JPH06292240A - 遠隔操作支援立体表示装置 - Google Patents
遠隔操作支援立体表示装置Info
- Publication number
- JPH06292240A JPH06292240A JP5078317A JP7831793A JPH06292240A JP H06292240 A JPH06292240 A JP H06292240A JP 5078317 A JP5078317 A JP 5078317A JP 7831793 A JP7831793 A JP 7831793A JP H06292240 A JPH06292240 A JP H06292240A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- stereoscopic
- image
- camera
- display device
- distance
- Prior art date
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- Pending
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- Testing, Inspecting, Measuring Of Stereoscopic Televisions And Televisions (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 マニピュレータを離れたところから操作する
ときの、操作性に優れた簡易な立体表示装置を提供す
る。 【構成】 立体カメラとその表示装置において、立体カ
メラの間隔，光軸交点距離，表示装置への表示倍率よ
り、この立体カメラ視点から見たときの視差を演算する
手段を設け、この視差を持った画像を奥行き方向の距離
情報として生成し、これを実画像に重ね合わせて表示す
る。 【効果】 実画像の動き，立体カメラの視点変更とは独
立して距離情報が、表示画面上に与えられる。
ときの、操作性に優れた簡易な立体表示装置を提供す
る。 【構成】 立体カメラとその表示装置において、立体カ
メラの間隔，光軸交点距離，表示装置への表示倍率よ
り、この立体カメラ視点から見たときの視差を演算する
手段を設け、この視差を持った画像を奥行き方向の距離
情報として生成し、これを実画像に重ね合わせて表示す
る。 【効果】 実画像の動き，立体カメラの視点変更とは独
立して距離情報が、表示画面上に与えられる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、遠隔操作を支援するた
めの立体表示装置に関し、例えば遠隔でマニピュレータ
を操作するにおいてマニピュレータの操作性に好適な立
体表示装置に関する。
めの立体表示装置に関し、例えば遠隔でマニピュレータ
を操作するにおいてマニピュレータの操作性に好適な立
体表示装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、マニピュレータを離れた場所から
操作するための、マニピュレ−タ操作空間を表わす画像
表示装置として、２台の左右眼用の立体カメラによって
操作対象物およびマニピュレータを立体的画像として提
示する方法が採用されている。例えば、図４の(ａ)は２
台のカメラ１Ｌ，１Ｒで物体Ｐを撮影したときの状態を
示したものであり、また、図４の(ｂ)は、カメラ１Ｌ，
１Ｒで撮影された画像ＰL，ＰRを操作者２が観察すると
きの状態を模擬的に示したものである。操作者２は、画
像ＰRを右目だけで、また画像ＰLを左目だけで観察する
ことにより、物体Ｐを表示装置面の手前の空間上に立体
的画像として認識することが出来る。
操作するための、マニピュレ−タ操作空間を表わす画像
表示装置として、２台の左右眼用の立体カメラによって
操作対象物およびマニピュレータを立体的画像として提
示する方法が採用されている。例えば、図４の(ａ)は２
台のカメラ１Ｌ，１Ｒで物体Ｐを撮影したときの状態を
示したものであり、また、図４の(ｂ)は、カメラ１Ｌ，
１Ｒで撮影された画像ＰL，ＰRを操作者２が観察すると
きの状態を模擬的に示したものである。操作者２は、画
像ＰRを右目だけで、また画像ＰLを左目だけで観察する
ことにより、物体Ｐを表示装置面の手前の空間上に立体
的画像として認識することが出来る。
【０００３】しかしながら、この立体表示装置にあって
は、物体を立体的にとらえることはできるが、その表示
装置の奥行き方向の距離感を定量的に捉えることは難し
く、操作者２は、物体あるいはマニピュレータの大きさ
を頭の中に描き、これを基準に奥行き感を考えながら操
作することになり、立体視を用いた作業においても熟練
を要し、かつ、操作者に過度の負担を荷することにな
る。
は、物体を立体的にとらえることはできるが、その表示
装置の奥行き方向の距離感を定量的に捉えることは難し
く、操作者２は、物体あるいはマニピュレータの大きさ
を頭の中に描き、これを基準に奥行き感を考えながら操
作することになり、立体視を用いた作業においても熟練
を要し、かつ、操作者に過度の負担を荷することにな
る。
【０００４】一方、操作者を支援する目的で、操作ガイ
ダンスをコンピュータ・グラフィクスで生成し、これを
立体カメラで撮影した画像に重ね合わせる方法がとられ
ている。例えば、特開平２−８３１９４号公報は、コン
ピュータ・グラフィクスにより、ロボットの目標姿勢な
ど操作者の必要とする情報を生成し、カメラで撮影した
画像と同時に投影し操作者を支援するものであり、ま
た、特開平３−２１３２７８号公報はロボットの手先に
その動作速度ベクトルをオーバーレイ表示することで操
作者を支援するものである。
ダンスをコンピュータ・グラフィクスで生成し、これを
立体カメラで撮影した画像に重ね合わせる方法がとられ
ている。例えば、特開平２−８３１９４号公報は、コン
ピュータ・グラフィクスにより、ロボットの目標姿勢な
ど操作者の必要とする情報を生成し、カメラで撮影した
画像と同時に投影し操作者を支援するものであり、ま
た、特開平３−２１３２７８号公報はロボットの手先に
その動作速度ベクトルをオーバーレイ表示することで操
作者を支援するものである。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながらこれらの
ガイダンスは、立体カメラで撮影した物体画像の奥行き
方向の距離感を操作者に定量的に与えるものではない。
また、ロボットの動く情報をもとにコンピュータ・グラ
フィクスで画像を生成するものでは大がかりな装置と複
雑な画像処理技術および画像生成技術を必要とする。
ガイダンスは、立体カメラで撮影した物体画像の奥行き
方向の距離感を操作者に定量的に与えるものではない。
また、ロボットの動く情報をもとにコンピュータ・グラ
フィクスで画像を生成するものでは大がかりな装置と複
雑な画像処理技術および画像生成技術を必要とする。
【０００６】本発明は、立体カメラで撮影した物体画像
の奥行き方向の距離情報ガイダンスを簡易な装置で与え
ることを目的とする。
の奥行き方向の距離情報ガイダンスを簡易な装置で与え
ることを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明は、立体カメラと
立体表示装置よりなる遠隔支援立体表示装置において、
立体カメラ(1L,1R)の間隔(E)，カメラの光軸交点とカ
メラとの距離(L)、および当該カメラで撮影し表示した
ときの画像の表示倍率(f)より、当該カメラからの任意
の位置の当該カメラ視点からの視差(e)を演算する手段
(12)と、上記手段により演算した当該カメラから既知の
位置の視差を有する点，線或いは文字を立体視の奥行き
方向の距離情報画像として生成する手段(13)と、立体カ
メラで撮影した物体画像上に、この生成画像を重ね合わ
せ表示する手段(14)と、を設けたことを特徴とする。な
お、カッコ内の記号は、図面に示し後述する実施例の対
応要素又は対応事項に付したものである。
立体表示装置よりなる遠隔支援立体表示装置において、
立体カメラ(1L,1R)の間隔(E)，カメラの光軸交点とカ
メラとの距離(L)、および当該カメラで撮影し表示した
ときの画像の表示倍率(f)より、当該カメラからの任意
の位置の当該カメラ視点からの視差(e)を演算する手段
(12)と、上記手段により演算した当該カメラから既知の
位置の視差を有する点，線或いは文字を立体視の奥行き
方向の距離情報画像として生成する手段(13)と、立体カ
メラで撮影した物体画像上に、この生成画像を重ね合わ
せ表示する手段(14)と、を設けたことを特徴とする。な
お、カッコ内の記号は、図面に示し後述する実施例の対
応要素又は対応事項に付したものである。
【０００８】
【作用】立体カメラ(1L,1R)で撮影した物体画像上に、
立体カメラから既知の位置の視差（カメラ視点からの視
差）を持った点，線或いは文字として表示することで、
作業者はこれを奥行き方向の距離情報画像として、立体
カメラで撮影した物体の奥行き方向の距離感を定量的に
認識しながら作業が出来る。
立体カメラから既知の位置の視差（カメラ視点からの視
差）を持った点，線或いは文字として表示することで、
作業者はこれを奥行き方向の距離情報画像として、立体
カメラで撮影した物体の奥行き方向の距離感を定量的に
認識しながら作業が出来る。
【０００９】本発明による距離情報画像は、立体カメラ
で撮影する物体の位置，物体の動きに関係なく生成し簡
単に表示することが可能となり、大がかりな模擬画像生
成装置が不要である。
で撮影する物体の位置，物体の動きに関係なく生成し簡
単に表示することが可能となり、大がかりな模擬画像生
成装置が不要である。
【００１０】
【実施例】以下、図面を参照して本発明の実施例を説明
する。図１に示す本発明の一実施例は、１対の立体カメ
ラ（２台のテレビカメラ１Ｌ，１Ｒ）１１，視差演算装
置１２，目標データ生成装置１３及び表示装置１４の各
構成要素から成る。
する。図１に示す本発明の一実施例は、１対の立体カメ
ラ（２台のテレビカメラ１Ｌ，１Ｒ）１１，視差演算装
置１２，目標データ生成装置１３及び表示装置１４の各
構成要素から成る。
【００１１】人間の左右の目に相当する２台のテレビカ
メラ１Ｌ，１Ｒ（１１）で撮影した被写対象物体１０の
映像は、表示装置１４に送られ、作業者はこの２つの映
像をそれぞれ左右の目で見ることで被写対象物体１０を
立体的に観察出来る。
メラ１Ｌ，１Ｒ（１１）で撮影した被写対象物体１０の
映像は、表示装置１４に送られ、作業者はこの２つの映
像をそれぞれ左右の目で見ることで被写対象物体１０を
立体的に観察出来る。
【００１２】視差演算装置１２では、立体カメラ１１の
カメラ間隔，カメラの光軸交点とカメラとの距離及び表
示装置１４への映像の倍率から、奥行き方向の距離情報
を表示したい位置の立体カメラ視点からの視差を演算す
る。目標データ生成装置１３では、上記の視差を持った
画像を点，線或いは文字の像として生成し、これを表示
装置１４に送信する。表示手段１２ではこの目標画像を
立体カメラの画像に重ねて表示する。
カメラ間隔，カメラの光軸交点とカメラとの距離及び表
示装置１４への映像の倍率から、奥行き方向の距離情報
を表示したい位置の立体カメラ視点からの視差を演算す
る。目標データ生成装置１３では、上記の視差を持った
画像を点，線或いは文字の像として生成し、これを表示
装置１４に送信する。表示手段１２ではこの目標画像を
立体カメラの画像に重ねて表示する。
【００１３】図２を参照して、図１の視差演算装置１２
の演算原理を説明する。図２の（ａ）は立体カメラ１１
の間隔Ｅと、立体カメラ１１の光軸交点とカメラの間の
距離Ｌの関係を示す平面図、図２の（ｂ）は立体カメラ
１１の撮影画像を操作者２が見るときの視差ｅを示す平
面図である。図２の（ａ）を参照すると、２台のカメラ
１Ｌ，１Ｒの光軸交点位置から（Ｘ，Ｙ）の位置にある
点Ｐの、表示装置１４の表示画面上の視差ｅ(mm）は、
カメラ間隔をＥ(mm）、光軸交点距離をＬ(mm)、物体の
表示装置１４への表示倍率をｆとすると、幾何形状から
次の様になる。
の演算原理を説明する。図２の（ａ）は立体カメラ１１
の間隔Ｅと、立体カメラ１１の光軸交点とカメラの間の
距離Ｌの関係を示す平面図、図２の（ｂ）は立体カメラ
１１の撮影画像を操作者２が見るときの視差ｅを示す平
面図である。図２の（ａ）を参照すると、２台のカメラ
１Ｌ，１Ｒの光軸交点位置から（Ｘ，Ｙ）の位置にある
点Ｐの、表示装置１４の表示画面上の視差ｅ(mm）は、
カメラ間隔をＥ(mm）、光軸交点距離をＬ(mm)、物体の
表示装置１４への表示倍率をｆとすると、幾何形状から
次の様になる。
【００１４】 ｅ＝２ｆ・Ｅ（Ｙ（Ｌ2＋Ｅ2） ＋Ｌ(Ｙ2＋Ｘ2))／(Ｌ2＋Ｅ2＋ＬＹ＋ＥＸ)(Ｌ2＋Ｅ2＋ＬＹ−ＥＸ) 奥行き方向の距離情報を表示したい位置の視差を上記計
算により求め、この視差をもった点，線或いは文字を目
標データ生成装置１３で生成する。
算により求め、この視差をもった点，線或いは文字を目
標データ生成装置１３で生成する。
【００１５】図３には、表示装置１４に表示された映像
の例を模擬的（立体像として表現出来ないので）に表し
たものである。表示装置１４の表面面上には、立体カメ
ラ１１で撮影したマニピュレータの一部と把持しようと
する対象物体の映像と、目標データ生成装置で生成され
た画像が表示されている。この例では、立体カメラ１１
から一定の距離（等距離線）を視差を持った点および線
で表示しており、また、その距離及び等距離線の間隔を
数字で合わせて表示している。
の例を模擬的（立体像として表現出来ないので）に表し
たものである。表示装置１４の表面面上には、立体カメ
ラ１１で撮影したマニピュレータの一部と把持しようと
する対象物体の映像と、目標データ生成装置で生成され
た画像が表示されている。この例では、立体カメラ１１
から一定の距離（等距離線）を視差を持った点および線
で表示しており、また、その距離及び等距離線の間隔を
数字で合わせて表示している。
【００１６】操作者は、立体カメラで撮影した実画像と
ともに同じ立体カメラ視点からの視差を持った等距離線
を観察し、この等距離線の視差と同じ視差を有する物体
位置を同じ奥行きとして認識する。図３に示す画面例で
は、間隔が既知の複数の等距離線を表示することで、こ
の等距離線を奥行き方向の物差しとして、マニピュレー
タの手先と把持しようとする物体の位置関係を定量的に
認識することができ、マニピュレータの操作性の向上が
図れる。この生成画像は、立体カメラで撮影したマニピ
ュレータおよび対象物体とは独立して生成するものであ
り、立体カメラの視点の方向を変えてもこの生成画像を
変更する必要がない。前述したように、立体カメラの位
置関係あるいはカメラのズーム倍率を変更する場合に視
差を演算し画像を生成するもので、簡易な手段で奥行き
方向の距離ガイダンスを与えることができる。
ともに同じ立体カメラ視点からの視差を持った等距離線
を観察し、この等距離線の視差と同じ視差を有する物体
位置を同じ奥行きとして認識する。図３に示す画面例で
は、間隔が既知の複数の等距離線を表示することで、こ
の等距離線を奥行き方向の物差しとして、マニピュレー
タの手先と把持しようとする物体の位置関係を定量的に
認識することができ、マニピュレータの操作性の向上が
図れる。この生成画像は、立体カメラで撮影したマニピ
ュレータおよび対象物体とは独立して生成するものであ
り、立体カメラの視点の方向を変えてもこの生成画像を
変更する必要がない。前述したように、立体カメラの位
置関係あるいはカメラのズーム倍率を変更する場合に視
差を演算し画像を生成するもので、簡易な手段で奥行き
方向の距離ガイダンスを与えることができる。
【００１７】
【発明の効果】本発明によれば、立体視の奥行き方向の
距離情報を立体カメラの被撮影物体の動き、１対のカメ
ラの動きとは独立に生成することができ、簡易な方法で
作業者に距離情報ガイダンスを与えることができる。
距離情報を立体カメラの被撮影物体の動き、１対のカメ
ラの動きとは独立に生成することができ、簡易な方法で
作業者に距離情報ガイダンスを与えることができる。
【図１】 本発明の一実施例を示すブロック図である。
【図２】 (ａ)は図１に示す立体カメラ１Ｌ，１Ｒの間
隔Ｅと光軸交点距離Ｌの関係を示す平面図、(ｂ)は立体
カメラ１Ｌ，１Ｒで撮影した画像とそれを視認する作業
者の関係を示す平面図である。
隔Ｅと光軸交点距離Ｌの関係を示す平面図、(ｂ)は立体
カメラ１Ｌ，１Ｒで撮影した画像とそれを視認する作業
者の関係を示す平面図である。
【図３】 図１に示す立体表示装置１４の表示画像の一
例を示す平面図である。
例を示す平面図である。
【図４】 (ａ)および(ｂ)はそれぞれ、一般的な立体視
のためのカメラ１Ｌ，１Ｒによる撮影態様と撮影画像の
視認態様を示す平面図である。
のためのカメラ１Ｌ，１Ｒによる撮影態様と撮影画像の
視認態様を示す平面図である。
１Ｌ，１Ｒ：一対のカメラ ２：操作者 ３：表示面 １０：被写対象物体 １１：立体カメラ １２：視差演算装置 １３：目標データ生成装置 １４：表示装置 ３１：表示装置画面 ３２：把持物体 ３３：マニピュレータ ３４：生成画像 ３４１：等距離線 ３４２：視点距離 ３４３：等距離線間隔 Ｐ：被写対象物体 Ｅ：カメラ間距離 Ｌ：光軸交点距離 ＰＲ：右目画像 ＰＬ：左目画像 ｅ：視差 Ｐ ：立体像
Claims (1)
- 【請求項１】立体カメラと立体表示装置よりなる遠隔支
援立体表示装置において、 立体カメラの間隔，カメラの光軸交点とカメラとの距
離、および当該カメラで撮影し表示したときの画像の表
示倍率より、当該カメラからの任意の位置の当該カメラ
視点からの視差を演算する手段と、 上記演算する手段により演算した当該カメラから既知の
位置の視差を有する点，線或いは文字を立体視の奥行き
方向の距離情報画像として生成する手段と、 立体カメラで撮影した物体画像上に、この生成画像を重
ね合わせ表示する手段と、 を設けたことを特徴とする遠隔操作支援立体表示装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5078317A JPH06292240A (ja) | 1993-04-05 | 1993-04-05 | 遠隔操作支援立体表示装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5078317A JPH06292240A (ja) | 1993-04-05 | 1993-04-05 | 遠隔操作支援立体表示装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06292240A true JPH06292240A (ja) | 1994-10-18 |
Family
ID=13658569
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5078317A Pending JPH06292240A (ja) | 1993-04-05 | 1993-04-05 | 遠隔操作支援立体表示装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06292240A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100605301B1 (ko) * | 2004-07-22 | 2006-07-28 | 한국방송공사 | 양안식 스테레오 카메라 시스템의 파라미터 모니터링/재생방법 |
| US10298917B2 (en) | 2013-08-26 | 2019-05-21 | Panasonic Intellectual Property Management Co., Ltd. | Three-dimensional display device and three-dimensional display method |
| WO2020050179A1 (ja) | 2018-09-03 | 2020-03-12 | 川崎重工業株式会社 | ロボットシステム |
-
1993
- 1993-04-05 JP JP5078317A patent/JPH06292240A/ja active Pending
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100605301B1 (ko) * | 2004-07-22 | 2006-07-28 | 한국방송공사 | 양안식 스테레오 카메라 시스템의 파라미터 모니터링/재생방법 |
| US10298917B2 (en) | 2013-08-26 | 2019-05-21 | Panasonic Intellectual Property Management Co., Ltd. | Three-dimensional display device and three-dimensional display method |
| US11330250B2 (en) | 2013-08-26 | 2022-05-10 | Panasonic Intellectual Property Management Co., Ltd. | Three-dimensional display device and three-dimensional display method |
| WO2020050179A1 (ja) | 2018-09-03 | 2020-03-12 | 川崎重工業株式会社 | ロボットシステム |
| US11833698B2 (en) | 2018-09-03 | 2023-12-05 | Kawasaki Jukogyo Kabushiki Kaisha | Vision system for a robot |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20011113 |