JP2007322368A - 距離測定方法及び装置 - Google Patents

Abstract

【課題】本発明は、１個のカメラを回転台により左右に回動させて被写体を撮像し、簡単にカメラの焦点と被写体との間の被写体距離を得ることを目的とする。
【解決手段】本発明による距離測定方法及び装置は、回転台(2)上の１個のカメラ(3)を左右に回動させて画像(20)内に一対の被写体像(21,22)を撮像し、被写体像間距離（Ｘ）と画像(20)の幅(Y)と視野角(φ)と回転角(θ)により演算装置(5)で被写体距離(L)を得るようにした方法と構成である。
【選択図】図１

Description

本発明は、距離測定方法に関し、特に、回転台上に１台のみのカメラを設け、回転台を介してカメラを左右回動させて被写体像を撮像し、画像内の各被写体像間の距離と画像の幅を用いてカメラの焦点と被写体との間の被写体距離を求めるための新規な改良に関する。

従来、用いられていたこの種の距離測定方法としては、例えば、特許文献１に示されているように、周知の二点測量の原理を用い、２台のカメラを用い、二点から撮影するカメラの位置と角度から被写体までの距離を測定するものであり、正確な距離を測定するために、二台のカメラの位置と角度を制御する装置などが提案されている。

特開２００５−２４６２９号公報

従来の距離測定方法は、以上のように構成されていたため、次のような課題が存在していた。
すなわち、従来構成においては、二台以上のカメラを使用するか、又は、カメラの位置を移動し、撮影した画像から被写体との距離を測定するため、装置全体の構成が大きくなり、かつ、複雑化する等の課題が存在していた。

本発明による距離測定方法及び装置は、左右回転自在な回転台上に設けられた１台のみのカメラと、前記カメラに接続された演算装置とを備え、前記カメラを第１方向へ回転させ前記カメラの第１カメラ中心が被写体の右側へ位置した状態で前記被写体を撮像した第１被写体像と、前記カメラを前記第１方向と逆の第２方向へ回転させ前記カメラの第２カメラ中心が前記被写体の左側へ位置した状態で前記被写体を撮像した第２被写体像と、前記カメラの画像内の前記各被写体像間の被写体像間距離と、前記画像の幅とを用い、前記被写体像間距離及び幅から前記演算装置により前記カメラの焦点と前記被写体との間の被写体距離を演算する方法であり、また、本発明による距離測定装置は、左右回転自在な回転台上に設けられた１台のみのカメラと、前記カメラに接続された演算装置とを備え、前記カメラを第１方向へ回転させ前記カメラの第１カメラ中心が被写体の右側へ位置した状態で前記被写体を撮像した第１被写体像と、前記カメラを前記第１方向と逆の第２方向へ回転させ前記カメラの第２カメラ中心が前記被写体の左側へ位置した状態で前記被写体を撮像した第２被写体像と、前記カメラの画像内の前記各被写体像間の被写体像間距離と、前記画像の幅とを用い、前記被写体像間距離及び幅から前記演算装置により前記カメラの焦点と前記被写体との間の被写体距離を演算する構成である。

本発明による距離測定方法及び装置は、以上のように構成されているため、次のような効果を得ることができる。
すなわち、回転台上に１台のみのカメラを設け、回転台を介してカメラを左右回動させて被写体像を撮像し、画像内の各被写体像間の距離と画像の幅を用いてカメラの焦点と被写体との間の被写体距離を求めているため、カメラが１台ですみ、装置全体を大幅に小型化することができる。
また、１台のカメラを所定角度、左右に回動して撮像するだけであるため、距離測定作業が大幅に簡易化される。

本発明は、回転台に１台のみのカメラを設け、回転台を介してカメラを左右回動させて被写体像を撮像し、画像内の各被写体像間の距離と画像の幅を用いてカメラの焦点と被写体との間の被写体距離を求めるようにした距離測定方法及び装置を提供することを目的とする。

以下、図面と共に本発明による距離測定方法及び装置の好適な実施の形態について説明する。
図１は本発明による距離測定装置１を示しており、この距離測定装置１を構成する左右回転可能な回転台２上には、デジタルカメラ等からなるカメラ３が載置されている。

前記カメラ３には、レンズが設けられた撮像面４を介して視野角φで撮像した画像２０（図３で示す）を処理して距離を演算するための演算装置５が接続して設けられ、この演算装置５は前記カメラ３の内部又は側部あるいは前記回転台２に取付けることができる。

前記カメラ３の焦点６は、前記回転台２の回転中心８と焦点距離Ｚ離れて設定されており、このカメラ３の焦点６と回転中心８との焦点距離Ｚと前記視野角φは一定である。

次に、前述の構成において、前記距離測定装置１を用いて被写体１０と回転中心８間の距離、すなわち、被写体距離Ｌを測定する場合について述べる。
まず、図２の構成において、前記回転台２を図１の状態から第１方向である右方向、すなわち、時計方向（ＣＷ）に所定方向だけ回動させると、カメラ３は実線で示す第１カメラ位置３Ａとなる。

前記第１カメラ位置３Ａのカメラ３の角度位置において、このカメラ３の第１カメラ中心１１は前記被写体１０の右側１２に位置し、この第１カメラ中心１１の状態で被写体１０を撮像すると、その時の画像２０（図３で示す）ではその右側位置に第１被写体像２１が写る。

次に、図２の構成において、回転台２を前述の第１方向である時計方向（ＣＷ）から逆の第２方向である反時計方向（ＣＣＷ）に所定方向に回転角θだけ回動させると、カメラ３は前述の実線から点線で示す第２カメラ位置３Ｂとなる。

前記第２カメラ位置３Ｂのカメラ３の角度位置において、このカメラ３の第２カメラ中心１３は前記被写体１０の左側１４に位置し、この第２カメラ中心１３の状態で被写体１０を撮像すると、この時の前記画像２０ではその左側位置に第２被写体像２２が写る。

前述の図３の画像２０に基づいて、次の数１の（１）式から（４）式を用いると共に前記第１、第２被写体像２１、２２間の被写体像間距離Ｘと前記画像２０の幅Ｙと前記カメラ３の視野角φと前記第１カメラ位置３Ａと第２カメラ位置３Ｂとの回転角θを用いて前記演算装置５にて（１）式及び（２）式を演算することにより、前記回転中心４と被写体１０との被写体距離Ｌを求めることができる。
また、視野角φ及び回転角θが小さく、被写体距離Ｌが十分長いと判断できる場合は、（１）式及び（３）式の代りに（２）式及び（４）式を演算して前記被写体距離Ｌを求めてもよい。

本発明による距離測定装置を示す構成図である。 図１の装置を用いて距離測定を行う状態を示す構成図である。 図２のカメラにより撮像した画像を示す構成図である。

符号の説明

１ 距離測定装置
２ 回転台
３ カメラ
３Ａ 第１カメラ位置
３Ｂ 第２カメラ位置
４ 撮像面
５ 演算装置
６ 焦点
６Ａ 第１焦点位置
６Ｂ 第２焦点位置
７ カメラ中心
８ 回転中心
１０ 被写体
１１ 第１カメラ中心
１２ 右側
１３ 第２カメラ中心
１４ 左側
２０ 画像
２１ 第１被写体像
２２ 第２被写体像
Ｘ 被写体像間距離
Ｙ 幅
Ｚ 焦点距離
Ｌ 被写体距離
φ 視野角
θ 回転角

Claims (2)

1. 左右回転自在な回転台(2)上に設けられた１台のみのカメラ(3)と、前記カメラ(3)に接続された演算装置(5)とを備え、前記カメラ(3)を第１方向(CW)へ回転させ前記カメラ(3)の第１カメラ中心(11)が被写体(10)の右側(12)へ位置した状態で前記被写体(10)を撮像した第１被写体像(21)と、前記カメラ(3)を前記第１方向(CW)と逆の第２方向(CCW)へ回転させ前記カメラ(3)の第２カメラ中心(13)が前記被写体(10)の左側(14)へ位置した状態で前記被写体(10)を撮像した第２被写体像(22)と、前記カメラ(3)の画像(20)内の前記各被写体像(21,22)間の被写体像間距離(X)と、前記画像(20)の幅(Y)とを用い、
   前記被写体像間距離(X)及び幅(Y)から前記演算装置(5)により前記カメラ(3)の焦点(6)と前記被写体(10)との間の被写体距離(L)を演算することを特徴とする距離測定方法。
2. 左右回転自在な回転台(2)上に設けられた１台のみのカメラ(3)と、前記カメラ(3)に接続された演算装置(5)とを備え、前記カメラ(3)を第１方向(CW)へ回転させ前記カメラ(3)の第１カメラ中心(11)が被写体(10)の右側(12)へ位置した状態で前記被写体(10)を撮像した第１被写体像(21)と、前記カメラ(3)を前記第１方向(CW)と逆の第２方向(CCW)へ回転させ前記カメラ(3)の第２カメラ中心(13)が前記被写体(10)の左側(14)へ位置した状態で前記被写体(10)を撮像した第２被写体像(22)と、前記カメラ(3)の画像(20)内の前記各被写体像(21,22)間の被写体像間距離(X)と、前記画像(20)の幅(Y)とを用い、
   前記被写体像間距離(X)及び幅(Y)から前記演算装置(5)により前記カメラ(3)の焦点(6)と前記被写体(10)との間の被写体距離(L)を演算することを特徴とする距離測定装置。

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