JPH0527041B2 - - Google Patents
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- JPH0527041B2 JPH0527041B2 JP23480983A JP23480983A JPH0527041B2 JP H0527041 B2 JPH0527041 B2 JP H0527041B2 JP 23480983 A JP23480983 A JP 23480983A JP 23480983 A JP23480983 A JP 23480983A JP H0527041 B2 JPH0527041 B2 JP H0527041B2
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- target object
- camera
- right images
- obtaining
- distance
- Prior art date
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-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01C—MEASURING DISTANCES, LEVELS OR BEARINGS; SURVEYING; NAVIGATION; GYROSCOPIC INSTRUMENTS; PHOTOGRAMMETRY OR VIDEOGRAMMETRY
- G01C11/00—Photogrammetry or videogrammetry, e.g. stereogrammetry; Photographic surveying
- G01C11/02—Picture taking arrangements specially adapted for photogrammetry or photographic surveying, e.g. controlling overlapping of pictures
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- Multimedia (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Radar, Positioning & Navigation (AREA)
- Remote Sensing (AREA)
- Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)
- Measurement Of Optical Distance (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
〔発明の技術分野〕
この発明はステレオ視（両眼立体視）により物
体までの距離を求めるようなステレオカメラ装置
に関する。
体までの距離を求めるようなステレオカメラ装置
に関する。
ステレオカメラ装置では左右２つのカメラを有
し、これらカメラにより共通の物体を見た左右画
像を得るとともにこの画像中の物体の位置の差つ
まり視差から三角測量の原理により物体までの距
離を求めるようにしている。
し、これらカメラにより共通の物体を見た左右画
像を得るとともにこの画像中の物体の位置の差つ
まり視差から三角測量の原理により物体までの距
離を求めるようにしている。
この場合、かかる距離測定の精度を高めるには
視差を大きくすればよく、これにより左右カメラ
の間隔を大きくすることにより実現できる。
視差を大きくすればよく、これにより左右カメラ
の間隔を大きくすることにより実現できる。
ところが、左右カメラの間隔を余り大きくした
ものでは対称物体までの距離が小さい場合左右カ
メラの画像中に物体が収まらず測定不能になつて
しまい、この結果左右両カメラの位置状態で定ま
る所定の距離範囲に対してのみしか高精度の距離
測定ができない欠点があつた。
ものでは対称物体までの距離が小さい場合左右カ
メラの画像中に物体が収まらず測定不能になつて
しまい、この結果左右両カメラの位置状態で定ま
る所定の距離範囲に対してのみしか高精度の距離
測定ができない欠点があつた。
この発明は上記欠点を除去するためなされたも
ので、広い距離範囲の物体に対して精度のよい距
離測定を行なうことができるステレオカメラ装置
を提供することを目的とする。
ので、広い距離範囲の物体に対して精度のよい距
離測定を行なうことができるステレオカメラ装置
を提供することを目的とする。
まず、この発明の原理を説明すると、第１図に
左右カメラの間隔を変えた場合の視野を示してい
る。すなわち、左右カメラ間隔がL1，R1と小さ
い場合の視野は破線で、またL2，R2と大きい場
合の視野は実線で夫々示している。
左右カメラの間隔を変えた場合の視野を示してい
る。すなわち、左右カメラ間隔がL1，R1と小さ
い場合の視野は破線で、またL2，R2と大きい場
合の視野は実線で夫々示している。
この場合、ステレオ視によると、左右カメラの
視野の共通範囲に物体が存在すれば物体までの距
離を測定できる。従つて、左右カメラ間隔が小さ
いL1，R1では計測可能な領域は大きくなる。と
ころが、この状態では物体がカメラから遠いとこ
ろにあると、左右カメラによる画像間の視差が小
さくなり精度のよい距離測定はできない。一方、
左右カメラ間隔が大きいL2，R2では計測可能な
領域は狭まり、特に近いところの物体の距離は計
測不可能になるが、遠いところの物体については
距離計測精度が良好に得られる。
視野の共通範囲に物体が存在すれば物体までの距
離を測定できる。従つて、左右カメラ間隔が小さ
いL1，R1では計測可能な領域は大きくなる。と
ころが、この状態では物体がカメラから遠いとこ
ろにあると、左右カメラによる画像間の視差が小
さくなり精度のよい距離測定はできない。一方、
左右カメラ間隔が大きいL2，R2では計測可能な
領域は狭まり、特に近いところの物体の距離は計
測不可能になるが、遠いところの物体については
距離計測精度が良好に得られる。
この結果物体までの距離を精度よく測定するに
はその物体が左右カメラの視野に収まる範囲で、
できるだけ左右カメラの間隔を離すのが良いこと
になる。これには第１図において左右カメラの共
通の視野範囲の中心部つまり左右カメラを結ぶ直
線の垂直二等分線上に対象物体を位置させたとき
上述の条件を得られることになる。
はその物体が左右カメラの視野に収まる範囲で、
できるだけ左右カメラの間隔を離すのが良いこと
になる。これには第１図において左右カメラの共
通の視野範囲の中心部つまり左右カメラを結ぶ直
線の垂直二等分線上に対象物体を位置させたとき
上述の条件を得られることになる。
この発明にかかる装置では所定距離開離された
撮影位置より共通の対象物体を含む所定視野の左
右画像を得る手段より得られた左右画像の共通視
野範囲の中心部に上記対象物体が来るように上記
手段の位置を制御するとともに上記手段の左右画
像を得る撮影位置での視野内に対象物体が収まる
範囲で上記撮影位置の間隔又は角度を制御するよ
うにし、対象物体の距離計測に最適な条件を得ら
れるようにしている。
撮影位置より共通の対象物体を含む所定視野の左
右画像を得る手段より得られた左右画像の共通視
野範囲の中心部に上記対象物体が来るように上記
手段の位置を制御するとともに上記手段の左右画
像を得る撮影位置での視野内に対象物体が収まる
範囲で上記撮影位置の間隔又は角度を制御するよ
うにし、対象物体の距離計測に最適な条件を得ら
れるようにしている。
この発明によれば対象物体がどの位置にあつて
も対象物体の距離計測に最適な条件を簡単に得ら
れるので広い距離範囲の物体に対して精度のよい
距離測定を行なうことができる。
も対象物体の距離計測に最適な条件を簡単に得ら
れるので広い距離範囲の物体に対して精度のよい
距離測定を行なうことができる。
以下、この発明の一実施例を図面に従い説明す
る。
る。
第２図において、１はカメラ台で、このカメラ
台１には所定視野の左右画像を得るための左カメ
ラ２および右カメラ３を設けている。このカメラ
台１は間隔可変機構４を有し左右カメラ２，３の
間隔を可変できるようにしている。また、このカ
メラ台１は駆動機構５によりその全体位置を調整
できるようにもしている。
台１には所定視野の左右画像を得るための左カメ
ラ２および右カメラ３を設けている。このカメラ
台１は間隔可変機構４を有し左右カメラ２，３の
間隔を可変できるようにしている。また、このカ
メラ台１は駆動機構５によりその全体位置を調整
できるようにもしている。
左カメラ２には物体検出回路６を接続してい
る。この物体検出回路６は左カメラ２の画像信号
から物体の位置を検出するものである。
る。この物体検出回路６は左カメラ２の画像信号
から物体の位置を検出するものである。
この物体検出回路６には上記カメラ間隔可変機
構４を制御するカメラ間隔制御回路７を接続する
とともに位置制御回路８を介して上記カメラ台駆
動機構５を制御するカメラ台駆動制御回路９を接
続している。
構４を制御するカメラ間隔制御回路７を接続する
とともに位置制御回路８を介して上記カメラ台駆
動機構５を制御するカメラ台駆動制御回路９を接
続している。
上記左カメラ２には比較回路１０を接続し、上
記右カメラ３には画像信号左右反転回路１１を介
して上記比較回路１０を接続している。この比較
回路１０は左カメラ２の画像信号と右カメラ３の
反転回路１１にて反転された画像信号が重ねて与
えられるもので、これら画像信号中に含まれる対
象物体に対応するレベルの信号を基準値１２との
比較により検出するようにしている。
記右カメラ３には画像信号左右反転回路１１を介
して上記比較回路１０を接続している。この比較
回路１０は左カメラ２の画像信号と右カメラ３の
反転回路１１にて反転された画像信号が重ねて与
えられるもので、これら画像信号中に含まれる対
象物体に対応するレベルの信号を基準値１２との
比較により検出するようにしている。
上記比較回路１０には面積計測回路１３を接続
している。この面積計測回路１３は比較回路１０
により検出された所定レベルの信号部分の面積を
計測するようにしている。
している。この面積計測回路１３は比較回路１０
により検出された所定レベルの信号部分の面積を
計測するようにしている。
面積計測回路１３には位置制御回路１４を介し
て上記カメラ台駆動制御回路９を接続している。
て上記カメラ台駆動制御回路９を接続している。
なお、図面中１５は上述の各回路間の制御を実
行するための全体制御回路である。
行するための全体制御回路である。
次にその作用を説明する。
いま、距離計測を行なう対象物体は暗い背景に
対し明るい物体であるものとする。
対し明るい物体であるものとする。
まず、初期状態では左右カメラ２，３の間隔が
最少になるようにしておく。
最少になるようにしておく。
この状態で左カメラ２の画像信号が物体検出回
路６に与えられる。すると、このときの画像信号
から明るい部分（物体）に対応する高レベル信号
位置が物体位置として検出される。そして、この
位置検出信号により対象物体が左カメラ２の画像
中心よりわずかに右側位置に入るようにカメラ台
１が制御される。すなわちかかる制御は物体検出
回路６の検出信号をもとに位置制御回路８にてカ
メラ台１の移動方向を求めてカメラ台駆動制御回
路９にて駆動機構５を制御することにより行なわ
れる。
路６に与えられる。すると、このときの画像信号
から明るい部分（物体）に対応する高レベル信号
位置が物体位置として検出される。そして、この
位置検出信号により対象物体が左カメラ２の画像
中心よりわずかに右側位置に入るようにカメラ台
１が制御される。すなわちかかる制御は物体検出
回路６の検出信号をもとに位置制御回路８にてカ
メラ台１の移動方向を求めてカメラ台駆動制御回
路９にて駆動機構５を制御することにより行なわ
れる。
一方、左カメラ２の画像信号と、右カメラ３の
左右反転回路１１にて反転された画像信号が重ね
られ比較器１０に与えられる。すると、これら信
号中に含まれる対象物体に対応する高レベル信号
部分が基準値１２との比較により検出される。こ
のとき、左右カメラ２，３からの画像信号の一方
にでも対象物体の高レベル信号が入つていると、
この検出出力が面積計測回路１３に与えられ、こ
こで高レベル信号部分の面積が計測される。
左右反転回路１１にて反転された画像信号が重ね
られ比較器１０に与えられる。すると、これら信
号中に含まれる対象物体に対応する高レベル信号
部分が基準値１２との比較により検出される。こ
のとき、左右カメラ２，３からの画像信号の一方
にでも対象物体の高レベル信号が入つていると、
この検出出力が面積計測回路１３に与えられ、こ
こで高レベル信号部分の面積が計測される。
この場合、第３図ａに示すように左右カメラ
２，３を結ぶ直線の垂直二等分線ｌに対し対象物
体がM′，M″に示すように左右にずれていると、
第３図ｂのロ，ハに示すように左画像Ｌおよび右
画像Ｒに対しこれらの重ね合せ画像Ｌ＋Ｒ中の対
象物体に対する部分面積は大きく表われる。そし
て、垂直二等分線ｌ上に対象物体Ｍが位置すると
第３図ｂのイに示すように左画像Ｌおよび右画像
Ｒの重ね合せ画像Ｌ＋Ｒ中の対象物体の位置は一
致し、この部分の面積が最少となる。
２，３を結ぶ直線の垂直二等分線ｌに対し対象物
体がM′，M″に示すように左右にずれていると、
第３図ｂのロ，ハに示すように左画像Ｌおよび右
画像Ｒに対しこれらの重ね合せ画像Ｌ＋Ｒ中の対
象物体に対する部分面積は大きく表われる。そし
て、垂直二等分線ｌ上に対象物体Ｍが位置すると
第３図ｂのイに示すように左画像Ｌおよび右画像
Ｒの重ね合せ画像Ｌ＋Ｒ中の対象物体の位置は一
致し、この部分の面積が最少となる。
このことから、上記面積計測回路１３にて計測
される面積を最少にするようにカメラ台１が制御
される。すなわち、かかる制御は面積計測回路１
３にて面積が求められると、位置制御回路１４に
与えられ、ここで前回の面積と比較されこの面積
が小さくなる方向にカメラ台１の移動方向が求め
られるとともにカメラ台駆動制御回路９にて駆動
機構５を制御することにより行なわれる。
される面積を最少にするようにカメラ台１が制御
される。すなわち、かかる制御は面積計測回路１
３にて面積が求められると、位置制御回路１４に
与えられ、ここで前回の面積と比較されこの面積
が小さくなる方向にカメラ台１の移動方向が求め
られるとともにカメラ台駆動制御回路９にて駆動
機構５を制御することにより行なわれる。
このようにして左右カメラ２，３を結ぶ直線の
垂直二等分線上つまり左右カメラ２，３より得ら
れる左右画像の共通視野範囲の中心部に対象物体
が来るようにカメラ台１が位置決めされる。
垂直二等分線上つまり左右カメラ２，３より得ら
れる左右画像の共通視野範囲の中心部に対象物体
が来るようにカメラ台１が位置決めされる。
そして、カメラ台１の位置が決まつたところで
物体検出回路６にて左カメラ２の画像中の対象物
体の位置が検出されつつカメラ間隔制御部７にて
間隔可変機構４が制御され対象物体が上記左カメ
ラ２による左画像の右端近くに来るようにカメラ
２，３の間隔が広げられる。
物体検出回路６にて左カメラ２の画像中の対象物
体の位置が検出されつつカメラ間隔制御部７にて
間隔可変機構４が制御され対象物体が上記左カメ
ラ２による左画像の右端近くに来るようにカメラ
２，３の間隔が広げられる。
これにより左右カメラ２，３を結ぶ直線の垂直
二等分線上に対象物体を位置させた状態で左右カ
メラ２，３の視野に対象物体が収まる範囲でこれ
らカメラ２，３の間隔が最大限広げられることに
なり、この状態にて対象物体までの距離測定が高
精度に行なわれる。
二等分線上に対象物体を位置させた状態で左右カ
メラ２，３の視野に対象物体が収まる範囲でこれ
らカメラ２，３の間隔が最大限広げられることに
なり、この状態にて対象物体までの距離測定が高
精度に行なわれる。
以下、対象物体までの距離および方向が変わつ
たときも上述同様であり、これにより広い距離範
囲の対象物体に対して精度のよい距離測定を行な
うことができる。
たときも上述同様であり、これにより広い距離範
囲の対象物体に対して精度のよい距離測定を行な
うことができる。
なお、この発明は上記実施例にのみ限定されず
要旨を変更しない範囲で適宜変形して実施でき
る。例えば上述の実施例では対象物体は暗い背景
に対し明るい物体としたがこの関係を逆にしても
よい。また、上述の実施例では物体位置の検出に
左カメラ２の画像信号を用いたが、右カメラ３の
画像信号を用いることもできる。さらに上述の実
施例では面積計測回路１３にて計測される面積を
最少にするようにしたが、左右カメラ２，３より
得られる左右画像の重ね合せ画像中の対象物体に
対応する部分の重なり面積に注目し、この面積が
最大になるようにしてもよい。さらにまた、上述
の実施例では左右カメラの間隔を変えるようにし
たが、これに代えてカメラの向きを変えるように
してもよい。この場合、初期状態では左右カメラ
を内側に向けておき、これから外側に開いていく
ようにする。また、上述の実施例では左右２台の
カメラを用いているが、左右カメラの働きを１台
のカメラで行なわすこともできる。すなわち、こ
の場合まず１台のカメラの画像中央に対象物体が
来るよう位置決めしたのちこの位置を中心に左右
にカメラを移動するようにすればよい。さらに、
第４図に示すようにこの発明は１台のカメラ２
１、センターミラー２２および左右のサイドミラ
ー２３，２４にて構成することもできる。このも
のは、まずセンターミラー２２をはね上げて直接
対象物体をカメラ２１でとらえ画像中央に対象物
体が来るように位置決めしたのちセンターミラー
２２を入れてこれを切替えながら左右のサイドミ
ラー２３，２４を介して左右画像を得るようにし
ている。この装置では左右サイドミラー２３，２
４の間隔を可変するか、サイドミラー２３，２４
の回転角度を変え視差が最適になるようにしてい
る。このように１台のカメラのみによるものでは
機械系が複雑になる傾向にあるが、カメラが１台
ですみしかも同一カメラにて左右画像を得るので
カメラの特性の違いなどによる左右画像中の対応
点検出が難しくなるような不都合がない利点があ
る。さらにまた、上述の実施例では各回路により
閉ループ制御を行なつているが、左右カメラの間
隔を小さくした初期状態で画像処理装置を用いて
対象物体を左右画像中から検出してその視差から
物体の大体の位置を求め、最適カメラ位置を計算
機により計算してその位置にカメラを持つていく
開ループ制御を行なつてもよい。このようにすれ
ば上述の実施例では単純な背景下の簡単な形状の
物体しか扱えないのに対し複雑な背景下の複雑な
物体も扱うことができる。
要旨を変更しない範囲で適宜変形して実施でき
る。例えば上述の実施例では対象物体は暗い背景
に対し明るい物体としたがこの関係を逆にしても
よい。また、上述の実施例では物体位置の検出に
左カメラ２の画像信号を用いたが、右カメラ３の
画像信号を用いることもできる。さらに上述の実
施例では面積計測回路１３にて計測される面積を
最少にするようにしたが、左右カメラ２，３より
得られる左右画像の重ね合せ画像中の対象物体に
対応する部分の重なり面積に注目し、この面積が
最大になるようにしてもよい。さらにまた、上述
の実施例では左右カメラの間隔を変えるようにし
たが、これに代えてカメラの向きを変えるように
してもよい。この場合、初期状態では左右カメラ
を内側に向けておき、これから外側に開いていく
ようにする。また、上述の実施例では左右２台の
カメラを用いているが、左右カメラの働きを１台
のカメラで行なわすこともできる。すなわち、こ
の場合まず１台のカメラの画像中央に対象物体が
来るよう位置決めしたのちこの位置を中心に左右
にカメラを移動するようにすればよい。さらに、
第４図に示すようにこの発明は１台のカメラ２
１、センターミラー２２および左右のサイドミラ
ー２３，２４にて構成することもできる。このも
のは、まずセンターミラー２２をはね上げて直接
対象物体をカメラ２１でとらえ画像中央に対象物
体が来るように位置決めしたのちセンターミラー
２２を入れてこれを切替えながら左右のサイドミ
ラー２３，２４を介して左右画像を得るようにし
ている。この装置では左右サイドミラー２３，２
４の間隔を可変するか、サイドミラー２３，２４
の回転角度を変え視差が最適になるようにしてい
る。このように１台のカメラのみによるものでは
機械系が複雑になる傾向にあるが、カメラが１台
ですみしかも同一カメラにて左右画像を得るので
カメラの特性の違いなどによる左右画像中の対応
点検出が難しくなるような不都合がない利点があ
る。さらにまた、上述の実施例では各回路により
閉ループ制御を行なつているが、左右カメラの間
隔を小さくした初期状態で画像処理装置を用いて
対象物体を左右画像中から検出してその視差から
物体の大体の位置を求め、最適カメラ位置を計算
機により計算してその位置にカメラを持つていく
開ループ制御を行なつてもよい。このようにすれ
ば上述の実施例では単純な背景下の簡単な形状の
物体しか扱えないのに対し複雑な背景下の複雑な
物体も扱うことができる。
第１図はこの発明の原理を説明するための図、
第２図はこの発明の一実施例を示すブロツク図、
第３図は同実施例を説明するための説明図、第４
図はこの発明の他実施例を示す概略的構成図であ
る。 １……カメラ台、２，３……カメラ、４……カ
メラ間隔可変機構、５……カメラ台駆動機構、６
……物体検出回路、７……カメラ間隔制御回路、
８……位置制御回路、９……カメラ台駆動制御回
路、１０……比較回路、１１……左右反転回路、
１２……基準値、１３……面積計測回路、１４…
…位置制御回路、１５……全体制御回路、２１…
…カメラ、２２……センターミラー、２３，２４
……サイドミラー。
第２図はこの発明の一実施例を示すブロツク図、
第３図は同実施例を説明するための説明図、第４
図はこの発明の他実施例を示す概略的構成図であ
る。 １……カメラ台、２，３……カメラ、４……カ
メラ間隔可変機構、５……カメラ台駆動機構、６
……物体検出回路、７……カメラ間隔制御回路、
８……位置制御回路、９……カメラ台駆動制御回
路、１０……比較回路、１１……左右反転回路、
１２……基準値、１３……面積計測回路、１４…
…位置制御回路、１５……全体制御回路、２１…
…カメラ、２２……センターミラー、２３，２４
……サイドミラー。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 所定距離開離された撮影位置より共通の対象
物体を含む所定視野の左右画像を得る手段と、こ
の手段より得られた左右画像の共通視野範囲の中
心部に上記共通の対象物体が来るように上記手段
の位置決めを制御する手段と、上記左右画像を得
る撮影位置での夫々の視野内に対象物体が収まる
範囲で上記撮影位置の間隔又は角度を制御する手
段とを具備したことを特徴とするステレオカメラ
装置。 ２ 上記左右画像を得る手段は所定距離開離して
配設された２個のカメラを有することを特徴とす
る特許請求の範囲第１項記載のステレオカメラ装
置。 ３ 上記左右画像を得る手段は１台のカメラを所
定距離の範囲で移動可能にしたものであることを
特徴とする特許請求の範囲第１項記載のステレオ
カメラ装置。 ４ 上記左右画像を得る手段は所定距離開離して
配設されたサイドミラー、これらミラーの間に配
設されたセンタミラーおよび１台のカメラを有す
ることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の
ステレオカメラ装置。 ５ 上記左右画像を得る手段の位置決めを制御す
る手段は左右画像を重ね合せるとともにこれら画
像中の対象物体に対応する部分の面積が最少にな
るように上記手段の位置決めを行なうようにした
ことを特徴とする特許請求の範囲第１項乃至第４
項のいずれかに記載のステレオカメラ装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23480983A JPS60125515A (ja) | 1983-12-12 | 1983-12-12 | ステレオカメラ装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23480983A JPS60125515A (ja) | 1983-12-12 | 1983-12-12 | ステレオカメラ装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60125515A JPS60125515A (ja) | 1985-07-04 |
| JPH0527041B2 true JPH0527041B2 (ja) | 1993-04-20 |
Family
ID=16976728
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP23480983A Granted JPS60125515A (ja) | 1983-12-12 | 1983-12-12 | ステレオカメラ装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS60125515A (ja) |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE3780337T2 (de) * | 1986-03-28 | 1993-02-11 | Hitachi Ltd | Optische platte. |
| JP3364396B2 (ja) * | 1996-11-01 | 2003-01-08 | 株式会社山武 | 距離測定装置 |
| JP2003097946A (ja) * | 2001-03-02 | 2003-04-03 | Kansai Electric Power Co Inc:The | 載置台式のカメラを用いた写真測量システム及び基準棒装置 |
| JP5112432B2 (ja) * | 2007-06-15 | 2013-01-09 | 株式会社東芝 | 被測定物の検査測定装置 |
| JP6398192B2 (ja) * | 2013-12-27 | 2018-10-03 | カシオ計算機株式会社 | 電子弦楽器及びプログラム |
-
1983
- 1983-12-12 JP JP23480983A patent/JPS60125515A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS60125515A (ja) | 1985-07-04 |
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