示されるカメラ映像を基準とした座標系（以下、カメラ座標系）でロボットカメラ２０の動作を指示する。一方、ロボットカメラ２０は、設置位置を基準とした座標系（以下、ベース座標系）で動作する。そのため、オペレータの動作指示は、制御部１１によるカメラ座標系からベース座標系への変換を経てロボットカメラ２０に伝達される。
【0081】
座標変換は、下記の式（２）で示される行列Ｒn（θ）（ロドリゲスの回転公式の表現行列）に基づいて実行される。行列Ｒn（θ）は、図９Ｂに示すように、３次元空間で原点Ｏを通る任意の回転軸の周りに、位置ベクトルｒを角度θだけ回転させる回転行列である。ｎは、ｎ＝（ｎ1，ｎ2，ｎ3）で定義され、回転軸方向の単位ベクトルを表す。位置ベクトルｒ’は、行列Ｒn（θ）を用いて、下記の式（３）のように表現される。
【0082】
【数1】
ｒ’＝Ｒn（θ）ｒ …（３）
【0083】
ベース座標系において、カメラ２１の位置は位置ベクトル（ｘ，ｙ，ｚ）で表現され、カメラ２１の向きは回転ベクトル（ｒｘ，ｒｙ，ｒｚ）で表現される。以下、（ｘ，ｙ，ｚ，ｒｘ，ｒｙ，ｒｚ）を座標パラメータと称する。なお、オペレータの操作に対応する操作ベクトルは、カメラ座標系における位置ベクトルと回転ベクトルとを組み合わせた座標パラメータで表現されうる。座標変換の際、カメラ座標系の操作ベクトルは、回転ベクトル（ｒｘ，ｒｙ，ｒｚ）でベース座標系から回転させたものとみなす。これにより、行列Ｒn（θ）を用いてカメラ座標系の操作ベクトルをベース座標系の操作ベクトルに変換することができる。
【0084】
まず、制御部１１は、現在の座標パラメータを取得し、その成分である回転ベクトル（ｒｘ，ｒｙ，ｒｚ）が上記の式（２）の回転行列ｎであるとみなす。また、制御部１１は、オペレータの操作に対応する座標パラメータを、位置ベクトルの成分と回転ベクトルの成分とに分ける。そして、制御部１１は、その回転ベクトルの成分からパン成分（ｒｚ）を除外してチルト・ロール成分を抽出する。ここで、オペレータの操作に対応する位置ベクトルの成分をベクトルｗ1＝（ｗ11，ｗ12，ｗ13）、回転ベクトルの成分から抽出されたチルト・ロール成分をベクトルｗ2＝（ｗ21，ｗ22，０）と表記する。
【0085】
制御部１１は、行列Ｒn（θ）を用いて、下記の式（４）に従ってベクトルｗ1をベクトルｗ3＝（ｗ31，ｗ32，ｗ33）に変換する。なお、θ＝（ｒｘ2＋ｒｙ2＋ｒｚ2）1/2である。同様に、制御部１１は、行列Ｒn（θ）を用いて、下記の式（５）に従ってベクトルｗ2をベクトルｗ4＝（ｗ41，ｗ42，ｗ43）に変換する。また、制御部１１は、ベクトルｗ2を抽出する際に除外したパン成分（ｒｚ）をベクトルｗ4の第３成分（ｗ43）に加算してベクトルｗ4’を生成する。そして、制御部１１は、ベクトルｗ3を位置ベクトルの成分とし、ベクトルｗ4’を回転ベクトルの成分とする座標パラメータを用いてロボットカメラ２０を制御する。
【0086】
ｗ3＝Ｒn（θ）ｗ1 …（４）
ｗ4＝Ｒn（θ）ｗ2 …（５）
ｗ4＝Ｒn（θ）ｗ2 …（５）
【0087】
上記の制御によって、従来の機材でパン操作を行った場合と同じ動きを実現することができ、オペレータは、従来の機材を利用した場合と同じ撮影スタイルでロボットカメラ２０による撮影を行うことが可能になる。これにより、従来の撮影スタイルに慣れているオペレータでも直感的に操作を行うことができるようになる。
【0088】
［１－４．揺れ戻し回避］
次に、図１０を参照しながら、揺れ補正をオンにした状態でカメラ２１の移動を停止させた場合に生じる揺れ戻しの回避方法について説明する。図１０は、揺れ戻しの回避方法について説明するためのフロー図である。
次に、図１０を参照しながら、揺れ補正をオンにした状態でカメラ２１の移動を停止させた場合に生じる揺れ戻しの回避方法について説明する。図１０は、揺れ戻しの回避方法について説明するためのフロー図である。
【0089】
ロボットカメラ２０のロボットアーム２２には、工業用ロボットアームを適用することができる。一般に、工業用ロボットアームは、移動元で対象物を把持してから、移動先へ対象物を移動させる間の移動過程における動作が滑らかでない。そのため、工業用ロボットアームをロボットカメラ２０に適用すると、移動中のカメラ映像が揺れてしまい、映像クオリティが低下する。そこで、カメラ映像の揺れを抑制するために揺れ補正機能を搭載した防振レンズを利用することが好ましい。
【0090】
防振レンズを利用することでカメラ映像の揺れが抑制され、映像クオリティが向上する。しかしながら、揺れ補正機能をオンにした状態で、カメラ２１の移動が停止すると、停止した瞬間に揺れ補正の反動による揺れ戻しが発生する。この揺れ戻しを抑制するため、制御部１１は、以下の処理（図１０を参照）を実行する。
【0091】
（Ｓ２０１、Ｓ２０２）制御部１１は、カメラ２１の移動速度を監視する。また、制御部１１は、カメラ２１の移動を停止するか否かを判定する。カメラ２１の移動が停止しそうな場合（例えば、移動速度の絶対値が所定の閾値より小さくなった場合）、処理はＳ２０３へと進む。カメラ２１の移動が停止しそうにない場合（例えば、移動速度の絶対値が所定の閾値より大きい場合）、処理はＳ２０１へと進む。
【0092】
（Ｓ２０３、Ｓ２０４）制御部１１は、防振レンズによる揺れ補正の強さを決める揺れ補正係数を低減する。このとき、制御部１１は、揺れ補正係数を０にまで低減して揺れ補正をオフにしてもよい。また、制御部１１は、停止直前の移動速度を制御する。
【0093】
例えば、制御部１１は、揺れ補正をオフにしてもカメラ映像の揺れが許容範囲内に収まる移動速度まで速度を低減させ、その速度になったタイミングで揺れ補正をオフにする。変形例として、制御部１１は、現在の移動ベクトルと揺れ補正係数の調整値とに基づいて停止直前の揺れ戻し量を推定し、揺れ戻し量が最小になる揺れ補正係数の調整値を特定し、そして、特定した調整値に基づいて停止直前に揺れ補正係数を調整してもよい。
【0094】
上記のように停止直前に揺れ補正係数を調整することで揺れ戻しに起因する映像クオリティの低下が抑制される。
【0095】
［１－５．実施例：制御装置の追加機能］
次に、図１１Ａを参照しながら、制御部１１の機能について、さらに説明する。図１１Ａは、第１実施形態に係る制御部の機能及び記憶装置に格納される情報について説明するためのブロック図である。
次に、図１１Ａを参照しながら、制御部１１の機能について、さらに説明する。図１１Ａは、第１実施形態に係る制御部の機能及び記憶装置に格納される情報について説明するためのブロック図である。
【0096】
図１１Ａに示すように、制御部１１は、可動域拡張機能１１１、パン軸変換機能１１２、及び揺れ戻し回避機能１１３を有する。
【0097】
可動域拡張機能１１１は、図４Ａ～図７Ｂを参照しながら説明した限界曲面ＬＳ及び基点ＢＰ付近での制御を実行する機能である。なお、記憶装置１２には、限界曲面ＬＳ、制限領域ＡＬｏ、ＡＬｃ、緩衝領域ＡＢｏ、ＡＢｃの情報を含む領域情報１２１が格納されている。可動域拡張機能１１１は、記憶装置１２の領域情報１２１を参照してカメラ２１の位置及び向きを制御する。
【0098】
【0099】
上記の機能に加え、制御部１１は、図１１Ａに示すように、対象追従／追尾機能１１４、シーントレース機能１１５、水平補正機能１１６、及びアシスト機能１１７を有してもよい。
【0100】
対象追従／追尾機能１１４は、レンズデータによって求めた合焦点からの距離、又はＬＩＤＡＲなどのＴＯＦ（Time of Flight）センサを利用して測定した距離に基づいて、撮影対象の中心を光軸で捉え続け、カメラ２１をどこに動かしても撮影対象が画面の中心に位置するように制御する機能である。また、対象追従／追尾機能１１４は、ロボットアーム２２の物理的な位置を座標として正確に把握し、その座標を利用して撮影対象に対して正確にフォーカスを合わせる機能を含んでもよい。
【0101】
シーントレース機能１１５は、過去に撮影した際の制御パラメータを記憶装置１２に格納しておき、その制御パラメータに基づいて同じ動きを再現する機能である。ロボットカメラ２０には、制御部１１から定期的に移動ポイント及び軌跡の情報（制御パラメータ）が送られ、その情報に基づいてロボットカメラ２０は動作する。この制御パラメータを保存しておくことで、同じ撮影プロセスを完全に再現することができる。シーントレース機能１１５を利用することで、容易に同じシーンを繰り返し撮影することが可能になる。
【0102】
水平補正機能１１６は、ロボットアーム２２を制御して、カメラ２１の水平を容易に回復できるようにする機能である。例えば、ロール操作などによってカメラ２１の水平がずれた場合に、水平補正機能１１６がカメラ２１の姿勢を補正して水平を回復するように自動的にロボットアーム２２の動作を制御する。水平補正機能１１６を利用することで、オペレータの負担を軽くすることができる。
【0103】
アシスト機能１１７は、オペレータの操作を制御装置１０の側で補助する機能である。オペレータは、３次元空間内でのカメラ２１の位置、カメラ２１の向き（パン／チルト／ロール）、及びカメラ２１のズーム及びフォーカスなど様々なパラメータを操作する必要がある。そのため、アシスト機能１１７は、オペレータが予め設定した動作についての制御を自律的に実施し、オペレータの操作負担を低減する。
【0104】
例えば、パン・チルトの自動制御が設定されていて、被写体ＯＢＪに対して左下から右上にカメラ２１を移動させて撮影する場合、アシスト機能１１７は、対象追従／追尾機能１１４と連携し、被写体ＯＢＪが画面中央に位置するようにカメラ２１の向きを自動調整する。さらにフォーカスの自動制御が設定されている場合、アシスト機能１１７は、対象追従／追尾機能１１４と連携し、被写体ＯＢＪにフォーカスが追従するようにカメラ２１を制御する。これらの自動制御によってオペレータの操作負担は大幅に低減される。
【0105】
アシスト機能１１７による自動制御の対象は、例えば、記憶装置１２に格納された補助機能設定テーブル１２２に設定される。補助機能設定テーブル１２２は、例えば、図１１Ｂに示すような構成を有する。図１１Ｂは、補助機能設定テーブルについて説明するための図表である。
【0106】
図１１Ｂに例示した補助機能設定テーブル１２２は、カメラ２１の移動制御に関する設定内容と、パン／チルトの制御に関する設定内容と、フォーカスの制御に関する設定内容と、ズームの制御に関する設定内容とを含む。例えば、ＩＤが００１の設定では、カメラ２１の移動及びズームに関する自動制御は設定されていない。一方、この設定では、パン／チルトの制御については撮影対象を自動追従する「対象追従」が設定され、フォーカスの制御については自動的にフォーカスを合わせる「対象追尾」が設定されている。
【0107】
また、ＩＤが１０１の設定では、カメラ２１の移動に関する自動制御が「被写体方向」に設定されている。この設定は、カメラ２１を撮影対象の方向に向かって自動的に移動させる移動制御の設定を示す。また、ＩＤが１０２の設定では、カメラ２１の移動に関する自動制御が「ＰＲＥＳＥＴ＃１」に設定されている。この設定は、オペレータが事前設定した任意の軌跡に沿ってカメラ２１を移動させる設定を示す。また、ズームの制御については、撮影範囲のサイズを常に一定に維持する「撮影範囲維持」の設定になっている。
【0108】
上記のように、補助機能設定テーブル１２２には様々な制御方法及びその組み合わせを設定することができ、その設定に基づいてアシスト機能１１７がオペレータの操作を補助する。このような設定の柔軟さを許容することで、様々な撮影シーンに対応することができ、さらに、オペレータは、アシストを受けながら、好みに合ったスタイルで撮影作業を進めることができるようになる。
【0109】
＜２．第２実施形態＞
次に、添付図面を参照しながら、本開示の他の実施形態（以下、第２実施形態）について説明する。なお、本明細書及び図面において実質的に同一の機能を有する要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略する場合がある。
次に、添付図面を参照しながら、本開示の他の実施形態（以下、第２実施形態）について説明する。なお、本明細書及び図面において実質的に同一の機能を有する要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略する場合がある。
【0110】
第２実施形態は、限界曲面ＬＳ近傍において、上述した第１実施形態とは異なる制御方法でロボットカメラ２０の動作を制御する仕組みに関する。但し、図１及び図２に示したロボットカメラ２０の構造は第２実施形態でも同様に適用でき、また、図３Ａ、図３Ｂ、図４Ａ、図６Ａを参照しながら説明した限界曲面ＬＳ、境界Ｂｏ、Ｂｉ、ＢＣｉ、ＢＣｏ制限領域ＡＬ０、ＡＬｃ、緩衝領域ＡＢｏ、ＡＢｃの定義は共通である。従って、ロボットカメラ２０の構造及び各曲面や各領域の定義については第１実施形態の説明を参照することで重複説明を省略する。
【0111】
［２－１．境界近傍制御＃１：スライス方向を事前設定する方式］
まず、図１２Ａ～図１２Ｃを参照しながら、第２実施形態に係るロボットカメラの移動制御について説明する。以下では、図１２Ａ～図１２Ｃに示した制御方法を境界近傍制御＃１と称する。図１２Ａ～図１２Ｃは、第２実施形態に係るロボットカメラの移動制御（境界近傍制御＃１）について説明するための模式図である。
まず、図１２Ａ～図１２Ｃを参照しながら、第２実施形態に係るロボットカメラの移動制御について説明する。以下では、図１２Ａ～図１２Ｃに示した制御方法を境界近傍制御＃１と称する。図１２Ａ～図１２Ｃは、第２実施形態に係るロボットカメラの移動制御（境界近傍制御＃１）について説明するための模式図である。
【0112】
（移動経路の特定）
図１２Ａは、境界Ｂｏ上にある点Ｐにロボットアーム２２のＴＣＰ（又はＴＣＰに基づくカメラ２１の基準点；以下同様）が到達し、その点での移動ベクトルがＶである状況を模式的に示している。この状況において、制御部１１は、移動ベクトルＶに基づいて、境界Ｂｏ到達後におけるＴＣＰの移動経路を特定する。境界近傍制御＃１では、点Ｐを通る平面（以下、スライス面）で境界Ｂｏを切断したときにできる切り口の曲線（以下、曲線ＭＣ）をＴＣＰの移動経路に設定する。
図１２Ａは、境界Ｂｏ上にある点Ｐにロボットアーム２２のＴＣＰ（又はＴＣＰに基づくカメラ２１の基準点；以下同様）が到達し、その点での移動ベクトルがＶである状況を模式的に示している。この状況において、制御部１１は、移動ベクトルＶに基づいて、境界Ｂｏ到達後におけるＴＣＰの移動経路を特定する。境界近傍制御＃１では、点Ｐを通る平面（以下、スライス面）で境界Ｂｏを切断したときにできる切り口の曲線（以下、曲線ＭＣ）をＴＣＰの移動経路に設定する。
【0113】
境界近傍制御＃１において、スライス面の向きは事前に設定される。図１２Ａの例では、スライス面がＺＸ面と平行になるように（スライス面の法線方向と、ＺＸ面の法線方向とが一致するように）スライス面の向きが設定されている。この場合、制御部１１は、ＺＸ面に平行で点Ｐを通るスライス面で境界Ｂｏを切断して、ＴＣＰの移動経路となる曲線ＭＣを特定する。
【0114】
なお、スライス面の向きは任意に設定可能である。例えば、スライス面の法線方向がＹＺ面の法線方向と一致する向き、又はその他の向きに設定されてもよい。また、変形例として、ＹＺ面及びＺＸ面で境界Ｂｏを区切って４つの領域に分け、領域毎にスライス面の向きを事前に設定する方法なども適用できる。この変形例の場合、制御部１１は、点Ｐがどの領域にあるかを特定し、特定された領域に対応するスライス面で境界Ｂｏを切断して、ＴＣＰの移動経路となる曲線ＭＣを特定する。以下では、説明を簡単にするため、図１２Ａの例に沿って説明を進める。
【0115】
（移動方向の決定）
移動経路となる曲線ＭＣが特定されると、制御部１１は、移動ベクトルＶに基づいて、曲線ＭＣ上におけるＴＣＰの移動方向を決定する。このとき、制御部１１は、移動ベクトルＶのうちスライス面に平行な成分に基づいてＴＣＰの移動方向を決定する。例えば、図１２Ａの例ではスライス面がＺＸ面に平行なため、制御部１１は、移動ベクトルＶのＸ成分及びＺ成分（つまり、図１２Ｂに示す移動ベクトルＶ１）に基づいてＴＣＰの移動方向を決定する。なお、図１２ＢのＺ’軸は、点Ｐを通りＺ軸に平行な軸を表し、Ｘ’軸は、点Ｐを通りＸ軸に平行な軸を表している。
移動経路となる曲線ＭＣが特定されると、制御部１１は、移動ベクトルＶに基づいて、曲線ＭＣ上におけるＴＣＰの移動方向を決定する。このとき、制御部１１は、移動ベクトルＶのうちスライス面に平行な成分に基づいてＴＣＰの移動方向を決定する。例えば、図１２Ａの例ではスライス面がＺＸ面に平行なため、制御部１１は、移動ベクトルＶのＸ成分及びＺ成分（つまり、図１２Ｂに示す移動ベクトルＶ１）に基づいてＴＣＰの移動方向を決定する。なお、図１２ＢのＺ’軸は、点Ｐを通りＺ軸に平行な軸を表し、Ｘ’軸は、点Ｐを通りＸ軸に平行な軸を表している。
【0116】
例えば、制御部１１は、図１２Ｃに示すように、Ｘ成分Ｖ１Xの大きさ（絶対値）とＺ成分Ｖ１Zの大きさ（絶対値）とを比較し、より大きい成分に対応する方向にＴＣＰを移動させる。なお、図１２ＣのＺ”軸は、曲線ＭＣ（円弧）の中心を通りＺ軸に平行な軸を表し、Ｘ”軸は、曲線ＭＣ（円弧）の中心を通りＸ軸に平行な軸を表している。図１２Ｃの例では、Ｚ成分Ｖ１Zの方がＸ成分Ｖ１Xよりも大きいため、制御部１１は、Ｚ”軸に近づく方向にＴＣＰを移動させる。
【0117】
（速度の制御）
ＴＣＰの移動経路及び移動方向が決まると、制御部１１は、曲線ＭＣに沿ってＴＣＰを移動させる。このとき、制御部１１は、ＴＣＰの移動速度Ｃｖが一定値になるように制御する。曲線ＭＣ（円弧）の中心とＴＣＰの位置とを結ぶ直線とＺ”軸とが成す角度をθとしたときに、下記の式（６）で与えられる角速度ωが一定であれば、カメラ２１の移動速度Ｃｖは一定になるため、制御部１１は、角速度ωが一定になるように制御する。
ＴＣＰの移動経路及び移動方向が決まると、制御部１１は、曲線ＭＣに沿ってＴＣＰを移動させる。このとき、制御部１１は、ＴＣＰの移動速度Ｃｖが一定値になるように制御する。曲線ＭＣ（円弧）の中心とＴＣＰの位置とを結ぶ直線とＺ”軸とが成す角度をθとしたときに、下記の式（６）で与えられる角速度ωが一定であれば、カメラ２１の移動速度Ｃｖは一定になるため、制御部１１は、角速度ωが一定になるように制御する。
【0118】
ω＝ｄθ／ｄｔ …（６）
【0119】
但し、角速度ωを一定値に固定すると、曲線ＭＣ（円弧）の半径Ｒが大きいほど、ＴＣＰの移動速度Ｃｖは大きくなる。ＴＣＰの移動距離をＬｃとすると、移動速度Ｃｖは下記の式（７）で与えられるから、境界Ｂｏ上のどの位置でも同じ所定速度Ｃｖ０でＴＣＰが移動するように制御するには、下記の式（８）で与えられる角速度ωにてＴＣＰの移動を制御する必要がある。そこで、制御部１１は、下記の式（８）に従ってＴＣＰの移動を制御する。これにより、ＴＣＰが到達した境界Ｂｏ上の位置にかかわらず、曲線ＭＣ上での移動速度が所定速度Ｃｖ０となる。
【0120】
Ｃｖ＝ｄＬｃ／ｄｔ＝ｄ（Ｒθ）／ｄｔ＝Ｒ・ω …（７）
ω＝Ｃｖ０／Ｒ …（８）
ω＝Ｃｖ０／Ｒ …（８）
【0121】
上記の所定速度Ｃｖ０は任意に設定されうるが、ＴＣＰが境界Ｂｏに到達した時点での移動ベクトルＶ１の大きさに基づく値に設定されてもよい。例えば、制御部１１は、移動ベクトルＶ１が大きいほど移動速度Ｃｖ０を大きくし、移動ベクトルＶ１の大きさが小さいほど移動速度Ｃｖ０を小さくしてもよい。また、移動速度Ｃｖ０に調整可能な範囲を設けておき、その調整可能な範囲の中で、制御部１１が、移動ベクトルＶ１の大きさに応じて移動速度Ｃｖ０を調整してもよい。この仕組みによれば、より速く又は遅くカメラ２１を動かしたいというオペレータの意思を曲線ＭＣ上でのＴＣＰの動きに反映できる。
【0122】
（境界外でのカメラ制御）
ところで、上記の説明では、説明を簡単にするため、境界Ｂｏに到達した時点でＴＣＰが点Ｐにあることを前提としていた。しかし、実際には、境界Ｂｏで停止するように制御部１１がロボットアーム２２に制御信号を送っても、ロボットアーム２２が急に停止できず、ＴＣＰが境界Ｂｏの外側に出てしまうことがある。この場合、制御部１１は、一旦ＴＣＰを境界Ｂｏ上の点Ｐに戻してから、上述した曲線ＭＣ上でのＴＣＰの移動制御を実施する。なお、変形例として、制御部１１は、ＴＣＰのＺ座標値が曲線ＭＣ（円弧）の半径Ｒを超えている場合に、ＴＣＰを境界Ｂｏ上に戻す制御だけ実施して、上述した曲線ＭＣ上での移動制御を実施しないように制御してもよい。
ところで、上記の説明では、説明を簡単にするため、境界Ｂｏに到達した時点でＴＣＰが点Ｐにあることを前提としていた。しかし、実際には、境界Ｂｏで停止するように制御部１１がロボットアーム２２に制御信号を送っても、ロボットアーム２２が急に停止できず、ＴＣＰが境界Ｂｏの外側に出てしまうことがある。この場合、制御部１１は、一旦ＴＣＰを境界Ｂｏ上の点Ｐに戻してから、上述した曲線ＭＣ上でのＴＣＰの移動制御を実施する。なお、変形例として、制御部１１は、ＴＣＰのＺ座標値が曲線ＭＣ（円弧）の半径Ｒを超えている場合に、ＴＣＰを境界Ｂｏ上に戻す制御だけ実施して、上述した曲線ＭＣ上での移動制御を実施しないように制御してもよい。
【0123】
［２－２．境界近傍制御＃２：スライス方向を選択する方式］
次に、図１３Ａ～図１３Ｃを参照しながら、第２実施形態に係るロボットカメラの移動制御に関する他の制御方法について説明する。以下では、図１３Ａ～図１３Ｃに示した制御方法を境界近傍制御＃２と称する。図１３Ａ～図１３Ｃは、第２実施形態に係るロボットカメラの移動制御（境界近傍制御＃２）について説明するための模式図である。
次に、図１３Ａ～図１３Ｃを参照しながら、第２実施形態に係るロボットカメラの移動制御に関する他の制御方法について説明する。以下では、図１３Ａ～図１３Ｃに示した制御方法を境界近傍制御＃２と称する。図１３Ａ～図１３Ｃは、第２実施形態に係るロボットカメラの移動制御（境界近傍制御＃２）について説明するための模式図である。
【0124】
上述した境界近傍制御＃１ではスライス面の向きが事前に設定されていた。一方、ここで説明する境界近傍制御＃２では、移動ベクトルＶに基づいてスライス面の向きを選択する方法を提案する。
【0125】
例えば、ＺＸ面に平行な第１のスライス面、又はＹＺ面に平行な第２のスライス面を、制御部１１が移動ベクトルＶに基づいて選択する。第１のスライス面で境界Ｂｏを切断した場合、図１３Ａに示すような曲線ＭＣが得られる。第２のスライス面で境界Ｂｏを切断した場合、図１３Ｂに示すような曲線ＭＣが得られる。どの曲線ＭＣを選択するかは、図１３Ｃに示すように、移動ベクトルＶをＹ’Ｚ’面へ射影したベクトルＶYZと、Ｚ’Ｘ’面へ射影したベクトルＶZXとの比較に基づいて決定される。なお、ＸＹ面に平行な第３のスライス面を候補に加える場合、Ｘ’Ｙ’面への射影ベクトルＶXYも考慮される。
【0126】
ベクトルＶZXが大きい場合、前後方向及び上下方向への動きが主であるから、第１のスライス面に対応する曲線ＭＣに沿ってＴＣＰを動かす方が、オペレータの操作意図に近い動きとなりうる。ベクトルＶYZが大きい場合、左右方向及び上下方向への動きが主であるから、第２のスライス面に対応する曲線ＭＣに沿ってＴＣＰを動かす方が、オペレータの操作意図に近い動きとなりうる。そのため、制御部１１は、ＴＣＰが境界Ｂｏに到達すると、移動ベクトルＶからベクトルＶYZ、ＶZXを求めて比較し、ベクトルＶZXが大きい場合には第１のスライス面を選択し、ベクトルＶYZが大きい場合には第２のスライス面を選択する。
【0127】
また、制御部１１は、上述した境界近傍制御＃１と同様に、決定したスライス面に基づいて曲線ＭＣを特定し、特定した曲線ＭＣに沿ってＴＣＰを移動させる。このとき、制御部１１は、上述した境界近傍制御＃１と同様にＴＣＰの移動方向を決定し、移動速度が一定になるようにＴＣＰの移動を制御する。なお、ＴＣＰが境界Ｂｏの外側へ出た場合の制御についても上記の境界近傍制御＃１と同様である。
【0128】
［２－３．境界近傍制御＃３：スライス方向を移動ベクトルに合わせる方式］
次に、図１４Ａ及び図１４Ｂを参照しながら、第２実施形態に係るロボットカメラの移動制御に関する他の制御方法について説明する。以下では、図１４Ａ及び図１４Ｂに示した制御方法を境界近傍制御＃３と称する。図１４Ａ及び図１４Ｂは、第２実施形態に係るロボットカメラの移動制御（境界近傍制御＃３）について説明するための模式図である。
次に、図１４Ａ及び図１４Ｂを参照しながら、第２実施形態に係るロボットカメラの移動制御に関する他の制御方法について説明する。以下では、図１４Ａ及び図１４Ｂに示した制御方法を境界近傍制御＃３と称する。図１４Ａ及び図１４Ｂは、第２実施形態に係るロボットカメラの移動制御（境界近傍制御＃３）について説明するための模式図である。
【0129】
上述した境界近傍制御＃１ではスライス面の向きが事前に設定されていた。また、上述した境界近傍制御＃２では、移動ベクトルＶに基づいてスライス面の向きが候補の中から選択された。ここで説明する境界近傍制御＃３では、図１４Ａ及び図１４Ｂに示すように、点Ｐを通り、移動ベクトルＶを含む面をスライス面として用いる。
【0130】
まず、制御部１１は、移動ベクトルＶを含む面を特定し、特定した面をスライス面に設定する。そして、制御部１１は、上述した境界近傍制御＃１と同様に、決定したスライス面に基づいて曲線ＭＣを特定し、特定した曲線ＭＣに沿ってＴＣＰを移動させる。このとき、制御部１１は、上述した境界近傍制御＃１と同様にＴＣＰの移動方向を決定し、移動速度が一定になるようにＴＣＰの移動を制御する。なお、ＴＣＰが境界Ｂｏの外側へ出た場合の制御についても上記の境界近傍制御＃１と同様である。
【0131】
但し、境界近傍制御＃３では、図１４Ｂに示すように、移動ベクトルＶがスライス面上にある。そのため、制御部１１は、移動ベクトルＶから、曲線ＭＣとＸＹ面とが交わる点ＰE、ＰFを結ぶ直線（以下、底辺）に垂直な成分（第１成分；図１４Ａの例ではＺ方向成分）と、底辺に平行な成分（第２成分）とを抽出する。そして、制御部１１は、第１成分の大きさと第２成分の大きさとを比較し、より大きい成分に対応する方向（図１４Ｂの例ではＺ軸に向かう方向）をＴＣＰの移動方向に決定する。上記の仕組みによれば、曲面ＭＣ上でのＴＣＰの動きが、オペレータの操作意図に近い動きになりうる。
【0132】
以上、添付図面を参照しながら本開示の好適な実施形態について説明したが、本開示は係る例に限定されない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された範疇内において、各種の変更例又は修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本開示の技術的範囲に属する。
【0133】
＜３．付記＞
以下では、上述した実施形態の技術的事項に関する付記を開示する。
以下では、上述した実施形態の技術的事項に関する付記を開示する。
【0134】
［付記Ａ１］
カメラが接続されたロボットアームを有するロボットカメラと、
前記カメラ及び前記ロボットアームの動作を制御するための制御部と、を備え、
前記制御部は、前記ロボットアームによって前記カメラが到達可能な境界位置を越えて前記カメラを移動させるドリー操作を受け付けた場合、前記境界位置の付近で前記カメラの移動を止め、仮に前記境界位置を越えて前記カメラを移動し続けた場合と同じ撮影範囲になるように前記カメラのズーム量を制御する
ロボティックスカメラワークシステム。
［付記Ａ２］
前記制御部は、前記カメラのズーム量を制御してレンズの焦点距離を長くした場合、前記レンズの焦点距離に応じて、前記カメラの向きを変える速さを低減させる
付記Ａ２に記載のロボティックスカメラワークシステム。
［付記Ａ３］
前記制御部は、前記境界位置と前記カメラとの間の距離が所定値以下になると、前記境界位置に近づくにつれて前記カメラの移動速度を徐々に低減し、且つ、前記カメラの移動速度を低減しなかった場合と同じ撮影範囲になるように前記カメラのズーム量を制御する
付記Ａ１又はＡ２に記載のロボティックスカメラワークシステム。
［付記Ａ４］
カメラが接続されたロボットアームを有するロボットカメラの動作を制御するための制御装置であって、
前記ロボットアームによって前記カメラが到達可能な境界位置を越えて前記カメラを移動させるドリー操作を受け付けた場合、前記境界位置の付近で前記カメラの移動を止め、仮に前記境界位置を越えて前記カメラを移動し続けた場合と同じ撮影範囲になるように前記カメラのズーム量を制御する制御部を備える、
制御装置。
［付記Ａ５］
カメラが接続されたロボットアームを有するロボットカメラの動作を制御するためのコンピュータが、
前記ロボットアームによって前記カメラが到達可能な境界位置を越えて前記カメラを移動させるドリー操作を受け付けた場合、前記境界位置の付近で前記カメラの移動を止め、仮に前記境界位置を越えて前記カメラを移動し続けた場合と同じ撮影範囲になるように前記カメラのズーム量を制御する
処理を実行する、制御方法。
カメラが接続されたロボットアームを有するロボットカメラと、
前記カメラ及び前記ロボットアームの動作を制御するための制御部と、を備え、
前記制御部は、前記ロボットアームによって前記カメラが到達可能な境界位置を越えて前記カメラを移動させるドリー操作を受け付けた場合、前記境界位置の付近で前記カメラの移動を止め、仮に前記境界位置を越えて前記カメラを移動し続けた場合と同じ撮影範囲になるように前記カメラのズーム量を制御する
ロボティックスカメラワークシステム。
［付記Ａ２］
前記制御部は、前記カメラのズーム量を制御してレンズの焦点距離を長くした場合、前記レンズの焦点距離に応じて、前記カメラの向きを変える速さを低減させる
付記Ａ２に記載のロボティックスカメラワークシステム。
［付記Ａ３］
前記制御部は、前記境界位置と前記カメラとの間の距離が所定値以下になると、前記境界位置に近づくにつれて前記カメラの移動速度を徐々に低減し、且つ、前記カメラの移動速度を低減しなかった場合と同じ撮影範囲になるように前記カメラのズーム量を制御する
付記Ａ１又はＡ２に記載のロボティックスカメラワークシステム。
［付記Ａ４］
カメラが接続されたロボットアームを有するロボットカメラの動作を制御するための制御装置であって、
前記ロボットアームによって前記カメラが到達可能な境界位置を越えて前記カメラを移動させるドリー操作を受け付けた場合、前記境界位置の付近で前記カメラの移動を止め、仮に前記境界位置を越えて前記カメラを移動し続けた場合と同じ撮影範囲になるように前記カメラのズーム量を制御する制御部を備える、
制御装置。
［付記Ａ５］
カメラが接続されたロボットアームを有するロボットカメラの動作を制御するためのコンピュータが、
前記ロボットアームによって前記カメラが到達可能な境界位置を越えて前記カメラを移動させるドリー操作を受け付けた場合、前記境界位置の付近で前記カメラの移動を止め、仮に前記境界位置を越えて前記カメラを移動し続けた場合と同じ撮影範囲になるように前記カメラのズーム量を制御する
処理を実行する、制御方法。
【0135】
［付記Ｂ１］
カメラが接続されたロボットアームを有するロボットカメラと、
前記カメラ及び前記ロボットアームの動作を制御するための制御部と、を備え、
前記制御部は、前記カメラのズーム量を制御してレンズの焦点距離を長くした場合、前記レンズの焦点距離に応じて、前記カメラの向きを変える速さを低減させる
ロボティックスカメラワークシステム。
［付記Ｂ２］
前記制御部は、前記カメラのズーム量を制御してレンズの焦点距離を短くした場合、前記レンズの焦点距離に応じて、前記カメラの向きを変える速さを増加させる
付記Ｂ１に記載のロボティックスカメラワークシステム。
［付記Ｂ３］
カメラが接続されたロボットアームを有するロボットカメラの動作を制御するための制御装置であって、
前記カメラのズーム量を制御してレンズの焦点距離を長くした場合、前記レンズの焦点距離に応じて、前記カメラの向きを変える速さを低減させる制御部を備える、
制御装置。
［付記Ｂ４］
カメラが接続されたロボットアームを有するロボットカメラの動作を制御するためのコンピュータが、
前記カメラのズーム量を制御してレンズの焦点距離を長くした場合、前記レンズの焦点距離に応じて、前記カメラの向きを変える速さを低減させる
処理を実行する、制御方法。
カメラが接続されたロボットアームを有するロボットカメラと、
前記カメラ及び前記ロボットアームの動作を制御するための制御部と、を備え、
前記制御部は、前記カメラのズーム量を制御してレンズの焦点距離を長くした場合、前記レンズの焦点距離に応じて、前記カメラの向きを変える速さを低減させる
ロボティックスカメラワークシステム。
［付記Ｂ２］
前記制御部は、前記カメラのズーム量を制御してレンズの焦点距離を短くした場合、前記レンズの焦点距離に応じて、前記カメラの向きを変える速さを増加させる
付記Ｂ１に記載のロボティックスカメラワークシステム。
［付記Ｂ３］
カメラが接続されたロボットアームを有するロボットカメラの動作を制御するための制御装置であって、
前記カメラのズーム量を制御してレンズの焦点距離を長くした場合、前記レンズの焦点距離に応じて、前記カメラの向きを変える速さを低減させる制御部を備える、
制御装置。
［付記Ｂ４］
カメラが接続されたロボットアームを有するロボットカメラの動作を制御するためのコンピュータが、
前記カメラのズーム量を制御してレンズの焦点距離を長くした場合、前記レンズの焦点距離に応じて、前記カメラの向きを変える速さを低減させる
処理を実行する、制御方法。
【0136】
［付記Ｃ１］
カメラが接続されたロボットアームを有するロボットカメラと、
前記カメラ及び前記ロボットアームの動作を制御するための制御部と、を備え、
前記制御部は、前記カメラをパンする操作を受け付けた場合、前記カメラと前記ロボットアームとの接続部を通る鉛直線を回転軸として前記カメラをパンさせる
ロボティックスカメラワークシステム。
［付記Ｃ２］
カメラが接続されたロボットアームを有するロボットカメラの動作を制御するための制御装置であって、
前記カメラをパンする操作を受け付けた場合、前記カメラと前記ロボットアームとの接続部を通る鉛直線を回転軸として前記カメラをパンさせる制御部を備える、
制御装置。
［付記Ｃ３］
カメラが接続されたロボットアームを有するロボットカメラの動作を制御するためのコンピュータが、
前記カメラをパンする操作を受け付けた場合、前記カメラと前記ロボットアームとの接続部を通る鉛直線を回転軸として前記カメラをパンさせる
処理を実行する、制御方法。
カメラが接続されたロボットアームを有するロボットカメラと、
前記カメラ及び前記ロボットアームの動作を制御するための制御部と、を備え、
前記制御部は、前記カメラをパンする操作を受け付けた場合、前記カメラと前記ロボットアームとの接続部を通る鉛直線を回転軸として前記カメラをパンさせる
ロボティックスカメラワークシステム。
［付記Ｃ２］
カメラが接続されたロボットアームを有するロボットカメラの動作を制御するための制御装置であって、
前記カメラをパンする操作を受け付けた場合、前記カメラと前記ロボットアームとの接続部を通る鉛直線を回転軸として前記カメラをパンさせる制御部を備える、
制御装置。
［付記Ｃ３］
カメラが接続されたロボットアームを有するロボットカメラの動作を制御するためのコンピュータが、
前記カメラをパンする操作を受け付けた場合、前記カメラと前記ロボットアームとの接続部を通る鉛直線を回転軸として前記カメラをパンさせる
処理を実行する、制御方法。
【0137】
［付記Ｄ１］
カメラが接続されたロボットアームを有するロボットカメラと、
前記カメラ及び前記ロボットアームの動作を制御するための制御部と、を備え、
前記制御部は、所定の操作を受け付けたとき、像面と光軸との交点を基準点に設定し、前記カメラが移動しても、像面と光軸との交点が前記基準点に一致し続けるように前記カメラの向き及びフォーカスを制御する
ロボティックスカメラワークシステム。
［付記Ｄ２］
前記制御部は、前記ロボットアームの先端にある接続部の座標変化に基づいて前記カメラと前記基準点との間の距離を推定し、推定された前記距離に基づいて前記カメラのフォーカスを制御する
付記Ｄ１に記載のロボティックスカメラワークシステム。
［付記Ｄ３］
カメラが接続されたロボットアームを有するロボットカメラの動作を制御するための制御装置であって、
所定の操作を受け付けたとき、像面と光軸との交点を基準点に設定し、前記カメラが移動しても、像面と光軸との交点が前記基準点に一致し続けるように前記カメラの向き及びフォーカスを制御する制御部を備える、
制御装置。
［付記Ｄ４］
カメラが接続されたロボットアームを有するロボットカメラの動作を制御するためのコンピュータが、
所定の操作を受け付けたとき、像面と光軸との交点を基準点に設定し、前記カメラが移動しても、像面と光軸との交点が前記基準点に一致し続けるように前記カメラの向き及びフォーカスを制御する
処理を実行する、制御方法。
カメラが接続されたロボットアームを有するロボットカメラと、
前記カメラ及び前記ロボットアームの動作を制御するための制御部と、を備え、
前記制御部は、所定の操作を受け付けたとき、像面と光軸との交点を基準点に設定し、前記カメラが移動しても、像面と光軸との交点が前記基準点に一致し続けるように前記カメラの向き及びフォーカスを制御する
ロボティックスカメラワークシステム。
［付記Ｄ２］
前記制御部は、前記ロボットアームの先端にある接続部の座標変化に基づいて前記カメラと前記基準点との間の距離を推定し、推定された前記距離に基づいて前記カメラのフォーカスを制御する
付記Ｄ１に記載のロボティックスカメラワークシステム。
［付記Ｄ３］
カメラが接続されたロボットアームを有するロボットカメラの動作を制御するための制御装置であって、
所定の操作を受け付けたとき、像面と光軸との交点を基準点に設定し、前記カメラが移動しても、像面と光軸との交点が前記基準点に一致し続けるように前記カメラの向き及びフォーカスを制御する制御部を備える、
制御装置。
［付記Ｄ４］
カメラが接続されたロボットアームを有するロボットカメラの動作を制御するためのコンピュータが、
所定の操作を受け付けたとき、像面と光軸との交点を基準点に設定し、前記カメラが移動しても、像面と光軸との交点が前記基準点に一致し続けるように前記カメラの向き及びフォーカスを制御する
処理を実行する、制御方法。
【0138】
［付記Ｅ１］
カメラが接続されたロボットアームを有するロボットカメラと、
前記カメラ及び前記ロボットアームの動作を制御するための制御部と、
操作情報を格納するための記憶部と、を備え、
前記制御部は、第１の操作を受け付けてから第２の操作を受け付けるまでの期間に行われた前記カメラ及び前記ロボットアームの制御に関する操作についての操作情報を前記記憶部に格納し、第３の操作を受け付けると、前記操作情報に基づいて前記期間における前記カメラ及び前記ロボットアームの動作を再現する
ロボティックスカメラワークシステム。
［付記Ｅ２］
カメラが接続されたロボットアームを有するロボットカメラの動作を制御するための制御装置であって、
操作情報を格納するための記憶部と、
第１の操作を受け付けてから第２の操作を受け付けるまでの期間に行われた前記カメラ及び前記ロボットアームの制御に関する操作についての操作情報を前記記憶部に格納し、第３の操作を受け付けると、前記操作情報に基づいて前記期間における前記カメラ及び前記ロボットアームの動作を再現する制御部と
を備える、制御装置。
［付記Ｅ３］
カメラが接続されたロボットアームを有するロボットカメラの動作を制御するためのコンピュータが、
第１の操作を受け付けてから第２の操作を受け付けるまでの期間に行われた前記カメラ及び前記ロボットアームの制御に関する操作についての操作情報を記憶部に格納し、第３の操作を受け付けると、前記操作情報に基づいて前記期間における前記カメラ及び前記ロボットアームの動作を再現する
処理を実行する、制御方法。
カメラが接続されたロボットアームを有するロボットカメラと、
前記カメラ及び前記ロボットアームの動作を制御するための制御部と、
操作情報を格納するための記憶部と、を備え、
前記制御部は、第１の操作を受け付けてから第２の操作を受け付けるまでの期間に行われた前記カメラ及び前記ロボットアームの制御に関する操作についての操作情報を前記記憶部に格納し、第３の操作を受け付けると、前記操作情報に基づいて前記期間における前記カメラ及び前記ロボットアームの動作を再現する
ロボティックスカメラワークシステム。
［付記Ｅ２］
カメラが接続されたロボットアームを有するロボットカメラの動作を制御するための制御装置であって、
操作情報を格納するための記憶部と、
第１の操作を受け付けてから第２の操作を受け付けるまでの期間に行われた前記カメラ及び前記ロボットアームの制御に関する操作についての操作情報を前記記憶部に格納し、第３の操作を受け付けると、前記操作情報に基づいて前記期間における前記カメラ及び前記ロボットアームの動作を再現する制御部と
を備える、制御装置。
［付記Ｅ３］
カメラが接続されたロボットアームを有するロボットカメラの動作を制御するためのコンピュータが、
第１の操作を受け付けてから第２の操作を受け付けるまでの期間に行われた前記カメラ及び前記ロボットアームの制御に関する操作についての操作情報を記憶部に格納し、第３の操作を受け付けると、前記操作情報に基づいて前記期間における前記カメラ及び前記ロボットアームの動作を再現する
処理を実行する、制御方法。
【0139】
［付記Ｆ１］
カメラが接続されたロボットアームを有するロボットカメラと、
前記カメラ及び前記ロボットアームの動作を制御するための制御部と、を備え、
前記制御部は、所定の操作を受け付けたとき、前記ロボットアームによる前記カメラの移動、前記カメラのパン・チルト、前記カメラのズーム、前記カメラのフォーカス、及び前記カメラの水平制御のうち少なくとも１つを自動的に制御する
ロボティックスカメラワークシステム。
［付記Ｆ２］
カメラが接続されたロボットアームを有するロボットカメラの動作を制御するための制御装置であって、
所定の操作を受け付けたとき、前記ロボットアームによる前記カメラの移動、前記カメラのパン・チルト、前記カメラのズーム、前記カメラのフォーカス、及び前記カメラの水平制御のうち少なくとも１つを自動的に制御する制御部を備える、
制御装置。
［付記Ｆ３］
カメラが接続されたロボットアームを有するロボットカメラの動作を制御するためのコンピュータが、
所定の操作を受け付けたとき、前記ロボットアームによる前記カメラの移動、前記カメラのパン・チルト、前記カメラのズーム、前記カメラのフォーカス、及び前記カメラの水平制御のうち少なくとも１つを自動的に制御する
処理を実行する、制御方法。
カメラが接続されたロボットアームを有するロボットカメラと、
前記カメラ及び前記ロボットアームの動作を制御するための制御部と、を備え、
前記制御部は、所定の操作を受け付けたとき、前記ロボットアームによる前記カメラの移動、前記カメラのパン・チルト、前記カメラのズーム、前記カメラのフォーカス、及び前記カメラの水平制御のうち少なくとも１つを自動的に制御する
ロボティックスカメラワークシステム。
［付記Ｆ２］
カメラが接続されたロボットアームを有するロボットカメラの動作を制御するための制御装置であって、
所定の操作を受け付けたとき、前記ロボットアームによる前記カメラの移動、前記カメラのパン・チルト、前記カメラのズーム、前記カメラのフォーカス、及び前記カメラの水平制御のうち少なくとも１つを自動的に制御する制御部を備える、
制御装置。
［付記Ｆ３］
カメラが接続されたロボットアームを有するロボットカメラの動作を制御するためのコンピュータが、
所定の操作を受け付けたとき、前記ロボットアームによる前記カメラの移動、前記カメラのパン・チルト、前記カメラのズーム、前記カメラのフォーカス、及び前記カメラの水平制御のうち少なくとも１つを自動的に制御する
処理を実行する、制御方法。
【0140】
［付記Ｇ１］
付記Ａ５、Ｂ４、Ｃ３、Ｄ４、Ｅ３、Ｆ３のいずれか１つに記載の制御方法をコンピュータに実行させる、プログラム。
［付記Ｇ２］
付記Ａ５、Ｂ４、Ｃ３、Ｄ４、Ｅ３、Ｆ３のいずれか１つに記載の制御方法をコンピュータに実行させるプログラムが格納された、非一時的なコンピュータ可読記録媒体（Non-transitory computer-readable storage medium）。
付記Ａ５、Ｂ４、Ｃ３、Ｄ４、Ｅ３、Ｆ３のいずれか１つに記載の制御方法をコンピュータに実行させる、プログラム。
［付記Ｇ２］
付記Ａ５、Ｂ４、Ｃ３、Ｄ４、Ｅ３、Ｆ３のいずれか１つに記載の制御方法をコンピュータに実行させるプログラムが格納された、非一時的なコンピュータ可読記録媒体（Non-transitory computer-readable storage medium）。
【符号の説明】
【0141】
１０ 制御装置
１１ 制御部
１１１ 可動域拡張機能
１１２ パン軸変換機能
１１３ 揺れ戻し回避機能
１１４ 対象追従／追尾機能
１１５ シーントレース機能
１１６ 水平補正機能
１１７ アシスト機能
１２ 記憶装置
１２ａ プログラム
１２１ 領域情報
１２２ 補助機能設定テーブル
１３ 通信インターフェース
１４ 記録媒体
２０ ロボットカメラ
２１ カメラ
２２ ロボットアーム
２３ ベース
３０ コントロールシステム
３１ コントローラ
３２ａ、３２ｂ、３２ｃ ディスプレイ
４０ 撮影対象
Ａ１、Ａ２ アーム部
ＡＸ 光軸
ＡＢｏ、ＡＢｃ 緩衝領域
ＡＬｏ、ＡＬｃ 制限領域
ＢＰ 基点
Ｂｉ、Ｂｏ、ＢＣｉ、ＢＣｏ 境界
ＩＳ 撮影範囲
Ｊ１、Ｊ２、Ｊ３、Ｊ４、Ｊ５、Ｊ６ 関節部
ＬＳ 限界曲面
Ｍ１、Ｍ２、ＯＢＪ 被写体
ＴＲ 移動軌跡
Ｖ、Ｖ０、Ｖ１、Ｖ２、Ｖ３ 移動ベクトル
ｇ０、ｇ１、ｇ２、ｇ３ 法線成分
ｔ、ｔａ、ｔｂ 回転角
１１ 制御部
１１１ 可動域拡張機能
１１２ パン軸変換機能
１１３ 揺れ戻し回避機能
１１４ 対象追従／追尾機能
１１５ シーントレース機能
１１６ 水平補正機能
１１７ アシスト機能
１２ 記憶装置
１２ａ プログラム
１２１ 領域情報
１２２ 補助機能設定テーブル
１３ 通信インターフェース
１４ 記録媒体
２０ ロボットカメラ
２１ カメラ
２２ ロボットアーム
２３ ベース
３０ コントロールシステム
３１ コントローラ
３２ａ、３２ｂ、３２ｃ ディスプレイ
４０ 撮影対象
Ａ１、Ａ２ アーム部
ＡＸ 光軸
ＡＢｏ、ＡＢｃ 緩衝領域
ＡＬｏ、ＡＬｃ 制限領域
ＢＰ 基点
Ｂｉ、Ｂｏ、ＢＣｉ、ＢＣｏ 境界
ＩＳ 撮影範囲
Ｊ１、Ｊ２、Ｊ３、Ｊ４、Ｊ５、Ｊ６ 関節部
ＬＳ 限界曲面
Ｍ１、Ｍ２、ＯＢＪ 被写体
ＴＲ 移動軌跡
Ｖ、Ｖ０、Ｖ１、Ｖ２、Ｖ３ 移動ベクトル
ｇ０、ｇ１、ｇ２、ｇ３ 法線成分
ｔ、ｔａ、ｔｂ 回転角
【図1】
【図2】
【図3A】
【図3B】
【図4A】
【図4B】
【図5A】
【図5B】
【図5C】
【図5D】
【図6A】
【図6B】
【図7A】
【図7B】
【図8】
【図9A】
【図9B】
【図10】
【図11A】
【図11B】
【図12A】
【図12B】
【図12C】
【図13A】
【図13B】
【図13C】
【図14A】
【図14B】