JP2015206651A - 距離計測方法及び距離計測システム - Google Patents

Abstract

【課題】計測用マーカを用いて好適に距離計測を行うことができる距離計測方法及び距離計測システムを提供する。
【解決手段】距離計測システム１では、計測用マーカ４０が反射部材４１と位置特定部材４２とを含んで構成されていることによって、位置特定部材４２からの反射光を受光する画素が飽和することを利用して、距離画像における計測用マーカの位置を確実に特定することができると共に、位置特定部材４２の付近に設けられた計測用マーカ４０の反射部材４１に相当する画素の画素値から撮像装置１０と計測用マーカ４０の距離を正しく計測することができる。
【選択図】図２

Description

本発明は、計測用マーカまでの距離を計測する距離計測方法及び距離計測システムに関する。

マーカを貼り付けた人間を被写体として、被写体に光を照射し、照射した光の反射光を受光し、照射開始時刻と受光時刻との差から被写体までの距離を算出し、算出された距離を各画素における画素値とした距離画像を取得することによって、被写体の姿勢を算出する装置が知られている。例えば、特許文献１記載の装置では、反射部材からなるマーカを被験者に貼り付けることで、被験者の姿勢を検知している。

特開２０１２−１２０６４８号公報

しかしながら、特許文献１記載のマーカを用いて距離画像を取得しようとすると、被写体とマーカとの距離の差が小さいため、マーカ貼付位置を距離画像において正確に特定することが難しく、マーカまでの正確な距離を計測することができない場合がある。

本発明は上記を鑑みてなされたものであり、計測用マーカの位置を特定し、好適に計測用マーカまでの距離を計測することができる距離計測方法及び距離計測システムを提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、本発明の一形態に係る距離計測方法は、被写体に取り付けられた計測用マーカまでの距離を計測する方法であって、反射部と、反射部の少なくとも一部に近接する位置特定部を有する計測用マーカを被写体に取り付け、被写体に光を照射し、被写体から反射された光を検出することで、各画素における画素値が被写体までの距離を示す距離画像を取得し、距離画像の画素値に基づいて位置特定部に相当する画素を特定し、位置特定部に相当する画素に基づいて反射部に相当する画素を特定し、反射部に相当する画素の少なくとも１つの画素の画素値に基づいて、計測用マーカまでの距離を計測することを特徴とする。

また、本発明の一形態に係る距離計測システムは、被写体に取り付けられた計測用マーカまでの距離を計測するシステムであって、被写体に光を照射する光照射手段と、被写体から反射された光を検出する光検出手段と、光の出射から光の検出までの時間に基づいて、各画素における画素値が被写体までの距離を示す距離画像を取得する距離画像取得手段と、距離画像に基づいて計測用マーカまでの距離を算出する距離算出手段と、を有し、計測用マーカは、反射部と、反射部の少なくとも一部に近接する位置特定部を有し、距離算出手段は距離画像の画素値に基づいて位置特定部に相当する画素を特定し、位置特定部に相当する画素に基づいて反射部に相当する画素を特定し、反射部に相当する画素の少なくとも１つの画素の画素値に基づいて、計測用マーカまでの距離を計測することを特徴とする。

上記の距離計測方法及び距離計測システムによれば、計測用マーカを取り付けた被写体を撮像することで、各画素における画素値が被写体までの距離を示す距離画像を取得すると共に、当該距離画像から反射部に相当する画素の少なくとも１つの画素の画素値に基づいて計測用マーカまでの距離が算出される。このように、距離画像から距離マーカの反射部に相当する画素を特定した後に、距離を算出する構成とすることで、好適に計測用マーカまでの距離を計測することができる。

ここで、上記の距離計測方法及び距離計測システムにおいて、距離画像において画素値がエラー値である画素を位置特定部に相当する画素と特定することができる。距離計測ができなかった画素に与えられるエラー値を基に位置特定部に相当する画素を特定することで、位置特定部の検出が容易となり、反射部に相当する画素の特定が容易となる。

また、上記の距離計測方法及び距離計測システムにおいて、位置特定部は反射部よりも反射率が高い態様とすることができる。このように、位置特定部が反射部よりも反射率が高い構成とした場合、位置特定部の検出が容易となり、反射部に相当する画素の特定が容易となる。

また、上記の距離計測方法及び距離計測システムにおいて、位置特定部は光吸収部材で形成される態様とすることができる。このように、位置特定部を光吸収部材で形成した場合であっても、位置特定部の検出が容易となり、反射部に相当する画素の特定が容易となる。

また、上記の距離計測方法及び距離計測システムにおいて、上面から見たときに、位置特定部は、反射部を囲うように形成される態様とすることができる。位置特定部と反射部との配置が上記のようにされていることで、反射部に相当する画素の特定が容易となる。

また、上記の距離計測方法及び距離計測システムにおいて、距離画像の輝度値のうち、所定の閾値以下の画素値を持つ画素を位置特定部に相当する画素と特定する態様とすることができる。このような構成とすることで、位置特定部に相当する画素を容易に行うことができる。

また、上記の距離計測方法及び距離計測システムにおいて、距離画像において、被写体までの距離が計測されなかった画素を位置特定部に相当する画素と特定する態様とすることもできる。

本発明の距離計測方法及び距離計測システムによれば、正確に計測用マーカの位置を特定し、計測用マーカまでの距離の計測を好適に行うことができる。

本発明の一実施形態に係る計測用マーカを利用する距離計測システムの構成を示す図である。 距離計測システムに含まれる撮像装置１０について説明する図である。 図３（ａ）は、計測用マーカの断面図であり、図３（ｂ）は計測用マーカの上面図である。 距離計測システムにより被写体を撮像する場合の位置検出方法を説明する図である。 距離計測システムにより撮像される距離画像の一例である。 図５に示す距離画像のうち計測用マーカ周辺を撮像した画素の輝度値を画素毎に示したものである。 従来の計測用マーカを撮像した距離画像の一例である。 計測用マーカを含む被写体を距離カメラ及びビデオカメラで撮像した例を示す。 変形例に係る計測用マーカを説明する図である。 変形例に係る計測用マーカを説明する図である。 変形例に係る計測用マーカを説明する図である。

以下、添付図面を参照して、本発明を実施するための形態を詳細に説明する。なお、図面の説明においては同一要素には同一符号を付し、重複する説明を省略する。

図１は、本発明の一実施形態に係る距離計測システムの構成を示す図である。図１に示す距離計測システム１は、撮像装置１０（光検出手段、距離画像取得手段）、制御装置２０（距離算出手段）、及び光照射装置３０（光照射手段）を含んで構成される。光照射装置３０は、被写体Ａに光を照射する。撮像装置１０は、被写体Ａからの反射光を受光する。また、制御装置２０は、撮像装置１０及び光照射装置３０と接続されて、光照射装置３０の光出力タイミングの制御及び撮像装置１０により取得された距離画像及び光学画像に係る処理を行う装置であり、キーボードやモニタ等を含む、例えば、ＰＣ等のコンピュータシステムにより実現することができる。

光照射装置３０は、例えばＬＥＤ（発光ダイオード：Light Emitting Diode）で構成され、制御装置２０の光出力タイミングの制御に基づいてパルス光を出力する。同時に、パルス光の出力と同期した同期信号を撮像装置１０に出力する。

図２は、撮像装置１０の構成を示す図である。撮像装置１０は、カメラレンズ１１と、光を分割するための光分割光学素子１２と、画素毎に被写体の距離を画素値に変換した距離画像ためのデータを取得する距離画像取得用イメージセンサ１４と、被写体の光学画像を取得するためのデータを取得する光学画像取得用イメージセンサ１５と、を含んで構成される。光分割光学素子１２は、例えば、ハーフミラーなどの光学素子であり、カメラレンズ１１に入力された光を分割し、分割された光が距離画像取得用イメージセンサ１４及び光学画像取得用イメージセンサ１５でそれぞれ受光される。距離画像取得用イメージセンサ１４は、同期信号に基づいて画素ごとにゲート電極を動作して、遅れ時間（光の位相差）に相当する電荷量を高速転送し、２つの異なる位相データを制御装置２０に出力する。制御装置２０では、画素毎の位相データに基づいて被写体Ａの距離画像信号を算出し、距離画像信号を画素値として距離画像を作成する。光学画像取得用イメージセンサ１５は、受光した光を画素毎の電気信号に変換し、電気信号を制御装置２０へ出力する。制御装置２０は、画素毎の電気信号に基づいて光学画像を作成する。

なお、撮像装置１０は、距離画像取得用カメラ及び光学画像取得用カメラが個別に設けられた構成でもよい。また、撮像装置１０において、距離画像取得用イメージセンサ１４が光学画像用の電気信号も出力できる構成であれば、カメラレンズ１１からの光を直接距離画像取得用イメージセンサ１４で受光する構成としてもよい。

この距離計測システム１による検出対象となる被写体Ａには、計測用マーカ４０（４０Ａ〜４０Ｃ）が取り付けられている。計測用マーカが被写体Ａに対して取り付けられた後に、光照射装置３０によって被写体Ａに光を照射し、撮像装置１０によってその反射光を受光することで、計測用マーカ４０と距離計測システム１（ここでは、撮像装置１０）との距離が検出可能となる。制御装置２０では、距離画像と光学画像とを組み合わせることで、被写体Ａに取り付けられた計測用マーカ４０に係る３軸（Ｘ・Ｙ・Ｚ軸）の位置情報を取得する機能を有する。なお、本実施形態では、Ｙ軸が撮像装置１０と計測用マーカ４０（被写体Ａ）とを結ぶ方向に延びるとし、Ｘ軸及びＺ軸はＹ軸に対して直交する軸であるとする。

距離計測システム１で得られた位置情報は、例えば、被写体Ａの動作を検出しその結果に基づく身体のモーメント及びパワー算出、胸部又は腹部の呼吸計測等に用いることができる。また、複数の被写体に関して同時計測する構成とすることもできる。距離計測に用いられる計測用マーカ４０の数は特に限定されない。

次に、計測用マーカ４０について説明する。図３（ａ）は、計測用マーカ４０の断面図であり、図３（ｂ）は計測用マーカ４０の上面図である。計測用マーカ４０は、図３に示すように、略半球状をなし、その上部側の表面が反射部材４１（反射部）により構成されると共に下部側の表面が位置特定部材４２（位置特定部）により構成される。図３（ｂ）に示すように、上面から見たときに、計測用マーカ４０の位置特定部材４２が確認できる配置とされる。これにより、計測用マーカ４０を被写体Ａに貼付して撮像した際に位置特定部材４２が撮像可能となる。

反射部材４１とは、照射された光を撮像装置１０へ反射する部材であればよく、例えば、再帰性反射部材又は散乱部材等を用いることができる。また、位置特定部材４２とは、反射部材４１よりも反射率の高い材料又は光を吸収する材料、光を発する部材などを指す。反射部材４１よりも反射率の高い材料としては、例えば、反射シールや反射板、反射スプレーを塗布した部材などを用いることができる。また、光を吸収する材料としては、例えば、リアセタール樹脂（アセタール樹脂）やポリウレタン樹脂などを用いることができる。また、光を発する部材としては、例えば、ＬＥＤ光源などの光源を用いることができる。以下、位置特定部材４２として、反射部材４１よりも反射率の高い材料を用いた場合で説明する。半球状の計測用マーカ４０の内部の材料は特に限定されない。半球状の計測用マーカ４０の底面には、固定部材４３が設けられる。固定部材４３は、計測用マーカ４０を被写体に対して固定するための部材であり、例えば、粘着パッド、安全ピン等を用いることができる。なお、複数の計測用マーカ４０を同時に撮像する場合等を考慮して、複数の計測用マーカ４０を個別に視認可能とするために、計測用マーカ４０の形状又は色が互いに異なるようにすることが好ましい。そのためには、例えば、反射部材４１又は位置特定部材４２のうちの少なくとも一方の色を変更する等の構成が考えられる。このうち、反射部材４１の色を変更するほうが、視認しやすい。また、計測用マーカ４０全体としての形状を変更してもよいし、反射部材４１又は位置特定部材４２の形状を変更してもよい。計測用マーカ４０の変形例については後述する。

次に、計測用マーカ４０を被写体Ａに対して貼付して、距離計測システム１により被写体Ａを撮像する場合の距離計測方法を含む位置検出方法について、図４を参照しながら説明する。

まず、撮像装置１０を構成する距離画像取得用イメージセンサ１４及び光学画像取得用イメージセンサ１５のキャリブレーションを行う（Ｓ０１）。キャリブレーションの方法は特に限定されないが、例えば以下の方法を用いることができる。まず、光学画像取得用イメージセンサ１５を用いたＸ軸方向及びＺ軸方向の校正方法は、例えば、目盛り間の距離が既知である目盛りが記載されたキャリブレーションパネルを撮像することで、１画素あたりの実距離を求める方法が用いられる。また、距離画像取得用イメージセンサ１４を用いたＹ軸方向の校正方法は、例えば、距離画像取得用イメージセンサ１４によって距離画像を取得し、キャリブレーションパネルの各目盛りまでの距離と距離カメラによる画素値との対応関係を求める方法が用いられる。キャリブレーションを行うことで、距離画像及び光学画像に基づいて計測用マーカ４０の位置を正確に求めることができる。

次に、制御装置２０に対して被写体Ａの情報を入力する（Ｓ０２）。制御装置２０に対して入力する被写体Ａの情報としては、例えば被写体Ａの総質量（体重）・全長（身長）・年齢・性別等が挙げられる。制御装置２０に対して入力する被写体Ａの情報は、距離画像及び光学画像から得られた結果に基づく評価（例えば、身体パワーの算出等）に用いられる。このため必須ではない。

次に、被写体Ａに対して計測用マーカ４０を取り付ける（Ｓ０３）。計測用マーカ４０の被写体Ａへの取り付け位置及び取り付ける個数は、距離計測システム１による検出対象（評価対象）に応じて適宜設定される。被写体Ａへ計測用マーカ４０を取り付ける際は、被写体Ａの動作によって計測用マーカ４０が外れることのないように、固定部材４３によって被写体Ａに対して確実に固定することが好ましい。

次に、ポジションセッティングを行う（Ｓ０４）。ポジションセッティングとは、被写体Ａが撮像される際の姿勢を取ることをいう。これは距離計測システム１による被写体Ａの評価対象に応じて設定される。

次に、撮像装置１０によって計測用マーカ４０の検出を行う（Ｓ０５）。まず、光照射装置３０からパルス光を出力する。そして、被写体Ａからの反射光を撮像装置１０の距離画像取得用イメージセンサ１４及び光学画像取得用イメージセンサ１５の双方によって取得する。これにより、被写体Ａの計測用マーカ４０を各センサで認識することができることを確認する。これにより、計測用マーカ４０の３次元的な位置を検出することができる。

ここで、撮像装置１０によって取得される画像のうち、距離画像取得用イメージセンサ１４によって取得される距離画像について説明する。図５は、距離画像の一例を示す。図５に示す距離画像は、画素毎に、光照射装置３０からの光の出射から撮像装置１０による光の検出までの時間に基づいて対象物と撮像装置１０との距離を画素値として表したものである。図５に示す画像の場合、淡色から濃色になるに連れて、撮像対象が近くに位置していることを示している。また、距離画像では、計測用マーカ４０の位置特定部材４２については、反射部材４１や対象物の他の領域と比較して反射率が高いため、位置特定部材４２からの反射光を受光する距離画像取得用イメージセンサ１４の画素は、受光光量が多いため、飽和してしまう（サチレーションを起こしてしまう）。このように画素が飽和してしまうと、距離計測ができないため、画素値が“０”もしくは“マイナスの値”などエラーを示す値（エラー値）となる。そのため、距離計測ができなかったことを示すエラー値を有する画素を特定することにより、計測用マーカ４０の位置特定部材４２の形状（上面から見たときの形状であり、本実施形態の場合は環状）をなす領域Ｂ１を距離画像から認識することができる。

この点について、図６を参照しながらさらに説明する。図６は、図５に示す距離画像のうち計測用マーカ４０周辺を撮像した画素の画素値を画素毎に示したものである。上方から見たときの計測用マーカ４０が円形であって、位置特定部材４２が環状である場合、位置特定部材４２からの反射光を受光した各画素（図６の領域Ｃ１に含まれる画素）は、飽和するため、その画素値はエラー値を示す「−１０００」となる。一方、位置特定部材４２に囲われる領域Ｃ２に含まれる画素は、計測用マーカ４０の位置特定部材４２の上方に設けられた反射部材４１からの反射光を受光した画素であるため、画素値が通常の値（対象物との距離に応じた値）を示す。

このように、距離画像において、位置特定部材４２の部分に相当する画素の画素値が“０”もしくは“マイナスの値”などのエラー値とされることを利用して、計測用マーカ４０の反射部材４１の部分に相当する画素を特定することができる。また、光学画像においても、位置特定部材４２の輝度値と周辺領域の輝度とを比較することで計測用マーカ４０の位置を特定する。そして、距離画像により特定された計測用マーカ４０の位置（Ｙ軸方向における位置）及び光学画像により検出された計測用マーカ４０の位置（Ｘ軸方向及びＺ軸方向における位置）を算出することができる。なお、図５，６等のように、位置特定部材４２に相当する画素（エラー値を示す画素）が距離画像において環状に分布する場合には、反射部材４１に相当する画素は、位置特定部材４２に相当する画素の内側に分布するため、反射部材４１に相当する画素を容易に特定することができる。

計測用マーカとして、位置特定部材４２を備えない従来の計測用マーカを用いた場合、図７のような距離画像が得られる。図７の距離画像で示される対象者は図５の領域Ｂ１に対応する位置に従来の計測用マーカを取り付けた状態で撮像をしている。しかしながら、計測用マーカとその周辺の距離は同程度であるため、距離を画素値とする距離画像では、図７に示すように計測用マーカの位置を特定することは難しいことがわかる。一方、本実施形態の計測用マーカ４０では、位置特定部材４２に相当する画素の画素値が“０”もしくは“マイナスの値”といったエラー値になるため、エラー値となる画素を特定することで、位置特定部材４２に相当する画素を特定することができる。なお、エラー値を特定する方法としては、例えば、閾値を用いる方法やエラー値を有する画素を探索する方法、周囲の画素との画素値の差を求め、その画素値の差が大きい画素を探索する方法などがある。

また、計測用マーカ４０を用いて取得した距離画像では、反射部材４１に相当する画素の周辺に、位置特定部材４２に相当する画素が存在する。したがって、位置特定部材４２に相当する画素を特定することによって、反射部材４１に相当する画素を容易に特定することができる。なお、位置特定部材４２に相当する画素に隣接する画素を反射部材４１に相当する画素としてもよいが、そのような画素は位置特定部材４２からの反射光による影響がある可能性がある。そこで、位置特定部材４２に相当する画素の周辺に位置する（近接する）画素を反射部材４１に相当する画素と特定してもよい。また、反射部材４１に相当する画素が複数ある場合は、それらの画素の画素値の平均を、撮像装置１０と計測用マーカ４０との距離としてもよい。

図３に戻り、計測用マーカ４０を検出した後に、距離画像取得用イメージセンサ１４及び光学画像取得用イメージセンサ１５によって被写体Ａを評価するための画像を取得し、計測用マーカ４０の移動に係るデータを取得する（Ｓ０６）。データの取得は主に制御装置２０によって行われる。被写体Ａが特定の動作を行った場合の評価を行う場合には、距離画像取得用イメージセンサ１４及び光学画像取得用イメージセンサ１５により画像取得を行いながら被写体Ａに特定の動作を行わせて被写体Ａの距離画像及び光学画像を取得する。取得された距離画像及び光学画像のそれぞれから計測用マーカ４０を特定し、その３軸方向における位置情報を取得する。図８において、計測用マーカ４０を含む被写体Ａを撮像装置１０で経時的に撮像した例を示す。図８（ａ）〜（ｃ）は、距離画像取得用イメージセンサ１４により取得された距離画像及び光学画像取得用イメージセンサ１５により撮像された光学画像をフレーム順に並べたものである。このように、各フレームにて撮像された距離画像及び光学画像のそれぞれから計測用マーカ４０を撮像した領域Ｂ１を検出し、その位置情報を取得することで、計測用マーカ４０の移動を追跡することができる。

その後、制御装置２０において、前段で得られた計測用マーカ４０の移動に係るデータ及び被写体の情報等に基づいて、評価を行う（Ｓ０７）。評価結果は、制御装置２０のモニタに出力する、又は、通信モジュール等によって外部の出力装置に対して出力することによって、被写体Ａを含む距離計測システム１のユーザに通知される。

ここで、本実施形態に係る計測用マーカ４０は、反射部材４１と位置特定部材４２とを含んで構成されていることによって、位置特定部材４２からの反射光を受光する画素が飽和することを利用して、距離画像における計測用マーカの位置を確実に特定することができると共に、位置特定部材４２の少なくとも一部に近接して設けられた反射部材４１に相当する画素の画素値から撮像装置１０と計測用マーカ４０の距離を正しく計測することができる。距離の計測には、反射部材４１に相当する少なくとも１つの画素の画素値が利用されるが、複数の画素の画素値の平均等を利用する構成であってもよい。従来の計測用マーカでは位置特定部材４２が用いられていなかったため、計測用マーカの位置を距離画像上で特定することが困難であった。これに対して、本実施形態に係る計測用マーカ４０は、位置特定部材４２を備えるため、位置特定部材４２を利用して計測用マーカ４０の位置の特定が可能となる。

特に、上記実施形態の計測用マーカのように、上面から見たときに（すなわち、撮像装置１０から撮像する際に）反射部材４１の周囲を環状の位置特定部材４２が囲むような構成とされている場合、位置特定部材４２に相当する画素に囲まれた画素が反射部材４１に相当する画素と特定することができるため、反射部材４１に相当する画素の特定がより容易となり、計測用マーカと撮像装置１０との距離をより正確に測定することができる。

なお、位置特定部材４２として、光吸収部材や光を発する部材を用いても、飽和現象と同様に、距離計測が困難なため、距離画像における画素値が“０”もしくは“マイナスの値”などのエラー値（エラーを示す値）となる。従って、上述した位置特定部材４２として、反射部材４１よりも反射率の高い部材を用いる場合と同様に、距離画像において、容易に位置特定部材４２を示す画素を特定でき、反射部材４１に相当する画素の特定が容易となるため、撮像装置１０と計測用マーカ４０の距離を正確に計測することができる。

以上、実施形態に係る距離計測システム及び距離計測方法について説明したが、本発明に係る距離計測システム及び距離計測方法は上記に限定されず、種々の変更を行うことができる。

特に計測用マーカ４０の形状に関しては種々の変更を行うことができる。図９〜図１１を参照しながら計測用マーカ４０の変形例について説明する。

図９（ａ）は、第１の変形例に係る計測用マーカ５０の断面図であり、図９（ｂ）は計測用マーカ５０の上面図である。上記実施形態では、半球状の計測用マーカについて説明したが、計測用マーカは四角形状であってもよい。計測用マーカ５０では、板状の反射部材５１の下方に板状の位置特定部材５２が設けられている。このように、位置特定部材５２の上方に反射部材５１が突出している形状であってもよい。なお、上記実施形態で説明した計測用マーカ４０や第１の変形例に係る計測用マーカ５０のように、位置特定部材５２よりも上方に反射部材５１が突出している必要はなく、上方から見たときに反射部材５１の周囲を位置特定部材５２が囲っている構成であれば特に限定されない。さらに、一体の部材に反射スプレーや反射防止スプレーを塗布したり、反射シールや反射防止シールを貼ることで、位置特定部材を形成してもよい。

図１０（ａ）〜（ｄ）及び図１１（ａ）〜（ｃ）は、それぞれ第２の変形例〜第８の変形例に係る計測用マーカを示す図である。図１０（ａ）に示す第２変形例に係る計測用マーカ５０Ａ（星型）及び図１０（ｂ）に示す第３変形例に係る計測用マーカ５０Ｂ（ハート型）は、それぞれ上面から見たときの計測用マーカの形状を変更した例である。このように、上面から見たときの計測用マーカの形状を変更すると、距離画像及び光学画像において計測用マーカを区別して検知しやすくなる。

図１０（ｃ）は、第４の変形例に係る計測用マーカ５０Ｃの概略斜視図であり、第１の変形例に係る計測用マーカ５０を上面から見たときの形状が四角形状から円形状になるように変形したものである。

また、図１０（ｄ）は、第５の変形例に係る計測用マーカ５０Ｄの概略斜視図である。上面から見たら円形状をなす計測用マーカ５０Ｄは、位置特定部材５２が反射部材５１を囲う構成ではなく、上面から見たときに半円状の反射部材５１及び位置特定部材５２が組み合わさった形状となっている。この計測用マーカ５０Ｄでは、位置特定部材５２の形状等から反射部材５１の位置を推測できるため、これに基づいて計測用マーカ５０Ｄの位置及び距離を検出することができる。

図１１（ａ）は、第６の変形例に係る計測用マーカ５０Ｅの概略斜視図である。計測用マーカ５０Ｅは、断面が台形形状の位置特定部材５２の上に反射部材５１が設けられたものであり、上面から見たときに、反射部材５１に周囲に位置特定部材５２が設けられるようになる。

図１１（ｂ）は、第７の変形例に係る計測用マーカ５０Ｆの概略斜視図である。計測用マーカ５０Ｆは、複数の位置特定部材５２が設けられ、複数の位置特定部材４２の間の領域に反射部材５１が設けられている。この計測用マーカ５０Ｆでは、位置特定部材４２が反射部材５１を囲うように設けることや、位置特定部材５２の形状により、反射部材５１に相当する画素を特定しやすくしたが、計測用マーカ５０Ｆでは、複数の位置特定部材５２の間の領域に反射部材５１を設けることで、反射部材５１を特定しやすくしている。

図１１（ｃ）は、第８の変形例に係る計測用マーカ５０Ｇの概略斜視図である。計測用マーカ５０Ｇは、上下方向に延びる四角柱状の反射部材４１の４つの角に沿って、４つの位置特定部材４２が設けられているものである。このような、計測用マーカ５０においても、反射部材５１の周囲の少なくとも一部が位置特定部材５２に囲まれていることから反射部材５１の特定が容易である。

以上のように、計測用マーカの形状は適宜変更することができる。併せて、位置特定部材及び反射部材の色を変更することで、多種多様な計測用マーカを製造することができ、これらを用いることで、撮像装置側で各計測用マーカを容易に区別することができ、位置検出及び解析等が容易となる。

なお、撮像装置１０は、距離画像取得用イメージセンサ１４と光学画像取得用イメージセンサ１５とを備える構成としたが、距離画像を用いて計測用マーカの位置（Ｘ軸方向及びＹ方向、Ｚ軸方向における位置）を算出できる場合、撮像装置１０は少なくとも距離画像取得用イメージセンサ１４を備えればよい。

１…距離計測システム、１０…撮像装置、２０…制御装置、３０…光照射装置、４０，５０，５０Ａ〜５０Ｇ…計測用マーカ、４１，５１…反射部材、４２，５２…位置特定部材、４３…固定部材。

Claims (10)

1. 被写体に取り付けられた計測用マーカまでの距離を計測する方法であって、
   反射部と、前記反射部の少なくとも一部に近接する位置特定部を有する前記計測用マーカを前記被写体に取り付け、
   前記被写体に光を照射し、前記被写体から反射された前記光を検出することで、各画素における画素値が前記被写体までの距離を示す距離画像を取得し、
   前記距離画像の画素値に基づいて前記位置特定部に相当する画素を特定し、
   前記位置特定部に相当する前記画素に基づいて前記反射部に相当する画素を特定し、
   前記反射部に相当する前記画素の少なくとも１つの画素の画素値に基づいて、前記計測用マーカまでの距離を計測する、距離計測方法。
2. 前記距離画像において画素値がエラー値である画素を前記位置特定部に相当する前記画素と特定する、請求項１に記載の距離計測方法。
3. 前記位置特定部は前記反射部よりも反射率が高い、請求項１又は請求項２に記載の距離計測方法。
4. 前記位置特定部は光吸収部材で形成される、請求項１又は請求項２に記載の距離計測方法。
5. 前記位置特定部は、前記反射部を囲うように設けられる、請求項１〜４のいずれか一項に記載の距離計測方法。
6. 被写体に取り付けられた計測用マーカまでの距離を計測するシステムであって、
   前記被写体に光を照射する光照射手段と、
   前記被写体から反射された前記光を検出する光検出手段と、
   前記光の出射から前記光の検出までの時間に基づいて、各画素における画素値が前記被写体までの距離を示す距離画像を取得する距離画像取得手段と、
   前記距離画像に基づいて前記計測用マーカまでの距離を算出する距離算出手段と、を備え、
   前記計測用マーカは、反射部と、前記反射部の少なくとも一部に近接する位置特定部を有し、
   前記距離算出手段は前記距離画像の画素値に基づいて前記位置特定部に相当する画素を特定し、前記位置特定部に相当する前記画素に基づいて前記反射部に相当する画素を特定し、前記反射部に相当する前記画素の少なくとも１つの画素の画素値に基づいて、前記計測用マーカまでの距離を計測する、距離計測システム。
7. 前記距離算出手段は、前記距離画像において画素値がエラー値である画素を前記位置特定部に相当する前記画素と特定する、請求項６に記載の距離計測システム。
8. 前記位置特定部は前記反射部よりも反射率の高い、請求項６又は請求項７に記載の距離計測システム。
9. 前記位置特定部は光吸収部材である、請求項６又は請求項７に記載の距離計測システム。
10. 前記位置特定部は、前記反射部を囲うように設けられる、請求項６〜９のいずれか一項に記載の距離計測システム。