JP2001059706A - 位置計測システム - Google Patents
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 高速および高精度に計測対象の位置計測を行
う。 【解決手段】 ＣＭＯＳセンサ２１を用いることによっ
て高速位置計測を可能とし、また、同期信号に応じて２
つの光源１ａ，１ｂの発光とプログラマブル画像処理部
２２の処理を同期させ、ＣＭＯＳセンサ２１において高
速に検出された画像のフレーム内における２つの光源１
ａ，１ｂの画像２次元位置座標および発光面積を算出す
るようにし、検出されたフレームにノイズなどがあって
も、複数のフレームによる画像処理によって、ノイズを
除外した高精度な位置計測を行うことができると共に、
２つの光源１ａ，１ｂを混同することなく、計測対象の
２点の位置を高精度に計測する。
う。 【解決手段】 ＣＭＯＳセンサ２１を用いることによっ
て高速位置計測を可能とし、また、同期信号に応じて２
つの光源１ａ，１ｂの発光とプログラマブル画像処理部
２２の処理を同期させ、ＣＭＯＳセンサ２１において高
速に検出された画像のフレーム内における２つの光源１
ａ，１ｂの画像２次元位置座標および発光面積を算出す
るようにし、検出されたフレームにノイズなどがあって
も、複数のフレームによる画像処理によって、ノイズを
除外した高精度な位置計測を行うことができると共に、
２つの光源１ａ，１ｂを混同することなく、計測対象の
２点の位置を高精度に計測する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、計測対象の位置
を画像情報検出部からの画像情報に基づいて計測する位
置計測システムに関するものである。
を画像情報検出部からの画像情報に基づいて計測する位
置計測システムに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】図８は例えば特開平９−６８４０９号公
報に示された従来の位置計測システムを示す構成図であ
り、図において、１ａ，１ｂは計測対象に装着された２
つの光源、２は２つの光源１ａ，１ｂを撮像する動画像
カメラであり、３はレンズ、４は画像情報を検出するＣ
ＣＤセンサ５からなる画像情報検出部である。また、６
はＣＣＤセンサ５によって検出される１フレームの画像
情報を示したものである。７は処理制御ボックスであ
り、８は画像情報検出部４によって検出された画像情報
を保持する画像メモリ、９はマイクロコンピュータであ
り、１０は画像情報検出部４によって検出された画像情
報に応じてフレーム内における光源１ａ，１ｂの画像２
次元位置座標を算出する画像２次元位置座標算出部、１
１はその画像情報に応じてフレーム内における光源１
ａ，１ｂの発光面積を算出する発光面積算出部、１２は
光源１ａ，１ｂの発光と、画像２次元位置座標算出部１
０および発光面積算出部１１との同期を制御する同期信
号を出力する同期制御部である。１３は演算処理装置、
１４は計測対象に装着された２つの光源１ａ，１ｂの実
空間３次元位置を算出する３次元位置算出部であり、１
５は画像２次元位置座標算出部１０によって算出された
画像２次元位置座標に応じた２つの光源１ａ，１ｂの実
空間２次元位置座標を算出する実空間２次元位置座標算
出部、１６は発光面積算出部１１によって算出された発
光面積に応じた２つの光源１ａ，１ｂから画像情報検出
部４までの距離を算出する距離算出部である。
報に示された従来の位置計測システムを示す構成図であ
り、図において、１ａ，１ｂは計測対象に装着された２
つの光源、２は２つの光源１ａ，１ｂを撮像する動画像
カメラであり、３はレンズ、４は画像情報を検出するＣ
ＣＤセンサ５からなる画像情報検出部である。また、６
はＣＣＤセンサ５によって検出される１フレームの画像
情報を示したものである。７は処理制御ボックスであ
り、８は画像情報検出部４によって検出された画像情報
を保持する画像メモリ、９はマイクロコンピュータであ
り、１０は画像情報検出部４によって検出された画像情
報に応じてフレーム内における光源１ａ，１ｂの画像２
次元位置座標を算出する画像２次元位置座標算出部、１
１はその画像情報に応じてフレーム内における光源１
ａ，１ｂの発光面積を算出する発光面積算出部、１２は
光源１ａ，１ｂの発光と、画像２次元位置座標算出部１
０および発光面積算出部１１との同期を制御する同期信
号を出力する同期制御部である。１３は演算処理装置、
１４は計測対象に装着された２つの光源１ａ，１ｂの実
空間３次元位置を算出する３次元位置算出部であり、１
５は画像２次元位置座標算出部１０によって算出された
画像２次元位置座標に応じた２つの光源１ａ，１ｂの実
空間２次元位置座標を算出する実空間２次元位置座標算
出部、１６は発光面積算出部１１によって算出された発
光面積に応じた２つの光源１ａ，１ｂから画像情報検出
部４までの距離を算出する距離算出部である。
【０００３】次に動作について説明する。先ず、計測対
象に装着された２つの光源１ａ，１ｂは、同期制御部１
２からの例えば、６０（Ｈｚ）同期信号に応じて交互に
発光する。動画像カメラ２のＣＣＤセンサ５は、発光し
た光源１ａ，１ｂを含む視野の画像をレンズ３を通して
検出する。処理制御ボックス７では、ＣＣＤセンサ５に
おいて検出された画像をビデオ信号として受信して、一
旦、画像メモリ８に蓄え、その後、マイクロコンピュー
タ９により処理する。画像２次元位置座標算出部１０
は、同期制御部１２からの同期信号に応じて、ビデオ信
号のフレーム内における光源１ａ，１ｂの画像２次元位
置座標を算出し、発光面積算出部１１は、同期信号に応
じて、ビデオ信号のフレーム内における光源１ａ，１ｂ
の発光面積を算出する。ここで、上述のように２つの光
源１ａ，１ｂを同期信号に応じて交互に発光させたの
は、マイクロコンピュータ９側の処理において、光源１
ａ，１ｂのうちのどちらの光源の位置計測をしているか
を識別できるようにするためである。そして、パーソナ
ルコンピュータなどによって構成された演算処理装置１
３は、それら画像２次元位置座標および発光面積からな
る位置関連情報を受信し、距離算出部１６は、発光面積
に応じた２つの光源１ａ，１ｂから画像情報検出部４ま
での距離を算出し、実空間２次元位置座標算出部１５
は、その算出された距離と画像２次元位置座標に応じた
２つの光源１ａ，１ｂの実空間２次元位置座標を算出す
る。このようにして、３次元位置算出部１４において、
２つの光源１ａ，１ｂの実空間３次元位置を算出するこ
とにより、計測対象の２つの点の実空間３次元位置を計
測することができる。
象に装着された２つの光源１ａ，１ｂは、同期制御部１
２からの例えば、６０（Ｈｚ）同期信号に応じて交互に
発光する。動画像カメラ２のＣＣＤセンサ５は、発光し
た光源１ａ，１ｂを含む視野の画像をレンズ３を通して
検出する。処理制御ボックス７では、ＣＣＤセンサ５に
おいて検出された画像をビデオ信号として受信して、一
旦、画像メモリ８に蓄え、その後、マイクロコンピュー
タ９により処理する。画像２次元位置座標算出部１０
は、同期制御部１２からの同期信号に応じて、ビデオ信
号のフレーム内における光源１ａ，１ｂの画像２次元位
置座標を算出し、発光面積算出部１１は、同期信号に応
じて、ビデオ信号のフレーム内における光源１ａ，１ｂ
の発光面積を算出する。ここで、上述のように２つの光
源１ａ，１ｂを同期信号に応じて交互に発光させたの
は、マイクロコンピュータ９側の処理において、光源１
ａ，１ｂのうちのどちらの光源の位置計測をしているか
を識別できるようにするためである。そして、パーソナ
ルコンピュータなどによって構成された演算処理装置１
３は、それら画像２次元位置座標および発光面積からな
る位置関連情報を受信し、距離算出部１６は、発光面積
に応じた２つの光源１ａ，１ｂから画像情報検出部４ま
での距離を算出し、実空間２次元位置座標算出部１５
は、その算出された距離と画像２次元位置座標に応じた
２つの光源１ａ，１ｂの実空間２次元位置座標を算出す
る。このようにして、３次元位置算出部１４において、
２つの光源１ａ，１ｂの実空間３次元位置を算出するこ
とにより、計測対象の２つの点の実空間３次元位置を計
測することができる。
【０００４】また、図９は例えば特開平８−２９２９９
８号公報に示された従来の位置計測システムを示す構成
図であり、図において、１は計測対象、また、動画像カ
メラ２の画像情報検出部４において、２１は画像情報を
検出するＣＭＯＳセンサ、２２はプログラマブル画像処
理部であり、２３はＣＭＯＳセンサ２１の画像検出領域
を制御するランダムアクセス部、２４はＣＭＯＳセンサ
２１によって検出される画像情報のフレームでの画像検
出領域内の計測対象の画像２次元位置座標を算出する画
像２次元位置座標算出部である。２５はＣＭＯＳセンサ
２１によって検出された画像情報および画像２次元位置
座標算出部２４によって算出された画像２次元位置座標
を選択出力するマルチプレクサである。２６は画像処理
制御信号に応じてプログラマブル画像処理部２２を制御
したり、画像２次元位置座標を送信するマイクロコンピ
ュータである。２７は画像処理制御信号を送信したり、
実空間２次元位置座標を算出する演算処理装置であり、
２８は画像２次元位置座標に応じた計測対象１の実空間
２次元位置座標を算出する実空間２次元位置座標算出部
である。
８号公報に示された従来の位置計測システムを示す構成
図であり、図において、１は計測対象、また、動画像カ
メラ２の画像情報検出部４において、２１は画像情報を
検出するＣＭＯＳセンサ、２２はプログラマブル画像処
理部であり、２３はＣＭＯＳセンサ２１の画像検出領域
を制御するランダムアクセス部、２４はＣＭＯＳセンサ
２１によって検出される画像情報のフレームでの画像検
出領域内の計測対象の画像２次元位置座標を算出する画
像２次元位置座標算出部である。２５はＣＭＯＳセンサ
２１によって検出された画像情報および画像２次元位置
座標算出部２４によって算出された画像２次元位置座標
を選択出力するマルチプレクサである。２６は画像処理
制御信号に応じてプログラマブル画像処理部２２を制御
したり、画像２次元位置座標を送信するマイクロコンピ
ュータである。２７は画像処理制御信号を送信したり、
実空間２次元位置座標を算出する演算処理装置であり、
２８は画像２次元位置座標に応じた計測対象１の実空間
２次元位置座標を算出する実空間２次元位置座標算出部
である。
【０００５】次に動作について説明する。パーソナルコ
ンピュータなどによって構成された演算処理装置２７
は、動画像カメラ２のマイクロコンピュータ２６に画像
処理制御信号を送信する。動画像カメラ２のＣＭＯＳセ
ンサ２１は、計測対象１を含む視野の画像をレンズ３を
通して検出する。ランダムアクセス部２３は、マイクロ
コンピュータ２６を通じて指示された画像検出領域のみ
の画像を検出するようにＣＭＯＳセンサ２１を制御し、
画像２次元位置座標算出部２４は、画像検出領域内での
計測対象１の画像２次元位置座標を算出する。ＣＭＯＳ
センサ２１において検出および処理された情報はマルチ
プレクサ２５を通してマイクロコンピュータ２６に送信
され、そのマイクロコンピュータ２６は、画像情報を画
像メモリ８に蓄え、画像２次元位置座標情報を演算処理
装置２７に送信する。演算処理装置２７では、実空間２
次元位置座標算出部２８において、計測対象１から画像
情報検出部４までの距離情報に基づいて画像２次元位置
座標に応じた計測対象１の実空間２次元位置座標を算出
する。
ンピュータなどによって構成された演算処理装置２７
は、動画像カメラ２のマイクロコンピュータ２６に画像
処理制御信号を送信する。動画像カメラ２のＣＭＯＳセ
ンサ２１は、計測対象１を含む視野の画像をレンズ３を
通して検出する。ランダムアクセス部２３は、マイクロ
コンピュータ２６を通じて指示された画像検出領域のみ
の画像を検出するようにＣＭＯＳセンサ２１を制御し、
画像２次元位置座標算出部２４は、画像検出領域内での
計測対象１の画像２次元位置座標を算出する。ＣＭＯＳ
センサ２１において検出および処理された情報はマルチ
プレクサ２５を通してマイクロコンピュータ２６に送信
され、そのマイクロコンピュータ２６は、画像情報を画
像メモリ８に蓄え、画像２次元位置座標情報を演算処理
装置２７に送信する。演算処理装置２７では、実空間２
次元位置座標算出部２８において、計測対象１から画像
情報検出部４までの距離情報に基づいて画像２次元位置
座標に応じた計測対象１の実空間２次元位置座標を算出
する。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】従来の位置計測システ
ムは以上のように構成されているので、図８に示した構
成では、ＣＣＤセンサ５のフレームレートが例えば６０
（Ｈｚ）に規定されているので、それ以上の高速位置検
出ができず、特に、図８に示したように計測対象の２つ
の点の位置計測を行う場合には、各点毎のフレームレー
トが３０（Ｈｚ）となり、複雑な動作処理などに追いつ
かなくなるという課題があった。また、図９に示した構
成では、ＣＭＯＳセンサ２１によって検出される全フレ
ームの画像検出領域内での計測対象１の画像２次元位置
座標を算出するものなので、検出されるフレームにノイ
ズなどがある場合に精度良く検出することができない。
さらに、複数の計測対象の位置計測を行う場合には、各
計測対象にマーカーを装着する手法が考えられるが、マ
ーカーの識別を行うためには、各マーカーの形状、大き
さ、または色濃度を変更するなど、特別な画像処理を必
要とした。そして、形状で識別する場合には視野方向に
よる形状の変化を考慮しなくてはならず、大きさで識別
する場合には距離によるスケールの変化を考慮しなくて
はならず、色濃度で識別する場合には解像度を考慮しな
くてはならない課題があった。
ムは以上のように構成されているので、図８に示した構
成では、ＣＣＤセンサ５のフレームレートが例えば６０
（Ｈｚ）に規定されているので、それ以上の高速位置検
出ができず、特に、図８に示したように計測対象の２つ
の点の位置計測を行う場合には、各点毎のフレームレー
トが３０（Ｈｚ）となり、複雑な動作処理などに追いつ
かなくなるという課題があった。また、図９に示した構
成では、ＣＭＯＳセンサ２１によって検出される全フレ
ームの画像検出領域内での計測対象１の画像２次元位置
座標を算出するものなので、検出されるフレームにノイ
ズなどがある場合に精度良く検出することができない。
さらに、複数の計測対象の位置計測を行う場合には、各
計測対象にマーカーを装着する手法が考えられるが、マ
ーカーの識別を行うためには、各マーカーの形状、大き
さ、または色濃度を変更するなど、特別な画像処理を必
要とした。そして、形状で識別する場合には視野方向に
よる形状の変化を考慮しなくてはならず、大きさで識別
する場合には距離によるスケールの変化を考慮しなくて
はならず、色濃度で識別する場合には解像度を考慮しな
くてはならない課題があった。
【０００７】この発明は上記のような課題を解決するた
めになされたもので、簡単なシステムで、高速および高
精度に計測対象の位置計測を行うことができる位置計測
システムを得ることを目的とする。
めになされたもので、簡単なシステムで、高速および高
精度に計測対象の位置計測を行うことができる位置計測
システムを得ることを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】この発明に係る位置計測
システムは、ＣＭＯＳセンサを用いた画像情報検出部に
よって検出される複数のフレームに同期して光源の発光
を制御する同期信号を出力する同期制御部と、その同期
信号に同期して画像情報検出部によって検出された複数
のフレームの画像情報に応じてフレーム内における光源
の画像２次元位置座標を算出する画像２次元位置座標算
出部と、光源から画像情報検出部までの距離情報に基づ
いて画像２次元位置座標に応じた光源の実空間２次元位
置座標を算出する実空間２次元位置座標算出部とを備え
たものである。
システムは、ＣＭＯＳセンサを用いた画像情報検出部に
よって検出される複数のフレームに同期して光源の発光
を制御する同期信号を出力する同期制御部と、その同期
信号に同期して画像情報検出部によって検出された複数
のフレームの画像情報に応じてフレーム内における光源
の画像２次元位置座標を算出する画像２次元位置座標算
出部と、光源から画像情報検出部までの距離情報に基づ
いて画像２次元位置座標に応じた光源の実空間２次元位
置座標を算出する実空間２次元位置座標算出部とを備え
たものである。
【０００９】この発明に係る位置計測システムは、ＣＭ
ＯＳセンサを用いた画像情報検出部によって検出される
複数のフレームに同期して光源の発光を制御する同期信
号を出力する同期制御部と、その同期信号に同期して画
像情報検出部によって検出された複数のフレームの画像
情報に応じてフレーム内における光源の発光面積を算出
する発光面積算出部と、発光面積と距離との関係情報に
基づいてその発光面積に応じた光源から画像情報検出部
までの距離を算出する距離算出部とを備えたものであ
る。
ＯＳセンサを用いた画像情報検出部によって検出される
複数のフレームに同期して光源の発光を制御する同期信
号を出力する同期制御部と、その同期信号に同期して画
像情報検出部によって検出された複数のフレームの画像
情報に応じてフレーム内における光源の発光面積を算出
する発光面積算出部と、発光面積と距離との関係情報に
基づいてその発光面積に応じた光源から画像情報検出部
までの距離を算出する距離算出部とを備えたものであ
る。
【００１０】この発明に係る位置計測システムは、ＣＭ
ＯＳセンサを用いた複数の画像情報検出部によってそれ
ぞれ検出される複数のフレームに同期して光源の発光を
制御する同期信号を出力する同期制御部と、複数の画像
情報検出部にそれぞれ対応して設けられ、同期制御部に
よって出力された同期信号に同期して対応する画像情報
検出部によって検出された複数のフレームの画像情報に
応じてフレーム内における光源の画像２次元位置座標を
算出する画像２次元位置座標算出部と、それぞれ算出さ
れた画像２次元位置座標に応じてステレオ視によって光
源から画像情報検出部までの距離を算出する距離算出部
とを備えたものである。
ＯＳセンサを用いた複数の画像情報検出部によってそれ
ぞれ検出される複数のフレームに同期して光源の発光を
制御する同期信号を出力する同期制御部と、複数の画像
情報検出部にそれぞれ対応して設けられ、同期制御部に
よって出力された同期信号に同期して対応する画像情報
検出部によって検出された複数のフレームの画像情報に
応じてフレーム内における光源の画像２次元位置座標を
算出する画像２次元位置座標算出部と、それぞれ算出さ
れた画像２次元位置座標に応じてステレオ視によって光
源から画像情報検出部までの距離を算出する距離算出部
とを備えたものである。
【００１１】この発明に係る位置計測システムは、画像
情報検出部に、ＣＭＯＳセンサと共に画像２次元位置座
標算出部を備えたものである。
情報検出部に、ＣＭＯＳセンサと共に画像２次元位置座
標算出部を備えたものである。
【００１２】この発明に係る位置計測システムは、画像
情報検出部に、ＣＭＯＳセンサと共に発光面積算出部を
備えたものである。
情報検出部に、ＣＭＯＳセンサと共に発光面積算出部を
備えたものである。
【００１３】この発明に係る位置計測システムは、画像
情報検出部に、ＣＭＯＳセンサの画像検出領域を制御す
るランダムアクセス部を備えたものである。
情報検出部に、ＣＭＯＳセンサの画像検出領域を制御す
るランダムアクセス部を備えたものである。
【００１４】この発明に係る位置計測システムは、計測
対象に装着された複数の光源を備え、同期制御部は、各
光源を順に発光制御すると共に、その発光制御と画像２
次元位置座標算出または発光面積算出との同期を制御す
るものである。
対象に装着された複数の光源を備え、同期制御部は、各
光源を順に発光制御すると共に、その発光制御と画像２
次元位置座標算出または発光面積算出との同期を制御す
るものである。
【００１５】
【発明の実施の形態】以下、この発明の実施の一形態を
説明する。 実施の形態１．図１はこの発明の実施の形態１による位
置計測システムを示す構成図であり、図において、１ａ
は計測対象に装着されたＬＥＤなどの光源、２は光源１
ａを撮像する動画像カメラであり、３はレンズ、４は画
像情報を検出するＣＭＯＳセンサ２１からなる画像情報
検出部である。８は画像情報検出部４によって検出され
た画像情報を保持する画像メモリ、９はマイクロコンピ
ュータであり、３１は画像情報検出部４によって検出さ
れる画像の複数のフレームに同期して光源１ａの発光を
制御する同期信号を出力する同期制御部、３２は同期制
御部３１によって出力された同期信号に同期して画像情
報検出部４によって検出された複数のフレームの画像に
応じてそのフレーム内における光源１ａの画像２次元位
置座標を算出する画像２次元位置座標算出部である。ま
た、３３はＣＭＯＳセンサ２１によって検出される１フ
レームの画像情報を示したものである。１３は演算処理
装置であり、３４は予め設定された光源１ａから画像情
報検出部４までの距離情報に基づいて画像２次元位置座
標算出部３２によって算出された画像２次元位置座標に
応じた光源１ａの実空間２次元位置座標を算出する実空
間２次元位置座標算出部である。
説明する。 実施の形態１．図１はこの発明の実施の形態１による位
置計測システムを示す構成図であり、図において、１ａ
は計測対象に装着されたＬＥＤなどの光源、２は光源１
ａを撮像する動画像カメラであり、３はレンズ、４は画
像情報を検出するＣＭＯＳセンサ２１からなる画像情報
検出部である。８は画像情報検出部４によって検出され
た画像情報を保持する画像メモリ、９はマイクロコンピ
ュータであり、３１は画像情報検出部４によって検出さ
れる画像の複数のフレームに同期して光源１ａの発光を
制御する同期信号を出力する同期制御部、３２は同期制
御部３１によって出力された同期信号に同期して画像情
報検出部４によって検出された複数のフレームの画像に
応じてそのフレーム内における光源１ａの画像２次元位
置座標を算出する画像２次元位置座標算出部である。ま
た、３３はＣＭＯＳセンサ２１によって検出される１フ
レームの画像情報を示したものである。１３は演算処理
装置であり、３４は予め設定された光源１ａから画像情
報検出部４までの距離情報に基づいて画像２次元位置座
標算出部３２によって算出された画像２次元位置座標に
応じた光源１ａの実空間２次元位置座標を算出する実空
間２次元位置座標算出部である。
【００１６】次に動作について説明する。先ず、計測対
象に装着された光源１ａは、同期制御部３１からの例え
ば、２００（Ｈｚ）の同期信号に応じて発光する。ここ
で、光源１ａは、ＬＥＤによって構成されているので、
発光は一瞬であり同期制御精度が高いので、同期信号が
２００（Ｈｚ）と速くなっても追従することができる。
動画像カメラ２のＣＭＯＳセンサ２１は、発光した光源
１ａを含む視野の画像をレンズ３を通して、例えば、１
０００（Ｈｚ）と高速に検出する。マイクロコンピュー
タ９では、ＣＭＯＳセンサ２１において検出された画像
を受信して、一旦、画像メモリ８に蓄え、その後、画像
２次元位置座標算出部３２は、同期制御部３１からの２
００（Ｈｚ）の同期信号に応じて、ＣＭＯＳセンサ２１
において１０００（Ｈｚ）と高速に検出された画像のフ
レーム内における光源１ａの画像２次元位置座標を算出
する。ここで、同期信号は２００（Ｈｚ）であり、一
方、検出された画像のフレームは１０００（Ｈｚ）で受
信されるので、１回の同期信号において５枚のフレーム
を処理することができ、例え、検出されたフレームにノ
イズなどがあっても、５枚のフレームの画像を平均値処
理したり、ノイズを含むフレームを除外して処理するこ
とにより、高精度にフレーム内における光源１ａの画像
２次元位置座標を算出することができる。また、上述の
ように光源１ａを同期信号に応じて発光させているの
で、画像２次元位置座標算出部３２の処理において、輝
度の小さいフレームを除外して処理することにより、光
源１ａの発光に同期して処理することができる。そし
て、パーソナルコンピュータなどによって構成された演
算処理装置１３は、その画像２次元位置座標情報を受信
し、実空間２次元位置座標算出部３４は、予め設定され
た光源１ａから画像情報検出部４までの距離情報に基づ
いて、２００（Ｈｚ）の処理速度で、画像２次元位置座
標に応じた光源１ａの実空間２次元位置座標を算出す
る。このようにして、演算処理装置１３において、光源
１ａの実空間２次元位置を算出することにより、計測対
象の画像平面方向の実空間２次元位置を計測することが
できる。
象に装着された光源１ａは、同期制御部３１からの例え
ば、２００（Ｈｚ）の同期信号に応じて発光する。ここ
で、光源１ａは、ＬＥＤによって構成されているので、
発光は一瞬であり同期制御精度が高いので、同期信号が
２００（Ｈｚ）と速くなっても追従することができる。
動画像カメラ２のＣＭＯＳセンサ２１は、発光した光源
１ａを含む視野の画像をレンズ３を通して、例えば、１
０００（Ｈｚ）と高速に検出する。マイクロコンピュー
タ９では、ＣＭＯＳセンサ２１において検出された画像
を受信して、一旦、画像メモリ８に蓄え、その後、画像
２次元位置座標算出部３２は、同期制御部３１からの２
００（Ｈｚ）の同期信号に応じて、ＣＭＯＳセンサ２１
において１０００（Ｈｚ）と高速に検出された画像のフ
レーム内における光源１ａの画像２次元位置座標を算出
する。ここで、同期信号は２００（Ｈｚ）であり、一
方、検出された画像のフレームは１０００（Ｈｚ）で受
信されるので、１回の同期信号において５枚のフレーム
を処理することができ、例え、検出されたフレームにノ
イズなどがあっても、５枚のフレームの画像を平均値処
理したり、ノイズを含むフレームを除外して処理するこ
とにより、高精度にフレーム内における光源１ａの画像
２次元位置座標を算出することができる。また、上述の
ように光源１ａを同期信号に応じて発光させているの
で、画像２次元位置座標算出部３２の処理において、輝
度の小さいフレームを除外して処理することにより、光
源１ａの発光に同期して処理することができる。そし
て、パーソナルコンピュータなどによって構成された演
算処理装置１３は、その画像２次元位置座標情報を受信
し、実空間２次元位置座標算出部３４は、予め設定され
た光源１ａから画像情報検出部４までの距離情報に基づ
いて、２００（Ｈｚ）の処理速度で、画像２次元位置座
標に応じた光源１ａの実空間２次元位置座標を算出す
る。このようにして、演算処理装置１３において、光源
１ａの実空間２次元位置を算出することにより、計測対
象の画像平面方向の実空間２次元位置を計測することが
できる。
【００１７】以上のように、この実施の形態１によれ
ば、ＣＭＯＳセンサ２１から構成された画像情報検出部
４によって、発光した光源１ａを含む視野の画像を検出
するので、高速位置計測ができ、複雑な動作処理などに
おいても高精度に位置計測することができる効果が得ら
れる。また、画像２次元位置座標算出部３２は、同期制
御部３１からの同期信号に応じて、ＣＭＯＳセンサ２１
において高速に検出された画像のフレーム内における光
源１ａの画像２次元位置座標を算出するので、１回の同
期信号において複数のフレームを処理することができ、
検出されたフレームにノイズなどがあっても、複数のフ
レームによる画像処理によって、ノイズを除外した高精
度な位置計測を行うことができる効果が得られる。さら
に、光源１ａは、ＬＥＤによって構成されているので、
発光は一瞬であり同期制御精度が高いので、同期信号が
速くなっても追従することができる。さらに、光源１ａ
を同期信号に応じて発光させているので、画像２次元位
置座標算出部３２の処理において、輝度の小さいフレー
ムを除外して処理することにより、光源１ａの発光に同
期して処理することができる。さらに、実空間２次元位
置座標算出部３４は、２００（Ｈｚ）の処理速度で、画
像２次元位置座標に応じた光源１ａの実空間２次元位置
座標を算出するので、画像２次元位置座標算出部３２に
おける２００（Ｈｚ）の処理速度を遅くすることなく、
高速な位置計測ができる。さらに、従来の技術の図８に
おける処理制御ボックス７を省略し、動画像カメラ２内
で画像２次元位置座標を算出する構成にしたので、構成
を簡単にすることができると共に、動画像カメラ２から
他の構成に画像２次元位置座標情報のみ送信すれば良
く、画像情報を送信する必要がないので、他の構成に高
速に情報送信ができる。
ば、ＣＭＯＳセンサ２１から構成された画像情報検出部
４によって、発光した光源１ａを含む視野の画像を検出
するので、高速位置計測ができ、複雑な動作処理などに
おいても高精度に位置計測することができる効果が得ら
れる。また、画像２次元位置座標算出部３２は、同期制
御部３１からの同期信号に応じて、ＣＭＯＳセンサ２１
において高速に検出された画像のフレーム内における光
源１ａの画像２次元位置座標を算出するので、１回の同
期信号において複数のフレームを処理することができ、
検出されたフレームにノイズなどがあっても、複数のフ
レームによる画像処理によって、ノイズを除外した高精
度な位置計測を行うことができる効果が得られる。さら
に、光源１ａは、ＬＥＤによって構成されているので、
発光は一瞬であり同期制御精度が高いので、同期信号が
速くなっても追従することができる。さらに、光源１ａ
を同期信号に応じて発光させているので、画像２次元位
置座標算出部３２の処理において、輝度の小さいフレー
ムを除外して処理することにより、光源１ａの発光に同
期して処理することができる。さらに、実空間２次元位
置座標算出部３４は、２００（Ｈｚ）の処理速度で、画
像２次元位置座標に応じた光源１ａの実空間２次元位置
座標を算出するので、画像２次元位置座標算出部３２に
おける２００（Ｈｚ）の処理速度を遅くすることなく、
高速な位置計測ができる。さらに、従来の技術の図８に
おける処理制御ボックス７を省略し、動画像カメラ２内
で画像２次元位置座標を算出する構成にしたので、構成
を簡単にすることができると共に、動画像カメラ２から
他の構成に画像２次元位置座標情報のみ送信すれば良
く、画像情報を送信する必要がないので、他の構成に高
速に情報送信ができる。
【００１８】なお、上記実施の形態１では、光源１ａと
画像２次元位置座標算出部３２と実空間２次元位置座標
算出部３４の処理速度を２００（Ｈｚ）とし、ＣＭＯＳ
センサ２１の処理速度を１０００（Ｈｚ）としたが、一
般的にＣＭＯＳセンサ２１の処理速度は、ＣＣＤセンサ
の処理速度よりも速いが、１０００（Ｈｚ）とは限らな
いので任意であって良く、また、光源１ａも画像２次元
位置座標算出部３２の処理速度と一致させなくても良
く、例えば、ＣＭＯＳセンサ２１の処理速度と一致させ
ても良い。さらに、画像２次元位置座標算出部３２と実
空間２次元位置座標算出部３４の処理速度もＣＭＯＳセ
ンサ２１の処理速度と一致させるなど、任意であって良
い。また、上記実施の形態１では、光源１ａとしてＬＥ
Ｄを用いたが、その光源１ａとして赤外線ＬＥＤを用
い、ＣＭＯＳセンサ２１として、赤外線の画像を検出す
るＣＭＯＳセンサを用いれば、室内などの自然光が無い
場所において、他の光源と光源１ａとを容易に識別する
ことができ、光源１ａの検出を高精度にすることができ
る。さらに、上記実施の形態１では、ＣＭＯＳセンサ２
１において検出された画像を、一旦、画像メモリ８に蓄
え、その後、画像２次元位置座標算出部３２において、
画像２次元位置座標を算出したが、ＣＭＯＳセンサ２１
において検出された画像から直接、画像２次元位置座標
算出部３２で画像２次元位置座標を算出するようにして
も良い。さらに、上記実施の形態１では、動画像カメラ
２において、マイクロコンピュータ９と画像メモリ８を
備えたが、これらは動画像カメラ２の別構成として処理
制御ボックスに設けるようにしても良く、その場合、動
画像カメラ２を小さな構成にすることができる。さら
に、上記実施の形態１では、演算処理装置１３におい
て、光源１ａから画像情報検出部４までの距離情報を予
め設定したが、光源１ａから画像情報検出部４までの距
離は、既知であれば良く、一定もしくは何らかの技術手
段で計測できれば変動するものであっても良い。さら
に、上記実施の形態１では、計測対象に光源１ａを装着
したが、光源１ａを把持して、意図的にその光源１ａの
位置を動かすことによって、演算処理装置１３において
は、その意図的に動かされた位置を計測することがで
き、これによって、仮想空間内の物体を２次元操作した
りすることができる。なお、以上の実施の形態１の変形
例は、他の実施の形態において適用しても良い。
画像２次元位置座標算出部３２と実空間２次元位置座標
算出部３４の処理速度を２００（Ｈｚ）とし、ＣＭＯＳ
センサ２１の処理速度を１０００（Ｈｚ）としたが、一
般的にＣＭＯＳセンサ２１の処理速度は、ＣＣＤセンサ
の処理速度よりも速いが、１０００（Ｈｚ）とは限らな
いので任意であって良く、また、光源１ａも画像２次元
位置座標算出部３２の処理速度と一致させなくても良
く、例えば、ＣＭＯＳセンサ２１の処理速度と一致させ
ても良い。さらに、画像２次元位置座標算出部３２と実
空間２次元位置座標算出部３４の処理速度もＣＭＯＳセ
ンサ２１の処理速度と一致させるなど、任意であって良
い。また、上記実施の形態１では、光源１ａとしてＬＥ
Ｄを用いたが、その光源１ａとして赤外線ＬＥＤを用
い、ＣＭＯＳセンサ２１として、赤外線の画像を検出す
るＣＭＯＳセンサを用いれば、室内などの自然光が無い
場所において、他の光源と光源１ａとを容易に識別する
ことができ、光源１ａの検出を高精度にすることができ
る。さらに、上記実施の形態１では、ＣＭＯＳセンサ２
１において検出された画像を、一旦、画像メモリ８に蓄
え、その後、画像２次元位置座標算出部３２において、
画像２次元位置座標を算出したが、ＣＭＯＳセンサ２１
において検出された画像から直接、画像２次元位置座標
算出部３２で画像２次元位置座標を算出するようにして
も良い。さらに、上記実施の形態１では、動画像カメラ
２において、マイクロコンピュータ９と画像メモリ８を
備えたが、これらは動画像カメラ２の別構成として処理
制御ボックスに設けるようにしても良く、その場合、動
画像カメラ２を小さな構成にすることができる。さら
に、上記実施の形態１では、演算処理装置１３におい
て、光源１ａから画像情報検出部４までの距離情報を予
め設定したが、光源１ａから画像情報検出部４までの距
離は、既知であれば良く、一定もしくは何らかの技術手
段で計測できれば変動するものであっても良い。さら
に、上記実施の形態１では、計測対象に光源１ａを装着
したが、光源１ａを把持して、意図的にその光源１ａの
位置を動かすことによって、演算処理装置１３において
は、その意図的に動かされた位置を計測することがで
き、これによって、仮想空間内の物体を２次元操作した
りすることができる。なお、以上の実施の形態１の変形
例は、他の実施の形態において適用しても良い。
【００１９】実施の形態２．図２はこの発明の実施の形
態２による位置計測システムを示す構成図であり、図に
おいて、３５は同期制御部３１によって出力された同期
信号に同期して画像情報検出部４によって検出された複
数のフレームの画像に応じてそのフレーム内における光
源１ａの発光面積を算出する発光面積算出部である。ま
た、３６は発光面積と距離との関係情報に基づいて発光
面積算出部３５によって算出された発光面積に応じた光
源１ａから画像情報検出部４までの距離を算出する距離
算出部である。その他の構成は、図１と同一であるの
で、その重複する説明を省略する。
態２による位置計測システムを示す構成図であり、図に
おいて、３５は同期制御部３１によって出力された同期
信号に同期して画像情報検出部４によって検出された複
数のフレームの画像に応じてそのフレーム内における光
源１ａの発光面積を算出する発光面積算出部である。ま
た、３６は発光面積と距離との関係情報に基づいて発光
面積算出部３５によって算出された発光面積に応じた光
源１ａから画像情報検出部４までの距離を算出する距離
算出部である。その他の構成は、図１と同一であるの
で、その重複する説明を省略する。
【００２０】次に動作について説明する。発光面積算出
部３５は、同期制御部３１からの２００（Ｈｚ）の同期
信号に応じて、ＣＭＯＳセンサ２１において１０００
（Ｈｚ）と高速に検出された画像のフレーム内における
光源１ａの発光面積を算出する。ここで、同期信号は２
００（Ｈｚ）であり、一方、検出された画像のフレーム
は１０００（Ｈｚ）で受信されるので、１回の同期信号
において５枚のフレームを処理することができ、例え、
検出されたフレームにノイズなどがあっても、５枚のフ
レームの画像を平均値処理したり、ノイズを含むフレー
ムを除外して処理することにより、高精度にフレーム内
における光源１ａの発光面積を算出することができる。
また、光源１ａを同期信号に応じて発光させているの
で、発光面積算出部３５の処理において、輝度の小さい
フレームを除外して処理することにより、光源１ａの発
光に同期して処理することができる。そして、距離算出
部３６は、予め設定された発光面積と距離との関係情報
に基づいて２００（Ｈｚ）の処理速度で、算出された発
光面積に応じた光源１ａから画像情報検出部４までの距
離を算出する。このようにして、演算処理装置１３にお
いて、計測対象から画像情報検出部４までの距離を計測
することができる。
部３５は、同期制御部３１からの２００（Ｈｚ）の同期
信号に応じて、ＣＭＯＳセンサ２１において１０００
（Ｈｚ）と高速に検出された画像のフレーム内における
光源１ａの発光面積を算出する。ここで、同期信号は２
００（Ｈｚ）であり、一方、検出された画像のフレーム
は１０００（Ｈｚ）で受信されるので、１回の同期信号
において５枚のフレームを処理することができ、例え、
検出されたフレームにノイズなどがあっても、５枚のフ
レームの画像を平均値処理したり、ノイズを含むフレー
ムを除外して処理することにより、高精度にフレーム内
における光源１ａの発光面積を算出することができる。
また、光源１ａを同期信号に応じて発光させているの
で、発光面積算出部３５の処理において、輝度の小さい
フレームを除外して処理することにより、光源１ａの発
光に同期して処理することができる。そして、距離算出
部３６は、予め設定された発光面積と距離との関係情報
に基づいて２００（Ｈｚ）の処理速度で、算出された発
光面積に応じた光源１ａから画像情報検出部４までの距
離を算出する。このようにして、演算処理装置１３にお
いて、計測対象から画像情報検出部４までの距離を計測
することができる。
【００２１】以上のように、この実施の形態２によれ
ば、ＣＭＯＳセンサ２１から構成された画像情報検出部
４によって、高速位置計測ができ、複雑な動作処理など
においても高精度に位置計測することができる効果が得
られる。また、発光面積算出部３５は、同期制御部３１
からの同期信号に応じて、ＣＭＯＳセンサ２１において
高速に検出された画像のフレーム内における光源１ａの
発光面積を算出するので、１回の同期信号において複数
のフレームを処理することができ、検出されたフレーム
にノイズなどがあっても、複数のフレームによる画像処
理によって、ノイズを除外した高精度な位置計測を行う
ことができる効果が得られる。その他、実施の形態１と
同様な効果が得られる。
ば、ＣＭＯＳセンサ２１から構成された画像情報検出部
４によって、高速位置計測ができ、複雑な動作処理など
においても高精度に位置計測することができる効果が得
られる。また、発光面積算出部３５は、同期制御部３１
からの同期信号に応じて、ＣＭＯＳセンサ２１において
高速に検出された画像のフレーム内における光源１ａの
発光面積を算出するので、１回の同期信号において複数
のフレームを処理することができ、検出されたフレーム
にノイズなどがあっても、複数のフレームによる画像処
理によって、ノイズを除外した高精度な位置計測を行う
ことができる効果が得られる。その他、実施の形態１と
同様な効果が得られる。
【００２２】実施の形態３．図３はこの発明の実施の形
態３による位置計測システムを示す構成図であり、図に
示した構成は、基本的には実施の形態１で示した動画像
カメラを、動画像カメラ２ａ，２ｂの２台設けて、ステ
レオ視によって光源１ａから画像情報検出部４ａ，４ｂ
までの距離を算出するものであり、但し、実施の形態１
と異なる構成は、同期制御部を除いた計測用マイクロコ
ンピュータ９ａ，９ｂを設け、また、その同期制御部３
１を処理制御ボックス７の制御用マイクロコンピュータ
３７に設けたものである。さらに、３８は両動画像カメ
ラ２ａ，２ｂの画像２次元位置座標算出部３２ａ，３２
ｂによってそれぞれ算出された画像２次元位置座標に応
じてステレオ視によって光源１ａから画像情報検出部４
ａ，４ｂまでの距離を算出する距離算出部である。
態３による位置計測システムを示す構成図であり、図に
示した構成は、基本的には実施の形態１で示した動画像
カメラを、動画像カメラ２ａ，２ｂの２台設けて、ステ
レオ視によって光源１ａから画像情報検出部４ａ，４ｂ
までの距離を算出するものであり、但し、実施の形態１
と異なる構成は、同期制御部を除いた計測用マイクロコ
ンピュータ９ａ，９ｂを設け、また、その同期制御部３
１を処理制御ボックス７の制御用マイクロコンピュータ
３７に設けたものである。さらに、３８は両動画像カメ
ラ２ａ，２ｂの画像２次元位置座標算出部３２ａ，３２
ｂによってそれぞれ算出された画像２次元位置座標に応
じてステレオ視によって光源１ａから画像情報検出部４
ａ，４ｂまでの距離を算出する距離算出部である。
【００２３】次に動作について説明する。先ず、演算処
理装置１３には、２台の動画像カメラ２ａ，２ｂの撮像
角度および２台の動画像カメラ２ａ，２ｂ間の距離を予
め設定しておく。そして、実施の形態１と同様に、２台
の各動画像カメラ２ａ，２ｂの画像２次元位置座標算出
部３２ａ，３２ｂによって画像２次元位置座標を算出す
る。この時の同期信号は、処理制御ボックス７に設けら
れた同期制御部３１から供給される。画像２次元位置座
標算出部３２ａ，３２ｂによって算出されたそれぞれの
画像２次元位置座標情報は、その処理制御ボックス７を
通じて同期をとって演算処理装置１３に送信される。そ
して、演算処理装置１３は、それら画像２次元位置座標
情報を受信し、距離算出部３８は、予め設定された２台
の動画像カメラ２ａ，２ｂの撮像角度に基づいて、それ
ら受信された画像２次元位置座標に応じた各動画像カメ
ラ２ａ，２ｂと光源１ａとの角度を算出し、さらに、予
め設定された２台の動画像カメラ２ａ，２ｂ間の距離に
基づいて、それら算出された角度に応じた光源１ａから
画像情報検出部４ａ，４ｂまでの距離を算出する。すな
わち、距離算出部３８では、ステレオ視によって距離を
算出する。このようにして、演算処理装置１３におい
て、計測対象から画像情報検出部４ａ，４ｂまでの距離
を計測することができる。
理装置１３には、２台の動画像カメラ２ａ，２ｂの撮像
角度および２台の動画像カメラ２ａ，２ｂ間の距離を予
め設定しておく。そして、実施の形態１と同様に、２台
の各動画像カメラ２ａ，２ｂの画像２次元位置座標算出
部３２ａ，３２ｂによって画像２次元位置座標を算出す
る。この時の同期信号は、処理制御ボックス７に設けら
れた同期制御部３１から供給される。画像２次元位置座
標算出部３２ａ，３２ｂによって算出されたそれぞれの
画像２次元位置座標情報は、その処理制御ボックス７を
通じて同期をとって演算処理装置１３に送信される。そ
して、演算処理装置１３は、それら画像２次元位置座標
情報を受信し、距離算出部３８は、予め設定された２台
の動画像カメラ２ａ，２ｂの撮像角度に基づいて、それ
ら受信された画像２次元位置座標に応じた各動画像カメ
ラ２ａ，２ｂと光源１ａとの角度を算出し、さらに、予
め設定された２台の動画像カメラ２ａ，２ｂ間の距離に
基づいて、それら算出された角度に応じた光源１ａから
画像情報検出部４ａ，４ｂまでの距離を算出する。すな
わち、距離算出部３８では、ステレオ視によって距離を
算出する。このようにして、演算処理装置１３におい
て、計測対象から画像情報検出部４ａ，４ｂまでの距離
を計測することができる。
【００２４】以上のように、この実施の形態３によれ
ば、ＣＭＯＳセンサ２１ａ，２１ｂから構成された画像
情報検出部４ａ，４ｂによって、発光した光源１ａを含
む視野の画像を検出するので、高速位置計測ができ、複
雑な動作処理などにおいても高精度に位置計測すること
ができる効果が得られる。また、画像２次元位置座標算
出部３２ａ，３２ｂは、同期制御部３１からの同期信号
に応じて、ＣＭＯＳセンサ２１ａ，２１ｂにおいて高速
に検出された画像のフレーム内における光源１ａの画像
２次元位置座標を算出するので、１回の同期信号におい
て複数のフレームを処理することができ、検出されたフ
レームにノイズなどがあっても、複数のフレームによる
画像処理によって、ノイズを除外した高精度な位置計測
を行うことができる効果が得られる。さらに、通常のス
テレオ視による位置計測には、２台の動画像カメラから
の画像情報を取り込むために、その画像情報の取り込み
に２倍の時間がかかるが、この実施の形態３では、画像
情報を取り込むことなく、画像２次元位置座標情報のみ
取り込むものなので、演算処理装置１３における情報の
取り込み時間を高速に行うことができる効果が得られ
る。さらに、２台の動画像カメラ２ａ，２ｂは、同一構
成であり、また、同期信号に同期して処理するものなの
で、動画像カメラ２ａと動画像カメラ２ｂとにおいて送
信される画像２次元位置座標情報は、完全同期して演算
処理装置１３に送信されるので、動画像カメラ２ａと動
画像カメラ２ｂとで時間的な誤差が生じることなく、高
精度に位置計測を行うことができる効果が得られる。そ
の他、実施の形態１と同様な効果が得られる。
ば、ＣＭＯＳセンサ２１ａ，２１ｂから構成された画像
情報検出部４ａ，４ｂによって、発光した光源１ａを含
む視野の画像を検出するので、高速位置計測ができ、複
雑な動作処理などにおいても高精度に位置計測すること
ができる効果が得られる。また、画像２次元位置座標算
出部３２ａ，３２ｂは、同期制御部３１からの同期信号
に応じて、ＣＭＯＳセンサ２１ａ，２１ｂにおいて高速
に検出された画像のフレーム内における光源１ａの画像
２次元位置座標を算出するので、１回の同期信号におい
て複数のフレームを処理することができ、検出されたフ
レームにノイズなどがあっても、複数のフレームによる
画像処理によって、ノイズを除外した高精度な位置計測
を行うことができる効果が得られる。さらに、通常のス
テレオ視による位置計測には、２台の動画像カメラから
の画像情報を取り込むために、その画像情報の取り込み
に２倍の時間がかかるが、この実施の形態３では、画像
情報を取り込むことなく、画像２次元位置座標情報のみ
取り込むものなので、演算処理装置１３における情報の
取り込み時間を高速に行うことができる効果が得られ
る。さらに、２台の動画像カメラ２ａ，２ｂは、同一構
成であり、また、同期信号に同期して処理するものなの
で、動画像カメラ２ａと動画像カメラ２ｂとにおいて送
信される画像２次元位置座標情報は、完全同期して演算
処理装置１３に送信されるので、動画像カメラ２ａと動
画像カメラ２ｂとで時間的な誤差が生じることなく、高
精度に位置計測を行うことができる効果が得られる。そ
の他、実施の形態１と同様な効果が得られる。
【００２５】なお、上記実施の形態３では、２台の動画
像カメラ２ａ，２ｂを設けたが、動画像カメラは、３台
以上設けても良い。
像カメラ２ａ，２ｂを設けたが、動画像カメラは、３台
以上設けても良い。
【００２６】実施の形態４．図４はこの発明の実施の形
態４による位置計測システムを示す構成図であり、図に
おいて、３９は画像情報検出部４に設けられ、同期信号
に同期してＣＭＯＳセンサ２１によって検出される画像
のフレームでの光源１ａの画像２次元位置座標を算出す
る画像２次元位置座標算出部である。２５はＣＭＯＳセ
ンサ２１によって検出された画像情報および画像２次元
位置座標算出部３９によって算出された画像２次元位置
座標を選択出力するマルチプレクサである。なお、上記
ＣＭＯＳセンサ２１、マルチプレクサ２５、および画像
２次元位置座標算出部３９は、画像情報検出部４とし
て、１つのＬＳＩチップ上に構成されたものである。そ
の他の構成は、図１と同一であるので、その重複する説
明を省略する。
態４による位置計測システムを示す構成図であり、図に
おいて、３９は画像情報検出部４に設けられ、同期信号
に同期してＣＭＯＳセンサ２１によって検出される画像
のフレームでの光源１ａの画像２次元位置座標を算出す
る画像２次元位置座標算出部である。２５はＣＭＯＳセ
ンサ２１によって検出された画像情報および画像２次元
位置座標算出部３９によって算出された画像２次元位置
座標を選択出力するマルチプレクサである。なお、上記
ＣＭＯＳセンサ２１、マルチプレクサ２５、および画像
２次元位置座標算出部３９は、画像情報検出部４とし
て、１つのＬＳＩチップ上に構成されたものである。そ
の他の構成は、図１と同一であるので、その重複する説
明を省略する。
【００２７】次に動作について説明する。画像２次元位
置座標算出部３９は、同期信号に応じて光源１ａの画像
２次元位置座標を算出する。この算出手法は上記実施の
形態１および実施の形態２と同一である。ＣＭＯＳセン
サ２１において検出および処理された情報はマルチプレ
クサ２５を通してマイクロコンピュータ９に送信され、
そのマイクロコンピュータ９は、画像２次元位置座標情
報を演算処理装置１３に送信する。演算処理装置１３で
は、実空間２次元位置座標算出部３４において、光源１
ａから画像情報検出部４までの距離情報に基づいて画像
２次元位置座標に応じた計測対象の実空間２次元位置座
標を算出する。
置座標算出部３９は、同期信号に応じて光源１ａの画像
２次元位置座標を算出する。この算出手法は上記実施の
形態１および実施の形態２と同一である。ＣＭＯＳセン
サ２１において検出および処理された情報はマルチプレ
クサ２５を通してマイクロコンピュータ９に送信され、
そのマイクロコンピュータ９は、画像２次元位置座標情
報を演算処理装置１３に送信する。演算処理装置１３で
は、実空間２次元位置座標算出部３４において、光源１
ａから画像情報検出部４までの距離情報に基づいて画像
２次元位置座標に応じた計測対象の実空間２次元位置座
標を算出する。
【００２８】以上のように、この実施の形態４によれ
ば、ＣＭＯＳセンサ２１、マルチプレクサ２５、および
画像２次元位置座標算出部３９を、画像情報検出部４と
して、１つのＬＳＩチップ上に構成したので、極めて小
型に、かつ容易に量産することができる効果が得られ
る。また、画像情報検出部４において画像２次元位置座
標が算出され、画像情報検出部４から送信される情報は
画像２次元位置座標のみであり、画像情報は送信されな
いので、従来の技術および実施の形態１から実施の形態
３に示した画像メモリ８を必要とせず、構成を簡単にす
ることができると共に、情報の送信を速くすることがで
き、高速度および高精度に位置計測を行うことができる
効果が得られる。その他、実施の形態１と同様な効果が
得られる。
ば、ＣＭＯＳセンサ２１、マルチプレクサ２５、および
画像２次元位置座標算出部３９を、画像情報検出部４と
して、１つのＬＳＩチップ上に構成したので、極めて小
型に、かつ容易に量産することができる効果が得られ
る。また、画像情報検出部４において画像２次元位置座
標が算出され、画像情報検出部４から送信される情報は
画像２次元位置座標のみであり、画像情報は送信されな
いので、従来の技術および実施の形態１から実施の形態
３に示した画像メモリ８を必要とせず、構成を簡単にす
ることができると共に、情報の送信を速くすることがで
き、高速度および高精度に位置計測を行うことができる
効果が得られる。その他、実施の形態１と同様な効果が
得られる。
【００２９】なお、上記実施の形態４において、動画像
カメラ２内の処理は固定にしなくても良く、演算処理装
置１３から制御信号を送信することにより、画像情報検
出部４内の画像処理機能やマイクロコンピュータ９内の
同期制御機能を制御するようにしても良い。なお、以上
の実施の形態４の変形例は、他の実施の形態において適
用しても良い。
カメラ２内の処理は固定にしなくても良く、演算処理装
置１３から制御信号を送信することにより、画像情報検
出部４内の画像処理機能やマイクロコンピュータ９内の
同期制御機能を制御するようにしても良い。なお、以上
の実施の形態４の変形例は、他の実施の形態において適
用しても良い。
【００３０】実施の形態５．図５はこの発明の実施の形
態５による位置計測システムを示す構成図であり、この
実施の形態５は、上記実施の形態４の構成において、上
記実施の形態２に示したように光源１ａの発光面積に応
じて、光源１ａから画像情報検出部４までの距離を計測
するものである。図において、４０は画像情報検出部４
に設けられ、同期信号に同期してＣＭＯＳセンサ２１に
よって検出される画像のフレームでの光源１ａの発光面
積を算出する発光面積算出部である。なお、上記ＣＭＯ
Ｓセンサ２１、マルチプレクサ２５、および発光面積算
出部４０は、画像情報検出部４として、１つのＬＳＩチ
ップ上に構成されたものである。その他の構成は、図４
と同一であるので、その重複する説明を省略する。
態５による位置計測システムを示す構成図であり、この
実施の形態５は、上記実施の形態４の構成において、上
記実施の形態２に示したように光源１ａの発光面積に応
じて、光源１ａから画像情報検出部４までの距離を計測
するものである。図において、４０は画像情報検出部４
に設けられ、同期信号に同期してＣＭＯＳセンサ２１に
よって検出される画像のフレームでの光源１ａの発光面
積を算出する発光面積算出部である。なお、上記ＣＭＯ
Ｓセンサ２１、マルチプレクサ２５、および発光面積算
出部４０は、画像情報検出部４として、１つのＬＳＩチ
ップ上に構成されたものである。その他の構成は、図４
と同一であるので、その重複する説明を省略する。
【００３１】次に動作について説明する。発光面積算出
部４０は、同期信号に応じて光源１ａの発光面積を算出
する。ＣＭＯＳセンサ２１において検出および処理され
た情報はマルチプレクサ２５を通してマイクロコンピュ
ータ９に送信され、そのマイクロコンピュータ９は、発
光面積情報を演算処理装置１３に送信する。演算処理装
置１３では、距離算出部３６において、予め設定された
発光面積と距離との関係情報に基づいて、算出された発
光面積に応じた光源１ａから画像情報検出部４までの距
離を算出する。
部４０は、同期信号に応じて光源１ａの発光面積を算出
する。ＣＭＯＳセンサ２１において検出および処理され
た情報はマルチプレクサ２５を通してマイクロコンピュ
ータ９に送信され、そのマイクロコンピュータ９は、発
光面積情報を演算処理装置１３に送信する。演算処理装
置１３では、距離算出部３６において、予め設定された
発光面積と距離との関係情報に基づいて、算出された発
光面積に応じた光源１ａから画像情報検出部４までの距
離を算出する。
【００３２】以上のように、この実施の形態５によれ
ば、ＣＭＯＳセンサ２１、マルチプレクサ２５、および
発光面積算出部４０を、画像情報検出部４として、１つ
のＬＳＩチップ上に構成したので、極めて小型に、かつ
容易に量産することができる効果が得られる。また、画
像情報検出部４において発光面積が算出され、画像情報
検出部４から送信される情報は発光面積のみであり、画
像情報は送信されないので、従来の技術および実施の形
態１から実施の形態３に示した画像メモリ８を必要とせ
ず、構成を簡単にすることができると共に、情報の送信
を速くすることができ、高速度および高精度に位置計測
を行うことができる効果が得られる。その他、実施の形
態２と同様な効果が得られる。
ば、ＣＭＯＳセンサ２１、マルチプレクサ２５、および
発光面積算出部４０を、画像情報検出部４として、１つ
のＬＳＩチップ上に構成したので、極めて小型に、かつ
容易に量産することができる効果が得られる。また、画
像情報検出部４において発光面積が算出され、画像情報
検出部４から送信される情報は発光面積のみであり、画
像情報は送信されないので、従来の技術および実施の形
態１から実施の形態３に示した画像メモリ８を必要とせ
ず、構成を簡単にすることができると共に、情報の送信
を速くすることができ、高速度および高精度に位置計測
を行うことができる効果が得られる。その他、実施の形
態２と同様な効果が得られる。
【００３３】実施の形態６．図６はこの発明の実施の形
態６による位置計測システムを示す構成図であり、図に
おいて、４１は同期信号に応じてＣＭＯＳセンサ２１の
画像検出領域を制御するランダムアクセス部、４２は動
画像カメラ２から送信された画像検出領域内の画像情報
に応じて実空間２次元位置座標を算出する実空間２次元
位置座標算出部、４３は動画像カメラ２から送信された
画像検出領域内の画像情報に応じて光源１ａから画像情
報検出部４までの距離を算出する距離算出部である。な
お、演算処理装置１３は、ＣＭＯＳセンサ２１の画像検
出領域を制御する画像処理制御信号を動画像カメラ２に
送信する機能を有するものである。また、ＣＭＯＳセン
サ２１、マルチプレクサ２５、およびランダムアクセス
部４１は、画像情報検出部４として、１つのＬＳＩチッ
プ上に構成されたものである。その他の構成は、図４と
同一であるので、その重複する説明を省略する。
態６による位置計測システムを示す構成図であり、図に
おいて、４１は同期信号に応じてＣＭＯＳセンサ２１の
画像検出領域を制御するランダムアクセス部、４２は動
画像カメラ２から送信された画像検出領域内の画像情報
に応じて実空間２次元位置座標を算出する実空間２次元
位置座標算出部、４３は動画像カメラ２から送信された
画像検出領域内の画像情報に応じて光源１ａから画像情
報検出部４までの距離を算出する距離算出部である。な
お、演算処理装置１３は、ＣＭＯＳセンサ２１の画像検
出領域を制御する画像処理制御信号を動画像カメラ２に
送信する機能を有するものである。また、ＣＭＯＳセン
サ２１、マルチプレクサ２５、およびランダムアクセス
部４１は、画像情報検出部４として、１つのＬＳＩチッ
プ上に構成されたものである。その他の構成は、図４と
同一であるので、その重複する説明を省略する。
【００３４】次に動作について説明する。演算処理装置
１３は、動画像カメラ２のマイクロコンピュータ９に画
像処理制御信号を送信する。ランダムアクセス部４１
は、同期信号に応じてマイクロコンピュータ９を通じて
指示された画像検出領域のみの画像を検出するようにＣ
ＭＯＳセンサ２１を制御し、その検出された画像検出領
域のみの画像は、マルチプレクサ２５を通してマイクロ
コンピュータ９に送信され、そのマイクロコンピュータ
９は、その画像情報を画像メモリ８に蓄え、さらに、演
算処理装置１３に送信する。演算処理装置１３では、距
離算出部４３において、その画像情報から光源１ａの発
光面積を算出すると共に、予め設定された発光面積と距
離との関係情報に基づいて、その算出された発光面積に
応じた光源１ａから画像情報検出部４までの距離を算出
する。また、実空間２次元位置座標算出部４２におい
て、その画像情報から光源１ａの画像２次元位置座標を
算出すると共に、算出された距離情報に基づいて算出さ
れた画像２次元位置座標に応じた光源１ａの実空間２次
元位置座標を算出する。このように、計測対象の２点の
実空間３次元位置座標を計測することができる。
１３は、動画像カメラ２のマイクロコンピュータ９に画
像処理制御信号を送信する。ランダムアクセス部４１
は、同期信号に応じてマイクロコンピュータ９を通じて
指示された画像検出領域のみの画像を検出するようにＣ
ＭＯＳセンサ２１を制御し、その検出された画像検出領
域のみの画像は、マルチプレクサ２５を通してマイクロ
コンピュータ９に送信され、そのマイクロコンピュータ
９は、その画像情報を画像メモリ８に蓄え、さらに、演
算処理装置１３に送信する。演算処理装置１３では、距
離算出部４３において、その画像情報から光源１ａの発
光面積を算出すると共に、予め設定された発光面積と距
離との関係情報に基づいて、その算出された発光面積に
応じた光源１ａから画像情報検出部４までの距離を算出
する。また、実空間２次元位置座標算出部４２におい
て、その画像情報から光源１ａの画像２次元位置座標を
算出すると共に、算出された距離情報に基づいて算出さ
れた画像２次元位置座標に応じた光源１ａの実空間２次
元位置座標を算出する。このように、計測対象の２点の
実空間３次元位置座標を計測することができる。
【００３５】以上のように、この実施の形態６によれ
ば、ランダムアクセス部４１によって同期信号に応じた
画像検出領域のみの画像を検出するようにＣＭＯＳセン
サ２１を制御するようにしたので、その検出された特定
画像検出領域のみの画像の情報量は極めて少量となり、
ＣＭＯＳセンサ２１以降の情報伝送量を少なくすること
ができるので、送信時間が速く、高速度な位置計測がで
きる効果が得られる。また、ＣＭＯＳセンサ２１、マル
チプレクサ２５、およびランダムアクセス部４１を、画
像情報検出部４として、１つのＬＳＩチップ上に構成し
たので、極めて小型に、かつ容易に量産することができ
る効果が得られる。
ば、ランダムアクセス部４１によって同期信号に応じた
画像検出領域のみの画像を検出するようにＣＭＯＳセン
サ２１を制御するようにしたので、その検出された特定
画像検出領域のみの画像の情報量は極めて少量となり、
ＣＭＯＳセンサ２１以降の情報伝送量を少なくすること
ができるので、送信時間が速く、高速度な位置計測がで
きる効果が得られる。また、ＣＭＯＳセンサ２１、マル
チプレクサ２５、およびランダムアクセス部４１を、画
像情報検出部４として、１つのＬＳＩチップ上に構成し
たので、極めて小型に、かつ容易に量産することができ
る効果が得られる。
【００３６】なお、演算処理装置１３から送信される画
像検出領域を含む画像処理制御信号は、演算処理装置１
３において任意にその領域の大きさ、形状、および位置
を設定できるものであり、さらに、演算処理装置１３に
おいて受信される画像検出領域の画像情報中の光源１ａ
の位置および大きさから、その演算処理装置１３が光源
１ａを含む画像情報を抽出できるような必要最小限の画
像検出領域に更新するようにしても良く、この場合、受
信された画像検出領域の画像情報から光源１ａが外れる
ことなく、高精度に位置計測を行うことができると共
に、高精度に画像検出領域を設定することができ、よっ
て、送信される画像の情報量を高精度に少なくすること
ができるので、さらに高速度な位置計測ができる。な
お、以上の実施の形態６の変形例は、他の実施の形態に
おいて適用しても良い。
像検出領域を含む画像処理制御信号は、演算処理装置１
３において任意にその領域の大きさ、形状、および位置
を設定できるものであり、さらに、演算処理装置１３に
おいて受信される画像検出領域の画像情報中の光源１ａ
の位置および大きさから、その演算処理装置１３が光源
１ａを含む画像情報を抽出できるような必要最小限の画
像検出領域に更新するようにしても良く、この場合、受
信された画像検出領域の画像情報から光源１ａが外れる
ことなく、高精度に位置計測を行うことができると共
に、高精度に画像検出領域を設定することができ、よっ
て、送信される画像の情報量を高精度に少なくすること
ができるので、さらに高速度な位置計測ができる。な
お、以上の実施の形態６の変形例は、他の実施の形態に
おいて適用しても良い。
【００３７】実施の形態７．図７はこの発明の実施の形
態７による位置計測システムを示す構成図であり、図に
おいて、１ａ，１ｂは計測対象に装着された２つの光
源、２は２つの光源１ａ，１ｂを撮像する動画像カメラ
であり、３はレンズ、４は画像情報を検出する画像情報
検出部である。２１はＣＭＯＳセンサ、２２はプログラ
マブル画像処理部であり、３９は同期信号に同期してＣ
ＭＯＳセンサ２１によって検出される画像のフレームで
の光源１ａの画像２次元位置座標を算出する画像２次元
位置座標算出部、４０は同期信号に同期してＣＭＯＳセ
ンサ２１によって検出される画像のフレームでの光源１
ａの発光面積を算出する発光面積算出部、４１は同期信
号に応じてＣＭＯＳセンサ２１の画像検出領域を制御す
るランダムアクセス部である。２５はＣＭＯＳセンサ２
１によって検出された画像２次元位置座標および発光面
積を選択出力するマルチプレクサである。８はそれら画
像２次元位置座標および発光面積を保持する画像メモ
リ、９はマイクロコンピュータであり、３１は光源１
ａ，１ｂの発光と、プログラマブル画像処理部２２との
同期を制御する同期信号を出力する同期制御部である。
１３は演算処理装置、１４は３次元位置算出部であり、
３６は発光面積と距離との関係情報に基づいて発光面積
算出部４０によって算出された発光面積に応じた２つの
光源１ａ，１ｂから画像情報検出部４までの距離を算出
する距離算出部、３４はその算出された距離に基づいて
画像２次元位置座標算出部３９によって算出された画像
２次元位置座標に応じた２つの光源１ａ，１ｂの実空間
２次元位置座標を算出する実空間２次元位置座標算出部
である。なお、上記プログラマブル画像処理部２２、Ｃ
ＭＯＳセンサ２１、およびマルチプレクサ２５は、画像
情報検出部４として、１つのＬＳＩチップ上に構成され
たものである。
態７による位置計測システムを示す構成図であり、図に
おいて、１ａ，１ｂは計測対象に装着された２つの光
源、２は２つの光源１ａ，１ｂを撮像する動画像カメラ
であり、３はレンズ、４は画像情報を検出する画像情報
検出部である。２１はＣＭＯＳセンサ、２２はプログラ
マブル画像処理部であり、３９は同期信号に同期してＣ
ＭＯＳセンサ２１によって検出される画像のフレームで
の光源１ａの画像２次元位置座標を算出する画像２次元
位置座標算出部、４０は同期信号に同期してＣＭＯＳセ
ンサ２１によって検出される画像のフレームでの光源１
ａの発光面積を算出する発光面積算出部、４１は同期信
号に応じてＣＭＯＳセンサ２１の画像検出領域を制御す
るランダムアクセス部である。２５はＣＭＯＳセンサ２
１によって検出された画像２次元位置座標および発光面
積を選択出力するマルチプレクサである。８はそれら画
像２次元位置座標および発光面積を保持する画像メモ
リ、９はマイクロコンピュータであり、３１は光源１
ａ，１ｂの発光と、プログラマブル画像処理部２２との
同期を制御する同期信号を出力する同期制御部である。
１３は演算処理装置、１４は３次元位置算出部であり、
３６は発光面積と距離との関係情報に基づいて発光面積
算出部４０によって算出された発光面積に応じた２つの
光源１ａ，１ｂから画像情報検出部４までの距離を算出
する距離算出部、３４はその算出された距離に基づいて
画像２次元位置座標算出部３９によって算出された画像
２次元位置座標に応じた２つの光源１ａ，１ｂの実空間
２次元位置座標を算出する実空間２次元位置座標算出部
である。なお、上記プログラマブル画像処理部２２、Ｃ
ＭＯＳセンサ２１、およびマルチプレクサ２５は、画像
情報検出部４として、１つのＬＳＩチップ上に構成され
たものである。
【００３８】次に動作について説明する。この実施の形
態７は、計測対象に２つの光源１ａ，１ｂを装着し、上
記実施の形態１から実施の形態６に示した構成の組み合
わせによって、計測対象の２点の位置を計測するもので
ある。先ず、計測対象に装着された２つの光源１ａ，１
ｂは、同期制御部３１からの例えば、２００（Ｈｚ）同
期信号に応じて交互に発光する。また、演算処理装置１
３は、動画像カメラ２のマイクロコンピュータ９に画像
処理制御信号を送信する。プログラマブル画像処理部２
２は、同期制御部３１からの例えば、２００（Ｈｚ）同
期信号に応じて処理するものであり、そのランダムアク
セス部４１は、マイクロコンピュータ９を通じて指示さ
れた画像検出領域のみの画像を検出するように、１００
０（Ｈｚ）の処理速度で動作するＣＭＯＳセンサ２１を
制御し、画像２次元位置座標算出部３９は、２００（Ｈ
ｚ）の同期信号に応じて、ＣＭＯＳセンサ２１において
１０００（Ｈｚ）と高速に検出された画像のフレーム内
における２つの光源１ａ，１ｂのそれぞれの画像２次元
位置座標を算出する。ここで、同期信号は２００（Ｈ
ｚ）であり、一方、画像のフレームは１０００（Ｈｚ）
で検出されるので、１回の同期信号において５枚のフレ
ームを処理することができ、例え、検出されたフレーム
にノイズなどがあっても、５枚のフレームの画像を平均
値処理したり、ノイズを含むフレームを除外して処理す
ることにより、高精度にフレーム内における各光源１
ａ，１ｂの画像２次元位置座標を算出することができ
る。また、上述のように２つの光源１ａ，１ｂを同期信
号に応じて交互に発光させているので、画像２次元位置
座標算出部３９において、光源１ａ，１ｂのうちのどち
らの光源の位置計測をしているかを識別できると共に、
光源１ａ，１ｂの発光に同期ずれなどが生じても、画像
２次元位置座標算出部３９の処理において、輝度の小さ
いフレームを除外して処理することにより、２つの光源
１ａ，１ｂの処理を混同することなく、的確に識別する
ことができる。また、発光面積算出部４０においても、
画像２次元位置座標算出部３９と同様にして２００（Ｈ
ｚ）の同期信号に応じて、ＣＭＯＳセンサ２１において
１０００（Ｈｚ）と高速に検出された画像のフレーム内
における２つの光源１ａ，１ｂのそれぞれの発光面積を
算出する。それら算出された画像２次元位置座標および
発光面積からなる位置関連情報は、マルチプレクサ２５
を通してマイクロコンピュータ９に送信され、そのマイ
クロコンピュータ９は、その位置関連情報を画像メモリ
８に蓄え、さらに、演算処理装置１３に送信する。演算
処理装置１３では、距離算出部３６において、予め設定
された発光面積と距離との関係情報に基づいて、その算
出された発光面積に応じた２つの光源１ａ，１ｂから画
像情報検出部４までの距離を算出する。また、実空間２
次元位置座標算出部３４において、その算出された距離
情報に基づいて算出された画像２次元位置座標に応じた
２つの光源１ａ，１ｂの実空間２次元位置座標を算出す
る。このように、計測対象の２点の実空間３次元位置座
標を計測することができる。
態７は、計測対象に２つの光源１ａ，１ｂを装着し、上
記実施の形態１から実施の形態６に示した構成の組み合
わせによって、計測対象の２点の位置を計測するもので
ある。先ず、計測対象に装着された２つの光源１ａ，１
ｂは、同期制御部３１からの例えば、２００（Ｈｚ）同
期信号に応じて交互に発光する。また、演算処理装置１
３は、動画像カメラ２のマイクロコンピュータ９に画像
処理制御信号を送信する。プログラマブル画像処理部２
２は、同期制御部３１からの例えば、２００（Ｈｚ）同
期信号に応じて処理するものであり、そのランダムアク
セス部４１は、マイクロコンピュータ９を通じて指示さ
れた画像検出領域のみの画像を検出するように、１００
０（Ｈｚ）の処理速度で動作するＣＭＯＳセンサ２１を
制御し、画像２次元位置座標算出部３９は、２００（Ｈ
ｚ）の同期信号に応じて、ＣＭＯＳセンサ２１において
１０００（Ｈｚ）と高速に検出された画像のフレーム内
における２つの光源１ａ，１ｂのそれぞれの画像２次元
位置座標を算出する。ここで、同期信号は２００（Ｈ
ｚ）であり、一方、画像のフレームは１０００（Ｈｚ）
で検出されるので、１回の同期信号において５枚のフレ
ームを処理することができ、例え、検出されたフレーム
にノイズなどがあっても、５枚のフレームの画像を平均
値処理したり、ノイズを含むフレームを除外して処理す
ることにより、高精度にフレーム内における各光源１
ａ，１ｂの画像２次元位置座標を算出することができ
る。また、上述のように２つの光源１ａ，１ｂを同期信
号に応じて交互に発光させているので、画像２次元位置
座標算出部３９において、光源１ａ，１ｂのうちのどち
らの光源の位置計測をしているかを識別できると共に、
光源１ａ，１ｂの発光に同期ずれなどが生じても、画像
２次元位置座標算出部３９の処理において、輝度の小さ
いフレームを除外して処理することにより、２つの光源
１ａ，１ｂの処理を混同することなく、的確に識別する
ことができる。また、発光面積算出部４０においても、
画像２次元位置座標算出部３９と同様にして２００（Ｈ
ｚ）の同期信号に応じて、ＣＭＯＳセンサ２１において
１０００（Ｈｚ）と高速に検出された画像のフレーム内
における２つの光源１ａ，１ｂのそれぞれの発光面積を
算出する。それら算出された画像２次元位置座標および
発光面積からなる位置関連情報は、マルチプレクサ２５
を通してマイクロコンピュータ９に送信され、そのマイ
クロコンピュータ９は、その位置関連情報を画像メモリ
８に蓄え、さらに、演算処理装置１３に送信する。演算
処理装置１３では、距離算出部３６において、予め設定
された発光面積と距離との関係情報に基づいて、その算
出された発光面積に応じた２つの光源１ａ，１ｂから画
像情報検出部４までの距離を算出する。また、実空間２
次元位置座標算出部３４において、その算出された距離
情報に基づいて算出された画像２次元位置座標に応じた
２つの光源１ａ，１ｂの実空間２次元位置座標を算出す
る。このように、計測対象の２点の実空間３次元位置座
標を計測することができる。
【００３９】以上のように、この実施の形態７によれ
ば、ＣＭＯＳセンサ２１を用いることによって高速位置
計測ができる効果が得られる。特に、この実施の形態７
のように、２つの光源１ａ，１ｂを交互に発光させて、
計測対象の２点の位置を計測する構成においては、ＣＭ
ＯＳセンサ２１を用いることによって所望の速度で２点
の位置を計測することが可能となり有効である。また、
同期信号に応じて２つの光源１ａ，１ｂの発光とプログ
ラマブル画像処理部２２の処理とを同期させ、ＣＭＯＳ
センサ２１において高速に検出された画像のフレーム内
における２つの光源１ａ，１ｂの画像２次元位置座標お
よび発光面積を算出するようにしたので、１回の同期信
号において複数のフレームを処理することができ、検出
されたフレームにノイズなどがあっても、複数のフレー
ムによる画像処理によって、ノイズを除外した高精度な
位置計測を行うことができると共に、２つの光源１ａ，
１ｂを混同することなく、計測対象の２点の位置を高精
度に計測することができる効果が得られる。また、ＣＭ
ＯＳセンサ２１、マルチプレクサ２５、およびランダム
アクセス部４１を、画像情報検出部４として、１つのＬ
ＳＩチップ上に構成したので、極めて小型に、かつ容易
に量産することができる効果が得られる。
ば、ＣＭＯＳセンサ２１を用いることによって高速位置
計測ができる効果が得られる。特に、この実施の形態７
のように、２つの光源１ａ，１ｂを交互に発光させて、
計測対象の２点の位置を計測する構成においては、ＣＭ
ＯＳセンサ２１を用いることによって所望の速度で２点
の位置を計測することが可能となり有効である。また、
同期信号に応じて２つの光源１ａ，１ｂの発光とプログ
ラマブル画像処理部２２の処理とを同期させ、ＣＭＯＳ
センサ２１において高速に検出された画像のフレーム内
における２つの光源１ａ，１ｂの画像２次元位置座標お
よび発光面積を算出するようにしたので、１回の同期信
号において複数のフレームを処理することができ、検出
されたフレームにノイズなどがあっても、複数のフレー
ムによる画像処理によって、ノイズを除外した高精度な
位置計測を行うことができると共に、２つの光源１ａ，
１ｂを混同することなく、計測対象の２点の位置を高精
度に計測することができる効果が得られる。また、ＣＭ
ＯＳセンサ２１、マルチプレクサ２５、およびランダム
アクセス部４１を、画像情報検出部４として、１つのＬ
ＳＩチップ上に構成したので、極めて小型に、かつ容易
に量産することができる効果が得られる。
【００４０】なお、上記実施の形態７では、２つの光源
１ａ，１ｂを交互に発光させたが、３つ以上の光源を順
に発光させ、その発光制御と画像２次元位置座標算出お
よび発光面積算出との同期を制御するようにしても良
く、この場合、複数の光源を混同することなく、計測対
象の複数点の位置を高精度に計測することができる。な
お、以上の実施の形態７の変形例は、他の実施の形態に
おいて適用しても良い。
１ａ，１ｂを交互に発光させたが、３つ以上の光源を順
に発光させ、その発光制御と画像２次元位置座標算出お
よび発光面積算出との同期を制御するようにしても良
く、この場合、複数の光源を混同することなく、計測対
象の複数点の位置を高精度に計測することができる。な
お、以上の実施の形態７の変形例は、他の実施の形態に
おいて適用しても良い。
【００４１】
【発明の効果】以上のように、この発明によれば、ＣＭ
ＯＳセンサを用いた画像情報検出部によって検出される
複数のフレームに同期して光源の発光を制御する同期信
号を出力する同期制御部と、その同期信号に同期して画
像情報検出部によって検出された複数のフレームの画像
情報に応じてフレーム内における光源の画像２次元位置
座標を算出する画像２次元位置座標算出部と、光源から
画像情報検出部までの距離情報に基づいて画像２次元位
置座標に応じた光源の実空間２次元位置座標を算出する
実空間２次元位置座標算出部とを備えるように構成した
ので、ＣＭＯＳセンサから構成された画像情報検出部に
よって、発光した光源を含む視野の画像を検出するの
で、高速位置計測ができ、複雑な動作処理などにおいて
も高精度に位置計測することができる効果が得られる。
また、画像２次元位置座標算出部は、同期制御部からの
同期信号に応じて、ＣＭＯＳセンサにおいて高速に検出
された画像のフレーム内における光源の画像２次元位置
座標を算出するので、１回の同期信号において複数のフ
レームを処理することができ、検出されたフレームにノ
イズなどがあっても、複数のフレームによる画像処理に
よって、ノイズを除外した高精度な位置計測を行うこと
ができる効果が得られる。
ＯＳセンサを用いた画像情報検出部によって検出される
複数のフレームに同期して光源の発光を制御する同期信
号を出力する同期制御部と、その同期信号に同期して画
像情報検出部によって検出された複数のフレームの画像
情報に応じてフレーム内における光源の画像２次元位置
座標を算出する画像２次元位置座標算出部と、光源から
画像情報検出部までの距離情報に基づいて画像２次元位
置座標に応じた光源の実空間２次元位置座標を算出する
実空間２次元位置座標算出部とを備えるように構成した
ので、ＣＭＯＳセンサから構成された画像情報検出部に
よって、発光した光源を含む視野の画像を検出するの
で、高速位置計測ができ、複雑な動作処理などにおいて
も高精度に位置計測することができる効果が得られる。
また、画像２次元位置座標算出部は、同期制御部からの
同期信号に応じて、ＣＭＯＳセンサにおいて高速に検出
された画像のフレーム内における光源の画像２次元位置
座標を算出するので、１回の同期信号において複数のフ
レームを処理することができ、検出されたフレームにノ
イズなどがあっても、複数のフレームによる画像処理に
よって、ノイズを除外した高精度な位置計測を行うこと
ができる効果が得られる。
【００４２】この発明によれば、ＣＭＯＳセンサを用い
た画像情報検出部によって検出される複数のフレームに
同期して光源の発光を制御する同期信号を出力する同期
制御部と、その同期信号に同期して画像情報検出部によ
って検出された複数のフレームの画像情報に応じてフレ
ーム内における光源の発光面積を算出する発光面積算出
部と、発光面積と距離との関係情報に基づいてその発光
面積に応じた光源から画像情報検出部までの距離を算出
する距離算出部とを備えるように構成したので、ＣＭＯ
Ｓセンサから構成された画像情報検出部によって、高速
位置計測ができ、複雑な動作処理などにおいても高精度
に位置計測することができる効果が得られる。また、発
光面積算出部は、同期制御部からの同期信号に応じて、
ＣＭＯＳセンサにおいて高速に検出された画像のフレー
ム内における光源の発光面積を算出するので、１回の同
期信号において複数のフレームを処理することができ、
検出されたフレームにノイズなどがあっても、複数のフ
レームによる画像処理によって、ノイズを除外した高精
度な位置計測を行うことができる効果が得られる。
た画像情報検出部によって検出される複数のフレームに
同期して光源の発光を制御する同期信号を出力する同期
制御部と、その同期信号に同期して画像情報検出部によ
って検出された複数のフレームの画像情報に応じてフレ
ーム内における光源の発光面積を算出する発光面積算出
部と、発光面積と距離との関係情報に基づいてその発光
面積に応じた光源から画像情報検出部までの距離を算出
する距離算出部とを備えるように構成したので、ＣＭＯ
Ｓセンサから構成された画像情報検出部によって、高速
位置計測ができ、複雑な動作処理などにおいても高精度
に位置計測することができる効果が得られる。また、発
光面積算出部は、同期制御部からの同期信号に応じて、
ＣＭＯＳセンサにおいて高速に検出された画像のフレー
ム内における光源の発光面積を算出するので、１回の同
期信号において複数のフレームを処理することができ、
検出されたフレームにノイズなどがあっても、複数のフ
レームによる画像処理によって、ノイズを除外した高精
度な位置計測を行うことができる効果が得られる。
【００４３】この発明によれば、ＣＭＯＳセンサを用い
た複数の画像情報検出部によってそれぞれ検出される複
数のフレームに同期して光源の発光を制御する同期信号
を出力する同期制御部と、複数の画像情報検出部にそれ
ぞれ対応して設けられ、同期制御部によって出力された
同期信号に同期して対応する画像情報検出部によって検
出された複数のフレームの画像情報に応じてフレーム内
における光源の画像２次元位置座標を算出する画像２次
元位置座標算出部と、それぞれ算出された画像２次元位
置座標に応じてステレオ視により光源から画像情報検出
部までの距離を算出する距離算出部とを備えるように構
成したので、ＣＭＯＳセンサから構成された画像情報検
出部によって、発光した光源を含む視野の画像を検出す
るので、高速位置計測ができ、複雑な動作処理などにお
いても高精度に位置計測することができる効果が得られ
る。また、画像２次元位置座標算出部は、同期制御部か
らの同期信号に応じて、ＣＭＯＳセンサにおいて高速に
検出された画像のフレーム内における光源の画像２次元
位置座標を算出するので、１回の同期信号において複数
のフレームを処理することができ、検出されたフレーム
にノイズなどがあっても、複数のフレームによる画像処
理によって、ノイズを除外した高精度な位置計測を行う
ことができる効果が得られる。さらに、通常のステレオ
視による位置計測には、２台の動画像カメラからの画像
情報を取り込むために、その画像情報の取り込みに２倍
の時間がかかるが、この発明の構成では、画像情報を取
り込むことなく、画像２次元位置座標のみ取り込むもの
なので、距離算出部における情報の取り込み時間を高速
に行うことができる効果が得られる。さらに、複数の動
画像カメラは、同一構成であり、また、同期信号に同期
して処理するものなので、複数の動画像カメラにおいて
送信される画像２次元位置座標は、完全同期して距離算
出部に送信されるので、複数の動画像カメラ間で時間的
な誤差が生じることなく、高精度に位置計測を行うこと
ができる効果が得られる。
た複数の画像情報検出部によってそれぞれ検出される複
数のフレームに同期して光源の発光を制御する同期信号
を出力する同期制御部と、複数の画像情報検出部にそれ
ぞれ対応して設けられ、同期制御部によって出力された
同期信号に同期して対応する画像情報検出部によって検
出された複数のフレームの画像情報に応じてフレーム内
における光源の画像２次元位置座標を算出する画像２次
元位置座標算出部と、それぞれ算出された画像２次元位
置座標に応じてステレオ視により光源から画像情報検出
部までの距離を算出する距離算出部とを備えるように構
成したので、ＣＭＯＳセンサから構成された画像情報検
出部によって、発光した光源を含む視野の画像を検出す
るので、高速位置計測ができ、複雑な動作処理などにお
いても高精度に位置計測することができる効果が得られ
る。また、画像２次元位置座標算出部は、同期制御部か
らの同期信号に応じて、ＣＭＯＳセンサにおいて高速に
検出された画像のフレーム内における光源の画像２次元
位置座標を算出するので、１回の同期信号において複数
のフレームを処理することができ、検出されたフレーム
にノイズなどがあっても、複数のフレームによる画像処
理によって、ノイズを除外した高精度な位置計測を行う
ことができる効果が得られる。さらに、通常のステレオ
視による位置計測には、２台の動画像カメラからの画像
情報を取り込むために、その画像情報の取り込みに２倍
の時間がかかるが、この発明の構成では、画像情報を取
り込むことなく、画像２次元位置座標のみ取り込むもの
なので、距離算出部における情報の取り込み時間を高速
に行うことができる効果が得られる。さらに、複数の動
画像カメラは、同一構成であり、また、同期信号に同期
して処理するものなので、複数の動画像カメラにおいて
送信される画像２次元位置座標は、完全同期して距離算
出部に送信されるので、複数の動画像カメラ間で時間的
な誤差が生じることなく、高精度に位置計測を行うこと
ができる効果が得られる。
【００４４】この発明によれば、画像情報検出部に、Ｃ
ＭＯＳセンサと共に画像２次元位置座標算出部を備える
ように構成したので、ＣＭＯＳセンサおよび画像２次元
位置座標算出部を、画像情報検出部として、１つのＬＳ
Ｉチップ上に構成することができ、極めて小型に、かつ
容易に量産することができる効果が得られる。また、画
像情報検出部において画像２次元位置座標が算出され、
画像情報検出部から送信される情報は画像２次元位置座
標のみであり、画像情報は送信されないので、従来の技
術および上記発明に示した画像メモリを必要とせず、構
成を簡単にすることができると共に、情報の送信を速く
することができ、高速度および高精度に位置計測を行う
ことができる効果が得られる。
ＭＯＳセンサと共に画像２次元位置座標算出部を備える
ように構成したので、ＣＭＯＳセンサおよび画像２次元
位置座標算出部を、画像情報検出部として、１つのＬＳ
Ｉチップ上に構成することができ、極めて小型に、かつ
容易に量産することができる効果が得られる。また、画
像情報検出部において画像２次元位置座標が算出され、
画像情報検出部から送信される情報は画像２次元位置座
標のみであり、画像情報は送信されないので、従来の技
術および上記発明に示した画像メモリを必要とせず、構
成を簡単にすることができると共に、情報の送信を速く
することができ、高速度および高精度に位置計測を行う
ことができる効果が得られる。
【００４５】この発明によれば、画像情報検出部に、Ｃ
ＭＯＳセンサと共に発光面積算出部を備えるように構成
したので、ＣＭＯＳセンサおよび発光面積算出部を、画
像情報検出部として、１つのＬＳＩチップ上に構成する
ことができ、極めて小型に、かつ容易に量産することが
できる効果が得られる。また、画像情報検出部において
発光面積が算出され、画像情報検出部から送信される情
報は発光面積のみであり、画像情報は送信されないの
で、従来の技術および上記発明に示した画像メモリを必
要とせず、構成を簡単にすることができると共に、情報
の送信を速くすることができ、高速度および高精度に位
置計測を行うことができる効果が得られる。
ＭＯＳセンサと共に発光面積算出部を備えるように構成
したので、ＣＭＯＳセンサおよび発光面積算出部を、画
像情報検出部として、１つのＬＳＩチップ上に構成する
ことができ、極めて小型に、かつ容易に量産することが
できる効果が得られる。また、画像情報検出部において
発光面積が算出され、画像情報検出部から送信される情
報は発光面積のみであり、画像情報は送信されないの
で、従来の技術および上記発明に示した画像メモリを必
要とせず、構成を簡単にすることができると共に、情報
の送信を速くすることができ、高速度および高精度に位
置計測を行うことができる効果が得られる。
【００４６】この発明によれば、画像情報検出部に、Ｃ
ＭＯＳセンサの画像検出領域を制御するランダムアクセ
ス部を備えるように構成したので、ＣＭＯＳセンサによ
って検出された画像検出領域のみの画像の情報量は少量
となり、ＣＭＯＳセンサ以降の情報伝送量を少なくする
ことができるので、送信時間が速く、高速度な位置計測
ができる効果が得られる。また、ＣＭＯＳセンサおよび
ランダムアクセス部を、画像情報検出部として、１つの
ＬＳＩチップ上に構成することができ、極めて小型に、
かつ容易に量産することができる効果が得られる。
ＭＯＳセンサの画像検出領域を制御するランダムアクセ
ス部を備えるように構成したので、ＣＭＯＳセンサによ
って検出された画像検出領域のみの画像の情報量は少量
となり、ＣＭＯＳセンサ以降の情報伝送量を少なくする
ことができるので、送信時間が速く、高速度な位置計測
ができる効果が得られる。また、ＣＭＯＳセンサおよび
ランダムアクセス部を、画像情報検出部として、１つの
ＬＳＩチップ上に構成することができ、極めて小型に、
かつ容易に量産することができる効果が得られる。
【００４７】この発明によれば、計測対象に装着された
複数の光源を備え、同期制御部は、各光源を順に発光制
御すると共に、その発光制御と画像２次元位置座標算出
または発光面積算出との同期を制御するように構成した
ので、１回の同期信号において複数のフレームを処理す
ることができ、検出されたフレームにノイズなどがあっ
ても、複数のフレームによる画像処理によって、ノイズ
を除外した高精度な位置計測を行うことができると共
に、複数の光源を混同することなく、計測対象の複数点
の位置を高精度に計測することができる効果が得られ
る。また、ＣＭＯＳセンサおよびランダムアクセス部
を、画像情報検出部として、１つのＬＳＩチップ上に構
成することができ、極めて小型に、かつ容易に量産する
ことができる効果が得られる。
複数の光源を備え、同期制御部は、各光源を順に発光制
御すると共に、その発光制御と画像２次元位置座標算出
または発光面積算出との同期を制御するように構成した
ので、１回の同期信号において複数のフレームを処理す
ることができ、検出されたフレームにノイズなどがあっ
ても、複数のフレームによる画像処理によって、ノイズ
を除外した高精度な位置計測を行うことができると共
に、複数の光源を混同することなく、計測対象の複数点
の位置を高精度に計測することができる効果が得られ
る。また、ＣＭＯＳセンサおよびランダムアクセス部
を、画像情報検出部として、１つのＬＳＩチップ上に構
成することができ、極めて小型に、かつ容易に量産する
ことができる効果が得られる。
【図１】 この発明の実施の形態１における位置計測シ
ステムを示す構成図である。
ステムを示す構成図である。
【図２】 この発明の実施の形態２における位置計測シ
ステムを示す構成図である。
ステムを示す構成図である。
【図３】 この発明の実施の形態３における位置計測シ
ステムを示す構成図である。
ステムを示す構成図である。
【図４】 この発明の実施の形態４における位置計測シ
ステムを示す構成図である。
ステムを示す構成図である。
【図５】 この発明の実施の形態５における位置計測シ
ステムを示す構成図である。
ステムを示す構成図である。
【図６】 この発明の実施の形態６における位置計測シ
ステムを示す構成図である。
ステムを示す構成図である。
【図７】 この発明の実施の形態７における位置計測シ
ステムを示す構成図である。
ステムを示す構成図である。
【図８】 従来の位置計測システムを示す構成図であ
る。
る。
【図９】 従来の位置計測システムを示す構成図であ
る。
る。
１ａ，１ｂ 光源、２，２ａ，２ｂ 動画像カメラ、
４，４ａ，４ｂ 画像情報検出部、２１，２１ａ，２１
ｂ ＣＭＯＳセンサ、３１ 同期制御部、３２，３２
ａ，３２ｂ，３９ 画像２次元位置座標算出部、３４
実空間２次元位置座標算出部、３５，４０ 発光面積算
出部、３６，３８ 距離算出部、４１ ランダムアクセ
ス部。
４，４ａ，４ｂ 画像情報検出部、２１，２１ａ，２１
ｂ ＣＭＯＳセンサ、３１ 同期制御部、３２，３２
ａ，３２ｂ，３９ 画像２次元位置座標算出部、３４
実空間２次元位置座標算出部、３５，４０ 発光面積算
出部、３６，３８ 距離算出部、４１ ランダムアクセ
ス部。
フロントページの続き Ｆターム(参考） 2F065 AA03 AA04 AA58 DD06 FF04 FF05 GG07 GG09 GG12 GG18 JJ03 JJ05 JJ26 NN08 QQ24 QQ31 QQ34 QQ42
Claims (7)
- 【請求項１】 計測対象に装着された光源と、動画像カ
メラに設けられ、上記光源の画像情報を検出するＣＭＯ
Ｓセンサを用いた画像情報検出部と、上記画像情報検出
部によって検出される複数のフレームに同期して上記光
源の発光を制御する同期信号を出力する同期制御部と、
上記同期制御部によって出力された同期信号に同期して
上記画像情報検出部によって検出された複数のフレーム
の画像情報に応じてそのフレーム内における上記光源の
画像２次元位置座標を算出する画像２次元位置座標算出
部と、上記光源から上記画像情報検出部までの距離情報
に基づいて上記画像２次元位置座標算出部によって算出
された画像２次元位置座標に応じた光源の実空間２次元
位置座標を算出する実空間２次元位置座標算出部とを備
えた位置計測システム。 - 【請求項２】 計測対象に装着された光源と、動画像カ
メラに設けられ、上記光源の画像情報を検出するＣＭＯ
Ｓセンサを用いた画像情報検出部と、上記画像情報検出
部によって検出される複数のフレームに同期して上記光
源の発光を制御する同期信号を出力する同期制御部と、
上記同期制御部によって出力された同期信号に同期して
上記画像情報検出部によって検出された複数のフレーム
の画像情報に応じてそのフレーム内における上記光源の
発光面積を算出する発光面積算出部と、発光面積と距離
との関係情報に基づいて上記発光面積算出部によって算
出された発光面積に応じた上記光源から上記画像情報検
出部までの距離を算出する距離算出部とを備えた位置計
測システム。 - 【請求項３】 計測対象に装着された光源と、複数の動
画像カメラにそれぞれ設けられ、上記光源の画像情報を
検出するＣＭＯＳセンサを用いた画像情報検出部と、上
記複数の画像情報検出部によってそれぞれ検出される複
数のフレームに同期して上記光源の発光を制御する同期
信号を出力する同期制御部と、上記複数の画像情報検出
部にそれぞれ対応して設けられ、上記同期制御部によっ
て出力された同期信号に同期して上記対応する画像情報
検出部によって検出された複数のフレームの画像情報に
応じてそのフレーム内における上記光源の画像２次元位
置座標を算出する画像２次元位置座標算出部と、上記複
数の画像２次元位置座標算出部によってそれぞれ算出さ
れた画像２次元位置座標に応じてステレオ視によって上
記光源から上記画像情報検出部までの距離を算出する距
離算出部とを備えた位置計測システム。 - 【請求項４】 画像情報検出部は、ＣＭＯＳセンサと共
に画像２次元位置座標算出部を備えたことを特徴とする
請求項１または請求項３記載の位置計測システム。 - 【請求項５】 画像情報検出部は、ＣＭＯＳセンサと共
に発光面積算出部を備えたことを特徴とする請求項２記
載の位置計測システム。 - 【請求項６】 画像情報検出部は、ＣＭＯＳセンサの画
像検出領域を制御するランダムアクセス部を備えたこと
を特徴とする請求項１から請求項５のうちのいずれか１
項記載の位置計測システム。 - 【請求項７】 計測対象に装着された複数の光源を備
え、同期制御部は、上記各光源を順に発光制御すると共
に、その発光制御と画像２次元位置座標算出または発光
面積算出との同期を制御することを特徴とする請求項１
から請求項６のうちのいずれか１項記載の位置計測シス
テム。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11238619A JP2001059706A (ja) | 1999-08-25 | 1999-08-25 | 位置計測システム |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11238619A JP2001059706A (ja) | 1999-08-25 | 1999-08-25 | 位置計測システム |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001059706A true JP2001059706A (ja) | 2001-03-06 |
Family
ID=17032859
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11238619A Pending JP2001059706A (ja) | 1999-08-25 | 1999-08-25 | 位置計測システム |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2001059706A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7415212B2 (en) | 2001-10-23 | 2008-08-19 | Sony Corporation | Data communication system, data transmitter and data receiver |
| JP2015210271A (ja) * | 2014-04-29 | 2015-11-24 | ▲ゆ▼創科技股▲ふん▼有限公司 | ポータブル３次元スキャナ及び物体に対応する３次元スキャン結果を生成する方法 |
-
1999
- 1999-08-25 JP JP11238619A patent/JP2001059706A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7415212B2 (en) | 2001-10-23 | 2008-08-19 | Sony Corporation | Data communication system, data transmitter and data receiver |
| JP2015210271A (ja) * | 2014-04-29 | 2015-11-24 | ▲ゆ▼創科技股▲ふん▼有限公司 | ポータブル３次元スキャナ及び物体に対応する３次元スキャン結果を生成する方法 |
| US9955141B2 (en) | 2014-04-29 | 2018-04-24 | Eys3D Microelectronics, Co. | Portable three-dimensional scanner and method of generating a three-dimensional scan result corresponding to an object |
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