JP2014209690A - Imaging device, azimuth detection device, imaging device control method, azimuth detection device control method and program - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、姿勢を検出することができる撮像装置、および姿勢を検出することができる方位検出装置に関する。 The present invention relates to an imaging device capable of detecting a posture and an azimuth detecting device capable of detecting a posture.
近年、デジタルカメラに、電子コンパス、を搭載し、撮像した画像に、撮像方向の情報を関連付けることが行われている。例えば、特許文献1には、自機の向いている方向を、電子コンパスを用いて検出し、画像データに関連付けて保存する電子コンパス内蔵デジタルカメラが開示されている。また、電子コンパスをデジタルカメラに内蔵するのではなく、着脱可能な外部アクセサリとして提供するものも知られている。 In recent years, an electronic compass is mounted on a digital camera, and information on an imaging direction is associated with a captured image. For example, Patent Document 1 discloses a digital camera with a built-in electronic compass that detects the direction in which the device is facing using an electronic compass and stores the detected image in association with image data. There is also known an electronic compass that is provided not as a built-in digital camera but as a removable external accessory.
しかしながら、電子コンパスを着脱可能とした場合、実際の撮像方向から大きくずれる可能性がある。電子コンパスの取得する方位情報は、電子コンパスが向いている方向を示すものであり、撮像装置の撮像方向を示すものではない。したがって、電子コンパスと撮像装置との位置関係が定まっていない場合、つまり撮像装置と電子コンパスとがそれぞれ互いに異なる方向を自由に向いてしまうような場合は、電子コンパスが示す方位情報が撮像方向を示していない可能性が高い。そのため、実際の撮像方向とは異なる方向を示す、不適切な方位情報が、画像データに対応づけられてしまう可能性がある。
本発明は、このような問題を鑑みてなされたものであり、適切な方位情報を提供することを目的とする。
However, when the electronic compass is made detachable, there is a possibility that it will deviate greatly from the actual imaging direction. The azimuth information acquired by the electronic compass indicates the direction in which the electronic compass is facing, and does not indicate the imaging direction of the imaging apparatus. Therefore, when the positional relationship between the electronic compass and the imaging device is not fixed, that is, when the imaging device and the electronic compass are freely oriented in different directions, the orientation information indicated by the electronic compass indicates the imaging direction. Most likely not shown. Therefore, there is a possibility that inappropriate orientation information indicating a direction different from the actual imaging direction is associated with the image data.
The present invention has been made in view of such a problem, and an object thereof is to provide appropriate orientation information.
上記目的を達成するために、本発明の撮像装置は、被写体を撮像して画像データを生成する撮像手段と、姿勢を検出する第1の姿勢検出手段と、方位を検出する方位検出手段と姿勢を検出する第2の姿勢検出手段とを有する方位検出装置と通信する通信手段と、前記第1の姿勢検出手段による姿勢の検出の結果と、前記第1の姿勢検出手段による姿勢の検出に対応して実行される前記第2の姿勢検出手段による前記方位検出装置の姿勢の検出の結果とに基づき、前記方位検出手段により検出された方位を補正する補正手段と、前記撮像手段により生成された画像データに前記補正手段により補正された方位を関連付ける関連付け手段とを有することを特徴とする。 In order to achieve the above object, an imaging apparatus according to the present invention includes an imaging unit that captures an image of a subject and generates image data, a first orientation detection unit that detects an orientation, an orientation detection unit that detects an orientation, and an orientation. Corresponding to the communication means for communicating with the azimuth detecting device having the second attitude detecting means for detecting the position, the result of the attitude detection by the first attitude detecting means, and the attitude detection by the first attitude detecting means And a correction unit that corrects the azimuth detected by the azimuth detection unit based on a result of detection of the posture of the azimuth detection device by the second posture detection unit that is executed, and generated by the imaging unit. And an associating unit for associating the orientation corrected by the correcting unit with the image data.
本発明の方位検出装置は、姿勢を検出する第1の姿勢検出手段を有する撮像装置と通信することが可能な方位検出装置であって、方位を検出する方位検出手段と、前記方位検出装置の姿勢を検出する第2の姿勢検出手段と、前記第1の姿勢検出手段による前記撮像装置の姿勢の検出結果と前記第2の姿勢検出手段による前記方位検出装置の姿勢の検出結果とに基づき、前記方位検出手段が検出した方位を補正する補正手段と、前記補正手段により補正された方位を前記撮像装置に送信する送信手段とを有することを特徴とする。 An azimuth detection apparatus according to the present invention is an azimuth detection apparatus capable of communicating with an imaging apparatus having a first attitude detection unit that detects an attitude, the azimuth detection unit that detects an azimuth, Based on the second attitude detection means for detecting the attitude, the detection result of the attitude of the imaging device by the first attitude detection means, and the detection result of the attitude of the azimuth detection device by the second attitude detection means, And a correction unit that corrects the direction detected by the direction detection unit, and a transmission unit that transmits the direction corrected by the correction unit to the imaging apparatus.
本発明によれば、適切な方位情報を提供することができる。 According to the present invention, appropriate azimuth information can be provided.
以下に、本発明の好ましい実施の形態を、添付の図面に基づいて詳細に説明する。 Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
[第1の実施形態]
<撮像システム>
まず、本発明の第1の実施形態について説明する。図1は、本実施形態にかかる撮像装置100と方位検出装置101とが適用された撮像システムの構成を示すブロック図である。
本実施形態にかかる撮像装置100には、デジタルカメラが適用される。ただし、撮像装置100はデジタルカメラに限定されるものではない。例えば、撮像装置100は、撮像機能を有する携帯電話や、タブレットデバイス、パーソナルコンピュータなどの情報処理装置であってもよい。
CPU108は、入力された信号や、後述のコンピュータプログラムの実行により、撮像装置100の各部を制御する。なお、CPU108が撮像装置100の各部を制御する構成に代えて、複数のハードウェアが制御のための処理を分担することで撮像装置100の各部を制御してもよい。
撮像センサ104は、レンズ105により結像された被写体の光学像を、電気信号である画像データに変換する。そして、撮像センサ104は、画像データに対してノイズ低減処理などを行い、デジタル形式の画像データを生成して出力する。撮像センサ104が出力(生成)した画像データは、バッファメモリとして機能する作業用メモリ111に一時的に保持される。CPU108は、作業用メモリ111に保持された画像データに対して所定の演算を行い、記録媒体110に記録する。画像データに対する所定の処理には、撮像装置100の向きを示す補正した方位情報(後述)を関連付ける処理が含まれる。
不揮発性メモリ112は、電気的に消去・記録可能な不揮発性のメモリである。不揮発性メモリ112には、CPU108が実行するコンピュータプログラム(後述)等が格納される。
作業用メモリ111は、たとえば揮発性メモリ(RAM)が適用される。作業用メモリ111は、撮像センサ104で撮像された画像データを一時的に保持するバッファメモリや、表示部109の画像表示用メモリ、CPU108の作業領域等として使用される。
操作部114は、撮像装置100に対する指示をユーザから受け付けるために用いられる。操作部114は例えば、ユーザが撮像装置100の電源のON/OFFを指示するための電源ボタンや、撮像を指示するためのレリーズスイッチ、画像データの再生を指示するための再生ボタンなどの操作部材を含む。また、表示部109に形成されるタッチパネルも操作部114に含まれる。CPU108は、ユーザによる操作部114への操作を検出すると、操作部114の操作部材や操作内容に対応付けられた処理を実行する。特に、CPU108は、リレーズスイッチの操作(撮像の指示)を検出すると、撮像処理を実行する。撮像処理は、撮像の指示にしたがって、撮像を実行して画像データを生成する処理である。撮像処理においては、撮像装置100のCPU108は、レンズ105や撮像センサ104を制御し、撮像センサ104はCPU108による制御にしたがって画像データを生成する。
表示部109は、撮像の際のビューファインダー画像の表示、撮像した画像データの表示、対話的な操作のための文字表示などを行う。なお、表示部109は、必ずしも撮像装置100に設けられなくてもよい。撮像装置100は、少なくとも、表示部109と接続することができ、表示部109の表示を制御する表示制御機能を有していればよい。
記録媒体110は、撮像センサ104から出力された画像を記録することができる。記録媒体110は、撮像装置100に着脱可能なよう構成してもよいし、撮像装置100に内蔵されていてもよい。すなわち、撮像装置100は、少なくとも記録媒体110にアクセスする手段を有していればよい。
姿勢検出部106(第1の姿勢検出手段)は、撮像装置100の姿勢を検出する。姿勢検出部106(第1の姿勢検出手段)には例えば加速度センサを用いることができる。
通信部107は、外部装置と接続するためのインターフェースである。本実施形態にかかる撮像装置100は、通信部107を介して、外部装置とデータを送受信できる。なお、本実施形態では、通信部107はアンテナであり、CPU108は、アンテナを介して、外部装置と無線でデータを送受信できる。データ通信のプロトコルには、例えば無線LANを通じたPTP/IP(Picture Transfer Protocol over Internet Protocol)が適用できる。なお、外部装置との通信方法は、これに限られるものではない。例えば、通信部107は、赤外線通信モジュール、Bluewtooth(登録商標)通信モジュール、WirelessUSB等の無線通信モジュールを含むことができる。さらには、USBケーブルやHDMI(エイチディーエムアイ・ライセンシング,エルエルシーの登録商標)、IEEE1394など、有線接続であってもよい。
[First Embodiment]
<Imaging system>
First, a first embodiment of the present invention will be described. FIG. 1 is a block diagram illustrating a configuration of an imaging system to which an
A digital camera is applied to the
The
The
The nonvolatile memory 112 is an electrically erasable / recordable nonvolatile memory. The nonvolatile memory 112 stores a computer program (described later) executed by the
As the
The
The
The
The attitude detection unit 106 (first attitude detection means) detects the attitude of the
The
固定部115は、方位検出装置101を撮像装置100に固定するための固定具である。例えば、固定部115は、ストロボ装置等の周辺機器を固定可能なアクセサリシュー等である。なお、周辺機器には、方位検出装置101も含まれる。この固定部115が方位検出装置101の固定部121に係合することにより、方位検出装置101が撮像装置100に着脱可能に固定される。なお、本実施形態においては、方位検出装置101は、方位検出装置101に含まれる電子コンパス117が取得する方位情報の示す方向と、撮像装置100の撮像方向(レンズ105の光軸方向)とが一致するように固定される。
The fixing unit 115 is a fixture for fixing the
次に、本実施形態にかかる方位検出装置101の構成について説明する。本実施形態にかかる方位検出装置101は、撮像装置100に着脱可能に固定できる。そして、方位検出装置101は、自身の位置および方向を検出し、検出結果を撮像装置100に送信することができる。
CPU118は、入力された信号や、後述のプログラムの実行によって、方位検出装置101の各部を制御する。なお、CPU118が方位検出装置101の全体を制御する構成に代えて、複数のハードウェアが制御のための処理を分担することで、方位検出装置101の各部を制御してもよい。
GPS120は、測位処理を行う。測位処理とは、GPS衛星から信号を受信し、受信した信号から方位検出装置101の位置を示す位置情報を取得する処理である。GPS120が取得した位置情報は、通信部116を介して撮像装置100に送信することができる。送信された位置情報は、撮像装置100が撮像した画像に、撮像位置として関連付けられる。たとえば、撮像装置100のCPU101は、GPS120が取得した位置情報を受信し、撮像した(生成した)画像データに受信した位置情報を関連付ける。本実施形態では、位置情報は、緯度・経度の座標で表される。なお、本実施形態にかかる方位検出装置101は、GPS120を用いる構成に代えて、例えば携帯電話の基地局といった外部装置や加速度センサなどから位置情報を取得する装置であってもよい。あるいは、GPS120とそれらを併用する構成であってもよい。
電子コンパス117(方位検出手段)は、方位検出装置101自身の向いている方位を検出する。電子コンパス117(方位検出手段)には、例えば地磁気センサが適用できる。
姿勢検出部119(第2の姿勢検出手段)は、方位検出装置101自身の姿勢を検出する。姿勢検出部119(第2の姿勢検出手段)には、例えば加速度センサが適用できる。
このほか、方位検出装置101は、撮像装置100と同様に、不揮発性メモリと作業用メモリとを有する(いずれも図略)。不揮発性メモリには、方位検出装置101を制御するためのコンピュータプログラムが格納される。
Next, the configuration of the
The
The
The electronic compass 117 (orientation detection means) detects the orientation that the
The posture detection unit 119 (second posture detection means) detects the posture of the
In addition, the
<方位検出装置の撮像装置への固定形態>
図2は、方位検出装置101を撮像装置100に着脱可能に固定するための固定態様の例を模式的に示す図である。
図2(a)は、方位検出装置101を撮像装置100のアクセサリシューに取り付けた態様を模式的に示す図である。アクセサリシューは、撮像装置100の撮像方向(光軸の向き)に対して、メカ的に高い精度で構成されている。そのため、方位検出装置101がアクセサリシューに取り付けられると、方位検出装置101の正面方向が、撮像装置100の撮像方向と一致する。ただし、方位検出装置101の固定部の寸法精度や、方位検出装置101の内部の各種センサの取り付け精度が不十分であると、たとえば1°単位といった高い精度で正確に撮像方向を検出できないことがある。方位検出装置101と撮像装置100とは、通信部107、116を介して信号の送受信を行う。ここで、通信部107、116を介して送受信する信号には、方位情報や位置情報が含まれる。ただし、図2(a)に示すように、ケーブル201によって信号を送受信可能に接続される構成であってもよい。
<Fixed form of orientation detection device to imaging device>
FIG. 2 is a diagram schematically illustrating an example of a fixing mode for detachably fixing the
FIG. 2A is a diagram schematically illustrating an aspect in which the
図2(b)は、方位検出装置101がアングル202を介して撮像装置100に着脱可能に固定される態様を模式的に示す図である。アングル202は、撮像装置100に設けられる三脚取り付け用のネジ穴を用いて撮像装置100に着脱可能に固定される。そして、方位検出装置101と撮像装置100とは、通信部107,116を介して信号の送受信を行う。ただし、図2(b)に示すように、ケーブル201によって信号を送受信可能に接続される構成であってもよい。この態様は、撮像装置100のアクセサリシューにストロボなどが取り付けている場合など、アクセサリシューが使えない場合に用いられる態様である。三脚取り付け用のねじ穴にアングル202を締め付けただけでは、撮像装置100とアングル202との取り付け方向が定まらない。このため、結果として、撮像装置100と、方位検出装置101との相対的な取り付け方向が定まらない。
FIG. 2B is a diagram schematically illustrating an aspect in which the
図3は、本実施形態にかかる撮像装置100と、本実施形態にかかる方位検出装置101の内部演算における座標系を模式的に示した図である。具体的には、図3(a)は、方位検出装置101を撮像装置100に固定した状態を示す図である。図3(b)は、撮像装置100の座標系を模式的に示す図である。図3(c)は、方位検出装置101の座標系を模式的に示す図である。図3(d)は、撮像装置100の座標系と方位検出装置101の座標系を重ねて示す図である。撮像装置100と方位検出装置101は、内部演算の際には、図3(b)と図3(c)に示すように、それぞれの独自の座標系を用いる。
図3(b)に示すように、撮像装置100は、z軸の正の方向を撮像方向(すなわち、レンズ105の光軸の方向)と定義している。撮像装置100の姿勢検出部106(加速度センサ)は、この座標系に合うように(この座標系を基準として)出力を補正し、補正した出力を加速度センサ出力としている。
図3(c)に示すように、方位検出装置101は、Z軸の正の方向を、方位検出装置101の正面方向と定義している。方位検出装置101の姿勢検出部119(加速度センサ)、および、電子コンパス117(地磁気センサ)は、この座標系に合うように出力を補正し、補正した出力をそれぞれ、加速度センサ出力、電子コンパス出力としている。
方位検出装置101を撮像装置100に固定した状態において、取り付け精度が十分に高ければ、それぞれの座標系における3つの軸は重なる。しかしながら実際には、図3(d)に示すように、方位検出装置101と撮像装置100の方向を合わせたつもりでも、さまざまな部分の寸法誤差が積み重なって座標系の軸にずれが生じる。図3(d)は、撮像装置100の座標系と方位検出装置101の座標系のずれを模式的に示す図である。このようなずれがある場合には、このずれを補正しなければ、方位検出装置101が検出した撮像方向は、実際の撮像方向に対してずれの分だけ精度が低下する。
FIG. 3 is a diagram schematically illustrating a coordinate system in the internal calculation of the
As illustrated in FIG. 3B, the
As illustrated in FIG. 3C, the
If the
<方位情報の算出方法について>
次に、本実施形態にかかる方位情報算出方法について説明する。本実施形態においては、撮像装置100と方位検出装置101とが協働して方位情報算出方法の処理を実行する。そして、この方位情報算出方法を実行することによって、両装置間の固定方向のずれを補正する。
<About the calculation method of direction information>
Next, the direction information calculation method according to the present embodiment will be described. In the present embodiment, the
図4(a)は、本実施形態にかかる撮像装置100の動作を示すフローチャートである。図4(a)のフローチャートに示す処理を実行するためのコンピュータプログラムは、あらかじめ不揮発性メモリ112に格納されている。そして、CPU108は、このコンピュータプログラムを不揮発性メモリ112から読み出し、作業用メモリ111に展開して実行する。これにより、CPU108は撮像装置100の各部を制御し、図4(b)に示す処理が実現する。
また、図4(b)は、本実施形態にかかる方位検出装置101の動作を示すフローチャートである。図4(b)に示す処理を実行するためのコンピュータプログラムは、あらかじめ、方位検出装置101の不揮発性メモリ(図略)に格納されている。そして、CPU118は、このコンピュータプログラムを不揮発性メモリから読み出し、作業用メモリ(図略)に展開して実行する。これにより、CPU118は、方位検出装置101の各部を制御し、図4(b)に示す処理が実現する。
撮像装置100のCPU108は、撮像装置100の電源がONになると、図4(a)に示すフローチャートの処理を開始する。同様に、方位検出装置101のCPU118は、方位検出装置101の電源がONになると(または、撮像装置100から電力の供給が開始されると)、図4(b)に示す処理を開始する。
FIG. 4A is a flowchart illustrating the operation of the
FIG. 4B is a flowchart showing the operation of the
When the power of the
撮像装置100のCPU108は、ステップS401において、撮像装置100と方位検出装置101が互いに固定されたかどうかを検出する(固定判定処理)。
同様に、方位検出装置101のCPU118は、ステップS410において、撮像装置100と方位検出装置101が互いに固定されたかどうかを検出する(固定判定処理)。
固定の検知については、例えば撮像装置100の固定部115と方位検出装置101の固定部121の少なくとも一方に設けられたハードウェアスイッチを利用してもよい。または、例えば、撮像装置100のCPU108が、通信部107を介して固定されたことを示す情報を受信することにより検知してもよい。固定が検出されない場合、本ステップの処理を繰り返す。一方、固定が検知された場合、処理はステップS402に進む。同様に、方位検出装置101のCPU118は、撮像装置100への固定が検出されるまでステップS410の処理を繰り返し、固定が検出された場合にはステップS411に進む。
In step S401, the
Similarly, the
For detection of fixation, for example, a hardware switch provided in at least one of the fixing unit 115 of the
撮像装置100のCPU108は、ステップS402において、方位検出装置101のCPU118は、ステップS411において、それぞれ通信部107、116を介して撮像装置100と方位検出装置101との通信を確立する。
このステップで確立する通信は、有線でも無線でも構わない。また、撮像装置100と方位検出装置101との通信の確立のタイミングは、このタイミングに限られるものではない。例えば、本フローチャートの処理が開始する前に撮像装置100と方位検出装置101との通信が確立していてもよい。その場合、本ステップは実行されない。また、その場合、本フローチャートの処理は、撮像装置100と方位検出装置101との通信の確立に応じて開始されるようにしてもよい。
In step S402, the
Communication established in this step may be wired or wireless. In addition, the timing of establishment of communication between the
撮像装置100のCPU108は、ステップS403において、姿勢検出部106(加速度センサ)の出力を検出し記憶する。
また、方位検出装置101のCPU118は、ステップS412において、姿勢検出部119(加速度センサ)の出力を検出して記憶する。
なお、撮像装置100のCPU108は、このステップS403における姿勢検出部106(加速度センサ)の出力の検出タイミングを、方位検出装置101がステップS412において実行する加速度センサの出力の検知のタイミングと同期するよう制御する。タイミングの同期の方法としては、例えば、次のような方法が適用できる。まず、撮像装置100のCPU108が、姿勢検出部106の出力の検出タイミングを、方位検出装置101に通信部107を介して送信する。方位検出装置101のCPU118は、撮像装置100から受信した検出タイミングと同じタイミングで、姿勢検出部119の出力を検出する。
In step S403, the
In step S412, the
Note that the
なお、姿勢検出部106、119(加速度センサ)の出力を記憶するタイミングは、撮像装置100と方位検出装置101とが静止状態にあるタイミングであることが望ましい。これは、撮像装置100と方位検出装置101とでは姿勢検出部106、119(加速度センサ)の位置が異なるため、撮像装置100と方位検出装置101とが動いていると出力が異なる可能性があるからである。このため、撮像装置100の姿勢検出部106と方位検出装置101の姿勢検出部119の出力が激しく変動することが無く、重力加速度の大きさと一致する状態で記録することが理想的である。
そこで、撮像装置100のCPU108は、姿勢検出部106としての加速度センサの出力の単位時間当たりの変動が閾値以上であるか否かの判定を行う(静止判定手段)。そして、撮像装置100のCPU108は、出力の単位時間当たりの変動が閾値未満である場合には、撮像装置100が静止していると判定する。なお、方位検出装置101のCPU118が、姿勢検出部119の出力に基づいて静止判定を行ってもよい。この場合には、方位検出装置101のCPU118は、静止判定の結果を、通信部116を介して撮像装置100に送信する。
Note that the timing for storing the outputs of the
Therefore, the
撮像装置100のCPU108は、このステップS403において、姿勢検出部106の出力を複数回(少なくとも3回)にわたって検知し、それぞれの場合での撮像装置100の姿勢を決定する。そして、方位検出装置101のCPU118は、このステップS412において、姿勢検出部119の出力を撮像装置100に同期して同じ回数だけ複数回にわたって検出する。
図5(a)は、撮像装置100の3回の姿勢検出結果の一例を模式的に示し、図5(b)は、方位検出装置101の3回の姿勢検出結果の一例を模式的に示す。3回の検出タイミングにおける姿勢は、図5のように、なるべく異なる方向を示すことが望ましい。すなわち、撮像装置100および方位検出装置101を様々な向きに傾けた状態で姿勢を検出することが望ましい。
In step S403, the
FIG. 5A schematically shows an example of three posture detection results of the
ここで、撮像装置100のCPU108は、出力が異なる方向を示さない場合には、相対角度データの演算には使用しないようにする。例えば、撮像装置100のCPU108は、複数回のうちのある特定の回の姿勢の検出の結果を、当該ある特定の回の直前の回の姿勢の検出の結果と比較する。そして、ある特定の回とその直前の回とが同じ結果である場合には、撮像装置100のCPU108は、再び姿勢の検出を行う。そして、前記ある特定の回の姿勢の検出の結果を、新たな検出の結果に更新する。このようにして、複数回にわたる姿勢の検出の結果が、互いに異なる結果となるまで、姿勢の検出を行う。すなわち、ある特定の回がその直前の回と同じ結果である場合には、当該ある特定の回の結果を演算に用いない。
Here, the
なお、演算に使用するための姿勢検出の回数は3回に限定されるものではない。さらに多くの姿勢の情報を使うことで、さらに演算精度を高めることが可能である。 Note that the number of posture detections for use in the calculation is not limited to three. By using more posture information, the calculation accuracy can be further improved.
方位検出装置101のCPU118は、ステップS413において、姿勢検出部119の出力の結果を、通信部116を介して撮像装置100に送信する。
撮像装置100のCPU108は、ステップS404において、方位検出装置101の姿勢検出部119の検出結果を受信する。
In step S <b> 413, the
In step S404, the
撮像装置100のCPU108は、ステップS405において、それぞれの姿勢検出部106、119の出力に基づき、撮像装置100と方位検出装置101との相対角度を算出する。この相対角度が、撮像装置100の撮像方向と方位検出装置101の方向とのずれ量となる。具体的な算出方法については後述する。このように、撮像装置100の撮像方向を基準として、方位検出装置101の相対角度を算出(決定)する。
In step S <b> 405, the
撮像装置100のCPU108は、ステップS406において、算出して得られた相対角度のデータを、通信部107を介して方位検出装置101に送信する。
方位検出装置101のCPU118は、ステップS414において、撮像装置100がステップS406において送信した相対角度のデータを、通信部116を介して受信する。
In step S <b> 406, the
In step S414, the
方位検出装置101は、これ以降、姿勢検出部119から取得する方位情報を、この相対角度のデータを用いて補正する。これにより、方位検出装置101は、撮像装置100の向きと方位検出装置101の向きのずれをキャンセルした方位情報を生成し、通信部116を介して撮像装置100に提供することができる。その結果、撮像装置100は、自機の向きを示す精度の高い方位情報を利用することができる。なお、ステップS403〜ステップS406の処理、およびステップS412〜ステップS414の処理は、定期的に繰り返し実行されてもよい。その場合、繰り返し実行される度に、相対角度のデータを更新する。これにより、ズレの量が変化してしまう場合にも対応することができる。
Thereafter, the
次に、相対角度の演算方法について説明する。図5において、撮像装置100の姿勢検出部106が複数回(ここでは3回)にわたって検出した3つの異なる姿勢における加速度センサ出力を姿勢1、姿勢2、姿勢3とする。そして、これらの加速度センサ出力ベクトルを、それぞれ、
姿勢1:(x1 , y1 , z1)
姿勢2:(x2 , y2 , z2)
姿勢3:(x3 , y3 , z3)
とする。また、方位検出装置101の姿勢検出部119が検出した3つの異なる姿勢における加速度センサ出力を、姿勢1’、姿勢2’、姿勢3’とする。そして、これらの加速度センサ出力ベクトルを、それぞれ、
姿勢1’:(x1’ , y1’ , z1’)
姿勢2’:(x2’ , y2’ , z2’)
姿勢3’:(x3’ , y3’ , z3’)
とする。また、基準となる撮像装置100の撮像方向(光軸の向き)を、
(0 , 0 , A)
とし、方位検出装置101の撮像方向(光軸の向き)を、
(a , b , c)
とする。方位検出装置101の座標系における(a , b , c)が求めたい未知数である。
Next, a method for calculating the relative angle will be described. In FIG. 5, acceleration sensor outputs in three different postures detected by the
Posture 1: (x1, y1, z1)
Posture 2: (x2, y2, z2)
Posture 3: (x3, y3, z3)
And Further, the acceleration sensor outputs in three different postures detected by the
Posture 1 ′: (x1 ′, y1 ′, z1 ′)
Posture 2 ′: (x2 ′, y2 ′, z2 ′)
Posture 3 ′: (x3 ′, y3 ′, z3 ′)
And In addition, the imaging direction (direction of the optical axis) of the
(0, 0, A)
And the imaging direction (direction of the optical axis) of the
(A, b, c)
And (A 1, b 2, c) in the coordinate system of the
それぞれの姿勢において、加速度センサの出力と撮像方向とがなす角度は、撮像装置100で演算しても、方位検出装置101で演算しても、同一となる。これを条件とすると、それぞれの姿勢について、加速度センサの出力ベクトルと、撮像方向ベクトルとのベクトル内積は同一の値となる。これを式にあらわすと、
a×x1’+b×y1’+x×z1’=A×z1
a×x2’+b×y2’+x×z2’=A×z2
a×x3’+b×y3’+x×z3’=A×z3
となる。ここで、a、b、c以外は既知の数である。したがって、上記の連立方程式を解けば、求めたい方位検出装置101の方向(光軸の向き)である(a , b , c)を算出できる。
In each posture, the angle formed by the output of the acceleration sensor and the imaging direction is the same whether calculated by the
a × x1 ′ + b × y1 ′ + xx × z1 ′ = A × z1
a × x2 ′ + b × y2 ′ + xx × z2 ′ = A × z2
a × x3 ′ + b × y3 ′ + xx × z3 ′ = A × z3
It becomes. Here, other than a, b, and c are known numbers. Therefore, by solving the above simultaneous equations, it is possible to calculate (a 1, b 2, c) which are directions (directions of the optical axis) of the
方位検出装置101のCPU118は、このようにして演算された撮像方向データを基準として用いて、電子コンパス117の出力を補正する。これにより、撮像方向の方位を正確に算出することができる。すなわち、撮像装置100と、撮像装置100に着脱可能な方位検出装置101において、両装置の取り付け部の精度が低い場合や、両装置の向きが定まっていない場合でも、方位検出装置101は、撮像方向を正確に検出して撮像装置100に提供できる。したがって、撮像装置100は、正しい撮像方向の情報を、画像データに関連付けて記録することが可能になる。
The
以下に、相対角度を用いて補正した方位情報の利用について説明する。
図6は、本実施形態に係る方位検出装置101の動作を示すフローチャートである。方位検出装置101のCPU118は、撮像装置100との通信が確立すると、このフローチャートの処理を開始する。このフローチャートに示す処理を実行するためのコンピュータプログラムは、あらかじめ方位検出装置101の不揮発性メモリ(図略)に格納されている。そして、方位検出装置101のCPU118は、このコンピュータプログラムを不揮発性メモリから読み出し、作業用メモリ(図略)に展開して実行する。なお、方位検出装置101のCPU118は、このフローチャートに示す処理を、図4(b)に示す処理の後に実行する。
Hereinafter, use of the azimuth information corrected using the relative angle will be described.
FIG. 6 is a flowchart showing the operation of the
まず、ステップS601にて、CPU118は、撮像装置100から方位情報の要求を受け付けたか否かを判断する。CPU118は、撮像装置100から方位情報の要求を受け付けていないと判断した場合、ステップS601の処理を繰り返す。一方、CPU118は、撮像装置100から方位情報の要求を受け付けたと判断した場合には、ステップS602に進む。なお、撮像装置100が方位情報の要求を送信するタイミングは、例えば撮像の指示を受け付けたタイミングや、一定時間の経過毎が考えられる。
ステップS602では、CPU118は、電子コンパス117(地磁気センサ)を用いて地磁気を検出し、電子コンパス117の方向を示す方位情報を算出する。このステップの処理は、
ステップS603では、CPU118は、予め保持している相対角度のデータに基づき、ステップS602で算出した方位情報に補正を施し、撮像装置100の方向を示す方位情報を算出する。
ステップS604では、CPU118は、撮像装置100からの方情報の要求に対する応答として、ステップS603で算出した方位情報を、通信部116を介して撮像装置100に送信する。送信された方位情報は、撮像装置100の作業用メモリ111に保持される。
これにより、撮像装置100は、撮像装置100の向きを示す方位情報を利用することができる。たとえば、撮像装置100のCPU108は、撮像した(生成された)画像データに、画像データを生成したタイミングにおける補正した方位情報を関連付ける。
First, in step S <b> 601, the
In step S602, the
In step S603, the
In step S <b> 604, the
Thereby, the
[第2の実施形態]
次に、図7を参照して、本発明の第2の実施形態を説明する。なお、本発明の第2の実施形態にかかる撮像装置100と方位検出装置101の機能構成は、第1の実施形態と共通の構成が適用できる。図7(a)は、本実施形態にかかる撮像装置100の姿勢検出部106の出力の時間変化を表した図であり、図7(b)は、本実施形態にかかる方位検出装置101の姿勢検出部119の出力を表した図である。なお、図7(a)と図7(b)とは、同じタイミングでのそれぞれの出力を示す。撮像装置100には、撮像処理の実行中において、シャッターや、絞り、ミラーといった部分が稼動し、撮像装置に固有の振動が発生する。撮像装置100の本体と、方位検出装置101とが固定されている場合には、撮像装置100と方位検出装置101の振動(姿勢の変化)は略同じになるから、姿勢検出部106,119による振動の検出結果は略同一となる。そこで、CPU108は、この処理(固定判定処理)を、撮影処理の実行中に行う。具体的には、撮像の指示があってから撮像センサ104が画像データを生成するよりも前のタイミングで行う。方位検出装置101が撮像装置100に固定されていない場合には、撮像装置に固有の振動は、撮像装置100の姿勢検出部106のみで検出され、方位検出装置101の姿勢検出部119では検出されない。そこで、撮像装置100のCPU108は、撮像装置100の姿勢検出部106の出力と方位検出装置101の姿勢検出部119の出力とを比較する。そして、撮像装置100のCPU108は、2つの出力が略同一となった場合に、方位検出装置101が撮像装置100に固定されていると判断する(固定判定手段)。なお、ここでは、CPU108は、2つの出力の差(姿勢の変化の差)が予め定められた値(所定の差)よりも小さい場合に、略同一であると判断する。この処理(固定判定処理)は、第1の実施形態のステップS401に対応する(図4参照)。
このように、撮像装置100のCPU108は、方位検出装置101が撮像装置100に固定されているか否かを検出し、固定されている場合に相対角度を算出する。これにより、撮像装置100と方位検出装置101との相対角度を正確に算出することが可能である。そして、方位検出装置101のCPU118は、正確な相対角度で電子コンパス117の出力を補正する。撮像装置100のCPU108は、補正した相対角度のデータを用いて、撮像方向の方位情報を正確に決定し、画像データに関連付けて保存することが可能になる。なお、方位検出装置101が撮像装置100に固定されていないと判定した場合には、撮像装置100のCPU108は、画像データに方位情報を関連付ける処理を行わない。
[Second Embodiment]
Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. Note that the functional configurations of the
As described above, the
[その他の実施形態]
上述の実施形態では、撮像装置100にて相対角度を算出する例について述べた。しかしながら、撮像装置100は撮像処理等、CPU108の負荷の高い処理を実行する可能性がある。そこで、方位検出装置101のCPU118が相対角度を算出してもよい。この場合には、撮像装置100のCPU108は、姿勢検出部106の出力を、通信部116を介して方位検出装置101に送信する。これにより、撮像装置100のCPU108に負荷が集中することを防ぐことができる。
また、上述の実施形態では、相対角度を用いた補正を方位検出装置101において行う構成を示した。ただし、本発明はこのような構成に限定されるものではない。すなわち、撮像装置100が相対角度のデータを保持し、撮像装置100のCPU108が方位検出装置101から受信した方位情報を補正する構成であってもよい。
また、上述の第2の実施形態に加えて、両装置の比較する姿勢の変化として、撮像時に検出された姿勢の変化を利用してもよい。このようにするのは以下の理由による。すなわち、撮像時には、撮像のために構えるため、撮像装置100が静止している状態である可能性が高く、撮像による振動以外には、重力加速度しか影響が無い状況に近いと考えられるためである。なお、この場合には、撮像装置100が撮像の指示を受け付けたことに応じて、姿勢を検出するとともに、方位検出装置101に対して姿勢を検出させる指示を送信する。これにより、方位検出装置101でも、撮像のタイミング(撮像の指示を受け付けてから画像データを生成するタイミング)で姿勢を検出することができる。
[Other Embodiments]
In the above-described embodiment, the example in which the
In the above-described embodiment, the configuration in which the correction using the relative angle is performed in the
Further, in addition to the second embodiment described above, a change in posture detected at the time of imaging may be used as a change in posture compared between the two apparatuses. This is done for the following reason. In other words, since the
なお、上述の実施形態は、以下の処理を実行することによっても実現される。即ち、上述した実施形態の機能を実現するソフトウェア(プログラム)を、ネットワーク又は各種記録媒体を介してシステム或いは装置に供給し、そのシステム或いは装置のコンピュータ(またはCPUやMPU等)がプログラムを読み出して実行する処理である。 The above-described embodiment can also be realized by executing the following processing. That is, software (program) that realizes the functions of the above-described embodiments is supplied to a system or apparatus via a network or various recording media, and a computer (or CPU, MPU, etc.) of the system or apparatus reads the program. It is a process to be executed.
Claims (16)
姿勢を検出する第1の姿勢検出手段と、
方位を検出する方位検出手段と姿勢を検出する第2の姿勢検出手段とを有する方位検出装置と通信する通信手段と、
前記第1の姿勢検出手段による姿勢の検出の結果と、前記第1の姿勢検出手段による姿勢の検出に対応して実行される前記第2の姿勢検出手段による前記方位検出装置の姿勢の検出の結果とに基づき、前記方位検出手段により検出された方位を補正する補正手段と、
前記撮像手段により生成された画像データに前記補正手段により補正された方位を関連付ける関連付け手段と
を有することを特徴とする撮像装置。 Imaging means for imaging a subject and generating image data;
First posture detecting means for detecting posture;
A communication unit that communicates with an azimuth detection device having an azimuth detection unit that detects an azimuth and a second posture detection unit that detects an orientation;
The result of the posture detection by the first posture detection unit and the detection of the posture of the azimuth detection device by the second posture detection unit executed in response to the posture detection by the first posture detection unit. Correction means for correcting the orientation detected by the orientation detection means based on the result;
An imaging apparatus comprising: an association unit that associates the image data generated by the imaging unit with the orientation corrected by the correction unit.
前記関連付け手段は、前記判定手段により前記方位検出装置が前記撮像装置に固定されていないと判定された場合、前記関連付けを行わないことを特徴とする請求項1に記載の撮像装置。 Whether the azimuth detecting device is fixed to the imaging device based on the result of the posture detection by the first posture detecting unit and the result of the posture detection of the azimuth detecting device by the second posture detecting unit. A determination means for determining whether or not,
The imaging apparatus according to claim 1, wherein the association unit does not perform the association when the determination unit determines that the azimuth detection apparatus is not fixed to the imaging apparatus.
前記通信手段は、前記方位検出装置で取得された位置情報を、前記方位検出装置から受信し、
前記関連付け手段は更に、前記方位検出装置から受信した位置情報を前記画像データに関連付けることを特徴とする請求項1乃至10のいずれか1項に記載の撮像装置。 The azimuth detecting device further includes means for acquiring position information indicating a position of the azimuth detecting device,
The communication means receives the position information acquired by the azimuth detection device from the azimuth detection device,
The imaging apparatus according to claim 1, wherein the associating unit further associates position information received from the azimuth detecting apparatus with the image data.
方位を検出する方位検出手段と、
前記方位検出装置の姿勢を検出する第2の姿勢検出手段と、
前記第1の姿勢検出手段による前記撮像装置の姿勢の検出結果と前記第2の姿勢検出手段による前記方位検出装置の姿勢の検出結果とに基づき、前記方位検出手段が検出した方位を補正する補正手段と、
前記補正手段により補正された方位を前記撮像装置に送信する送信手段と
を有することを特徴とする方位検出装置。 An azimuth detection device capable of communicating with an imaging device having first posture detection means for detecting a posture,
Azimuth detecting means for detecting the azimuth;
Second attitude detecting means for detecting the attitude of the azimuth detecting device;
Correction for correcting the orientation detected by the orientation detection unit based on the detection result of the orientation of the imaging device by the first orientation detection unit and the detection result of the orientation of the orientation detection device by the second orientation detection unit Means,
An azimuth detection device comprising: a transmission unit that transmits the azimuth corrected by the correction unit to the imaging device.
方位を検出する方位検出手段と自身の姿勢を検出する第2の姿勢検出手段とを有する方位検出装置と通信する通信ステップと、
前記第1の姿勢検出ステップでの姿勢の検出の結果と、前記第2の姿勢検出手段による前記方位検出装置の姿勢の検出との結果とに基づき、前記方位検出手段により検出された方位を補正する補正ステップと、
を有することを特徴とする撮像装置の制御方法。 A first posture detecting step for detecting a posture;
A communication step of communicating with an azimuth detecting device having an azimuth detecting means for detecting an azimuth and a second attitude detecting means for detecting its own attitude;
The orientation detected by the orientation detection means is corrected based on the result of the orientation detection in the first orientation detection step and the result of the orientation detection of the orientation detection device by the second orientation detection means. A correction step to
A method for controlling an imaging apparatus, comprising:
方位を検出する方位検出ステップと、
前記方位検出装置の姿勢を検出する第2の姿勢検出ステップと、
前記第1の姿勢検出手段による前記撮像装置の姿勢の検出結果と前記第2の姿勢検出ステップでの前記方位検出装置の姿勢の検出結果とに基づき、前記方位検出ステップで検出する方位を補正する補正ステップと、
を有することを特徴とする方位検出装置の制御方法。 A method of controlling an azimuth detecting device capable of communicating with an imaging device having first posture detecting means for detecting a posture,
An azimuth detection step for detecting an azimuth;
A second posture detecting step for detecting the posture of the azimuth detecting device;
The orientation detected in the orientation detection step is corrected based on the detection result of the orientation of the imaging device by the first orientation detection means and the detection result of the orientation of the orientation detection device in the second orientation detection step. A correction step;
A control method for an azimuth detecting device, comprising:
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
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