JP2001285692A - 全方向ステレオ画像撮影装置及びステレオ画像撮影装置 - Google Patents
全方向ステレオ画像撮影装置及びステレオ画像撮影装置Info
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- Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)
- Measurement Of Optical Distance (AREA)
- Stereoscopic And Panoramic Photography (AREA)
- Accessories Of Cameras (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 高精度かつ高分解能で３次元空間の位置情報
を取得する。 【解決手段】 ３個のカメラ２１をそれぞれ基準平面上
に支持する複数の支持部材２２を、例えば正２０面体の
基材２０の各面に取り付けている。各支持部材２２に支
持された３個のカメラは、３次元空間を分割した１方向
の画像撮影する。３個のカメラによって２つのステレオ
カメラが形成されており、これらの３個のカメラで撮影
された２つのステレオ画像に基づき、３次元空間におけ
る位置情報が求められる。
を取得する。 【解決手段】 ３個のカメラ２１をそれぞれ基準平面上
に支持する複数の支持部材２２を、例えば正２０面体の
基材２０の各面に取り付けている。各支持部材２２に支
持された３個のカメラは、３次元空間を分割した１方向
の画像撮影する。３個のカメラによって２つのステレオ
カメラが形成されており、これらの３個のカメラで撮影
された２つのステレオ画像に基づき、３次元空間におけ
る位置情報が求められる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、３次元空間の全方
向の濃度画像を撮影する共に該３次元空間の位置情報を
取得する全方向ステレオ画像撮影装置に関するものであ
る。
向の濃度画像を撮影する共に該３次元空間の位置情報を
取得する全方向ステレオ画像撮影装置に関するものであ
る。
【０００２】
【従来の技術】複数人が参加するテレビ会議システム、
移動ロボットの遠隔操作、防犯システム或いはロボット
と人とのインタラクション等においては、広範囲の環境
情報の取得が重要になる。例えば、遠隔地で行われる会
議に仮想的に参加するときには、利用者の見たい方向の
会議場の画像を、利用者の周囲に再現できれば利用者に
臨場感を与えることができる。このような再現を行うに
は、実際の会議場の広範囲な濃度画像ばかりでなく、３
次元の位置情報を環境情報として取得することが必要に
なってくる。
移動ロボットの遠隔操作、防犯システム或いはロボット
と人とのインタラクション等においては、広範囲の環境
情報の取得が重要になる。例えば、遠隔地で行われる会
議に仮想的に参加するときには、利用者の見たい方向の
会議場の画像を、利用者の周囲に再現できれば利用者に
臨場感を与えることができる。このような再現を行うに
は、実際の会議場の広範囲な濃度画像ばかりでなく、３
次元の位置情報を環境情報として取得することが必要に
なってくる。
【０００３】元々、広範囲な濃度画像を取得する装置に
は、大別すると、光学系を工夫したものと複数の画像を
統合するものとがある。光学系を工夫した装置には、球
面、円錐面、双曲面或いは放物面等の回転体ミラーと１
個のカメラとを使用したものがあった。また魚眼レンズ
と１個のカメラとを使用するものもあった。一方、複数
の画像を統合する装置には、カメラを回転させて間歇的
に画像を取得し、これらの画像を統合するものと、複数
個のカメラを円周上に配置し、該複数個のカメラで撮影
した画像を統合するものとがあった。
は、大別すると、光学系を工夫したものと複数の画像を
統合するものとがある。光学系を工夫した装置には、球
面、円錐面、双曲面或いは放物面等の回転体ミラーと１
個のカメラとを使用したものがあった。また魚眼レンズ
と１個のカメラとを使用するものもあった。一方、複数
の画像を統合する装置には、カメラを回転させて間歇的
に画像を取得し、これらの画像を統合するものと、複数
個のカメラを円周上に配置し、該複数個のカメラで撮影
した画像を統合するものとがあった。
【０００４】濃度画像に加えて３次元の位置情報を取得
する従来の装置は、上述の技術を利用しており、例えば
次の文献１，２に記載されるものがあった。 文献１；特開平１１−９５３４４号公報 文献２；特開平１１−３２５８９５号公報 図２、図３及び図４は、前記文献１に記載された全方位
ステレオ画像撮影装置の構成図である。
する従来の装置は、上述の技術を利用しており、例えば
次の文献１，２に記載されるものがあった。 文献１；特開平１１−９５３４４号公報 文献２；特開平１１−３２５８９５号公報 図２、図３及び図４は、前記文献１に記載された全方位
ステレオ画像撮影装置の構成図である。
【０００５】図２の全方位ステレオ画像撮影装置では、
曲率の異なる双曲面ミラー１，２を、焦点Ｏが一致する
ように鉛直方向に配置し、その焦点Ｏにレンズ中心がく
るようにカメラを配置し、双曲面ミラー１，２で反射し
た画像をカメラで撮影している。この装置では、各双曲
面ミラー１，２で反射した３次元空間の任意の点Ｐの画
像がＰ１，Ｐ２として投影面３上に並ぶので、その距離
を推定することにより、点Ｐの３次元の位置情報を取得
している。
曲率の異なる双曲面ミラー１，２を、焦点Ｏが一致する
ように鉛直方向に配置し、その焦点Ｏにレンズ中心がく
るようにカメラを配置し、双曲面ミラー１，２で反射し
た画像をカメラで撮影している。この装置では、各双曲
面ミラー１，２で反射した３次元空間の任意の点Ｐの画
像がＰ１，Ｐ２として投影面３上に並ぶので、その距離
を推定することにより、点Ｐの３次元の位置情報を取得
している。
【０００６】図３の全方位ステレオ画像撮影装置では、
上部多角錘ミラー４と下部多角錘ミラー５とを鉛直方向
に配置すると共に、複数個のカメラ６を水平面の円周上
に等間隔に配置している。このような構成の装置は、上
部多角錘ミラー４の一面と下部多角錘ミラー５の一面と
で反射した画像を各カメラ６で撮影し、該各カメラ６で
撮影した画像に基づき３次元の位置情報を取得してい
る。
上部多角錘ミラー４と下部多角錘ミラー５とを鉛直方向
に配置すると共に、複数個のカメラ６を水平面の円周上
に等間隔に配置している。このような構成の装置は、上
部多角錘ミラー４の一面と下部多角錘ミラー５の一面と
で反射した画像を各カメラ６で撮影し、該各カメラ６で
撮影した画像に基づき３次元の位置情報を取得してい
る。
【０００７】図４の全方位ステレオ画像撮影装置では、
同じ形状の多角錘ミラー７，８を鉛直方向に対称となる
ように配置し、多角錘ミラー７の各面を撮影する複数個
のカメラ９を円周上に配置し、さらに、多角錘ミラー８
の各面を撮影する複数個のカメラ１０を円周上に配置し
ている。各カメラ９と各カメラ１０とはそれぞれ対をな
し、複数のステレオカメラを形成している。このような
構成の装置では、各ステレオカメラで撮影された１組の
画像に基づき、水平方向を分割した領域の３次元の位置
情報を取得している。
同じ形状の多角錘ミラー７，８を鉛直方向に対称となる
ように配置し、多角錘ミラー７の各面を撮影する複数個
のカメラ９を円周上に配置し、さらに、多角錘ミラー８
の各面を撮影する複数個のカメラ１０を円周上に配置し
ている。各カメラ９と各カメラ１０とはそれぞれ対をな
し、複数のステレオカメラを形成している。このような
構成の装置では、各ステレオカメラで撮影された１組の
画像に基づき、水平方向を分割した領域の３次元の位置
情報を取得している。
【０００８】図５は、前記文献２に記載されたステレオ
３次元計測装置である。この装置では、上下に移動可能
な回転カメラ１１によって構成されている。カメラ１１
は、上側の位置で回転して円周方向の画像を撮影し、さ
らに、下側の位置に移動して後に回転して円周方向の画
像を撮影する。上側の位置で撮影した画像と下側の位置
で撮影した画像はステレオ画像となる。このステレオ画
像に基づき、３次元の位置情報が取得可能になる。
３次元計測装置である。この装置では、上下に移動可能
な回転カメラ１１によって構成されている。カメラ１１
は、上側の位置で回転して円周方向の画像を撮影し、さ
らに、下側の位置に移動して後に回転して円周方向の画
像を撮影する。上側の位置で撮影した画像と下側の位置
で撮影した画像はステレオ画像となる。このステレオ画
像に基づき、３次元の位置情報が取得可能になる。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、図２〜
図４の全方位ステレオ画像撮影装置、及び図５のステレ
オ３次元計測装置には、次のような課題があった。
図４の全方位ステレオ画像撮影装置、及び図５のステレ
オ３次元計測装置には、次のような課題があった。
【００１０】図２の全方位ステレオ画像撮影装置は、１
個のカメラで広範囲の画像を撮影することになるので同
時刻に全方位の画像が得られ、リアルタイム性を満足す
るが、空間分解能が低い上に、該画像におけるカメラの
光軸近辺と他の部分とで解像度に差がでるという課題が
あった。また、名称が全方位ステレオ画像撮影装置とな
っているが、水平方向の全周囲の画像が得られのみであ
り、ステレオ画像が形成される範囲が狭いという課題も
あった。
個のカメラで広範囲の画像を撮影することになるので同
時刻に全方位の画像が得られ、リアルタイム性を満足す
るが、空間分解能が低い上に、該画像におけるカメラの
光軸近辺と他の部分とで解像度に差がでるという課題が
あった。また、名称が全方位ステレオ画像撮影装置とな
っているが、水平方向の全周囲の画像が得られのみであ
り、ステレオ画像が形成される範囲が狭いという課題も
あった。
【００１１】図３の全方位ステレオ画像撮影装置は、複
数個のカメラ６で分割して広範囲の画像を撮影するの
で、図２の装置に比べて空間分解能は向上するが、１個
のカメラでステレオ画像を形成するので空間分解能が低
い。また、図２の装置と同様に、水平方向の全周囲の画
像が得られのみであり、ステレオ画像が形成される範囲
が狭いという課題もあった。図４の全方位ステレオ画像
撮影装置は、リアルタイム性を満足すると共に、空間分
解能も向上するが、図２及び図３の装置と同様に、ステ
レオ画像が形成される領域が狭いという課題があった。
数個のカメラ６で分割して広範囲の画像を撮影するの
で、図２の装置に比べて空間分解能は向上するが、１個
のカメラでステレオ画像を形成するので空間分解能が低
い。また、図２の装置と同様に、水平方向の全周囲の画
像が得られのみであり、ステレオ画像が形成される範囲
が狭いという課題もあった。図４の全方位ステレオ画像
撮影装置は、リアルタイム性を満足すると共に、空間分
解能も向上するが、図２及び図３の装置と同様に、ステ
レオ画像が形成される領域が狭いという課題があった。
【００１２】図５のステレオ３次元計測装置は、図２〜
図４の全方位ステレオ画像撮影装置と同様に、水平方向
の全周囲の位置情報の取得が可能であっても、上方或は
下方が盲点となって位置情報が得られないばかりか、カ
メラ１１を回転させて複数の画像を間歇的に撮影し、さ
らに、この間歇的な撮影を上側の位置と下側の位置の２
回に分けて行うので、全周囲について１組の画像を取得
するのに時間がかかり、リアルタイム性が欠けるという
課題があった。
図４の全方位ステレオ画像撮影装置と同様に、水平方向
の全周囲の位置情報の取得が可能であっても、上方或は
下方が盲点となって位置情報が得られないばかりか、カ
メラ１１を回転させて複数の画像を間歇的に撮影し、さ
らに、この間歇的な撮影を上側の位置と下側の位置の２
回に分けて行うので、全周囲について１組の画像を取得
するのに時間がかかり、リアルタイム性が欠けるという
課題があった。
【００１３】なお、魚眼レンズを利用して３次元空間の
位置情報を取得する装置も考えられるが、魚眼レンズを
用いるかぎり、空間分解能が低下することが予想される
と共に、少なくとも対をなす装置の一方の画像には，他
方の装置がお互いに写り、その装置のある位置の画像は
得られないという問題があった。
位置情報を取得する装置も考えられるが、魚眼レンズを
用いるかぎり、空間分解能が低下することが予想される
と共に、少なくとも対をなす装置の一方の画像には，他
方の装置がお互いに写り、その装置のある位置の画像は
得られないという問題があった。
【００１４】本発明は、前記課題を解決し、リアルタイ
ム性を満足し、空間分解能が高く、かつ、３次元空間の
全方向に関して位置情報の取得が可能な全方向ステレオ
画像撮影装置を提供することを目的とする。
ム性を満足し、空間分解能が高く、かつ、３次元空間の
全方向に関して位置情報の取得が可能な全方向ステレオ
画像撮影装置を提供することを目的とする。
【００１５】
【課題を解決するための手段】前記課題を解決するため
に、本願の請求項１〜７に記載の発明（以下、「第１〜
第７の発明」という）のうちの第１の発明は、全方向ス
テレオ画像撮影装置において、複数のカメラを基準平面
上にそれぞれ支持する複数の支持部材を、多面体のすべ
ての面或いは一部を除くすべての面に着脱自在に取付け
ている。
に、本願の請求項１〜７に記載の発明（以下、「第１〜
第７の発明」という）のうちの第１の発明は、全方向ス
テレオ画像撮影装置において、複数のカメラを基準平面
上にそれぞれ支持する複数の支持部材を、多面体のすべ
ての面或いは一部を除くすべての面に着脱自在に取付け
ている。
【００１６】このような構成を採用したことにより、例
えば、支持部材を多面体のすべての面に取付けると、装
置を中心にして、３次元空間全体を分割し、各方向を各
支持部材で支持された複数のカメラがそれぞれ撮影する
ことになる。
えば、支持部材を多面体のすべての面に取付けると、装
置を中心にして、３次元空間全体を分割し、各方向を各
支持部材で支持された複数のカメラがそれぞれ撮影する
ことになる。
【００１７】第２の発明では、第１の発明の全方向ステ
レオ画像撮影装置において、前記各支持部材は、前記取
り付けられた各面に平行な基準平面に前記複数のカメラ
を配置する構成とし、前記各カメラは、同一前記支持部
材に支持された他のカメラと対をなし、該支持部材の取
り付けられた前記多面体の面が向く方向及びその近傍の
方向の画像を撮影するステレオカメラを形成するように
している。
レオ画像撮影装置において、前記各支持部材は、前記取
り付けられた各面に平行な基準平面に前記複数のカメラ
を配置する構成とし、前記各カメラは、同一前記支持部
材に支持された他のカメラと対をなし、該支持部材の取
り付けられた前記多面体の面が向く方向及びその近傍の
方向の画像を撮影するステレオカメラを形成するように
している。
【００１８】このような構成を採用したことにより、各
支持部材に支持されたカメラがステレオカメラとなり、
それぞれステレオ画像が撮影される。ステレオ画像から
３次元情報が得られる。また、このような構成を採用し
たことにより、ステレオ対応点を求める際に問題となる
対をすカメラ間の位置関係及び姿勢関係等の校正が，支
持部材及び複数のカメラで構成されるユニットごとに行
うことが可能になり、全方向のステレオ画像は、校正さ
れた全方向を分割したすべての画像を合成することで得
ることが可能となる。換言すれば、全方向のステレオ画
像を隙間なく得るための校正が容易となる。
支持部材に支持されたカメラがステレオカメラとなり、
それぞれステレオ画像が撮影される。ステレオ画像から
３次元情報が得られる。また、このような構成を採用し
たことにより、ステレオ対応点を求める際に問題となる
対をすカメラ間の位置関係及び姿勢関係等の校正が，支
持部材及び複数のカメラで構成されるユニットごとに行
うことが可能になり、全方向のステレオ画像は、校正さ
れた全方向を分割したすべての画像を合成することで得
ることが可能となる。換言すれば、全方向のステレオ画
像を隙間なく得るための校正が容易となる。
【００１９】第３の発明では、第２の発明の全方向ステ
レオ画像撮影装置において、前記対をなすカメラの一部
或いはすべては、隣接する前記支持部材における前記基
準平面と交差する直線上に、隣接する前記支持部材に配
置されたカメラの視野を遮らないように配置している。
レオ画像撮影装置において、前記対をなすカメラの一部
或いはすべては、隣接する前記支持部材における前記基
準平面と交差する直線上に、隣接する前記支持部材に配
置されたカメラの視野を遮らないように配置している。
【００２０】このような構成を採用したことにより、支
持部材及び複数のカメラで構成されるユニットの外形が
多面体の各面よりも大きくても、該ユニットの各面への
取付けが可能になる。また、すべてのカメラの画像に
は、他のカメラが写らないので、視野をふさぐことがな
い。換言すれば、大きなユニットが小さな多面体に複数
取付けられ、完全な全方向のステレオ画像を得ることが
可能になる。
持部材及び複数のカメラで構成されるユニットの外形が
多面体の各面よりも大きくても、該ユニットの各面への
取付けが可能になる。また、すべてのカメラの画像に
は、他のカメラが写らないので、視野をふさぐことがな
い。換言すれば、大きなユニットが小さな多面体に複数
取付けられ、完全な全方向のステレオ画像を得ることが
可能になる。
【００２１】第４の発明では、第１〜第３の発明の全方
向ステレオ画像撮影装置において、前記各支持部材は、
３個以上の前記カメラをそれぞれ支持し、各支持部材に
おける前記カメラ間を結ぶ直線で囲まれる閉図形は、隣
接する支持部材における各カメラ間を結ぶ直線で囲まれ
る閉図形に干渉する構成にしている。
向ステレオ画像撮影装置において、前記各支持部材は、
３個以上の前記カメラをそれぞれ支持し、各支持部材に
おける前記カメラ間を結ぶ直線で囲まれる閉図形は、隣
接する支持部材における各カメラ間を結ぶ直線で囲まれ
る閉図形に干渉する構成にしている。
【００２２】第４の発明によれば、以上のような構成に
したので、第３の発明と同様に、支持部材及び複数のカ
メラで構成されるユニットの外形が多面体の各面よりも
大きくても、該各面に取り付け可能になる。
したので、第３の発明と同様に、支持部材及び複数のカ
メラで構成されるユニットの外形が多面体の各面よりも
大きくても、該各面に取り付け可能になる。
【００２３】第５の発明では、第１〜３または４の発明
の全方向ステレオ画像撮影装置において、前記各支持部
材には、前記複数のカメラによって２以上の前記ステレ
オカメラが形成されるようにしている。
の全方向ステレオ画像撮影装置において、前記各支持部
材には、前記複数のカメラによって２以上の前記ステレ
オカメラが形成されるようにしている。
【００２４】このような構成を採用したことにより、多
面体の各面が向く方向に関してステレオカメラを２セッ
ト以上持つことと同じになる。第６の発明では、第１〜
４または第５の発明の全方向ステレオ画像撮影装置にお
いて、前記多面体は、前記面が３次元空間を等分割する
正多面体で構成している。
面体の各面が向く方向に関してステレオカメラを２セッ
ト以上持つことと同じになる。第６の発明では、第１〜
４または第５の発明の全方向ステレオ画像撮影装置にお
いて、前記多面体は、前記面が３次元空間を等分割する
正多面体で構成している。
【００２５】このような構成を採用することにより、各
支持部材に支持された複数のカメラは、等分割された３
次元空間を中心にしてそれぞれ撮影することになる。第
７の発明は、ステレオカメラを構成する３個以上のカメ
ラをそれぞれ支持する複数の支持部材を、該各支持部材
に外接する平面で囲んだ凸型閉立体またはカメラ視野
が、隣接する支持部材のカメラが作る閉図形と干渉する
ように配置して、ステレオ画像撮影装置を構成してい
る。
支持部材に支持された複数のカメラは、等分割された３
次元空間を中心にしてそれぞれ撮影することになる。第
７の発明は、ステレオカメラを構成する３個以上のカメ
ラをそれぞれ支持する複数の支持部材を、該各支持部材
に外接する平面で囲んだ凸型閉立体またはカメラ視野
が、隣接する支持部材のカメラが作る閉図形と干渉する
ように配置して、ステレオ画像撮影装置を構成してい
る。
【００２６】第８の発明では、ステレオ画像撮影装置に
おいて、ステレオカメラを構成する３個以上のカメラを
それぞれ支持する複数の支持部材を、該各支持部材に外
接する平面で囲んだ凸型閉立体またはカメラ視野が、隣
接する支持部材のカメラが作る閉図形と干渉するよう
に、多面体の面に取り付けている。
おいて、ステレオカメラを構成する３個以上のカメラを
それぞれ支持する複数の支持部材を、該各支持部材に外
接する平面で囲んだ凸型閉立体またはカメラ視野が、隣
接する支持部材のカメラが作る閉図形と干渉するよう
に、多面体の面に取り付けている。
【００２７】第７及び第８の発明によれば、以上のよう
な構成にしたことにより、支持部材及び複数のカメラで
構成されるユニットが狭い場所に取り付け可能になると
共に、すべてのカメラの画像には、他のカメラが写らな
いので、視野をふさぐことがない。よって、所望の複数
の方向の完全なステレオ画像を得ることが可能になる。
な構成にしたことにより、支持部材及び複数のカメラで
構成されるユニットが狭い場所に取り付け可能になると
共に、すべてのカメラの画像には、他のカメラが写らな
いので、視野をふさぐことがない。よって、所望の複数
の方向の完全なステレオ画像を得ることが可能になる。
【００２８】
【発明の実施の形態】以下、本発明を具体化した全方向
ステレオ画像撮影装置の実施形態を、図１及び図６〜図
１７を参照しつつ説明する。
ステレオ画像撮影装置の実施形態を、図１及び図６〜図
１７を参照しつつ説明する。
【００２９】本実施形態の全方向ステレオ画像撮影装置
は、形状が正多面体の基材２０に、それぞれ３個のＣＣ
Ｄカメラ２１を支持する複数の支持部材２２を取り付け
たものである。
は、形状が正多面体の基材２０に、それぞれ３個のＣＣ
Ｄカメラ２１を支持する複数の支持部材２２を取り付け
たものである。
【００３０】基材２０の形状の正多面体としては、例え
ば図６のように、３次元空間を２０等分に分割する正２
０面体でもよいし、この他の正１２面体、正８面体、正
６面体或いは正４面体でもよい。ちなみに、図１は、正
２０面体の基材２０を用いたものである。
ば図６のように、３次元空間を２０等分に分割する正２
０面体でもよいし、この他の正１２面体、正８面体、正
６面体或いは正４面体でもよい。ちなみに、図１は、正
２０面体の基材２０を用いたものである。
【００３１】支持部材２２は、図７のように、例えばア
ルミニウムの板で形成され、基準平面上にカメラ２１の
レンズ中心が直角二等辺三角形の頂点になるように、３
個のカメラ２１を支持している。３個のカメラが直角二
等辺三角形に配置されるが、支持部材２２の形状は三角
形ではなく、切り欠き部が形成されて凹状である。支持
部材２２は、基材２０の各面２３に着脱自在に取り付け
られ、３個のカメラ２１と支持部材２２が１つのユニッ
トとなって多面体の各面２３の法線方向を向くようにな
っている。今、直角二等辺三角形の角度が９０度の位置
のカメラ２１を２１ａとし、４５度の位置のカメラ２１
をそれぞれ２１ｂ，２１ｃとすると、カメラ２１ａ及び
カメラ２１ｂで１セットのステレオカメラが形成され、
これらにより、ステレオ画像が求められる。カメラ２１
ａ及びカメラ２１ｃで１セットのステレオカメラが形成
され、これらにより、ステレオ画像が求められる。つま
り、垂直方向と水平方向の２つのステレオ画像が得られ
る。例えば、１つのステレオ画像だけでは、２個のカメ
ラからの距離が定まる点の集合体の位置情報が得られる
のみで、３次元空間の任意の点の座標の決定するには精
度が欠ける。ところが、本実施形態では、支持部材２２
ごとに２種類のステレオ画像が得られるので、正確な３
次元の位置情報が得られる。さらに、各カメラ２１ａ，
２１ｂ，２１ｃが直角二等辺三角形の頂点に位置するの
で、その計算速度も速くできるようになっている。
ルミニウムの板で形成され、基準平面上にカメラ２１の
レンズ中心が直角二等辺三角形の頂点になるように、３
個のカメラ２１を支持している。３個のカメラが直角二
等辺三角形に配置されるが、支持部材２２の形状は三角
形ではなく、切り欠き部が形成されて凹状である。支持
部材２２は、基材２０の各面２３に着脱自在に取り付け
られ、３個のカメラ２１と支持部材２２が１つのユニッ
トとなって多面体の各面２３の法線方向を向くようにな
っている。今、直角二等辺三角形の角度が９０度の位置
のカメラ２１を２１ａとし、４５度の位置のカメラ２１
をそれぞれ２１ｂ，２１ｃとすると、カメラ２１ａ及び
カメラ２１ｂで１セットのステレオカメラが形成され、
これらにより、ステレオ画像が求められる。カメラ２１
ａ及びカメラ２１ｃで１セットのステレオカメラが形成
され、これらにより、ステレオ画像が求められる。つま
り、垂直方向と水平方向の２つのステレオ画像が得られ
る。例えば、１つのステレオ画像だけでは、２個のカメ
ラからの距離が定まる点の集合体の位置情報が得られる
のみで、３次元空間の任意の点の座標の決定するには精
度が欠ける。ところが、本実施形態では、支持部材２２
ごとに２種類のステレオ画像が得られるので、正確な３
次元の位置情報が得られる。さらに、各カメラ２１ａ，
２１ｂ，２１ｃが直角二等辺三角形の頂点に位置するの
で、その計算速度も速くできるようになっている。
【００３２】各面２３の外形よりも、支持部材２２の外
形の方が大きく、カメラ２１の間隔が十分確保されてい
る。各面２３の形状は、基材２０が正２０面体のときに
は正三角形である。基材２０が正４面体及び正８面体の
ときにも、各面２３の形状は正三角形になる。基材２０
が正６面体のときには、各面２３の形状は正方形にな
る。基材２０が正１２面体のときには、各面２３の形状
は正５角形になる。
形の方が大きく、カメラ２１の間隔が十分確保されてい
る。各面２３の形状は、基材２０が正２０面体のときに
は正三角形である。基材２０が正４面体及び正８面体の
ときにも、各面２３の形状は正三角形になる。基材２０
が正６面体のときには、各面２３の形状は正方形にな
る。基材２０が正１２面体のときには、各面２３の形状
は正５角形になる。
【００３３】次に、支持部材２２及びカメラ２１の設計
について説明する。まず、正多面体にカメラを配置した
場合において全方向画像を撮影するのに必要な視野角に
ついて、各面２３の重心位置にピンホールカメラを配置
したものとして考察する図８のように、カメラ２１の中
心（各面２３の重心）位置をＡ，Ｂとし、正多面体の重
心位置をＣとし、２個のカメラ２１の光軸をＤ，Ｅと
し、頂点から面２３の重心を通る直線の交点をＳとす
る。また、線分ＣＤと線分ＳＡ及び線分ＣＥと線分ＳＢ
とはそれぞれ垂直とすると、正２０面体は、２０個の正
三角形で構成されるので、隣接する２つの面２３のなす
角αは、次の式（１）から、 ｓｉｎ（α／２）＝２／（３1/2 ＋（１５）1/2 ）・・・（１） α＝４１．８１０３（度） となる。そのため、ＡＳＢの角度θは、１３８．１８９
７度となる。正２０面体においては、各面２３が正三角
形なので、線分ＳＡ，ＳＢの長さが等しく、視野限界の
交点Ｐとレンズを結ぶ線分ＰＡ，ＰＢとが平行になると
きは、線分ＰＡと線分ＡＢ及び線分ＰＢと線分ＡＢとが
互いに垂直のときであり、このときの視野角δは４１．
８１０３度になる。即ち、視野角δが４１．８１０３度
以上のときに、全方向の画像が撮影可能になる。
について説明する。まず、正多面体にカメラを配置した
場合において全方向画像を撮影するのに必要な視野角に
ついて、各面２３の重心位置にピンホールカメラを配置
したものとして考察する図８のように、カメラ２１の中
心（各面２３の重心）位置をＡ，Ｂとし、正多面体の重
心位置をＣとし、２個のカメラ２１の光軸をＤ，Ｅと
し、頂点から面２３の重心を通る直線の交点をＳとす
る。また、線分ＣＤと線分ＳＡ及び線分ＣＥと線分ＳＢ
とはそれぞれ垂直とすると、正２０面体は、２０個の正
三角形で構成されるので、隣接する２つの面２３のなす
角αは、次の式（１）から、 ｓｉｎ（α／２）＝２／（３1/2 ＋（１５）1/2 ）・・・（１） α＝４１．８１０３（度） となる。そのため、ＡＳＢの角度θは、１３８．１８９
７度となる。正２０面体においては、各面２３が正三角
形なので、線分ＳＡ，ＳＢの長さが等しく、視野限界の
交点Ｐとレンズを結ぶ線分ＰＡ，ＰＢとが平行になると
きは、線分ＰＡと線分ＡＢ及び線分ＰＢと線分ＡＢとが
互いに垂直のときであり、このときの視野角δは４１．
８１０３度になる。即ち、視野角δが４１．８１０３度
以上のときに、全方向の画像が撮影可能になる。
【００３４】正１２面体は、１２個の正五角形から構成
され、隣接する２つの面２３の角度αは、次の式（２）
から、 ｓｉｎ（α／２）＝２1/2 ／（５＋５1/2 ）1/2 ・・・（２） α＝６３．４３４９（度） となる。そのため、正２０面体の場合と同様に、全方向
の画像を撮影するために正１２面体の場合には、視野角
δが６３．４３４９度以上必要になる。
され、隣接する２つの面２３の角度αは、次の式（２）
から、 ｓｉｎ（α／２）＝２1/2 ／（５＋５1/2 ）1/2 ・・・（２） α＝６３．４３４９（度） となる。そのため、正２０面体の場合と同様に、全方向
の画像を撮影するために正１２面体の場合には、視野角
δが６３．４３４９度以上必要になる。
【００３５】正８面体の場合には、８つの正三角形で構
成されるので、隣接する２つの面２３のなす角αは、次
の式（３）から、 ｓｉｎ（α／２）＝１／３1/2 ・・・（３） α＝７０．５２８８（度） となる。そのため、全方向の画像を撮影するのに必要な
視野角δは７０．５２８８度以上になる。
成されるので、隣接する２つの面２３のなす角αは、次
の式（３）から、 ｓｉｎ（α／２）＝１／３1/2 ・・・（３） α＝７０．５２８８（度） となる。そのため、全方向の画像を撮影するのに必要な
視野角δは７０．５２８８度以上になる。
【００３６】正６面体の場合には、６個の正方形から構
成されるので、隣接する２つの面２３のなす角αは、次
の式（４）から、 ｓｉｎ（α／２）＝１ ／２1/2 ・・・（４） α＝９０（度） となる。そのため、全方向の画像を撮影するのに必要な
視野角δは、９０度以上になる。
成されるので、隣接する２つの面２３のなす角αは、次
の式（４）から、 ｓｉｎ（α／２）＝１ ／２1/2 ・・・（４） α＝９０（度） となる。そのため、全方向の画像を撮影するのに必要な
視野角δは、９０度以上になる。
【００３７】正４面体の場合には、４個の正三角形から
構成されるので、隣接する２つの面２３のなす角αは、
次の式（５）から、 ｓｉｎ（α／２）＝２ ／６1/2 ・・・（５） α＝１０９．４７１２（度） となる。そのため、全方向の画像を撮影するのに必要な
視野角δは、１０９．４７１２度以上になる。
構成されるので、隣接する２つの面２３のなす角αは、
次の式（５）から、 ｓｉｎ（α／２）＝２ ／６1/2 ・・・（５） α＝１０９．４７１２（度） となる。そのため、全方向の画像を撮影するのに必要な
視野角δは、１０９．４７１２度以上になる。
【００３８】ここで、基材２０の各面２３における３眼
ステレオカメラで捉えるステレオ画像について、各カメ
ラ２１ａ，２１ｂ，２１ｃをピンホールカメラとして説
明する。
ステレオカメラで捉えるステレオ画像について、各カメ
ラ２１ａ，２１ｂ，２１ｃをピンホールカメラとして説
明する。
【００３９】例えば、図９のように、カメラ２１ａとカ
メラ２１ｂとを結ぶ線分ＬＲと、各カメラ２１ａ，カメ
ラ２１ｂの光軸ＣＬ，ＣＲは、垂直である。また、この
光軸ＣＬ，ＣＲは、各カメラ２１ａ，カメラ２１ｂの視
野角θ１，θ２の垂直２等分線である。各カメラ２１
ａ，カメラ２１ｂの視野限界の交わる場所Ｐからカメラ
２１ａ，カメラ２１ｂの画像が重なりはじめ、その場所
Ｐよりも基準面から離れると、その画像の重なりが増え
る。カメラ２１ａ，カメラ２１ｂの画像が重なるところ
で、ステレオ画像が取得できる。カメラ２１ｃとカメラ
２１ａについても同様である。
メラ２１ｂとを結ぶ線分ＬＲと、各カメラ２１ａ，カメ
ラ２１ｂの光軸ＣＬ，ＣＲは、垂直である。また、この
光軸ＣＬ，ＣＲは、各カメラ２１ａ，カメラ２１ｂの視
野角θ１，θ２の垂直２等分線である。各カメラ２１
ａ，カメラ２１ｂの視野限界の交わる場所Ｐからカメラ
２１ａ，カメラ２１ｂの画像が重なりはじめ、その場所
Ｐよりも基準面から離れると、その画像の重なりが増え
る。カメラ２１ａ，カメラ２１ｂの画像が重なるところ
で、ステレオ画像が取得できる。カメラ２１ｃとカメラ
２１ａについても同様である。
【００４０】３眼カメラの構成をとることにより、２セ
ットのステレオカメラが形成されるので、この２セット
のステレオカメラから得られる情報が相互に補完されて
精度が向上する。さらに、１セットのステレオカメラで
撮影したステレオ画像では取得困難な情報に関し、もう
一方のステレオカメラで撮影した画像により補完される
ことにより、高密度な情報取得が可能になる。
ットのステレオカメラが形成されるので、この２セット
のステレオカメラから得られる情報が相互に補完されて
精度が向上する。さらに、１セットのステレオカメラで
撮影したステレオ画像では取得困難な情報に関し、もう
一方のステレオカメラで撮影した画像により補完される
ことにより、高密度な情報取得が可能になる。
【００４１】図１を側面から見ると図１０のようにな
る。カメラ間隔は、３次元の位置情報の精度を確保する
ための重要な値である。これを短くすると精度が劣化す
る。これに対し、装置全体の構成は小型化したい。その
ため、支持部材２２の外形に対して、基材２０の各面２
３の形状は小さくなっており、該支持部材２２を各面２
３に取り付けると、対をなすカメラ２１ａ，２１ｂ間を
結ぶ線分及びカメラ２１ａ，２１ｃ間を結ぶ線分が、隣
接する支持部材２２における基準平面を貫通し、図１の
ように一見複雑に入り組んだ構成になる。仮に、図１の
支持部材２２が交差しないように基材２０から離すと、
図１１のようになり、装置全体の大きさが大型化する。
支持部材２２を基材２０に取り付ける際には、該支持部
材２２を面２３の位置に応じて回転させて取り付ける。
基材２０が正４面体、正６面体、正８面体、正１２面体
及び正２０面体の場合の支持部材２２の取り付け例を展
開図で示すと、図１２〜図１６のようになる。図１２〜
図１６のように支持部材２２を基材２０の各面に取付け
ると、各支持部材２２におけるカメラ２１ａ，２１ｂ，
２１ｃ間を結ぶ直線で囲まれる閉図形が、隣接する支持
部材２２における各カメラ間を結ぶ直線で囲まれる閉図
形に干渉することになる。この状態では、各支持部材２
２におけるステレオカメラのベースラインが、隣接する
支持部材２２の切り欠き部を通る。
る。カメラ間隔は、３次元の位置情報の精度を確保する
ための重要な値である。これを短くすると精度が劣化す
る。これに対し、装置全体の構成は小型化したい。その
ため、支持部材２２の外形に対して、基材２０の各面２
３の形状は小さくなっており、該支持部材２２を各面２
３に取り付けると、対をなすカメラ２１ａ，２１ｂ間を
結ぶ線分及びカメラ２１ａ，２１ｃ間を結ぶ線分が、隣
接する支持部材２２における基準平面を貫通し、図１の
ように一見複雑に入り組んだ構成になる。仮に、図１の
支持部材２２が交差しないように基材２０から離すと、
図１１のようになり、装置全体の大きさが大型化する。
支持部材２２を基材２０に取り付ける際には、該支持部
材２２を面２３の位置に応じて回転させて取り付ける。
基材２０が正４面体、正６面体、正８面体、正１２面体
及び正２０面体の場合の支持部材２２の取り付け例を展
開図で示すと、図１２〜図１６のようになる。図１２〜
図１６のように支持部材２２を基材２０の各面に取付け
ると、各支持部材２２におけるカメラ２１ａ，２１ｂ，
２１ｃ間を結ぶ直線で囲まれる閉図形が、隣接する支持
部材２２における各カメラ間を結ぶ直線で囲まれる閉図
形に干渉することになる。この状態では、各支持部材２
２におけるステレオカメラのベースラインが、隣接する
支持部材２２の切り欠き部を通る。
【００４２】このような構成の全方向ステレオ画像撮影
装置は、図１７のように例えばスタンド３０に固定さ
れ、図示しない電線類は基材２０の内部及びスタンド３
０を通って外部に導出される。各支持部材２２の支持す
る３個のカメラ２１ａ，２１ｂ，２１ｃが、分割された
３次元空間を担当して面２３の法線方向の画像をそれぞ
れ撮影する。即ち、３次元空間全体が同時に撮影され
る。これらの撮影結果から２つのステレオ画像が形成さ
れ、さらに、該ステレオ画像から３次元空間における位
置情報が求められる。
装置は、図１７のように例えばスタンド３０に固定さ
れ、図示しない電線類は基材２０の内部及びスタンド３
０を通って外部に導出される。各支持部材２２の支持す
る３個のカメラ２１ａ，２１ｂ，２１ｃが、分割された
３次元空間を担当して面２３の法線方向の画像をそれぞ
れ撮影する。即ち、３次元空間全体が同時に撮影され
る。これらの撮影結果から２つのステレオ画像が形成さ
れ、さらに、該ステレオ画像から３次元空間における位
置情報が求められる。
【００４３】次に、本実施形態の全方向ステレオ画像撮
影装置の用途を説明する。全方向に関する濃度画像ばか
りでなく、３次元空間における位置情報が正確に取得で
き、本装置を設置した場所の全方向の環境を観察できる
ので、例えば危険区域等の全体の環境を遠隔地から観察
できる。管路等の人間の入れない場所に全方向ステレオ
画像装置を侵入させることにより、例えば継ぎ目等の管
路の側壁の状態も観測できる。さらに、カメラ２１及び
支持部材２２を十分小さくすると、内視鏡としても使用
できる。この場合、先端部を回転させなくても全周囲の
状態をひずみなく観察できる。
影装置の用途を説明する。全方向に関する濃度画像ばか
りでなく、３次元空間における位置情報が正確に取得で
き、本装置を設置した場所の全方向の環境を観察できる
ので、例えば危険区域等の全体の環境を遠隔地から観察
できる。管路等の人間の入れない場所に全方向ステレオ
画像装置を侵入させることにより、例えば継ぎ目等の管
路の側壁の状態も観測できる。さらに、カメラ２１及び
支持部材２２を十分小さくすると、内視鏡としても使用
できる。この場合、先端部を回転させなくても全周囲の
状態をひずみなく観察できる。
【００４４】また、利用者の上下を含む全周囲から、遠
隔地の画像を提供して利用者にあたかも遠隔地にいるよ
うな臨場感を与えるシステムの画像入力側装置として使
用できる。
隔地の画像を提供して利用者にあたかも遠隔地にいるよ
うな臨場感を与えるシステムの画像入力側装置として使
用できる。
【００４５】以上のように、上記実施形態の全方向ステ
レオ画像撮影装置によれば、次のような特徴を得ること
ができる。 ・ カメラ２１ａ，２１ｂ，２１ｃをそれぞれ基準平面
上に支持する複数の支持部材２２を多面体の面２３に取
り付けたので、装置を中心にして、３次元空間全体の画
像を同時に取得することができ、リアルタイム性が確保
できると共に、空間分解能が高い画像が取得できる。
レオ画像撮影装置によれば、次のような特徴を得ること
ができる。 ・ カメラ２１ａ，２１ｂ，２１ｃをそれぞれ基準平面
上に支持する複数の支持部材２２を多面体の面２３に取
り付けたので、装置を中心にして、３次元空間全体の画
像を同時に取得することができ、リアルタイム性が確保
できると共に、空間分解能が高い画像が取得できる。
【００４６】・ 各支持部材２２が支持するカメラ２１
ａ，２１ｂ，２１ｃによって、２組のステレオカメラが
構成されるので、取得する３次元空間の位置情報の精度
が向上する。さらに、カメラ２１ａで撮影する画像は、
２つのステレオ画像を生成する際に、共有されるので、
装置全体のカメラ数の増加を少なくできる。
ａ，２１ｂ，２１ｃによって、２組のステレオカメラが
構成されるので、取得する３次元空間の位置情報の精度
が向上する。さらに、カメラ２１ａで撮影する画像は、
２つのステレオ画像を生成する際に、共有されるので、
装置全体のカメラ数の増加を少なくできる。
【００４７】・ カメラ間を結ぶ線分の一部あるは全部
は、隣接する支持部材２２における基準平面を貫通する
構成にしたので、精度を維持しつつ、装置全体を小型化
できる。
は、隣接する支持部材２２における基準平面を貫通する
構成にしたので、精度を維持しつつ、装置全体を小型化
できる。
【００４８】・ カメラ２１ａ，２１ｂ，２１ｃは、直
角二等辺三角形の頂点となるように配置したので、３次
元の位置情報を取得する際の処理速度を速くできる。 ・ 基材２０を正４面体、正６面体、正８面体、正１２
面体或いは正２０面体で構成したので、３次元空間の分
割が均等となり、複数の支持部材２２の形状や、それに
支持されるカメラ２１ａ，２１ｂ，２１ｃの特性を揃え
ることが可能になり、低コスト化が可能になる。
角二等辺三角形の頂点となるように配置したので、３次
元の位置情報を取得する際の処理速度を速くできる。 ・ 基材２０を正４面体、正６面体、正８面体、正１２
面体或いは正２０面体で構成したので、３次元空間の分
割が均等となり、複数の支持部材２２の形状や、それに
支持されるカメラ２１ａ，２１ｂ，２１ｃの特性を揃え
ることが可能になり、低コスト化が可能になる。
【００４９】なお、上記実施形態は以下のように変更し
てもよい。 ○ 基材２０の形状は、正多面体に限定されず、さら
に、支持部材２２の取り付け位置も用途によって変更可
能である。例えば、基材２０を図１８（ａ）の多角柱と
して側面のみに支持部材２２を取り付けてもよい。同様
に、図１８（ｂ）のように、基材２０を多角錘台を重ね
たような形状にしてもよい。
てもよい。 ○ 基材２０の形状は、正多面体に限定されず、さら
に、支持部材２２の取り付け位置も用途によって変更可
能である。例えば、基材２０を図１８（ａ）の多角柱と
して側面のみに支持部材２２を取り付けてもよい。同様
に、図１８（ｂ）のように、基材２０を多角錘台を重ね
たような形状にしてもよい。
【００５０】○ 上記実施形態では、基材２０の多面体
のすべての面２３に支持部材２２を取付けた例を説明し
ているが、ステレオ画像の取得の必要がない方向がある
場合、それに対応する面２３には支持部材２２を取付け
なくてもよい。
のすべての面２３に支持部材２２を取付けた例を説明し
ているが、ステレオ画像の取得の必要がない方向がある
場合、それに対応する面２３には支持部材２２を取付け
なくてもよい。
【００５１】○ 支持部材２２が支持するカメラ２１
ａ，２１ｂ，２１ｃの数は、変更可能である。例えば精
度の問題がない場合には、２個にしてもよし、また、よ
り精度を向上させたい場合には、例えば図１９のように
５個にしてもよい。
ａ，２１ｂ，２１ｃの数は、変更可能である。例えば精
度の問題がない場合には、２個にしてもよし、また、よ
り精度を向上させたい場合には、例えば図１９のように
５個にしてもよい。
【００５２】○ カメラ２１ａ，２１ｂ，２１ｃは、可
視光を撮影するものでなくてもよい。例えば赤外光や放
射線等を撮影するものでもよい。 ○ カメラ２１ａ，２１ｂ，２１ｃは、直角二等辺三角
形の頂点となるように支持されているが、他の位置に支
持してもよい。
視光を撮影するものでなくてもよい。例えば赤外光や放
射線等を撮影するものでもよい。 ○ カメラ２１ａ，２１ｂ，２１ｃは、直角二等辺三角
形の頂点となるように支持されているが、他の位置に支
持してもよい。
【００５３】○ 上記実施形態では、全方向の濃度画像
及び３次元位置情報の取得が可能な全方向ステレオ画像
撮影装置の技術を説明したが、この技術は、所望の複数
の方向のみに関する濃度画像及び３次元位置情報の取得
が可能なステレオ画像撮影装置にも適用可能である。例
えば、図２０のように、ステレオカメラを構成する３個
以上のカメラ２１をそれぞれ支持する複数の支持部材２
２を、各支持部材２２に外接する平面で囲んだ凸型閉立
体またはカメラ視野が、隣接する支持部材２２のカメラ
２１が作る閉図形と干渉するように配置するようにすれ
ば、各支持部材２２のカメラ２１が向く方向のステレオ
画像の取得が可能になり、これらの方向の濃度画像及び
３次元位置情報が隙間なく取得できる。図２０の装置を
視点を変えて見ると、図２１のようになる。
及び３次元位置情報の取得が可能な全方向ステレオ画像
撮影装置の技術を説明したが、この技術は、所望の複数
の方向のみに関する濃度画像及び３次元位置情報の取得
が可能なステレオ画像撮影装置にも適用可能である。例
えば、図２０のように、ステレオカメラを構成する３個
以上のカメラ２１をそれぞれ支持する複数の支持部材２
２を、各支持部材２２に外接する平面で囲んだ凸型閉立
体またはカメラ視野が、隣接する支持部材２２のカメラ
２１が作る閉図形と干渉するように配置するようにすれ
ば、各支持部材２２のカメラ２１が向く方向のステレオ
画像の取得が可能になり、これらの方向の濃度画像及び
３次元位置情報が隙間なく取得できる。図２０の装置を
視点を変えて見ると、図２１のようになる。
【００５４】
【発明の効果】以上、詳述したように、第１の発明によ
れば、複数のカメラを基準平面上に支持する複数の支持
部材を多面体の面に取り付けたので、装置を中心にし
て、３次元空間全体を分割し、各方向を各支持部材で支
持された複数のカメラが撮影することになり、全体が高
い分解能で撮影できる。
れば、複数のカメラを基準平面上に支持する複数の支持
部材を多面体の面に取り付けたので、装置を中心にし
て、３次元空間全体を分割し、各方向を各支持部材で支
持された複数のカメラが撮影することになり、全体が高
い分解能で撮影できる。
【００５５】第２の発明のよれば、各支持部材は基準平
面に複数のカメラを配置する構成とし、各カメラは、同
一支持部材に支持された他のカメラとでステレオカメラ
をない、多面体の面が向く方向の３次元画像を撮影する
ので、３次元空間の位置情報の取得が可能になる。
面に複数のカメラを配置する構成とし、各カメラは、同
一支持部材に支持された他のカメラとでステレオカメラ
をない、多面体の面が向く方向の３次元画像を撮影する
ので、３次元空間の位置情報の取得が可能になる。
【００５６】第３の発明によれば、対をなすカメラの一
部或いはすべては、隣接する支持部材における基準平面
と交差する直線上に、隣接する支持部材に配置されたカ
メラの視野を遮らないように配置するので、支持部材及
び複数のカメラで構成されるユニットの外形が多面体の
各面よりも大きくても、ユニットの各面への取付けが可
能になる。その上、すべてのカメラの画像には、他のカ
メラが写らないので、視野をふさぐことがない。換言す
れば、大きなユニットが小さな多面体に複数取付けら
れ、完全な全方向のステレオ画像を得ることが可能にな
る。
部或いはすべては、隣接する支持部材における基準平面
と交差する直線上に、隣接する支持部材に配置されたカ
メラの視野を遮らないように配置するので、支持部材及
び複数のカメラで構成されるユニットの外形が多面体の
各面よりも大きくても、ユニットの各面への取付けが可
能になる。その上、すべてのカメラの画像には、他のカ
メラが写らないので、視野をふさぐことがない。換言す
れば、大きなユニットが小さな多面体に複数取付けら
れ、完全な全方向のステレオ画像を得ることが可能にな
る。
【００５７】第４の発明によれば、全方向ステレオ画像
撮影装置において、各支持部材は、３個以上のカメラを
それぞれ支持し、各支持部材におけるカメラ間を結ぶ直
線で囲まれる閉図形は、隣接する支持部材における各カ
メラ間を結ぶ直線で囲まれる閉図形に干渉する構成にし
ている。そのため、第３の発明と同様に、支持部材及び
複数のカメラで構成されるユニットの外形が多面体の各
面よりも大きくても、各面に取り付け可能になる。
撮影装置において、各支持部材は、３個以上のカメラを
それぞれ支持し、各支持部材におけるカメラ間を結ぶ直
線で囲まれる閉図形は、隣接する支持部材における各カ
メラ間を結ぶ直線で囲まれる閉図形に干渉する構成にし
ている。そのため、第３の発明と同様に、支持部材及び
複数のカメラで構成されるユニットの外形が多面体の各
面よりも大きくても、各面に取り付け可能になる。
【００５８】第５の発明によれば、各支持部材に、複数
のカメラによって２以上のスレオカメラが形成されるよ
うにしたので、取得される位置情報の精度が高まる。第
６の発明によれば、多面体は正多面体で構成したので、
３次元空間の分割が均等となり、複数の支持部材の形状
を揃えることが可能になると共に、各面間における画像
統合処理も合理的に行えるようになる。
のカメラによって２以上のスレオカメラが形成されるよ
うにしたので、取得される位置情報の精度が高まる。第
６の発明によれば、多面体は正多面体で構成したので、
３次元空間の分割が均等となり、複数の支持部材の形状
を揃えることが可能になると共に、各面間における画像
統合処理も合理的に行えるようになる。
【００５９】第７及び第８の発明によれば、ステレオカ
メラを構成する３個以上のカメラをそれぞれ支持する複
数の支持部材を、各支持部材に外接する平面で囲んだ凸
型閉立体またはカメラ視野が、隣接する支持部材のカメ
ラが作る閉図形と干渉するように配置して、ステレオ画
像撮影装置を構成したので、支持部材及び複数のカメラ
で構成されるユニットが狭い場所に取り付け可能になる
と共に、すべてのカメラの画像には、他のカメラが写ら
ないので、視野をふさぐことがない。よって、所望の複
数の方向の完全なステレオ画像を得ることが可能にな
る。
メラを構成する３個以上のカメラをそれぞれ支持する複
数の支持部材を、各支持部材に外接する平面で囲んだ凸
型閉立体またはカメラ視野が、隣接する支持部材のカメ
ラが作る閉図形と干渉するように配置して、ステレオ画
像撮影装置を構成したので、支持部材及び複数のカメラ
で構成されるユニットが狭い場所に取り付け可能になる
と共に、すべてのカメラの画像には、他のカメラが写ら
ないので、視野をふさぐことがない。よって、所望の複
数の方向の完全なステレオ画像を得ることが可能にな
る。
【図１】 本発明の実施形態を示す之全方向ステレオ画
像撮影装置の正面図。
像撮影装置の正面図。
【図２】 従来の第１の全方位ステレオ画像撮影装置を
示す構成図。
示す構成図。
【図３】 従来の第２の全方位ステレオ画像撮影装置を
示す構成図。
示す構成図。
【図４】 従来の第３の全方位ステレオ画像撮影装置を
示す構成図。
示す構成図。
【図５】 従来のステレオ３次元計測装置を示す構成
図。
図。
【図６】 図１中の基材２０を示す正面図。
【図７】 図１中の支持部材２２を示す斜視図。
【図８】 支持部材２２及びカメラ２１の設計の説明
図。
図。
【図９】 支持部材２２の視野範囲の説明図。
【図１０】 図１の側面図。
【図１１】 図１の分解図。
【図１２】 正四面体の展開図。
【図１３】 正６面体の展開図。
【図１４】 正８面体の展開図。
【図１５】 正１２面体の展開図。
【図１６】 正２０面体の展開図。
【図１７】 スタンドに取り付けた全方向ステレオ画像
撮影装置を示す斜視図。
撮影装置を示す斜視図。
【図１８】 基材支持２０の他の例を示す斜視図。
【図１９】 カメラの位置の説明図。
【図２０】 応用例のステレオ画像撮影装置の構成図。
【図２１】 別角度から見た図２０の装置の斜視図。
２０…基材、２１，２１ａ〜２１ｃ…カメラ、２２…支
持部材、３０…スタンド
持部材、３０…スタンド
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｇ０３Ｂ 15/00 Ｇ０３Ｂ 15/00 Ｓ ５Ｃ０５４ 17/56 Ａ ５Ｃ０６１ 17/56 35/00 Ｚ 35/00 Ｈ０４Ｎ 5/222 Ｂ Ｈ０４Ｎ 5/222 7/18 Ｖ 7/18 13/00 13/00 13/02 13/02 17/00 Ｋ 17/00 Ｇ０１Ｂ 11/24 Ｎ (71)出願人 396020800 科学技術振興事業団 埼玉県川口市本町４丁目１番８号 (72)発明者 山本 和彦 岐阜県岐阜市則武中１丁目９番地18−202 号 (72)発明者 桑島 茂純 東京都国分寺市内藤２丁目10番12号 株式 会社ビュープラス内 (72)発明者 棚橋 英樹 岐阜県本巣郡巣南町古橋777番地の１ Ｆターム(参考） 2F065 AA04 AA15 AA53 AA60 BB08 CC00 DD06 FF05 JJ05 JJ07 JJ26 PP01 PP25 PP26 2F112 AD06 BA05 CA00 CA04 CA08 2H059 AA10 2H105 AA01 AA30 EE31 EE32 5C022 AA01 AB61 AB62 AC26 CA01 CA02 5C054 AA01 CA04 CC05 CE01 CF03 FC15 FD01 FF02 HA04 HA17 HA18 HA22 5C061 AA20 AB04 BB03 BB18
Claims (8)
- 【請求項１】 複数のカメラを基準平面上にそれぞれ支
持する複数の支持部材を、多面体のすべての面或いは一
部を除くすべての面に着脱自在に取付けたことを特徴と
する全方向ステレオ画像撮影装置。 - 【請求項２】 前記各支持部材は、前記取り付けられた
各面に平行な前記基準平面に前記複数のカメラを配置す
る構成とし、前記各カメラは、同一前記支持部材に支持
された他のカメラと対をなし、該支持部材の取り付けら
れた前記多面体の面が向く方向及びその近傍の方向に関
して３次元情報の演算を可能にする画像を撮影するステ
レオカメラを形成することを特徴とする請求項１記載の
全方向ステレオ画像撮影装置。 - 【請求項３】 前記対をなすカメラの一部或いはすべて
は、隣接する前記支持部材における前記基準平面と交差
する直線上に、隣接する前記支持部材に配置されたカメ
ラの視野を遮らないように配置されていることを特徴と
する請求項２記載の全方向ステレオ画像撮影装置。 - 【請求項４】 前記各支持部材は、３個以上の前記カメ
ラをそれぞれ支持し、各支持部材における前記カメラ間
を結ぶ直線で囲まれる閉図形は、隣接する支持部材にお
ける各カメラ間を結ぶ直線で囲まれる閉図形に干渉する
構成にしたことを特徴とする請求項１、２または３記載
の全方向ステレオ画像撮影装置。 - 【請求項５】 前記各支持部材には、前記複数のカメラ
によって２以上の前記ステレオカメラが形成されること
を特徴とする請求項１、２、３または４記載の全方向ス
テレオ画像撮影装置。 - 【請求項６】 前記多面体は、前記各面が３次元空間を
等分割する正多面体で構成したことを特徴とする請求項
１、２、３、４、５または６記載の全方向ステレオ画像
撮影装置。 - 【請求項７】 ステレオカメラを構成する３個以上のカ
メラをそれぞれ支持する複数の支持部材を、該各支持部
材に外接する平面で囲んだ凸型閉立体またはカメラ視野
が、隣接する支持部材のカメラが作る閉図形と干渉する
ように配置したことを特徴とするステレオ画像撮影装
置。 - 【請求項８】 ステレオカメラを構成する３個以上のカ
メラをそれぞれ支持する複数の支持部材を、該各支持部
材に外接する平面で囲んだ凸型閉立体またはカメラ視野
が、隣接する支持部材のカメラが作る閉図形と干渉する
ように、多面体の面に取り付けたことを特徴とするステ
レオ画像撮影装置。
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