JPH10232111A - Distance measuring device - Google Patents
Distance measuring deviceInfo
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- JPH10232111A JPH10232111A JP9034581A JP3458197A JPH10232111A JP H10232111 A JPH10232111 A JP H10232111A JP 9034581 A JP9034581 A JP 9034581A JP 3458197 A JP3458197 A JP 3458197A JP H10232111 A JPH10232111 A JP H10232111A
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- parallax
- parallax detection
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- Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)
- Measurement Of Optical Distance (AREA)
- Image Processing (AREA)
- Testing, Inspecting, Measuring Of Stereoscopic Televisions And Televisions (AREA)
- Image Analysis (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 使用者が常に撮像画像と指示ポインタを自然
に立体視でき、観察者の両眼視差の制限にとらわれるこ
となくラフな測定点の指定のみで広い3次元空間内の被
写体の距離測定を可能とする。
【解決手段】 複数のカメラで撮像された立体画像が左
右画像の水平移動で観察者の両眼融合範囲内に入るよう
に両眼視差を制御する視差制御部4と、3Dディスプレ
イ6の仮想空間内の被写体の位置を概略指定するポイン
タを表示するスーパーインポーザ5と、ポインタの位置
を移動させるポインタ操作手段8と、ポインタ操作手段
8によって指定される概略位置によって決定される視差
検出領域の両眼視差を計算する視差検出部3と、視差検
出部の出力を基にカメラと被写体の正確な位置関係、複
数の被写体間の距離を計算する距離計算部10を有する。
(57) [Summary] [Problem] To allow a user to always stereoscopically view a captured image and a pointing pointer naturally, and to specify a rough measurement point only in a wide three-dimensional space without being restricted by the binocular parallax of an observer. To measure the distance of the subject. SOLUTION: A parallax control unit 4 that controls binocular parallax so that a stereoscopic image captured by a plurality of cameras falls within a binocular fusion range of an observer by horizontal movement of left and right images, and a virtual space of a 3D display 6. A superimposer 5 that displays a pointer that roughly specifies the position of the subject in the camera, pointer operation means 8 that moves the position of the pointer, and a parallax detection area that is determined by the approximate position specified by the pointer operation means 8. The apparatus includes a parallax detection unit 3 for calculating parallax, and a distance calculation unit 10 for calculating an accurate positional relationship between a camera and a subject and a distance between a plurality of subjects based on an output of the parallax detection unit.
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、被写体間の距離を
測定する距離測定装置に関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a distance measuring device for measuring a distance between objects.
【0002】[0002]
【従来の技術】従来の距離測定装置の原理は、例えば図
7に示すようなものである。これは、いわゆる左右2台
のステレオカメラ(101、102はレンズ、103、
104は撮像面)で被写体を撮像し、被写体の特定の点
Psが左右画像のどこに写っているかを画像マッチング
法を用いて計算し、これがPL、PRであることから三角
測量の原理にて距離を計算するものである。2. Description of the Related Art The principle of a conventional distance measuring device is, for example, as shown in FIG. This is a so-called two left and right stereo cameras (101, 102 are lenses, 103,
(104 is an imaging surface), the subject is imaged, and where the specific point Ps of the subject is shown in the left and right images is calculated using an image matching method. Since these are PL and PR, the distance is calculated based on the principle of triangulation. Is calculated.
【0003】実際には、図3に示されるように、測定す
る場所を観察者が左画像の領域Rとして指定し、この領
域Rに含まれる画像が右画像のどこにあるかを画像マッ
チングを用いて計算する。In practice, as shown in FIG. 3, an observer designates a place to be measured as a region R in a left image, and uses image matching to determine where an image contained in this region R is located in a right image. To calculate.
【0004】これによって被写体の左右画像の位置ずれ
量を求め、図7のPLとPRの位置が同定されて三角測量
によりPsの位置が計算される。[0004] In this way, the amount of displacement between the left and right images of the subject is obtained, the positions of PL and PR in FIG. 7 are identified, and the position of Ps is calculated by triangulation.
【0005】[0005]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
ような従来の距離測定装置は、距離測定において使用者
がステレオカメラで撮像された画像をディスプレイに表
示し、これを観察しながら測定すべき被写体(領域)を
画像上にスーパーインポーズされたポインタ(立体表
示)で指示する場合、被写体の位置によっては被写体や
指示するポインタの両眼視差が観察者の両眼融合範囲よ
り大きくなり、立体視不可能になり、ポインタで測定点
をうまく設定できない場合が発生する(特に被写体が非
常に遠い点と非常に近い点両方ある場合、観察者の両眼
融合限界により、これらを同時には立体視できない状態
となりやすい)。また、被写体がカメラの視野に一度に
入らない場合、2点間の距離は計測不可能である。However, the conventional distance measuring device as described above displays an image taken by a stereo camera on a display in a distance measurement, and a subject to be measured while observing the image. When the (area) is indicated by a superimposed pointer (stereoscopic display) on an image, the binocular disparity of the subject or the designated pointer becomes larger than the binocular fusion range of the observer depending on the position of the subject, and the stereoscopic vision is obtained. In some cases, the measurement points cannot be set well with the pointer. (Especially, when the subject has both a very far point and a very close point, they cannot be stereoscopically viewed at the same time due to the binocular fusion limit of the observer.) State easily). If the subject does not enter the field of view of the camera at one time, the distance between the two points cannot be measured.
【0006】また、非常に遠い点から非常に近い点まで
の距離計算を行うためには、画像処理にて両眼視差を計
算する際に必要となる対応点探索計算において、探索範
囲を非常に広くとらなければならず、演算量が非常に大
きくなる。Further, in order to calculate the distance from a very far point to a very close point, the corresponding point search calculation required for calculating the binocular disparity by image processing requires a very large search range. It has to be wide and the amount of calculation becomes very large.
【0007】さらに、測定すべき距離が複数の被写体間
の距離である場合、一度にカメラの視野にすべての被写
体が写っていないと測定不可能である。Further, when the distance to be measured is a distance between a plurality of subjects, it is impossible to measure unless all subjects are visible in the field of view of the camera at one time.
【0008】本発明は、従来のこのような距離測定装置
の課題を考慮し、使用者が常に撮像画像と指示ポインタ
を自然に立体視でき、観察者の両眼視差の制限にとらわ
れることなく広い3次元空間内の被写体の距離測定をラ
フな測定点の指定で行なえ、更に両眼視差を計算する際
の探索範囲を削減し、更に同一視野に存在しない被写体
間の距離も測定できるような距離測定技術を提供する。The present invention takes into account the problems of such a conventional distance measuring apparatus, and allows the user to always naturally view the captured image and the pointing pointer in a stereoscopic manner, without being restricted by the binocular parallax of the observer. A distance that can measure the distance of a subject in a three-dimensional space by specifying rough measurement points, further reduce the search range when calculating binocular parallax, and further measure the distance between subjects that are not in the same visual field. Provide measurement technology.
【0009】[0009]
【課題を解決するための手段】第1の発明は、複数のカ
メラで撮像された立体画像が左右画像を水平移動するこ
とにより観察者の両眼融合範囲内に入るように両眼視差
を制御する視差制御部と、前記視差制御部の出力をスー
パーインポーザを介して表示する3Dディスプレイと、
前記3Dディスプレイの仮想空間内の被写体の位置を概
略指定するポインタを表示するスーパーインポーザと、
前記ポインタの位置を移動させるポインタ操作手段と、
前記ポインタ操作手段によって指定される概略位置によ
って決定される視差検出領域の両眼視差を計算する視差
検出部と、前記視差検出部の出力をもとにカメラと前記
被写体の正確な位置関係及び複数の被写体間の距離を計
算する距離計算部を有することを特徴とする。According to a first aspect of the present invention, a binocular disparity is controlled such that a stereoscopic image picked up by a plurality of cameras moves horizontally between left and right images to enter a binocular fusion range of an observer. A parallax control unit, and a 3D display that displays an output of the parallax control unit via a superimposer.
A superimposer for displaying a pointer for roughly designating the position of the subject in the virtual space of the 3D display;
Pointer operation means for moving the position of the pointer,
A parallax detection unit that calculates a binocular parallax of a parallax detection area determined by the approximate position specified by the pointer operation unit; and a precise positional relationship between a camera and the subject based on an output of the parallax detection unit. A distance calculation unit that calculates the distance between the subjects.
【0010】第2の発明は、撮像する位置・方向を移動
できるカメラ移動手段を備えた複数のカメラと、撮像さ
れた立体画像が左右画像を水平移動することにより観察
者の両眼融合範囲内に入るように両眼視差を制御する視
差制御部と、前記視差制御部の出力をスーパーインポー
ザを介して表示する3Dディスプレイと、前記カメラ移
動手段により任意の位置・方向にカメラを移動し、前記
3Dディスプレイの仮想空間内に表示される被写体の位
置を概略指定するポインタを表示するスーパーインポー
ザと、前記ポインタの位置を移動させるポインタ操作手
段と、前記ポインタ操作手段によって指定される複数の
概略位置によって決定される複数の視差検出領域の両眼
視差を計算する視差検出部と、前記視差検出部の出力を
もとに指定された複数の被写体の位置およびこれらの間
の正確な位置関係を計算する前記とは異なる距離計算部
を有することを特徴とする。According to a second aspect of the present invention, a plurality of cameras provided with a camera moving means capable of moving a position and a direction in which an image is picked up, and a picked-up three-dimensional image horizontally moved between left and right images so as to be within a binocular fusion range of an observer. A parallax control unit that controls binocular parallax to enter, a 3D display that displays the output of the parallax control unit via a superimposer, and moves a camera to an arbitrary position and direction by the camera moving unit. A superimposer that displays a pointer that roughly specifies the position of a subject displayed in the virtual space of the 3D display; a pointer operation unit that moves the position of the pointer; and a plurality of outlines that are specified by the pointer operation unit A parallax detection unit that calculates binocular parallax of a plurality of parallax detection areas determined by a position, and a parallax detection unit that is designated based on an output of the parallax detection unit. Characterized in that it has a different distance calculation unit and the calculating the position and exact positional relationship between these numbers of subjects.
【0011】第3の発明は、複数のカメラと、前記カメ
ラの出力をスーパーインポーザを介して表示する3Dデ
ィスプレイと、前記3Dディスプレイの仮想空間内の被
写体の位置を概略指定するポインタを表示するスーパー
インポーザと、前記ポインタの位置を移動させるポイン
タ操作手段と、前記ポインタ操作手段によって指定され
る概略位置によって決定される視差検出領域の両眼視差
を計算する視差検出部と、視差検出部の出力をもとに前
記カメラと前記被写体の正確な位置関係及び複数の被写
体間の距離を計算する距離計算部を有することを特徴と
する。According to a third aspect of the present invention, a plurality of cameras, a 3D display for displaying the output of the cameras via a superimposer, and a pointer for roughly designating a position of a subject in a virtual space of the 3D display are displayed. A superimposer, a pointer operation unit for moving the position of the pointer, a disparity detection unit that calculates a binocular disparity of a disparity detection area determined by an approximate position specified by the pointer operation unit, and a disparity detection unit. A distance calculation unit that calculates an accurate positional relationship between the camera and the subject and a distance between the plurality of subjects based on the output.
【0012】第4の発明は、撮像する位置・方向を移動
できるカメラ移動手段を備えた複数のカメラと、これに
より撮像された立体画像をスーパーインポーザを介して
表示する3Dディスプレイと、前記カメラ移動手段によ
り任意の位置・方向に前記カメラを移動し、前記3Dデ
ィスプレイの仮想空間内に表示される被写体の位置を概
略指定するポインタを表示するスーパーインポーザと、
前記ポインタの位置を移動させるポインタ操作手段と、
前記ポインタ操作手段により指定される複数の概略位置
によって決定される複数の視差検出領域の両眼視差を計
算する視差検出部と、前記視差検出部の出力をもとに指
定された複数の被写体の位置およびこれらの間の正確な
位置関係を計算する前記とは異なる距離計算部を有する
ことを特徴とする。According to a fourth aspect of the present invention, there are provided a plurality of cameras provided with a camera moving means capable of moving a position and a direction in which an image is picked up, a 3D display for displaying a stereoscopic image picked up by the camera moving means through a superimposer, A superimposer for moving the camera to an arbitrary position and direction by moving means and displaying a pointer for roughly specifying a position of a subject displayed in the virtual space of the 3D display;
Pointer operation means for moving the position of the pointer,
A parallax detection unit that calculates binocular parallax of a plurality of parallax detection areas determined by a plurality of approximate positions specified by the pointer operation unit, and a plurality of subjects that are specified based on the output of the parallax detection unit It is characterized by having a different distance calculator for calculating the position and the exact positional relationship between them.
【0013】第5の発明は、複数のカメラと、これによ
り撮像された立体画像のうち一つをスーパーインポーザ
を介して表示するディスプレイと、前記ディスプレイ内
の被写体の位置を概略指定するポインタを表示するスー
パーインポーザと、前記ポインタの位置を移動させるポ
インタ操作手段と、前記ポインタ操作手段によって指定
される概略位置によって決定される視差検出領域の両眼
視差を計算する視差検出部と、前記視差検出部の出力を
もとにカメラと前記被写体の正確な位置関係及び複数の
被写体の距離を計算する距離計算部を有することを特徴
とする。According to a fifth aspect of the present invention, there are provided a plurality of cameras, a display for displaying one of the three-dimensional images picked up by the camera via a superimposer, and a pointer for roughly designating a position of a subject in the display. A superimposer to be displayed; pointer operation means for moving the position of the pointer; a disparity detection unit for calculating binocular disparity of a disparity detection area determined by a general position specified by the pointer operation means; A distance calculation unit that calculates an accurate positional relationship between the camera and the subject and a distance between a plurality of subjects based on an output of the detection unit.
【0014】第6の発明は、撮像する位置・方向を移動
できるカメラ移動手段を備えた複数のカメラと、これに
より撮像された立体画像のうち一つをスーパーインポー
ザを介して表示するディスプレイと、前記カメラ移動手
段により任意の位置・方向にカメラを移動し、前記ディ
スプレイに表示される被写体の位置を概略指定するポイ
ンタを表示するスーパーインポーザと、前記ポインタの
位置を移動させるポインタ操作手段と、前記ポインタ操
作手段によって指定される複数の概略位置によって決定
される複数の視差検出領域の両眼視差を計算する視差検
出部と、視差検出部の出力をもとに指定された複数の被
写体の位置およびこれらの間の正確な位置関係を計算す
る前記とは異なる距離計算部を有することを特徴とす
る。According to a sixth aspect of the present invention, there are provided a plurality of cameras provided with a camera moving means capable of moving a position and a direction to be imaged, and a display for displaying one of three-dimensional images picked up by the camera via a superimposer. A superimposer that moves a camera to an arbitrary position and direction by the camera moving unit, and displays a pointer that roughly specifies the position of a subject displayed on the display; and a pointer operating unit that moves the position of the pointer. A parallax detection unit that calculates binocular parallax of a plurality of parallax detection regions determined by a plurality of approximate positions specified by the pointer operation unit, and a plurality of subjects specified based on an output of the parallax detection unit. It is characterized by having a different distance calculator for calculating the position and the exact positional relationship between them.
【0015】[0015]
【発明の実施の形態】以下に、本発明をその実施の形態
を示す図面に基づいて説明する。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The present invention will be described below with reference to the drawings showing an embodiment.
【0016】(第1の実施の形態)図1は、本発明の第
1の実施の形態における距離測定装置の構成図を示すも
のである。(First Embodiment) FIG. 1 shows a configuration diagram of a distance measuring apparatus according to a first embodiment of the present invention.
【0017】図1において、1・2はカメラ、3は視差
検出部、4は視差制御部、5はスーパーインポーザ、6
は3Dディスプレイ、7は図形生成部、8はポインタ操
作手段、9はコントローラ、10は距離計算部である。In FIG. 1, 1 and 2 are cameras, 3 is a parallax detector, 4 is a parallax controller, 5 is a super imposer, 6
Denotes a 3D display, 7 denotes a graphic generation unit, 8 denotes a pointer operation unit, 9 denotes a controller, and 10 denotes a distance calculation unit.
【0018】以上のように構成された本実施の形態の動
作を説明する。まず、カメラ1・2によって測定したい
被写体の視点の異なる画像を撮像する。撮像された画像
は視差制御部4によって観察者の両眼融合範囲に視差が
制御され、スーパーインポーザ5によって図形生成部7
で生成されるポインタ図形(立体画像)が左右画像にそ
れぞれスーパーインポーズされる。The operation of the present embodiment configured as described above will be described. First, images with different viewpoints of a subject to be measured are captured by the cameras 1 and 2. The parallax of the captured image is controlled by the parallax control unit 4 to the binocular fusion range of the observer, and the graphic generation unit 7 is controlled by the superimposer 5.
Are superimposed on the left and right images, respectively.
【0019】この様子を、図2に示す。図2(a)は3
Dディスプレイ6によって表示されているシーンの平面
図、(b)はディスプレイ画面の例であり、被写体とポ
インタ(四角が視差検出領域、十字が検出領域の中心を
示している)が表示されている。FIG. 2 shows this state. FIG.
A plan view of the scene displayed by the D display 6, (b) is an example of a display screen, in which a subject and a pointer (a square indicates a parallax detection area and a cross indicates the center of the detection area) are displayed. .
【0020】このように、観察者は撮像された立体画像
と(立体)ポインタ図形を同時観察することができる。
ここで初期状態ではポインタ図形は視差0で画面中心に
表示されるとする(図2中α)。また、図2中斜線部分
は観察者が立体視できる範囲である。即ち点Bは立体視
可能であるが、点Aは立体視可能範囲よりも両眼視差が
大きく、立体視不可能である。よって、このままでは観
察者は立体視を用いて点Aを指定することは困難であ
る。As described above, the observer can simultaneously observe the captured stereoscopic image and the (stereoscopic) pointer graphic.
Here, in the initial state, it is assumed that the pointer graphic is displayed at the center of the screen with a parallax of 0 (α in FIG. 2). The shaded area in FIG. 2 is the range in which the observer can view stereoscopically. That is, point B is stereoscopically viewable, but point A has a binocular parallax larger than the stereoscopically viewable range, and is not stereoscopically viewable. Therefore, it is difficult for the observer to specify the point A using stereoscopic vision.
【0021】被写体Mの中で、点AとBの距離を測定し
たいとする。表示面に点Aの映像が左右眼それぞれA
L、ARとして、点Bの画像がBL、BRとして表示されて
いる。観察者は両眼立体視を用いて表示される立体画像
を観察するが、明瞭に観察できる両眼視差の大きさには
制限があり、図2の斜線部分は観察者が両眼立体視でき
る範囲であるとする。観察者はまず、明瞭に点Aを見る
ために、点Aの方向にポインタをポインタ操作手段8に
より移動する。Suppose that it is desired to measure the distance between points A and B in the subject M. The image of point A on the display surface is A for each of the left and right eyes
The image of the point B is displayed as BL and BR as L and AR. The observer observes the stereoscopic image displayed using the binocular stereopsis, but the size of the binocular parallax that can be clearly observed is limited, and the shaded portion in FIG. Let it be a range. First, the observer moves the pointer in the direction of the point A by the pointer operating means 8 in order to clearly see the point A.
【0022】視差制御部は、カメラ1、2で撮像された
立体画像から、視差検出部3により計算されるポインタ
で示された画像部分の両眼視差の大きさが、観察者の両
眼視差の融合範囲内に入るように、左右の表示画像を水
平方向に平行移動する。The parallax control unit determines, from the stereoscopic images captured by the cameras 1 and 2, the magnitude of the binocular parallax of the image portion indicated by the pointer calculated by the parallax detecting unit 3, and the binocular parallax of the observer. The left and right display images are translated in the horizontal direction so as to fall within the fusion range of.
【0023】この動作は、常に機能していてもよいし、
観察者が視差を制御することを何らかの手段で(ポイン
タ操作手段やスイッチ等を用いて)コントローラに知ら
せた時のみに機能し、あとは平行移動量をホールドして
もよい。This operation may always function,
It functions only when the observer informs the controller of the control of the parallax by some means (using a pointer operation means, a switch, or the like), and may hold the translation amount thereafter.
【0024】視差検出部3は図3に示すように、左右画
像の中でポインタが示している部分を中心とした領域を
視差検出領域としてその部分の視差を検出する。検出方
法は画像マッチング、勾配法などいろいろあるが、ここ
では画像マッチングを用いる方法について説明する。観
察者が指定したポインタの位置をPL、PRとすると、左
画像を基準とした場合、両眼視差ΔxA、ΔyAは、As shown in FIG. 3, the parallax detection section 3 detects a parallax of a portion indicated by the pointer in the left and right images as a parallax detection region. There are various detection methods such as image matching and gradient methods. Here, a method using image matching will be described. Assuming that the positions of the pointer designated by the observer are PL and PR, the binocular parallaxes ΔxA and ΔyA are based on the left image.
【0025】[0025]
【数1】 (Equation 1)
【0026】[0026]
【数2】 (Equation 2)
【0027】で計算される。ここで、xk、ykは検出領
域R内(斜線部)の座標値をとるとし、i、jは探索範囲
(2WH×2Wv)の中で探索するとする。左画像を基準
とした場合、一般的には、探索右画像の探索範囲は左画
像と同じ座標を中心として2WH×2Wvの範囲を探索す
るが、ここでは観察者が立体画像を観察しながら指定し
た概略3次元位置がPL、PRで与えられることによっ
て、ある程度観察者が被写体の3次元位置を見ながらこ
の辺りを探索するように指定できる。これにより、広い
3次元空間内の全てを探索する必要はなく、指定された
座標の近辺のみを探索することによってマッチング演算
を行なうことができる。Is calculated by Here, it is assumed that xk and yk take the coordinate values in the detection region R (shaded area), and i and j are searched in the search range (2WH × 2Wv). When the left image is used as a reference, generally, the search range of the search right image searches for a range of 2WH × 2Wv around the same coordinates as the left image. Here, the observer specifies the search range while observing the stereoscopic image. By giving the approximate three-dimensional position as PL and PR, it is possible for the observer to specify to some extent to search around the object while looking at the three-dimensional position of the subject. Thus, it is not necessary to search all in a wide three-dimensional space, and the matching operation can be performed by searching only near the designated coordinates.
【0028】(数1)、(数2)により得られた両眼視
差ΔXを元にして、視差制御部4は左右画像をお互いに
反対方向に水平方向に平行移動し、これが観察者の融合
限界の両眼視差の大きさ(この値をSとする)以下にな
るようにする。この時それぞれの画像の最小平行移動量
ΔSAの大きさは、以下のようになる。Based on the binocular disparity ΔX obtained by (Equation 1) and (Equation 2), the parallax control unit 4 horizontally moves the left and right images in opposite directions to each other, and this is the fusion of the observer. The value is set to be equal to or smaller than the limit of the binocular parallax (this value is set to S). At this time, the magnitude of the minimum parallel movement amount ΔSA of each image is as follows.
【0029】[0029]
【数3】 (Equation 3)
【0030】以上の動作によって、ポインタを移動して
視差を変更するようにコントローラに命令するとその点
での視差が観察者の観察可能な大きさに更新され、観察
者は明瞭に観察できる状態にて点Aの位置をポインタに
よって指定できる。By the above operation, when the controller is instructed to change the parallax by moving the pointer, the parallax at that point is updated to a size observable by the observer, and the observer is brought into a state where the observer can clearly observe. Thus, the position of the point A can be designated by a pointer.
【0031】点Aの3次元位置にポインタの3次元位置
を近付け(奥行き位置は完全に一致していなくてもよく
ラフな位置でよい。上下方向を見て、図2のβのように
ポインタの視差検出領域中心が点Aになるようにポイン
タを3次元的に移動する)、マウスのSW等を用いて点
Aを指定したことをコントローラ9に伝える。視差検出
装置は前述の計算と同じ方法にて両眼視差を計算する。The three-dimensional position of the pointer is brought closer to the three-dimensional position of the point A (the depth position does not need to be completely coincident and may be a rough position. (The pointer is moved three-dimensionally so that the center of the parallax detection area is point A)) and the controller 9 is notified that the point A is designated using the mouse SW or the like. The parallax detection device calculates the binocular parallax by the same method as the above-described calculation.
【0032】その値をΔXA、ΔYA、この時のポインタ
の座標を左画像(XAL、YAL)、右画像(XAR、YAR)
とする。The values are ΔXA and ΔYA, and the coordinates of the pointer at this time are the left image (XAL, YAL) and the right image (XAR, YAR).
And
【0033】同様にして、観察者は距離を計測するもう
一つの参照点B近辺へポインタを移動し、参照点Bを指
定(図2γ)し、視差検出部3が点Bの視差を検出し、
その値をΔXB、ΔYB、その時のポインタの座標が左画
像(XBL、YBL)、右画像(XBR、YBR)であったとす
る。また、この時の左右画像のそれぞれの平行移動量は
ΔSBであるとする。Similarly, the observer moves the pointer near another reference point B for measuring the distance, designates the reference point B (FIG. 2γ), and the parallax detection unit 3 detects the parallax of the point B. ,
Assume that the values are ΔXB and ΔYB, and the coordinates of the pointer at that time are the left image (XBL, YBL) and the right image (XBR, YBR). It is also assumed that the translation amount of each of the left and right images at this time is ΔSB.
【0034】以上のようにして、2点A、Bが指定され
たら、距離計算部は例えば、以下の計算式にて、2点
A、Bの3次元座標およびAB間の距離を計算する。点
Aに関して:When the two points A and B are designated as described above, the distance calculation unit calculates the three-dimensional coordinates of the two points A and B and the distance between the points AB, for example, using the following formula. Regarding point A:
【0035】[0035]
【数4】 (Equation 4)
【0036】[0036]
【数5】 (Equation 5)
【0037】[0037]
【数6】 (Equation 6)
【0038】ここで、Here,
【0039】[0039]
【数7】 (Equation 7)
【0040】[0040]
【数8】 (Equation 8)
【0041】[0041]
【数9】 (Equation 9)
【0042】[0042]
【数10】 (Equation 10)
【0043】である。また、点Bに関して:Is as follows. Also regarding point B:
【0044】[0044]
【数11】 [Equation 11]
【0045】[0045]
【数12】 (Equation 12)
【0046】[0046]
【数13】 (Equation 13)
【0047】ここで、Here,
【0048】[0048]
【数14】 [Equation 14]
【0049】[0049]
【数15】 (Equation 15)
【0050】[0050]
【数16】 (Equation 16)
【0051】[0051]
【数17】 [Equation 17]
【0052】である。AB間の距離は以下のようにな
る。Is as follows. The distance between AB is as follows.
【0053】[0053]
【数18】 (Equation 18)
【0054】ここで、カメラ1、2の光軸と位置が上下
方向にずれていない理想的な場合は、ΔYA=ΔYB=0
である。また、Wcは2台のカメラの間隔、fはレンズ
の焦点距離、Mは撮像面から表示面への拡大率である。Here, in an ideal case where the positions of the optical axes of the cameras 1 and 2 are not shifted in the vertical direction, ΔYA = ΔYB = 0.
It is. Wc is the distance between the two cameras, f is the focal length of the lens, and M is the magnification from the imaging surface to the display surface.
【0055】但し、この計算はカメラが平行に構成され
る場合の式である。カメラが輻輳する構成の場合には、
異なった式となるが、基本的に同様に幾何学的に計算で
きる。このようにして計算された点A、Bの座標および
直線ABの距離を図形生成部7とスーパーインポーザを
通じて3Dディスプレイ6に表示する。または、他の出
力装置(ディスプレイ、プリンタ等)に出力する。However, this calculation is an equation when the cameras are configured in parallel. If the camera is congested,
The formulas are different, but can be calculated geometrically as well. The coordinates of the points A and B and the distance of the straight line AB calculated in this way are displayed on the 3D display 6 through the graphic generation unit 7 and the superimposer. Alternatively, output is made to another output device (display, printer, etc.).
【0056】以上のように本実施の形態によれば、観察
者の両眼融合範囲の制限によって立体画像では一度に観
察できない距離にある点A、Bを、視差制御を行ないな
がら順次ポインタによって大体の位置を指定していくだ
けで、視差検出時の画像マッチングの探索範囲をあまり
広くすることなく視差を検出でき、正確な点A、Bの3
次元位置やABの距離を計測することが出来る。As described above, according to the present embodiment, the points A and B located at a distance that cannot be observed at a time in the stereoscopic image due to the restriction of the binocular fusion range of the observer are roughly pointed by the pointer sequentially while performing parallax control. By simply specifying the position of, the parallax can be detected without making the search range of the image matching at the time of the parallax detection too large, and accurate points A and B can be detected.
It is possible to measure the dimensional position and AB distance.
【0057】(第2の実施の形態)図4は、本発明の第
2の実施の形態における距離測定装置の構成図を示すも
のである。図4において、1・2はカメラ、3は視差検
出部、4は視差制御部、5はスーパーインポーザ、6は
3Dディスプレイ、7は図形生成部、8はポインタ操作
手段、9はコントローラ、10は距離計算部であり、こ
れらは第1の実施の形態とほぼ同じものである。本実施
の形態が第1の実施の形態と異なるのは、カメラパラメ
ータ計算部11、位置エンコーダ12、カメラ移動手段
13、移動コントローラ14がカメラ操作手段15が新
たに追加され、目的の被写体が同時に1つの視野内にな
くてもカメラの方向を変えて視野内に導入すれば、これ
の3次元位置・距離が測定できる点である。(Second Embodiment) FIG. 4 shows a configuration diagram of a distance measuring apparatus according to a second embodiment of the present invention. In FIG. 4, reference numerals 1 and 2 denote cameras, 3 denotes a parallax detection unit, 4 denotes a parallax control unit, 5 denotes a superimposer, 6 denotes a 3D display, 7 denotes a graphic generation unit, 8 denotes pointer operation means, 9 denotes a controller, 10 Are distance calculation units, which are almost the same as those in the first embodiment. The present embodiment is different from the first embodiment in that a camera operation unit 15 is newly added to a camera parameter calculation unit 11, a position encoder 12, a camera moving unit 13, and a movement controller 14, so that a target object can be simultaneously displayed. If the camera is introduced into the visual field by changing the direction of the camera even if it is not within one visual field, its three-dimensional position and distance can be measured.
【0058】以上のように構成された本実施の形態の距
離測定装置の動作を説明する。まず、第1の実施の形態
と同様に、カメラ1・2によって測定したい被写体の視
点の異なる画像を撮像する。但し、カメラの方向は観察
者が3Dディスプレイ6を見ながらカメラ操作手段15
によって操作し、目的の被写体を視野に導入する。撮像
された画像は視差制御部4によって第1の実施の形態と
同様に、ポインタの位置の被写体が観察者の両眼融合範
囲に入るように、左右画像を水平方向に平行移動するこ
とによって両眼視差が制御され、スーパーインポーザ5
によって図形生成部7によって生成されるポインタ図形
(立体画像)が左右画像にそれぞれスーパーインポーズ
され、観察者は撮像された立体画像と(立体)ポインタ
図形を同時観察する。The operation of the distance measuring apparatus according to the present embodiment configured as described above will be described. First, similarly to the first embodiment, the cameras 1 and 2 capture images at different viewpoints of the subject to be measured. However, the direction of the camera is controlled by the camera operating means 15 while the observer looks at the 3D display 6.
To introduce the target object into the field of view. In the same manner as in the first embodiment, the captured image is translated by moving the left and right images in the horizontal direction so that the subject at the position of the pointer enters the binocular fusion area of the observer, as in the first embodiment. The parallax is controlled and the Super Imposer 5
Thus, the pointer graphic (stereoscopic image) generated by the graphic generator 7 is superimposed on the left and right images, respectively, and the observer observes the captured stereoscopic image and the (stereoscopic) pointer graphic simultaneously.
【0059】図5において、現在視野に入れた被写体M
1中の点Aと、現在視野に入っていない被写体M2中の
点Bの3次元位置と、これらの距離を測定したいとす
る。In FIG. 5, the subject M that is currently in the field of view is shown.
Suppose that it is desired to measure the three-dimensional positions of a point A in 1 and a point B in the subject M2 not currently in the field of view, and their distances.
【0060】カメラは図5のIの方向に向いているとす
る。観察者は3Dディスプレイ6に表示された点Aの方
向にポインタをポインタ操作手段8により移動する。Assume that the camera is oriented in the direction of I in FIG. The observer moves the pointer in the direction of the point A displayed on the 3D display 6 by the pointer operation means 8.
【0061】視差制御部は、カメラ1、2で撮像された
立体画像から、視差検出部3により計算されるポインタ
で示された画像部分の両眼視差の大きさが、観察者の両
眼視差の融合範囲内に入るように、左右の表示画像を水
平方向に平行移動する。The parallax control unit determines, from the stereoscopic images captured by the cameras 1 and 2, the magnitude of the binocular parallax of the image portion indicated by the pointer calculated by the parallax detecting unit 3, and the binocular parallax of the observer. The left and right display images are translated in the horizontal direction so as to fall within the fusion range of.
【0062】点Aの3次元位置にポインタの3次元位置
を近付け、(奥行き位置は完全に一致していなくてもよ
くラフな位置でよい。上下方向を見て、図2のポインタ
の視差検出領域中心が点Aになるようにポインタを3次
元的に移動する)マウスのSW等を押して点Aを指定す
ると、視差検出装置は本発明の第1の実施の形態と同じ
方法にて点Aの両眼視差を計算する。その値をΔXAI、
ΔYAI、この時のポインタの座標を左画像(XALI、YA
LI)、右画像(XAR、YAR)とする。また、この時の左
右画像のそれぞれの平行移動量はΔSAIであるとする。The three-dimensional position of the pointer is brought closer to the three-dimensional position of the point A. (The depth position does not have to completely match, and may be a rough position. The parallax detection of the pointer in FIG. (The pointer is moved three-dimensionally so that the center of the area becomes the point A.) When the point A is designated by pressing the mouse SW or the like, the parallax detection device uses the point A in the same manner as in the first embodiment of the present invention. Is calculated. The value is ΔXAI,
ΔYAI, the coordinates of the pointer at this time are represented by the left image (XALI, YA
LI) and the right image (XAR, YAR). It is also assumed that the translation amount of each of the left and right images at this time is ΔSAI.
【0063】同様にして、観察者は距離を計測するもう
一つの被写体M2が視野に入るようにカメラ操作手段1
5を用いてカメラの向きを図5のIIのように向ける。次
に、点B近辺へポインタを移動し、参照点Bを指定し、
視差検出部3が点B近辺の視差を検出し、その値をΔX
BII、ΔYBII、その時のポインタの座標が左画像(XBL
II、YBLII)、右画像(XBRII、YBRII)であったとす
る。また、この時の左右画像のそれぞれの平行移動量は
ΔSBIIであるとする。Similarly, the observer operates the camera operating means 1 so that another object M2 whose distance is to be measured enters the field of view.
5 is used to orient the camera as shown in II of FIG. Next, move the pointer to the vicinity of the point B, specify the reference point B,
The parallax detection unit 3 detects parallax near the point B, and calculates the value as ΔX
BII, ΔYBII, and the coordinates of the pointer at that time are shown in the left image (XBL
II, YBLII) and the right image (XBRII, YBRII). It is also assumed that the translation amount of each of the left and right images at this time is ΔSBII.
【0064】以上のようにして、2点A、Bが指定され
たら、距離計算部は例えば、以下の計算式にて、2点
A、Bの3次元座標およびAB間の距離を計算する。When the two points A and B are designated as described above, the distance calculation unit calculates the three-dimensional coordinates of the two points A and B and the distance between the points AB, for example, using the following formula.
【0065】図5のカメラIの座標系点Aの座標値X0I,
Y0I,Z0Iの計算:The coordinate value X0I, of the coordinate system point A of the camera I in FIG.
Calculation of Y0I, Z0I:
【0066】[0066]
【数19】 [Equation 19]
【0067】[0067]
【数20】 (Equation 20)
【0068】[0068]
【数21】 (Equation 21)
【0069】ただし、However,
【0070】[0070]
【数22】 (Equation 22)
【0071】[0071]
【数23】 (Equation 23)
【0072】[0072]
【数24】 (Equation 24)
【0073】[0073]
【数25】 (Equation 25)
【0074】である。図5のカメラIIの座標系点Aの
座標値X0II,Y0II,Z0IIの計算:Is as follows. Calculation of coordinate values X0II, Y0II, Z0II of coordinate system point A of camera II in FIG.
【0075】[0075]
【数26】 (Equation 26)
【0076】[0076]
【数27】 [Equation 27]
【0077】[0077]
【数28】 [Equation 28]
【0078】ただし、However,
【0079】[0079]
【数29】 (Equation 29)
【0080】[0080]
【数30】 [Equation 30]
【0081】[0081]
【数31】 (Equation 31)
【0082】[0082]
【数32】 (Equation 32)
【0083】である。ここで、点A、Bの座標(X0I,Y0
I,Z0I)、(X0II,Y0II,Z0II)をワールド座標系での座
標(XAW,YAW,ZAW)、(XBW,YBW,ZBW)に変換する。Is as follows. Here, the coordinates of points A and B (X0I, Y0
I, Z0I) and (X0II, Y0II, Z0II) are converted into coordinates (XAW, YAW, ZAW) and (XBW, YBW, ZBW) in the world coordinate system.
【0084】[0084]
【数33】 [Equation 33]
【0085】[0085]
【数34】 (Equation 34)
【0086】ここで、Here,
【0087】[0087]
【数35】 (Equation 35)
【0088】[0088]
【数36】 [Equation 36]
【0089】[0089]
【数37】 (37)
【0090】[0090]
【数38】 (38)
【0091】である。ただし、カメラ1、2の光軸と位
置が上下方向にずれていない理想的な場合は、ΔYAI=
ΔYBII=0である。また、Wcは2台のカメラの間隔、
fはレンズの焦点距離、Mは撮像面から表示面への拡大
率である。Is as follows. However, in an ideal case where the optical axes of the cameras 1 and 2 are not displaced in the vertical direction, ΔYAI =
ΔYBII = 0. Wc is the distance between the two cameras,
f is the focal length of the lens, and M is the magnification from the imaging surface to the display surface.
【0092】又、ワールド座標系XwYwZwから、図5のカ
メラI座標系の変換に関しては、平行移動(TxI,TyI,Tz
I)と回転移動(x軸周りαI,y軸周りβI,z軸周りγ
I)、カメラII座標系の変換に関しては、平行移動(T
xII,TyII,TzII)と回転移動(x軸周りαII、y軸周りβI
I、z軸周りγII)、で変換されているとする。Further, regarding the transformation from the world coordinate system XwYwZw to the camera I coordinate system shown in FIG. 5, translation (TxI, TyI, Tz
I) and rotational movement (αI around x axis, βI around y axis, γ around z axis)
I), translation of camera II coordinate system
xII, TyII, TzII) and rotational movement (αII around x axis, βI around y axis)
I and y around the z-axis).
【0093】この値は位置エンコーダ12によって供給
される。これらのワールド座標系での座標値をもとに、
下記の式により点A、B間の距離を計算する。This value is supplied by the position encoder 12. Based on the coordinate values in these world coordinate systems,
The distance between points A and B is calculated by the following equation.
【0094】[0094]
【数39】 [Equation 39]
【0095】但し、この計算はカメラが平行に構成され
る場合の式である。カメラが輻輳する構成の場合には、
異なった式となるが、基本的に同様に幾何学的に計算で
きる。However, this calculation is an expression when the cameras are configured in parallel. If the camera is congested,
The formulas are different, but can be calculated geometrically as well.
【0096】このようにして計算された点A、Bの座標
および直線ABの距離を図形生成部7とスーパーインポ
ーザ5を通じて3Dディスプレイ6に表示する。また
は、他の出力装置(ディスプレイ、プリンタ等)に出力
する。The coordinates of the points A and B and the distance of the straight line AB calculated in this way are displayed on the 3D display 6 through the graphic generation unit 7 and the super imposer 5. Alternatively, output is made to another output device (display, printer, etc.).
【0097】以上のように本実施の形態によれば、観察
者の両眼融合範囲の制限によって、また、立体画像では
一度に観察できず、また、一度にカメラの視野内に入ら
ない距離にある点A、Bを、視差制御を行ないながら順
次ポインタによって大体の位置を指定していくだけで、
正確な点A、Bの3次元位置やABの距離を計測するこ
とが出来る。As described above, according to the present embodiment, due to the restriction of the binocular fusion range of the observer, a stereoscopic image cannot be observed at one time, and a distance that cannot be within the field of view of the camera at one time. By simply specifying the approximate positions of points A and B sequentially with a pointer while performing parallax control,
Accurate three-dimensional positions of points A and B and distance of AB can be measured.
【0098】尚、第1の実施の形態において、視差の大
きさを画像の平行移動にて制御したが、被写体が観察者
の融合範囲内にある場合には、これは行なわなくてもよ
い。In the first embodiment, the magnitude of the parallax is controlled by the parallel movement of the image. However, this may not be performed when the subject is within the fusion range of the observer.
【0099】なお、第1・2の実施の形態において、も
し、両眼視差検出がうまくいかなかった場合、観察者は
3Dディスプレイ6を観察せず、左右画像を1つの画面
に重ねて表示される様にしてこれをそのまま平面画像と
して観察し、ポインタ操作手段8によって左右画像の水
平ずれ量を調節して左右画像が一致するように操作する
ことによっても両眼視差を検出できる。この場合、観察
者が手動で指定した左右画像の水平移動量を元にして、
距離計算部10が両眼視差を計算する。In the first and second embodiments, if the binocular parallax detection is not successful, the observer does not observe the 3D display 6 and the left and right images are displayed on one screen. The binocular parallax can also be detected by observing the image as it is as a planar image, operating the pointer operation means 8 to adjust the horizontal shift amount of the left and right images so that the left and right images coincide with each other. In this case, based on the horizontal movement amount of the left and right images manually specified by the observer,
The distance calculator 10 calculates the binocular parallax.
【0100】この場合、3Dディスプレイ6は時分割立
体画像表示方式の場合には、観察者はシャッタ眼鏡を外
して画像を観察するだけでよい。また、偏光式立体画像
表示方式の場合も、観察者は偏光眼鏡を外すだけで左右
画像を合わせた2重像を観察できる。その他、レンチキ
ュラ方式やパララクスバリア方式では、入力左右画像を
表示する前に加算し、これを片方の表示チャンネルまた
は両方の表示チャンネルに表示すればよい。In this case, when the 3D display 6 is a time-division stereoscopic image display system, the observer only needs to take off the shutter glasses and observe the image. Also, in the case of the polarization type stereoscopic image display method, the observer can observe a double image in which the left and right images are combined simply by removing the polarizing glasses. In addition, in the lenticular method or the parallax barrier method, it is sufficient to add the input left and right images before displaying them and display this on one display channel or both display channels.
【0101】また、両眼視差検出がうまくいかない状態
は観察者が計算結果を見て判断してもよいし、式2に示
された画像マッチング計算において、相関値Eのi、j
に対する分布が図6(b)(c)に示すように、(2)極小
点が明確でない場合(3)全体の平均値が小さい場合
(4)極小点が複数表れる場合を視差検出部3が判断し
て、ディスプレイ6や警告表示を用いて観察者に知らせ
ても良い。The state in which the binocular parallax detection is not successful may be determined by the observer looking at the calculation result, or in the image matching calculation shown in Equation 2, i, j of the correlation value E may be determined.
As shown in FIGS. 6B and 6C, the parallax detection unit 3 determines whether (2) the minimum point is not clear, (3) the average value of the whole is small, and (4) the plurality of minimum points appear. The judgment may be made and the observer may be notified using the display 6 or the warning display.
【0102】尚、図6(a)は、両眼視差検出がうまく
いく場合の相関値Eの分布である。なお、第1、第2の
実施の形態において、両眼視差がうまく検出されている
かどうかを観察者が確認することによって、測定誤りを
低減することもできる。FIG. 6A shows the distribution of the correlation value E when the binocular parallax detection is successful. In the first and second embodiments, the measurement error can be reduced by the observer confirming whether or not the binocular parallax has been successfully detected.
【0103】この場合、上述の両眼視差検出がうまくい
かない場合と同様に、観察者は3Dディスプレイ6をそ
のまま観察せず、左右画像を1つの画面に重ねて表示さ
れる様にしてこれをそのまま平面画像として観察し、コ
ントローラ9が検出された両眼視差量を用いて、ポイン
タで示された領域での左右画像が重なるように左右画像
を平行移動する。観察者はその領域での左右画像が丁度
重なっているかどうかを確認する。重なっている場合に
は、検出された両眼視差を用いて距離計算を行なう。In this case, as in the case where the above-mentioned binocular parallax detection is not successful, the observer does not observe the 3D display 6 as it is, but displays the left and right images superimposed on one screen and displays it as a planar image. Observed as an image, the controller 9 translates the left and right images using the detected binocular disparity amount so that the left and right images in the area indicated by the pointer overlap. The observer checks whether the left and right images in the area just overlap. If they overlap, distance calculation is performed using the detected binocular parallax.
【0104】そうでない場合は、上述の両眼視差検出が
うまくいかない場合と同様に、観察者が左右画像を平行
移動して重ね、その時の画像の移動量から補正された両
眼視差を求め、これを元に距離を計算する。Otherwise, as in the case where the binocular parallax detection is not successful, the observer moves the left and right images in parallel and overlaps each other, and obtains the corrected binocular parallax from the moving amount of the image at that time. Calculate the distance based on
【0105】なお、第1、第2の実施の形態において、
画面に表示されるポインタは、これの両眼視差によって
その大きさを変化させることによって遠近感を増し、よ
り使いやすくすることができる。もちろん、大きさ一定
で表示しても両眼視差による遠近感は得られるので問題
はない。In the first and second embodiments,
By changing the size of the pointer displayed on the screen by the binocular disparity, the perspective can be increased and the pointer can be more easily used. Of course, there is no problem even if the image is displayed at a fixed size because the perspective can be obtained by the binocular parallax.
【0106】なお、第1、第2の実施の形態において、
観察者は3Dディスプレイに表示された立体画像を観察
して操作したが、通常のTVモニタなど、2Dディスプ
レイに表示して、ポインタも2次元的に表示してもよ
い。この場合は、図1、図4における視差制御部は必要
ない。Note that in the first and second embodiments,
Although the observer observes and operates the stereoscopic image displayed on the 3D display, the observer may display the stereoscopic image on a 2D display such as a normal TV monitor, and the pointer may be displayed two-dimensionally. In this case, the parallax control unit in FIGS. 1 and 4 is not required.
【0107】なお、第1、第2の実施の形態において、
観察者は3Dディスプレイに表示された立体画像を観察
して操作したが、通常のTVモニタなど、2Dディスプ
レイに左右画像を2重に重ねて表示して、観察者が左右
画像を水平方向に移動して目的とする被写体の画像が一
重になるようにして、その時のずれ量から視差を計算し
てもよい。なお、この場合は、図1、4における視差制
御部は必要ない。In the first and second embodiments,
The observer observes and operates the stereoscopic image displayed on the 3D display. The observer moves the left and right images in the horizontal direction by superimposing the left and right images on a 2D display such as a normal TV monitor. Then, the image of the target subject may be made single, and the parallax may be calculated from the displacement amount at that time. Note that, in this case, the parallax control unit in FIGS.
【0108】尚、第2の実施の形態において、カメラを
回転させる例を図5にて示したが、回転・平行移動両方
を用いても問題なく計算できる。In the second embodiment, an example in which the camera is rotated is shown in FIG. 5, but the calculation can be performed without any problem using both rotation and translation.
【0109】[0109]
【発明の効果】以上述べたところから明らかなように本
発明は、使用者が常に撮像画像と指示ポインタを自然に
立体視でき、観察者の両眼視差の制限にとらわれること
なく距離測定が行なえ、両眼視差を計算する際の探索範
囲を削減して高速演算でき、更に同一視野に存在しない
被写体の3次元位置や被写体間の距離も測定することが
できる。As is apparent from the above description, according to the present invention, the user can always stereoscopically view the captured image and the pointing pointer, and can measure the distance without being restricted by the binocular parallax of the observer. In addition, it is possible to reduce the search range when calculating binocular parallax and perform high-speed calculations, and it is also possible to measure the three-dimensional position of objects not existing in the same visual field and the distance between objects.
【図1】本発明の第1の実施の形態における距離測定装
置の構成図FIG. 1 is a configuration diagram of a distance measuring device according to a first embodiment of the present invention.
【図2】(a),(b)本発明の第1の実施の形態にお
ける距離測定装置の測定原理図FIGS. 2A and 2B are measurement principle diagrams of a distance measuring device according to a first embodiment of the present invention.
【図3】第1、第2の実施の形態における距離測定装置
の画像マッチング動作を示す図FIG. 3 is a diagram showing an image matching operation of the distance measuring device according to the first and second embodiments.
【図4】本発明の第2の実施の形態における距離測定装
置の構成図FIG. 4 is a configuration diagram of a distance measuring device according to a second embodiment of the present invention.
【図5】本発明の第2の実施の形態における距離測定装
置のカメラ方向移動を示す図FIG. 5 is a view showing movement of a distance measuring device in a camera direction according to a second embodiment of the present invention.
【図6】(a)〜(c)第1、第2の実施の形態におけ
る距離測定装置の画像マッチング動作を示す図FIGS. 6A to 6C are diagrams showing an image matching operation of the distance measuring device according to the first and second embodiments.
【図7】従来の距離測定装置の原理図FIG. 7 is a principle diagram of a conventional distance measuring device.
1 カメラ 2 カメラ 3 視差検出部 4 視差制御部 5 スーパーインポーザ 6 3Dディスプレイ 7 図形生成部 8 ポインタ操作手段 9 コントローラ 10 距離計算部 11 カメラパラメータ計算部 12 位置エンコーダ 13 カメラ移動手段 14 移動コントローラ 101 レンズ 102 レンズ 103 カメラの撮像面 104 カメラの撮像面 Reference Signs List 1 camera 2 camera 3 parallax detection unit 4 parallax control unit 5 superimposer 6 3D display 7 graphic generation unit 8 pointer operation unit 9 controller 10 distance calculation unit 11 camera parameter calculation unit 12 position encoder 13 camera movement unit 14 movement controller 101 lens 102 lens 103 camera imaging surface 104 camera imaging surface
Claims (15)
体画像が左右画像を水平移動することにより観察者の両
眼融合範囲内に入るように両眼視差を制御する視差制御
部と、前記視差制御部の出力をスーパーインポーザを介
して表示する3Dディスプレイと、前記3Dディスプレ
イの仮想空間内の被写体の位置を概略指定するポインタ
を表示するスーパーインポーザと、前記ポインタの位置
を移動させるポインタ操作手段と、前記ポインタ操作手
段によって指定される概略位置によって決定される視差
検出領域の両眼視差を計算する視差検出部と、前記視差
検出部の出力をもとにカメラと前記被写体の正確な位置
関係及び複数の被写体間の距離を計算する距離計算部を
有することを特徴とした距離測定装置。A plurality of cameras; a parallax control unit configured to control binocular parallax so that a stereoscopic image captured thereby moves horizontally between left and right images so as to fall within a binocular fusion range of an observer; A 3D display for displaying the output of the parallax control unit via a superimposer, a superimposer for displaying a pointer for roughly designating the position of the subject in the virtual space of the 3D display, and a pointer for moving the position of the pointer An operation unit, a parallax detection unit that calculates a binocular parallax of a parallax detection area determined by an approximate position specified by the pointer operation unit, and an accurate camera and the subject based on an output of the parallax detection unit. A distance measuring device comprising a distance calculating unit for calculating a positional relationship and a distance between a plurality of subjects.
動手段を備えた複数のカメラと、これにより撮像された
立体画像が左右画像を水平移動することにより観察者の
両眼融合範囲内に入るように両眼視差を制御する視差制
御部と、前記視差制御部の出力をスーパーインポーザを
介して表示する3Dディスプレイと、前記カメラ移動手
段により任意の位置・方向にカメラを移動し、前記3D
ディスプレイの仮想空間内に表示される被写体の位置を
概略指定するポインタを表示するスーパーインポーザ
と、前記ポインタの位置を移動させるポインタ操作手段
と、前記ポインタ操作手段によって指定される複数の概
略位置によって決定される複数の視差検出領域の両眼視
差を計算する視差検出部と、前記視差検出部の出力をも
とに指定された複数の被写体の位置およびこれらの間の
正確な位置関係を計算する前記とは異なる距離計算部を
有することを特徴とした距離測定装置。2. A plurality of cameras provided with a camera moving means capable of moving a position and a direction to be imaged, and a stereoscopic image picked up by the camera moving means moves horizontally between left and right images to enter a binocular fusion area of an observer. Control unit for controlling the binocular parallax, a 3D display for displaying the output of the parallax control unit via a superimposer, and moving the camera to an arbitrary position and direction by the camera moving means.
A superimposer that displays a pointer that roughly specifies the position of the subject displayed in the virtual space of the display, pointer operation means that moves the position of the pointer, and a plurality of general positions specified by the pointer operation means A parallax detection unit that calculates binocular parallax of the determined plurality of parallax detection regions, and calculates the positions of a plurality of designated objects and an accurate positional relationship between them based on an output of the parallax detection unit. A distance measurement device having a distance calculation unit different from the above.
を介して前記複数のカメラにより撮像された立体画像と
ともに同時に立体表示され、観察者が前記ポインタ操作
手段によってその3次元位置を操作し、測定したい被写
体の近辺にポインタを移動し、前記視差検出部はポイン
タの画面上の位置および左右画像のポインタのずれ量を
元に視差検出のための対応点探索の範囲を決定すること
を特徴とした請求項1または2記載の距離測定装置。3. The pointer is displayed three-dimensionally at the same time as the three-dimensional images picked up by the plurality of cameras via the superimposer, and the observer wants to operate the three-dimensional position by the pointer operation means to perform measurement. A pointer is moved to the vicinity of the subject, and the parallax detection unit determines a range of a corresponding point search for parallax detection based on a position of the pointer on the screen and an amount of displacement of the pointer between the left and right images. Item 3. The distance measuring device according to Item 1 or 2.
能であることが判断された場合左右画像を同時に同位置
に表示し、観察者が手動で左右画像を水平方向に移動し
て左右画像のずれを合わせることにより視差を計算する
ことを特徴とした請求項1または2記載の距離測定装
置。4. The parallax detection unit displays the left and right images simultaneously at the same position when it is determined that the image state is bad and cannot be calculated, and the observer manually moves the left and right images in the horizontal direction to change the left and right images. 3. The distance measuring apparatus according to claim 1, wherein the parallax is calculated by adjusting a shift of the image.
用いて注目被写体の画像の視差が0になるように左右画
像を水平に平行移動して、左右画像を同時に同位置に表
示することにより、視差計算が正しいかどうか確認する
ことを特徴とした請求項1または2記載の距離測定装
置。5. The image processing apparatus according to claim 1, wherein the left and right images are horizontally translated using the result calculated by the parallax detection unit so that the parallax of the image of the subject of interest becomes zero, and the left and right images are simultaneously displayed at the same position. 3. The distance measuring apparatus according to claim 1, wherein it is checked whether parallax calculation is correct.
パーインポーザを介して表示する3Dディスプレイと、
前記3Dディスプレイの仮想空間内の被写体の位置を概
略指定するポインタを表示するスーパーインポーザと、
前記ポインタの位置を移動させるポインタ操作手段と、
前記ポインタ操作手段で指定される概略位置によって決
定される視差検出領域の両眼視差を計算する視差検出部
と、視差検出部の出力をもとに前記カメラと前記被写体
の正確な位置関係及び複数の被写体間の距離を計算する
距離計算部を有することを特徴とした距離測定装置。6. A plurality of cameras, a 3D display for displaying the output of the cameras via a super-imposer,
A superimposer for displaying a pointer for roughly designating the position of the subject in the virtual space of the 3D display;
Pointer operation means for moving the position of the pointer,
A parallax detection unit that calculates binocular parallax in a parallax detection area determined by the approximate position specified by the pointer operation unit, and a precise positional relationship between the camera and the subject based on an output of the parallax detection unit and a plurality of A distance calculating unit for calculating a distance between the subjects.
動手段を備えた複数のカメラと、これにより撮像された
立体画像をスーパーインポーザを介して表示する3Dデ
ィスプレイと、前記カメラ移動手段により任意の位置・
方向に前記カメラを移動し、前記3Dディスプレイの仮
想空間内に表示される被写体の位置を概略指定するポイ
ンタを表示するスーパーインポーザと、前記ポインタの
位置を移動させるポインタ操作手段と、前記ポインタ操
作手段によって指定される複数の概略位置によって決定
される複数の視差検出領域の両眼視差を計算する視差検
出部と、前記視差検出部の出力をもとに指定された複数
の被写体の位置およびこれらの間の正確な位置関係を計
算する前記とは異なる距離計算部を有することを特徴と
した距離測定装置。7. A plurality of cameras provided with a camera moving means capable of moving a position and a direction to be imaged, a 3D display for displaying a stereoscopic image picked up by the camera moving means via a superimposer, and an optional camera moving means. Position of·
A superimposer that moves the camera in a direction to display a pointer that roughly specifies the position of a subject displayed in the virtual space of the 3D display; pointer operating means that moves the position of the pointer; A parallax detection unit that calculates binocular parallax of a plurality of parallax detection areas determined by a plurality of approximate positions specified by the means, and a plurality of subject positions specified based on the output of the parallax detection unit and these A distance calculating unit for calculating an accurate positional relationship between the distance measuring device and the distance measuring device.
を介して前記複数のカメラにより撮像された立体画像と
ともに同時に立体表示され、観察者が前記ポインタ操作
手段によってその3次元位置を操作し、測定したい被写
体の近辺にポインタを移動し、前記視差検出部はポイン
タの画面上の位置および左右画像のポインタのずれ量を
元に視差検出のための対応点探索の範囲を決定すること
を特徴とした請求項6または7記載の距離測定装置。8. The pointer is three-dimensionally displayed simultaneously with the three-dimensional images picked up by the plurality of cameras via the superimposer, and the observer wants to operate the three-dimensional position by the pointer operation means to perform measurement. A pointer is moved to the vicinity of the subject, and the parallax detection unit determines a range of a corresponding point search for parallax detection based on a position of the pointer on the screen and an amount of displacement of the pointer between the left and right images. Item 8. The distance measuring device according to item 6 or 7.
能であることが判断された場合左右画像を同時に同位置
に表示し、観察者が手動で左右画像を水平方向に移動し
て左右画像のずれを合わせることにより視差を計算する
ことを特徴とした請求項6または7記載の距離測定装
置。9. The parallax detection unit displays the left and right images at the same position at the same time when it is determined that the image state is bad and calculation is not possible, and the observer manually moves the left and right images in the horizontal direction so that the left and right images are left and right. 8. The distance measuring apparatus according to claim 6, wherein the parallax is calculated by adjusting a shift of the image.
を用いて注目被写体の画像の視差が0になるように左右
画像を水平に平行移動して、左右画像を同時に同位置に
表示することにより、視差計算が正しいかどうか確認す
ることを特徴とした請求項6または7記載の距離測定装
置。10. The image processing apparatus according to claim 1, wherein the left and right images are horizontally translated using the result calculated by the parallax detection unit so that the parallax of the image of the subject of interest becomes zero, and the left and right images are simultaneously displayed at the same position. 8. The distance measuring apparatus according to claim 6, wherein it is checked whether parallax calculation is correct.
立体画像のうち一つをスーパーインポーザを介して表示
するディスプレイと、前記ディスプレイ内の被写体の位
置を概略指定するポインタを表示するスーパーインポー
ザと、前記ポインタの位置を移動させるポインタ操作手
段と、前記ポインタ操作手段によって指定される概略位
置によって決定される視差検出領域の両眼視差を計算す
る視差検出部と、前記視差検出部の出力をもとにカメラ
と前記被写体の正確な位置関係及び複数の被写体の距離
を計算する距離計算部を有することを特徴とした距離測
定装置。11. A plurality of cameras, a display for displaying one of the three-dimensional images captured by the camera via a superimposer, and a super-instruction for displaying a pointer for roughly specifying a position of a subject in the display. A poser, pointer operation means for moving the position of the pointer, a parallax detection unit for calculating binocular parallax of a parallax detection area determined by the approximate position specified by the pointer operation means, and an output of the parallax detection unit A distance calculating unit for calculating an accurate positional relationship between a camera and the subject and a distance between a plurality of subjects based on the distance.
移動手段を備えた複数のカメラと、これにより撮像され
た立体画像のうち一つをスーパーインポーザを介して表
示するディスプレイと、前記カメラ移動手段により任意
の位置・方向にカメラを移動し、前記ディスプレイに表
示される被写体の位置を概略指定するポインタを表示す
るスーパーインポーザと、前記ポインタの位置を移動さ
せるポインタ操作手段と、前記ポインタ操作手段によっ
て指定される複数の概略位置によって決定される複数の
視差検出領域の両眼視差を計算する視差検出部と、視差
検出部の出力をもとに指定された複数の被写体の位置お
よびこれらの間の正確な位置関係を計算する前記とは異
なる距離計算部を有することを特徴とした距離測定装
置。12. A plurality of cameras provided with a camera moving means capable of moving the position and direction of image pickup, a display for displaying one of three-dimensional images picked up by the camera mover through a superimposer, and a camera mover. A superimposer for moving a camera to an arbitrary position and direction by means and displaying a pointer for roughly specifying the position of a subject displayed on the display; a pointer operating means for moving the position of the pointer; and the pointer operation A parallax detection unit that calculates binocular parallax of a plurality of parallax detection regions determined by a plurality of approximate positions specified by the means, and a plurality of subject positions specified based on the output of the parallax detection unit and A distance measuring device having a different distance calculating unit for calculating an accurate positional relationship between the two.
れのディスプレイに左・右画像を独立表示し、観察者が
それぞれのディスプレイにおいてスーパーインポーズさ
れたポインタを独立に上下左右に移動させることによっ
て被写体の概略位置を指定し、前記視差検出部はそれぞ
れのポインタの画面上の位置を元に視差検出のための対
応点探索の範囲を決定することを特徴とした請求項11
または12記載の距離測定装置。13. A display device comprising: two displays; displaying left and right images independently on each of the displays; and an observer moving a superimposed pointer up, down, left, and right on each display independently. The parallax detection unit determines a range of a corresponding point search for parallax detection based on the position of each pointer on the screen.
Or the distance measuring device according to 12.
不能であることが判断された場合左右画像を同時に同位
置に表示し、観察者が手動で左右画像を水平方向に移動
して左右画像のずれを合わせることにより視差を計算す
ることを特徴とした請求項11または12記載の距離測
定装置。14. The parallax detection unit displays the left and right images at the same position at the same time when it is determined that the image state is bad and the calculation cannot be performed, and the observer manually moves the left and right images in the horizontal direction so that the left and right images are left and right. 13. The distance measuring apparatus according to claim 11, wherein the parallax is calculated by adjusting a shift of the image.
を用いて注目被写体の画像の視差が0になるように左右
画像を水平に平行移動して、左右画像を同時に同位置に
表示することにより、視差計算が正しいかどうか確認す
ることを特徴とした請求項11または12記載の距離測
定装置。15. The image processing apparatus according to claim 1, wherein the left and right images are horizontally translated so that the parallax of the image of the subject of interest becomes zero using the result calculated by the parallax detection unit, and the left and right images are simultaneously displayed at the same position. 13. The distance measuring apparatus according to claim 11, wherein it is checked whether parallax calculation is correct.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9034581A JPH10232111A (en) | 1997-02-19 | 1997-02-19 | Distance measuring device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9034581A JPH10232111A (en) | 1997-02-19 | 1997-02-19 | Distance measuring device |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10232111A true JPH10232111A (en) | 1998-09-02 |
Family
ID=12418298
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9034581A Pending JPH10232111A (en) | 1997-02-19 | 1997-02-19 | Distance measuring device |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH10232111A (en) |
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003004442A (en) * | 2001-06-20 | 2003-01-08 | Fujitsu Ten Ltd | Distance-measuring apparatus |
| JP2009063852A (en) * | 2007-09-07 | 2009-03-26 | Nikon Vision Co Ltd | Telescope system |
| EP2509327A1 (en) * | 2011-04-08 | 2012-10-10 | Tektronix, Inc. | Semi-automatic 3D stereoscopic disparity cursor |
| JP2013247518A (en) * | 2012-05-25 | 2013-12-09 | Sharp Corp | Space information calculation system |
| KR101411668B1 (en) * | 2010-09-13 | 2014-06-25 | 가부시키가이샤 리코 | A calibration apparatus, a distance measurement system, a calibration method, and a computer readable medium recording a calibration program |
| KR101457141B1 (en) * | 2010-09-14 | 2014-10-31 | 가부시키가이샤 리코 | Stereo camera device, correction method, and program |
| CN106767716A (en) * | 2016-12-13 | 2017-05-31 | 云南电网有限责任公司电力科学研究院 | High-tension bus-bar range-measurement system and method based on FPGA hardware and binocular vision |
| CN110455253A (en) * | 2019-09-03 | 2019-11-15 | 北京格如灵科技有限公司 | Direct reading outline range-measurement system and method based on binocular parallax under a kind of virtual reality and augmented reality environment |
-
1997
- 1997-02-19 JP JP9034581A patent/JPH10232111A/en active Pending
Cited By (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003004442A (en) * | 2001-06-20 | 2003-01-08 | Fujitsu Ten Ltd | Distance-measuring apparatus |
| JP2009063852A (en) * | 2007-09-07 | 2009-03-26 | Nikon Vision Co Ltd | Telescope system |
| KR101411668B1 (en) * | 2010-09-13 | 2014-06-25 | 가부시키가이샤 리코 | A calibration apparatus, a distance measurement system, a calibration method, and a computer readable medium recording a calibration program |
| KR101457141B1 (en) * | 2010-09-14 | 2014-10-31 | 가부시키가이샤 리코 | Stereo camera device, correction method, and program |
| US9170103B2 (en) | 2010-09-14 | 2015-10-27 | Ricoh Company, Ltd. | Stereo camera device, correction method, and program |
| EP2509327A1 (en) * | 2011-04-08 | 2012-10-10 | Tektronix, Inc. | Semi-automatic 3D stereoscopic disparity cursor |
| JP2012222824A (en) * | 2011-04-08 | 2012-11-12 | Tektronix Inc | Test measurement device |
| JP2013247518A (en) * | 2012-05-25 | 2013-12-09 | Sharp Corp | Space information calculation system |
| CN106767716A (en) * | 2016-12-13 | 2017-05-31 | 云南电网有限责任公司电力科学研究院 | High-tension bus-bar range-measurement system and method based on FPGA hardware and binocular vision |
| CN110455253A (en) * | 2019-09-03 | 2019-11-15 | 北京格如灵科技有限公司 | Direct reading outline range-measurement system and method based on binocular parallax under a kind of virtual reality and augmented reality environment |
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