JP2004163139A - 回転量算出装置、移動量算出装置、回転量算出方法、及び移動量算出方法 - Google Patents
回転量算出装置、移動量算出装置、回転量算出方法、及び移動量算出方法 Download PDFInfo
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Abstract
【課題】撮像装置が撮像した画像を解析して撮像装置の回転量を算出する。
【解決手段】時間的に連続して撮像された複数の画像のそれぞれに共通して含まれる、静止している被写体の、画像における変位ベクトルを、複数の画像ごとに算出する画像内移動量算出部180と、複数の画像ごとに算出された変位ベクトルに基づいて、回転量算出装置100の回転量を算出する回転量算出部220を備える。回転量算出部220は、例えば、画像ごとに算出された、複数の被写体の変位ベクトル及び移動量を用いて、変位ベクトルを、距離に相関を有する変数成分と、距離とは相関を有さない定数成分とに分解し、定数成分に基づいて、撮像装置の撮像方向に直角に交わる軸を中心とする、撮像装置の回転量を算出する。
【選択図】 図3
【解決手段】時間的に連続して撮像された複数の画像のそれぞれに共通して含まれる、静止している被写体の、画像における変位ベクトルを、複数の画像ごとに算出する画像内移動量算出部180と、複数の画像ごとに算出された変位ベクトルに基づいて、回転量算出装置100の回転量を算出する回転量算出部220を備える。回転量算出部220は、例えば、画像ごとに算出された、複数の被写体の変位ベクトル及び移動量を用いて、変位ベクトルを、距離に相関を有する変数成分と、距離とは相関を有さない定数成分とに分解し、定数成分に基づいて、撮像装置の撮像方向に直角に交わる軸を中心とする、撮像装置の回転量を算出する。
【選択図】 図3
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、回転量算出装置、移動量算出装置、回転量算出方法、及び移動量算出方法に関する。特に本発明は、撮像装置が撮像した画像を解析することで、その撮像装置の回転量又は移動量を算出する、回転量算出装置、移動量算出装置、回転量算出方法、及び移動量算出方法に関する。
【0002】
【従来の技術】
物体の回転量を測定する手法として、その物体にジャイロを内蔵する方法がある。また、その物体を撮像装置により撮像し、撮像した画像を解析することで、物体の回転量を得る方法もある。後者の場合、物体の回転量に加え、物体の移動量も測定することができる。
現時点で先行技術文献の存在を認識していないので、先行技術文献に関する記載を省略する。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
3次元空間において、物体の回転は、3つの成分を有する。しかし、ジャイロは水平面内の回転しか測定することができない。従って、ジャイロを用いる場合、物体の回転ベクトルを測定することは難しかった。
また、物体の動きを検出するためには、回転の他、移動を検出する必要がある。しかし、物体の移動を測定するためには、ジャイロの他、移動を検出する装置を設ける必要がある。
【0004】
また、撮像装置には、撮像可能エリアがある。従って、物体を撮像した画像を解析して回転や移動を得る場合、測定可能エリアに制限が生じる。
【0005】
そこで本発明は、上記の課題を解決することのできる回転量算出装置、移動量算出装置、回転量算出方法、及び移動量算出方法を提供することを目的とする。この目的は特許請求の範囲における独立項に記載の特徴の組み合わせにより達成される。また従属項は本発明の更なる有利な具体例を規定する。
【0006】
【課題を解決するための手段】
即ち、本発明の第1の形態によると、撮像装置によって撮像された画像を解析して撮像装置の回転量を算出する回転量算出装置であって、時間的に連続し、撮像装置によって撮像された複数の画像のそれぞれに共通して含まれる被写体の、複数の画像間の変位ベクトルを算出する画像内移動量算出部と、変位ベクトルに基づいて、撮像装置の回転量を算出する回転量算出部とを備えることを特徴とする回転量算出装置を提供する。
【0007】
第1の形態の回転量算出装置において、更に、撮像装置から被写体まで距離を算出する距離算出部を備え、回転量算出部は、複数の被写体の変位ベクトル及び距離に基づいて、変位ベクトル、及び撮像装置の撮像方向の双方に直角に交わる軸を中心とする回転量を算出してもよい。
【0008】
画像内移動量算出部は、画像内において異なる位置にある複数の被写体の変位ベクトルを算出し、回転量算出部は、複数の被写体の変位ベクトルに基づいて、撮像装置の撮像方向に平行な軸を中心とする、撮像装置の回転量を算出してもよい。
この場合、更に、複数の被写体のそれぞれから撮像装置までの距離を算出する距離算出部を備え、回転量算出部は、複数の被写体の、撮像装置までの距離及び変位ベクトルを用いて、回転量を算出してもよい。
【0009】
回転量算出部は、更に、変位ベクトルに基づいて、撮像装置の実空間における移動量を算出してもよい。
この場合、更に、撮像装置から被写体までの距離を算出する距離算出部を備え、回転量算出部は、被写体までの距離を更に用いて、撮像装置の実空間における移動量を算出してもよい。
また、更に、地図情報を、当該地図情報が示す位置の情報に対応付けて保持する地図情報保持部と、撮像装置の位置の初期値を取得する初期値入力部と、撮像装置の移動量及び回転量に基づいて、撮像装置の位置を更新する位置更新部と、位置更新部の更新結果に基づいて、地図情報保持部から地図情報を読み出して出力する地図情報出力部とを備えてもよい。
【0010】
回転量算出装置を利用者の身体の一部に装着する装着機構を更に備え、更に、撮像装置の回転量を、身体の一部の回転量として出力する出力部を備えてもよい。
この場合、身体の一部を、利用者の身体の他の部分から識別する識別情報を格納する識別情報保持部を更に備え、出力部は、回転量算出部が算出した回転量を、識別情報と共に出力してもよい。
【0011】
本発明の第2の形態は、撮像装置によって撮像された画像を解析して撮像装置の移動量を算出する移動量算出装置であって、時間的に連続し、撮像装置によって撮像された複数の画像のそれぞれに共通して含まれる被写体の、複数の画像間の変位ベクトルを算出する画像内移動量算出部と、撮像装置から被写体までの距離を算出する距離算出部と、変位ベクトル、及び距離に基づいて、撮像装置の実空間における移動量を算出する実空間移動量算出部とを備えることを特徴とする移動量算出装置を提供する。
【0012】
本発明の第3の形態は、撮像装置によって撮像された画像を解析する回転量算出方法であって、撮像装置によって撮像された、時間的に連続する複数の画像のそれぞれに共通して含まれる、静止している被写体の、画像中の変位ベクトルを算出し、変位ベクトルに基づいて撮像装置の回転量を算出することを特徴とする回転量算出方法を提供する。
【0013】
本発明の第4の形態は、撮像装置によって撮像された画像を解析して撮像装置の移動量を算出する移動量算出方法であって、時間的に連続し、撮像装置によって撮像された複数の画像のそれぞれに共通して含まれる被写体の、画像間の変位ベクトルを算出し、撮像装置から被写体までの距離を算出し、変位ベクトル、及び距離に基づいて、撮像装置の実空間における移動量を算出することを特徴とする移動量算出方法を提供する。
【0014】
なお上記の発明の概要は、本発明の必要な特徴の全てを列挙したものではなく、これらの特徴群のサブコンビネーションも又発明となりうる。
【0015】
【発明の実施の形態】
以下、発明の実施の形態を通じて本発明を説明するが、以下の実施形態は特許請求の範囲にかかる発明を限定するものではなく、又実施形態の中で説明されている特徴の組み合わせの全てが発明の解決手段に必須であるとは限らない。
【0016】
図1は、本発明の一実施形態である回転量算出装置100a〜d(以下、回転量算出装置100と総称する)の使用状態を示す図である。回転量算出装置100は、使用時に、利用者の両手両足にそれぞれ取り付けられる。回転量算出装置100は撮像装置を兼ねており、外部を時間的に連続して撮像する。そして、撮像した画像を解析して、利用者の手又は足の回転ベクトル及び移動ベクトルを算出し、算出した回転ベクトル及び移動ベクトルを、コンピュータ20へ無線で出力する。
これにより、利用者の手足の動きが、コンピュータ20へ入力される。
【0017】
また、回転量算出装置100a〜dのそれぞれは、利用者の身体のいずれの部分に装着されるかを識別する識別情報を予め格納する。そして、識別情報を、検出した回転ベクトル及び移動ベクトルに対応付けて出力する。このため、コンピュータ20は、いずれの回転量算出装置100から回転ベクトル及び移動ベクトルを受信したかを識別できる。すなわち、コンピュータ20は、どの手又は足の回転ベクトル又は移動ベクトルを受信したか認識することができる。
【0018】
図2は、回転量算出装置100の平面図である。回転量算出装置100は、本体部102、及び本体部102を利用者の手足に装着する装着機構104を有する。
【0019】
本体部102は、表面に、撮像部106a及び撮像部106bを有する。すなわち、回転量算出装置100は、撮像部106a及び106bによって撮像された画像を、三角測量の原理を用いて解析し、画像に含まれる複数の被写体の各々までの距離を算出する。また、本体部102は、回転量算出装置100の回転ベクトル及び移動ベクトルを算出するための処理回路を内蔵する。
装着機構104は、例えばバンドであるが、これに限定されない。
【0020】
図3は、回転量算出装置100の機能構成を示すブロック図である。回転量算出装置100は、撮像部106a及び106bの他に、画像格納部140、テンプレート保持部150、被写体切出部160、画像内移動量算出部180、距離算出部200、回転量算出部220、識別情報保持部240、及び出力部260を備える。
【0021】
2つの撮像部106は、同じタイミングで撮像を連続して実行し、それぞれ画像を生成する。撮像間隔は、例えば0.5秒以下である。
【0022】
画像格納部140は、2つの撮像部106が撮像した画像を格納する。このとき、画像格納部140は、画像を、撮像タイミングに対応付けて格納する。
【0023】
テンプレート保持部150は、被写体となり得る物の標準的な画像であるテンプレート画像を、複数の被写体毎に予め保持する。テンプレート画像は、被写体の特徴的な部分のみの画像であってもよい。
【0024】
被写体切出部160は、テンプレート保持部150が保持するテンプレート画像を用いて、画像格納部140が格納する画像から、複数の静止している被写体の像をそれぞれ切り出す。
【0025】
画像内移動量算出部180は、同一の撮像部106a又は106bにより撮像された2枚の画像から切り出された、同一の被写体の2つの像の、画像間の位置の差分、すなわち被写体の像の画像間の変位ベクトルを算出する。
【0026】
距離算出部200は、撮像部106a及び106bが同じタイミングで撮像した被写体の2つの像を用いて、回転量算出装置100から複数の被写体のそれぞれまでの距離を算出する。
【0027】
回転量算出部220は、画像内移動量算出部180が算出した変位ベクトル、及び距離算出部200が算出した距離に基づいて、回転量算出装置100の、実空間における回転ベクトル及び移動ベクトルを算出する。回転量算出部220が実行する具体的な処理は後述のフローチャートを用いて説明する。
【0028】
識別情報保持部240は、利用者の身体のいずれの部分に装着されるかを識別する識別情報を予め保持する。
出力部260は、回転量算出部220が算出した回転ベクトル及び移動ベクトルを、識別情報保持部が保持する識別情報に対応付けてコンピュータ20に無線で出力する。
【0029】
すなわち、回転量算出装置100は、撮像した画像を解析し、被写体の画像内の変位ベクトル、及び回転量算出装置100から被写体までの距離を算出する。そして、算出した変位ベクトル及び距離に基づいて、回転量算出装置100の実空間における回転ベクトル及び移動ベクトルを算出する。
【0030】
図4は、回転量算出装置100の動作の全体を示すフローチャートである。回転量算出装置100の撮像部106a及び106bは、それぞれ外部を連続して2回撮像する(S20)。画像格納部140は、撮像された4つの画像を格納する(S40)。
被写体切出部160は、画像格納部140が格納する4つの画像のそれぞれに共通して含まれる複数の被写体の像を、各画像から切り出す(S60)。
【0031】
画像内移動量算出部180は、撮像部106a又は106bの一方が、異なるタイミングで撮像した2枚の画像間の被写体の像の、画像における位置の差分を、各被写体毎に算出する。そして、算出した差分に基づいて、画像間の被写体像の変位ベクトルを、各被写体毎に算出する(S80)。画像内移動量算出部180は、例えば、被写体の特徴的な部分の位置の差分を、変位ベクトルとする。
【0032】
また、距離算出部200は、切り出された被写体の像を用いて、各被写体までの距離を、三角測量の原理に基づいて算出する(S100)。
詳細には、距離算出部200は、各被写体毎に以下の処理を実行する。すなわち、撮像部106a及び106bのそれぞれが同じタイミングで撮像することで生成された、2枚の画像のそれぞれから切り出された、同一の被写体の像を選択する。そして、選択した被写体の像の位置の差分を算出する。距離算出部200は、算出した位置の差分を、三角測量の原理に基づいて処理し、各撮像タイミングにおける、回転量算出装置100から被写体までの距離を算出する。
【0033】
そして、回転量算出部220は、実空間における回転量算出装置100の回転ベクトル及び移動ベクトルを算出する(S120)。
そして、出力部260は、算出された回転ベクトル及び移動ベクトルを、識別情報に対応付けてコンピュータ20に出力する(S140)。
【0034】
ここで、回転量算出部220の動作の原理について説明する。
回転量算出装置100が、例えば静止している被写体を2回撮像した場合、被写体の像の、画像内の位置の変位は、回転量算出装置100の実空間における移動及び回転に起因して生じる。
【0035】
回転量算出装置100が実空間において移動した場合、被写体の像の変位ベクトルは、実空間の移動方向とは逆方向になる。また、変位ベクトルの大きさは、回転量算出装置100の移動量に比例する。
従って、被写体の変位ベクトルに基づいて、回転量算出装置100の実空間における移動量を算出することができる。
【0036】
また、図5(A)に示すように、回転量算出装置100の本体部102が、xy平面内で回転した場合、すなわち撮像方向に平行な軸を回転軸として回転した場合、画像に含まれる被写体12の像は、図5(B)に示すように、画像の中心を軸に回転する。その回転量は、回転量算出装置100の回転量に比例する。
従って、被写体12の変位ベクトルに基づいて、回転量算出装置100の、撮像方向に平行な軸を回転軸とした回転量を算出することができる。
【0037】
また、図6(A)に示すように、回転量算出装置100の本体部102が、yz平面内又はxz平面内で回転した場合、すなわち撮像方向に垂直な軸を回転軸として回転した場合、画像に含まれる被写体12の像は、図6(B)に示すように、回転ベクトルを撮像面に投影したベクトルとは逆方向に動く。その移動量は、回転量算出装置100の回転量に比例する。
従って、被写体12の変位ベクトルに基づいて、回転量算出装置100の、撮像方向に垂直な軸を回転軸とした回転量を算出することができる。
【0038】
図7は、回転量算出部220の動作、すなわち図4のS120の詳細を示すフローチャートである。
回転量算出部220は、まず、xy平面内の回転量、すなわち撮像方向に平行な軸を中心とする回転量を算出する(S200)。そして、S200で算出した回転量から、この回転量に起因した変位ベクトルを算出する。そして、画像間の変位ベクトルから、新たに算出した変位ベクトルを差し引く(S210)。
次に、差し引いた後の変位ベクトル、及び被写体までの距離に基づいて、xz平面内の回転量及びyz平面内の回転量、すなわち撮像方向に垂直な軸を中心とする回転量を算出する。また、差し引いた後の変位ベクトル、及び被写体までの距離に基づいて、回転量算出装置100の移動ベクトルのx成分及びy成分、すなわち撮像方向に垂直な平面における移動ベクトルを算出する(S220)。
そして、各撮像タイミングにおける、回転量算出装置100から被写体までの距離に基づいて、回転量算出装置100の移動ベクトルのz成分、すなわち撮像方向に平行な方向における回転量算出装置100の移動量を算出する(S230)。
【0039】
図7に示す処理を実行することで、回転量算出部220は、回転量算出装置100の実空間における6自由度全ての変位量を算出することができる。
【0040】
図8は、図7のS200の処理の詳細を示すフローチャートである。回転量算出部100は、同一の画像に含まれる複数の被写体の像のうち、回転量算出装置100までの距離が略等しく、画像の中心を境に略点対称な位置にある2つの被写体の像を選択する(S300)。そして、選択した被写体の像の変位ベクトルの差である差分ベクトルを算出する(S310)。そして、差分ベクトルに基づいて、xy平面内の回転量を算出する(S320)。
【0041】
被写体の、画像間の変位ベクトルのうち、撮像方向に垂直な軸を回転軸として回転量算出装置100が回転したことに起因する成分の大きさ及び方向は、2つの被写体の像において同一である。従って、S310の処理を実行することで、この成分は取り除かれる。
また、被写体の、画像間の変位ベクトルのうち、回転量算出装置100の実空間における移動に起因する成分は、回転量算出装置100からの距離が等しい場合は、全ての被写体において同じ成分となる。従って、S310の処理を実行することで、この成分は取り除かれる。
従って、図7に示す処理を実行することで、回転量算出部220は、撮像方向に平行な軸を中心とする回転量を算出することができる。
【0042】
図9は、図7のS220の処理の詳細を示すフローチャートである。
【0043】
まず、原理を説明する。撮像装置が撮像方向に平行な軸を回転軸として回転していない場合、撮像装置の移動に起因する変位量は、撮像装置から被写体までの距離が遠いほど小さくなる。撮像装置の回転に起因する変位量は、撮像装置から被写体までの距離に依存しない。
従って、回転量算出部220は、変位ベクトルを、撮像装置から被写体までの距離に依存する変数成分と、距離に依存しない定数成分に分解し、変数成分及び定数成分のそれぞれを処理することで、撮像装置の移動量及び変位量を算出することができる。
【0044】
次に、実際に行う処理の一例を説明する。
まず、回転量算出部220は、2つの被写体の回転量算出装置100に対する相対位置を、画像内の被写体の位置、及び被写体までの距離に基づいて、各撮像タイミング毎に定義する(S410)。そして、定義した相対位置を、撮像方向に平行であり、かつ互いに直交する2つの平面(例えばXZ平面及びYZ平面)にそれぞれ投影する(S420)。そして、各平面毎に、以下の5つの方程式、α−α’の値、及びβ−β’の値に基づいて、各平面内における回転量を算出する。
【0045】
【数1】
【数2】
【数3】
【数4】
【数5】
【0046】
ここで、数式中の各記号の意味を、図10を用いて説明する。図10は、2つの被写体12、14及び回転量算出装置100の位置を、ある平面に投影した図である。
αは、投影面における、被写体12と被写体14を結んだ直線に対して回転量算出装置100から下ろした垂線と、被写体12と回転量算出装置100を結んだ直線が成す角である。
βは、投影面における、被写体12と被写体14を結んだ直線に対して回転量算出装置100から下ろした垂線と、被写体14及び回転量算出装置100を結んだ直線が成す角である。
Kは、投影面に垂直な軸を中心とする回転量算出装置100の回転量に起因して現れる、被写体12及び14の画像内の移動量である。
lは、投影面における、被写体12と回転量算出装置100の距離である。Lは、投影面における、被写体14と回転量算出装置100の距離である。
mは、投影面における、被写体12と被写体14を結んだ直線に対して回転量算出装置100から下ろした垂線の長さである。
nは、投影面における、被写体12及び被写体14の距離であり、定数である。
【0047】
(1)式〜(5)式のうち、(1)式及び(2)式は、同一の撮像装置106が撮像した2枚の画像のうち前に撮像された画像における式であり、(3)及び(4)は、2枚の画像のうち後に撮像された画像における式である。これらの式のうち、未知数は、α、α’、β、β’、m、m’、及びKである。α−α’、及びβ−β’は、被写体の変位ベクトルを、図10の平面に投影した投影ベクトルの一成分の長さとなる。すなわち、(1)式〜(5)式に加え、α−α’、及びβ−β’の値を用いることで、7つの未知数に対して7つの関係式が成立する。
従って、7つの未知数は全て算出できる。
【0048】
以上に基づいて、回転量算出部220は、連立方程式に基づいて、変位ベクトルのうち被写体までの距離によらない成分すなわちKを、各平面毎に算出する。そして、Kに予め定められた定数を乗ずることで、回転量算出装置100の回転量を、xz平面及びyz平面ごとに算出する(S430)。乗ずべき定数は、被写体の回転量と、Kとの関係を予め実測により求めることで、定める。
【0049】
そして、回転量算出部220は、連立方程式に基づいて、m及びm’を各平面毎に算出する。そして、各平面毎にm’−mを算出する。算出した値は、
回転量算出装置100の実空間における移動ベクトルの、x成分及びy成分である(S440)。
【0050】
従って、図9に示す処理を実行することで、回転量算出部220は、図5及び図6で算出されなかった2方向の回転量及び2方向の移動量を算出することができる。
【0051】
図11は、回転量算出装置100の変形例である回転量算出装置400の使用例を示す図である。回転量算出装置400は、例えば車両に搭載され、回転量算出装置100と同じ処理を実行することで、車両の移動方向及び移動量を検出する。回転量算出装置400は、移動方向を更新するときに、回転ベクトルを用いる。そして、回転量算出装置400は、車両の移動に合わせて地図を読み出し、表示する。
従って、回転量算出装置400は、車両に乗車している人に道案内を行うことができる。
【0052】
図12は、回転量算出装置400の機能構成を示すブロック図である。回転量算出装置400は、図3に示す回転量算出装置100の機能ブロック図において、識別情報保持部240及び出力部260の代わりに、地図情報保持部420、初期値入力部440、位置算出部460、及び地図情報表示部480を備える。他の構成及び機能については、図3と同じであるため、説明を省略する。
【0053】
地図情報保持部420は、緯度経度などの位置情報に対応付けて地図情報を予め保持する。
初期値入力部440は、回転量算出装置400の位置の初期値を入力する。
位置算出部460は、回転量算出部220が算出した、回転量算出装置400の回転量及び移動量に基づいて、回転量算出装置400の位置を更新する。
地図情報表示部480は、地図情報出力部の一例であり、位置算出部440が更新した回転量算出装置400の位置に基づいて、表示すべき地図情報を、地図情報保持部420から読み出し、表示する。
【0054】
図13は、回転量算出装置400の動作の全体を示すフローチャートである。まず、回転量算出装置400の初期入力部440は、回転量算出装置400の位置の初期値を取得する(S10)。そして、図4のS20〜S120と同じ処理を実行する。
そして、回転量算出装置400の位置を更新し(S500)、更新した位置に基づいて、表示している地図情報を更新する(S520)。
【0055】
以上、本発明を実施形態を用いて説明したが、本発明の技術的範囲は上記実施形態に記載の範囲には限定されない。上記実施形態に、多様な変更または改良を加えることができる。そのような変更または改良を加えた形態も本発明の技術的範囲に含まれ得ることが、特許請求の範囲の記載から明らかである。
【0056】
例えば、回転量算出装置100の移動量が既知の場合、図8のS300において、回転量算出部220は、距離及び点対称に関する条件を外し、変位ベクトルが互いに略逆方向を向いている、という条件のみで2つの被写体の像を選択してもよい。
【0057】
【発明の効果】
上記説明から明らかなように、本発明によれば、撮像装置が撮像した画像から、撮像装置の回転量を算出することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本実施形態の第1の例である回転量算出装置100の使用状態を示す図である。
【図2】回転量算出装置100の平面図である。
【図3】回転量算出装置100の機能構成を示すブロック図である。
【図4】回転量算出装置100の動作全体を示すフローチャートである。
【図5】(A)は、本体部102が回転する方向を示す図であり、(B)は、(A)に示す方向に回転したときの、画像における被写体の変位を説明する図である。
【図6】(A)は、本体部102が他の回転する方向を示す図であり、(B)は、(A)に示す方向に回転したときの、画像における被写体の変位を説明する図である。
【図7】図4のS120の詳細を示すフローチャートである
【図8】図7のS200の処理の詳細を示すフローチャートである。
【図9】図7のS220の処理の詳細を示すフローチャートである。
【図10】2つの被写体12、14及び回転量算出装置100の位置を、ある平面に投影した図である。
【図11】回転量算出装置100の変形例である回転量算出装置400の使用例を示す図である。
【図12】回転量算出装置400の機能構成を示すブロック図である。
【図13】回転量算出装置400の動作全体を示すフローチャートである。
【符号の説明】
100 回転量算出装置(撮像装置)
180 画像内移動量算出部
200 距離算出部
220 回転量算出部
240 識別情報保持部
260 出力部
420 地図情報保持部
460 位置算出部
480 地図情報表示部(地図情報出力部)
【発明の属する技術分野】
本発明は、回転量算出装置、移動量算出装置、回転量算出方法、及び移動量算出方法に関する。特に本発明は、撮像装置が撮像した画像を解析することで、その撮像装置の回転量又は移動量を算出する、回転量算出装置、移動量算出装置、回転量算出方法、及び移動量算出方法に関する。
【0002】
【従来の技術】
物体の回転量を測定する手法として、その物体にジャイロを内蔵する方法がある。また、その物体を撮像装置により撮像し、撮像した画像を解析することで、物体の回転量を得る方法もある。後者の場合、物体の回転量に加え、物体の移動量も測定することができる。
現時点で先行技術文献の存在を認識していないので、先行技術文献に関する記載を省略する。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
3次元空間において、物体の回転は、3つの成分を有する。しかし、ジャイロは水平面内の回転しか測定することができない。従って、ジャイロを用いる場合、物体の回転ベクトルを測定することは難しかった。
また、物体の動きを検出するためには、回転の他、移動を検出する必要がある。しかし、物体の移動を測定するためには、ジャイロの他、移動を検出する装置を設ける必要がある。
【0004】
また、撮像装置には、撮像可能エリアがある。従って、物体を撮像した画像を解析して回転や移動を得る場合、測定可能エリアに制限が生じる。
【0005】
そこで本発明は、上記の課題を解決することのできる回転量算出装置、移動量算出装置、回転量算出方法、及び移動量算出方法を提供することを目的とする。この目的は特許請求の範囲における独立項に記載の特徴の組み合わせにより達成される。また従属項は本発明の更なる有利な具体例を規定する。
【0006】
【課題を解決するための手段】
即ち、本発明の第1の形態によると、撮像装置によって撮像された画像を解析して撮像装置の回転量を算出する回転量算出装置であって、時間的に連続し、撮像装置によって撮像された複数の画像のそれぞれに共通して含まれる被写体の、複数の画像間の変位ベクトルを算出する画像内移動量算出部と、変位ベクトルに基づいて、撮像装置の回転量を算出する回転量算出部とを備えることを特徴とする回転量算出装置を提供する。
【0007】
第1の形態の回転量算出装置において、更に、撮像装置から被写体まで距離を算出する距離算出部を備え、回転量算出部は、複数の被写体の変位ベクトル及び距離に基づいて、変位ベクトル、及び撮像装置の撮像方向の双方に直角に交わる軸を中心とする回転量を算出してもよい。
【0008】
画像内移動量算出部は、画像内において異なる位置にある複数の被写体の変位ベクトルを算出し、回転量算出部は、複数の被写体の変位ベクトルに基づいて、撮像装置の撮像方向に平行な軸を中心とする、撮像装置の回転量を算出してもよい。
この場合、更に、複数の被写体のそれぞれから撮像装置までの距離を算出する距離算出部を備え、回転量算出部は、複数の被写体の、撮像装置までの距離及び変位ベクトルを用いて、回転量を算出してもよい。
【0009】
回転量算出部は、更に、変位ベクトルに基づいて、撮像装置の実空間における移動量を算出してもよい。
この場合、更に、撮像装置から被写体までの距離を算出する距離算出部を備え、回転量算出部は、被写体までの距離を更に用いて、撮像装置の実空間における移動量を算出してもよい。
また、更に、地図情報を、当該地図情報が示す位置の情報に対応付けて保持する地図情報保持部と、撮像装置の位置の初期値を取得する初期値入力部と、撮像装置の移動量及び回転量に基づいて、撮像装置の位置を更新する位置更新部と、位置更新部の更新結果に基づいて、地図情報保持部から地図情報を読み出して出力する地図情報出力部とを備えてもよい。
【0010】
回転量算出装置を利用者の身体の一部に装着する装着機構を更に備え、更に、撮像装置の回転量を、身体の一部の回転量として出力する出力部を備えてもよい。
この場合、身体の一部を、利用者の身体の他の部分から識別する識別情報を格納する識別情報保持部を更に備え、出力部は、回転量算出部が算出した回転量を、識別情報と共に出力してもよい。
【0011】
本発明の第2の形態は、撮像装置によって撮像された画像を解析して撮像装置の移動量を算出する移動量算出装置であって、時間的に連続し、撮像装置によって撮像された複数の画像のそれぞれに共通して含まれる被写体の、複数の画像間の変位ベクトルを算出する画像内移動量算出部と、撮像装置から被写体までの距離を算出する距離算出部と、変位ベクトル、及び距離に基づいて、撮像装置の実空間における移動量を算出する実空間移動量算出部とを備えることを特徴とする移動量算出装置を提供する。
【0012】
本発明の第3の形態は、撮像装置によって撮像された画像を解析する回転量算出方法であって、撮像装置によって撮像された、時間的に連続する複数の画像のそれぞれに共通して含まれる、静止している被写体の、画像中の変位ベクトルを算出し、変位ベクトルに基づいて撮像装置の回転量を算出することを特徴とする回転量算出方法を提供する。
【0013】
本発明の第4の形態は、撮像装置によって撮像された画像を解析して撮像装置の移動量を算出する移動量算出方法であって、時間的に連続し、撮像装置によって撮像された複数の画像のそれぞれに共通して含まれる被写体の、画像間の変位ベクトルを算出し、撮像装置から被写体までの距離を算出し、変位ベクトル、及び距離に基づいて、撮像装置の実空間における移動量を算出することを特徴とする移動量算出方法を提供する。
【0014】
なお上記の発明の概要は、本発明の必要な特徴の全てを列挙したものではなく、これらの特徴群のサブコンビネーションも又発明となりうる。
【0015】
【発明の実施の形態】
以下、発明の実施の形態を通じて本発明を説明するが、以下の実施形態は特許請求の範囲にかかる発明を限定するものではなく、又実施形態の中で説明されている特徴の組み合わせの全てが発明の解決手段に必須であるとは限らない。
【0016】
図1は、本発明の一実施形態である回転量算出装置100a〜d(以下、回転量算出装置100と総称する)の使用状態を示す図である。回転量算出装置100は、使用時に、利用者の両手両足にそれぞれ取り付けられる。回転量算出装置100は撮像装置を兼ねており、外部を時間的に連続して撮像する。そして、撮像した画像を解析して、利用者の手又は足の回転ベクトル及び移動ベクトルを算出し、算出した回転ベクトル及び移動ベクトルを、コンピュータ20へ無線で出力する。
これにより、利用者の手足の動きが、コンピュータ20へ入力される。
【0017】
また、回転量算出装置100a〜dのそれぞれは、利用者の身体のいずれの部分に装着されるかを識別する識別情報を予め格納する。そして、識別情報を、検出した回転ベクトル及び移動ベクトルに対応付けて出力する。このため、コンピュータ20は、いずれの回転量算出装置100から回転ベクトル及び移動ベクトルを受信したかを識別できる。すなわち、コンピュータ20は、どの手又は足の回転ベクトル又は移動ベクトルを受信したか認識することができる。
【0018】
図2は、回転量算出装置100の平面図である。回転量算出装置100は、本体部102、及び本体部102を利用者の手足に装着する装着機構104を有する。
【0019】
本体部102は、表面に、撮像部106a及び撮像部106bを有する。すなわち、回転量算出装置100は、撮像部106a及び106bによって撮像された画像を、三角測量の原理を用いて解析し、画像に含まれる複数の被写体の各々までの距離を算出する。また、本体部102は、回転量算出装置100の回転ベクトル及び移動ベクトルを算出するための処理回路を内蔵する。
装着機構104は、例えばバンドであるが、これに限定されない。
【0020】
図3は、回転量算出装置100の機能構成を示すブロック図である。回転量算出装置100は、撮像部106a及び106bの他に、画像格納部140、テンプレート保持部150、被写体切出部160、画像内移動量算出部180、距離算出部200、回転量算出部220、識別情報保持部240、及び出力部260を備える。
【0021】
2つの撮像部106は、同じタイミングで撮像を連続して実行し、それぞれ画像を生成する。撮像間隔は、例えば0.5秒以下である。
【0022】
画像格納部140は、2つの撮像部106が撮像した画像を格納する。このとき、画像格納部140は、画像を、撮像タイミングに対応付けて格納する。
【0023】
テンプレート保持部150は、被写体となり得る物の標準的な画像であるテンプレート画像を、複数の被写体毎に予め保持する。テンプレート画像は、被写体の特徴的な部分のみの画像であってもよい。
【0024】
被写体切出部160は、テンプレート保持部150が保持するテンプレート画像を用いて、画像格納部140が格納する画像から、複数の静止している被写体の像をそれぞれ切り出す。
【0025】
画像内移動量算出部180は、同一の撮像部106a又は106bにより撮像された2枚の画像から切り出された、同一の被写体の2つの像の、画像間の位置の差分、すなわち被写体の像の画像間の変位ベクトルを算出する。
【0026】
距離算出部200は、撮像部106a及び106bが同じタイミングで撮像した被写体の2つの像を用いて、回転量算出装置100から複数の被写体のそれぞれまでの距離を算出する。
【0027】
回転量算出部220は、画像内移動量算出部180が算出した変位ベクトル、及び距離算出部200が算出した距離に基づいて、回転量算出装置100の、実空間における回転ベクトル及び移動ベクトルを算出する。回転量算出部220が実行する具体的な処理は後述のフローチャートを用いて説明する。
【0028】
識別情報保持部240は、利用者の身体のいずれの部分に装着されるかを識別する識別情報を予め保持する。
出力部260は、回転量算出部220が算出した回転ベクトル及び移動ベクトルを、識別情報保持部が保持する識別情報に対応付けてコンピュータ20に無線で出力する。
【0029】
すなわち、回転量算出装置100は、撮像した画像を解析し、被写体の画像内の変位ベクトル、及び回転量算出装置100から被写体までの距離を算出する。そして、算出した変位ベクトル及び距離に基づいて、回転量算出装置100の実空間における回転ベクトル及び移動ベクトルを算出する。
【0030】
図4は、回転量算出装置100の動作の全体を示すフローチャートである。回転量算出装置100の撮像部106a及び106bは、それぞれ外部を連続して2回撮像する(S20)。画像格納部140は、撮像された4つの画像を格納する(S40)。
被写体切出部160は、画像格納部140が格納する4つの画像のそれぞれに共通して含まれる複数の被写体の像を、各画像から切り出す(S60)。
【0031】
画像内移動量算出部180は、撮像部106a又は106bの一方が、異なるタイミングで撮像した2枚の画像間の被写体の像の、画像における位置の差分を、各被写体毎に算出する。そして、算出した差分に基づいて、画像間の被写体像の変位ベクトルを、各被写体毎に算出する(S80)。画像内移動量算出部180は、例えば、被写体の特徴的な部分の位置の差分を、変位ベクトルとする。
【0032】
また、距離算出部200は、切り出された被写体の像を用いて、各被写体までの距離を、三角測量の原理に基づいて算出する(S100)。
詳細には、距離算出部200は、各被写体毎に以下の処理を実行する。すなわち、撮像部106a及び106bのそれぞれが同じタイミングで撮像することで生成された、2枚の画像のそれぞれから切り出された、同一の被写体の像を選択する。そして、選択した被写体の像の位置の差分を算出する。距離算出部200は、算出した位置の差分を、三角測量の原理に基づいて処理し、各撮像タイミングにおける、回転量算出装置100から被写体までの距離を算出する。
【0033】
そして、回転量算出部220は、実空間における回転量算出装置100の回転ベクトル及び移動ベクトルを算出する(S120)。
そして、出力部260は、算出された回転ベクトル及び移動ベクトルを、識別情報に対応付けてコンピュータ20に出力する(S140)。
【0034】
ここで、回転量算出部220の動作の原理について説明する。
回転量算出装置100が、例えば静止している被写体を2回撮像した場合、被写体の像の、画像内の位置の変位は、回転量算出装置100の実空間における移動及び回転に起因して生じる。
【0035】
回転量算出装置100が実空間において移動した場合、被写体の像の変位ベクトルは、実空間の移動方向とは逆方向になる。また、変位ベクトルの大きさは、回転量算出装置100の移動量に比例する。
従って、被写体の変位ベクトルに基づいて、回転量算出装置100の実空間における移動量を算出することができる。
【0036】
また、図5(A)に示すように、回転量算出装置100の本体部102が、xy平面内で回転した場合、すなわち撮像方向に平行な軸を回転軸として回転した場合、画像に含まれる被写体12の像は、図5(B)に示すように、画像の中心を軸に回転する。その回転量は、回転量算出装置100の回転量に比例する。
従って、被写体12の変位ベクトルに基づいて、回転量算出装置100の、撮像方向に平行な軸を回転軸とした回転量を算出することができる。
【0037】
また、図6(A)に示すように、回転量算出装置100の本体部102が、yz平面内又はxz平面内で回転した場合、すなわち撮像方向に垂直な軸を回転軸として回転した場合、画像に含まれる被写体12の像は、図6(B)に示すように、回転ベクトルを撮像面に投影したベクトルとは逆方向に動く。その移動量は、回転量算出装置100の回転量に比例する。
従って、被写体12の変位ベクトルに基づいて、回転量算出装置100の、撮像方向に垂直な軸を回転軸とした回転量を算出することができる。
【0038】
図7は、回転量算出部220の動作、すなわち図4のS120の詳細を示すフローチャートである。
回転量算出部220は、まず、xy平面内の回転量、すなわち撮像方向に平行な軸を中心とする回転量を算出する(S200)。そして、S200で算出した回転量から、この回転量に起因した変位ベクトルを算出する。そして、画像間の変位ベクトルから、新たに算出した変位ベクトルを差し引く(S210)。
次に、差し引いた後の変位ベクトル、及び被写体までの距離に基づいて、xz平面内の回転量及びyz平面内の回転量、すなわち撮像方向に垂直な軸を中心とする回転量を算出する。また、差し引いた後の変位ベクトル、及び被写体までの距離に基づいて、回転量算出装置100の移動ベクトルのx成分及びy成分、すなわち撮像方向に垂直な平面における移動ベクトルを算出する(S220)。
そして、各撮像タイミングにおける、回転量算出装置100から被写体までの距離に基づいて、回転量算出装置100の移動ベクトルのz成分、すなわち撮像方向に平行な方向における回転量算出装置100の移動量を算出する(S230)。
【0039】
図7に示す処理を実行することで、回転量算出部220は、回転量算出装置100の実空間における6自由度全ての変位量を算出することができる。
【0040】
図8は、図7のS200の処理の詳細を示すフローチャートである。回転量算出部100は、同一の画像に含まれる複数の被写体の像のうち、回転量算出装置100までの距離が略等しく、画像の中心を境に略点対称な位置にある2つの被写体の像を選択する(S300)。そして、選択した被写体の像の変位ベクトルの差である差分ベクトルを算出する(S310)。そして、差分ベクトルに基づいて、xy平面内の回転量を算出する(S320)。
【0041】
被写体の、画像間の変位ベクトルのうち、撮像方向に垂直な軸を回転軸として回転量算出装置100が回転したことに起因する成分の大きさ及び方向は、2つの被写体の像において同一である。従って、S310の処理を実行することで、この成分は取り除かれる。
また、被写体の、画像間の変位ベクトルのうち、回転量算出装置100の実空間における移動に起因する成分は、回転量算出装置100からの距離が等しい場合は、全ての被写体において同じ成分となる。従って、S310の処理を実行することで、この成分は取り除かれる。
従って、図7に示す処理を実行することで、回転量算出部220は、撮像方向に平行な軸を中心とする回転量を算出することができる。
【0042】
図9は、図7のS220の処理の詳細を示すフローチャートである。
【0043】
まず、原理を説明する。撮像装置が撮像方向に平行な軸を回転軸として回転していない場合、撮像装置の移動に起因する変位量は、撮像装置から被写体までの距離が遠いほど小さくなる。撮像装置の回転に起因する変位量は、撮像装置から被写体までの距離に依存しない。
従って、回転量算出部220は、変位ベクトルを、撮像装置から被写体までの距離に依存する変数成分と、距離に依存しない定数成分に分解し、変数成分及び定数成分のそれぞれを処理することで、撮像装置の移動量及び変位量を算出することができる。
【0044】
次に、実際に行う処理の一例を説明する。
まず、回転量算出部220は、2つの被写体の回転量算出装置100に対する相対位置を、画像内の被写体の位置、及び被写体までの距離に基づいて、各撮像タイミング毎に定義する(S410)。そして、定義した相対位置を、撮像方向に平行であり、かつ互いに直交する2つの平面(例えばXZ平面及びYZ平面)にそれぞれ投影する(S420)。そして、各平面毎に、以下の5つの方程式、α−α’の値、及びβ−β’の値に基づいて、各平面内における回転量を算出する。
【0045】
【数1】
【数2】
【数3】
【数4】
【数5】
【0046】
ここで、数式中の各記号の意味を、図10を用いて説明する。図10は、2つの被写体12、14及び回転量算出装置100の位置を、ある平面に投影した図である。
αは、投影面における、被写体12と被写体14を結んだ直線に対して回転量算出装置100から下ろした垂線と、被写体12と回転量算出装置100を結んだ直線が成す角である。
βは、投影面における、被写体12と被写体14を結んだ直線に対して回転量算出装置100から下ろした垂線と、被写体14及び回転量算出装置100を結んだ直線が成す角である。
Kは、投影面に垂直な軸を中心とする回転量算出装置100の回転量に起因して現れる、被写体12及び14の画像内の移動量である。
lは、投影面における、被写体12と回転量算出装置100の距離である。Lは、投影面における、被写体14と回転量算出装置100の距離である。
mは、投影面における、被写体12と被写体14を結んだ直線に対して回転量算出装置100から下ろした垂線の長さである。
nは、投影面における、被写体12及び被写体14の距離であり、定数である。
【0047】
(1)式〜(5)式のうち、(1)式及び(2)式は、同一の撮像装置106が撮像した2枚の画像のうち前に撮像された画像における式であり、(3)及び(4)は、2枚の画像のうち後に撮像された画像における式である。これらの式のうち、未知数は、α、α’、β、β’、m、m’、及びKである。α−α’、及びβ−β’は、被写体の変位ベクトルを、図10の平面に投影した投影ベクトルの一成分の長さとなる。すなわち、(1)式〜(5)式に加え、α−α’、及びβ−β’の値を用いることで、7つの未知数に対して7つの関係式が成立する。
従って、7つの未知数は全て算出できる。
【0048】
以上に基づいて、回転量算出部220は、連立方程式に基づいて、変位ベクトルのうち被写体までの距離によらない成分すなわちKを、各平面毎に算出する。そして、Kに予め定められた定数を乗ずることで、回転量算出装置100の回転量を、xz平面及びyz平面ごとに算出する(S430)。乗ずべき定数は、被写体の回転量と、Kとの関係を予め実測により求めることで、定める。
【0049】
そして、回転量算出部220は、連立方程式に基づいて、m及びm’を各平面毎に算出する。そして、各平面毎にm’−mを算出する。算出した値は、
回転量算出装置100の実空間における移動ベクトルの、x成分及びy成分である(S440)。
【0050】
従って、図9に示す処理を実行することで、回転量算出部220は、図5及び図6で算出されなかった2方向の回転量及び2方向の移動量を算出することができる。
【0051】
図11は、回転量算出装置100の変形例である回転量算出装置400の使用例を示す図である。回転量算出装置400は、例えば車両に搭載され、回転量算出装置100と同じ処理を実行することで、車両の移動方向及び移動量を検出する。回転量算出装置400は、移動方向を更新するときに、回転ベクトルを用いる。そして、回転量算出装置400は、車両の移動に合わせて地図を読み出し、表示する。
従って、回転量算出装置400は、車両に乗車している人に道案内を行うことができる。
【0052】
図12は、回転量算出装置400の機能構成を示すブロック図である。回転量算出装置400は、図3に示す回転量算出装置100の機能ブロック図において、識別情報保持部240及び出力部260の代わりに、地図情報保持部420、初期値入力部440、位置算出部460、及び地図情報表示部480を備える。他の構成及び機能については、図3と同じであるため、説明を省略する。
【0053】
地図情報保持部420は、緯度経度などの位置情報に対応付けて地図情報を予め保持する。
初期値入力部440は、回転量算出装置400の位置の初期値を入力する。
位置算出部460は、回転量算出部220が算出した、回転量算出装置400の回転量及び移動量に基づいて、回転量算出装置400の位置を更新する。
地図情報表示部480は、地図情報出力部の一例であり、位置算出部440が更新した回転量算出装置400の位置に基づいて、表示すべき地図情報を、地図情報保持部420から読み出し、表示する。
【0054】
図13は、回転量算出装置400の動作の全体を示すフローチャートである。まず、回転量算出装置400の初期入力部440は、回転量算出装置400の位置の初期値を取得する(S10)。そして、図4のS20〜S120と同じ処理を実行する。
そして、回転量算出装置400の位置を更新し(S500)、更新した位置に基づいて、表示している地図情報を更新する(S520)。
【0055】
以上、本発明を実施形態を用いて説明したが、本発明の技術的範囲は上記実施形態に記載の範囲には限定されない。上記実施形態に、多様な変更または改良を加えることができる。そのような変更または改良を加えた形態も本発明の技術的範囲に含まれ得ることが、特許請求の範囲の記載から明らかである。
【0056】
例えば、回転量算出装置100の移動量が既知の場合、図8のS300において、回転量算出部220は、距離及び点対称に関する条件を外し、変位ベクトルが互いに略逆方向を向いている、という条件のみで2つの被写体の像を選択してもよい。
【0057】
【発明の効果】
上記説明から明らかなように、本発明によれば、撮像装置が撮像した画像から、撮像装置の回転量を算出することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本実施形態の第1の例である回転量算出装置100の使用状態を示す図である。
【図2】回転量算出装置100の平面図である。
【図3】回転量算出装置100の機能構成を示すブロック図である。
【図4】回転量算出装置100の動作全体を示すフローチャートである。
【図5】(A)は、本体部102が回転する方向を示す図であり、(B)は、(A)に示す方向に回転したときの、画像における被写体の変位を説明する図である。
【図6】(A)は、本体部102が他の回転する方向を示す図であり、(B)は、(A)に示す方向に回転したときの、画像における被写体の変位を説明する図である。
【図7】図4のS120の詳細を示すフローチャートである
【図8】図7のS200の処理の詳細を示すフローチャートである。
【図9】図7のS220の処理の詳細を示すフローチャートである。
【図10】2つの被写体12、14及び回転量算出装置100の位置を、ある平面に投影した図である。
【図11】回転量算出装置100の変形例である回転量算出装置400の使用例を示す図である。
【図12】回転量算出装置400の機能構成を示すブロック図である。
【図13】回転量算出装置400の動作全体を示すフローチャートである。
【符号の説明】
100 回転量算出装置(撮像装置)
180 画像内移動量算出部
200 距離算出部
220 回転量算出部
240 識別情報保持部
260 出力部
420 地図情報保持部
460 位置算出部
480 地図情報表示部(地図情報出力部)
Claims (12)
- 撮像装置によって撮像された画像を解析して前記撮像装置の回転量を算出する回転量算出装置であって、
時間的に連続し、前記撮像装置によって撮像された複数の画像のそれぞれに共通して含まれる被写体の、前記複数の画像間の変位ベクトルを算出する画像内移動量算出部と、
前記変位ベクトルに基づいて、前記撮像装置の回転量を算出する回転量算出部と
を備えることを特徴とする回転量算出装置。 - 更に、前記撮像装置から前記被写体まで距離を算出する距離算出部を備え、
前記回転量算出部は、複数の被写体の前記変位ベクトル及び前記距離に基づいて、前記変位ベクトル、及び前記撮像装置の撮像方向の双方に直角に交わる軸を中心とする回転量を算出することを特徴とする請求項1に記載の回転量算出装置。 - 前記画像内移動量算出部は、前記画像内において異なる位置にある複数の被写体の前記変位ベクトルを算出し、
前記回転量算出部は、前記複数の被写体の変位ベクトルに基づいて、前記撮像装置の撮像方向に平行な軸を中心とする、前記撮像装置の回転量を算出することを特徴とする請求項1に記載の回転量算出装置。 - 更に、前記複数の被写体のそれぞれから前記撮像装置までの距離を算出する距離算出部を備え、
前記回転量算出部は、前記複数の被写体の、前記撮像装置までの距離及び前記変位ベクトルを用いて、前記回転量を算出することを特徴とする請求項3に記載の回転量算出装置。 - 前記回転量算出部は、更に、前記変位ベクトルに基づいて、前記撮像装置の実空間における移動量を算出することを特徴とする請求項1に記載の回転量算出装置。
- 更に、前記撮像装置から前記被写体までの距離を算出する距離算出部を備え、
前記回転量算出部は、前記被写体までの距離を更に用いて、前記撮像装置の実空間における移動量を算出することを特徴とする請求項5に記載の回転量算出装置。 - 更に、地図情報を、当該地図情報が示す位置の情報に対応付けて保持する地図情報保持部と、
前記撮像装置の位置の初期値を取得する初期値入力部と、
前記撮像装置の移動量及び回転量に基づいて、前記撮像装置の位置を更新する位置更新部と、
前記位置更新部の更新結果に基づいて、前記地図情報保持部から地図情報を読み出して出力する地図情報出力部と
を備えることを特徴とする請求項5に記載の回転量算出装置。 - 前記回転量算出装置を利用者の身体の一部に装着する装着機構を更に備え、
更に、前記撮像装置の回転量を、前記身体の一部の回転量として出力する出力部を備えることを特徴とする請求項1に記載の回転量算出装置。 - 前記身体の一部を、利用者の身体の他の部分から識別する識別情報を格納する識別情報保持部を更に備え、
前記出力部は、前記回転量算出部が算出した回転量を、前記識別情報と共に出力することを特徴とする請求項8に記載の回転量算出装置。 - 撮像装置によって撮像された画像を解析して前記撮像装置の移動量を算出する移動量算出装置であって、
時間的に連続し、前記撮像装置によって撮像された複数の画像のそれぞれに共通して含まれる被写体の、前記複数の画像間の変位ベクトルを算出する画像内移動量算出部と、
前記撮像装置から前記被写体までの距離を算出する距離算出部と、
前記変位ベクトル、及び前記距離に基づいて、前記撮像装置の実空間における移動量を算出する実空間移動量算出部と
を備えることを特徴とする移動量算出装置。 - 撮像装置によって撮像された画像を解析する回転量算出方法であって、
前記撮像装置によって撮像された、時間的に連続する複数の画像のそれぞれに共通して含まれる、静止している被写体の、前記画像中の変位ベクトルを算出し、
前記変位ベクトルに基づいて前記撮像装置の回転量を算出することを特徴とする回転量算出方法。 - 撮像装置によって撮像された画像を解析して前記撮像装置の移動量を算出する移動量算出方法であって、
時間的に連続し、前記撮像装置によって撮像された複数の画像のそれぞれに共通して含まれる被写体の、前記画像間の変位ベクトルを算出し、
前記撮像装置から前記被写体までの距離を算出し、
前記変位ベクトル、及び前記距離に基づいて、前記撮像装置の実空間における移動量を算出することを特徴とする移動量算出方法。
Priority Applications (1)
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JP2002326607A JP2004163139A (ja) | 2002-11-11 | 2002-11-11 | 回転量算出装置、移動量算出装置、回転量算出方法、及び移動量算出方法 |
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JP2002326607A JP2004163139A (ja) | 2002-11-11 | 2002-11-11 | 回転量算出装置、移動量算出装置、回転量算出方法、及び移動量算出方法 |
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WO2018079789A1 (ja) * | 2016-10-31 | 2018-05-03 | 株式会社小松製作所 | 計測システム、作業機械及び計測方法 |
-
2002
- 2002-11-11 JP JP2002326607A patent/JP2004163139A/ja active Pending
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WO2018079789A1 (ja) * | 2016-10-31 | 2018-05-03 | 株式会社小松製作所 | 計測システム、作業機械及び計測方法 |
JPWO2018079789A1 (ja) * | 2016-10-31 | 2019-09-19 | 株式会社小松製作所 | 計測システム、作業機械及び計測方法 |
JP6995767B2 (ja) | 2016-10-31 | 2022-01-17 | 株式会社小松製作所 | 計測システム、作業機械及び計測方法 |
US11441294B2 (en) | 2016-10-31 | 2022-09-13 | Komatsu Ltd. | Measurement system, work machine, and measurement method |
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