JP2005083826A - 情報処理方法、情報処理装置、識別方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 指標識別部107は、注目指標の法線ベクトルとカメラ101の視軸ベクトルとを用いて計算される値を求め、求めた値が取る範囲に基づいて注目指標の撮像画像上における投影座標位置を求める処理の可否を決定し、この決定に従って求めた注目指標の撮像画像上における投影座標位置と、指標検出部106が撮像画像から検出した座標位置とで、互いに距離の近い座標位置の指標同士を対応付ける処理を行う。
【選択図】 図1
Description
注目指標の法線ベクトルと前記撮像手段の視軸ベクトルとを用いて計算される値を求める第2の計算工程と、
前記第1の計算工程による前記注目指標の前記撮像画像上における座標位置を求める処理を行うか否かを、前記第2の計算工程で求めた値が取る範囲に基づいて決定する決定工程とを備え、
前記決定工程で前記第1の計算工程による前記注目指標の前記撮像画像上における座標位置を求める処理を行うと決定した場合には、前記第1の計算工程で計算した前記注目指標の座標位置と、前記検出工程で検出した各指標の座標位置の何れかとで、距離の近い座標位置の指標同士を対応付ける処理を行うことを特徴とする。
注目指標の法線ベクトルと前記撮像手段の視軸ベクトルとを用いて計算される値を求める第2の計算手段と、
前記第1の計算工程による前記注目指標の前記撮像画像上における座標位置を求める処理を行うか否かを、前記第2の計算工程で求めた値が取る範囲に基づいて決定する決定手段とを備え、
前記決定手段が前記第1の計算手段による前記注目指標の前記撮像画像上における座標位置を求める処理を行うと決定した場合には、前記第1の計算手段が計算した前記注目指標の座標位置と、前記検出手段が検出した各指標の座標位置の何れかとで、距離の近い座標位置の指標同士を対応付ける処理を行うことを特徴とする。
前記撮像装置の大まかな位置姿勢を計測する位置姿勢計測工程と、
前記撮像装置が指標を含む前記現実空間を撮像する撮像工程と、
前記撮像工程で得られた現実空間の画像中に含まれる指標の当該画像中の座標を求める第1の画像座標計算工程と、
前記位置姿勢計測工程で得た位置姿勢における、前記撮像装置による撮像画面中における指標の座標を求める第2の画像座標計算工程と、
前記第1の画像座標計算工程で求めた指標の座標と、前記第2の画像座標計算工程で求めた指標の座標と、前記位置姿勢計測工程で得た前記撮像装置の視軸ベクトルと指標の法線ベクトルとの間の関係とを基にして、指標の識別を行うことを特徴とする。
前記対象物体の大まかな位置姿勢を計測する位置姿勢計測工程と、
固定された撮像装置にて前記対象物体の撮像を行う撮像工程と、
前記撮像工程で得られた撮像画像中の指標の座標を求める第1の画像座標計算工程と、
前記位置姿勢計測工程で得た位置姿勢を基にして、前記撮像装置による撮像画面中における指標の座標を求める第2の画像座標計算工程と、
前記第1の画像座標計算工程で求めた指標の座標と、前記第2の画像座標計算工程で求めた指標の座標と、前記位置姿勢計測工程で得た前記撮像装置の視軸ベクトルと指標の法線ベクトルの間の関係とを基にして、指標の識別を行うことを特徴とする。
前記対象物体の大まかな位置姿勢を計測する第1の位置姿勢計測工程と、
前記対象物体を撮像する撮像装置の大まかな位置姿勢を計測する第2の位置姿勢計測工程と、
前記撮像装置にて前記対象物体の撮像を行う撮像工程と、
前記撮像工程で得られた撮像画像中の指標の座標を求める第1の画像座標計算工程と、
前記第1の位置姿勢計測工程と前記第2の位置姿勢計測工程とで得た撮像装置を基準とする対象物体の位置姿勢、あるいは、前記対象物体を基準とする前記撮像装置の位置姿勢を基にして、前記撮像装置の撮像画面中における指標の座標を求める第2の画像座標計算工程と、
前記第1の画像座標計算工程で求めた指標の座標と、前記第2の画像座標計算工程で求めた指標の座標と、前記第2の位置姿勢計測工程で得た前記撮像装置の視軸ベクトルと前記第1の位置姿勢計測工程で得た指標の法線ベクトルの間の関係とを基にして、指標の識別を行うことを特徴とする。
図1は、本実施形態に係る情報処理装置を含むシステムの機能構成を示すブロック図である。このシステムは、現実空間を撮像するカメラ101、カメラ101の位置姿勢を計測する3次元位置姿勢センサ102、本実施形態に係る情報処理装置として機能するコンピュータ150に大別される。
・ 指標を、撮像画像に投影した場合に、この撮像画像上における指標の座標位置
・ 撮像画像から検出した指標の座標位置
・ カメラ101の視軸ベクトル
を求めることができた。
cosθ=x・y (x・yはベクトルxとベクトルyとの内積を表す)
として求めることができる。そして、求めたcosθの値が例えば−1≦cosθ≦A(<0)である場合には、即ち2つのベクトルが成す角度θが少なくとも(A=0)90度以上であるから、cosθがこの範囲内であれば、この注目指標を上記指標識別処理に適用するようにすればよい。このようにcosθを用いても、注目指標を上記指標識別処理から除外するか否かを判断することができる。
第1の実施形態では、カメラ101に3次元位置姿勢センサ102を配置し、カメラ101が動的に動く状況にて、現実空間に固定された指標を撮像する場合を想定した実施形態であるが、本実施形態では、カメラ101を固定し、3次元位置姿勢センサ102および指標を配置した物体を動かす。尚、本実施形態について、以下説明する部分以外については第1の実施形態と同様である。
・ 指標を、撮像画像に投影した場合に、この撮像画像上における指標の座標位置
・ 撮像画像から検出した指標の座標位置
・ 世界座標系における成分を有する各指標の法線ベクトル
を求めることができた。また、カメラ101の視軸ベクトルについては、カメラ501の世界座標系における位置姿勢が固定であるために、この姿勢成分から容易に得ることができる。従ってこれら4つの情報を得ることができたので、後は第1の実施形態と同様の処理を行うことができる。
第1の実施形態は、カメラに3次元位置姿勢センサを配置し、カメラが動的に動く状況にて、現実空間に固定された指標を撮像する場合を想定した実施形態であり、第2の実施形態は、カメラを固定し3次元位置姿勢センサおよび指標を配置した物体を動かす場合を想定した実施形態である。これらを組み合わせ、カメラにも対象物体にも3次元位置姿勢センサをそれぞれ固定し、物体に指標を配置しても良い。すなわち、カメラが動的に動き、かつ、物体も動的に動くような場合である。
第1から第3までの実施形態では、いずれも、指標の法線ベクトルが明示的に指標情報データ保持部に記録されており、その法線ベクトルを利用する処理を行っている。しかし、利用する指標の種類によっては、法線ベクトルは必ずしも明示的に記録されている必要はない。
第1の実施形態に示した指標の識別結果を活用するカメラの位置姿勢推定方法の好適な実施形態を示す。
第5の実施形態は、第1の実施形態の指標識別方法をカメラの位置姿勢推定方法に利用した場合の実施形態であるが、第2の実施形態の指標識別方法、または第3の実施形態の指標識別方法を利用することにより、第5の実施形態と同様な工程で同様の目的が達成できるということはいうまでもない。
本発明の目的は、前述した実施形態の機能を実現するソフトウェアのプログラムコードを記録した記録媒体(または記憶媒体)を、システムあるいは装置に供給し、そのシステムあるいは装置のコンピュータ(またはCPUやMPU)が記録媒体に格納されたプログラムコードを読み出し実行することによっても、達成されることは言うまでもない。この場合、記録媒体から読み出されたプログラムコード自体が前述した実施形態の機能を実現することになり、そのプログラムコードを記録した記録媒体は本発明を構成することになる。
Claims (10)
- 指標が配置された現実空間の画像を撮像する撮像手段による撮像画像中の指標の位置を検出する検出工程と、前記指標の前記現実空間中の位置、前記撮像手段の位置姿勢の少なくとも一方を計測に基づいて求められている場合に、前記指標の前記現実空間中の位置と前記撮像手段の位置姿勢とに基づいて前記現実空間中の指標を前記撮像画像上に投影した場合の座標位置を求める第1の計算工程とを備え、前記撮像画像上において、前記検出工程で検出した各指標の座標位置と、前記第1の計算工程で計算した座標位置とで、互いに距離の近い座標位置の指標同士を対応付ける処理を行う情報処理方法であって、
注目指標の法線ベクトルと前記撮像手段の視軸ベクトルとを用いて計算される値を求める第2の計算工程と、
前記第1の計算工程による前記注目指標の前記撮像画像上における座標位置を求める処理を行うか否かを、前記第2の計算工程で求めた値が取る範囲に基づいて決定する決定工程とを備え、
前記決定工程で前記第1の計算工程による前記注目指標の前記撮像画像上における座標位置を求める処理を行うと決定した場合には、前記第1の計算工程で計算した前記注目指標の座標位置と、前記検出工程で検出した各指標の座標位置の何れかとで、距離の近い座標位置の指標同士を対応付ける処理を行うことを特徴とする情報処理方法。 - 前記第2の計算工程では、前記注目指標の法線ベクトルと、前記撮像手段の視軸ベクトルとが成す角度、もしくは当該角度に基づく値を求めることを特徴とする請求項1に記載の情報処理方法。
- 前記決定工程では、前記角度が90度+α(α>0)である場合には、前記第1の計算工程による前記注目指標の前記撮像画像上における座標位置を求める処理を行うと決定することを特徴とする請求項2に記載の情報処理方法。
- 更に、対応付けた夫々の指標の前記第1の計算工程で計算した座標位置と、前記検出工程で検出した座標位置との間の距離を用いて、前記撮像手段の位置姿勢を補正する補正工程と、
前記補正工程による補正後の位置姿勢を用いて仮想空間の画像を生成する仮想空間画像生成工程と、
前記仮想空間画像生成工程による仮想空間の画像と、前記撮像手段による撮像画像とを合成して出力する合成工程と
を備えることを特徴とする請求項1に記載の情報処理方法。 - 指標が配置された現実空間の画像を撮像する撮像手段と、撮像手段による撮像画像中の指標の位置を検出する検出手段と、前記指標の前記現実空間中の位置、前記撮像手段の位置姿勢の少なくとも一方を計測に基づいて求められている場合に、前記指標の前記現実空間中の位置と前記撮像手段の位置姿勢とに基づいて前記現実空間中の指標を前記撮像画像上に投影した場合の座標位置を求める第1の計算手段とを備え、前記撮像画像上において、前記検出手段が検出した各指標の座標位置と、前記第1の計算手段が計算した座標位置とで、互いに距離の近い座標位置の指標同士を対応付ける処理を行う情報処理装置であって、
注目指標の法線ベクトルと前記撮像手段の視軸ベクトルとを用いて計算される値を求める第2の計算手段と、
前記第1の計算工程による前記注目指標の前記撮像画像上における座標位置を求める処理を行うか否かを、前記第2の計算工程で求めた値が取る範囲に基づいて決定する決定手段とを備え、
前記決定手段が前記第1の計算手段による前記注目指標の前記撮像画像上における座標位置を求める処理を行うと決定した場合には、前記第1の計算手段が計算した前記注目指標の座標位置と、前記検出手段が検出した各指標の座標位置の何れかとで、距離の近い座標位置の指標同士を対応付ける処理を行うことを特徴とする情報処理装置。 - コンピュータに請求項1乃至4の何れか1項に記載の情報処理方法を実行させることを特徴とするプログラム。
- 請求項6に記載のプログラムを格納することを特徴とする、コンピュータ読み取り可能な記憶媒体。
- 現実空間を撮像する撮像装置の位置姿勢計測に利用する指標の識別方法であって、
前記撮像装置の大まかな位置姿勢を計測する位置姿勢計測工程と、
前記撮像装置が指標を含む前記現実空間を撮像する撮像工程と、
前記撮像工程で得られた現実空間の画像中に含まれる指標の当該画像中の座標を求める第1の画像座標計算工程と、
前記位置姿勢計測工程で得た位置姿勢における、前記撮像装置による撮像画面中における指標の座標を求める第2の画像座標計算工程と、
前記第1の画像座標計算工程で求めた指標の座標と、前記第2の画像座標計算工程で求めた指標の座標と、前記位置姿勢計測工程で得た前記撮像装置の視軸ベクトルと指標の法線ベクトルとの間の関係とを基にして、指標の識別を行うことを特徴とする指標の識別方法。 - 現実空間にある対象物体の位置姿勢計測に利用する指標の識別方法であって、
前記対象物体の大まかな位置姿勢を計測する位置姿勢計測工程と、
固定された撮像装置にて前記対象物体の撮像を行う撮像工程と、
前記撮像工程で得られた撮像画像中の指標の座標を求める第1の画像座標計算工程と、
前記位置姿勢計測工程で得た位置姿勢を基にして、前記撮像装置による撮像画面中における指標の座標を求める第2の画像座標計算工程と、
前記第1の画像座標計算工程で求めた指標の座標と、前記第2の画像座標計算工程で求めた指標の座標と、前記位置姿勢計測工程で得た前記撮像装置の視軸ベクトルと指標の法線ベクトルの間の関係とを基にして、指標の識別を行うことを特徴とする指標の識別方法。 - 現実空間にある対象物体の位置姿勢計測に利用する指標の識別方法であって、
前記対象物体の大まかな位置姿勢を計測する第1の位置姿勢計測工程と、
前記対象物体を撮像する撮像装置の大まかな位置姿勢を計測する第2の位置姿勢計測工程と、
前記撮像装置にて前記対象物体の撮像を行う撮像工程と、
前記撮像工程で得られた撮像画像中の指標の座標を求める第1の画像座標計算工程と、
前記第1の位置姿勢計測工程と前記第2の位置姿勢計測工程とで得た撮像装置を基準とする対象物体の位置姿勢、あるいは、前記対象物体を基準とする前記撮像装置の位置姿勢を基にして、前記撮像装置の撮像画面中における指標の座標を求める第2の画像座標計算工程と、
前記第1の画像座標計算工程で求めた指標の座標と、前記第2の画像座標計算工程で求めた指標の座標と、前記第2の位置姿勢計測工程で得た前記撮像装置の視軸ベクトルと前記第1の位置姿勢計測工程で得た指標の法線ベクトルの間の関係とを基にして、指標の識別を行うことを特徴とする指標の識別方法。
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