JPH03200007A - ステレオ計測装置 - Google Patents
ステレオ計測装置Info
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- JPH03200007A JPH03200007A JP33874689A JP33874689A JPH03200007A JP H03200007 A JPH03200007 A JP H03200007A JP 33874689 A JP33874689 A JP 33874689A JP 33874689 A JP33874689 A JP 33874689A JP H03200007 A JPH03200007 A JP H03200007A
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- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims abstract description 39
- 238000003384 imaging method Methods 0.000 claims description 37
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 19
- 238000000605 extraction Methods 0.000 claims description 10
- 239000000284 extract Substances 0.000 claims description 7
- 238000005259 measurement Methods 0.000 claims description 7
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 5
- 238000013507 mapping Methods 0.000 description 3
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 238000003672 processing method Methods 0.000 description 1
- 238000013139 quantization Methods 0.000 description 1
Landscapes
- Measurement Of Optical Distance (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〈産業上の利用分野〉
本発明は、ステレオ画像により、カメラから被写体の各
部までの距離である奥行き情報を抽出するステレオ計測
装置に関するものである。
部までの距離である奥行き情報を抽出するステレオ計測
装置に関するものである。
〈従来の技術〉
従来のステレオ計測装置は、設置場所の異なる２台の同
じカメラで同一のシーンを撮影したり、１台のカメラで
カメラの場所を変えて２回撮影したりして得られる２つ
の画面において、実空間で同一であるものを対応付け、
三角測量の原理に基づいて奥行き情報を抽出するもので
ある。
じカメラで同一のシーンを撮影したり、１台のカメラで
カメラの場所を変えて２回撮影したりして得られる２つ
の画面において、実空間で同一であるものを対応付け、
三角測量の原理に基づいて奥行き情報を抽出するもので
ある。
〈発明が解決しようとする課題〉
従来の計測装置において、画像の量子化誤差の影響を受
けずに正しく奥行き情報を抽出するなめには、２台のカ
メラを十分離す必要がある。従って、１１！測系が大掛
かりになったり、２つのカメラで撮影して得られる画面
が大きく異なるため画面間の対応付けにおいて誤処理が
生じたり対応付けができないことがあるという問題点が
あった。
けずに正しく奥行き情報を抽出するなめには、２台のカ
メラを十分離す必要がある。従って、１１！測系が大掛
かりになったり、２つのカメラで撮影して得られる画面
が大きく異なるため画面間の対応付けにおいて誤処理が
生じたり対応付けができないことがあるという問題点が
あった。
本発明の目的は、このような従来の問題点を解決するた
めに、画面間の対応付けが容易で観測系が簡易なステレ
オ計測装置を提供することにある。
めに、画面間の対応付けが容易で観測系が簡易なステレ
オ計測装置を提供することにある。
く課題を解決するための手段〉
上記課題を解決する本発明の構成は、
使用するレンズの焦点距離が互いに異なっており、同一
の被写体を同時に撮影して被写体像を含む画面を出力す
る２台の並置した撮像装置と、 この２台の撮像装置から出力された２つの画面のうち一
方の画面に、双方の撮像装置のレンズの焦点距離の比を
倍率として拡大または縮小する画面変換処理を施し、画
面変換処理した変換処理画面を出力する画面変換処理部
と、 前記変換処理画面の各画素と、画面変換処理されていな
い他方の画面の各画素とを、実空間で同一であるものど
うしを対応付ける対応付は処理部と、 対応付けられた各画素の座標を基に、撮像装置から被写
体の各部までの距離である奥行き情報を抽出する奥行き
情報抽出部と、を有することを特徴とする。
の被写体を同時に撮影して被写体像を含む画面を出力す
る２台の並置した撮像装置と、 この２台の撮像装置から出力された２つの画面のうち一
方の画面に、双方の撮像装置のレンズの焦点距離の比を
倍率として拡大または縮小する画面変換処理を施し、画
面変換処理した変換処理画面を出力する画面変換処理部
と、 前記変換処理画面の各画素と、画面変換処理されていな
い他方の画面の各画素とを、実空間で同一であるものど
うしを対応付ける対応付は処理部と、 対応付けられた各画素の座標を基に、撮像装置から被写
体の各部までの距離である奥行き情報を抽出する奥行き
情報抽出部と、を有することを特徴とする。
用〉
本発明では、左右の撮像装置に焦点距離の異なるレンズ
を用いて、同一のシーンに対して左右２つの画面を同時
に取り込み、取り込んだ２つの画面のどちらか一方の画
面に、左右の撮像装置のレンズの焦点距離の比を倍率と
して拡大または縮小する画面変換処理を施し、画面変換
処理を施していないもう一方の画面と、画面変換処理を
施した変換処理画面の２つの画面から奥行き情報を抽出
する。
を用いて、同一のシーンに対して左右２つの画面を同時
に取り込み、取り込んだ２つの画面のどちらか一方の画
面に、左右の撮像装置のレンズの焦点距離の比を倍率と
して拡大または縮小する画面変換処理を施し、画面変換
処理を施していないもう一方の画面と、画面変換処理を
施した変換処理画面の２つの画面から奥行き情報を抽出
する。
〈作
く実 施 例〉
以下、本発明の実施例を図面に基づいて詳細に説明する
。左側の撮像装置から得られる画面に画面変換処理を施
す場合について、本発明の実施例の構成図を第１図に示
す。同図において、１０１は左側の撮像装置、１０２は
右側の撮像装置、１０３は画面変換処理部、１０４は対
応付は処理部、１０５は観測系のパラメータ記憶部、１
０６は奥行き情報抽出部である。
。左側の撮像装置から得られる画面に画面変換処理を施
す場合について、本発明の実施例の構成図を第１図に示
す。同図において、１０１は左側の撮像装置、１０２は
右側の撮像装置、１０３は画面変換処理部、１０４は対
応付は処理部、１０５は観測系のパラメータ記憶部、１
０６は奥行き情報抽出部である。
撮像装置１０１と撮像装置１０２は、双方のレンズの光
軸が平行となるように左右に並んで配置されており、同
一の被写体（シーン）を同時に撮影する。この場合、撮
像装置１０１゜１０２は、使用するレンズの焦点距離が
互いに異なっている。そして撮像装置１０１．１０２は
、被写体像を写し込んだ画面を出力する。
軸が平行となるように左右に並んで配置されており、同
一の被写体（シーン）を同時に撮影する。この場合、撮
像装置１０１゜１０２は、使用するレンズの焦点距離が
互いに異なっている。そして撮像装置１０１．１０２は
、被写体像を写し込んだ画面を出力する。
撮像装置１０１が取り込んだ画面を画面りとし、この画
面りを画面変換処理部１０３に出力する。撮像装置１０
２が取り込んだ画面を画面Ｒとし、この画面Ｒを対応付
は処理部１０４に出力する。また、撮像装置１０１゜１
０２におけるレンズの焦点距離をそれぞれｆＬ、 ｆ
Ｒ（ｆＬ＜ ｆ、） とする。
面りを画面変換処理部１０３に出力する。撮像装置１０
２が取り込んだ画面を画面Ｒとし、この画面Ｒを対応付
は処理部１０４に出力する。また、撮像装置１０１゜１
０２におけるレンズの焦点距離をそれぞれｆＬ、 ｆ
Ｒ（ｆＬ＜ ｆ、） とする。
画面変換処理部１０３は、撮像装置１０１より出力され
る画面りに、撮像装置１０１゜１０２のレンズの焦点距
離の比であるｆ、／ｆＬを倍率として拡大または縮小す
る画面変換処理を施し、画面りを画面変換処理した画面
Ｌ′を対応付は処理部１０４に出力する。
る画面りに、撮像装置１０１゜１０２のレンズの焦点距
離の比であるｆ、／ｆＬを倍率として拡大または縮小す
る画面変換処理を施し、画面りを画面変換処理した画面
Ｌ′を対応付は処理部１０４に出力する。
画面を拡大したり縮小したりする画面変換処理方式とし
ては、編集機能付インテリジェントコピー等に用いられ
ている拡大縮小方式、例えば、ＳＰＣ方式、論理和法、
投影法、９分割法、高速投影法など、各方式を採用する
ことができる。
ては、編集機能付インテリジェントコピー等に用いられ
ている拡大縮小方式、例えば、ＳＰＣ方式、論理和法、
投影法、９分割法、高速投影法など、各方式を採用する
ことができる。
対応付は処理部１０４は、画面変換処理部１０３より出
力される画面Ｌ′と、右側の撮像装置１０２より出力さ
れろ画面Ｒの２つの画面上の各画素において、実空間で
同一であるものを対応付け、対応付けられた画面Ｌ′上
と画面Ｒ上の各画素の座標値を奥行き情報抽出部１０６
に出力する。２つの画面間の対応付は処理は、例えば「
“コンピュータビジョン”白井良明昭晃堂 ｐｐ、６５
−７１Ｊに示された方式で行なうことにより対応付は処
理部１０４が実現できる。
力される画面Ｌ′と、右側の撮像装置１０２より出力さ
れろ画面Ｒの２つの画面上の各画素において、実空間で
同一であるものを対応付け、対応付けられた画面Ｌ′上
と画面Ｒ上の各画素の座標値を奥行き情報抽出部１０６
に出力する。２つの画面間の対応付は処理は、例えば「
“コンピュータビジョン”白井良明昭晃堂 ｐｐ、６５
−７１Ｊに示された方式で行なうことにより対応付は処
理部１０４が実現できる。
ここで、この対応付は処理の手法を、第４図を参照して
概説しておく。例えば左画面の中の点ＰＬに対応する右
画面の中の点Ｐ８を見つけるには、まず点ＰＬを中心に
含むウィンドＷＬを設定する。次に、右画面の中に、点
ＰＬの対応点となる複数の候補を決めておき各候補点を
中心とした各ウィンド篤とウィンドーを比較し、ウィン
ド罵に最も近いウィンド鴇の中にある点を対応点Ｐ６と
する。図において罵とＷ８の画像は似ているが、−とＷ
′８は異なっているので、Ｗ′８中の点Ｐ′８は対応点
でないことがわかる。ウィンド同志の類否は、ウィンド
の明るさと明るさの分散を評価するととにより判定する
。
概説しておく。例えば左画面の中の点ＰＬに対応する右
画面の中の点Ｐ８を見つけるには、まず点ＰＬを中心に
含むウィンドＷＬを設定する。次に、右画面の中に、点
ＰＬの対応点となる複数の候補を決めておき各候補点を
中心とした各ウィンド篤とウィンドーを比較し、ウィン
ド罵に最も近いウィンド鴇の中にある点を対応点Ｐ６と
する。図において罵とＷ８の画像は似ているが、−とＷ
′８は異なっているので、Ｗ′８中の点Ｐ′８は対応点
でないことがわかる。ウィンド同志の類否は、ウィンド
の明るさと明るさの分散を評価するととにより判定する
。
一方、第１図におけるＵ側糸のパラメータ記憶部１０５
は、撮像装置１０１，１０２におけるレンズの焦点距ｇ
ｌｆＬとｆＦｌ、及び、予め実測しておいた撮像装置１
０１，１０２の撮像面間の距１ＩＩＺＦＩＬを記憶して
おき、記憶しておいたｆＬ、ｆＲとＺＲＬの値を奥行き
情報抽出部１０６に出力する。
は、撮像装置１０１，１０２におけるレンズの焦点距ｇ
ｌｆＬとｆＦｌ、及び、予め実測しておいた撮像装置１
０１，１０２の撮像面間の距１ＩＩＺＦＩＬを記憶して
おき、記憶しておいたｆＬ、ｆＲとＺＲＬの値を奥行き
情報抽出部１０６に出力する。
奥行き情報抽出部１０６は、対応付は処理部１０４より
出力される実空間で同一である点の画面Ｌ′と画面Ｒに
おける座標値とＵ側糸のパラメータ記憶部１０５より出
力される観測系のパラメータから奥行き情報を抽出する
。
出力される実空間で同一である点の画面Ｌ′と画面Ｒに
おける座標値とＵ側糸のパラメータ記憶部１０５より出
力される観測系のパラメータから奥行き情報を抽出する
。
奥行き情報抽出部１０６の実施例について以下に説明す
る。
る。
本実施例における座標系を第２図に示す。
左右の撮像装置１１０１，１０２の位置が第２図と異な
る場合には、左右の撮像装置１０１゜１０２から得られ
る画面りと画面Ｒに回転移動及び平行移動させるアフィ
ン変換を施すことにより、第２図のように左右の撮像装
置１０１．１０２を配置したときに得られる画面を求め
ることができろ。左右の撮像装置１０１．１０２の位置
が第２図のとき、シーンにおける点Ｐの実空間での位置
と画面り。
る場合には、左右の撮像装置１０１゜１０２から得られ
る画面りと画面Ｒに回転移動及び平行移動させるアフィ
ン変換を施すことにより、第２図のように左右の撮像装
置１０１．１０２を配置したときに得られる画面を求め
ることができろ。左右の撮像装置１０１．１０２の位置
が第２図のとき、シーンにおける点Ｐの実空間での位置
と画面り。
画面Ｒ上での位置の関係は、第３図に示すようになる。
したがって点Ｐの実空間での座標値をｐ （ｘｐ ｙｐ
Ｚ）Ｎ点Ｐの画面り上での座標値を（ＵＬ、 ＶＬ）
、画面Ｒ上での座標値を（ＵＦｌ、Ｖ、）とすると、
点Ｐの空間的位置のＸ座標値、Ｙ座標値は、次式で表せ
る。
Ｚ）Ｎ点Ｐの画面り上での座標値を（ＵＬ、 ＶＬ）
、画面Ｒ上での座標値を（ＵＦｌ、Ｖ、）とすると、
点Ｐの空間的位置のＸ座標値、Ｙ座標値は、次式で表せ
る。
画面りについて
ここで、Ｙ８Ｌは左右の撮像装置１０１，１０２におけ
るレンズの光軸間の距離、ｚ８．は左右の撮像装置の撮
像面間の距離である。
るレンズの光軸間の距離、ｚ８．は左右の撮像装置の撮
像面間の距離である。
式（１）２式（３）よりＸを消去するととなる。
また、画面変換処理部１０３において、右側の撮像装置
１０１より出力される画面りに、左右の撮像装置におけ
るレンズの焦点距離の比であるｆ、／ｆＬを倍率として
画面変換処理を施しているから、画面り上の（ＵＬ、ｖ
Ｌ）と、その点の画像変換後の画面Ｌ′上におけろ座標
値（Ｕ’、、 Ｖ’Ｌ）とのあいだには、画面Ｒについ
て が成り立つ。式（６）を式（５）に代入すると、が得ら
れる。式（７）から点Ｐの奥行き情報が求められる。
１０１より出力される画面りに、左右の撮像装置におけ
るレンズの焦点距離の比であるｆ、／ｆＬを倍率として
画面変換処理を施しているから、画面り上の（ＵＬ、ｖ
Ｌ）と、その点の画像変換後の画面Ｌ′上におけろ座標
値（Ｕ’、、 Ｖ’Ｌ）とのあいだには、画面Ｒについ
て が成り立つ。式（６）を式（５）に代入すると、が得ら
れる。式（７）から点Ｐの奥行き情報が求められる。
すなわち、奥行き情報抽出部１０６は、第１図に示す対
応付は処理部１０４から出力される実空間で同一である
と対応付けられた画面Ｌ′上と画面Ｒ上の各画素の座標
値のなかのＸ成分Ｕ’、、ＵＦｌと、第１図に示すパラ
メータ記憶部１０５から出力される観測系のパラン−１
ｆＬ、 ｆ、 トＺ、Ｌヲ用イテ、式（７）より各点
Ｐ （ｘ、ｙ、ｚ）のＺ座標値を算出することにより奥
行き情報を抽出することができる。
応付は処理部１０４から出力される実空間で同一である
と対応付けられた画面Ｌ′上と画面Ｒ上の各画素の座標
値のなかのＸ成分Ｕ’、、ＵＦｌと、第１図に示すパラ
メータ記憶部１０５から出力される観測系のパラン−１
ｆＬ、 ｆ、 トＺ、Ｌヲ用イテ、式（７）より各点
Ｐ （ｘ、ｙ、ｚ）のＺ座標値を算出することにより奥
行き情報を抽出することができる。
さらに、対応付は処理部１０４から出力されろ座標値の
なかで実空間における各点Ｐの画面Ｒ上の座標値（馬、
Ｒ８）と、パラメータ記憶部１０５から出力される観測
系のパラメータと、式（７）より算出した点Ｐの奥行き
情報を用いて、式（３）２式（４）から点Ｐの空間的位
置を求めろこともできる。
なかで実空間における各点Ｐの画面Ｒ上の座標値（馬、
Ｒ８）と、パラメータ記憶部１０５から出力される観測
系のパラメータと、式（７）より算出した点Ｐの奥行き
情報を用いて、式（３）２式（４）から点Ｐの空間的位
置を求めろこともできる。
〈発明の効果〉
以上説明したように、本発明によれば、左右の撮像装置
に焦点距離の異なるレンズを用いて、同一のシーンに対
して取り込んだ左右２つの画面のどちらか一方の画面に
、左右の撮像装置のレンズの焦点距離の比を倍率として
拡大または縮小する画面変換処理を施し、画面変換処理
を施していないもう一方の画面と、画面変換処理を施し
た変換処理画面の２つの画面から奥行き情報を抽出でき
るので、左右の撮像装置を隣接させることができるため
、観測系が簡易で、対応付けの誤処理から生じる奥行き
情報抽出誤差の少ないステレオ計測装置が実現できる。
に焦点距離の異なるレンズを用いて、同一のシーンに対
して取り込んだ左右２つの画面のどちらか一方の画面に
、左右の撮像装置のレンズの焦点距離の比を倍率として
拡大または縮小する画面変換処理を施し、画面変換処理
を施していないもう一方の画面と、画面変換処理を施し
た変換処理画面の２つの画面から奥行き情報を抽出でき
るので、左右の撮像装置を隣接させることができるため
、観測系が簡易で、対応付けの誤処理から生じる奥行き
情報抽出誤差の少ないステレオ計測装置が実現できる。
換言すると、本発明のステレオ計測装置は、左右の撮像
装置間の距離に関係なく奥行き情報が抽出できるため、
左右の撮像装置を隣接させろことができる。
装置間の距離に関係なく奥行き情報が抽出できるため、
左右の撮像装置を隣接させろことができる。
左右の撮像装置を隣接させたときには、画面変換手段か
ら出力されろ２つの画面の類似度が高いので画面間の対
応付けが容易になることと観測系が簡易になることの特
長を持つ。
ら出力されろ２つの画面の類似度が高いので画面間の対
応付けが容易になることと観測系が簡易になることの特
長を持つ。
第１図は本発明の一実施例を示す構成図、第２図は実施
例における座標系を示す説明図、第３図は空間的位置と
画面上の位置の関係を示す説明図、第４図は対応付は手
法を示す原理図である。 図面 ０ ０ ０ ０ ０ ０ 中、 １は左側の撮像装置、 ２は右側の撮像装置、 ３は画面変換処理部、 ４は対応付は処理部、 ５ば観測系のパラメータ記憶部、 ６は奥行き情報抽出部である。 第４図 特 許 出 願 人 日本電信電話株式会社 代 理 人
例における座標系を示す説明図、第３図は空間的位置と
画面上の位置の関係を示す説明図、第４図は対応付は手
法を示す原理図である。 図面 ０ ０ ０ ０ ０ ０ 中、 １は左側の撮像装置、 ２は右側の撮像装置、 ３は画面変換処理部、 ４は対応付は処理部、 ５ば観測系のパラメータ記憶部、 ６は奥行き情報抽出部である。 第４図 特 許 出 願 人 日本電信電話株式会社 代 理 人
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 使用するレンズの焦点距離が互いに異なっており、同一
の被写体を同時に撮影して被写体像を含む画面を出力す
る２台の並置した撮像装置と、 この２台の撮像装置から出力された２つの画面のうち一
方の画面に、双方の撮像装置のレンズの焦点距離の比を
倍率として拡大または縮小する画面変換処理を施し、画
面変換処理した変換処理画面を出力する画面変換処理部
と、 前記変換処理画面の各画素と、画面変換処理されていな
い他方の画面の各画素とを、実空間で同一であるものど
うしを対応付ける対応付け処理部と、 対応付けられた各画素の座標を基に、撮像装置から被写
体の各部までの距離である奥行き情報を抽出する奥行き
情報抽出部と、 を有することを特徴とするステレオ計測装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP33874689A JPH03200007A (ja) | 1989-12-28 | 1989-12-28 | ステレオ計測装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP33874689A JPH03200007A (ja) | 1989-12-28 | 1989-12-28 | ステレオ計測装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03200007A true JPH03200007A (ja) | 1991-09-02 |
Family
ID=18321071
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP33874689A Pending JPH03200007A (ja) | 1989-12-28 | 1989-12-28 | ステレオ計測装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH03200007A (ja) |
Cited By (15)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH05157528A (ja) * | 1991-12-03 | 1993-06-22 | Nippon Steel Corp | 腐食形状の３次元解析方法 |
| JP2006093858A (ja) * | 2004-09-21 | 2006-04-06 | Olympus Corp | ２眼撮像系を搭載したカメラ |
| US7103212B2 (en) | 2002-11-22 | 2006-09-05 | Strider Labs, Inc. | Acquisition of three-dimensional images by an active stereo technique using locally unique patterns |
| JP2019032295A (ja) * | 2017-08-09 | 2019-02-28 | ミツミ電機株式会社 | 測距カメラ |
| WO2019124040A1 (ja) * | 2017-12-18 | 2019-06-27 | ミツミ電機株式会社 | 測距カメラ |
| WO2019150807A1 (ja) * | 2018-02-01 | 2019-08-08 | ミツミ電機株式会社 | 認証装置 |
| JP2019164011A (ja) * | 2018-03-19 | 2019-09-26 | ミツミ電機株式会社 | 測距カメラ |
| WO2020008832A1 (ja) * | 2018-07-06 | 2020-01-09 | ミツミ電機株式会社 | 測距カメラ |
| WO2020017377A1 (ja) * | 2018-07-18 | 2020-01-23 | ミツミ電機株式会社 | 測距カメラ |
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| JP2022128518A (ja) * | 2018-03-19 | 2022-09-01 | ミツミ電機株式会社 | 測距カメラ |
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| JP2022128516A (ja) * | 2017-12-18 | 2022-09-01 | ミツミ電機株式会社 | 測距カメラ |
-
1989
- 1989-12-28 JP JP33874689A patent/JPH03200007A/ja active Pending
Cited By (36)
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| CN110998228A (zh) * | 2017-08-09 | 2020-04-10 | 三美电机株式会社 | 测距照相机 |
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