JP2008261755A - 情報処理装置、情報処理方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 姿勢計測値取得部145は、撮像装置120に装着された姿勢センサ110による姿勢計測値、現実物体125に装着されたセンサ115による姿勢計測値を取得する。画像処理部135は、現実物体125上に配置された指標の撮像画像上における画像座標を取得する。校正部160は、撮像装置120に対するセンサ110の配置情報、現実物体125に対するセンサ115の配置情報、のうち少なくとも1つを、上記2つの姿勢計測値、画像座標を用いて求める。
【選択図】 図1
Description
小竹,佐藤,内山,山本:"傾斜角拘束を利用したハイブリッド位置合わせ手法",画像の認識・理解シンポジウム(MIRU2006)論文集,pp.241-248,July 2006. K. Satoh, S. Uchiyama, H. Yamamoto, and H. Tamura: "Robust vision-based registration utilizing bird’s-eye view with user’s view," Proc. 2nd IEEE/ACM Int’l Symp. on Mixed and Augmented Reality (ISMAR 2003) , pp.46-55, October 2003. A. I. Comport, E. Marchand, and F. Chaumette, "A real-time tracker for markerless augmented reality," Proc. 2nd IEEE/ACM Int’l Symp. on Mixed and Augmented Reality (ISMAR 2003) , pp.36-45, October 2003.
前記撮像装置が前記現実物体を撮像することで得られる画像を取得する画像の取得手段と、
前記現実物体上に配置された指標の前記画像上における画像座標を取得する画像座標の取得手段と、
前記撮像装置に対する前記撮像装置用姿勢センサの配置情報と、前記現実物体に対する前記現実物体用姿勢センサの配置情報、のうち少なくとも1つを、前記撮像装置用姿勢センサによる姿勢計測値、前記現実物体用姿勢センサによる姿勢計測値、前記画像座標、を用いて求める算出手段と
を備えることを特徴とする。
撮像装置が前記現実物体を撮像することで得られる画像を取得する画像の取得手段と、
前記現実物体上に配置された指標の前記画像上における画像座標を取得する画像座標の取得手段と、
前記現実物体に対する前記姿勢センサの配置情報を、既知の情報として与えられる前記撮像装置の姿勢、前記姿勢センサによる姿勢計測値、前記画像座標、を用いて求める算出手段と
を備えることを特徴とする。
前記撮像装置が前記現実物体を撮像することで得られる画像を取得する画像の取得工程と、
前記現実物体上に配置された指標の前記画像上における画像座標を取得する画像座標の取得工程と、
前記撮像装置に対する前記撮像装置用姿勢センサの配置情報と、前記現実物体に対する前記現実物体用姿勢センサの配置情報、のうち少なくとも1つを、前記撮像装置用姿勢センサによる姿勢計測値、前記現実物体用姿勢センサによる姿勢計測値、前記画像座標、を用いて求める算出工程と
を備えることを特徴とする。
撮像装置が前記現実物体を撮像することで得られる画像を取得する画像の取得工程と、
前記現実物体上に配置された指標の前記画像上における画像座標を取得する画像座標の取得工程と、
前記現実物体に対する前記姿勢センサの配置情報を、既知の情報として与えられる前記撮像装置の姿勢、前記姿勢センサによる姿勢計測値、前記画像座標、を用いて求める算出工程と
を備えることを特徴とする。
本実施形態に係る情報処理装置は、ビデオカメラなどの撮像装置に装着した姿勢センサ(撮像装置用姿勢センサ)と、現実物体に装着した姿勢センサ(現実物体用姿勢センサ)の校正を同時に行う。従って、以下では本実施形態に係る情報処理装置を、センサ校正装置と呼称する。以下では、このセンサ校正装置、及びこのセンサ校正装置が行うセンサ校正方法について説明する。
・ 時刻τに姿勢計測値取得部145が取得した姿勢センサ115の姿勢計測値RWSbτ
・ 時刻τに画像取得部130が取得した撮像画像に基づいて求めた現実物体125の位置の推定値t’COτ、姿勢の推定値R’COτ
・ 時刻τに画像取得部130が取得した撮像画像に基づいて求めた指標情報Mτ
・ 1つ目の指標の画像座標uQk1τと物体座標xOQk1のセット
・ 2つ目の指標の画像座標uQk2τと物体座標xOQk2のセット
・ …
そして、データ管理部155は、校正部160から要求を受けると、係るデータリストを校正部160に送出する。
第1の実施形態では、撮像装置120に姿勢センサ110が装着されていた。しかし、現実物体125に装着した姿勢センサ115の配置情報を計測するという目的のみを考えると、撮像装置120に姿勢センサ110が装着されていることは必須ではない。本実施形態では、撮像装置120に姿勢センサを設けない場合のシステムについて説明する。
・ 撮像装置120は三脚500でその姿勢が固定されている
・ センサ校正装置100には新たに姿勢取得部165が付加されている
以下では、この3点を中心に説明する。もちろん、以下説明する点以外については第1の実施形態と同様である。
上記の実施形態では、夫々が一つの座標を表すような指標(以下、これを点指標と呼ぶ)を指標として用いていた。しかし、点指標以外の指標を用いることも可能である。例えば、エッジのような線特徴によって構成される指標(以下、これを線指標と呼ぶ)を用いてもよい。
上記の実施形態では、校正部160における最適化計算において、時刻τにおける現実物体125の位置tCOτを未知としていた。しかし、画像処理の結果としてデータリストL中に保持されている各時刻τにおける現実物体125の位置の推定値t’COτをtCOτとおいて、最適化計算工程においてはtCOτを既知の値として扱ってもよい。この場合、上記の実施形態からの変更点として、状態ベクトルsやヤコビ行列Jiから、tCOτに関する成分を除外すればよい。例えば、第1の実施形態の場合であれば、状態ベクトルsを、s = [ωSC ωSO φ1 … φτ … φT]Tと定義する。そして、このsに対して上記の実施形態における最適化計算と同様な処理を実行する。
第1の実施形態では、姿勢センサ110の配置情報と姿勢センサ115の配置情報を同時に求めていた。しかし、何れか一方の姿勢センサが既に校正済みの場合には、校正済みの姿勢センサの配置情報は既知としてもよい。この場合、校正部160の処理(ステップS3060)のみを変更すればよい。
上記の実施形態において、姿勢センサ110、姿勢センサ115は3軸の姿勢を計測するセンサであった。しかし、これらの姿勢センサが重力軸に対する2軸の傾斜角のみを計測するセンサ(一般的に傾斜センサと呼ばれる)の場合であっても、同様の方法によって姿勢センサの配置情報を算出することはできる。この場合、最適化処理におけるパラメータφτは、相対方位誤差の補正値ではなく、撮像装置120と現実物体125との間の相対的な方位角の差を表すことになる。
上記の実施形態では、指標の検出及び同定を画像処理によって行っていた。しかし、現実物体125の形状や状況によっては、物体座標系上での位置が既知でかつ画像処理によって検出及び同定可能な指標を用意することが困難な場合がある。このような場合には、指標の情報を手入力で与えてもよい。すなわち、オペレータがモニタに表示された撮像画像上においてマウス等のポインティングデバイスを用いて指標の画像座標を入力し、さらに、指標の識別番号を入力するような構成としてもよい。これは、物体座標系上での位置が既知でかつ画像上において目視で位置を特定可能な点がある場合に有効である。
図1,5に示したセンサ校正装置100、500を構成する各部は全てハードウェアでもって構成されているものとして説明した。しかし、データを保持するための構成を除くその他の各部のうち一部若しくは全部をソフトウェア(コンピュータプログラム)でもって構成しても良い。この場合、係るソフトウェアは、PC(パーソナルコンピュータ)等のコンピュータが有するメモリ上にロードされ、このコンピュータが有するCPUが係るソフトウェアを実行することになる。これにより、係るコンピュータは、図1,5に示したセンサ校正装置100、500と同様の処理を行うことができる。
また、本発明の目的は、以下のようにすることによって達成されることはいうまでもない。即ち、前述した実施形態の機能を実現するソフトウェアのプログラムコードを記録した記録媒体(または記憶媒体)を、システムあるいは装置に供給する。係る記憶媒体は言うまでもなく、コンピュータ読み取り可能な記憶媒体である。そして、そのシステムあるいは装置のコンピュータ(またはCPUやMPU)が記録媒体に格納されたプログラムコードを読み出し実行する。この場合、記録媒体から読み出されたプログラムコード自体が前述した実施形態の機能を実現することになり、そのプログラムコードを記録した記録媒体は本発明を構成することになる。
Claims (9)
- 撮像装置に装着された撮像装置用姿勢センサによる姿勢計測値と、当該撮像装置により撮像される現実物体に装着された現実物体用姿勢センサによる姿勢計測値と、を取得する姿勢計測値の取得手段と、
前記撮像装置が前記現実物体を撮像することで得られる画像を取得する画像の取得手段と、
前記現実物体上に配置された指標の前記画像上における画像座標を取得する画像座標の取得手段と、
前記撮像装置に対する前記撮像装置用姿勢センサの配置情報と、前記現実物体に対する前記現実物体用姿勢センサの配置情報、のうち少なくとも1つを、前記撮像装置用姿勢センサによる姿勢計測値、前記現実物体用姿勢センサによる姿勢計測値、前記画像座標、を用いて求める算出手段と
を備えることを特徴とする情報処理装置。 - 前記姿勢計測値の取得手段は、前記撮像装置と前記現実物体とが複数の異なる姿勢をとる毎に、前記撮像装置用姿勢センサによる姿勢計測値、前記現実物体用姿勢センサによる姿勢計測値を取得し、
前記画像の取得手段は、前記撮像装置と前記現実物体とが複数の異なる姿勢をとる毎に、前記撮像装置が撮像した画像を取得し、
前記画像座標の取得手段は、前記画像の取得手段が取得したそれぞれの画像から前記指標の画像座標を取得し、
前記算出手段は、前記撮像装置と前記現実物体とが複数の異なる姿勢をとる毎に取得された、前記撮像装置用姿勢センサによる姿勢計測値、前記現実物体用姿勢センサによる姿勢計測値、前記撮像装置が撮像した画像から取得された指標の画像座標、を用いて、前記撮像装置に対する前記撮像装置用姿勢センサの配置情報、前記現実物体に対する前記現実物体用姿勢センサの配置情報のうち少なくとも1つを算出する
ことを特徴とする請求項1に記載の情報処理装置。 - 前記算出手段は、
前記撮像装置に対する前記撮像装置用姿勢センサの配置情報、前記現実物体に対する前記現実物体用姿勢センサの配置情報、のうち算出対象を未知パラメータとし、当該未知パラメータに基づいて決まる画像上の指標の座標と、当該指標について前記画像座標の取得手段が取得した画像座標と、の誤差を小さくするように前記未知パラメータを求めることを特徴とする請求項2に記載の情報処理装置。 - 撮像装置を有していない現実物体に装着された姿勢センサによる姿勢計測値を取得する姿勢計測値の取得手段と、
撮像装置が前記現実物体を撮像することで得られる画像を取得する画像の取得手段と、
前記現実物体上に配置された指標の前記画像上における画像座標を取得する画像座標の取得手段と、
前記現実物体に対する前記姿勢センサの配置情報を、既知の情報として与えられる前記撮像装置の姿勢、前記姿勢センサによる姿勢計測値、前記画像座標、を用いて求める算出手段と
を備えることを特徴とする情報処理装置。 - 前記算出手段が算出した配置情報に基づいて、仮想物体の画像を生成する手段と、
前記撮像装置により撮像された画像上に、前記仮想物体の画像を重畳した重畳画像を生成する手段と、
前記重畳画像を表示する手段と
を備えることを特徴とする請求項1乃至4の何れか1項に記載の情報処理装置。 - 撮像装置に装着された撮像装置用姿勢センサによる姿勢計測値と、当該撮像装置により撮像される現実物体に装着された現実物体用姿勢センサによる姿勢計測値と、を取得する姿勢計測値の取得工程と、
前記撮像装置が前記現実物体を撮像することで得られる画像を取得する画像の取得工程と、
前記現実物体上に配置された指標の前記画像上における画像座標を取得する画像座標の取得工程と、
前記撮像装置に対する前記撮像装置用姿勢センサの配置情報と、前記現実物体に対する前記現実物体用姿勢センサの配置情報、のうち少なくとも1つを、前記撮像装置用姿勢センサによる姿勢計測値、前記現実物体用姿勢センサによる姿勢計測値、前記画像座標、を用いて求める算出工程と
を備えることを特徴とする情報処理方法。 - 撮像装置を有していない現実物体に装着された姿勢センサによる姿勢計測値を取得する姿勢計測値の取得工程と、
前記撮像装置が前記現実物体を撮像することで得られる画像を取得する画像の取得工程と、
現実物体上に配置された指標の前記画像上における画像座標を取得する画像座標の取得工程と、
前記現実物体に対する前記姿勢センサの配置情報を、既知の情報として与えられる前記撮像装置の姿勢、前記姿勢センサによる姿勢計測値、前記画像座標、を用いて求める算出工程と
を備えることを特徴とする情報処理方法。 - コンピュータに請求項6又は7に記載の情報処理方法を実行させるためのコンピュータプログラム。
- 請求項8に記載のコンピュータプログラムを格納したことを特徴とする、コンピュータ読み取り可能な記憶媒体。
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