自动跟踪摄像装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种自动跟踪摄像装置，其能够通过单一摄像部同时取得光轴一致的广角图像及长焦图像，且能够利用长焦图像可靠地捕捉跟踪对象的物体。本发明专利技术的优选方式所涉及的自动跟踪摄像装置由如下构成：摄影光学系统(12)，由配置于共用的光轴上的广角光学系统即中央光学系统及长焦光学系统即环状光学系统构成；指向性传感器(17)，分别对经由广角光学系统及长焦光学系统入射的光束进行光瞳分割后而选择性地受光；平摇/俯仰机构(32)；物体检测部(50)，至少根据图像取得部(22)从指向性传感器(17)所取得的广角图像及长焦图像中的广角图像来检测跟踪对象的物体；及平摇/俯仰控制部(60)，根据由物体检测部(50)检测到的物体的图像中的位置信息来控制平摇/俯仰机构(32)。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种自动跟踪摄像装置，尤其涉及一种能够同时拍摄广角图像及长焦图像的自动跟踪摄像装置。
技术介绍
以往，作为能够同时拍摄广角图像及长焦图像的自动跟踪摄像装置，有专利文献1、2中所记载的自动跟踪摄像装置。专利文献1、2中所记载的系统均具备拍摄广角图像的广角摄像机及搭载于电动云台(平摇/俯仰装置)的拍摄长焦图像的长焦摄像机，且具有如下基本结构：从利用广角摄像机所拍摄的广角图像检测跟踪对象的物体，并根据检测到的物体在广角图像中的位置信息对电动云台进行转动控制，利用长焦摄像机自动跟踪物体并进行长焦拍摄。并且，提出有如下追踪系统：将具备光学系统和图像传感器的摄像机安装于平摇/俯仰基座，并控制平摇/俯仰基座，以使在摄像机的视野的中心捕捉被追踪的物体(OBT)，所述光学系统中，圆形中央部分的窄角的透镜部与包围该圆形中央部分的环状部分的广角的透镜部同轴配置，所述图像传感器具有通过窄角的透镜部成像有窄角图像的中央区域及通过广角的透镜部成像有广角图像的周边区域(专利文献3)。由此，即使OBT从窄角图像丢失，也能够通过广角图像来捕捉OBT，且不会发生追踪丢失(tracking dropout)。并且，由加利福尼亚大学圣迭戈分校(UCSD)的Joseph Ford提出有可以观察广角图像及长焦图像的接触透镜(非专利文献1)。如果将该接触透镜的结构用于摄像机，有能够得到广角图像及长焦图像的可能性。以往技术文献专利文献专利文献1：日本特开平11-69342号公报专利文献2：日本特开2006-33224号公报专利文献3：日本专利公表2003-510666号公报非专利文献非专利文献1：“Photonic Systems Integration Laboratory”，网址＜U RL：http：//psilab.ucsd.edu/research/Telescopic Contact Lens/main.html＞专利技术概要专利技术要解决的技术课题专利文献1、2中所记载的系统均将具备2台独立的广角摄像机及长焦摄像机作为基本结构，因此系统存在价格昂贵且大型化的问题。并且，广角摄像机与长焦摄像机的光轴并非共用，在各自所拍摄的广角图像及长焦图像中产生视差，因此如果不使用物体的距离信息进行视差校正，(原理上)就无法进行正确的物体的跟踪。而且，由于广角摄像机被固定，因此存在若物体超出广角图像的视角而移动，则无法跟踪物体的问题。另一方面，关于专利文献3中所记载的追踪系统，平滑地连接通过圆形中央部分的窄角的透镜部拍摄的窄角图像与通过环状部分的广角的透镜部拍摄的广角图像(畸变像差未被校正的鱼眼图像)这样的光学系统在设计上存在困难，且存在难以对窄角图像与广角图像的边界部分的OBT进行追踪的问题。即，导致窄角图像与广角图像在图像传感器上重叠(冲突)。若为了避免这种情况而设置光学遮挡/分离机构，则广角图像会变成环状，广角图像的中心部分欠缺而无法进行摄影。并且，将圆形中央部分作为长焦透镜，将环状部分作为广角透镜时，平滑地连接通过这些透镜拍摄的长焦图像与广角图像这样的光学系统在设计上存在困难，而且在长焦图像与广角图像的边界产生未被拍摄的区域。非专利文献1中所记载的接触透镜，虽然可以解决广角图像与长焦图像的视差的问题，但为了分开获得广角图像及长焦图像这2个图像需要切换快门，因此系统变得复杂。而且，无法在同一时刻取得两图像，因此存在在取得长焦图像的期间无法取得广角图像的信息，且追踪的精度下降的缺点。本专利技术是鉴于这种情况而完成的，其目的在于提供一种能够通过单一摄像部同时取得光轴一致的广角图像及长焦图像，且能够以长焦图像可靠地捕捉跟踪对象的物体的小型且廉价的自动跟踪摄像装置。用于解决技术课题的手段为了实现上述目的，本专利技术的一方式所涉及的自动跟踪摄像装置具备：摄影光学系统，由中央部的第1光学系统及第2光学系统构成，这些光学系统中的一个为广角光学系统，另一个为长焦光学系统，所述第2光学系统设置于第1光学系统的周边部且具有与第1光学系统相同的光轴；指向性传感器，具有由二维状排列的光电转换元件构成的多个像素，且分别对经由广角光学系统及长焦光学系统入射的光束进行光瞳分割后而选择性地受光；平摇/俯仰机构，使包含摄影光学系统及指向性传感器的摄像部沿水平方向及垂直方向转动；图像取得部，从指向性传感器分别取得经由广角光学系统而受光的广角图像及经由长焦光学系统而受光的长焦图像；物体检测部，至少根据图像取得部所取得的广角图像及长焦图像中的广角图像来检测跟踪对象的物体；及平摇/俯仰控制部，根据由物体检测部检测到的物体的图像中的位置信息来控制平摇/俯仰机构。根据本专利技术的一方式，通过包含上述结构的摄影光学系统及指向性传感器的摄像部(单一摄像部)，能够同时取得光轴共用的广角图像及长焦图像，至少根据广角图像检测跟踪对象的物体，并根据检测到的物体的图像中的位置信息来控制平摇/俯仰机构，由此能够使物体进入长焦图像内(进行自动跟踪)，并且，即使物体快速移动也能够通过广角图像捕捉物体，因此不会发生追踪丢失。本专利技术的另一方式所涉及的自动跟踪摄像装置中，优选具备记录部，所述记录部至少记录图像取得部所取得的广角图像及长焦图像中的长焦图像。由此，能够通过由记录部所记录的长焦图像确认所希望的物体。本专利技术的又一方式所涉及的自动跟踪摄像装置中，优选物体检测部至少根据图像取得部连续取得的广角图像及长焦图像中的广角图像来检测运动物体，并将检测到的运动物体作为跟踪对象。跟踪对象的物体为移动的物体，因此能够通过检测运动物体来检测所希望的物体。本专利技术的又一方式所涉及的自动跟踪摄像装置中，优选物体检测部至少根据图像取得部所取得的广角图像及长焦图像中的广角图像识别特定物体，并将所识别的特定物体作为跟踪对象的物体。例如，特定物体为人物时，能够通过识别人物或人物的脸部，检测跟踪对象的物体。本专利技术的又一方式所涉及的自动跟踪摄像装置中，优选平摇/俯仰控制部根据由物体检测部检测到的物体在图像中的位置信息来控制平摇/俯仰机构，并使检测到的物体至少进入长焦图像的视角。此时，可以控制平摇/俯仰机构，以使检测到的物体到达长焦图像的中心，也可以控制平摇/俯仰机构，以使检测到的物体进入长焦图像的中心附近的一定范围内。本专利技术的又一方式所涉及的自动跟踪摄像装置中，优选物体检测部具有根据图像取得部所取得的长焦图像检测物体的第1物体检测部及根据图像取得部所取得的广角图像检测物体的第2物体检测部，平摇/俯仰控制部根据第1物体检测部检测到的物体的长焦图像中的位置信息来控制平摇/俯仰机构，第1物体检测部未能检测到物体时，根据第2物体检测部检测到的物体在广角图像中的位置信息来控制平摇/俯仰机构。根据本专利技术的又一方式，能够根据长焦图像检测物体时，根据其检测到的物体在长焦图像中的位置信息来控制平摇/俯仰机构，因此能够进行高精度的自动跟踪，另一方面，未能根据长焦图像检测到物体时，基于根据广角图像检测到的物体在广角图像中的位置信息来控制平摇/俯仰机构，虽然与基于长焦图像中的位置信息进行的平摇/俯仰机构的控制相比自动跟踪的精度下降，但不会发生追踪丢失。本专利技术的又一方式所涉及的自动跟踪摄像装置中，优选具备选择第1跟踪模本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种自动跟踪摄像装置，其具备：摄影光学系统，由中央部的第1光学系统及第2光学系统构成，这些光学系统中的一个为广角光学系统，另一个为长焦光学系统，所述第2光学系统设置于所述第1光学系统的周边部且具有与所述第1光学系统相同的光轴；指向性传感器，具有由二维状排列的光电转换元件构成的多个像素，且分别对经由所述广角光学系统及所述长焦光学系统入射的光束进行光瞳分割后而选择性地受光；平摇/俯仰机构，使包含所述摄影光学系统及指向性传感器的摄像部沿水平方向及垂直方向转动；图像取得部，从所述指向性传感器分别取得经由所述广角光学系统而受光的广角图像及经由所述长焦光学系统而受光的长焦图像；物体检测部，至少根据所述图像取得部所取得的广角图像及长焦图像中的广角图像来检测跟踪对象的物体；以及平摇/俯仰控制部，根据由所述物体检测部检测到的物体在图像中的位置信息来控制所述平摇/俯仰机构。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.02.18 JP 2014-0283391.一种自动跟踪摄像装置，其具备：摄影光学系统，由中央部的第1光学系统及第2光学系统构成，这些光学系统中的一个为广角光学系统，另一个为长焦光学系统，所述第2光学系统设置于所述第1光学系统的周边部且具有与所述第1光学系统相同的光轴；指向性传感器，具有由二维状排列的光电转换元件构成的多个像素，且分别对经由所述广角光学系统及所述长焦光学系统入射的光束进行光瞳分割后而选择性地受光；平摇/俯仰机构，使包含所述摄影光学系统及指向性传感器的摄像部沿水平方向及垂直方向转动；图像取得部，从所述指向性传感器分别取得经由所述广角光学系统而受光的广角图像及经由所述长焦光学系统而受光的长焦图像；物体检测部，至少根据所述图像取得部所取得的广角图像及长焦图像中的广角图像来检测跟踪对象的物体；以及平摇/俯仰控制部，根据由所述物体检测部检测到的物体在图像中的位置信息来控制所述平摇/俯仰机构。2.根据权利要求1所述的自动跟踪摄像装置，其具备：记录部，至少记录所述图像取得部所取得的广角图像及长焦图像中的长焦图像。3.根据权利要求1或2所述的自动跟踪摄像装置，其中，所述物体检测部至少根据所述图像取得部连续取得的广角图像及长焦图像中的广角图像来检测运动物体，并将所检测到的所述运动物体作为跟踪对象的物体。4.根据权利要求1或2所述的自动跟踪摄像装置，其中，所述物体检测部至少根据所述图像取得部所取得的广角图像及长焦图像中的广角图像来识别特定物体，并将所识别到的所述特定物体作为跟踪对象的物体。5.根据权利要求1至4中任一项所述的自动跟踪摄像装置，其中，所述平摇/俯仰控制部根据由所述物体检测部检测到的物体在图像中的位置信息来控制所述平摇/俯仰机构，以使所检测到的所述物体至少进入所述长焦图像的视角。6.根据权利要求1至5中任一项所...

【专利技术属性】
技术研发人员：小野修司，
申请(专利权)人：富士胶片株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP