JP2022080901A - 3次元画像処理装置 - Google Patents
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Abstract
Description
図1は、本発明の実施の形態1に係る3次元画像処理装置の構成例を示すブロック図である。本実施の形態の3次元画像処理装置1は、例えば店舗や工場等の天井に設置される。3次元画像処理装置1は、少なくとも設置箇所の水平から垂直真下方向の全周囲の画像を撮影することができる。3次元画像処理装置1の設置箇所の水平から垂直真下方向の周囲とは、例えば、床から天井への高さ方向を垂直方向として、垂直方向の軸に直交する全方位である。
ここで、従来技術との比較を行う。図10は、従来技術を適用した場合の撮像方向および撮像領域の一例を説明する図である。図10は、非特許文献1における撮像方向及び撮像領域の例が示されている。ここでは、画角180度を超えるレンズ11aとレンズ11bをそれぞれ有する第1撮像部10a及び第2撮像部10bを用い、第1撮像部10aの撮像方向は、鉛直上方向Uを向くように設定される。第2撮像部10bの撮像方向は、鉛直下方向Dを向くように設定される。
次に、本実施の形態の変形例を説明する。図5は、角度180度以上の角部に設置された3次元画像処理装置を、斜め上方向から見た斜視図である。図5(a)は、拡大した3次元画像処理装置1を示し、図5(b)は、上方から見た3次元画像処理装置1およびその水平方向の撮像領域SA、SBを示している。
本実施の形態によれば、第1撮像部10Aと第2撮像部10Bとを結ぶ略直線上に、イメージセンサ12A、レンズ11A、イメージセンサ12B、レンズ11Bが順次配置されている。また、ステレオ処理部23は、第1撮像部10Aの撮像領域と第2撮像部10Bの撮像領域とが重複する共通領域でステレオ視を行い距離画像を生成する。この構成によれば、水平方向全周囲、かつ垂直方向には水平から真下付近までの範囲の3次元センシングが可能となる。さらに、水平方向の角度によっても距離精度が変化しない。
次に、実施の形態2について説明する。実施の形態1では、非共通領域S2(図2を参照)において距離情報を抽出することができなかった。本実施の形態では、非共通領域S2の距離情報を算出する点が実施の形態1と異なる。
次に、実施の形態3について説明する。実施の形態2では、3次元画像処理装置1が移動体に設置されていない場合は、非共通領域S2に対する距離情報を取得することができなかった。本実施の形態では、3次元画像処理装置1が、天井等の非移動体に設置されている場合において、移動する被写体の非共通領域S2に対する距離情報を取得する方法について説明する。
次に実施の形態4について説明する。例えば、車載カメラのように、水平方向に高い距離精度が要求される場合、垂直下方向付近やステレオ視ができない非共通領域S2の範囲の解像度を落とし、代わりに水平方向近傍やステレオ視の可能な共通領域S1の解像度を上げることが効果的な場合がある。また、ステレオ視ができない非共通領域S2で撮像画像を取得する必要がなければ、非共通領域S2に配分される解像度が無駄になってしまう。そこで、本実施の形態では、垂直方向の入射角に対する解像度の配分を変更する。
次に、実施の形態5について説明する。例えば、屋内で天井の形状から空間を把握しつつ稼働するロボットに3次元画像処理装置1を搭載する場合など、垂直上方向にもより広い視野が必要となる場合がある。そこで、本実施の形態では、垂直上方向にも3次元センシングを行う方法について説明する。
Claims (14)
- 第1撮像部から得られる撮像画像と第2撮像部から得られる撮像画像から距離情報を抽出する3次元画像処理装置であって、
前記第1撮像部は、第1レンズ、第1センサを有し、
前記第2撮像部は、第2レンズ、第2センサを有し、
前記第1撮像部と前記第2撮像部とを結ぶ略直線上に、前記第1センサ、前記第1レンズ、第2センサ、前記第2レンズが順次配置され、
前記第1撮像部の撮像領域と前記第2撮像部の撮像領域とが重複する共通領域でステレオ視を行い距離画像を生成するステレオ処理部を備えている、
3次元画像処理装置。 - 請求項1に記載の3次元画像処理装置において、
前記第1撮像部は、前記第2撮像部の略中心を撮像する、
3次元画像処理装置。 - 請求項1に記載の3次元画像処理装置において、
移動体に設置され、
前記ステレオ処理部は、前記第2撮像部の撮像領域の中央部に対して、モーションステレオ処理を実行して前記距離画像を生成する、
3次元画像処理装置。 - 請求項1に記載の3次元画像処理装置において、
前記第1レンズおよび前記第2レンズの少なくともいずれかは、180度を超える画角を有する魚眼レンズである、
3次元画像処理装置。 - 請求項1に記載の3次元画像処理装置において、
前記第1撮像部の撮像方向および前記第2撮像部の撮像方向が、床面を向くように設定され、
前記第1レンズおよび前記第2レンズの分解能は、垂直下方向付近の領域より、水平方向付近の領域の方が高い、
3次元画像処理装置。 - 請求項1に記載の3次元画像処理装置において、
前記第1撮像部の撮像方向および前記第2撮像部の撮像方向が、床面を向くように設定され、
前記第1レンズおよび前記第2レンズの分解能は、水平方向近傍の領域より、垂直下方向の領域の方が高い、
3次元画像処理装置。 - 請求項1に記載の3次元画像処理装置において、
前記第1レンズおよび前記第2レンズの分解能は、前記第2撮像部により前記第1撮像部の視野が遮られ死角となる非共通領域より、前記共通領域の方が高い、
3次元画像処理装置。 - 請求項1に記載の3次元画像処理装置において、
前記第1撮像部および前記第2撮像部は、天井に設置され、
前記第1撮像部の撮像方向および前記第2撮像部の撮像方向は、床面を向くように設定される、
3次元画像処理装置。 - 請求項1に記載の3次元画像処理装置において、
前記第1撮像部および前記第2撮像部は、移動体に設置され、
前記第1撮像部の撮像方向およびと前記第2撮像部の撮像方向は、前記移動体の下方向を向くように設定される、
3次元画像処理装置。 - 請求項8または9に記載の3次元画像処理装置において、
前記ステレオ処理部は、前記第2撮像部の撮像領域の中央部に対して、外部から入力された、あるいは前記共通領域で算出された3次元情報を内挿して取得した床面までの距離情報に基づいて、モーションステレオ処理を実行して前記距離画像を生成する、
3次元画像処理装置。 - 請求項10に記載の3次元画像処理装置において、
前記ステレオ処理部は、ある撮像時刻に取得された撮像画像に写る被写体と、前記撮像時刻それより後の異なる時刻に取得された撮像画像に写る前記被写体とから、前記被写体の高さを算出し、前記被写体を撮像した撮像部との相対距離を算出し、前記第2撮像部により前記第1撮像部の視野が遮られ死角となる非共通領域の距離画像を生成する、
3次元画像処理装置。 - 請求項8または9に記載の3次元画像処理装置において、
前記第1撮像部と前記第2撮像部との間の基線長をL、前記第1撮像部と床面との距離をH、前記第2撮像部の半径をC、許容される死角の半径の最大値をD0としたとき、
前記基線長LがH・C/D0以下の条件を満たす、
3次元画像処理装置。 - 請求項1に記載の3次元画像処理装置において、
前記第1撮像部と前記第2撮像部との中間に、前記第1撮像部および前記第2撮像部が扱う波長を反射するミラーが設置され、
前記第1撮像部は、前記ミラーが反射した前記第1撮像部の逆側の領域からの光を受光し、第1撮像部10Aの逆側の領域の撮像画像を生成する、
3次元画像処理装置。 - 請求項13に記載の3次元画像処理装置において、
前記ミラーは、双曲面ミラーである、
3次元画像処理装置。
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