JP2014021672A - Three-dimensional coordinate calculation device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、パノラマ画像に含まれる全ての画像において共通に使用可能な三次元座標を算出する三次元座標算出装置に関する。 The present invention relates to a three-dimensional coordinate calculation apparatus that calculates three-dimensional coordinates that can be used in common in all images included in a panoramic image.
パノラマ画像関連技術として、複数の画像を繋げるように合成することによってパノラマ画像を生成する技術が知られている(特許文献1参照)。 As a technique related to a panoramic image, a technique for generating a panoramic image by combining a plurality of images so as to be connected is known (see Patent Document 1).
かかる技術は、建築物の内部をディスプレイすることはできるが、パノラマ画像の2枚の元画像に渡る三次元距離を算出する場合等に、元画像ごとに固有な三次元座標からは前記三次元距離を算出することはできず、パノラマ画像全体に対して適用可能な三次元座標が望まれている。 Such a technique can display the inside of a building, but when calculating a three-dimensional distance between two original images of a panoramic image, the three-dimensional coordinates unique to each original image are calculated from the three-dimensional coordinates. The distance cannot be calculated, and a three-dimensional coordinate applicable to the entire panoramic image is desired.
本発明は、前記した事情に鑑みて創案されたものであり、パノラマ画像に含まれる各画像において共通に使用可能な三次元座標を算出する三次元座標算出装置を提供することを課題とする。 The present invention has been made in view of the above-described circumstances, and an object of the present invention is to provide a three-dimensional coordinate calculation apparatus that calculates three-dimensional coordinates that can be commonly used in each image included in a panoramic image.
前記課題を解決するため、本発明の三次元座標算出装置は、第一撮影装置によって撮影された複数の第一画像データと、前記第一撮影装置から所定距離離間した第二撮影装置によって撮影された複数の第二画像データと、前記第一撮影装置から所定距離離間した第三撮影装置によって撮影された複数の第三画像データと、が撮影方向ごとに関連付けて記憶される画像データ記憶部と、記憶された複数の前記第一画像データを読み出してパノラマ画像データを生成するパノラマ画像データ生成部と、生成された前記パノラマ画像データを表示装置へ出力する画像データ出力部と、ユーザによる入力装置の操作に応じて、前記パノラマ画像データにおける一の前記第一画像データの指定を取得する画像データ指定取得部と、を備え、前記画像データ出力部は、指定された一の前記第一画像データに関連付けられた前記第二の画像データ及び前記第三の画像データを前記表示装置へ出力し、ユーザによる入力装置の操作に応じて、前記第二画像データにおける指定点を取得するとともに、前記第三画像データにおける前記指定点を取得する指定点取得部と、取得された前記第二画像データにおける前記指定点及び前記第三画像データにおける前記指定点に基づいて、前記第一撮影装置、前記第二撮影装置及び前記第三撮影装置の撮影方向を基準として撮影方向ごとに固有な第一の三次元座標系における第一の三次元座標を算出する第一の三次元座標算出部と、算出された前記第一の三次元座標と、撮影時における前記第二撮影装置及び前記第三撮影装置の撮影方向と、に基づいて、全ての撮影方向において共通な第二の三次元座標系における前記指定点の第二の三次元座標を算出する第二の三次元座標算出部と、を備えることを特徴とする。 In order to solve the above-described problem, a three-dimensional coordinate calculation apparatus according to the present invention is photographed by a plurality of first image data photographed by a first photographing device and a second photographing device that is separated from the first photographing device by a predetermined distance. A plurality of second image data, and a plurality of third image data photographed by a third photographing device that is separated from the first photographing device by a predetermined distance, and an image data storage unit that is stored in association with each photographing direction; A panoramic image data generating unit that reads the plurality of stored first image data to generate panoramic image data, an image data output unit that outputs the generated panoramic image data to a display device, and an input device by a user An image data designation acquisition unit for acquiring designation of one of the first image data in the panoramic image data in response to the operation of The output unit outputs the second image data and the third image data associated with the specified first image data to the display device, and according to an operation of the input device by a user, Acquiring a designated point in the second image data, a designated point obtaining unit for obtaining the designated point in the third image data, the designated point in the obtained second image data, and the third image data Based on the designated point, the first three-dimensional coordinates in the first three-dimensional coordinate system unique to each photographing direction with reference to the photographing direction of the first photographing device, the second photographing device, and the third photographing device. Based on the first three-dimensional coordinate calculation unit to be calculated, the calculated first three-dimensional coordinates, and the shooting directions of the second shooting device and the third shooting device at the time of shooting, Characterized in that and a second three-dimensional coordinate calculation unit for calculating a second set of three-dimensional coordinates of the specified point in common the second three-dimensional coordinate system in the shading direction.
かかる構成によると、パノラマ画像に含まれる各画像において共通に使用可能な三次元座標を算出することができる。 According to this configuration, it is possible to calculate three-dimensional coordinates that can be used in common in each image included in the panoramic image.
前記撮影三次元座標は、前記第一撮影装置、前記第二撮影装置及び前記第三撮影装置の光軸方向であるZ軸と、前記Z軸に直交するX軸と、前記Z軸及び前記X軸に直交するY軸とする右手座標系、によって表現された場合において、前記第二撮影装置及び前記第三撮影装置の焦点距離をf、前記第二撮影装置の第一の三次元座標を(−d/2,0,0)、前記第三撮影装置の第一の三次元座標を(d/2,0,0)、前記第二画像データにおける前記指定点の第一の三次元座標を(x2,y2,−f)、前記第三画像データにおける前記指定点の第一の三次元座標を(x3,y3,−f)、前記指定点の前記第一の三次元座標を(xR,yR,zR)、としたとき、前記第一の三次元座標算出部は、
xR=d(x2+x3)/{2(x2−x3+d)}
yR=d(y2+y3)/{2(y2−y3+d)}
zR=−df/{2(x2−x3+d)}
によって、前記指定点の前記第一の三次元座標を算出し、前記第二の三次元座標系における前記第二撮影装置及び前記第三撮影装置の撮影方向の基準からの前記X軸周りの回転角度をφ、前記Y軸周りの回転角度をθ、前記Z軸周りの回転角度をψとしたとき、前記第二の三次元座標算出部は、
x R = d (x 2 + x 3) / {2 (x 2 -x 3 + d)}
y R = d (y 2 + y 3) / {2 (y 2 -y 3 + d)}
z R = −df / {2 (x 2 −x 3 + d)}
To calculate the first three-dimensional coordinates of the designated point and rotate about the X axis from the reference of the photographing direction of the second photographing device and the third photographing device in the second three-dimensional coordinate system When the angle is φ, the rotation angle around the Y axis is θ, and the rotation angle around the Z axis is ψ, the second three-dimensional coordinate calculation unit is
前記課題を解決するため、本発明の三次元座標算出装置は、第一撮影装置によって撮影された複数の第一画像データと、前記第一撮影装置から所定距離離間した第二撮影装置によって撮影された複数の第二画像データと、が撮影方向ごとに関連付けて記憶される画像データ記憶部と、記憶された複数の前記第一画像データを読み出してパノラマ画像データを生成するパノラマ画像データ生成部と、生成された前記パノラマ画像データを表示装置へ出力する画像データ出力部と、ユーザによる入力装置の操作に応じて、前記パノラマ画像データにおける一の前記第一画像データの指定を取得する画像データ指定取得部と、を備え、前記画像データ出力部は、指定された一の前記第一画像データ及び当該第一画像データに関連付けられた前記第二の画像データを前記表示装置へ出力し、ユーザによる入力装置の操作に応じて、前記第一画像データにおける指定点を取得するとともに、前記第二画像データにおける前記指定点を取得する指定点取得部と、取得された前記第一画像データにおける前記指定点及び前記第二画像データにおける前記指定点に基づいて、前記第一撮影装置及び前記第二撮影装置の撮影方向を基準として撮影方向ごとに固有な第一の三次元座標系における第一の三次元座標を算出する第一の三次元座標算出部と、算出された前記第一の三次元座標と、撮影時における前記第一撮影装置及び前記第二撮影装置の撮影方向と、に基づいて、全ての撮影方向において共通な第二の三次元座標系における前記指定点の第二の三次元座標を算出する第二の三次元座標算出部と、を備えることを特徴とする。 In order to solve the above-described problem, a three-dimensional coordinate calculation apparatus according to the present invention is photographed by a plurality of first image data photographed by a first photographing device and a second photographing device that is separated from the first photographing device by a predetermined distance. A plurality of second image data stored in association with each shooting direction; a panorama image data generation unit that reads the plurality of stored first image data and generates panorama image data; An image data output unit that outputs the generated panorama image data to a display device, and an image data specification that acquires the designation of the first image data in the panorama image data in accordance with an operation of the input device by a user An acquisition unit, and the image data output unit includes the designated first image data and the second image data associated with the first image data. A designated point acquisition unit that outputs image data to the display device, acquires a designated point in the first image data, and obtains the designated point in the second image data in accordance with an operation of the input device by a user; , Based on the designated point in the acquired first image data and the designated point in the second image data, unique to each photographing direction with reference to the photographing direction of the first photographing device and the second photographing device. A first three-dimensional coordinate calculation unit for calculating a first three-dimensional coordinate in the first three-dimensional coordinate system; the calculated first three-dimensional coordinate; the first photographing device at the time of photographing; A second three-dimensional coordinate calculation unit that calculates a second three-dimensional coordinate of the designated point in the second three-dimensional coordinate system common to all the photographing directions based on the photographing direction of the two photographing devices; Characterized in that it comprises a.
かかる構成によると、パノラマ画像に含まれる全ての画像において共通に使用可能な三次元座標を算出することができる。 According to this configuration, it is possible to calculate three-dimensional coordinates that can be used in common in all images included in the panoramic image.
前記撮影三次元座標は、前記第一撮影装置及び前記第二撮影装置の光軸方向であるZ軸と、前記Z軸に直交するX軸と、前記Z軸及び前記X軸に直交するY軸とする右手座標系、によって表現された場合において、前記第一撮影装置及び前記第二撮影装置の焦点距離をf、前記第一撮影装置の第一の三次元座標を(0,0,0)、前記第二撮影装置の第一の三次元座標を(d,0,0)、前記第一画像データにおける前記指定点の第一の三次元座標を(x1,y1,−f)、前記第二画像データにおける前記指定点の第一の三次元座標を(x2,y2,−f)、前記指定点の前記第一の三次元座標を(xR,yR,zR)、
としたとき、前記第一の三次元座標算出部は、
xR=dx1/(x1−x2)
yR=dy1/(x1−x2)
zR=−df/(x1−x2)
によって、前記指定点の前記第一の三次元座標を算出し、前記第二の三次元座標系における前記第二撮影装置及び前記第三撮影装置の撮影方向の基準からの前記X軸周りの回転角度をφ、前記Y軸周りの回転角度をθ、前記Z軸周りの回転角度をψとしたとき、前記第二の三次元座標算出部は、
When the first three-dimensional coordinate calculation unit,
x R = dx 1 / (x 1 -x 2)
y R = dy 1 / (x 1 -x 2)
z R = −df / (x 1 −x 2 )
To calculate the first three-dimensional coordinates of the designated point and rotate about the X axis from the reference of the photographing direction of the second photographing device and the third photographing device in the second three-dimensional coordinate system When the angle is φ, the rotation angle around the Y axis is θ, and the rotation angle around the Z axis is ψ, the second three-dimensional coordinate calculation unit is
本発明によれば、パノラマ画像に含まれる全ての画像において共通に使用可能な三次元座標を算出することができる。 According to the present invention, it is possible to calculate three-dimensional coordinates that can be commonly used in all images included in a panoramic image.
以下、本発明の三次元座標算出装置を建築物内部のパノラマ画像表示に適用した場合を例にとり、適宜図面を参照しながら説明する。同様の部分には同一符号を付し、重複する説明を省略する。 Hereinafter, a case where the three-dimensional coordinate calculation apparatus of the present invention is applied to a panoramic image display inside a building will be described as an example with reference to the drawings as appropriate. Similar parts are denoted by the same reference numerals, and redundant description is omitted.
<第一の実施形態>
図1に示すように、本発明の第一の実施形態に係るパノラマ画像表示システム1Aは、例えば建築物内部の全方位パノラマ画像を生成して表示するシステムであって、複眼撮影装置10Aと、入力装置20と、三次元座標算出装置30と、表示装置40と、を備える。
<First embodiment>
As shown in FIG. 1, a panoramic image display system 1A according to the first embodiment of the present invention is a system that generates and displays an omnidirectional panoramic image inside a building, for example, and includes a compound
<複眼撮影装置10A>
複眼撮影装置10Aは、第一の単眼撮影部(第一撮影装置)11a、第二の単眼撮影部(第二撮影装置)11b及び第三の単眼撮影部(第三撮影装置)11cと、単眼撮影部11a,11b,11cの撮影方向を変更するための駆動部12と、単眼撮影部11a,11b,11c及び駆動部12を駆動制御する制御部13と、を備える。
第一の単眼撮影部11a、第二の単眼撮影部11b及び第三の単眼撮影部11cは、デジタルカメラであって、第二の単眼撮影部11b及び第三の単眼撮影部11cの焦点距離がf、各撮影部11a,11b,11cの光軸が互いに平行、かつ、隣り合う撮影部11a〜11cの光軸間の距離が間隔d/2となるように、左から第二の単眼撮影部11b、第一の単眼撮影部11a、第三の単眼撮影部11cの順に配列されており、かつ、この配列を保持した状態でユニット化されている。なお、第一の単眼撮影部11aの焦点距離は、他の単眼撮影部11b,11cの焦点距離と異なっていてもよく、同じであってもよい。
<
The compound-
The first
制御部13は、駆動部12を回転させることによって、単眼撮影部11a,11b,11cを所望の撮影方向に向け、かかる状態で単眼撮影部11a,11b,11cのシャッタを制御することによって撮影させ、撮影画像に関する撮影画像データを三次元座標算出装置30へ出力する。本実施形態において、制御部13は、第一の単眼撮影部11aを回転中心として複眼撮影装置10を所定角度ずつ回転させて単眼撮影部11a,11b,11cに撮影させる。
また、制御部13は、撮影順序(すなわち、撮影方向)に基づくIDを撮影画像データに付与し、IDが付与された撮影画像データを三次元座標算出装置30へ出力する。ここで、第一の単眼撮影部11aによって撮影された第一撮影画像に関する第一撮影画像データ、第二の単眼撮影部11bによって撮影された第二撮影画像に関する第二撮影画像データ、第三の単眼撮影部11cによって撮影された第三撮影画像に関する第三撮影画像データのうち、撮影方向が同じものに関しては同一IDが付与されて関連付けられる。また、第二撮影画像データ及び第三撮影画像データは、各撮影画像内における後記する第一の三次元座標系の座標のうち、X軸及びY軸方向の座標値と対応がとれている。
The
Further, the
<入力装置20>
入力装置20は、キーボード、マウス等からなり、ユーザの操作に応じて、単眼パノラマ画像における画像データ指定指示、第二撮影画像及び第三撮影画像における指定点指示等を三次元座標算出装置30へ出力する。
<
The
<三次元座標算出装置30>
三次元座標算出装置30は、CPU、ROM、RAM、入出力回路等から構成されており、機能部として、撮影画像データ記憶部31と、マップ記憶部32と、単眼パノラマ画像データ生成部33と、画像データ出力部34と、画像データ指定取得部35と、指定点取得部36と、第一の三次元座標算出部37と、第二の三次元座標算出部38と、三次元距離算出部39と、を備える。
<Three-dimensional
The three-dimensional coordinate
≪撮影画像データ記憶部31≫
撮影画像データ記憶部31には、制御部13から出力された複数の撮影画像に関する複数の撮影画像データが入力されて記憶される。
<< Photographed Image
The captured image
≪マップ記憶部32≫
マップ記憶部32には、第一の単眼撮影部11aの複数の第一撮影画像(第一撮影画像データ)に基づいて単眼パノラマ画像を生成する際に用いられる単眼パノラママップが予め記憶されている。
≪
The
≪単眼パノラマ画像データ生成部33≫
単眼パノラマ画像データ生成部33は、撮影画像データ記憶部31から出力された複数の第一撮影画像データを読み出し、読み出された第一撮影画像データに基づいて、単眼パノラマ画像に関する単眼パノラマ画像データを生成する。
具体的には、単眼パノラマ画像データ生成部33は、マップ記憶部32に予め記憶された単眼パノラママップ50(図2参照)を読み出し、第一の単眼撮影部11aによって撮影された第一撮影画像データを単眼パノラママップ50の板モデル51にマッピングすることによって、単眼パノラマ画像データを生成する。
≪Monocular panoramic image
The monocular panoramic image
Specifically, the monocular panoramic image
ここで、図2を参照して、パノラママップ50に関して説明する。図2に示すように、パノラママップ50は、複数の板モデル51を球状に配置して構成されている。パノラママップ50(複数の板モデル51によって構成された球)の中心は、撮影部11の設置位置に対応しており、各板モデル51は、第一の単眼撮影部11aによる各第一撮影画像の撮影範囲に対応している。すなわち、板モデル51は、第一の単眼撮影部11aによる第一撮影画像と同数であり、パノラママップ50の中心と隣り合う板モデル51の各中心とをそれぞれ結んだ二本の線分からなる角の角度は、第一の単眼撮影部11aの設置位置で隣り合う第一撮影画像を撮影したときの第一の単眼撮影部11aによる撮影方向の角度差に対応しており、各板モデル51の縦横比は、第一の単眼撮影部11a各第一撮影画像の縦横比に対応しており、複数の板モデル51によって構成された球の中心から板モデル51までの距離及び板モデル51の縦横サイズは、第一の単眼撮影部11aの焦点距離及び撮影画像の縦横サイズに対応している。また、各板モデル51には、第一撮影画像データと同様にIDが付与されており、単眼パノラマ画像データ生成部33は、第一撮影画像データに付与されたIDと板モデル51に付与されたIDとに基づいて、第一撮影画像データを対応する板モデル51にマッピングすることによって、単眼パノラマ画像データを生成し、生成された単眼パノラマ画像データを画像データ出力部34に出力したり、記憶部32に記憶させたりする。ここで、単眼パノラマ画像データ生成部33は、入力部20から出力された視点位置指示に基づいて、当該視点位置を中心とした所定範囲の単眼パノラマ画像データを生成することができる。
Here, the
≪画像データ出力部34≫
画像データ出力部34は、単眼パノラマ画像データを表示装置40へ出力するものであって、本実施形態では、単眼パノラマ画像データ生成部33から出力された単眼パノラマ画像データを表示装置40へ出力したり、撮影画像データ記憶部31から読み出された第二撮影画像データ及び第三撮影画像データを表示装置40へ出力したりする。
<< Image
The image
≪画像データ指定取得部35≫
画像データ指定取得部35は、ユーザの操作に応じて、表示装置40に表示された単眼パノラマ画像から一の第一撮影画像データの指定を取得し、かかる指定結果(例えば、指定された第一撮影画像データのID)を画像データ出力部34へ出力する。指定結果を取得すると、画像データ出力部34は、指定結果に応じた第二撮影画像データ及び第三撮影画像データを撮影画像データ記憶部31から読み出し、第二撮影画像データ及び第三撮影画像データを表示装置40へ出力し、指定結果に応じた第二撮影画像及び第三撮影画像を表示装置40に表示させる。
<< Image Data
The image data
≪指定点取得部36≫
指定点取得部36は、入力装置20から出力された、第二撮影画像における指定点指示と、第三撮影画像における指定点指示と、を取得する。また、指定点取得部35は、取得した指定点指示を用いることによって、撮影画像データ記憶部31に記憶された各撮影画像データにおける指定点の二次元座標(X軸及びY軸の座標値)を取得し、第一の三次元座標算出部37へ出力する。
≪Specified point acquisition unit 36≫
The designated point acquisition unit 36 obtains the designated point instruction in the second photographed image and the designated point instruction in the third photographed image output from the
≪第一の三次元座標算出部37≫
第一の三次元座標算出部37は、指定点取得部36から出力された指定点の二次元座標と、単眼撮影部11b,11c間の距離dと、単眼撮影部11b,11cの焦点距離fと、に基づいて、指定点の第一の三次元座標を算出し、第二の三次元座標算出部38へ出力する。ここで、第一の三次元座標は、単眼撮影部11a〜11cの撮影方向を基準として撮影方向ごとに固有な第一の三次元座標系における座標であり、第一の三次元座標系は撮影三次元座標系ともいい、第一の三次元座標は撮影三次元座標ともいう。すなわち、第一の三次元座標系は、撮影方向が同一の第二撮影画像及び第三撮影画像においては共通であり、撮影方向が異なる画像間においては異なる。
≪First three-dimensional coordinate calculation unit 37≫
The first three-dimensional coordinate calculation unit 37 includes the two-dimensional coordinates of the designated point output from the designated point acquisition unit 36, the distance d between the
(第一の三次元座標の算出原理)
ここで、図3(a)(b)を参照して、第一の三次元座標算出部37における第一の三次元座標の算出原理について説明する。以下では、単眼撮影部11a,11b,11cの配列方向をX軸、単眼撮影部11a,11b,11cの光軸方向をZ軸、X軸及びZ軸と直交するY軸からなる右手座標系の三次元座標空間について考えるものとする。第一の単眼撮影部11aを第一の三次元座標系における原点に配置し、左側の第二の単眼撮影部11bと右側の第三の単眼撮影部11cとの間隔をdとすると、第一の単眼撮影部11aの第一の三次元座標O1、第二の単眼撮影部11bの第一の三次元座標O2、第三の単眼撮影部11cの第一の三次元座標O3は、以下のようになる。
O1=(0,0,0)
O2=(−d/2,0,0)
O3=(d/2,0,0)
(First 3D coordinate calculation principle)
Here, the calculation principle of the first three-dimensional coordinate in the first three-dimensional coordinate calculation unit 37 will be described with reference to FIGS. In the following, the arrangement direction of the
O 1 = (0, 0, 0)
O 2 = (− d / 2, 0, 0)
O 3 = (d / 2, 0, 0)
相対三次元座標R=(xR,yR,zR)に位置する対象物を単眼撮影部11b,11cを用いて撮影し、かかる対象物が第二の単眼撮影部11bによる第二撮影画像の二次元座標N2=(x2,y2)、すなわち第一の三次元座標(x2,y2,−f)に写っており、第三の単眼撮影部11cによる第三撮影画像の二次元座標N3=(x3,y3)、すなわち第一の三次元座標(x3,y3,−f)に写っているとする。
ここで、三角形RO2O3と三角形RN2N3とは相似であるため、以下の関係が成立する。
xR=d(x2+x3)/{2(x2−x3+d)}
yR=d(y2+y3)/{2(y2−y3+d)}
zR=−df/{2(x2−x3+d)}
すなわち、第一の三次元座標算出部37は、予め定められた焦点距離f及び間隔dと、撮影画像の二次元座標の値と、を用いることによって、所望の位置の第一の三次元座標R=(xR,yR,zR)を算出することができる。
The object located at the relative three-dimensional coordinates R = (x R , y R , z R ) is imaged using the
Here, since the triangle RO 2 O 3 and the triangle RN 2 N 3 are similar, the following relationship is established.
x R = d (x 2 + x 3) / {2 (x 2 -x 3 + d)}
y R = d (y 2 + y 3) / {2 (y 2 -y 3 + d)}
z R = −df / {2 (x 2 −x 3 + d)}
That is, the first three-dimensional coordinate calculation unit 37 uses the predetermined focal distance f and interval d and the value of the two-dimensional coordinates of the photographed image to obtain the first three-dimensional coordinates of the desired position. R = (x R , y R , z R ) can be calculated.
≪第二の三次元座標算出部38≫
第二の三次元座標算出部38は、第一の三次元座標算出部37から出力された指定点の第一の三次元座標と、撮影時における単眼撮影部11b,11cの撮影方向と、に基づいて、指定点の第二の三次元座標を算出し、三次元距離算出部39及び画像データ出力部34へ出力する。このようにすることで、算出された第二の三次元座標が、後記する表示装置40に表示される。ここで、第二の三次元座標は、前記した第一の三次元座標系を統合した、全ての撮影方向において共通な第二の三次元座標系における座標であり、第二の三次元座標系はパノラマ三次元座標系ともいい、第二の三次元座標はパノラマ三次元座標ともいう。すなわち、第二の三次元座標系は、全ての第二撮影画像及び第三撮影画像において共通である。
«Second three-dimensional coordinate calculation unit 38»
The second three-dimensional coordinate calculation unit 38 includes the first three-dimensional coordinates of the designated point output from the first three-dimensional coordinate calculation unit 37 and the shooting directions of the
(第二の三次元座標の算出原理)
ここで、第二の三次元座標算出部38における第二の三次元座標の算出原理について説明する。第二の三次元座標算出部38は、第二の三次元座標系における単眼撮影部11b,11cの撮影方向の基準からのY軸周りの回転角度をθ、X軸周りの回転角度をφとしたとき、下記式によって、指定点の第二の三次元座標A=(xA,yA,zA)を算出することができる。
(Second 3D coordinate calculation principle)
Here, the calculation principle of the second three-dimensional coordinate in the second three-dimensional coordinate calculation unit 38 will be described. The second three-dimensional coordinate calculation unit 38 sets the rotation angle around the Y axis from the reference of the shooting direction of the
ここで、図4(a)(b)に示すように、相対三次元座標のX軸(XR軸)周りの角度φの回転と、相対三次元座標のY軸(YR軸)周りの角度θの回転と、を第一の三次元座標系に施すことによって、相対三次元座標のXR軸、YR軸及びZ軸(ZR軸)が、第二の三次元座標系のX軸(XA軸)、Y軸(YA軸)及びZ軸(ZA軸)とそれぞれ一致する。なお、φは、XA軸の正側から見て反時計回りが正、時計回りが負である。θは、YA軸の正側から見て反時計回りが正、時計回りが負である。
すなわち、第一の三次元座標系における指定点の第一の三次元座標R=(xR,yR,zR)に、Y軸周りの回転(パン方向の回転)変換と、X軸周りの回転(チルト方向の回転)変換と、を施すことによって、指定点の第二の三次元座標A=(xA,yA,zA)が算出される。本実施形態において、第二の三次元座標系における原点と第一の三次元座標系における原点すなわちO1とは同じ位置であり、回転角度θは、第二の三次元座標系のY軸と第一の三次元座標系のY軸とがなす角度であり、回転角度φは、第二の三次元座標系のX軸と第一の三次元座標系のX軸とがなす角度である。また、本実施形態において、相対三次元座標系におけるX軸は、常に水平方向に保たれているので、Z軸周りの回転変換は不要である。
Here, as shown in FIGS. 4A and 4B, the rotation of the angle φ around the X axis (X R axis) of the relative three-dimensional coordinate and the rotation around the Y axis (Y R axis) of the relative three-dimensional coordinate. by applying rotation and an angle theta, to the first three-dimensional coordinate system, X R-axis relative three-dimensional coordinates, Y R and Z axes (Z R axis), X of the second three-dimensional coordinate system axis (X a-axis), Y axis (Y a-axis) and Z-axis and (Z a axis) coincides respectively. Incidentally, phi, when viewed from the positive side of the X A-axis counterclockwise positive, negative clockwise. θ, when viewed from the positive side of Y A-axis counterclockwise positive, negative clockwise.
That is, the rotation around the Y axis (rotation in the pan direction) and the rotation around the X axis are converted into the first three-dimensional coordinates R = (x R , y R , z R ) of the designated point in the first three-dimensional coordinate system. The second three-dimensional coordinates A = (x A , y A , z A ) of the designated point are calculated by performing the rotation (rotation in the tilt direction). In the present embodiment, the origin in the second three-dimensional coordinate system and the origin in the first three-dimensional coordinate system, that is, O 1 are the same position, and the rotation angle θ is equal to the Y-axis of the second three-dimensional coordinate system. The rotation angle φ is an angle formed by the X axis of the second three-dimensional coordinate system and the X axis of the first three-dimensional coordinate system. In the present embodiment, the X-axis in the relative three-dimensional coordinate system is always maintained in the horizontal direction, so that rotation conversion around the Z-axis is not necessary.
≪三次元距離算出部39≫
三次元距離算出部39は、第二の三次元座標算出部38から出力された2つの指定点の第二の三次元座標を取得し、取得された第二の三次元座標に基づいて、2つの指定点間の三次元距離を算出し、画像データ出力部34へ出力する。そして、画像データ出力部34は、算出された三次元距離を表示装置40へ出力して表示装置40に表示させることができる。
≪Three-dimensional
The three-dimensional
<表示装置40>
表示装置40は、三次元座標算出装置30から出力されたパノラマ画像データを用いてパノラマ画像を表示したり、第二撮影画像データ及び第三撮影画像データを用いて第二撮影画像及び第三撮影画像を表示したりするものである。
<
The
<動作例>
続いて、本発明の第一の実施形態に係るパノラマ画像表示システム1Aの動作例について、異なる第一撮影画像に含まれる柱における指定点S,Eの第二の三次元座標及び三次元距離を算出する場合を例にとり、図1,5,6を参照して説明する。
<Operation example>
Subsequently, regarding the operation example of the panoramic image display system 1A according to the first embodiment of the present invention, the second three-dimensional coordinates and the three-dimensional distances of the designated points S and E in the pillars included in the different first captured images are obtained. An example of calculation will be described with reference to FIGS.
まず、制御部13は、駆動部12を回転させることによって、単眼撮影部11a,11b,11cを所望の撮影方向に向け、かかる状態で単眼撮影部11a,11b,11cのシャッタを制御することによって撮影し、撮影画像に関する撮影画像データを三次元座標算出装置30へ出力する。
First, the
続いて、単眼パノラマ画像データ生成部33は、第一の単眼撮影部11aによって撮影された複数の第一撮影画像データを撮影画像データ記憶部31から読み出し、読み出された第一撮影画像データに基づいて単眼パノラマ画像データを生成し、画像データ出力部34へ出力する。画像データ出力部34は、単眼パノラマ画像データを表示装置40へ出力し、表示装置40は、単眼パノラマ画像を表示する(図5(a)参照)。
Subsequently, the monocular panoramic image
かかる状態において、ユーザによる入力装置20の操作に応じて、入力装置20が単眼パノラマ画像内の1枚の第一撮影画像111を指定するための画像データ指定を出力すると、画像データ指定取得部35が画像データ指定を取得して画像データ出力部34へ出力し、画像データ出力部34は、画像データ指定に含まれるIDと同一IDの第二撮影画像データ及び第三撮影画像データを撮影画像データ記憶部31から読み出す。
In this state, when the
画像データ出力部34は、第二撮影画像データ及び第三撮影画像データを表示装置40へ出力し、表示装置40は、第一撮影画像111と同一撮影方向である第二撮影画像112及び第三撮影画像113を同一画面上に表示する(図5(b)参照)。本実施形態において、第二撮影画像112及び第三撮影画像113は、上下に並べて配置されている。
The image
かかる状態において、ユーザが入力装置20を操作し、第二撮影画像112における指定点(始点)S1(指定点Sに対応)を指定すると、第二撮影画像112における指定点指示が指定点取得部36に入力される。
In this state, when the user operates the
続いて、ユーザが入力装置20を操作し、第三撮影画像113における指定点(始点)S2(指定点Sに対応)を指定すると、第三撮影画像113における指定点指示が指定点取得部36に入力される。
指定点取得部36は、2つの指定点指示を取得すると、撮影画像データ記憶部31に記憶された、第二撮影画像112における指定点S1の二次元座標(x11,y11)及び第三撮影画像113における指定点S2の二次元座標(x21,y21)を取得し、第一の三次元座標算出部37へ出力する。
Subsequently, when the user operates the
When the designated point acquisition unit 36 acquires the two designated point instructions, the two-dimensional coordinates (x 11 , y 11 ) and the third point of the designated
続いて、第一の三次元座標算出部37は、下記式に基づいて、指定点Sの第一の三次元座標RS=(xRS,yRS,zRS)を算出し、第二の三次元座標算出部38へ出力する。
xRS=d(x11+x21)/{2(x11−x21+d)}
yRS=d(y11+y21)/{2(y11−y21+d)}
zRS=−df/{2(x11−x21+d)}
Subsequently, the first three-dimensional coordinate calculation unit 37 calculates the first three-dimensional coordinates R S = (x RS , y RS , z RS ) of the designated point S based on the following formula, Output to the three-dimensional coordinate calculation unit 38.
x RS = d (x 11 + x 21) / {2 (x 11 -x 21 + d)}
y RS = d (y 11 + y 21) / {2 (y 11 -y 21 + d)}
z RS = -df / {2 ( x 11 -x 21 + d)}
続いて、ユーザによる入力装置20の操作に応じて表示装置40に単眼パノラマ画像を再度表示させた状態(図6(a)参照)で、入力装置20が単眼パノラマ画像内の他の1枚の第一撮影画像121を指定するための画像データ指定を出力すると、画像データ指定取得部35が画像データ指定を取得して画像データ出力部34へ出力し、画像データ出力部34は、画像データ指定に含まれるIDと同一IDの第二撮影画像データ及び第三撮影画像データを撮影画像データ記憶部31から読み出す。
Subsequently, in a state in which the monocular panoramic image is displayed again on the
画像データ出力部34は、第二撮影画像データ及び第三撮影画像データを表示装置40へ出力し、表示装置40は、第一撮影画像121と同一撮影方向である第二撮影画像122及び第三撮影画像123を同一画面上に表示する(図6(b)参照)。
The image
かかる状態において、ユーザが入力装置20を操作し、第二撮影画像122における指定点(終点)E1(終点Eに対応)を指定すると、第二撮影画像122における指定点指示が指定点取得部36に入力される。
In this state, when the user operates the
続いて、ユーザが入力装置20を操作し、第三撮影画像123における指定点(終点)E2(終点Eに対応)を指定すると、第三撮影画像123における指定点指示が指定点取得部36に入力される。
指定点取得部36は、2つの指定点指示を取得すると、撮影画像データ記憶部31に記憶された、第二撮影画像122における指定点E1の二次元座標(x12,y12)及び第三撮影画像123における指定点E2の二次元座標(x22,y22)を取得し、第一の三次元座標算出部37へ出力する。
Subsequently, when the user operates the
When the designated point acquisition unit 36 acquires the two designated point instructions, the two-dimensional coordinates (x 12 , y 12 ) and the third point of the designated point E1 in the second photographed
続いて、第一の三次元座標算出部37は、下記式に基づいて、指定点Eの相対三次元座標RE=(xRE,yRE,zRE)を算出し、第二の三次元座標算出部38へ出力する。
xRE=d(x12+x22)/{2(x12−x22+d)}
yRE=d(y12+y22)/{2(y12−y22+d)}
zRE=−df/{2(x12−x22+d)}
Subsequently, the first three-dimensional coordinate calculation unit 37 calculates the relative three-dimensional coordinates R E = (x RE , y RE , z RE ) of the designated point E based on the following formula, and the second three-dimensional coordinates It outputs to the coordinate calculation part 38.
x RE = d (x 12 + x 22) / {2 (x 12 -x 22 + d)}
y RE = d (y 12 + y 22 ) / {2 (y 12 −y 22 + d)}
z RE = −df / {2 (x 12 −x 22 + d)}
第二の三次元座標算出部38は、下記式に基づいて、指定点S,Eの第二の三次元座標AS=(xAS,yAS,zAS)、AE=(xAE,yAE,zAE)を算出し、三次元距離算出部39へ出力する。
The second three-dimensional coordinate calculation unit 38 calculates the second three-dimensional coordinates A S = (x AS , y AS , z AS ), A E = (x AE , y AE , z AE ) is calculated and output to the three-dimensional
続いて、三次元距離算出部39は、下記式に基づいて指定点S,E間の三次元距離Dを算出する。これにより、三次元距離が表示装置40に表示される。
D={(xAE−xAS)2+(yAE−yAS)2+(zAE−zAS)2}1/2
Subsequently, the three-dimensional
D = {(x AE -x AS ) 2 + (y AE -y AS) 2 + (z AE -z AS) 2} 1/2
本発明の第一の実施形態に係るパノラマ画像表示システム1Aは、パノラマ画像に含まれる全ての画像に共通に使用可能な第二の三次元座標を算出することができる。また、パノラマ画像表示システム1Aは、2つの指定点間の三次元距離を算出することができる。また、パノラマ画像表示システム1Aは、一の撮影方向において、単眼パノラマ画像用の1枚の撮影画像に対応する第一撮影画像データよりも指定点取得用の2枚の撮影画像に対応する第二撮影画像データ及び第三撮影画像データのそれぞれの撮影範囲の方を広く設定しておくことで、第一撮影画像データにおける周縁付近を指定点とした場合であっても、かかる指定点が第二撮影画像データ及び第三撮影画像データの撮影範囲内に確実に入ることとなり、第二の三次元座標及び三次元距離を確実に算出することができる。
The panoramic image display system 1A according to the first embodiment of the present invention can calculate second three-dimensional coordinates that can be commonly used for all images included in the panoramic image. Further, the panoramic image display system 1A can calculate a three-dimensional distance between two designated points. Further, the panoramic
<第二の実施形態>
続いて、本発明の第二の実施形態に係るパノラマ画像表示システムについて、第一の実施形態に係るパノラマ画像表示システム1Aとの相違点を中心に説明する。
<Second Embodiment>
Next, a panoramic image display system according to the second embodiment of the present invention will be described focusing on differences from the panoramic image display system 1A according to the first embodiment.
図7に示すように、本発明の第二の実施形態に係るパノラマ画像表示システム1Bは、複眼撮影装置10Aに代えて複眼撮影装置10Bを備える。複眼撮影装置10Bは、焦点距離fの第一の単眼撮影部11a及び第二の単眼撮影部11bを備えており、第三の単眼撮影部11cは省略されている。本実施形態における第一の単眼撮影部11aによって撮影された第一撮影画像データは、第一の実施形態における第一撮影画像データ及び第二撮影画像データと同様に用いられ、本実施形態における第二の単眼撮影部11bによって撮影された第二撮影画像データは、第一の実施形態における第三撮影画像データと同様に用いられる。
As shown in FIG. 7, the panoramic image display system 1B according to the second embodiment of the present invention includes a compound
図8に示すように、第一の単眼撮影部11aを第一の三次元座標系における原点に配置し、左側の第一の単眼撮影部11aと右側の第二の単眼撮影部11bとの間隔をdとすると、第一の単眼撮影部11aの第一の三次元座標O1、第二の単眼撮影部11bの第一の三次元座標O2は、以下のようになる。
O1=(0,0,0)
O2=(d,0,0)
As shown in FIG. 8, the first
O 1 = (0, 0, 0)
O 2 = (d, 0, 0)
相対三次元座標R=(xR,yR,zR)に位置する対象物を単眼撮影部11a,11bを用いて撮影し、かかる対象物が第二の単眼撮影部11aによる第一撮影画像の二次元座標N1=(x1,y2)、すなわち第一の三次元座標(x1,y1,−f)に写っており、第二の単眼撮影部11bによる第二撮影画像の二次元座標N2=(x2,y2)、すなわち第一の三次元座標(x2,y2,−f)に写っているとする。
ここで、三角形RO1O2と三角形RN1N2とは相似であるため、以下の関係が成立する。
xR=dx1/(x1−x2)
yR=dy1/(x1−x2)
zR=−df/(x1−x2)
すなわち、第一の三次元座標算出部37は、予め定められた焦点距離f及び間隔dと、撮影画像の二次元座標の値と、を用いることによって、所望の位置の第一の三次元座標R=(xR,yR,zR)を算出することができる。
An object located at relative three-dimensional coordinates R = (x R , y R , z R ) is imaged using the
Here, since the triangle RO 1 O 2 and the triangle RN 1 N 2 are similar, the following relationship is established.
x R = dx 1 / (x 1 -x 2)
y R = dy 1 / (x 1 -x 2)
z R = −df / (x 1 −x 2 )
That is, the first three-dimensional coordinate calculation unit 37 uses the predetermined focal distance f and interval d and the value of the two-dimensional coordinates of the photographed image to obtain the first three-dimensional coordinates of the desired position. R = (x R , y R , z R ) can be calculated.
<動作例>
続いて、本発明の第二の実施形態に係るパノラマ画像表示システム1Bの動作例について、異なる第一撮影画像に含まれる柱における指定点S,Eの第二の三次元座標及び三次元距離を算出する場合を例にとり、図7,9,10を参照して説明する。
<Operation example>
Subsequently, regarding the operation example of the panoramic image display system 1B according to the second embodiment of the present invention, the second three-dimensional coordinates and the three-dimensional distances of the designated points S and E in the pillars included in the different first captured images are obtained. An example of calculation will be described with reference to FIGS.
まず、制御部13は、駆動部12を回転させることによって、単眼撮影部11a,11bを所望の撮影方向に向け、かかる状態で単眼撮影部11a,11bのシャッタを制御することによって撮影し、撮影画像に関する撮影画像データを三次元座標算出装置30へ出力する。
First, the
続いて、単眼パノラマ画像データ生成部33は、第一の単眼撮影部11aによって撮影された複数の第一撮影画像データを撮影画像データ記憶部31から読み出し、読み出された第一撮影画像データに基づいて単眼パノラマ画像データを生成し、画像データ出力部34へ出力する。画像データ出力部34は、単眼パノラマ画像データを表示装置40へ出力し、表示装置40は、単眼パノラマ画像を表示する(図9(a)参照)。
Subsequently, the monocular panoramic image
かかる状態において、ユーザによる入力装置20の操作に応じて、入力装置20が単眼パノラマ画像内の1枚の第一撮影画像111を指定するための画像データ指定を出力すると、画像データ指定取得部35が画像データ指定を取得して画像データ出力部34へ出力し、画像データ出力部34は、画像データ指定に含まれるIDと同一IDの第一撮影画像データ及び第二撮影画像データを撮影画像データ記憶部31から読み出す。
In this state, when the
画像データ出力部34は、第一撮影画像データ及び第二撮影画像データを表示装置40へ出力し、表示装置40は、第一撮影画像111及び第一撮影画像111と同一撮影方向である第二撮影画像112を同一画面上に表示する(図9(b)参照)。本実施形態において、第一撮影画像111及び第二撮影画像112は、上下に並べて配置されている。
The image
かかる状態において、ユーザが入力装置20を操作し、第一撮影画像111における指定点(始点)S1(指定点Sに対応)を指定すると、第一撮影画像111における指定点指示が指定点取得部36に入力される。
In this state, when the user operates the
続いて、ユーザが入力装置20を操作し、第二撮影画像112における指定点(始点)S2(指定点Sに対応)を指定すると、第二撮影画像112における指定点指示が指定点取得部35に入力される。
指定点取得部36は、2つの指定点指示を取得すると、撮影画像データ記憶部31に記憶された、第一撮影画像111における指定点S1の二次元座標(x11,y11)及び第二撮影画像112における指定点S2の二次元座標(x21,y21)を取得し、第一の三次元座標算出部37へ出力する。
Subsequently, when the user operates the
When the designated point acquisition unit 36 acquires the two designated point instructions, the two-dimensional coordinates (x 11 , y 11 ) of the designated point S1 in the first captured
続いて、第一の三次元座標算出部37は、下記式に基づいて、指定点Sの第一の三次元座標RS=(xRS,yRS,zRS)を算出し、第二の三次元座標算出部38へ出力する。
xRS=dx11/(x11−x21)
yRS=dy11/(x11−x21)
zRS=−df/(x11−x21)
Subsequently, the first three-dimensional coordinate calculation unit 37 calculates the first three-dimensional coordinates R S = (x RS , y RS , z RS ) of the designated point S based on the following formula, Output to the three-dimensional coordinate calculation unit 38.
x RS = dx 11 / (x 11 -x 21)
y RS = dy 11 / (x 11 -x 21)
z RS = -df / (x 11 -x 21)
続いて、ユーザによる入力装置20の操作に応じて表示装置40に単眼パノラマ画像を再度表示させた状態(図10(a)参照)で、入力装置20が単眼パノラマ画像内の他の1枚の第一撮影画像121を指定するための画像データ指定を出力すると、画像データ指定取得部35が画像データ指定を取得して画像データ出力部34へ出力し、画像データ出力部34は、画像データ指定に含まれるIDと同一IDの第一撮影画像データ及び第二撮影画像データを撮影画像データ記憶部31から読み出す。
Subsequently, in a state in which the monocular panoramic image is displayed again on the
画像データ出力部34は、第一撮影画像データ及び第二撮影画像データを表示装置40へ出力し、表示装置40は、第一撮影画像121及び第一撮影画像121と同一撮影方向である第二撮影画像122を同一画面上に表示する(図10(b)参照)。
The image
かかる状態において、ユーザが入力装置20を操作し、第一撮影画像121における指定点(終点)E1(終点Eに対応)を指定すると、第一撮影画像121における指定点指示が指定点取得部36に入力される。
In this state, when the user operates the
続いて、ユーザが入力装置20を操作し、第二撮影画像122における指定点(終点)E2(終点Eに対応)を指定すると、第三撮影画像122における指定点指示が指定点取得部36に入力される。
指定点取得部36は、2つの指定点指示を取得すると、撮影画像データ記憶部31に記憶された、第一撮影画像121における指定点E1の二次元座標(x12,y12)及び第二撮影画像122における指定点E2の二次元座標(x22,y22)を取得し、第一の三次元座標算出部37へ出力する。
Subsequently, when the user operates the
When the designated point acquisition unit 36 acquires the two designated point instructions, the two-dimensional coordinates (x 12 , y 12 ) and the second point of the designated point E1 in the first captured
続いて、第一の三次元座標算出部37は、下記式に基づいて、指定点Eの相対三次元座標RE=(xRE,yRE,zRE)を算出し、第二の三次元座標算出部38へ出力する。
xRE=dx12/(x12−x22)
yRE=dy12/(x12−x22)
zRE=−df/(x12−x22)
Subsequently, the first three-dimensional coordinate calculation unit 37 calculates the relative three-dimensional coordinates R E = (x RE , y RE , z RE ) of the designated point E based on the following formula, and the second three-dimensional coordinates It outputs to the coordinate calculation part 38.
x RE = dx 12 / (x 12 -x 22)
y RE = dy 12 / (x 12 −x 22 )
z RE = −df / (x 12 −x 22 )
第二の三次元座標算出部38は、下記式に基づいて、指定点S,Eの第二の三次元座標AS=(xAS,yAS,zAS)、AE=(xAE,yAE,zAE)を算出し、三次元距離算出部39へ出力する。
The second three-dimensional coordinate calculation unit 38 calculates the second three-dimensional coordinates A S = (x AS , y AS , z AS ), A E = (x AE , y AE , z AE ) is calculated and output to the three-dimensional
続いて、三次元距離算出部39は、下記式に基づいて指定点S,E間の三次元距離Dを算出する。これにより、三次元距離が表示装置40に表示される。
D={(xAE−xAS)2+(yAE−yAS)2+(zAE−zAS)2}1/2
Subsequently, the three-dimensional
D = {(x AE -x AS ) 2 + (y AE -y AS) 2 + (z AE -z AS) 2} 1/2
本発明の第二の実施形態に係るパノラマ画像表示システム1Bは、パノラマ画像表示システム1Aと比べて単眼撮影部を一つ省略することができる。 The panoramic image display system 1B according to the second embodiment of the present invention can omit one monocular photographing unit as compared with the panoramic image display system 1A.
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は前記実施形態に限定されず、本発明の要旨を逸脱しない範囲で適宜設計変更可能である。例えば、算出された第二の三次元座標及び三次元距離をユーザに通知する手法は、表示装置40に表示させることに限定されず、通知部としてのスピーカに発話させる構成であってもよい。また、Z軸周りの回転(回転角度ψ)も考慮した場合には、第二の三次元座標は、下記式によって算出可能である。
As mentioned above, although embodiment of this invention was described, this invention is not limited to the said embodiment, A design change is possible suitably in the range which does not deviate from the summary of this invention. For example, the method of notifying the user of the calculated second three-dimensional coordinates and the three-dimensional distance is not limited to being displayed on the
また、本発明では第一の三次元座標系及び第二の三次元座標系として右手座標系を採用したが、左手座標系を採用した場合も本発明の技術的範囲に含まれる。 Further, in the present invention, the right-handed coordinate system is adopted as the first three-dimensional coordinate system and the second three-dimensional coordinate system, but the case where the left-handed coordinate system is adopted is also included in the technical scope of the present invention.
1A,1B パノラマ画像表示システム
30 三次元座標算出装置
31 画像データ記憶部
33 単眼パノラマ画像データ生成部
34 画像データ出力部
35 画像データ指定取得部
36 指定点取得部
37 第一の三次元座標算出部
38 第二の三次元座標算出部
39 三次元距離算出部
1A, 1B Panoramic
Claims (4)
記憶された複数の前記第一画像データを読み出してパノラマ画像データを生成するパノラマ画像データ生成部と、
生成された前記パノラマ画像データを表示装置へ出力する画像データ出力部と、
ユーザによる入力装置の操作に応じて、前記パノラマ画像データにおける一の前記第一画像データの指定を取得する画像データ指定取得部と、
を備え、
前記画像データ出力部は、指定された一の前記第一画像データに関連付けられた前記第二の画像データ及び前記第三の画像データを前記表示装置へ出力し、
ユーザによる入力装置の操作に応じて、前記第二画像データにおける指定点を取得するとともに、前記第三画像データにおける前記指定点を取得する指定点取得部と、
取得された前記第二画像データにおける前記指定点及び前記第三画像データにおける前記指定点に基づいて、前記第一撮影装置、前記第二撮影装置及び前記第三撮影装置の撮影方向を基準として撮影方向ごとに固有な第一の三次元座標系における第一の三次元座標を算出する第一の三次元座標算出部と、
算出された前記第一の三次元座標と、撮影時における前記第二撮影装置及び前記第三撮影装置の撮影方向と、に基づいて、全ての撮影方向において共通な第二の三次元座標系における前記指定点の第二の三次元座標を算出する第二の三次元座標算出部と、
を備えることを特徴とする三次元座標算出装置。 A plurality of first image data photographed by the first photographing device, a plurality of second image data photographed by a second photographing device spaced apart from the first photographing device by a predetermined distance, and a predetermined distance from the first photographing device. A plurality of third image data photographed by the separated third photographing device, and an image data storage unit stored in association with each photographing direction;
A panorama image data generation unit that reads the plurality of first image data stored to generate panorama image data;
An image data output unit for outputting the generated panoramic image data to a display device;
An image data designation acquisition unit for acquiring designation of one of the first image data in the panoramic image data in response to an operation of an input device by a user;
With
The image data output unit outputs the second image data and the third image data associated with the designated one first image data to the display device,
In accordance with the operation of the input device by the user, the designated point in the second image data is obtained, and the designated point obtaining unit that obtains the designated point in the third image data;
Shooting based on the shooting direction of the first shooting device, the second shooting device, and the third shooting device based on the specified point in the acquired second image data and the specified point in the third image data A first three-dimensional coordinate calculation unit that calculates a first three-dimensional coordinate in the first three-dimensional coordinate system unique to each direction;
Based on the calculated first three-dimensional coordinates and the photographing directions of the second photographing device and the third photographing device at the time of photographing, in the second three-dimensional coordinate system common to all photographing directions. A second three-dimensional coordinate calculation unit for calculating a second three-dimensional coordinate of the designated point;
A three-dimensional coordinate calculation apparatus comprising:
前記第二撮影装置及び前記第三撮影装置の焦点距離をf、
前記第二撮影装置の第一の三次元座標を(−d/2,0,0)、
前記第三撮影装置の第一の三次元座標を(d/2,0,0)、
前記第二画像データにおける前記指定点の第一の三次元座標を(x2,y2,−f)、
前記第三画像データにおける前記指定点の第一の三次元座標を(x3,y3,−f)、
前記指定点の前記第一の三次元座標を(xR,yR,zR)、
としたとき、前記第一の三次元座標算出部は、
xR=d(x2+x3)/{2(x2−x3+d)}
yR=d(y2+y3)/{2(y2−y3+d)}
zR=−df/{2(x2−x3+d)}
によって、前記指定点の前記第一の三次元座標を算出し、
前記第二の三次元座標系における前記第二撮影装置及び前記第三撮影装置の撮影方向の基準からの前記X軸周りの回転角度をφ、前記Y軸周りの回転角度をθ、前記Z軸周りの回転角度をψとしたとき、前記第二の三次元座標算出部は、
ことを特徴とする請求項1に記載の三次元座標算出装置。 The three-dimensional imaging coordinates are the Z axis that is the optical axis direction of the first imaging device, the second imaging device, and the third imaging device, the X axis that is orthogonal to the Z axis, the Z axis, and the X axis. When expressed by a right-handed coordinate system with the Y axis orthogonal to the axis,
The focal length of the second imaging device and the third imaging device is f,
The first three-dimensional coordinates of the second imaging device are (−d / 2, 0, 0),
The first three-dimensional coordinates of the third imaging device are (d / 2, 0, 0),
The first three-dimensional coordinates of the designated point in the second image data are (x 2 , y 2 , −f),
The first three-dimensional coordinates of the designated point in the third image data are (x 3 , y 3 , −f),
The first three-dimensional coordinates of the designated point are (x R , y R , z R ),
When the first three-dimensional coordinate calculation unit,
x R = d (x 2 + x 3) / {2 (x 2 -x 3 + d)}
y R = d (y 2 + y 3) / {2 (y 2 -y 3 + d)}
z R = −df / {2 (x 2 −x 3 + d)}
To calculate the first three-dimensional coordinates of the designated point,
In the second three-dimensional coordinate system, the rotation angle around the X axis from the reference of the shooting direction of the second imaging device and the third imaging device is φ, the rotation angle around the Y axis is θ, and the Z axis When the surrounding rotation angle is ψ, the second three-dimensional coordinate calculation unit is
記憶された複数の前記第一画像データを読み出してパノラマ画像データを生成するパノラマ画像データ生成部と、
生成された前記パノラマ画像データを表示装置へ出力する画像データ出力部と、
ユーザによる入力装置の操作に応じて、前記パノラマ画像データにおける一の前記第一画像データの指定を取得する画像データ指定取得部と、
を備え、
前記画像データ出力部は、指定された一の前記第一画像データ及び当該第一画像データに関連付けられた前記第二の画像データを前記表示装置へ出力し、
ユーザによる入力装置の操作に応じて、前記第一画像データにおける指定点を取得するとともに、前記第二画像データにおける前記指定点を取得する指定点取得部と、
取得された前記第一画像データにおける前記指定点及び前記第二画像データにおける前記指定点に基づいて、前記第一撮影装置及び前記第二撮影装置の撮影方向を基準として撮影方向ごとに固有な第一の三次元座標系における第一の三次元座標を算出する第一の三次元座標算出部と、
算出された前記第一の三次元座標と、撮影時における前記第一撮影装置及び前記第二撮影装置の撮影方向と、に基づいて、全ての撮影方向において共通な第二の三次元座標系における前記指定点の第二の三次元座標を算出する第二の三次元座標算出部と、
を備えることを特徴とする三次元座標算出装置。 A plurality of first image data photographed by the first photographing device and a plurality of second image data photographed by a second photographing device separated by a predetermined distance from the first photographing device are stored in association with each photographing direction. An image data storage unit,
A panorama image data generation unit that reads the plurality of first image data stored to generate panorama image data;
An image data output unit for outputting the generated panoramic image data to a display device;
An image data designation acquisition unit for acquiring designation of one of the first image data in the panoramic image data in response to an operation of an input device by a user;
With
The image data output unit outputs the specified first image data and the second image data associated with the first image data to the display device,
In response to an operation of the input device by the user, a designated point in the first image data is obtained, and a designated point obtaining unit that obtains the designated point in the second image data;
Based on the designated point in the acquired first image data and the designated point in the second image data, the first unique to each photographing direction with reference to the photographing direction of the first photographing device and the second photographing device. A first three-dimensional coordinate calculator that calculates first three-dimensional coordinates in one three-dimensional coordinate system;
Based on the calculated first three-dimensional coordinates and the photographing directions of the first photographing device and the second photographing device at the time of photographing, in the second three-dimensional coordinate system common to all photographing directions. A second three-dimensional coordinate calculation unit for calculating a second three-dimensional coordinate of the designated point;
A three-dimensional coordinate calculation apparatus comprising:
前記第一撮影装置及び前記第二撮影装置の焦点距離をf、
前記第一撮影装置の第一の三次元座標を(0,0,0)、
前記第二撮影装置の第一の三次元座標を(d,0,0)、
前記第一画像データにおける前記指定点の第一の三次元座標を(x1,y1,−f)、
前記第二画像データにおける前記指定点の第一の三次元座標を(x2,y2,−f)、
前記指定点の前記第一の三次元座標を(xR,yR,zR)、
としたとき、前記第一の三次元座標算出部は、
xR=dx1/(x1−x2)
yR=dy1/(x1−x2)
zR=−df/(x1−x2)
によって、前記指定点の前記第一の三次元座標を算出し、
前記第二の三次元座標系における前記第二撮影装置及び前記第三撮影装置の撮影方向の基準からの前記X軸周りの回転角度をφ、前記Y軸周りの回転角度をθ、前記Z軸周りの回転角度をψとしたとき、前記第二の三次元座標算出部は、
ことを特徴とする請求項3に記載の三次元座標算出装置。 The three-dimensional imaging coordinates are the Z axis that is the optical axis direction of the first imaging device and the second imaging device, the X axis that is orthogonal to the Z axis, and the Y axis that is orthogonal to the Z axis and the X axis. When expressed by a right-handed coordinate system,
The focal length of the first photographing device and the second photographing device is f,
The first three-dimensional coordinates of the first photographing device are (0, 0, 0),
The first three-dimensional coordinates of the second imaging device are (d, 0, 0),
The first three-dimensional coordinates of the designated point in the first image data are (x 1 , y 1 , −f),
The first three-dimensional coordinates of the designated point in the second image data are (x 2 , y 2 , −f),
The first three-dimensional coordinates of the designated point are (x R , y R , z R ),
When the first three-dimensional coordinate calculation unit,
x R = dx 1 / (x 1 -x 2)
y R = dy 1 / (x 1 -x 2)
z R = −df / (x 1 −x 2 )
To calculate the first three-dimensional coordinates of the designated point,
In the second three-dimensional coordinate system, the rotation angle around the X axis from the reference of the shooting direction of the second imaging device and the third imaging device is φ, the rotation angle around the Y axis is θ, and the Z axis When the surrounding rotation angle is ψ, the second three-dimensional coordinate calculation unit is
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