映像の収録装置及び再生装置
【課題】 訓練装置の利用者の模擬移動速度が変化した場合、従来は、利用者に違和感を与えないコマ送り等の無い映像を得るためには高度で複雑な補正編集作業を行う必要があった。
【解決手段】 車両１に撮影部３と記録装置４とともに車輪８と回転角度検出器９とからなる移動距離検出手段を設け、予め設定した移動距離間隔を該移動距離検出手段が検出することにより撮影部３が設定間隔ごとに映像を撮影し、画像情報とともに該映像を撮影した時の移動距離に関する移動距離情報を関連付けた映像データを記録装置４に記録する。映像の再生時には、訓練装置における模擬移動距離に対応する上記移動距離情報と関連付けた画像情報を表示する。
【解決手段】 車両１に撮影部３と記録装置４とともに車輪８と回転角度検出器９とからなる移動距離検出手段を設け、予め設定した移動距離間隔を該移動距離検出手段が検出することにより撮影部３が設定間隔ごとに映像を撮影し、画像情報とともに該映像を撮影した時の移動距離に関する移動距離情報を関連付けた映像データを記録装置４に記録する。映像の再生時には、訓練装置における模擬移動距離に対応する上記移動距離情報と関連付けた画像情報を表示する。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、映像の収録装置及び再生装置に関し、特に映像を利用して訓練効果を高める訓練装置において利用する映像の再生速度が任意に変化しても画質が衰えない映像を得る映像の収録装置及び再生装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】映像を利用することにより訓練効果を高めるものとして、自動車やオートバイなどの運転を模擬する各種シミュレータや自転車やジョギング、マラソン等の屋外での移動運動競技を屋内にて模擬するトレーニング装置などに映像表示手段を設け、利用者の動作に合わせて映像を変化させることにより訓練効率を高めようとするものがある。運転を模擬する各種シミュレータにおいてはコンピュータグラフィック（以下、ＣＧと略す）を用いることが多いが、移動運動競技を模擬するトレーニング装置においては、ＣＧではなく実際に屋外で撮影した映像（以下、実写映像とする）を用いることによって、室内での運動であってもより現実に近い感覚を得ようとするものがある。
【０００３】実開昭６３−２６３６２号公報では、例えばサイクリングを模擬するトレーニングマシンに利用者の運動速度を検出する手段を設け、予め景色を撮影した実写映像を再生する手段を設けるとともに、検出した運動速度に応じて実写映像の再生手段の再生速度を遅速調整する手段が提案されている。
【０００４】再生用の映像として実写映像を用いる場合、人が実際にビデオカメラなどの収録装置を保持し、あるいは、自動車などの移動手段に収録装置を設けて、移動しながら収録装置を動作することにより収録しているため、連続した風景の実写映像（以下、移動風景映像とする）を利用者の運動速度に比例して再生する場合、再生時の映像の品質、いわゆる画質は収録時の移動速度（以下、収録速度とする）の安定性に大きく依存すると言える。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】上述した従来の収録装置は、例えばビデオテープを媒体とするビデオテープレコーダを用いており、ビデオテープレコーダで収録した１コマに該当する映像データを１フレームとすると毎秒３０フレームを収録している。人間の目には毎秒３０フレームの再生であれば連続した映像として映るが毎秒１０フレーム以下になるといわゆるコマ送りの映像として認識すると言われている。再生装置としては収録装置と同様に毎秒３０フレームで再生を行うのが一般的である。
【０００６】言い換えると、室内の運動であってもより現実に近い感覚を与えるために実写映像を使用しても、収録速度より再生速度がかなり遅い場合にはコマ送りが生じるため、かえって違和感を与える映像となる。
【０００７】また、一般道路上を移動して収録する場合、信号などの障害物や危険な状態を回避するために減速や停止あるいは加速をせざるを得ず、収録時の収録速度を厳密に一定とすることはできない。従って、収録速度自体に変動があるため、たとえ再生速度を収録速度と同一にしても、収録時の加速、減速及び停止を考慮して事前に映像データに対する補正編集作業を行う必要が生じる。補正編集作業には時間が掛かり編集に必要な機材は特殊で高価なため、制作コストが高価となり手軽に映像を編集することができない。
【０００８】更に、訓練装置としての趣旨から映像の再生速度が一定ではなく変動することもあるが、変動する再生速度を予測して事前の補正編集作業を行うことは困難である。
【０００９】以上述べたように、利用者がより現実に近い感覚を得るためには収録した移動風景映像をそのまま使用できないという不具合が生じる。本発明の目的は、上記問題点を解決し、高度で複雑な補正編集作業を行う必要がなく、再生速度を変化させてもコマ送り等が生じない映像を提供することができる映像の収録装置及び再生装置を提供することにある。
【００１０】また、本発明の他の目的は、映像とともに収録状況を収録し、映像の再生時に収録状況を具象化することができる映像の収録装置及び再生装置を提供することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】本発明の映像の収録装置は、撮影手段と記録手段を搭載して移動する移動手段と、該移動手段に設けられ、該移動手段の移動距離を検出する移動距離検出手段を含む該移動手段の移動情報を検出する移動情報検出手段と、予め設定した移動距離間隔を該移動距離検出手段が検出すると、前記撮影手段が映像を撮影し、撮影した映像による画像情報に該映像を撮影した時の前記移動距離に関する移動距離情報を関連付けるとともに映像データとして前記記録装置に記録するように該撮影手段、記録手段、移動情報検出手段を制御する制御手段とを有する。
【００１２】また、本発明の映像の再生装置は、上記映像の収録装置を用いて収録した、互に関連付けられた画像情報と移動距離情報とを含む映像データを記録している映像データ保有手段と、該映像データ保有手段の映像データを再生データに変換して格納する再生データ保有手段と、該再生データ保有手段が有する画像情報を再生する映像投影手段と、該映像投影手段により再生される該再生データの画像情報を映しだす投影部と、上部に利用者を載置し、該利用者の移動を模擬する機能を有する架台と、該架台上での該利用者の模擬移動距離を検出する模擬移動距離検出手段とを備え、前記映像投影手段は、前記模擬移動距離が前記再生データ保有手段が有している移動距離情報と一致した場合、または、前記模擬移動距離が前記再生データ保有手段が有している移動距離情報と一致するまで、該移動距離情報と同一の番地番号を有する画像情報を前記投影部に再生するものである。
【００１３】本発明によれば、一定時間ごとではなく、一定移動距離ごとに画像を収録し、収録する画像情報と移動距離情報に同一の番地番号を付与し映像データとして蓄積し、再生データとして利用する。再生データは一定移動距離ごとに更新される。更新データからの画像再生は一定時間ごとでよい。再生速度が広範囲に変化しても高度で複雑な補正編集作業を行う必要がなく、コマ送り等のない映像を得ることができる。
【００１４】
【発明の実施の形態】図１から図６を用いて本発明の一実施例による映像の収録装置及び再生装置を説明する。
【００１５】図１は、本発明の一実施例における映像の収録装置の概略全体図である。図１に示す映像の収録装置は、移動手段として車両１を用い、車両１には移動情報を検出する移動情報検出部２と車両１の移動方向前方の風景を撮影する撮影部３が設けてあり、移動情報検出部２と撮影部３から得た情報を車両１に積み込んだ制御ユニット４に格納する。
【００１６】移動情報として得られるものは、車両１が路面を走行する場合の路面の起伏（勾配）、カーブや交差点などのコーナ部を走行する場合のハンドル５の回転角度、車両１の走行距離及び走行速度が挙げられる。
【００１７】車両１に設けた移動情報検出部２は上記各走行情報を検出するものであり、車両１の上部に傾斜センサ６を設け路面の起伏を勾配値として検出する。また、車両１のハンドル５に設けた舵取り量検出器７によりハンドル５の回転角度を検出する。更に、従来からある４車輪とは別に、車両１の後部に車両１の移動に従動して回転する車輪８を設け、車輪８には車輪８の回転角を検出する回転角度検出器９を設け、予め計測した車輪８の外周値と回転角度検出器９が所定の回転角度を検出した際に出力するパルス信号から走行距離及び走行速度を検出する。
【００１８】車両１の前方に設けた撮影部３には後で説明するカメラ姿勢制御装置１０上にジャイロ１１を設けたカメラ１２が設けてあり、車両１の移動方向前方の風景を撮影する。
【００１９】図２は図１に示す実施例における制御ユニット４の詳細を示す図である。図２に示すように、制御ユニット４は撮影コントローラ部１３とカメラ姿勢コントローラ部１４からなり記録装置１５に情報を格納する。
【００２０】撮影コントローラ部１３は、回転角度検出器９からの例えばパルス出力信号を取り込むインターフェース（以下、Ｉ／Ｆと略す）カウンタ１６、傾斜センサ６からの例えばアナログ出力を取り込むためのＡ／Ｄ変換器１７、カメラ１２で撮影した映像を取り込み例えばデジタル画像として画像情報の圧縮・伸長を行うビデオＩ／Ｆ１８、ビデオＩ／Ｆ１８により作成されたデジタル画像の情報を記録装置１５に出力するための記録装置Ｉ／Ｆ１９、各Ｉ／Ｆを制御し走行距離と走行速度を演算する中央演算装置（以下、ＣＰＵと略す）２０を有する。ＣＰＵ２０の指令によりＤＰＲＡＭ Ｉ／Ｆ２１は後述するカメラ姿勢コントローラ部１４のＤＰＲＡＭ Ｉ／Ｆ２２と情報を送信ないし受信する高速通信を行える。
【００２１】カメラ姿勢コントローラ部１４は、舵取り量検出器７からの舵取り量を取り込む舵取り検出Ｉ／Ｆ２３、カメラ１２に設けたジャイロ１１からの出力を取り込むジャイロＩ／Ｆ２４、カメラ姿勢制御装置１０に指令を送るモータコントローラ２５、各Ｉ／Ｆを制御し各種補正を行うＣＰＵ２６を有する。ＣＰＵ２６の指令によりＤＰＲＡＭ Ｉ／Ｆ２２は上述したＤＰＲＡＭ Ｉ／Ｆ２１と情報を送信ないし受信する高速通信を行える。
【００２２】なお、ＣＰＵ２０，２６はそれぞれＢＵＳを介して各種Ｉ／Ｆと情報をやり取りしており、互いにＤＰＲＡＭ Ｉ／Ｆ２１及び２２を介して各種情報を得ることができるが、使用するＢＵＳの種類によってはＤＰＲＡＭ Ｉ／Ｆ２１及び２２を用いず、ＢＵＳ自体を一つにしＢＵＳを介して互いに情報をやり取りしてもよく、ＣＰＵの性能によってはＣＰＵ自体をどちらかひとつにしてもよい。また、記録装置１５は、ハードデイスクまたは光磁気デイスク等の高速に記録及び読み出しが可能なデイジタル記録装置が特に適している。
【００２３】車両１が走行を開始すると、車輪８が回転し回転角度検出器９が所定の回転角度につき１パルスをＩ／Ｆカウンタ１６に出力する。車輪８の外周は予め計測により求めてあり、Ｉ／Ｆカウンタ１６からパルス数をＣＰＵ２０が受け取るとともに走行距離を算出することができる。また、ＣＰＵ２０はＩ／Ｆカウンタ１６から受け取る単位時間あたりのパルス数から（本実施例では利用していないが）走行速度を算出することができる。
【００２４】予め設定しておいた移動距離に到達した時点で、ビデオＩ／Ｆ１８に対してＣＰＵ２０が撮影及び取り込み画像情報の圧縮処理を指令する。カメラ１２から画像情報を取り込み、ビデオＩ／Ｆ１８から圧縮処理が終了したことを示す信号をＣＰＵ２０が受け取ると、圧縮された画像情報とともに傾斜センサ６が検出した走行路面の勾配値も記録装置Ｉ／Ｆ１９を介して記録装置１５に記録する。この時、記録した画像情報と勾配値にはそれぞれ同一の番地番号が付与され１フレーム分の映像データとなる。映像データが１フレーム分づつシリアルな番地番号を付して記録されれば、番地番号は移動距離を表すデータでもある。もちろん番地番号と別に移動距離を表す情報を記録してもよい。
【００２５】例えば、２０ｃｍ間隔で１０ｋｍを収録する場合には、車両１が２０ｃｍ移動するごとにカメラ１２が撮影を行う。記録装置Ｉ／Ｆ１９を介して映像データを記録装置１５に記録するとともに、ＣＰＵはＡ／Ｄ変換器１７を介して傾斜センサ６の出力を取り込み勾配値を算出して記録装置１５に記録する。１０ｋｍの距離を撮影した場合には記録装置１５に５００００フレームの画像情報と勾配データから成る映像データが記録され、画像情報と勾配データにはそれぞれ１番地から５００００番地までの同一の番地番号が付与される。
【００２６】以上のようにして算出した走行距離、走行速度、勾配値はＤＰＲＡＭ Ｉ／Ｆ２１に常時書き込まれており、カメラ姿勢コントローラ部１４のＣＰＵ２６はＤＰＲＡＭ Ｉ／Ｆ２２を介して常時利用することができる。
【００２７】ＣＰＵ２６は、舵取り検出Ｉ／Ｆ２３を介して得た車両１がコーナ部等を曲がる時の舵取り量と、ジャイロＩ／Ｆ２４を介して得たジャイロ１１からの出力とを得る。更に、以下で説明するカメラ姿勢制御装置１０に対してドライバコントローラ２５を介して指令を行う。
【００２８】図３を用いてカメラ姿勢制御装置１０の詳細を説明する。カメラ姿勢制御装置１０は、車両１が移動しながら撮影を行ってもカメラ１２の撮影視野中心が再生時に必要な視線となるようカメラ１２の姿勢を保つものである。
【００２９】図３に示すように、車両１の前方上部にベースブラケット３０を設けベースブラケット３０上に設けた回転直動変換ギア３１を介して支持テーブル３２が設けてある。回転直動変換ギア３１は回転位置検出器付きモータ３３に接続している。ドライバコントローラ２５がドライバ３４を制御して回転位置検出機能を有するモータ３３を駆動することにより、回転直動変換ギア３１を介して支持テーブル３２は高さ方向に移動する。
【００３０】支持テーブル３２の上部には連結棒３４及びウォームギア３５が固定して設けてある。ウォームギア３５に設けたボールネジ３６には可動ナット３７が設けてあり、可動ナット３７の上部にはガタの少ない回転可能なヒンジ３８ａが設けてある。連結棒３４の上部にはガタの少ない回転可能なヒンジ３８ｂが設けてあり、ヒンジ３８ａ，３２ｂにより回転テーブル３９が保持されている。
【００３１】ウォームギア３５には回転位置検出機能を有するモータ４０が設けてあり、ドライバコントローラ２５はドライバ４１を介してモータ４０を駆動制御する。モータ４０を駆動することによりウォームギア３５がボールネジ３６を回転させ、可動ナット３７が上下方向に移動する。このため、回転テーブル３９を保持するヒンジ３８ｂと連結棒３４との接続点を支点として回転テーブル３９のあおり角を変化させることができる。
【００３２】回転テーブル３９は下部支持体と上部支持体とを回転可能に連結する回転部を有しており回転テーブル３９の下部支持体には回転位置検出機能を有するモータ４２が設けてある。ドライバコントローラ２５がドライバ４３を介してモータ４２を駆動制御する。モータ４２を駆動することにより回転テーブル３９の上部支持体が回転部の軸を中心として支持面内で回転することができる。ドライバコントローラ２５が回転テーブル３９の位置を制御することによってカメラ１２の姿勢を制御する。
【００３３】回転テーブル３９の上部支持体にはカメラ固定治具４４を介してジャイロ１１を設けたカメラ１２が固定されている。カメラ１２に設けたジャイロ１１は、Ｘ−Ｙ−Ｚ−Θ軸方向の絶対位置を基準としカメラ１２の傾きをＸ−Ｙ−Ｚ−Θ軸方向に分解して角度値として検出し、検出結果をジャイロＩ／Ｆ２４を介してＣＰＵ２６に出力する。ジャイロ１１により検出された角度値によりＣＰＵは実際にカメラ１２の姿勢を検出しつつ、制御を行うことができる。ジャイロ１１の代わりに水平方向と垂直方向の傾斜センサを組み合わせてカメラ１２の姿勢を検出してもよい。
【００３４】以上述べたように、カメラ姿勢制御装置１０とジャイロ１１により常時カメラ１２の姿勢を検出及び制御することができるため、カメラ１２の撮影視線を任意の位置とすることができる。
【００３５】カメラ１２の撮影視線の位置は次の要因によって決定する。１つは車両１に設けたカメラ１２の地上からの高さ（視線高さ）であり、もう１つは回転テーブル３９（すなわちカメラ１２）のＸ−Ｙ−Ｚ軸方向の傾き（視線角度）である。
【００３６】例えば身長１７０ｃｍの人間の目の高さで撮影を行うものとすると、地上から１７０ｃｍの高さにカメラ１２の視線高さを設定する指令をＣＰＵ２６が行い、カメラ姿勢制御装置１０によってカメラ１２の視線高さを調整する。
【００３７】仮に平坦部を走行中の人間が１０ｍ前方の地面を視野の中心にしているとする。平坦部上の走行者の姿勢を仮に地面に対して垂直とする。上り坂を走行する際、地面に対して垂直な姿勢を保つと重心が後方に傾いてしまう。そこで、自然に走行者は地面に対する垂直方向より前方に傾く姿勢を取る。この時、走行者の視野中心は１０ｍよりも手前の地面となる。下り坂の走行時には上り坂とは逆の状況となり、１０ｍよりも先の地面を視野中心として風景を見ている。
【００３８】しかし、カメラ１２の視線角度が初期設定時のまま、つまり、車両１に対して平坦部走行時と同じ視線角度を保っていると、上り始めの視野中心位置は人間と同じだが、坂の途中では１０ｍ前方、坂の頂上付近では１０ｍより先の地面となり、撮影した風景と人間の目で見た風景とは異なる。同様に下り坂の途中では１０ｍ前方、下り坂の終点付近では１０ｍより手前の地面となり、やはり人間の目で見た風景と異なるため映像再生時に違和感が生じる。
【００３９】従って、人間が視野中心を移動させるのと同じように、車両１が走行する地面の勾配に合わせてカメラ１２の撮影視線の位置を変更する必要が生じる。曲がり角等において、走行者の視野は例えば１０ｍ先の走行予定地点を向くのに対し、車両の向きは走行軌跡のほぼ接線方向である。従って、この場合も撮影視線の位置を変更する必要が生じる。
【００４０】次に、ジャイロ１１により検出されるカメラ１２のＸ−Ｙ−Ｚ軸方向の変化量に基づいて撮影視線の方向を変更する手段について説明する。なお、説明の便宜上、Ｘ−Ｙ−Ｚ軸方向の変化量をＺ軸方向（上下方向）次いでＸ−Ｙ平面方向（水平方向）に分け、以下具体的に説明する。
【００４１】例えば、平坦部走行時のカメラ１２が１０ｍ先の地面中央部を視野中心としている場合、カメラ１２の上下方向の姿勢はジャイロ１１により角度値Ａ（ｄｅｇ）で表すことができる。
【００４２】車両１が平坦部を走行中に傾斜センサ６が検出した勾配値を勾配データαとすると、勾配データαに変化が生じる、すなわち、上り坂あるいは下り坂を走行している時の変化分を変化量Δａとして表す。ＣＰＵ２６は変化量Δａに係数Ｊを掛けて補正量ＪΔａを算出し、カメラ姿勢制御装置１０によりカメラ１２の上下方向の角度を角度値Ａ＋ＪΔａ（ｄｅｇ）として調整することができる。なお、係数Ｊは走者の走行速度や走行姿勢によって変化するものであり、発明者らは０．３〜０．７を用いた。
【００４３】一方、カメラ１２の水平方向の姿勢はジャイロ１１により角度値Ｂ（ｄｅｇ）で表すことができる。車両１の直進時に舵取り量検出器９が検出するハンドル５の舵取り角度を角度値βとすると、角度値βに変化が生じる、すなわち、曲がり角を車両１が曲がっている時の変化分を変化量Δｂとして表す。ＣＰＵ２６は変化量Δｂに係数Ｋを掛けて補正量ＫΔｂを算出し、カメラ姿勢制御装置１０によりカメラ１２の水平方向の角度を角度値Ｂ＋ＫΔｂ（ｄｅｇ）として調整することができる。なお、係数Ｋはハンドル５の遊び量によって変化するものであり使用する車種によって異なる。発明者らは１０前後を用いた。
【００４４】以上述べたような手段によって収録した映像の再生方法を以下図４及び図５に基づき説明する。図４R>４は、図１乃至図３に示す実施例により収録した映像を再生するモニタを有する運動訓練装置の概略図である。
【００４５】利用者５０はトレッドミル５１のベルト５２上に乗りパネル５３を操作してから走行を開始する。パネル５３には例えば訓練時の訓練速度を予め設定する設定ボタンやベルト５２を回転（移動）するモータ（図示せず）の駆動や停止、割り込みを行うスタートボタン、ストップボタン、割り込みボタンなどが設けてある。
【００４６】トレッドミル５１は、ベルト５２の回転速度及び前後方向の傾斜角度（以下、傾斜角度とする）をミル速度可変機構及びミル傾斜角度可変機構により変更可能としている。トレッドミル５１はベルト５２の回転軸（図示せず）に回転角度を検出する回転角度検出手段（図示せず）を設け、回転角度検出手段が所定の回転角度を検出した際に出力するパルス信号からベルト５２の延べ回転長さと回転速度あるいはあらかじめ利用者５０が設定した訓練速度を検出し、利用者５０の模擬走行距離及び模擬走行速度としてコントローラ５４に格納する。
【００４７】また、コントローラ５４はベルト５２の回転速度及び傾斜角度を制御し、走行速度及び傾斜角度の計測データも格納している。ここでは、１パルスにつき１０ｃｍベルト５２が回転（移動）するとして説明する。
【００４８】コントローラ５４は図１乃至図３に示す実施例において映像データを記録した記録装置１５から映像データをモニタ５５に風景５６として投影する。記録装置１５は表１に一例を示すように、映像データとしてフレーム単位で画像情報とともに路面の勾配値及び移動距離を記録している。移動距離情報は、前述のように、例えば番地番号で表されていてもよい。説明の都合上、以下番地番号と別に移動距離情報が記録されているとする。
【００４９】
【表１】
【００５０】ここで、映像データをフレームＦと呼び、フレームＦ内の画像情報を画像Ｐ、路面の勾配値を勾配Ｓ、移動距離を距離Ｄとして総称し、個々を特定する場合にはそれぞれの番地番号を添え字にて表す。例えば、フレームＦ１には画像Ｐ１、勾配Ｓ１及び距離Ｄ１が格納してあり、記録装置１５はフレームＦ１からＦｎまで映像データを記録している。なお、説明の便宜上、勾配Ｓはどの番地番号においても一定であり図１に示す車両１の移動距離が１０ｃｍごとに画像Ｐを撮影したものとする。
【００５１】コントローラ５４のＣＰＵ５８はベルト５２が１０ｃｍ移動するごとに新たなフレームＦの番地番号を指定して記録装置１５から該当するフレームＦの画像Ｐ、勾配Ｓ及び距離Ｄを読み出し、データ変換部５９に格納する。データ変換部５９に格納した画像Ｐをアクセラレータ６１がビデオＲＡＭ６０に転送し、さらにたとえば毎秒３０回ビデオＲＡＭ６０の画像Ｐをモニタ５５に表示し、風景５６として投影する。ベルト５２の移動速度によっては、同じ画像が２度表示されたり、表示されずに次のフレームに移ってしまう画像が生じるが、通常モニタ５５の画面に違和感は生じない。コントローラ５４は算出した模擬走行速度をモニタ５５の速度表示部５７に表示してもよい。
【００５２】図５は図４に示す運動訓練装置における訓練開始から終了までの概略を示す流れ図である。訓練を開始する場合（ＳＴＡＲＴ）は利用者５０がトレッドミル５１本体の電源（図示せず）を入れる（ステップＳ１）。ステップＳ２においてパネル５３のスタートボタン（図示せず）を押すとステップＳ３に進み、モニタ５５への表示とミル傾斜角度の変更を行う。この状態がトレッドミルの運動状態であり、利用者がトレッドミル上を走行し、モニタ５５の風景が変化し、必要に応じてミル傾斜角度が変化する。ステップＳ３の実行中に利用者５０がパネル５３のストップボタン（図示せず）を押すと、ステップＳ４に進みモニタ５５の表示を中止すると略同時にミル傾斜角度の変更を中止する。ステップＳ４からステップＳ５に進みトレッドミル５１本体の電源を切って訓練を終了する（ＥＮＤ）。
【００５３】次に、図５に示すステップＳ３の詳細を図６R>６を用いて説明する。流れをわかりやすくするために、勾配値の変化が無くミル傾斜角度の変更は行わないものとして説明を省略し、モニタ５５への表示部分のみを説明する。また、以上の説明では、映像収録時の基準移動距離と画像再生時の模擬移動距離が共に１０ｃｍである場合を例としたが、以下の説明では両者が異なってもよいものとする。
【００５４】利用者５０がパネル５３を使用して例えば任意の訓練速度を設定し、ステップＳ２からステップＳ３に進むと、まず、ステップＳ３０１でｎに１を代入し初期映像の投影を行う。すなわち、次のステップＳ３０２ではフレームＦ１をＣＰＵ５８が読み出しデータ変換部５９に画像Ｐ１，勾配Ｓ１及び距離Ｄ１を転送する。ステップＳ３０３ａではアクセラレータ６１がビデオＲＡＭ６０に画像Ｐ１を転送し、次にステップＳ３０３ｂでビデオＲＡＭ６０の画像Ｐ１を図４に示すモニタ５５に表示して風景５６として投影する。
【００５５】ベルト５２がモータ（図示せず）により回転し、ベルト５２の回転軸（図示せず）が所定の角度回転すると、回転角度検出手段（図示せず）がパルス信号を出力する。ここでは１回のパルス信号の出力で１０ｃｍベルト５２が移動したことを示している。
【００５６】ステップＳ３０４ではパネル５３の割り込みボタンを押したか否かを判別し、割り込みボタンを押していなければステップＳ３０５に進み、パネル５３の中止ボタンを押したか否かを判別する。中止ボタンを押していなければステップＳ３０７に進み、ＣＰＵ５８がステップＳ３０３ｂから１／３０秒以内であって、かつ、パルス信号を受け取ったかを判別し、１／３０秒以内にパルス信号を受け取ったのであればステップＳ３０８に進む。ステップＳ３０８では利用者５０が移動したとみなす模擬移動距離を算出し、ステップＳ３０９において模擬移動距離と距離Ｄ（ｎ＋１）とを比較する。模擬移動距離が距離Ｄ（ｎ＋１）以上の場合は、ステップＳ３１０でｎにｎ＋１を代入、すなわち、フレームの番地番号を１つ増やしステップＳ３０２に戻る。ビデオＲＡＭには距離Ｄ（ｎ＋１）に対応する画像Ｐｎ＋１が転送される。
【００５７】ステップＳ３０７においてステップＳ３０３ｂから１／３０秒以上経過した後でパルス信号を受け取った場合や、ステップＳ３０３ｂから１／３０秒以内にパルス信号を受け取っても、ステップＳ３０９において算出した模擬移動距離が距離Ｄ（ｎ＋１）より小さい場合は、ステップＳ３０３ｂに戻りビデオＲＡＭ６０が格納している前回表示した画像Ｐｎを再度表示する。なお、モニタ５５の表示性能はコマ送りを生じさせないために１０コマ／秒以上であればよいため、ステップＳ３０７において基準とする時間は、使用するモニタの表示性能を考慮して任意に設定すればよい。本実施例では３０コマ／秒の表示性能のモニタを用いた場合を取り上げたため基準とする時間を１／３０秒として説明するものである。
【００５８】ステップＳ３０５において押したか否かを判別する中止ボタンは、運動訓練を利用者５０が終了する場合に用いる。従って、本実施例ではステップＳ３０５において利用者５０が中止ボタンを押した場合のみステップＳ４に進むものとした。
【００５９】ステップＳ３０４において押したか否かを判別する割り込みボタンの利用は、運動訓練中に利用者５０が模擬移動速度を変更したくなった場合など、一時中断を行う際に用いる。
【００６０】例えば、利用者５０が５００ｍ模擬移動した時点で割り込みボタンを押した場合には、ベルト５２を回転（移動）するモータ（図示せず）が停止するが、ビデオＲＡＭ６０に格納してある画像Ｐ５０００をモニタ５５に表示し続ける。利用者が最初に設定した模擬移動速度を変更するなどしてパネル５３のスタートボタンを押すと、ベルト５２を回転（移動）するモータ（図示せず）の停止を解除し、ステップＳ３０６からステップＳ３０３ｂに戻る。
【００６１】なお、ビデオＲＡＭ６０には画像情報を１フレーム分しか格納しないものとして説明したが、例えば１フレーム目の画像情報をモニタ５５に表示している途中に２フレーム目の画像情報をビデオＲＡＭ６０に転送する場合、アクセラレータ６１がビデオＲＡＭ６０に格納した１フレーム目の画像情報で表示が終了していない領域には２フレーム目の画像情報を上書きしないよう、転送を制御することにより異なるフレームの画像情報をビデオＲＡＭ６０が格納することができる。また、ビデオＲＡＭ６０を複数設け、一方のビデオＲＡＭに格納してある画像を表示している時には他方のビデオＲＡＭにデータ変換部５９のデータを転送するよう切り替える制御をアクセラレータ６１が行うこともできる。
【００６２】以上、勾配Ｓには値が無いものとしミル傾斜角度の可変ループ内の説明は省略したが、勾配Ｓに値がある場合はビデオＲＡＭ６０に転送した画像Ｐｎと同一の番地番号を有する勾配Ｓｎに基づき、ＣＰＵ５８がミル傾斜角度可変機構（図示せず）に対してトレッドミル５１の傾斜角度を勾配Ｓｎと一致させる指令を出す。例えば、トレッドミル５１の前方に油圧ジャッキあるいはラック＆ピニオンを設けトレッドミル５１の前方を上昇させることにより、トレッドミル５１の傾斜角度と勾配Ｓｎが一致する。
【００６３】以上の実施例において述べたようにトレッドミル５１の利用者５０は、コマ送り等が生じることなく模擬移動距離に応じた映像を見ることができるため、室内の運動であってもより現実に近い感覚を得ることができる。
【００６４】以上実施例に沿って本発明を説明したが、本発明はこれらに制限されるものではない。例えば、種々の変更、改良、組み合わせ等が可能なことは当業者に自明であろう。
【００６５】
【発明の効果】本発明によれば、収録する画像情報と移動距離情報に同一の番地番号を付与し映像データとして蓄積し、再生データとして利用するため、再生速度を広範囲に変化させても高度で複雑な補正編集作業を行う必要がなく、コマ送り等のない映像を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例による移動風景収録装置の全体を示す概略図である。
【図２】図１に示す移動風景収録装置の制御ユニットの構成を示す図である。
【図３】図１に示す移動風景収録装置の撮影部の構成を示す図である。
【図４】図１に示す移動風景収録装置を用いて収録した映像を再生する装置の一例を示す運動訓練装置の該略図である。
【図５】図４に示す実施例におけるＣＰＵの動作を示す流れ図である。
【図６】図５のステップＳ３の詳細を示す流れ図である。
【符号の説明】
１：車両 ２：走行情報検出部 ３：撮影部
４：制御ユニット ５：ハンドル ６：傾斜センサ
７：舵取り量検出器 ８：車輪 ９：回転角度検出器
１０：カメラ姿勢制御装置 １１：ジャイロ １２：カメラ
１３：撮影コントローラ部 １４：カメラ姿勢コントローラ部
１５：記録装置 １６：Ｉ／Ｆカウンタ １７：Ａ／Ｄ変換器
１８：ビデオＩ／Ｆ １９：記録装置Ｉ／Ｆ ２０：ＣＰＵ
２１，２２：ＤＰＲＡＭ Ｉ／Ｆ ２３：舵取り検出Ｉ／Ｆ
２４：ジャイロＩ／Ｆ ２５：モータコントローラ
２６：ＣＰＵ
３０：ベースブラケット ３１：回転直動変換ギア ３２：支持テーブル
３３：モータ ３４：連結棒 ３５：ウォームギア
３６：ボールネジ ３７：可動ナット
３８ａ，３８ｂ：ヒンジ ３９：回転テーブル
４０：モータ ４１：ドライバ ４２：モータ
４３：ドライバ ４４：カメラ固定治具
５０：利用者 ５１：トレッドミル ５２：ベルト
５３：パネル ５４：コントローラ ５５：モニタ
５６：風景 ５７：速度表示部 ５８：ＣＰＵ
５９：データ変換部 ６０：ビデオＲＡＭ ６１：アクセラレータ
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、映像の収録装置及び再生装置に関し、特に映像を利用して訓練効果を高める訓練装置において利用する映像の再生速度が任意に変化しても画質が衰えない映像を得る映像の収録装置及び再生装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】映像を利用することにより訓練効果を高めるものとして、自動車やオートバイなどの運転を模擬する各種シミュレータや自転車やジョギング、マラソン等の屋外での移動運動競技を屋内にて模擬するトレーニング装置などに映像表示手段を設け、利用者の動作に合わせて映像を変化させることにより訓練効率を高めようとするものがある。運転を模擬する各種シミュレータにおいてはコンピュータグラフィック（以下、ＣＧと略す）を用いることが多いが、移動運動競技を模擬するトレーニング装置においては、ＣＧではなく実際に屋外で撮影した映像（以下、実写映像とする）を用いることによって、室内での運動であってもより現実に近い感覚を得ようとするものがある。
【０００３】実開昭６３−２６３６２号公報では、例えばサイクリングを模擬するトレーニングマシンに利用者の運動速度を検出する手段を設け、予め景色を撮影した実写映像を再生する手段を設けるとともに、検出した運動速度に応じて実写映像の再生手段の再生速度を遅速調整する手段が提案されている。
【０００４】再生用の映像として実写映像を用いる場合、人が実際にビデオカメラなどの収録装置を保持し、あるいは、自動車などの移動手段に収録装置を設けて、移動しながら収録装置を動作することにより収録しているため、連続した風景の実写映像（以下、移動風景映像とする）を利用者の運動速度に比例して再生する場合、再生時の映像の品質、いわゆる画質は収録時の移動速度（以下、収録速度とする）の安定性に大きく依存すると言える。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】上述した従来の収録装置は、例えばビデオテープを媒体とするビデオテープレコーダを用いており、ビデオテープレコーダで収録した１コマに該当する映像データを１フレームとすると毎秒３０フレームを収録している。人間の目には毎秒３０フレームの再生であれば連続した映像として映るが毎秒１０フレーム以下になるといわゆるコマ送りの映像として認識すると言われている。再生装置としては収録装置と同様に毎秒３０フレームで再生を行うのが一般的である。
【０００６】言い換えると、室内の運動であってもより現実に近い感覚を与えるために実写映像を使用しても、収録速度より再生速度がかなり遅い場合にはコマ送りが生じるため、かえって違和感を与える映像となる。
【０００７】また、一般道路上を移動して収録する場合、信号などの障害物や危険な状態を回避するために減速や停止あるいは加速をせざるを得ず、収録時の収録速度を厳密に一定とすることはできない。従って、収録速度自体に変動があるため、たとえ再生速度を収録速度と同一にしても、収録時の加速、減速及び停止を考慮して事前に映像データに対する補正編集作業を行う必要が生じる。補正編集作業には時間が掛かり編集に必要な機材は特殊で高価なため、制作コストが高価となり手軽に映像を編集することができない。
【０００８】更に、訓練装置としての趣旨から映像の再生速度が一定ではなく変動することもあるが、変動する再生速度を予測して事前の補正編集作業を行うことは困難である。
【０００９】以上述べたように、利用者がより現実に近い感覚を得るためには収録した移動風景映像をそのまま使用できないという不具合が生じる。本発明の目的は、上記問題点を解決し、高度で複雑な補正編集作業を行う必要がなく、再生速度を変化させてもコマ送り等が生じない映像を提供することができる映像の収録装置及び再生装置を提供することにある。
【００１０】また、本発明の他の目的は、映像とともに収録状況を収録し、映像の再生時に収録状況を具象化することができる映像の収録装置及び再生装置を提供することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】本発明の映像の収録装置は、撮影手段と記録手段を搭載して移動する移動手段と、該移動手段に設けられ、該移動手段の移動距離を検出する移動距離検出手段を含む該移動手段の移動情報を検出する移動情報検出手段と、予め設定した移動距離間隔を該移動距離検出手段が検出すると、前記撮影手段が映像を撮影し、撮影した映像による画像情報に該映像を撮影した時の前記移動距離に関する移動距離情報を関連付けるとともに映像データとして前記記録装置に記録するように該撮影手段、記録手段、移動情報検出手段を制御する制御手段とを有する。
【００１２】また、本発明の映像の再生装置は、上記映像の収録装置を用いて収録した、互に関連付けられた画像情報と移動距離情報とを含む映像データを記録している映像データ保有手段と、該映像データ保有手段の映像データを再生データに変換して格納する再生データ保有手段と、該再生データ保有手段が有する画像情報を再生する映像投影手段と、該映像投影手段により再生される該再生データの画像情報を映しだす投影部と、上部に利用者を載置し、該利用者の移動を模擬する機能を有する架台と、該架台上での該利用者の模擬移動距離を検出する模擬移動距離検出手段とを備え、前記映像投影手段は、前記模擬移動距離が前記再生データ保有手段が有している移動距離情報と一致した場合、または、前記模擬移動距離が前記再生データ保有手段が有している移動距離情報と一致するまで、該移動距離情報と同一の番地番号を有する画像情報を前記投影部に再生するものである。
【００１３】本発明によれば、一定時間ごとではなく、一定移動距離ごとに画像を収録し、収録する画像情報と移動距離情報に同一の番地番号を付与し映像データとして蓄積し、再生データとして利用する。再生データは一定移動距離ごとに更新される。更新データからの画像再生は一定時間ごとでよい。再生速度が広範囲に変化しても高度で複雑な補正編集作業を行う必要がなく、コマ送り等のない映像を得ることができる。
【００１４】
【発明の実施の形態】図１から図６を用いて本発明の一実施例による映像の収録装置及び再生装置を説明する。
【００１５】図１は、本発明の一実施例における映像の収録装置の概略全体図である。図１に示す映像の収録装置は、移動手段として車両１を用い、車両１には移動情報を検出する移動情報検出部２と車両１の移動方向前方の風景を撮影する撮影部３が設けてあり、移動情報検出部２と撮影部３から得た情報を車両１に積み込んだ制御ユニット４に格納する。
【００１６】移動情報として得られるものは、車両１が路面を走行する場合の路面の起伏（勾配）、カーブや交差点などのコーナ部を走行する場合のハンドル５の回転角度、車両１の走行距離及び走行速度が挙げられる。
【００１７】車両１に設けた移動情報検出部２は上記各走行情報を検出するものであり、車両１の上部に傾斜センサ６を設け路面の起伏を勾配値として検出する。また、車両１のハンドル５に設けた舵取り量検出器７によりハンドル５の回転角度を検出する。更に、従来からある４車輪とは別に、車両１の後部に車両１の移動に従動して回転する車輪８を設け、車輪８には車輪８の回転角を検出する回転角度検出器９を設け、予め計測した車輪８の外周値と回転角度検出器９が所定の回転角度を検出した際に出力するパルス信号から走行距離及び走行速度を検出する。
【００１８】車両１の前方に設けた撮影部３には後で説明するカメラ姿勢制御装置１０上にジャイロ１１を設けたカメラ１２が設けてあり、車両１の移動方向前方の風景を撮影する。
【００１９】図２は図１に示す実施例における制御ユニット４の詳細を示す図である。図２に示すように、制御ユニット４は撮影コントローラ部１３とカメラ姿勢コントローラ部１４からなり記録装置１５に情報を格納する。
【００２０】撮影コントローラ部１３は、回転角度検出器９からの例えばパルス出力信号を取り込むインターフェース（以下、Ｉ／Ｆと略す）カウンタ１６、傾斜センサ６からの例えばアナログ出力を取り込むためのＡ／Ｄ変換器１７、カメラ１２で撮影した映像を取り込み例えばデジタル画像として画像情報の圧縮・伸長を行うビデオＩ／Ｆ１８、ビデオＩ／Ｆ１８により作成されたデジタル画像の情報を記録装置１５に出力するための記録装置Ｉ／Ｆ１９、各Ｉ／Ｆを制御し走行距離と走行速度を演算する中央演算装置（以下、ＣＰＵと略す）２０を有する。ＣＰＵ２０の指令によりＤＰＲＡＭ Ｉ／Ｆ２１は後述するカメラ姿勢コントローラ部１４のＤＰＲＡＭ Ｉ／Ｆ２２と情報を送信ないし受信する高速通信を行える。
【００２１】カメラ姿勢コントローラ部１４は、舵取り量検出器７からの舵取り量を取り込む舵取り検出Ｉ／Ｆ２３、カメラ１２に設けたジャイロ１１からの出力を取り込むジャイロＩ／Ｆ２４、カメラ姿勢制御装置１０に指令を送るモータコントローラ２５、各Ｉ／Ｆを制御し各種補正を行うＣＰＵ２６を有する。ＣＰＵ２６の指令によりＤＰＲＡＭ Ｉ／Ｆ２２は上述したＤＰＲＡＭ Ｉ／Ｆ２１と情報を送信ないし受信する高速通信を行える。
【００２２】なお、ＣＰＵ２０，２６はそれぞれＢＵＳを介して各種Ｉ／Ｆと情報をやり取りしており、互いにＤＰＲＡＭ Ｉ／Ｆ２１及び２２を介して各種情報を得ることができるが、使用するＢＵＳの種類によってはＤＰＲＡＭ Ｉ／Ｆ２１及び２２を用いず、ＢＵＳ自体を一つにしＢＵＳを介して互いに情報をやり取りしてもよく、ＣＰＵの性能によってはＣＰＵ自体をどちらかひとつにしてもよい。また、記録装置１５は、ハードデイスクまたは光磁気デイスク等の高速に記録及び読み出しが可能なデイジタル記録装置が特に適している。
【００２３】車両１が走行を開始すると、車輪８が回転し回転角度検出器９が所定の回転角度につき１パルスをＩ／Ｆカウンタ１６に出力する。車輪８の外周は予め計測により求めてあり、Ｉ／Ｆカウンタ１６からパルス数をＣＰＵ２０が受け取るとともに走行距離を算出することができる。また、ＣＰＵ２０はＩ／Ｆカウンタ１６から受け取る単位時間あたりのパルス数から（本実施例では利用していないが）走行速度を算出することができる。
【００２４】予め設定しておいた移動距離に到達した時点で、ビデオＩ／Ｆ１８に対してＣＰＵ２０が撮影及び取り込み画像情報の圧縮処理を指令する。カメラ１２から画像情報を取り込み、ビデオＩ／Ｆ１８から圧縮処理が終了したことを示す信号をＣＰＵ２０が受け取ると、圧縮された画像情報とともに傾斜センサ６が検出した走行路面の勾配値も記録装置Ｉ／Ｆ１９を介して記録装置１５に記録する。この時、記録した画像情報と勾配値にはそれぞれ同一の番地番号が付与され１フレーム分の映像データとなる。映像データが１フレーム分づつシリアルな番地番号を付して記録されれば、番地番号は移動距離を表すデータでもある。もちろん番地番号と別に移動距離を表す情報を記録してもよい。
【００２５】例えば、２０ｃｍ間隔で１０ｋｍを収録する場合には、車両１が２０ｃｍ移動するごとにカメラ１２が撮影を行う。記録装置Ｉ／Ｆ１９を介して映像データを記録装置１５に記録するとともに、ＣＰＵはＡ／Ｄ変換器１７を介して傾斜センサ６の出力を取り込み勾配値を算出して記録装置１５に記録する。１０ｋｍの距離を撮影した場合には記録装置１５に５００００フレームの画像情報と勾配データから成る映像データが記録され、画像情報と勾配データにはそれぞれ１番地から５００００番地までの同一の番地番号が付与される。
【００２６】以上のようにして算出した走行距離、走行速度、勾配値はＤＰＲＡＭ Ｉ／Ｆ２１に常時書き込まれており、カメラ姿勢コントローラ部１４のＣＰＵ２６はＤＰＲＡＭ Ｉ／Ｆ２２を介して常時利用することができる。
【００２７】ＣＰＵ２６は、舵取り検出Ｉ／Ｆ２３を介して得た車両１がコーナ部等を曲がる時の舵取り量と、ジャイロＩ／Ｆ２４を介して得たジャイロ１１からの出力とを得る。更に、以下で説明するカメラ姿勢制御装置１０に対してドライバコントローラ２５を介して指令を行う。
【００２８】図３を用いてカメラ姿勢制御装置１０の詳細を説明する。カメラ姿勢制御装置１０は、車両１が移動しながら撮影を行ってもカメラ１２の撮影視野中心が再生時に必要な視線となるようカメラ１２の姿勢を保つものである。
【００２９】図３に示すように、車両１の前方上部にベースブラケット３０を設けベースブラケット３０上に設けた回転直動変換ギア３１を介して支持テーブル３２が設けてある。回転直動変換ギア３１は回転位置検出器付きモータ３３に接続している。ドライバコントローラ２５がドライバ３４を制御して回転位置検出機能を有するモータ３３を駆動することにより、回転直動変換ギア３１を介して支持テーブル３２は高さ方向に移動する。
【００３０】支持テーブル３２の上部には連結棒３４及びウォームギア３５が固定して設けてある。ウォームギア３５に設けたボールネジ３６には可動ナット３７が設けてあり、可動ナット３７の上部にはガタの少ない回転可能なヒンジ３８ａが設けてある。連結棒３４の上部にはガタの少ない回転可能なヒンジ３８ｂが設けてあり、ヒンジ３８ａ，３２ｂにより回転テーブル３９が保持されている。
【００３１】ウォームギア３５には回転位置検出機能を有するモータ４０が設けてあり、ドライバコントローラ２５はドライバ４１を介してモータ４０を駆動制御する。モータ４０を駆動することによりウォームギア３５がボールネジ３６を回転させ、可動ナット３７が上下方向に移動する。このため、回転テーブル３９を保持するヒンジ３８ｂと連結棒３４との接続点を支点として回転テーブル３９のあおり角を変化させることができる。
【００３２】回転テーブル３９は下部支持体と上部支持体とを回転可能に連結する回転部を有しており回転テーブル３９の下部支持体には回転位置検出機能を有するモータ４２が設けてある。ドライバコントローラ２５がドライバ４３を介してモータ４２を駆動制御する。モータ４２を駆動することにより回転テーブル３９の上部支持体が回転部の軸を中心として支持面内で回転することができる。ドライバコントローラ２５が回転テーブル３９の位置を制御することによってカメラ１２の姿勢を制御する。
【００３３】回転テーブル３９の上部支持体にはカメラ固定治具４４を介してジャイロ１１を設けたカメラ１２が固定されている。カメラ１２に設けたジャイロ１１は、Ｘ−Ｙ−Ｚ−Θ軸方向の絶対位置を基準としカメラ１２の傾きをＸ−Ｙ−Ｚ−Θ軸方向に分解して角度値として検出し、検出結果をジャイロＩ／Ｆ２４を介してＣＰＵ２６に出力する。ジャイロ１１により検出された角度値によりＣＰＵは実際にカメラ１２の姿勢を検出しつつ、制御を行うことができる。ジャイロ１１の代わりに水平方向と垂直方向の傾斜センサを組み合わせてカメラ１２の姿勢を検出してもよい。
【００３４】以上述べたように、カメラ姿勢制御装置１０とジャイロ１１により常時カメラ１２の姿勢を検出及び制御することができるため、カメラ１２の撮影視線を任意の位置とすることができる。
【００３５】カメラ１２の撮影視線の位置は次の要因によって決定する。１つは車両１に設けたカメラ１２の地上からの高さ（視線高さ）であり、もう１つは回転テーブル３９（すなわちカメラ１２）のＸ−Ｙ−Ｚ軸方向の傾き（視線角度）である。
【００３６】例えば身長１７０ｃｍの人間の目の高さで撮影を行うものとすると、地上から１７０ｃｍの高さにカメラ１２の視線高さを設定する指令をＣＰＵ２６が行い、カメラ姿勢制御装置１０によってカメラ１２の視線高さを調整する。
【００３７】仮に平坦部を走行中の人間が１０ｍ前方の地面を視野の中心にしているとする。平坦部上の走行者の姿勢を仮に地面に対して垂直とする。上り坂を走行する際、地面に対して垂直な姿勢を保つと重心が後方に傾いてしまう。そこで、自然に走行者は地面に対する垂直方向より前方に傾く姿勢を取る。この時、走行者の視野中心は１０ｍよりも手前の地面となる。下り坂の走行時には上り坂とは逆の状況となり、１０ｍよりも先の地面を視野中心として風景を見ている。
【００３８】しかし、カメラ１２の視線角度が初期設定時のまま、つまり、車両１に対して平坦部走行時と同じ視線角度を保っていると、上り始めの視野中心位置は人間と同じだが、坂の途中では１０ｍ前方、坂の頂上付近では１０ｍより先の地面となり、撮影した風景と人間の目で見た風景とは異なる。同様に下り坂の途中では１０ｍ前方、下り坂の終点付近では１０ｍより手前の地面となり、やはり人間の目で見た風景と異なるため映像再生時に違和感が生じる。
【００３９】従って、人間が視野中心を移動させるのと同じように、車両１が走行する地面の勾配に合わせてカメラ１２の撮影視線の位置を変更する必要が生じる。曲がり角等において、走行者の視野は例えば１０ｍ先の走行予定地点を向くのに対し、車両の向きは走行軌跡のほぼ接線方向である。従って、この場合も撮影視線の位置を変更する必要が生じる。
【００４０】次に、ジャイロ１１により検出されるカメラ１２のＸ−Ｙ−Ｚ軸方向の変化量に基づいて撮影視線の方向を変更する手段について説明する。なお、説明の便宜上、Ｘ−Ｙ−Ｚ軸方向の変化量をＺ軸方向（上下方向）次いでＸ−Ｙ平面方向（水平方向）に分け、以下具体的に説明する。
【００４１】例えば、平坦部走行時のカメラ１２が１０ｍ先の地面中央部を視野中心としている場合、カメラ１２の上下方向の姿勢はジャイロ１１により角度値Ａ（ｄｅｇ）で表すことができる。
【００４２】車両１が平坦部を走行中に傾斜センサ６が検出した勾配値を勾配データαとすると、勾配データαに変化が生じる、すなわち、上り坂あるいは下り坂を走行している時の変化分を変化量Δａとして表す。ＣＰＵ２６は変化量Δａに係数Ｊを掛けて補正量ＪΔａを算出し、カメラ姿勢制御装置１０によりカメラ１２の上下方向の角度を角度値Ａ＋ＪΔａ（ｄｅｇ）として調整することができる。なお、係数Ｊは走者の走行速度や走行姿勢によって変化するものであり、発明者らは０．３〜０．７を用いた。
【００４３】一方、カメラ１２の水平方向の姿勢はジャイロ１１により角度値Ｂ（ｄｅｇ）で表すことができる。車両１の直進時に舵取り量検出器９が検出するハンドル５の舵取り角度を角度値βとすると、角度値βに変化が生じる、すなわち、曲がり角を車両１が曲がっている時の変化分を変化量Δｂとして表す。ＣＰＵ２６は変化量Δｂに係数Ｋを掛けて補正量ＫΔｂを算出し、カメラ姿勢制御装置１０によりカメラ１２の水平方向の角度を角度値Ｂ＋ＫΔｂ（ｄｅｇ）として調整することができる。なお、係数Ｋはハンドル５の遊び量によって変化するものであり使用する車種によって異なる。発明者らは１０前後を用いた。
【００４４】以上述べたような手段によって収録した映像の再生方法を以下図４及び図５に基づき説明する。図４R>４は、図１乃至図３に示す実施例により収録した映像を再生するモニタを有する運動訓練装置の概略図である。
【００４５】利用者５０はトレッドミル５１のベルト５２上に乗りパネル５３を操作してから走行を開始する。パネル５３には例えば訓練時の訓練速度を予め設定する設定ボタンやベルト５２を回転（移動）するモータ（図示せず）の駆動や停止、割り込みを行うスタートボタン、ストップボタン、割り込みボタンなどが設けてある。
【００４６】トレッドミル５１は、ベルト５２の回転速度及び前後方向の傾斜角度（以下、傾斜角度とする）をミル速度可変機構及びミル傾斜角度可変機構により変更可能としている。トレッドミル５１はベルト５２の回転軸（図示せず）に回転角度を検出する回転角度検出手段（図示せず）を設け、回転角度検出手段が所定の回転角度を検出した際に出力するパルス信号からベルト５２の延べ回転長さと回転速度あるいはあらかじめ利用者５０が設定した訓練速度を検出し、利用者５０の模擬走行距離及び模擬走行速度としてコントローラ５４に格納する。
【００４７】また、コントローラ５４はベルト５２の回転速度及び傾斜角度を制御し、走行速度及び傾斜角度の計測データも格納している。ここでは、１パルスにつき１０ｃｍベルト５２が回転（移動）するとして説明する。
【００４８】コントローラ５４は図１乃至図３に示す実施例において映像データを記録した記録装置１５から映像データをモニタ５５に風景５６として投影する。記録装置１５は表１に一例を示すように、映像データとしてフレーム単位で画像情報とともに路面の勾配値及び移動距離を記録している。移動距離情報は、前述のように、例えば番地番号で表されていてもよい。説明の都合上、以下番地番号と別に移動距離情報が記録されているとする。
【００４９】
【表１】
【００５０】ここで、映像データをフレームＦと呼び、フレームＦ内の画像情報を画像Ｐ、路面の勾配値を勾配Ｓ、移動距離を距離Ｄとして総称し、個々を特定する場合にはそれぞれの番地番号を添え字にて表す。例えば、フレームＦ１には画像Ｐ１、勾配Ｓ１及び距離Ｄ１が格納してあり、記録装置１５はフレームＦ１からＦｎまで映像データを記録している。なお、説明の便宜上、勾配Ｓはどの番地番号においても一定であり図１に示す車両１の移動距離が１０ｃｍごとに画像Ｐを撮影したものとする。
【００５１】コントローラ５４のＣＰＵ５８はベルト５２が１０ｃｍ移動するごとに新たなフレームＦの番地番号を指定して記録装置１５から該当するフレームＦの画像Ｐ、勾配Ｓ及び距離Ｄを読み出し、データ変換部５９に格納する。データ変換部５９に格納した画像Ｐをアクセラレータ６１がビデオＲＡＭ６０に転送し、さらにたとえば毎秒３０回ビデオＲＡＭ６０の画像Ｐをモニタ５５に表示し、風景５６として投影する。ベルト５２の移動速度によっては、同じ画像が２度表示されたり、表示されずに次のフレームに移ってしまう画像が生じるが、通常モニタ５５の画面に違和感は生じない。コントローラ５４は算出した模擬走行速度をモニタ５５の速度表示部５７に表示してもよい。
【００５２】図５は図４に示す運動訓練装置における訓練開始から終了までの概略を示す流れ図である。訓練を開始する場合（ＳＴＡＲＴ）は利用者５０がトレッドミル５１本体の電源（図示せず）を入れる（ステップＳ１）。ステップＳ２においてパネル５３のスタートボタン（図示せず）を押すとステップＳ３に進み、モニタ５５への表示とミル傾斜角度の変更を行う。この状態がトレッドミルの運動状態であり、利用者がトレッドミル上を走行し、モニタ５５の風景が変化し、必要に応じてミル傾斜角度が変化する。ステップＳ３の実行中に利用者５０がパネル５３のストップボタン（図示せず）を押すと、ステップＳ４に進みモニタ５５の表示を中止すると略同時にミル傾斜角度の変更を中止する。ステップＳ４からステップＳ５に進みトレッドミル５１本体の電源を切って訓練を終了する（ＥＮＤ）。
【００５３】次に、図５に示すステップＳ３の詳細を図６R>６を用いて説明する。流れをわかりやすくするために、勾配値の変化が無くミル傾斜角度の変更は行わないものとして説明を省略し、モニタ５５への表示部分のみを説明する。また、以上の説明では、映像収録時の基準移動距離と画像再生時の模擬移動距離が共に１０ｃｍである場合を例としたが、以下の説明では両者が異なってもよいものとする。
【００５４】利用者５０がパネル５３を使用して例えば任意の訓練速度を設定し、ステップＳ２からステップＳ３に進むと、まず、ステップＳ３０１でｎに１を代入し初期映像の投影を行う。すなわち、次のステップＳ３０２ではフレームＦ１をＣＰＵ５８が読み出しデータ変換部５９に画像Ｐ１，勾配Ｓ１及び距離Ｄ１を転送する。ステップＳ３０３ａではアクセラレータ６１がビデオＲＡＭ６０に画像Ｐ１を転送し、次にステップＳ３０３ｂでビデオＲＡＭ６０の画像Ｐ１を図４に示すモニタ５５に表示して風景５６として投影する。
【００５５】ベルト５２がモータ（図示せず）により回転し、ベルト５２の回転軸（図示せず）が所定の角度回転すると、回転角度検出手段（図示せず）がパルス信号を出力する。ここでは１回のパルス信号の出力で１０ｃｍベルト５２が移動したことを示している。
【００５６】ステップＳ３０４ではパネル５３の割り込みボタンを押したか否かを判別し、割り込みボタンを押していなければステップＳ３０５に進み、パネル５３の中止ボタンを押したか否かを判別する。中止ボタンを押していなければステップＳ３０７に進み、ＣＰＵ５８がステップＳ３０３ｂから１／３０秒以内であって、かつ、パルス信号を受け取ったかを判別し、１／３０秒以内にパルス信号を受け取ったのであればステップＳ３０８に進む。ステップＳ３０８では利用者５０が移動したとみなす模擬移動距離を算出し、ステップＳ３０９において模擬移動距離と距離Ｄ（ｎ＋１）とを比較する。模擬移動距離が距離Ｄ（ｎ＋１）以上の場合は、ステップＳ３１０でｎにｎ＋１を代入、すなわち、フレームの番地番号を１つ増やしステップＳ３０２に戻る。ビデオＲＡＭには距離Ｄ（ｎ＋１）に対応する画像Ｐｎ＋１が転送される。
【００５７】ステップＳ３０７においてステップＳ３０３ｂから１／３０秒以上経過した後でパルス信号を受け取った場合や、ステップＳ３０３ｂから１／３０秒以内にパルス信号を受け取っても、ステップＳ３０９において算出した模擬移動距離が距離Ｄ（ｎ＋１）より小さい場合は、ステップＳ３０３ｂに戻りビデオＲＡＭ６０が格納している前回表示した画像Ｐｎを再度表示する。なお、モニタ５５の表示性能はコマ送りを生じさせないために１０コマ／秒以上であればよいため、ステップＳ３０７において基準とする時間は、使用するモニタの表示性能を考慮して任意に設定すればよい。本実施例では３０コマ／秒の表示性能のモニタを用いた場合を取り上げたため基準とする時間を１／３０秒として説明するものである。
【００５８】ステップＳ３０５において押したか否かを判別する中止ボタンは、運動訓練を利用者５０が終了する場合に用いる。従って、本実施例ではステップＳ３０５において利用者５０が中止ボタンを押した場合のみステップＳ４に進むものとした。
【００５９】ステップＳ３０４において押したか否かを判別する割り込みボタンの利用は、運動訓練中に利用者５０が模擬移動速度を変更したくなった場合など、一時中断を行う際に用いる。
【００６０】例えば、利用者５０が５００ｍ模擬移動した時点で割り込みボタンを押した場合には、ベルト５２を回転（移動）するモータ（図示せず）が停止するが、ビデオＲＡＭ６０に格納してある画像Ｐ５０００をモニタ５５に表示し続ける。利用者が最初に設定した模擬移動速度を変更するなどしてパネル５３のスタートボタンを押すと、ベルト５２を回転（移動）するモータ（図示せず）の停止を解除し、ステップＳ３０６からステップＳ３０３ｂに戻る。
【００６１】なお、ビデオＲＡＭ６０には画像情報を１フレーム分しか格納しないものとして説明したが、例えば１フレーム目の画像情報をモニタ５５に表示している途中に２フレーム目の画像情報をビデオＲＡＭ６０に転送する場合、アクセラレータ６１がビデオＲＡＭ６０に格納した１フレーム目の画像情報で表示が終了していない領域には２フレーム目の画像情報を上書きしないよう、転送を制御することにより異なるフレームの画像情報をビデオＲＡＭ６０が格納することができる。また、ビデオＲＡＭ６０を複数設け、一方のビデオＲＡＭに格納してある画像を表示している時には他方のビデオＲＡＭにデータ変換部５９のデータを転送するよう切り替える制御をアクセラレータ６１が行うこともできる。
【００６２】以上、勾配Ｓには値が無いものとしミル傾斜角度の可変ループ内の説明は省略したが、勾配Ｓに値がある場合はビデオＲＡＭ６０に転送した画像Ｐｎと同一の番地番号を有する勾配Ｓｎに基づき、ＣＰＵ５８がミル傾斜角度可変機構（図示せず）に対してトレッドミル５１の傾斜角度を勾配Ｓｎと一致させる指令を出す。例えば、トレッドミル５１の前方に油圧ジャッキあるいはラック＆ピニオンを設けトレッドミル５１の前方を上昇させることにより、トレッドミル５１の傾斜角度と勾配Ｓｎが一致する。
【００６３】以上の実施例において述べたようにトレッドミル５１の利用者５０は、コマ送り等が生じることなく模擬移動距離に応じた映像を見ることができるため、室内の運動であってもより現実に近い感覚を得ることができる。
【００６４】以上実施例に沿って本発明を説明したが、本発明はこれらに制限されるものではない。例えば、種々の変更、改良、組み合わせ等が可能なことは当業者に自明であろう。
【００６５】
【発明の効果】本発明によれば、収録する画像情報と移動距離情報に同一の番地番号を付与し映像データとして蓄積し、再生データとして利用するため、再生速度を広範囲に変化させても高度で複雑な補正編集作業を行う必要がなく、コマ送り等のない映像を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例による移動風景収録装置の全体を示す概略図である。
【図２】図１に示す移動風景収録装置の制御ユニットの構成を示す図である。
【図３】図１に示す移動風景収録装置の撮影部の構成を示す図である。
【図４】図１に示す移動風景収録装置を用いて収録した映像を再生する装置の一例を示す運動訓練装置の該略図である。
【図５】図４に示す実施例におけるＣＰＵの動作を示す流れ図である。
【図６】図５のステップＳ３の詳細を示す流れ図である。
【符号の説明】
１：車両 ２：走行情報検出部 ３：撮影部
４：制御ユニット ５：ハンドル ６：傾斜センサ
７：舵取り量検出器 ８：車輪 ９：回転角度検出器
１０：カメラ姿勢制御装置 １１：ジャイロ １２：カメラ
１３：撮影コントローラ部 １４：カメラ姿勢コントローラ部
１５：記録装置 １６：Ｉ／Ｆカウンタ １７：Ａ／Ｄ変換器
１８：ビデオＩ／Ｆ １９：記録装置Ｉ／Ｆ ２０：ＣＰＵ
２１，２２：ＤＰＲＡＭ Ｉ／Ｆ ２３：舵取り検出Ｉ／Ｆ
２４：ジャイロＩ／Ｆ ２５：モータコントローラ
２６：ＣＰＵ
３０：ベースブラケット ３１：回転直動変換ギア ３２：支持テーブル
３３：モータ ３４：連結棒 ３５：ウォームギア
３６：ボールネジ ３７：可動ナット
３８ａ，３８ｂ：ヒンジ ３９：回転テーブル
４０：モータ ４１：ドライバ ４２：モータ
４３：ドライバ ４４：カメラ固定治具
５０：利用者 ５１：トレッドミル ５２：ベルト
５３：パネル ５４：コントローラ ５５：モニタ
５６：風景 ５７：速度表示部 ５８：ＣＰＵ
５９：データ変換部 ６０：ビデオＲＡＭ ６１：アクセラレータ
【特許請求の範囲】
【請求項１】撮影手段と記録手段を搭載して移動する移動手段と、該移動手段に設けられ、該移動手段の移動距離を検出する移動距離検出手段を含む該移動手段の移動情報を検出する移動情報検出手段と、予め設定した移動距離間隔を該移動距離検出手段が検出すると、前記撮影手段が映像を撮影し、撮影した映像による画像情報に該映像を撮影した時の前記移動距離に関する移動距離情報を関連付けるとともに映像データとして前記記録装置に記録するように該撮影手段、記録手段、移動情報検出手段を制御する制御手段とを有する映像の収録装置。
【請求項２】請求項１に記載した映像の収録装置において、上記移動情報検出手段が、さらに、該移動手段に設けられ、該移動手段の移動面の勾配を検出する勾配検出手段を有し、上記制御手段が、さらに、上記撮影手段が撮影した映像による画像情報とともに該勾配検出手段が検出した勾配値を映像データの一部として上記記録装置に記録するように制御する映像の収録装置。
【請求項３】請求項１または請求項２に記載した映像の収録装置において、さらに、該撮影手段の姿勢を検出する撮影姿勢検出手段と、上記撮影姿勢検出手段が検出した上記撮影手段の姿勢に基づき上記撮影手段の撮影視線位置を調整する撮影姿勢調整手段とを有する映像の収録装置。
【請求項４】請求項１に記載した映像の収録装置において、上記制御手段が、収録した画像情報と移動距離情報に同一の番地番号を付与して映像データとし上記記録手段に記録する映像の収録装置。
【請求項５】請求項２に記載した映像の収録装置において、上記制御手段が収録した画像情報と移動距離情報と勾配値に同一の番地番号を付与して映像データとし上記記録手段に記録する映像の収録装置。
【請求項６】請求項１〜５のいずれかに記載した映像の収録装置を用いて収録した、互に関連付けられた画像情報と移動距離情報とを含む映像データを記録している映像データ保有手段と、該映像データ保有手段の映像データを再生データに変換して格納する再生データ保有手段と、該再生データ保有手段が有する画像情報を再生する映像投影手段と、該映像投影手段により再生される該再生データの画像情報を映しだす投影部と、上部に利用者を載置し、該利用者の移動を模擬する機能を有する架台と、該架台上での該利用者の模擬移動距離を検出する模擬移動距離検出手段とを備え、前記映像投影手段は、前記模擬移動距離が前記再生データ保有手段が有している移動距離情報と一致した場合、または、前記模擬移動距離が前記再生データ保有手段が有している移動距離情報と一致するまで、該移動距離情報と同一の番地番号を有する画像情報を前記投影部に再生する映像の再生装置。
【請求項１】撮影手段と記録手段を搭載して移動する移動手段と、該移動手段に設けられ、該移動手段の移動距離を検出する移動距離検出手段を含む該移動手段の移動情報を検出する移動情報検出手段と、予め設定した移動距離間隔を該移動距離検出手段が検出すると、前記撮影手段が映像を撮影し、撮影した映像による画像情報に該映像を撮影した時の前記移動距離に関する移動距離情報を関連付けるとともに映像データとして前記記録装置に記録するように該撮影手段、記録手段、移動情報検出手段を制御する制御手段とを有する映像の収録装置。
【請求項２】請求項１に記載した映像の収録装置において、上記移動情報検出手段が、さらに、該移動手段に設けられ、該移動手段の移動面の勾配を検出する勾配検出手段を有し、上記制御手段が、さらに、上記撮影手段が撮影した映像による画像情報とともに該勾配検出手段が検出した勾配値を映像データの一部として上記記録装置に記録するように制御する映像の収録装置。
【請求項３】請求項１または請求項２に記載した映像の収録装置において、さらに、該撮影手段の姿勢を検出する撮影姿勢検出手段と、上記撮影姿勢検出手段が検出した上記撮影手段の姿勢に基づき上記撮影手段の撮影視線位置を調整する撮影姿勢調整手段とを有する映像の収録装置。
【請求項４】請求項１に記載した映像の収録装置において、上記制御手段が、収録した画像情報と移動距離情報に同一の番地番号を付与して映像データとし上記記録手段に記録する映像の収録装置。
【請求項５】請求項２に記載した映像の収録装置において、上記制御手段が収録した画像情報と移動距離情報と勾配値に同一の番地番号を付与して映像データとし上記記録手段に記録する映像の収録装置。
【請求項６】請求項１〜５のいずれかに記載した映像の収録装置を用いて収録した、互に関連付けられた画像情報と移動距離情報とを含む映像データを記録している映像データ保有手段と、該映像データ保有手段の映像データを再生データに変換して格納する再生データ保有手段と、該再生データ保有手段が有する画像情報を再生する映像投影手段と、該映像投影手段により再生される該再生データの画像情報を映しだす投影部と、上部に利用者を載置し、該利用者の移動を模擬する機能を有する架台と、該架台上での該利用者の模擬移動距離を検出する模擬移動距離検出手段とを備え、前記映像投影手段は、前記模擬移動距離が前記再生データ保有手段が有している移動距離情報と一致した場合、または、前記模擬移動距離が前記再生データ保有手段が有している移動距離情報と一致するまで、該移動距離情報と同一の番地番号を有する画像情報を前記投影部に再生する映像の再生装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【公開番号】特開平９−２２０３０８
【公開日】平成９年（１９９７）８月２６日
【国際特許分類】
【出願番号】特願平８−２９６８６
【出願日】平成８年（１９９６）２月１６日
【出願人】（０００２３３０７７）日立テクノエンジニアリング株式会社 (97)
【公開日】平成９年（１９９７）８月２６日
【国際特許分類】
【出願日】平成８年（１９９６）２月１６日
【出願人】（０００２３３０７７）日立テクノエンジニアリング株式会社 (97)
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