JP6738293B2 - カメラキャリブレーション方法、プログラムおよび装置 - Google Patents
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Description
図14は、前記ホモグラフィ行列評価部110によるホモグラフィ行列の評価方法を示した図である。
また、上記のようにして計算された最尤のホモグラフィ行列は、図16に示したように、互いに遠く離れた2つのカメラcam1,cam2を較正するためにも使用することができる。通常、2つのカメラ間の較正は、特徴点の検出およびマッチングを使用することで実現される。しかしながら、2つのカメラcam1,cam2間のベースラインが大きいと較正精度が低くなり、あるいは較正できない場合もある。
Claims (12)
- フィールドモデルとカメラ画像との間のホモグラフィ行列に基づいてカメラキャリブレーションを行う装置において、
カメラ画像からフィールドラインを抽出する手段と、
フィールドラインの交点を計算する手段と、
前記交点ごとに当該交点を通るフィールドラインの数および向きに基づいてカメラ交点特徴ベクトル要素を生成する手段と、
各カメラ交点特徴ベクトル要素を所定の順序で配列してカメラ交点特徴ベクトルVcを生成する手段と、
フィールドモデルの各フィールドラインの交点ごとにモデル交点特徴ベクトル要素を生成する手段と、
前記カメラ交点特徴ベクトルVcの各カメラ交点特徴ベクトル要素の交点を定義した水平フィールドラインおよび垂直フィールドラインの各本数と同一となる各フィールドラインの組み合わせごとに前記モデル交点特徴ベクトル要素のセットを抽出し、当該セットごとに各モデル交点特徴ベクトル要素を前記所定の順序で配列して複数のモデル交点特徴ベクトルVmを生成する手段と、
前記カメラ交点特徴ベクトルVcと各モデル交点特徴ベクトルVmとを比較して類似度の高い上位Nベストのモデル交点特徴ベクトルVmを抽出する手段と、
前記類似度の高い上位Nベストのモデル交点特徴ベクトルVmとカメラ交点特徴ベクトルVcとの対応関係に基づいてN個の対応点セットを設定する手段と、
前記対応点セットに基づいて計算したN個のホモグラフィ行列を評価する手段とを具備し、
前記評価する手段は、
フレーム画像の左右の境界線を各ホモグラフィ行列でフィールドモデルに投影して各対応する線分を求める手段と、
前記各対応する線分の交点をカメラポイントとして登録する手段と、
n番目のフレーム画像に基づいて登録されたカメラポイントとm番目のフレーム画像に基づいて登録されたカメラポイントとの変位を計算する手段とを具備し、
前記変位が最小値を示すホモグラフィ行列の評価を最も高くすることを特徴とするカメラキャリブレーション装置。 - 前記モデル交点特徴ベクトルVmを生成する手段は、カメラ画像の各交点を計算する各フィールドラインに対応するフィールドモデル上の各フィールドラインの組み合わせ候補ごとに計算されるモデル交点特徴ベクトル要素に基づいてモデル交点特徴ベクトルVmを生成することを特徴とする請求項1に記載のカメラキャリブレーション装置。
- 前記各特徴ベクトル要素が、各交点から延びるフィールドラインの向きの数をビット長とするバイナリデータであり、各方向に延びるフィールドラインが抽出されたか否かに応じて各ビット値が2値のいずれかに設定されることを特徴とする請求項1または2に記載のカメラキャリブレーション装置。
- 前記各特徴ベクトル要素が4ビットのバイナリデータであり、各ビット位置には各交点から延びる相互に直行する4方向のそれぞれが対応付けられたことを特徴とする請求項3に記載のカメラキャリブレーション装置。
- 前記カメラ交点特徴ベクトル要素を生成する手段は、カメラ画像上で各交点から各方向に所定範囲内でフィールドライン画素の探索を繰り返して発見数を積算し、積算値が所定の閾値を超えると当該方向にフィールドラインが延びている判別することを特徴とする請求項3または4に記載のカメラキャリブレーション装置。
- 前記カメラ交点特徴ベクトル要素を生成する手段は、フィールドライン画素の発見率の少ない向きの探索を途中で中断することを特徴とする請求項5に記載のカメラキャリブレーション装置。
- 前記フィールドラインを抽出する手段が、抽出された各フィールドラインを垂直フィールドラインおよび水平フィールドラインのいずれかに分類する手段を具備し、
前記交点を計算する手段は、各垂直フィールドラインと各水平フィールドラインとの交点を計算することを特徴とする請求項1ないし6のいずれかに記載のカメラキャリブレーション装置。 - 前記カメラ交点特徴ベクトルVcを生成する手段は、各交点のカメラ交点特徴ベクトル要素を当該各交点がラスタスキャンされる順序で配列してカメラ交点特徴ベクトルVcとすることを特徴とする請求項1ないし7のいずれかに記載のカメラキャリブレーション装置。
- 前記モデル交点特徴ベクトルVmを抽出する手段は、前記カメラ交点特徴ベクトルVcと各モデル交点特徴ベクトルVmとのハミング距離Dを求め、当該ハミング距離Dが最小となるモデル交点特徴ベクトルVmを抽出することを特徴とする請求項1ないし8のいずれかに記載のカメラキャリブレーション装置。
- 前記モデル交点特徴ベクトルVmを抽出する手段は、カメラ画像から抽出されたフィールドラインの交点にカメラ画像上で見えない交点が含まれていると、前記カメラ交点特徴ベクトルVcの当該見えない交点の特徴ベクトル要素の部分に、比較するモデル交点特徴ベクトルVmの対応する交点の特徴ベクトル要素をコピーすることを特徴とする請求項1ないし9のいずれかに記載のカメラキャリブレーション装置。
- フィールドモデルとカメラ画像との間のホモグラフィ行列に基づいてカメラキャリブレーションを行う方法において、
カメラ画像からフィールドラインを抽出し、
フィールドラインの交点を計算し、
前記交点ごとに当該交点を通るフィールドラインの数および向きに基づいてカメラ交点特徴ベクトル要素を生成し、
前記各カメラ交点特徴ベクトル要素を所定の順序で配列してカメラ交点特徴ベクトルVcを生成し、
フィールドモデルの各フィールドラインの交点ごとにモデル交点特徴ベクトル要素を生成し、
前記カメラ交点特徴ベクトルVcの各カメラ交点特徴ベクトル要素の交点を定義した水平フィールドラインおよび垂直フィールドラインの各本数と同一となる各フィールドラインの組み合わせごとに前記モデル交点特徴ベクトル要素のセットを抽出し、当該セットごとに各モデル交点特徴ベクトル要素を前記所定の順序で配列して複数のモデル交点特徴ベクトルVmを生成し、
前記カメラ交点特徴ベクトルVcとの類似度の高い上位Nベストのモデル交点特徴ベクトルVmと当該カメラ交点特徴ベクトルVcとの対応関係に基づいてN個の対応点セットを設定し、
前記対応点セットに基づいて計算したN個のホモグラフィ行列を評価し、
前記評価では、
フレーム画像の左右の境界線を各ホモグラフィ行列でフィールドモデルに投影して各対応する線分を求め、
前記各対応する線分の交点をカメラポイントとして登録し、
n番目のフレーム画像に基づいて登録されたカメラポイントとm番目のフレーム画像に基づいて登録されたカメラポイントとの変位を計算し、
前記変位が最小値を示すホモグラフィ行列の評価を最も高くすることを特徴とするカメラキャリブレーション方法。 - フィールドモデルとカメラ画像との間のホモグラフィ行列に基づいてカメラキャリブレーションを行う方法において、
カメラ画像からフィールドラインを抽出する手順と、
フィールドラインの交点を計算する手順と、
前記交点ごとに当該交点を通るフィールドラインの数および向きに基づいてカメラ交点特徴ベクトル要素を生成する手順と、
前記各カメラ交点特徴ベクトル要素を所定の順序で配列してカメラ交点特徴ベクトルVcを生成する手順と、
フィールドモデルの各フィールドラインの交点ごとにモデル交点特徴ベクトル要素を生成する手順と、
前記カメラ交点特徴ベクトルVcの各カメラ交点特徴ベクトル要素の交点を定義した水平フィールドラインおよび垂直フィールドラインの各本数と同一となる各フィールドラインの組み合わせごとに前記モデル交点特徴ベクトル要素のセットを抽出し、当該セットごとに各モデル交点特徴ベクトル要素を前記所定の順序で配列して複数のモデル交点特徴ベクトルVmを生成する手順と、
前記カメラ交点特徴ベクトルVcとの類似度の高い上位Nベストのモデル交点特徴ベクトルVmと当該カメラ交点特徴ベクトルVcとの対応関係に基づいてN個の対応点セットを設定する手順と、
前記対応点セットに基づいて計算したN個のホモグラフィ行列を評価する手順とをコンピュータに実行させ、
前記評価する手順が、
フレーム画像の左右の境界線を各ホモグラフィ行列でフィールドモデルに投影して各対応する線分を求める手順と、
前記各対応する線分の交点をカメラポイントとして登録する手順と、
n番目のフレーム画像に基づいて登録されたカメラポイントとm番目のフレーム画像に基づいて登録されたカメラポイントとの変位を計算する手順とを含み、
前記変位が最小値を示すホモグラフィ行列の評価を最も高くすることを特徴とするカメラキャリブレーションプログラム。
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