JPH07287757A - 立体視装置 - Google Patents
立体視装置Info
- Publication number
- JPH07287757A JPH07287757A JP6077740A JP7774094A JPH07287757A JP H07287757 A JPH07287757 A JP H07287757A JP 6077740 A JP6077740 A JP 6077740A JP 7774094 A JP7774094 A JP 7774094A JP H07287757 A JPH07287757 A JP H07287757A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 対応点探索領域を小さくかつ適正な領域に自
動調整して対応点を探索することができる立体視装置を
提供する。 【構成】 ステレオ装置２は、対象物を２台のカメラ１
Ｌ，１Ｒで撮影した一対の画像から対応点探索法により
対象物の奥行きを求める。対応点探索領域演算部３は、
サンプル時間演算部４から与えるサンプル指令で２台の
カメラの撮影画像を取り込んで対応点探索領域を演算で
求め、メモリ５は、該対応点探索領域を格納してステレ
オ装置に自動調整する探索領域とする。演算部３は、カ
メラが撮影した画像について最小相関値から危険値を求
め、この危険値が最も安定しかつ設定しきい値内になる
ときの領域を対応点探索領域として求める。サンプル時
間間隔は、前回と今回の対応点探索領域の変化の有無で
短縮または延長することで対象物とステレオ装置の相対
位置の変化量に対応させる。
動調整して対応点を探索することができる立体視装置を
提供する。 【構成】 ステレオ装置２は、対象物を２台のカメラ１
Ｌ，１Ｒで撮影した一対の画像から対応点探索法により
対象物の奥行きを求める。対応点探索領域演算部３は、
サンプル時間演算部４から与えるサンプル指令で２台の
カメラの撮影画像を取り込んで対応点探索領域を演算で
求め、メモリ５は、該対応点探索領域を格納してステレ
オ装置に自動調整する探索領域とする。演算部３は、カ
メラが撮影した画像について最小相関値から危険値を求
め、この危険値が最も安定しかつ設定しきい値内になる
ときの領域を対応点探索領域として求める。サンプル時
間間隔は、前回と今回の対応点探索領域の変化の有無で
短縮または延長することで対象物とステレオ装置の相対
位置の変化量に対応させる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、２台のカメラによる撮
影画像から対象物の奥行きを求める立体視装置に係り、
特に対応点探索法により奥行きを求めるに際し、対応点
探索領域を自動調整する装置に関する。
影画像から対象物の奥行きを求める立体視装置に係り、
特に対応点探索法により奥行きを求めるに際し、対応点
探索領域を自動調整する装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】立体視装置は、自律的な運動をする装
置、例えば物体を操作するロボットや荷物を運搬する無
人搬送車、荷役を行うフォークリフトなどの目に相当す
る視覚情報取得手段として利用される。
置、例えば物体を操作するロボットや荷物を運搬する無
人搬送車、荷役を行うフォークリフトなどの目に相当す
る視覚情報取得手段として利用される。
【０００３】立体視方法には、大きくは１台のカメラを
使った能動的計測法（測光立体視法や光スリット法）
と、２台のカメラを使った受動的計測法（両眼立体視
法）がある。
使った能動的計測法（測光立体視法や光スリット法）
と、２台のカメラを使った受動的計測法（両眼立体視
法）がある。
【０００４】後者の方法のうち、対応点探索法は、三角
測量の原理を応用し、２台のカメラからの２つの画像の
対応点を探索（マッチング）して対象物の奥行きを計算
する。
測量の原理を応用し、２台のカメラからの２つの画像の
対応点を探索（マッチング）して対象物の奥行きを計算
する。
【０００５】これには、２台のカメラ撮影による左右の
画像の一方の小領域と、これに対応する画像領域を他方
の画像から探索する相互相関による方法やＭａｒｒの方
法があるが、何れも環境の変化に対応するために、予想
される探索領域より大きめの探索領域を設定して対応付
けをしている。
画像の一方の小領域と、これに対応する画像領域を他方
の画像から探索する相互相関による方法やＭａｒｒの方
法があるが、何れも環境の変化に対応するために、予想
される探索領域より大きめの探索領域を設定して対応付
けをしている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】従来の対応点探索法に
よる奥行き測定では、探索領域を適切に設定しておく
も、経年変化又は振動によって、カメラに位置ずれが発
生し、対応点探索ができなくなる場合がある。
よる奥行き測定では、探索領域を適切に設定しておく
も、経年変化又は振動によって、カメラに位置ずれが発
生し、対応点探索ができなくなる場合がある。
【０００７】この問題を回避するために対応点探索領域
を大きくすると、演算量が膨大になって処理の遅れが生
じ、ロボット制御等の応答性に悪影響を与える。
を大きくすると、演算量が膨大になって処理の遅れが生
じ、ロボット制御等の応答性に悪影響を与える。
【０００８】また、カメラの位置ずれを無くすために、
定期的にカメラ位置のキャリブレーションを行う対応方
法では、キャリブレーションのために装置全体を停止す
ることになり、工場のラインなどに組み込まれた装置で
はキャリブレーションがライン全体の停止になることが
ある。
定期的にカメラ位置のキャリブレーションを行う対応方
法では、キャリブレーションのために装置全体を停止す
ることになり、工場のラインなどに組み込まれた装置で
はキャリブレーションがライン全体の停止になることが
ある。
【０００９】本発明の目的は、対応点探索領域を小さく
かつ適正な領域に自動調整して対応点を探索することが
できる立体視装置を提供することにある。
かつ適正な領域に自動調整して対応点を探索することが
できる立体視装置を提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】本発明は、前記課題の解
決を図るため、対象物を２台のカメラで撮影した一対の
画像から対応点探索法により対象物の奥行きを求めるス
テレオ装置を備えた立体視装置において、前記２台のカ
メラの撮影画像をサンプル時間間隔で取り込み、該画像
に対して順次設定変更する対応点探索領域の危険値を最
小相関値から求め、該危険値の変化が少なくかつ設定す
る値よりも小さいことを条件として対応点探索領域を求
め、この対応点探索領域を前記ステレオ装置の対応点探
索領域とする演算手段を備えたことを特徴とする。
決を図るため、対象物を２台のカメラで撮影した一対の
画像から対応点探索法により対象物の奥行きを求めるス
テレオ装置を備えた立体視装置において、前記２台のカ
メラの撮影画像をサンプル時間間隔で取り込み、該画像
に対して順次設定変更する対応点探索領域の危険値を最
小相関値から求め、該危険値の変化が少なくかつ設定す
る値よりも小さいことを条件として対応点探索領域を求
め、この対応点探索領域を前記ステレオ装置の対応点探
索領域とする演算手段を備えたことを特徴とする。
【００１１】また、本発明は、前記サンプル時間間隔
は、前回求めた対応点探索領域に対して今回求めた対応
点探索領域に変化が無いときに一定時間だけ長くし、変
化が発生したときに一定時間だけ短くすることを特徴と
する。
は、前回求めた対応点探索領域に対して今回求めた対応
点探索領域に変化が無いときに一定時間だけ長くし、変
化が発生したときに一定時間だけ短くすることを特徴と
する。
【００１２】
【作用】２台のカメラが撮影した画像について最小相関
値から危険値を求め、この危険値が最も安定しかつ設定
しきい値内になるときの領域を対応点探索領域として求
め、この領域をステレオ装置の対応点探索領域として自
動調整する。
値から危険値を求め、この危険値が最も安定しかつ設定
しきい値内になるときの領域を対応点探索領域として求
め、この領域をステレオ装置の対応点探索領域として自
動調整する。
【００１３】対応点探索領域の変化の有無でサンプル時
間間隔（対応点探索領域を求める時間間隔）を短縮また
は延長することで対象物とステレオ装置の相対位置の変
化量に応じた適切な領域調整間隔を得、しかも演算処理
回数を少なくする。
間間隔（対応点探索領域を求める時間間隔）を短縮また
は延長することで対象物とステレオ装置の相対位置の変
化量に応じた適切な領域調整間隔を得、しかも演算処理
回数を少なくする。
【００１４】
【実施例】図１は、本発明の一実施例を示すシステム構
成図である。
成図である。
【００１５】２台のカメラ１Ｌ，１Ｒは、一定距離だけ
離れてロボット等の自律的に運動する装置に設けられ、
それぞれの位置から奥行きを求める対象物の撮影画像を
得る。なお、対象物が運動し、カメラ側を固定の装置と
する場合もある。さらには、対象物とカメラ側装置の両
方が運動する場合もある。
離れてロボット等の自律的に運動する装置に設けられ、
それぞれの位置から奥行きを求める対象物の撮影画像を
得る。なお、対象物が運動し、カメラ側を固定の装置と
する場合もある。さらには、対象物とカメラ側装置の両
方が運動する場合もある。
【００１６】ステレオ装置２は、カメラ１Ｌ，１Ｒから
の撮影画像を取り込み、対応点探索法により対象物の奥
行きを求める。このための対応点探索領域は、演算要素
３〜５によって自動調整された領域として与えられる。
の撮影画像を取り込み、対応点探索法により対象物の奥
行きを求める。このための対応点探索領域は、演算要素
３〜５によって自動調整された領域として与えられる。
【００１７】対応点探索領域演算部３は、サンプル時間
演算部４からサンプル指令が与えられたときに２台のカ
メラ１Ｌ，１Ｒからの撮影画像から対応点探索領域を求
める。この演算結果はメモリ５に格納され、該メモリ５
からステレオ装置２に転送される。
演算部４からサンプル指令が与えられたときに２台のカ
メラ１Ｌ，１Ｒからの撮影画像から対応点探索領域を求
める。この演算結果はメモリ５に格納され、該メモリ５
からステレオ装置２に転送される。
【００１８】サンプル時間演算部４で発生するサンプル
指令は、メモリ５に格納される対応点探索領域の変化の
有無に応じて時間間隔が増減調整される。すなわち、対
応点探索領域演算部３で今回求めた領域が前回求めた領
域と同じ場合には対象物とカメラの相対位置が変化して
いないためサンプル時間間隔を延ばし、領域に変化があ
るときは相対位置が変化しているとしてサンプル時間間
隔を短くする。
指令は、メモリ５に格納される対応点探索領域の変化の
有無に応じて時間間隔が増減調整される。すなわち、対
応点探索領域演算部３で今回求めた領域が前回求めた領
域と同じ場合には対象物とカメラの相対位置が変化して
いないためサンプル時間間隔を延ばし、領域に変化があ
るときは相対位置が変化しているとしてサンプル時間間
隔を短くする。
【００１９】図２は、上記の対応点探索領域演算の処理
フローを示す。以下、各処理を詳細に説明する。
フローを示す。以下、各処理を詳細に説明する。
【００２０】（ステップＳ１）対応点探索領域は、Ｘ軸
方向の座標位置ＤX（ｔ）とＹ軸方向の座標位置Ｄ
Y（ｔ）で求められ、対応点探索開始には該座標位置ＤX
（ｔ）、ＤY（ｔ）を初期化し、またサンプル時間間隔
ｔを適当な値に初期化する。
方向の座標位置ＤX（ｔ）とＹ軸方向の座標位置Ｄ
Y（ｔ）で求められ、対応点探索開始には該座標位置ＤX
（ｔ）、ＤY（ｔ）を初期化し、またサンプル時間間隔
ｔを適当な値に初期化する。
【００２１】（ステップＳ２）サンプル時間演算部４に
より最初のサンプル指令を出す。
より最初のサンプル指令を出す。
【００２２】（ステップＳ３）サンプル指令を対応点探
索領域演算部３が受け取る。
索領域演算部３が受け取る。
【００２３】（ステップＳ４）対応点探索領域演算部３
がる探索領域の演算を行い、座標位置ＤX（ｔ）とＤ
Y（ｔ）を求める。この演算は図３において後に詳細に
説明する。
がる探索領域の演算を行い、座標位置ＤX（ｔ）とＤ
Y（ｔ）を求める。この演算は図３において後に詳細に
説明する。
【００２４】（ステップＳ５）対応点探索領域演算部３
で求めた探索領域をメモリ５に格納する。
で求めた探索領域をメモリ５に格納する。
【００２５】（ステップＳ６）メモリ５に格納した探索
領域をステレオ装置２及びサンプル時間演算部４に与え
る。ステレオ装置２は、カメラ１Ｌ，１Ｒの撮影画像に
設定される探索領域を調整し、この領域の対象物の奥行
きを対応点探索法で求める。
領域をステレオ装置２及びサンプル時間演算部４に与え
る。ステレオ装置２は、カメラ１Ｌ，１Ｒの撮影画像に
設定される探索領域を調整し、この領域の対象物の奥行
きを対応点探索法で求める。
【００２６】（ステップＳ７）サンプル時間演算部４
は、今回求められた対応点探索領域ＤX（ｔ）、Ｄ
Y（ｔ）と前回の領域ＤX（ｔ−１）、ＤY（ｔ−１）と
が一致するか否かを判定する。
は、今回求められた対応点探索領域ＤX（ｔ）、Ｄ
Y（ｔ）と前回の領域ＤX（ｔ−１）、ＤY（ｔ−１）と
が一致するか否かを判定する。
【００２７】（ステップＳ８）上記のステップＳ７の判
定で、探索領域が一致するときにサンプル指令の時間間
隔ｔを時間ｆだけ増した設定変更を行う。時間ｆは対象
物及び装置に予測される運動速度に応じて適当に設定さ
れる。
定で、探索領域が一致するときにサンプル指令の時間間
隔ｔを時間ｆだけ増した設定変更を行う。時間ｆは対象
物及び装置に予測される運動速度に応じて適当に設定さ
れる。
【００２８】（ステップＳ９）上記のステップＳ７の判
定で、探索領域が不一致（領域変化）になるときにサン
プル指令の時間間隔ｔを時間ｆだけ減じた設定変更を行
う。
定で、探索領域が不一致（領域変化）になるときにサン
プル指令の時間間隔ｔを時間ｆだけ減じた設定変更を行
う。
【００２９】（ステップＳ１０）サンプル時間演算部４
は、上記のステップＳ８またはＳ９で設定変更されたサ
ンプル指令の時間間隔ｔになるまでサンプル指令の発生
を待ち、その時刻になったときにサンプル指令を発生
し、ステップＳ３に戻って次の対応点探索領域演算を指
令する。
は、上記のステップＳ８またはＳ９で設定変更されたサ
ンプル指令の時間間隔ｔになるまでサンプル指令の発生
を待ち、その時刻になったときにサンプル指令を発生
し、ステップＳ３に戻って次の対応点探索領域演算を指
令する。
【００３０】次に、ステップＳ４での対応点探索領域演
算部３による探索領域演算は、危険値Ｒに基づいて求め
られ、この処理は図３を参照して以下に説明する。
算部３による探索領域演算は、危険値Ｒに基づいて求め
られ、この処理は図３を参照して以下に説明する。
【００３１】（ステップＳ１１）探索領域ＤX（ｔ）、
ＤY（ｔ）の初期化及び領域変更量ｎの初期化を行う。
ここではＤX（ｔ）＝４、ＤY（ｔ）＝１、ｎ＝０として
いる。
ＤY（ｔ）の初期化及び領域変更量ｎの初期化を行う。
ここではＤX（ｔ）＝４、ＤY（ｔ）＝１、ｎ＝０として
いる。
【００３２】（ステップＳ１２）探索領域ＤX（ｔ）、
ＤY（ｔ）に変更量ｎ（＝ｎ＋１）を加えた領域変更を
行う。
ＤY（ｔ）に変更量ｎ（＝ｎ＋１）を加えた領域変更を
行う。
【００３３】（ステップＳ１３）変更された探索領域Ｄ
X（ｔ）、ＤY（ｔ）について危険値Ｒを求める。この危
険値Ｒの演算は、まず次式による最小相関値Ｃminを求
め、
X（ｔ）、ＤY（ｔ）について危険値Ｒを求める。この危
険値Ｒの演算は、まず次式による最小相関値Ｃminを求
め、
【００３４】
【数１】
【００３５】式中の相関Ｃorrは、２台のカメラからの
両画像の輝度から次式より求まる。
両画像の輝度から次式より求まる。
【００３６】
【数２】
【００３７】そして、危険値Ｒは、次式より求まる。
【００３８】
【数３】
【００３９】（ステップＳ１４）上記のステップＳ１３
で求める危険値Ｒについて、今回求めた危険値Ｒ
（ＤX，ＤY）と前回の探索領域での危険値Ｒ（ＤX-n，
ＤY-n）から次式による評価関数Ｄ（ｎ）を求める。
で求める危険値Ｒについて、今回求めた危険値Ｒ
（ＤX，ＤY）と前回の探索領域での危険値Ｒ（ＤX-n，
ＤY-n）から次式による評価関数Ｄ（ｎ）を求める。
【００４０】
【数４】Ｄ（ｎ）＝｛Ｒ（ＤX，ＤY）−Ｒ（ＤX-n，Ｄ
Y-n）｝＊Ｒ（ＤX，ＤY） （ステップＳ１５）上記のステップＳ１４で求めた評価
関数Ｄ（ｎ）と前回の探索領域で求めた評価関数Ｄ（ｎ
−１）の比が０.８と１.２の範囲にあり、かつ今回求め
た危険値Ｒ（ＤX，ＤY）がしきい値Ｔより小さいか否か
を判定し、この条件を満足しないときにはステップＳ１
２に戻って探索領域を変更し、条件を満足するときの探
索領域ＤX（ｔ）、ＤY（ｔ）を適正な対応点探索領域と
する。
Y-n）｝＊Ｒ（ＤX，ＤY） （ステップＳ１５）上記のステップＳ１４で求めた評価
関数Ｄ（ｎ）と前回の探索領域で求めた評価関数Ｄ（ｎ
−１）の比が０.８と１.２の範囲にあり、かつ今回求め
た危険値Ｒ（ＤX，ＤY）がしきい値Ｔより小さいか否か
を判定し、この条件を満足しないときにはステップＳ１
２に戻って探索領域を変更し、条件を満足するときの探
索領域ＤX（ｔ）、ＤY（ｔ）を適正な対応点探索領域と
する。
【００４１】なお、評価関数の比の範囲及びしきい値Ｔ
は適当に設定変更される。
は適当に設定変更される。
【００４２】したがって、探索領域ＤX（ｔ）、Ｄ
Y（ｔ）は、危険値Ｒが最も安定でかつ設定するしきい
値より小さい値になる領域として求められる。
Y（ｔ）は、危険値Ｒが最も安定でかつ設定するしきい
値より小さい値になる領域として求められる。
【００４３】
【発明の効果】以上のとおり、本発明によれば、対応点
探索法により対象物の奥行きを求めるにおいて、２台の
カメラが撮影した画像について最小相関値から危険値を
求め、この危険値が最も安定しかつ設定しきい値内にな
るときの領域を対応点探索領域として求め、この領域を
ステレオ装置の対応点探索領域として自動調整するよう
にしたため、以下の効果がある。
探索法により対象物の奥行きを求めるにおいて、２台の
カメラが撮影した画像について最小相関値から危険値を
求め、この危険値が最も安定しかつ設定しきい値内にな
るときの領域を対応点探索領域として求め、この領域を
ステレオ装置の対応点探索領域として自動調整するよう
にしたため、以下の効果がある。
【００４４】（１）対応点探索領域が小さくなり、ステ
レオ装置での対応点探索処理を容易にする。
レオ装置での対応点探索処理を容易にする。
【００４５】（２）適正な対応点探索領域を設定でき、
ステレオ装置での奥行き演算の誤りを少なくする。
ステレオ装置での奥行き演算の誤りを少なくする。
【００４６】（３）対応点探索領域を自動調整でき、カ
メラの位置ずれ等に装置を停止及び探索領域調整作業を
必要とすることなく常に適正な探索領域設定と奥行き演
算ができる。
メラの位置ずれ等に装置を停止及び探索領域調整作業を
必要とすることなく常に適正な探索領域設定と奥行き演
算ができる。
【００４７】また、本発明は、対応点探索領域の変化の
有無で対応点探索領域の演算時間間隔を短縮または延長
するようにしたため、対象物とステレオ装置の相対位置
の変化量に応じた適切な領域調整間隔を得、しかも演算
処理回数を少なくする。
有無で対応点探索領域の演算時間間隔を短縮または延長
するようにしたため、対象物とステレオ装置の相対位置
の変化量に応じた適切な領域調整間隔を得、しかも演算
処理回数を少なくする。
【図１】本発明の一実施例を示すシステム構成図。
【図２】実施例における演算フロー。
【図３】実施例における対応点探索領域の演算フロー。
１Ｌ、１Ｒ…カメラ ２…ステレオ装置 ３…対応点探索領域演算部 ４…サンプル時間演算部 ５…メモリ
Claims (2)
- 【請求項１】 対象物を２台のカメラで撮影した一対の
画像から対応点探索法により対象物の奥行きを求めるス
テレオ装置を備えた立体視装置において、 前記２台のカメラの撮影画像をサンプル時間間隔で取り
込み、該画像に対して順次設定変更する対応点探索領域
の危険値を最小相関値から求め、該危険値の変化が少な
くかつ設定する値よりも小さいことを条件として対応点
探索領域を求め、この対応点探索領域を前記ステレオ装
置の対応点探索領域とする演算手段を備えたことを特徴
とする立体視装置。 - 【請求項２】 前記サンプル時間間隔は、前回求めた対
応点探索領域に対して今回求めた対応点探索領域に変化
が無いときに一定時間だけ長くし、変化が発生したとき
に一定時間だけ短くすることを特徴とする請求項１記載
の立体視装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP07774094A JP3309556B2 (ja) | 1994-04-18 | 1994-04-18 | 立体視装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP07774094A JP3309556B2 (ja) | 1994-04-18 | 1994-04-18 | 立体視装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07287757A true JPH07287757A (ja) | 1995-10-31 |
| JP3309556B2 JP3309556B2 (ja) | 2002-07-29 |
Family
ID=13642310
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP07774094A Expired - Fee Related JP3309556B2 (ja) | 1994-04-18 | 1994-04-18 | 立体視装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3309556B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102650514A (zh) * | 2012-05-03 | 2012-08-29 | 秦毅 | 一种立体视觉***及其实时监控三维安全警示区域的应用 |
-
1994
- 1994-04-18 JP JP07774094A patent/JP3309556B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102650514A (zh) * | 2012-05-03 | 2012-08-29 | 秦毅 | 一种立体视觉***及其实时监控三维安全警示区域的应用 |
| CN102650514B (zh) * | 2012-05-03 | 2015-08-12 | 秦毅 | 一种立体视觉***及其实时监控三维安全警示区域的应用 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3309556B2 (ja) | 2002-07-29 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
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