JPS61114381A - 立体視装置 - Google Patents
立体視装置Info
- Publication number
- JPS61114381A JPS61114381A JP59235839A JP23583984A JPS61114381A JP S61114381 A JPS61114381 A JP S61114381A JP 59235839 A JP59235839 A JP 59235839A JP 23583984 A JP23583984 A JP 23583984A JP S61114381 A JPS61114381 A JP S61114381A
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- JP
- Japan
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- image
- point
- feature points
- feature
- images
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- Pending
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Classifications
-
- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING OR CALCULATING; COUNTING
- G06V—IMAGE OR VIDEO RECOGNITION OR UNDERSTANDING
- G06V10/00—Arrangements for image or video recognition or understanding
- G06V10/10—Image acquisition
- G06V10/12—Details of acquisition arrangements; Constructional details thereof
- G06V10/14—Optical characteristics of the device performing the acquisition or on the illumination arrangements
- G06V10/147—Details of sensors, e.g. sensor lenses
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
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- General Physics & Mathematics (AREA)
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- Theoretical Computer Science (AREA)
- Image Processing (AREA)
- Closed-Circuit Television Systems (AREA)
- Image Analysis (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〈発明の技術分野〉
この発明は、３次元物体の形状を認識したり、或いは３
次元物体の位置や姿勢を計測するのに用いられる立体視
装置に関連し、殊にこの発明は、３次元物体上の点の３
次元座標を高速に計測する新規装置を提供する。
次元物体の位置や姿勢を計測するのに用いられる立体視
装置に関連し、殊にこの発明は、３次元物体上の点の３
次元座標を高速に計測する新規装置を提供する。
〈発明の概要〉
この発明は、３台以上の２次元撮像手段を用いて各方向
より見た３次元物体の濃淡画像を求め、夫々濃淡画像を
２値化して２値画像を生成した後、各２値画像につき特
徴点を抽出し且つ特徴点間の対応付けを行なって、対応
する物体上の点の３次元座標を算出するよう構成したも
のであり、これにより立体視装置における物体認識処理
の高速化等をはかつている。
より見た３次元物体の濃淡画像を求め、夫々濃淡画像を
２値化して２値画像を生成した後、各２値画像につき特
徴点を抽出し且つ特徴点間の対応付けを行なって、対応
する物体上の点の３次元座標を算出するよう構成したも
のであり、これにより立体視装置における物体認識処理
の高速化等をはかつている。
〈発明の背景〉
従来の立体視装置は、２次元撮像装置を用いて３次元物
体の濃淡画像を求め、この濃淡画像につきエツジ強調処
理を施こした後、エツジを構成する点列に直線をあては
めて線画化し、この線画を解析することにより３次元物
体の形状認識等を行なっている。ところがこの方式の場
合、エツジ強調処理における演算コストが著しく高価に
つき、而も画像上のノイズの影響を受は易いため、常に
正確な形状認識を行なうことが困難である。
体の濃淡画像を求め、この濃淡画像につきエツジ強調処
理を施こした後、エツジを構成する点列に直線をあては
めて線画化し、この線画を解析することにより３次元物
体の形状認識等を行なっている。ところがこの方式の場
合、エツジ強調処理における演算コストが著しく高価に
つき、而も画像上のノイズの影響を受は易いため、常に
正確な形状認識を行なうことが困難である。
また上記方式の他、３次元物体にスリット光を照射し、
このスリット光を走査しつつスリット光像を２次元撮像
装置で観測する方式のものも実施されているが、この方
式の場合、スリット光の走査を伴なうため、観測時間が
長くかかり、物体認識処理の高速化が望めないという欠
点がある。
このスリット光を走査しつつスリット光像を２次元撮像
装置で観測する方式のものも実施されているが、この方
式の場合、スリット光の走査を伴なうため、観測時間が
長くかかり、物体認識処理の高速化が望めないという欠
点がある。
〈発明の目的〉
この発明は、上記従来方式の欠点を解消するためのもの
で、３次元物体上の点の３次元座標を正確且つ高速に計
測し得る立体視装置を提供することを目的とする。
で、３次元物体上の点の３次元座標を正確且つ高速に計
測し得る立体視装置を提供することを目的とする。
〈発明の構成および効果〉
上記目的を達成するため、この発明では、物体を少なく
とも３方向から撮像する３台以上の２次元撮像手段と、
各撮像手段からのビデオ信号を受信して各方向より見た
物体の濃淡画像を生成する手段と、夫々濃淡画像のデー
タを２値化して２値画像を生成する手段と、夫々２値画
像につき特徴点を抽出する手段と、各２値画像における
特徴点を対応付けて対応する物体上の点の３次元座標を
算出する手段とで立体視装置を構成するようにした。
とも３方向から撮像する３台以上の２次元撮像手段と、
各撮像手段からのビデオ信号を受信して各方向より見た
物体の濃淡画像を生成する手段と、夫々濃淡画像のデー
タを２値化して２値画像を生成する手段と、夫々２値画
像につき特徴点を抽出する手段と、各２値画像における
特徴点を対応付けて対応する物体上の点の３次元座標を
算出する手段とで立体視装置を構成するようにした。
この発明の立体視装置によれば、エツジ強請処理やスリ
ット光の走査のように複雑ないしは時間のかかる処理を
必要としないから、処理の高速化や演算コストの低減を
実現し得ると共に、ノイズの影響を受けにくく、物体認
識の正確性を向上し得る等、発明目的を達成した顕著な
効果を奏する。
ット光の走査のように複雑ないしは時間のかかる処理を
必要としないから、処理の高速化や演算コストの低減を
実現し得ると共に、ノイズの影響を受けにくく、物体認
識の正確性を向上し得る等、発明目的を達成した顕著な
効果を奏する。
〈実施例の説明〉
第１図は３台のテレビカメラｌＡ、ｌＢ、Ｉｃを用いた
本発明の立体視装置を示す。前記の各テレビカメラＩＡ
、 ＩＢ 、 ＩＣは、３次元物体を異なる３方向か
ら撮像するためのものであり、例えば２次元面体撮像素
子で構成したもの等を用いる。各テレビカメラＩＡ 、
ｌＢ 、 Ｉｃの出力側には、同期信号生成回路やビ
デオ信号増幅回路を有する画像入力部２が接続されてお
り、この画像入力部２は各テレビカメラＩＡ、ｌＢ、Ｉ
ｃからのビデオ信号を受信して、各方向から見た物体の
濃淡画像を生成する。第７図にある一方向から濃淡画像
Ｇを一例として示しである。
本発明の立体視装置を示す。前記の各テレビカメラＩＡ
、 ＩＢ 、 ＩＣは、３次元物体を異なる３方向か
ら撮像するためのものであり、例えば２次元面体撮像素
子で構成したもの等を用いる。各テレビカメラＩＡ 、
ｌＢ 、 Ｉｃの出力側には、同期信号生成回路やビ
デオ信号増幅回路を有する画像入力部２が接続されてお
り、この画像入力部２は各テレビカメラＩＡ、ｌＢ、Ｉ
ｃからのビデオ信号を受信して、各方向から見た物体の
濃淡画像を生成する。第７図にある一方向から濃淡画像
Ｇを一例として示しである。
夫々の濃淡画像は、例えば浮動２値化回路より成る２値
化部３に入力され、この２値化部３において、夫々濃淡
画像のデータが２値化されて、２値画像が生成される。
化部３に入力され、この２値化部３において、夫々濃淡
画像のデータが２値化されて、２値画像が生成される。
そしてこれら各２値画像は特徴点抽出部４に入力され、
各画像毎に、画像上の物体の角部分に相当する点が特徴
列データを得る輪郭線追跡部４１と、輪郭点系列データ
に基つき２値画像を線画化する線画化処理部４２とを含
んでおり、線画を構成する各１百線の交点等より前記特
徴点を抽出して、そのデータを出力する。
各画像毎に、画像上の物体の角部分に相当する点が特徴
列データを得る輪郭線追跡部４１と、輪郭点系列データ
に基つき２値画像を線画化する線画化処理部４２とを含
んでおり、線画を構成する各１百線の交点等より前記特
徴点を抽出して、そのデータを出力する。
第８図ｉｌ＋ ＋２１ ＋３１は、線画化された３方向
の各画像Ｈ，、ＨＢ、 Ｈｏを夫々示すものであり、例
えば各画像中、点ＰＡ、ＰＢ、Ｐｏは物体上の同一物点
にかかる特徴点を示している。
の各画像Ｈ，、ＨＢ、 Ｈｏを夫々示すものであり、例
えば各画像中、点ＰＡ、ＰＢ、Ｐｏは物体上の同一物点
にかかる特徴点を示している。
かくて各特徴点抽出部４からは各画像についての特徴点
データが、また制御部６からは各テレビカメラＩＡ 、
ｌ Ｂ 、 １ｃの位置や姿勢、更にはレンズの結像
距離等のカメラパラメータが夫々立体視部５に取り込ま
れるもので、例えば第３図に示す立体視部５においては
、対応点決定部５１が特徴点間の対応付けを行ない、っ
ぎの三角測量部５２が対応付けられた物体上の点の３次
元座標を公知の三角測量法を用いて算出する。
データが、また制御部６からは各テレビカメラＩＡ 、
ｌ Ｂ 、 １ｃの位置や姿勢、更にはレンズの結像
距離等のカメラパラメータが夫々立体視部５に取り込ま
れるもので、例えば第３図に示す立体視部５においては
、対応点決定部５１が特徴点間の対応付けを行ない、っ
ぎの三角測量部５２が対応付けられた物体上の点の３次
元座標を公知の三角測量法を用いて算出する。
第９図は前記対応点決定部５１における特徴点間の対応
付は動作を示す原理図であり、各テレビカメラＩＡ、Ｉ
Ｂ、ＩＣにかかる画像ＨＡ、）ｉＢ。
付は動作を示す原理図であり、各テレビカメラＩＡ、Ｉ
Ｂ、ＩＣにかかる画像ＨＡ、）ｉＢ。
Ｈｏ（以下、第３画像ＨＡ、第２画像ＨＢ、第３画像Ｈ
ｏ という）上に物体上の物点Ｐについての特徴点Ｐ
Ａ、 ＰＢ、 Ｐｏがあられれている。また第３画像Ｈ
６上には、第１カメラＩＡの焦点ＦＡと特徴点ＰＡとを
結ぶ直線ＦＡＰＡの像（この直線像をエピポーラライン
という）！！２が設定され、同様に第３画像Ｈ６上には
、直線ＦＡＰＡおよび直線ＦＢＰＢの各エピポーラライ
ン１３ 、 ｍ３か設定しである。
ｏ という）上に物体上の物点Ｐについての特徴点Ｐ
Ａ、 ＰＢ、 Ｐｏがあられれている。また第３画像Ｈ
６上には、第１カメラＩＡの焦点ＦＡと特徴点ＰＡとを
結ぶ直線ＦＡＰＡの像（この直線像をエピポーラライン
という）！！２が設定され、同様に第３画像Ｈ６上には
、直線ＦＡＰＡおよび直線ＦＢＰＢの各エピポーラライ
ン１３ 、 ｍ３か設定しである。
第１０図ｉｌｌ ＋２１ ＋３１は上記各画像ＨＡ、Ｈ
Ｂ、Ｈｃを示す。同図によれば、第３画像Ｈ６における
特徴点ＰＢ はエピポーラライン１２上に位置し、第３
画像Ｈ６における特徴点Ｐ。はエピポーララインｌｓ
ｒ ｍ３の交点上に位置する。このことから特徴点ＰＡ
、ＰＢ、Ｐｏは物点Ｐの画像として相互に対応する点で
あることが理解され、従って物点Ｐの三次元座標は直線
ＦＡＰＡ、ＦＢＰＢ、ＦｏＰ。
Ｂ、Ｈｃを示す。同図によれば、第３画像Ｈ６における
特徴点ＰＢ はエピポーラライン１２上に位置し、第３
画像Ｈ６における特徴点Ｐ。はエピポーララインｌｓ
ｒ ｍ３の交点上に位置する。このことから特徴点ＰＡ
、ＰＢ、Ｐｏは物点Ｐの画像として相互に対応する点で
あることが理解され、従って物点Ｐの三次元座標は直線
ＦＡＰＡ、ＦＢＰＢ、ＦｏＰ。
の交点として求めることができる。尚第１０図＋２１
＋３１は、第９図の直線ＦＡＰの延長線上に位置する他
の物点にの特徴点Ｒｎ 、 Ｒｃを併せて示しており、
この場合特徴点Ｒ６はエピポーラライン／３ｍ３の交点
上に位置しない。
＋３１は、第９図の直線ＦＡＰの延長線上に位置する他
の物点にの特徴点Ｒｎ 、 Ｒｃを併せて示しており、
この場合特徴点Ｒ６はエピポーラライン／３ｍ３の交点
上に位置しない。
第４図および第５図は前記特徴点抽出部４の蜆の実施例
を示す。第４図に示す実施例は、２値ｍ像を構成する各
行につき白画素および黒画素の開始点やその連続量をコ
ード化するランレングスコード化部４３と各行のランレ
ングスコードを解析して特徴点を抽出するランレングス
コード解析部４４とを具備して成る。
を示す。第４図に示す実施例は、２値ｍ像を構成する各
行につき白画素および黒画素の開始点やその連続量をコ
ード化するランレングスコード化部４３と各行のランレ
ングスコードを解析して特徴点を抽出するランレングス
コード解析部４４とを具備して成る。
また第５図に示す実施例は、２値画像を所定サイズのマ
スクで走査し、このマスク内の部分パターンを部分パタ
ーン選択部４６がメモリより読み出した基準の部分パタ
ーンと比較照合部４５にて順次照合して、特徴点を抽出
するものである。
スクで走査し、このマスク内の部分パターンを部分パタ
ーン選択部４６がメモリより読み出した基準の部分パタ
ーンと比較照合部４５にて順次照合して、特徴点を抽出
するものである。
上記画像入力部２．２値化部３、特徴点抽出部４および
立体視部５の各動作は、制御部６が発する制御情報に基
づき一連に制御されるもので、特に第１図に示す実施例
では、３台のテレビカメラＩＡ、ＩＢ、ＩＣからのビデ
オ信号を順次切換える等して、夫々単一の構成各部にて
対応する処理が実行される。
立体視部５の各動作は、制御部６が発する制御情報に基
づき一連に制御されるもので、特に第１図に示す実施例
では、３台のテレビカメラＩＡ、ＩＢ、ＩＣからのビデ
オ信号を順次切換える等して、夫々単一の構成各部にて
対応する処理が実行される。
第６図は、各テレビカメラＬＡ 、 ＩＢ 、 ＩＣに
対応して夫々３個の画像入力部２Ａ、２Ｂ、２Ｃ，２値
化部３Ａ 、 ３Ｂ 、 ３Ｃ１特徴点抽出部４Ａ、４
Ｂ、４Ｃを設けた他の実施例を示すもので、この実施例
では回路構成は複雑となるが、処理が平行して進むため
、処理の高速化を促進できる。
対応して夫々３個の画像入力部２Ａ、２Ｂ、２Ｃ，２値
化部３Ａ 、 ３Ｂ 、 ３Ｃ１特徴点抽出部４Ａ、４
Ｂ、４Ｃを設けた他の実施例を示すもので、この実施例
では回路構成は複雑となるが、処理が平行して進むため
、処理の高速化を促進できる。
第１図はこの発明にかかる立体視装置のブロック図、第
２図は特徴点抽出部の構成例を示すブロック図、第３図
は立体視部の構成例を示すブロック図、第４図および第
５図は特徴点抽出部の他の実施例を示すブロック図、第
６図はこの発明にかかる他の装置例を示すブロック図、
第７図は濃淡画像の一例を示す図、第８図ｆｉｌ Ｔ２
１４３１は線画化された画像を示す図、第９図および第
１０図は特徴点間の対応骨は方法の原理を説明するため
の図である。 ＩＡ、ＩＢ、ＩＣ・・・テレビカメラ ２・・・画像
入力部３・・・２値化部 ４・・・特徴点
抽出部５・・・立体視部 特許出願人 立石電機株式会社 →ｌ 図 −〉ア＋ｑ Ｔ２ 、ｈｑｚ卜
０ζ入−１ネｉ出１ト？−ｙ＋７ 口 岳、！３国（２ン 耕ｑ国 鈍１０図
２図は特徴点抽出部の構成例を示すブロック図、第３図
は立体視部の構成例を示すブロック図、第４図および第
５図は特徴点抽出部の他の実施例を示すブロック図、第
６図はこの発明にかかる他の装置例を示すブロック図、
第７図は濃淡画像の一例を示す図、第８図ｆｉｌ Ｔ２
１４３１は線画化された画像を示す図、第９図および第
１０図は特徴点間の対応骨は方法の原理を説明するため
の図である。 ＩＡ、ＩＢ、ＩＣ・・・テレビカメラ ２・・・画像
入力部３・・・２値化部 ４・・・特徴点
抽出部５・・・立体視部 特許出願人 立石電機株式会社 →ｌ 図 −〉ア＋ｑ Ｔ２ 、ｈｑｚ卜
０ζ入−１ネｉ出１ト？−ｙ＋７ 口 岳、！３国（２ン 耕ｑ国 鈍１０図
Claims (1)
- 物体を少なくとも３方向から撮像する３台以上の２次元
撮像手段と、各撮像手段からのビデオ信号を受信して各
方向より見た物体の濃淡画像を生成する手段と、夫々濃
淡画像のデータを２値化して２値画像を生成する手段と
、夫々２値画像につき特徴点を抽出する手段と、各２値
画像における特徴点を対応付けて対応する物体上の点の
３次元座標を算出する手段とを具備して成る立体視装置
。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59235839A JPS61114381A (ja) | 1984-11-07 | 1984-11-07 | 立体視装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59235839A JPS61114381A (ja) | 1984-11-07 | 1984-11-07 | 立体視装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61114381A true JPS61114381A (ja) | 1986-06-02 |
Family
ID=16992026
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59235839A Pending JPS61114381A (ja) | 1984-11-07 | 1984-11-07 | 立体視装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS61114381A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61214888A (ja) * | 1985-03-20 | 1986-09-24 | Toshiba Corp | 画像の位置合せ装置 |
| JPS6310279A (ja) * | 1986-07-01 | 1988-01-16 | Omron Tateisi Electronics Co | 多眼立体視装置 |
| JPS6310280A (ja) * | 1986-07-01 | 1988-01-16 | Omron Tateisi Electronics Co | ３眼立体視装置 |
| JPH01140396A (ja) * | 1987-11-27 | 1989-06-01 | Hitachi Ltd | セキユリテイ監視装置 |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5890268A (ja) * | 1981-11-24 | 1983-05-28 | Agency Of Ind Science & Technol | ３次元物体の検出方法 |
-
1984
- 1984-11-07 JP JP59235839A patent/JPS61114381A/ja active Pending
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5890268A (ja) * | 1981-11-24 | 1983-05-28 | Agency Of Ind Science & Technol | ３次元物体の検出方法 |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61214888A (ja) * | 1985-03-20 | 1986-09-24 | Toshiba Corp | 画像の位置合せ装置 |
| JPS6310279A (ja) * | 1986-07-01 | 1988-01-16 | Omron Tateisi Electronics Co | 多眼立体視装置 |
| JPS6310280A (ja) * | 1986-07-01 | 1988-01-16 | Omron Tateisi Electronics Co | ３眼立体視装置 |
| JPH01140396A (ja) * | 1987-11-27 | 1989-06-01 | Hitachi Ltd | セキユリテイ監視装置 |
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