JP2018022996A - Imaging system and imaging method - Google Patents

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博 松下
Hiroshi Matsushita
博 松下
杢屋 銑一
Senichi Mokuya
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an imaging system capable of accurately positioning an imaging device at a predetermined position, and an imaging method.SOLUTION: An imaging system 1 of the present invention comprises: a marker 10 which includes length information and positional information; and a smartphone 20 which has size information of an imaged person 30 and a display unit. By imaging the marker 10, teaching information to the imaged person 30 is displayed on a monitor 21.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、撮像システムおよび撮像方法に関する。   The present invention relates to an imaging system and an imaging method.

近年、様々な分野において被撮影者の運動を解析する装置が求められている。例えば、ゴルフクラブ、テニスラケット、および野球バット等、運動器具のスイング軌道などの被撮影者の運動フォームを解析し、解析結果から被撮影者に適した運動器具の選定、運動フォームの改善を行うことで競技力の向上につなげることができる。
特許文献1では、カメラ(デジタルカメラ又は画像付携帯電話)に、GPS機能と方位を感知する機能を設け、撮影時の経度緯度情報や方向情報を記録する方法が開示されている。そのため、前回と同じ位置・方位にカメラを設置することができるので、前回と同じ位置・方位で撮影した映像を得ることができ、前回との撮影映像を比較することで、被撮影者の運動フォームをチェックすることができる。
In recent years, there has been a demand for an apparatus for analyzing the movement of a subject in various fields. For example, analyze the subject's exercise form such as a golf club, tennis racket, and baseball bat, such as a swing trajectory of an exercise device, and select an exercise device suitable for the subject and improve the exercise form from the analysis result. It can lead to improvement of competitiveness.
Patent Document 1 discloses a method in which a camera (digital camera or image-equipped mobile phone) is provided with a GPS function and a direction sensing function, and longitude / latitude information and direction information at the time of shooting are recorded. Therefore, since the camera can be installed at the same position and orientation as the previous time, it is possible to obtain images taken at the same position and orientation as the previous time, and by comparing the captured images with the previous time, the movement of the subject You can check the form.

特開2004−48427号公報JP 2004-48427 A

しかしながら、上述した特許文献1に記載の方法では、カメラの高さ情報やカメラと被撮影者との距離情報が解らないため、カメラと被撮影者とを前回撮影した位置に短時間で正確に配置できないという課題があった。そのため、被撮影者に対するカメラの角度や被撮影者のサイズが異なり、2つの映像を正確に比較することができなかった。   However, in the method described in Patent Document 1 described above, since the height information of the camera and the distance information between the camera and the person to be photographed cannot be understood, the camera and the person to be photographed are accurately and quickly located at the positions where the camera and the person were photographed last time. There was a problem that it could not be placed. Therefore, the angle of the camera with respect to the subject and the size of the subject are different, and the two images cannot be accurately compared.

本発明は、上述の課題の少なくとも一部を解決するためになされたものであり、以下の形態または適用例として実現することが可能である。   SUMMARY An advantage of some aspects of the invention is to solve at least a part of the problems described above, and the invention can be implemented as the following forms or application examples.

[適用例1]本適用例に係る撮像システムは、長さ情報および位置情報を含む指標と、被撮影者のサイズ情報および表示部を有する撮像装置と、を備え、前記指標を撮影することにより、前記表示部に前記被撮影者への教示情報を表示することを特徴とする。   Application Example 1 An imaging system according to this application example includes an index including length information and position information, and an imaging device having size information of a subject and a display unit, and images the index. The display unit displays teaching information for the subject.

本適用例によれば、指標を撮影した画像から長さ情報および位置情報を取得し、指標を基準として指標を撮影した撮像装置の設置位置および姿勢を検出することができる。そのため、被撮影者のサイズ情報があると表示部の画角内に被撮影者が収まる撮像装置の設置位置および姿勢を算出することができる。従って、被撮影者の全身が映った運動フォームを撮影するために、表示部の画角内に被撮影者が収まる撮像装置の設置位置および姿勢を教示情報として表示部に表示することにより、被撮影者が短時間で撮像装置を最適な位置および姿勢に設置することができる。   According to this application example, it is possible to acquire length information and position information from an image obtained by photographing an index, and to detect the installation position and orientation of an imaging apparatus that has photographed the index using the index as a reference. For this reason, if there is size information of the photographed person, it is possible to calculate the installation position and orientation of the imaging apparatus in which the photographed person falls within the angle of view of the display unit. Therefore, in order to photograph an exercise form in which the whole body of the photographed person is captured, the installation position and orientation of the imaging device within which the photographed person is within the angle of view of the display section are displayed on the display section as teaching information, thereby The photographer can install the imaging apparatus in the optimum position and posture in a short time.

[適用例2]本適用例に係る撮像システムは、長さ情報および位置情報を含む指標と、前記指標と第2撮像装置との第2相対位置情報および表示部とを有する第1撮像装置と、を備え、前記指標を撮影することにより、前記表示部に前記指標と前記第1撮像装置との第1相対位置情報と前記第2相対位置情報との差を表示することを特徴とする。   Application Example 2 An imaging system according to this application example includes a first imaging device having an index including length information and position information, second relative position information of the index and the second imaging device, and a display unit. And displaying the difference between the first relative position information and the second relative position information of the index and the first imaging device on the display unit by photographing the index.

本適用例によれば、指標を撮影した画像から長さ情報および位置情報を取得し、指標を基準として指標を撮影した第1撮像装置の設置位置および姿勢である第1相対位置情報を検出することができる。そのため、指標と第2撮像装置との第2相対位置情報があると第1撮像装置の第1相対位置情報との差を表示部に表示することで、被撮影者が短時間で第1撮像装置を第2相対位置情報に一致する位置および姿勢に設置することができる。従って、第1撮像装置により第2撮像装置で撮影した画像と同じ位置および姿勢で撮影することができ、第2撮像装置で撮影した画像と比較することで、被撮影者の運動フォームを正確にチェックすることができる。   According to this application example, the length information and the position information are acquired from the image obtained by photographing the index, and the first relative position information that is the installation position and orientation of the first imaging device that photographed the index using the index as a reference is detected. be able to. Therefore, if there is second relative position information between the index and the second imaging device, the difference between the first relative position information of the first imaging device and the first imaging device is displayed on the display unit, so that the person to be imaged can perform the first imaging in a short time. The apparatus can be installed at a position and posture that matches the second relative position information. Therefore, the first imaging device can capture the same position and posture as the image captured by the second imaging device, and the motion form of the subject can be accurately determined by comparing with the image captured by the second imaging device. Can be checked.

[適用例3]上記適用例に記載の撮像システムにおいて、前記サイズ情報は、前記被撮影者の可動範囲を含むことが好ましい。   Application Example 3 In the imaging system according to the application example described above, it is preferable that the size information includes a movable range of the subject.

本適用例によれば、サイズ情報が被撮影者の可動範囲を含むため、被撮影者が器具等を持った運動フォームであっても器具等を含めた被撮影者の全身を表示部の画角内に収めて撮影することができるので、器具等を含めた運動フォームをチェックすることができる。   According to this application example, since the size information includes the movable range of the photographed person, even if the photographed person is an exercise form having an instrument or the like, the entire body of the photographed person including the instrument or the like is displayed on the display unit. Since it can be taken in the corner, it is possible to check the exercise form including equipment.

[適用例4]上記適用例に記載の撮像システムにおいて、前記サイズ情報は、姿勢情報を含むことが好ましい。   Application Example 4 In the imaging system according to the application example described above, it is preferable that the size information includes posture information.

本適用例によれば、サイズ情報が姿勢情報を含むことにより、被撮影者が被撮影者の姿勢をチェックできる最適な位置および姿勢に撮像装置を短時間で設置することができる。   According to this application example, since the size information includes the posture information, the imaging device can be installed in an optimum position and posture where the photographed person can check the posture of the photographed person in a short time.

[適用例5]上記適用例に記載の撮像システムにおいて、前記相対位置情報は、前記撮像装置の角度情報を含むことが好ましい。   Application Example 5 In the imaging system according to the application example described above, it is preferable that the relative position information includes angle information of the imaging device.

本適用例によれば、相対位置情報が撮像装置の角度情報を含むことにより、第1撮像装置の姿勢を第2撮像装置の姿勢と同じにすることができる。   According to this application example, since the relative position information includes the angle information of the imaging device, the orientation of the first imaging device can be made the same as the orientation of the second imaging device.

[適用例6]上記適用例に記載の撮像システムにおいて、前記位置情報は、ボールの位置であることが好ましい。   Application Example 6 In the imaging system according to the application example, it is preferable that the position information is a ball position.

本適用例によれば、位置情報がボールの位置であるため、ボールの位置を基準として、ボールと撮像装置との距離を検出することができる。   According to this application example, since the position information is the position of the ball, the distance between the ball and the imaging device can be detected with the position of the ball as a reference.

[適用例7]上記適用例に記載の撮像システムにおいて、前記指標は、方向情報を含むことが好ましい。   Application Example 7 In the imaging system according to the application example described above, it is preferable that the index includes direction information.

本適用例によれば、指標に方向情報が含まれているので、指標に対する撮像装置の位置する方向を検出することができる。   According to this application example, since the direction information is included in the index, the direction in which the imaging device is positioned with respect to the index can be detected.

[適用例8]上記適用例に記載の撮像システムにおいて、前記方向情報は、前記ボールの飛球方向であり、前記被撮影者の立ち位置情報を含むことが好ましい。   Application Example 8 In the imaging system according to the application example described above, it is preferable that the direction information is a flying direction of the ball and includes standing position information of the subject.

本適用例によれば、方向情報がボールの飛球方向であるため、ボールの飛球方向を基準としてボールや被撮影者に対する撮像装置の位置する方向を検出することができる。また、方向情報に被撮影者の立ち位置情報を含むことにより、被撮影者が右打ちか左打ちかを判定することができる。   According to this application example, since the direction information is the flying direction of the ball, it is possible to detect the direction in which the imaging apparatus is positioned with respect to the ball or the person to be photographed with reference to the flying direction of the ball. Further, by including the standing position information of the subject in the direction information, it is possible to determine whether the subject is right-handed or left-handed.

[適用例9]本適用例に係る撮像方法は、被撮影者のサイズ情報を入力する工程と、長さ情報および位置情報を含む指標を設置する工程と、前記指標を撮影する工程と、教示情報を表示する工程と、を含むことを特徴とする。   Application Example 9 An imaging method according to this application example includes a step of inputting size information of a subject, a step of installing an index including length information and position information, a step of photographing the index, and a teaching And a step of displaying information.

本適用例によれば、指標を撮影した画像から長さ情報および位置情報を取得し、指標を基準として指標を撮影した撮像装置の設置位置および姿勢を検出することができる。そのため、入力した被撮影者のサイズ情報があると表示部の画角内に被撮影者が収まる撮像装置の設置位置および姿勢を算出することができる。従って、被撮影者の全身が映った運動フォームを撮影するために、表示部の画角内に被撮影者が収まる撮像装置の設置位置および姿勢を教示情報として表示部に表示することにより、被撮影者が短時間で撮像装置を最適な位置および姿勢に設置することができる。   According to this application example, it is possible to acquire length information and position information from an image obtained by photographing an index, and to detect the installation position and orientation of an imaging apparatus that has photographed the index using the index as a reference. For this reason, if there is input size information of the photographed person, it is possible to calculate the installation position and orientation of the imaging apparatus in which the photographed person falls within the angle of view of the display unit. Therefore, in order to photograph an exercise form in which the whole body of the photographed person is captured, the installation position and orientation of the imaging device within which the photographed person is within the angle of view of the display section are displayed on the display section as teaching information, thereby The photographer can install the imaging apparatus in the optimum position and posture in a short time.

[適用例10]上記適用例に記載の撮像方法において、前記教示情報は、撮像装置の移動方向を含むことが好ましい。   Application Example 10 In the imaging method according to the application example, it is preferable that the teaching information includes a moving direction of the imaging device.

本適用例によれば、教示情報に撮像装置の移動方向が含まれているため、表示された撮像装置の移動方向に沿って、撮像装置を移動することにより、表示部の画角内に被撮影者が収まる位置および姿勢に撮像装置をより短時間で設置することができる。   According to this application example, since the moving direction of the imaging device is included in the teaching information, by moving the imaging device along the displayed moving direction of the imaging device, the coverage is within the angle of view of the display unit. The imaging device can be installed in a shorter time at a position and posture where the photographer can be accommodated.

[適用例11]本適用例に係る撮像方法は、長さ情報および位置情報を含む指標と第2撮像装置との第2相対位置情報を入力する工程と、前記指標を設置する工程と、前記指標を撮影する工程と、前記指標と第1撮像装置との第1相対位置情報と前記第2相対位置情報との差を表示する工程と、を含むことを特徴とする。   Application Example 11 An imaging method according to this application example includes a step of inputting an index including length information and position information and second relative position information of the second imaging device, a step of installing the index, A step of photographing the index, and a step of displaying a difference between the first relative position information of the index and the first imaging device and the second relative position information.

本適用例によれば、指標を撮影した画像から長さ情報および位置情報を取得し、指標を基準として指標を撮影した第1撮像装置の設置位置および姿勢である第1相対位置情報を検出することができる。そのため、入力した指標と第2撮像装置との第2相対位置情報と、第1撮像装置の第1相対位置情報と、の差を表示部に表示することで、被撮影者が短時間で第1撮像装置を第2相対位置情報に一致する位置および姿勢に設置することができる。従って、第1撮像装置により第2撮像装置で撮影した画像と同じ位置および姿勢で撮影することができ、第2撮像装置で撮影した画像と比較することで、被撮影者の運動フォームを正確にチェックすることができる。   According to this application example, the length information and the position information are acquired from the image obtained by photographing the index, and the first relative position information that is the installation position and orientation of the first imaging device that photographed the index using the index as a reference is detected. be able to. Therefore, the difference between the inputted relative index and the second relative position information of the second imaging device and the first relative position information of the first imaging device is displayed on the display unit, so that the subject can quickly take the first time. One imaging device can be installed at a position and posture that match the second relative position information. Therefore, the first imaging device can capture the same position and posture as the image captured by the second imaging device, and the motion form of the subject can be accurately determined by comparing with the image captured by the second imaging device. Can be checked.

[適用例12]上記適用例に記載の撮像方法において、前記表示する工程では、前記第1相対位置情報を表示することを含むことが好ましい。   Application Example 12 In the imaging method according to the application example, it is preferable that the displaying step includes displaying the first relative position information.

本適用例によれば、第1相対位置情報を表示することにより、第2相対位置情報との差をより確認し易くなり、第1撮像装置を第2撮像装置と同じ位置および姿勢に、より短時間で設置することができる。   According to this application example, by displaying the first relative position information, it becomes easier to confirm the difference from the second relative position information, and the first imaging apparatus is more in the same position and orientation as the second imaging apparatus. It can be installed in a short time.

[適用例13]上記適用例に記載の撮像方法において、前記表示する工程では、前記第2相対位置情報と前記第1相対位置情報とが一致するように教示する情報を表示することを含むことが好ましい。   Application Example 13 In the imaging method according to the application example described above, the displaying step includes displaying information that teaches the second relative position information and the first relative position information to coincide with each other. Is preferred.

本適用例によれば、第2相対位置情報と第1相対位置情報とが一致するように教示する情報を表示部に表示することで、第1撮像装置を第2撮像装置と同じ位置および姿勢に、より短時間で設置することができる。   According to this application example, the first imaging device is displayed at the same position and orientation as the second imaging device by displaying on the display unit information that teaches that the second relative position information matches the first relative position information. In addition, it can be installed in a shorter time.

第1実施形態に係る撮像システムの構成を説明する平面図。The top view explaining the composition of the imaging system concerning a 1st embodiment. 第1実施形態に係る撮像方法を示すフローチャート。3 is a flowchart illustrating an imaging method according to the first embodiment. 本実施形態に係る指標を示す平面図。The top view which shows the parameter | index which concerns on this embodiment. ワールド座標系の説明図。Illustration of the world coordinate system. 第1実施形態に係る撮像方法を説明する撮像装置の表示画面。The display screen of the imaging device explaining the imaging method which concerns on 1st Embodiment. 第1実施形態に係る撮像方法を説明する撮像装置の表示画面。The display screen of the imaging device explaining the imaging method which concerns on 1st Embodiment. 第2実施形態に係る撮像方法を示すフローチャート。9 is a flowchart illustrating an imaging method according to a second embodiment. 第2実施形態に係る撮像方法を説明する撮像装置の表示画面。The display screen of the imaging device explaining the imaging method which concerns on 2nd Embodiment. 第2実施形態に係る撮像方法を説明する撮像装置の表示画面。The display screen of the imaging device explaining the imaging method which concerns on 2nd Embodiment. 第3実施形態に係る撮像方法を示すフローチャート。10 is a flowchart illustrating an imaging method according to a third embodiment. 第3実施形態に係る撮像方法を説明する撮像装置の表示画面。The display screen of the imaging device explaining the imaging method which concerns on 3rd Embodiment. 第3実施形態に係る撮像方法を説明する撮像装置の表示画面。The display screen of the imaging device explaining the imaging method which concerns on 3rd Embodiment. 第3実施形態に係る撮像方法を説明する撮像装置の表示画面。The display screen of the imaging device explaining the imaging method which concerns on 3rd Embodiment. 第3実施形態に係る撮像方法を説明する撮像装置の表示画面。The display screen of the imaging device explaining the imaging method which concerns on 3rd Embodiment.

以下、撮像システムおよび撮像方法の一実施形態として、ゴルフにおけるスイングやスタンス等のフォーム撮影を一例として挙げ、図面を参照して説明する。なお、使用する図面は、説明する部分が認識可能な状態となるように、適宜拡大又は縮小して表示している。   Hereinafter, as an embodiment of an imaging system and an imaging method, form shooting such as swing and stance in golf will be described as an example and described with reference to the drawings. Note that the drawings to be used are appropriately enlarged or reduced so that the part to be described can be recognized.

(第1実施形態)
<撮像システム>
先ず、本発明の第1実施形態に係る撮像システム1の構成について、図1を参照し説明する。なお、本実施形態における撮像装置としてカメラを内蔵するスマホ(スマートフォン)を一例として挙げ説明する。
図1は、第1実施形態に係る撮像システムの構成を説明する平面図である。
(First embodiment)
<Imaging system>
First, the configuration of the imaging system 1 according to the first embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. Note that a smartphone (smartphone) that incorporates a camera will be described as an example of the imaging apparatus according to the present embodiment.
FIG. 1 is a plan view illustrating the configuration of the imaging system according to the first embodiment.

本実施形態に係る撮像システム1は、図1に示すように、長さ情報および位置情報を含む指標としてのマーカー10と、マーカー10を撮影する撮像装置としてのスマホ(スマートフォンもしくはデータ通信機能を備えた撮像端末)20と、を備えている。スマホ20は、ボール36の飛球方向Xの後方、つまり、飛球方向Xと反対側に設置されている。なお、被撮影者30とボール36とを結ぶ延長線上、つまり、被撮影者30の正面に設置されても、被撮影者30の斜め前方に設置されても構わない。   As shown in FIG. 1, the imaging system 1 according to the present embodiment includes a marker 10 as an index including length information and position information, and a smartphone (smartphone or a data communication function) as an imaging device that captures the marker 10. Imaging terminal) 20. The smartphone 20 is installed behind the ball 36 in the flying direction X, that is, on the side opposite to the flying direction X. In addition, it may be installed on an extension line connecting the person to be photographed 30 and the ball 36, that is, in front of the person to be photographed 30 or obliquely in front of the person to be photographed 30.

撮像システム1は、ゴルフスイング場所等に配置されたマーカー10をスマホ20に備えられているカメラにより撮影した画像からマーカー10に含まれる長さ情報および位置情報を取り込み、スマホ20に備えられているコンピューター(CPU)により、撮影した画像に三次元座標変換処理を施し、PnP問題を計算することでスマホ20の設置位置および姿勢を検出する。その後、事前に入力した被撮影者30のサイズ情報や姿勢情報に基づいて、スマホ20の表示部としてのモニター21(図5参照)の画角内に被撮影者30の全身が最適に収まる映像を撮影できるスマホ20の設置位置および姿勢を算出し、最適な設置位置および姿勢になるようにスマホ20の移動方向等の教示情報をモニター21に表示することで、その教示情報を被撮影者30が確認し、スマホ20を最適な位置および姿勢に設置することができる。   The imaging system 1 is provided in the smartphone 20 by taking length information and position information included in the marker 10 from an image obtained by photographing the marker 10 placed at a golf swing place or the like with a camera provided in the smartphone 20. A computer (CPU) performs a three-dimensional coordinate conversion process on the photographed image and calculates the PnP problem to detect the installation position and orientation of the smartphone 20. Thereafter, based on the size information and posture information of the subject 30 input in advance, an image in which the whole body of the subject 30 is optimally within the angle of view of the monitor 21 (see FIG. 5) as the display unit of the smartphone 20. The installation position and orientation of the smartphone 20 that can shoot the camera 20 are calculated, and the teaching information such as the moving direction of the smartphone 20 is displayed on the monitor 21 so that the optimal installation position and orientation are obtained. Is confirmed, and the smartphone 20 can be installed in an optimal position and posture.

<撮像方法>
次に、第1実施形態に係る撮像方法について、図2〜図6を参照し説明する。
図2は、第1実施形態に係る撮像方法を示すフローチャートである。なお、図2において、指標をマーカーとして、撮像装置をスマホとして記載し説明する。図3は、本実施形態に係る指標を示す平面図である。図4は、ワールド座標系の説明図である。図5と図6は、第1実施形態に係る撮像方法を説明する撮像装置の表示画面である。
<Imaging method>
Next, the imaging method according to the first embodiment will be described with reference to FIGS.
FIG. 2 is a flowchart illustrating the imaging method according to the first embodiment. In FIG. 2, description will be given by describing the index as a marker and the imaging device as a smartphone. FIG. 3 is a plan view showing an index according to the present embodiment. FIG. 4 is an explanatory diagram of the world coordinate system. 5 and 6 are display screens of the imaging apparatus for explaining the imaging method according to the first embodiment.

本実施形態に係る撮像方法は、先ず、サイズ情報入力工程(ステップS1)において、スイング状態を撮影する場合には、ゴルフクラブ34を握持しスイングした際のボール36の位置からゴルフクラブ34の先端(ヘッド)の最高到達位置までの高さ寸法やゴルフクラブを含むスイング幅寸法等の被撮影者30の可動範囲、又は、被撮影者30のスタンス状態等を撮影する場合には、スタンス状態における被撮影者30の身長やスタンス幅寸法(両足の間隔)等の姿勢情報、をサイズ情報としてスマホ20へ入力する。被撮影者30の可動範囲や姿勢情報を含むサイズ情報に基づいて、被撮影者30の全身がスマホ20の画角内に納まるように撮影できる位置や姿勢にスマホ20を設置できるように教示することができる。   In the imaging method according to the present embodiment, first, in the size information input step (step S1), when shooting the swing state, the golf club 34 is moved from the position of the ball 36 when the golf club 34 is gripped and swung. When photographing the movable range of the subject 30 such as the height dimension of the tip (head) to the highest position or the swing width dimension including the golf club, or the stance state of the subject 30 Posture information such as the height and stance width dimension (interval between both feet) of the person to be photographed 30 is input to the smartphone 20 as size information. Based on the size information including the movable range and posture information of the person to be photographed 30, teaching is performed so that the smartphone 20 can be installed at a position and posture where photographing can be performed so that the whole body of the person to be photographed 30 is within the angle of view of the smartphone 20. be able to.

次に、マーカー配置工程(ステップS2)では、ゴルフスイング場所にマーカー10を配置する。指標としてのマーカー10は、図3に示すように、形状が一辺の長さをML1とする正方形であり、中央部が空白の枠状の第1マーカー12と、第1マーカー12の内角の一つと第1マーカー12の二つの内辺とに接する矩形状の第2マーカー14と、で構成されている。なお、長さ情報としてのマーカー10の一辺の長さML1は、後述するワールド座標系における各座標軸の長さの基準となる。   Next, in the marker placement step (step S2), the marker 10 is placed at the golf swing location. As shown in FIG. 3, the marker 10 as an index is a square whose shape is a square with a side length ML <b> 1, and a frame-shaped first marker 12 with a blank in the center, and an inner corner of the first marker 12. And a rectangular second marker 14 in contact with the two inner sides of the first marker 12. The length ML1 of one side of the marker 10 as length information is a reference for the length of each coordinate axis in the world coordinate system described later.

マーカー10において、矩形状の第2マーカー14が接する第1マーカー12の内角に対向し、内角と最短に位置する外角の位置が位置情報としてのボール36の位置(ボール位置P)である。また、マーカー10の一辺に沿ってボール位置Pを通過する方向が方向情報としてのボール36の飛球方向Xである。マーカー10のボール位置Pと飛球方向Xとは、後述するワールド座標系における原点と座標軸の基準とになる。   In the marker 10, the position of the ball 36 as the position information (ball position P) is the position of the outer angle that faces the inner angle of the first marker 12 that is in contact with the rectangular second marker 14 and is located closest to the inner angle. Further, the direction passing the ball position P along one side of the marker 10 is the flying direction X of the ball 36 as direction information. The ball position P and the flying ball direction X of the marker 10 serve as a reference for an origin and a coordinate axis in the world coordinate system described later.

また、ボール位置Pを通過し飛球方向Xに沿ったマーカー10の一辺L1と対向する一辺L1’側に、被撮影者30が被撮影者30の正面を飛球方向Xと略平行にして立ち、アドレス状態を取った場合、被撮影者30の左足側に近い位置に第2マーカー14があると、被撮影者30を右打ちと判断する。なお、飛球方向Xと直交する方向でボール位置Pを通過する方向が飛球方向X’である場合、ボール位置Pを通過し飛球方向X’のマーカー10の一辺L2と対向する一辺L2’側に、被撮影者30が被撮影者30の正面を飛球方向X’と略平行にして立ち、アドレス状態を取った場合、被撮影者30の右足側に近い位置に第2マーカー14があると、被撮影者30を左打ちと判断する。   In addition, on the side L1 ′ that passes through the ball position P and faces the side L1 of the marker 10 along the flying ball direction X, the person 30 to be photographed sets the front of the person 30 to be substantially parallel to the flying ball direction X. When standing and taking an address state, if the second marker 14 is located near the left foot side of the subject 30, the subject 30 is determined to be right-handed. When the direction passing through the ball position P in the direction orthogonal to the flying ball direction X is the flying ball direction X ′, the side L2 that passes through the ball position P and faces the one side L2 of the marker 10 in the flying ball direction X ′. When the subject 30 stands on the side with the front side of the subject 30 substantially parallel to the flying ball direction X 'and takes an address state, the second marker 14 is positioned near the right foot side of the subject 30. If there is, the subject 30 is determined to be left-handed.

従って、方向情報としての飛球方向X(X’)は、第2マーカー14がどの位置にあるかで、被撮影者30が右打ちか左打ちか、つまり、飛球方向X(X’)に対して、被撮影者30が左側に位置するか右側に位置するかを示す立ち位置情報を含んでいる。   Accordingly, the flying ball direction X (X ′) as the direction information indicates whether the subject 30 is right-handed or left-handed depending on where the second marker 14 is located, that is, the flying ball direction X (X ′). On the other hand, it includes standing position information indicating whether the subject 30 is located on the left side or the right side.

なお、マーカー10の配置は、ゴルフスイング場所において、マーカー10のボール位置Pをボール36を配置する位置に合わせ、マーカー10の一辺L1をボール位置Pを通過する飛球方向Xに合わせる。なお、以下では、被撮影者30が右打ちである場合を例に挙げ、飛球方向Xの後方から撮影する場合について説明する。   Note that the placement of the marker 10 is such that the ball position P of the marker 10 matches the position where the ball 36 is placed and the one side L1 of the marker 10 matches the flying ball direction X passing through the ball position P at the golf swing location. Hereinafter, a case where the subject 30 is right-handed will be described as an example, and a case where the subject 30 is shot from behind in the flying ball direction X will be described.

次に、スマホ設置工程(ステップS3)では、図1に示すように、安定に設置するために三脚22等に搭載したスマホ20を、マーカー10のボール位置Pを通過する飛球方向Xの後方に、スマホ20に備えられているカメラをマーカー10に向けて設置する。   Next, in the smartphone installation step (step S3), as shown in FIG. 1, the smartphone 20 mounted on the tripod 22 or the like for stable installation is rearward in the flying direction X passing the ball position P of the marker 10. In addition, the camera provided in the smartphone 20 is installed facing the marker 10.

その後、マーカー撮影工程(ステップS4)では、スマホ20に備えられているカメラにより、マーカー10を撮影する。   Thereafter, in the marker photographing step (step S4), the marker 10 is photographed by the camera provided in the smartphone 20.

次に、キャリブレーション工程(ステップS5)では、マーカー10を撮影した画像を解析し、スマホ20の位置および姿勢を推定する。
2次元の画像から3次元空間内でカメラの位置および姿勢を推定する手順は以下のようにする。
Next, in the calibration process (step S5), an image obtained by photographing the marker 10 is analyzed, and the position and orientation of the smartphone 20 are estimated.
The procedure for estimating the position and orientation of the camera in the three-dimensional space from the two-dimensional image is as follows.

先ず、マーカー10を撮影した画像からマーカー10を検出する。この検出方法は、テンプレートマッチング、特徴量抽出、および特徴点抽出等の既知の手法を用いて行うことができる。なお、これらの手法は、AR(Augmented Reality:拡張現実)で一般的に用いられているものである。
次に、マーカー10に含まれる位置情報であるボール位置Pおよび方向情報である飛球方向Xにより、ワールド座標系を定める。例えば、図4に示すように、ボール位置Pを原点とし、ボール36の飛球方向XをX軸、X軸と直交する方向をY軸、X軸とY軸に直交する鉛直方向をZ軸、と定義する。また、マーカー10に含まれる長さ情報である一辺の長さML1により、X軸方向、Y軸方向、およびZ軸方向の長さが定義される。
First, the marker 10 is detected from an image obtained by photographing the marker 10. This detection method can be performed using known methods such as template matching, feature amount extraction, and feature point extraction. These methods are generally used in AR (Augmented Reality).
Next, a world coordinate system is defined by the ball position P which is position information included in the marker 10 and the flying ball direction X which is direction information. For example, as shown in FIG. 4, the ball position P is the origin, the flying direction X of the ball 36 is the X axis, the direction orthogonal to the X axis is the Y axis, and the vertical direction orthogonal to the X axis and the Y axis is the Z axis. . Further, the length in one side, ML1, which is length information included in the marker 10, defines lengths in the X-axis direction, the Y-axis direction, and the Z-axis direction.

その後、カメラ座標系(カメラを中心にした座標系)からワールド座標系へ変換する変換行列を求める。この変換行列は一般に「外部パラメーター(external parameter又はextrinsic parameter)」と呼ばれている。なお、この一連の計算は、PnP問題(Perspective n−Point Problem)と呼ばれるものであり、この問題の解き方も既知の手法である。この計算は、オープンソースソフトウェアライブラリーであるOpenCVに実装されている「sv::solvePnP()」と言う関数を用いて行うことができる。また、マーカーの大きさ、柄、色は予め決まっており、システムがそのマーカーを画像内で認識することにより座標値を決める場合もある。   Thereafter, a transformation matrix for transforming from the camera coordinate system (a coordinate system centered on the camera) to the world coordinate system is obtained. This transformation matrix is generally called an “external parameter or extrinsic parameter”. This series of calculations is called a PnP problem (Perspective n-Point Problem), and how to solve this problem is also a known technique. This calculation can be performed using a function called “sv :: solvePnP ()” implemented in OpenCV, which is an open source software library. The size, pattern, and color of the marker are determined in advance, and the coordinate value may be determined by the system recognizing the marker in the image.

外部パラメーターを求める計算において、内部パラメーター(internal parameter又はintrinsic parameter)を使用する。内部パラメーターとは、外部の3次元空間の情報をどのように2次元の画像センサーへ投影するかを決めるためのパラメーターであり、カメラ固有の情報である。スマホ20には内部パラメーターを取得する機能(API)が備わっている機種もあり、その機種においては、この取得機能を使って内部パラメーターを取得できる。そのため、上述した計算はスマホ20に備えられているコンピューター(CPU)において処理される。
以上の手順により、3次元空間内におけるスマホ20のカメラの位置および姿勢を推定することができる。なお、カメラの姿勢とは、カメラのX軸を回転軸とする回転角度、Y軸を回転軸とする回転角度、およびZ軸を回転軸とする回転角度のことであり、カメラ座標系をカメラの基準位置としている。
In calculating external parameters, internal parameters (internal parameters or intrinsic parameters) are used. The internal parameter is a parameter for determining how information in the external three-dimensional space is projected onto the two-dimensional image sensor, and is information specific to the camera. Some models of the smartphone 20 have a function (API) for acquiring an internal parameter. In the model, the internal parameter can be acquired using this acquisition function. Therefore, the calculation described above is processed by a computer (CPU) provided in the smartphone 20.
With the above procedure, the position and orientation of the camera of the smartphone 20 in the three-dimensional space can be estimated. The camera posture means a rotation angle with the X axis of the camera as the rotation axis, a rotation angle with the Y axis as the rotation axis, and a rotation angle with the Z axis as the rotation axis. This is the reference position.

その後、シルエット映像表示工程(ステップS6)では、図5に示すように、スマホ20の表示部としてのモニター21に、現在のスマホ20の位置および姿勢において、撮影されたマーカー10と、被撮影者30を想定したシルエット映像40と、を表示する。
これは、ステップS5において、現在のスマホ20の位置および姿勢が算出できるので、現在のスマホ20の位置および姿勢情報と、ステップS1における被撮影者30のサイズ情報と、からマーカー10に対して所定の位置に被撮影者30(シルエット映像40)が配置した場合の映像を算出することができるためである。更に、PnP問題を計算することにより、被撮影者30の全身がスマホ20のモニター21の画角内に納まる映像が撮影できるスマホ20の設置位置および姿勢も算出することができる。
なお、図5では、シルエット映像40の下半身のみの映像しか映ってないので、スマホ20のカメラの位置および姿勢が被撮影者30の全身が撮影できる設置位置および姿勢よりも近いことを意味する。
Thereafter, in the silhouette video display step (step S6), as shown in FIG. 5, the marker 10 photographed on the monitor 21 as the display unit of the smartphone 20 at the current position and posture of the smartphone 20, and the subject A silhouette image 40 assuming 30 is displayed.
This is because the current position and orientation of the smartphone 20 can be calculated in step S5, so that the marker 10 is predetermined based on the current position and orientation information of the smartphone 20 and the size information of the subject 30 in step S1. This is because it is possible to calculate the video when the subject 30 (silhouette video 40) is placed at the position of. Furthermore, by calculating the PnP problem, it is also possible to calculate the installation position and posture of the smartphone 20 that can capture an image in which the entire body of the subject 30 falls within the angle of view of the monitor 21 of the smartphone 20.
In FIG. 5, only the lower half of the silhouette image 40 is shown, which means that the camera position and posture of the smartphone 20 are closer to the installation position and posture where the whole body of the subject 30 can be photographed.

次に、ステップS7では、モニター21の画角内にシルエット映像40の全身が収まっているかを判定し、図5に示すように、「No」の場合は、スマホ設置位置教示工程(ステップS8)へ進む。   Next, in step S7, it is determined whether the whole body of the silhouette image 40 is within the angle of view of the monitor 21, and as shown in FIG. 5, in the case of “No”, the smartphone installation position teaching step (step S8). Proceed to

スマホ設置位置教示工程(ステップS8)では、キャリブレーション工程(ステップS5)で算出した現在のスマホ20の位置および姿勢情報と被撮影者30の全身がスマホ20のモニター21の画角内に納まる映像が撮影できるスマホ20の設置位置および姿勢情報とから、現在のスマホ20の位置および姿勢を最適な設置位置および姿勢になるように、スマホ20の移動方向や角度等の教示情報をモニター21に表示する。図5の場合には、カメラ位置が近いため、例えば、「カメラを1m後退する。」等の文字をモニター21に表示する。また、スマホ20から音声で教示する方法でも構わない。   In the smartphone installation position teaching step (step S8), the current position and orientation information of the smartphone 20 calculated in the calibration step (step S5) and the image of the entire body of the subject 30 within the angle of view of the monitor 21 of the smartphone 20 From the installation position and posture information of the smartphone 20 that can be photographed, teaching information such as the moving direction and angle of the smartphone 20 is displayed on the monitor 21 so that the current position and posture of the smartphone 20 become the optimum installation position and posture. To do. In the case of FIG. 5, since the camera position is close, for example, characters such as “retract the camera by 1 m” are displayed on the monitor 21. Moreover, the method of teaching by voice from the smartphone 20 may be used.

次に、スマホ設置位置移動工程(ステップS9)では、被撮影者30がモニター21の教示情報又は音声による教示情報に従って、スマホ20の設置位置を移動する。   Next, in the smartphone installation position moving step (step S9), the subject 30 moves the installation position of the smartphone 20 according to the teaching information on the monitor 21 or the teaching information by voice.

スマホ20を移動した後に、ステップS4に戻り、再度マーカー10を撮影する。ステップS5で移動後のスマホ20の位置および姿勢を算出し、ステップS6において移動後のスマホ20の位置および姿勢におけるシルエット映像40を表示する。ステップS7において、モニター21内にシルエット映像40が収まっているか判断し、納まっていない場合(「No))には、ステップS8におけるスマホ20の設置位置および姿勢の教示情報に従って、ステップS9でスマホ20を移動する。よって、モニター21内にシルエット映像40が収まるまで、ステップS4からステップS9を繰り返し実施する。   After moving the smartphone 20, the process returns to step S4 and the marker 10 is photographed again. In step S5, the position and posture of the smartphone 20 after movement are calculated, and in step S6, the silhouette image 40 at the position and posture of the smartphone 20 after movement is displayed. In step S7, it is determined whether the silhouette image 40 is accommodated in the monitor 21, and if not ("No"), the smartphone 20 is determined in step S9 according to the installation position and posture teaching information in step S8. Therefore, steps S4 to S9 are repeatedly performed until the silhouette image 40 fits in the monitor 21.

その後、ステップS6において、図6に示すように、モニター21内にシルエット映像40の全身が表示された場合、ステップS7において、「Yes」と判断し、スマホ設置位置固定工程(ステップS10)へ進む。   After that, in step S6, as shown in FIG. 6, when the whole body of the silhouette video 40 is displayed in the monitor 21, it is determined “Yes” in step S7, and the process proceeds to the smartphone installation position fixing step (step S10). .

スマホ設置位置固定工程(ステップS10)では、モニター21の画角内に被撮影者30が収まる最適な位置および姿勢として、スマホ20を設置する。   In the smartphone installation position fixing step (step S <b> 10), the smartphone 20 is installed as an optimal position and posture in which the subject 30 falls within the angle of view of the monitor 21.

以上述べたように、本実施形態の撮像システム1および撮像方法によれば、以下の効果を得ることができる。
マーカー10を撮影した画像から長さ情報および位置情報を取得し、マーカー10を基準とした三次元座標変換処理を施しPnP問題を計算することにより、マーカー10を撮影したスマホ20の設置位置および姿勢を検出することができる。そのため、被撮影者30のサイズ情報があるとモニター21の画角内に被撮影者30が収まるスマホ20の設置位置および姿勢を算出することができる。従って、被撮影者30の全身が映った運動フォームを撮影するために、モニター21の画角内に被撮影者30が収まるスマホ20の設置位置および姿勢を教示情報としてモニター21に表示することにより、被撮影者30が短時間でスマホ20を最適な位置および姿勢に設置することができる。
As described above, according to the imaging system 1 and the imaging method of the present embodiment, the following effects can be obtained.
Length information and position information is acquired from an image obtained by photographing the marker 10, and a three-dimensional coordinate conversion process is performed with the marker 10 as a reference to calculate a PnP problem. Can be detected. Therefore, if there is size information of the person 30 to be photographed, the installation position and posture of the smartphone 20 in which the person 30 is within the angle of view of the monitor 21 can be calculated. Therefore, in order to photograph an exercise form in which the whole body of the subject 30 is reflected, the installation position and posture of the smartphone 20 where the subject 30 falls within the angle of view of the monitor 21 are displayed on the monitor 21 as teaching information. The to-be-photographed person 30 can install the smartphone 20 in an optimal position and posture in a short time.

また、サイズ情報が被撮影者30の可動範囲を含むため、被撮影者30がゴルフクラブ34を握持したスイングフォームであってもゴルフクラブ34を含めた被撮影者30の全身をモニター21の画角内に収めて撮影することができるので、ゴルフクラブ34を含めたスイング等の運動フォームをチェックすることができる。   In addition, since the size information includes the movable range of the subject 30, the whole body of the subject 30 including the golf club 34 is displayed on the monitor 21 even if the subject 30 is a swing form in which the golf club 34 is held. Since it is possible to shoot within the angle of view, it is possible to check an exercise form such as a swing including the golf club 34.

また、位置情報がボール位置Pであるため、ボール位置Pを基準として、ボール36とスマホ20との距離を検出することができる。   Further, since the position information is the ball position P, the distance between the ball 36 and the smartphone 20 can be detected with the ball position P as a reference.

また、マーカー10に含まれる方向情報がボール36の飛球方向Xであるため、ボール36の飛球方向Xを基準としてボール36や被撮影者30に対するスマホ20の位置する方向を検出することができる。また、方向情報に被撮影者30の立ち位置情報が含まれているので、被撮影者30が右打ちか左打ちかを判定することができる。   Further, since the direction information included in the marker 10 is the flying direction X of the ball 36, it is possible to detect the direction in which the smartphone 20 is positioned with respect to the ball 36 and the subject 30 with reference to the flying direction X of the ball 36. it can. Further, since the position information of the subject 30 is included in the direction information, it can be determined whether the subject 30 is right-handed or left-handed.

(第2実施形態)
次に、第2実施形態に係る撮像方法について、図7〜図9を参照し説明する。
図7は、第2実施形態に係る撮像方法を示すフローチャートである。なお、図7において、図2と同様に、指標をマーカーとして、撮像装置をスマホとして記載し説明する。図8と図9は、第2実施形態に係る撮像方法を説明する撮像装置の表示画面である。
(Second Embodiment)
Next, an imaging method according to the second embodiment will be described with reference to FIGS.
FIG. 7 is a flowchart illustrating an imaging method according to the second embodiment. In FIG. 7, as in FIG. 2, the index is described as a marker, and the imaging device is described as a smartphone. FIG. 8 and FIG. 9 are display screens of the imaging apparatus for explaining the imaging method according to the second embodiment.

第2実施形態に係る撮像方法は、上述した撮像システム1において、サイズ情報として姿勢情報を入力し、モニター21に姿勢情報と被撮影者30とを表示することで、スマホ20を最適位置に設置する方法である。   In the imaging method according to the second embodiment, in the imaging system 1 described above, posture information is input as size information, and the posture information and the person to be photographed 30 are displayed on the monitor 21, so that the smartphone 20 is installed at the optimal position. It is a method to do.

先ず、姿勢情報入力工程(ステップS1)では、姿勢情報として、例えば、被撮影者30のスタンス状態におけるボール位置Pと被撮影者30との距離であるスタンス長さや被撮影者30の腰高さや被撮影者30両足の間隔であるスタンス幅等の寸法をスマホ20に入力する。   First, in the posture information input step (step S1), as posture information, for example, the stance length that is the distance between the ball position P and the subject 30 in the stance state of the subject 30, the waist height of the subject 30 and the subject A dimension such as a stance width that is an interval between both feet of the photographer 30 is input to the smartphone 20.

その後、マーカー配置工程(ステップS2)とスマホ設置工程(ステップS3)を経て、マーカーおよび被撮影者撮影工程(ステップS4)では、マーカー10および被撮影者30を同時に撮影する。   Thereafter, the marker 10 and the person to be photographed 30 are photographed simultaneously in the marker and photographed person photographing process (step S4) through the marker placement process (step S2) and the smartphone installation process (step S3).

次に、第1実施形態と同様に、キャリブレーション工程(ステップS5)において、マーカー10および被撮影者30を撮影した画像を解析し、スマホ20の位置および姿勢を算出する。また、現在のスマホ20の位置および姿勢の情報と、ステップS1で入力した被撮影者30の姿勢情報と、から現在のスマホ20の位置および姿勢情報における被撮影者30の姿勢情報を算出する。更に、画像内の被撮影者30の姿勢と姿勢情報とが一致するスマホ20の設置位置および姿勢を算出する。   Next, as in the first embodiment, in the calibration process (step S5), an image of the marker 10 and the subject 30 is analyzed, and the position and orientation of the smartphone 20 are calculated. Further, the posture information of the subject 30 in the current position and posture information of the smartphone 20 is calculated from the current position and posture information of the smartphone 20 and the posture information of the subject 30 input in step S1. Furthermore, the installation position and posture of the smartphone 20 in which the posture and posture information of the subject 30 in the image match are calculated.

姿勢情報表示工程(ステップS6)では、図8又は図9に示すように、マーカー10および被撮影者30を撮影した画像に、現在のスマホ20の位置および姿勢情報に基づいて想定される姿勢情報を、モニター21に表示する。図8は、飛球方向Xの後方より撮影した画像に姿勢情報であるスタンス長さを線42で示し、腰高さを線44で示して表示した画像である。また、図9は、被撮影者30の正面から撮影した画像に姿勢情報である腰高さを線44で示し、スタンス幅を線46で示して表示した画像である。   In the posture information display step (step S6), as shown in FIG. 8 or FIG. 9, the posture information assumed based on the current position and posture information of the smartphone 20 in the image obtained by photographing the marker 10 and the person 30. Is displayed on the monitor 21. FIG. 8 shows an image captured from behind the flying ball direction X with the stance length as posture information indicated by a line 42 and the waist height indicated by a line 44. FIG. 9 is an image obtained by displaying the waist height, which is posture information, as a line 44 and the stance width as a line 46 in an image taken from the front of the subject 30.

その後、ステップS7において、被撮影者30の姿勢(例えば、腰高さ、スタンス長さ、スタンス幅等)と姿勢情報とが一致しているかを判定する。一致していると判定した場合には、「Yes」として、スマホ設置位置固定工程(ステップS10)へ進みスマホ20を現状の位置および姿勢で設置する。また、一致していないと判定した場合には、「No」として、スマホ設置位置教示工程(ステップS8)に進む。   Thereafter, in step S7, it is determined whether the posture (for example, waist height, stance length, stance width, etc.) of the subject 30 matches the posture information. If it is determined that they match, the process proceeds to the smartphone installation position fixing step (step S10) as “Yes”, and the smartphone 20 is installed at the current position and posture. If it is determined that they do not match, “No” is determined and the process proceeds to the smartphone installation position teaching step (step S8).

スマホ設置位置教示工程(ステップS8)では、キャリブレーション工程(ステップS5)で算出した現在のスマホ20の位置および姿勢と、画像内の被撮影者30の姿勢と姿勢情報とが一致するスマホ20の設置位置および姿勢と、の位置および姿勢情報やその差を文字等でモニター21に表示することで、スマホ20を最適な位置および姿勢となるように教示する。なお、教示方法としては、モニター21への表示に限定されることはなく、スマホ20から音声で教示する方法でも構わない。   In the smartphone installation position teaching step (step S8), the current position and posture of the smartphone 20 calculated in the calibration step (step S5) and the posture and posture information of the subject 30 in the image match. The position and orientation information of the installation position and posture, and the difference between them are displayed on the monitor 21 with characters or the like, thereby teaching the smartphone 20 to have an optimum position and posture. Note that the teaching method is not limited to the display on the monitor 21, and a method of teaching by voice from the smartphone 20 may be used.

次に、スマホ設置位置移動工程(ステップS9)では、被撮影者30がモニター21の教示情報又は音声による教示情報に従って、スマホ20の設置位置を移動する。   Next, in the smartphone installation position moving step (step S9), the subject 30 moves the installation position of the smartphone 20 according to the teaching information on the monitor 21 or the teaching information by voice.

スマホ20を移動した後に、ステップS4に戻り、再度マーカー10および被撮影者30を撮影し、モニター21に表示される被撮影者30の姿勢と姿勢情報とが一致するまでステップS4からステップS9を繰り返し実施する。   After moving the smartphone 20, the process returns to step S4, the marker 10 and the subject 30 are photographed again, and steps S4 to S9 are performed until the posture of the subject 30 displayed on the monitor 21 matches the posture information. Repeatedly.

なお、マーカーおよび被撮影者撮影工程(ステップS4)において、被撮影者30が一人でマーカー10と被撮影者30とを撮影するのは、非常に難しい。そのため、一人でマーカー10と被撮影者30とを一緒に撮影する方法として、スマホ20のタイマー機能を用い数秒経過後にカメラのシャッターが切れるように設定する方法や被撮影者30の発声する「撮影開始」等の音声をスマホ20が受信し、数秒経過後にカメラのシャッターが切れるように設定する方法等で可能である。   It should be noted that it is very difficult for the subject 30 to photograph the marker 10 and the subject 30 alone in the marker and subject-photographing step (step S4). Therefore, as a method of photographing the marker 10 and the subject 30 together by one person, the timer function of the smartphone 20 is used to set the camera so that the camera shutter is released after several seconds, or the subject 30 utters “shooting” For example, the smartphone 20 may receive a voice such as “Start”, and the camera shutter may be released after several seconds.

以上述べたように、第2実施形態の撮像方法によれば、以下の効果を得ることができる。
マーカー10および被撮影者30を撮影した画像から、マーカー10を基準とし、現在のスマホ20の位置および姿勢と、被撮影者30の姿勢と姿勢情報とが一致するスマホ20の設置位置および姿勢と、を検出することができる。そのため、教示情報として、被撮影者30の姿勢と姿勢情報とが一致するスマホ20の設置位置および姿勢等をスマホ20のモニター21に表示することにより、被撮影者30が被撮影者30の姿勢をチェックできる最適な位置および姿勢にスマホ20を短時間で設置することができる。
As described above, according to the imaging method of the second embodiment, the following effects can be obtained.
Based on the image of the marker 10 and the person 30 to be photographed, with the marker 10 as a reference, the current position and posture of the smartphone 20 and the installation position and posture of the smartphone 20 in which the posture and posture information of the person 30 to be photographed coincide with each other. , Can be detected. For this reason, as the teaching information, the installation position and posture of the smartphone 20 in which the posture and posture information of the subject 30 coincide with each other are displayed on the monitor 21 of the smartphone 20, so The smartphone 20 can be installed in an optimum position and posture in which it can be checked in a short time.

(第3実施形態)
次に、第3実施形態に係る撮像方法について、図10〜図14を参照し説明する。
図10は、第3実施形態に係る撮像方法を示すフローチャートである。なお、図10において、図2と同様に、指標をマーカーとして、撮像装置をスマホとして記載し説明する。図11〜図14は、第3実施形態に係る撮像方法を説明する撮像装置の表示画面である。
(Third embodiment)
Next, an imaging method according to the third embodiment will be described with reference to FIGS.
FIG. 10 is a flowchart illustrating an imaging method according to the third embodiment. In FIG. 10, as in FIG. 2, the index is described as a marker, and the imaging device is described as a smartphone. FIG. 11 to FIG. 14 are display screens of the imaging apparatus for explaining the imaging method according to the third embodiment.

第3実施形態に係る撮像方法は、上述した撮像システム1において、以前に撮影したスマホ20の画像データやスマホ20と異なるスマホやビデオカメラで撮影した画像データからカメラの設置位置および姿勢を検出し、現在のスマホ20の位置および姿勢との差をモニター21に表示することで、スマホ20を以前に撮影したスマホ20又は異なるスマホやビデオカメラのカメラの位置および姿勢に短時間で設置することができる方法である。   In the imaging method according to the third embodiment, in the imaging system 1 described above, the installation position and orientation of the camera are detected from the image data of the smartphone 20 that was previously captured and the image data that is captured by a smartphone or video camera different from the smartphone 20. By displaying the difference between the current position and posture of the smartphone 20 on the monitor 21, the smartphone 20 can be installed in the position and posture of the previously photographed smartphone 20 or the camera of a different smartphone or video camera in a short time. It can be done.

なお、本実施形態では、スマホ20を第1撮像装置とし、第1相対位置情報はスマホ20の位置および姿勢として、また、運動フォームを比較するために撮影したビデオカメラを第2撮像装置とし、第2相対位置情報はビデオカメラの位置および姿勢として説明する。
また、各相対位置情報はカメラの位置および姿勢情報を含み、上述したように姿勢情報には、カメラのX軸周りの回転角度、Y軸周りの回転角度、およびZ軸周りの回転角度等の角度情報を含んでいる。
In the present embodiment, the smartphone 20 is the first imaging device, the first relative position information is the position and posture of the smartphone 20, and the video camera taken for comparing the exercise forms is the second imaging device. The second relative position information will be described as the position and orientation of the video camera.
Each relative position information includes camera position and posture information. As described above, the posture information includes a rotation angle around the X axis, a rotation angle around the Y axis, and a rotation angle around the Z axis. Contains angle information.

先ず、第2相対位置情報入力工程(ステップS1)では、マーカー10と運動フォームが撮影されたビデオカメラの画像データをパソコン等に取り込み、マーカー10の長さ情報および位置情報からPnP問題を計算し、ビデオカメラの設置位置および姿勢を検出する。このビデオカメラの設置位置および姿勢を第2相対位置情報として、スマホ20に入力する。   First, in the second relative position information input step (step S1), the image data of the video camera in which the marker 10 and the motion form are photographed are taken into a personal computer or the like, and the PnP problem is calculated from the length information and position information of the marker 10. Detecting the installation position and orientation of the video camera. The installation position and orientation of the video camera are input to the smartphone 20 as second relative position information.

その後、マーカー配置工程(ステップS2)、スマホ設置工程(ステップS3)、マーカー撮影工程(ステップS4)を経て、キャリブレーション工程(ステップS5)に進む。   Thereafter, the process proceeds to the calibration step (step S5) through the marker placement step (step S2), the smartphone installation step (step S3), and the marker photographing step (step S4).

キャリブレーション工程(ステップS5)では、第1実施形態と同様に、マーカー10を撮影した画像を解析し、第1相対位置情報としてのスマホ20の位置および姿勢を算出する。また、算出した第1相対位置情報としてのスマホ20の位置および姿勢と第2相対位置情報としてのビデオカメラの設置位置および姿勢との差を算出する。   In the calibration step (step S5), as in the first embodiment, an image obtained by photographing the marker 10 is analyzed, and the position and orientation of the smartphone 20 as first relative position information are calculated. Also, the difference between the position and orientation of the smartphone 20 as the calculated first relative position information and the installation position and orientation of the video camera as the second relative position information is calculated.

相対位置情報表示工程(ステップS6)では、算出した第1相対位置情報としてのスマホ20の位置および姿勢と第2相対位置情報としてのビデオカメラの設置位置および姿勢との差を文字等でモニター21に表示する。また、第1相対位置情報と第2相対位置情報とを表示しても構わないし、第2相対位置情報と第1相対位置情報とが一致するように教示する情報を表示しても構わない。   In the relative position information display step (step S6), the difference between the calculated position and orientation of the smartphone 20 as the first relative position information and the installation position and orientation of the video camera as the second relative position information is monitored by characters 21 To display. Further, the first relative position information and the second relative position information may be displayed, or information that teaches the second relative position information and the first relative position information to match may be displayed.

その後、ステップS7において、第1相対位置情報と第2相対位置情報とが一致しているかを判定する。第1相対位置情報と第2相対位置情報とが一致していると判定した場合には、「Yes」として、スマホ設置位置固定工程(ステップS10)へ進みスマホ20を現状の位置および姿勢で設置する。また、一致していないと判定した場合には、「No」として、スマホ設置位置教示工程(ステップS8)に進む。   Thereafter, in step S7, it is determined whether the first relative position information and the second relative position information match. If it is determined that the first relative position information and the second relative position information match, the process proceeds to the smartphone installation position fixing step (step S10) as “Yes”, and the smartphone 20 is installed at the current position and posture. To do. If it is determined that they do not match, “No” is determined and the process proceeds to the smartphone installation position teaching step (step S8).

スマホ設置位置教示工程(ステップS8)では、図11に示すように、マーカー10を撮影した画像に、第2相対位置情報を実線の円とする表示マーク50で表示し、第1相対位置情報を点線の円とする表示マーク52で表示することで、スマホ20を移動する方向を教示する。表示マーク52の円の直径の大きさと、現在のスマホ20の位置および姿勢である表示マーク52の直径の大きさと、は遠近を表し、表示マーク52の直径が目標となるビデオカメラの位置および姿勢を示す表示マーク50の直径より大きい場合には、スマホ20の位置がマーカー10側に近づき過ぎていることを表す。また、表示マーク52の表示位置は、目標設置位置(表示マーク50)との差を表し、表示マーク50より左側に表示されている場合は、スマホ20の位置が目標設置位置(表示マーク50)に対して、左側にずれていることを表す。そのため、被撮影者30は、図12に示すように、表示マーク50に表示マーク52の直径と位置が重なるようにスマホ20を移動することで、スマホ20をビデオカメラが設置されていた位置および姿勢に配置固定することができる。   In the smartphone installation position teaching step (step S8), as shown in FIG. 11, the second relative position information is displayed as a solid circle on the image obtained by photographing the marker 10, and the first relative position information is displayed. By displaying the display mark 52 as a dotted circle, the direction in which the smartphone 20 is moved is taught. The size of the diameter of the circle of the display mark 52 and the size of the diameter of the display mark 52 which is the current position and posture of the smartphone 20 represent perspective, and the position and posture of the video camera for which the diameter of the display mark 52 is a target. Is larger than the diameter of the display mark 50 indicating that the position of the smartphone 20 is too close to the marker 10 side. The display position of the display mark 52 represents a difference from the target installation position (display mark 50). When the display mark 52 is displayed on the left side of the display mark 50, the position of the smartphone 20 is the target installation position (display mark 50). In contrast to this, it is shifted to the left. Therefore, as shown in FIG. 12, the subject 30 moves the smartphone 20 so that the diameter and the position of the display mark 52 overlap the display mark 50, thereby moving the smartphone 20 to the position where the video camera is installed and Can be placed and fixed in posture.

また、教示方法としては、図13に示すように、第2相対位置情報に第1相対位置情報が一致するように矢印による表示マーク54を表示しても構わない。表示マーク54の矢印の向き方向にスマホ20を移動し、図14に示すように、モニター21に「OK」の表示マーク56が表示されると、スマホ20の位置が目標設置位置(表示マーク50)に一致したものとし、スマホ20をビデオカメラが設置されていた位置および姿勢に配置固定することができる。   As a teaching method, as shown in FIG. 13, a display mark 54 by an arrow may be displayed so that the first relative position information matches the second relative position information. When the smartphone 20 is moved in the direction of the arrow of the display mark 54 and the “OK” display mark 56 is displayed on the monitor 21 as shown in FIG. 14, the position of the smartphone 20 is the target installation position (display mark 50 ), The smartphone 20 can be placed and fixed at the position and posture where the video camera was installed.

更に、教示方法としては、上記以外に、スマホ20から音声で教示情報である移動方向、移動距離、角度等を教示する方法でも構わない。   Furthermore, as a teaching method, in addition to the above, a method of teaching a moving direction, a moving distance, an angle, etc., which are teaching information from the smartphone 20 by voice may be used.

以上述べたように、第3実施形態の撮像方法によれば、以下の効果を得ることができる。
マーカー10を撮影した画像から長さ情報および位置情報を取得し、マーカー10を基準とした三次元座標変換処理を施しPnP問題を計算することにより、マーカー10を撮影したスマホ20の設置位置および姿勢である第1相対位置情報を検出することができる。そのため、マーカー10とビデオカメラとの第2相対位置情報と、スマホ20の第1相対位置情報と、の差をモニター21に表示することで、被撮影者30が短時間でスマホ20を第2相対位置情報に一致する位置および姿勢に設置することができる。従って、スマホ20によりビデオカメラで撮影した画像と同じ位置および姿勢で撮影することができ、ビデオカメラで撮影した画像と比較することで、被撮影者30のゴルフスイング等の運動フォームを正確にチェックすることができる。
As described above, according to the imaging method of the third embodiment, the following effects can be obtained.
Length information and position information is acquired from an image obtained by photographing the marker 10, and a three-dimensional coordinate conversion process is performed with the marker 10 as a reference to calculate a PnP problem. It is possible to detect the first relative position information. Therefore, the difference between the second relative position information of the marker 10 and the video camera and the first relative position information of the smartphone 20 is displayed on the monitor 21, so that the person to be photographed 30 can move the smartphone 20 to the second position in a short time. It can be installed at a position and posture that match the relative position information. Therefore, the smartphone 20 can be photographed at the same position and posture as the image photographed by the video camera. By comparing with the image photographed by the video camera, the exercise form such as the golf swing of the subject 30 can be accurately checked. can do.

また、相対位置情報がスマホ20やビデオカメラの角度情報を含むので、スマホ20の姿勢をビデオカメラの姿勢と同じにすることができる。そのため、ビデオカメラで撮影した画像と正確に比較することができる。   Further, since the relative position information includes angle information of the smartphone 20 and the video camera, the attitude of the smartphone 20 can be made the same as the attitude of the video camera. Therefore, it can be accurately compared with an image taken with a video camera.

また、第1相対位置情報をモニター21に表示することにより、第2相対位置情報との差がより確認し易くなりスマホ20をビデオカメラと同じ位置および姿勢に、より短時間で設置することができる。   Also, displaying the first relative position information on the monitor 21 makes it easier to confirm the difference from the second relative position information, so that the smartphone 20 can be installed at the same position and posture as the video camera in a shorter time. it can.

また、第2相対位置情報と第1相対位置情報とが一致するように教示する情報をモニター21に表示することで、スマホ20をビデオカメラと同じ位置および姿勢に、より短時間で設置することができる。   In addition, by displaying on the monitor 21 information that teaches that the second relative position information and the first relative position information match, the smartphone 20 can be installed in the same position and orientation as the video camera in a shorter time. Can do.

上述した本発明に係る撮像システムおよび撮像方法は、運動フォームが重要であるスポーツ、例えば、野球のバッティングフォームやバッティングスタンス、又は、テニスのスイングフォームやスイングスタンスの撮影に応用可能である。   The above-described imaging system and imaging method according to the present invention can be applied to sports in which exercise form is important, such as baseball batting form and batting stance, or tennis swing form and swing stance.

1…撮像システム、10…指標としてのマーカー、12…第1マーカー、14…第2マーカー、20…撮像装置としてのスマホ、21…表示部としてのモニター、22…三脚、30…被撮影者、34…ゴルフクラブ、36…ボール、40…シルエット映像、42,44,46…線、50,52,54,56…表示マーク。   DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Imaging system, 10 ... Marker as index, 12 ... 1st marker, 14 ... 2nd marker, 20 ... Smartphone as an imaging device, 21 ... Monitor as display part, 22 ... Tripod, 30 ... Subject, 34 ... Golf club, 36 ... Ball, 40 ... Silhouette video, 42, 44, 46 ... Line, 50, 52, 54, 56 ... Display mark.

Claims (13)

長さ情報および位置情報を含む指標と、
被撮影者のサイズ情報および表示部を有する撮像装置と、を備え、
前記指標を撮影することにより、前記表示部に前記被撮影者への教示情報を表示することを特徴とする撮像システム。
An indicator including length information and position information;
An imaging device having size information of the subject and a display unit,
An imaging system characterized by displaying the teaching information for the subject to be photographed on the display unit by photographing the index.
長さ情報および位置情報を含む指標と、
前記指標と第2撮像装置との第2相対位置情報および表示部とを有する第1撮像装置と、を備え、
前記指標を撮影することにより、前記表示部に前記指標と前記第1撮像装置との第1相対位置情報と前記第2相対位置情報との差を表示することを特徴とする撮像システム。
An indicator including length information and position information;
A first imaging device having second relative position information of the index and the second imaging device and a display unit,
The imaging system, wherein the difference between the first relative position information and the second relative position information between the index and the first imaging device is displayed on the display unit by photographing the index.
前記サイズ情報は、前記被撮影者の可動範囲を含むことを特徴とする請求項1に記載の撮像システム。   The imaging system according to claim 1, wherein the size information includes a movable range of the subject. 前記サイズ情報は、姿勢情報を含むことを特徴とする請求項1に記載の撮像システム。   The imaging system according to claim 1, wherein the size information includes posture information. 前記相対位置情報は、前記撮像装置の角度情報を含むことを特徴とする請求項2に記載の撮像システム。   The imaging system according to claim 2, wherein the relative position information includes angle information of the imaging device. 前記位置情報は、ボールの位置であることを特徴とする請求項1乃至請求項5のいずれか一項に記載の撮像システム。   The imaging system according to any one of claims 1 to 5, wherein the position information is a position of a ball. 前記指標は、方向情報を含むことを特徴とする請求項1乃至請求項6のいずれか一項に記載の撮像システム。   The imaging system according to any one of claims 1 to 6, wherein the index includes direction information. 前記方向情報は、前記ボールの飛球方向であり、前記被撮影者の立ち位置情報を含むことを特徴とする請求項7に記載の撮像システム。   The imaging system according to claim 7, wherein the direction information is a flying direction of the ball and includes standing position information of the subject. 被撮影者のサイズ情報を入力する工程と、
長さ情報および位置情報を含む指標を設置する工程と、
前記指標を撮影する工程と、
教示情報を表示する工程と、
を含むことを特徴とする撮像方法。
Inputting the size information of the subject,
Installing an index including length information and position information;
Photographing the index;
Displaying the teaching information;
An imaging method comprising:
前記教示情報は、撮像装置の移動方向を含むことを特徴とする請求項9に記載の撮像方法。   The imaging method according to claim 9, wherein the teaching information includes a moving direction of the imaging device. 長さ情報および位置情報を含む指標と第2撮像装置との第2相対位置情報を入力する工程と、
前記指標を設置する工程と、
前記指標を撮影する工程と、
前記指標と第1撮像装置との第1相対位置情報と前記第2相対位置情報との差を表示する工程と、
を含むことを特徴とする撮像方法。
Inputting the second relative position information between the index including the length information and the position information and the second imaging device;
Installing the indicator;
Photographing the index;
Displaying a difference between the first relative position information of the index and the first imaging device and the second relative position information;
An imaging method comprising:
前記表示する工程では、前記第1相対位置情報を表示することを含むことを特徴とする請求項11に記載の撮像方法。   The imaging method according to claim 11, wherein the displaying includes displaying the first relative position information. 前記表示する工程では、前記第2相対位置情報と前記第1相対位置情報とが一致するように教示する情報を表示することを含むことを特徴とする請求項11又は請求項12に記載の撮像方法。   13. The imaging according to claim 11, wherein the displaying step includes displaying information that teaches that the second relative position information and the first relative position information match. Method.
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