JP3399655B2 - 両眼立体視装置 - Google Patents
両眼立体視装置Info
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、両眼にカメラを使用し
て立体視を行なう両眼立体視装置に関するものである。
て立体視を行なう両眼立体視装置に関するものである。
【０００２】この種の装置は作業ロボットに組み込ま
れ、把持作業の対象となる物体へ至る距離の算出に利用
される。
れ、把持作業の対象となる物体へ至る距離の算出に利用
される。
【０００３】
【従来の技術】図２において、カメラ１０＿１，１０＿
２で両眼が形成され、物体（物体の特徴点）が撮影され
る。
２で両眼が形成され、物体（物体の特徴点）が撮影され
る。
【０００４】それらカメラ１０＿１，１０＿２の撮像出
力から両物体を各々通過する視線が同図のように２本ず
つ求められ、これら視線の交わる点が両物体の位置Ａ，
Ｂとされる。
力から両物体を各々通過する視線が同図のように２本ず
つ求められ、これら視線の交わる点が両物体の位置Ａ，
Ｂとされる。
【０００５】ところが、カメラ１０＿１，１０＿２の撮
像出力から両物体を通過する視線が同図のように２本ず
つ求められるので、両物体の正しい位置Ａ，Ｂとともに
偽の位置ａ，ｂも生ずる。
像出力から両物体を通過する視線が同図のように２本ず
つ求められるので、両物体の正しい位置Ａ，Ｂとともに
偽の位置ａ，ｂも生ずる。
【０００６】そこで、図３のように一方のカメラ１０＿
１が連続移動され、この連続移動中に逐次得られた各視
線と他方のカメラ１０＿２による視線との多重交点が両
物体の正しい位置Ａ，Ｂとされる。
１が連続移動され、この連続移動中に逐次得られた各視
線と他方のカメラ１０＿２による視線との多重交点が両
物体の正しい位置Ａ，Ｂとされる。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、カメラ
１０＿１がある程度長い距離を移動されるので、物体位
置Ａ，Ｂの算出に時間を要していた。
１０＿１がある程度長い距離を移動されるので、物体位
置Ａ，Ｂの算出に時間を要していた。
【０００８】本発明は上記の事情に鑑みて為されたもの
であり、その目的は、対象物の位置を瞬時に求めること
が可能となる装置を提供することにある。
であり、その目的は、対象物の位置を瞬時に求めること
が可能となる装置を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】第１発明にかかる装置は
図１において、格子状に配置の撮像素子で対象物を撮影
する一対のカメラ１０＿１，１０＿２と、両カメラ１０
＿１，１０＿２を各々移動駆動するアクチュエータ１２
＿１，１２＿２と、両アクチュエータ１２＿１，１２＿
２を制御して両カメラ１０＿１，１０＿２を微小距離だ
け移動させる微小移動制御手段１４と、微小距離の移動
前における両カメラ１０＿１，１０＿２の撮像出力から
対象物の存在領域を求める候補位置算出手段１６と、微
小距離の移動後における両カメラ１０＿１，１０＿２の
撮像出力から対象物が存在する視野範囲を求めて対象物
の存在領域と視野範囲の重複領域を出力する位置出力手
段１８と、を有する。
図１において、格子状に配置の撮像素子で対象物を撮影
する一対のカメラ１０＿１，１０＿２と、両カメラ１０
＿１，１０＿２を各々移動駆動するアクチュエータ１２
＿１，１２＿２と、両アクチュエータ１２＿１，１２＿
２を制御して両カメラ１０＿１，１０＿２を微小距離だ
け移動させる微小移動制御手段１４と、微小距離の移動
前における両カメラ１０＿１，１０＿２の撮像出力から
対象物の存在領域を求める候補位置算出手段１６と、微
小距離の移動後における両カメラ１０＿１，１０＿２の
撮像出力から対象物が存在する視野範囲を求めて対象物
の存在領域と視野範囲の重複領域を出力する位置出力手
段１８と、を有する。
【００１０】第２発明にかかる装置は、格子状に配置の
撮像素子で対象物を撮影する一対のカメラと、両カメラ
が搭載されたロボットの移動駆動源となるモータを制御
してロボットを微小距離ずつ移動させるロボット移動モ
ータ制御手段と、両カメラを各々移動駆動するアクチュ
エータと、両アクチュエータを前記モータと同期制御し
て両カメラを微小距離だけ移動させる微小移動制御手段
と、ロボット及び両カメラの微小移動前における両カメ
ラの撮像出力から対象物の存在領域を求める候補位置算
出手段と、を有する。
撮像素子で対象物を撮影する一対のカメラと、両カメラ
が搭載されたロボットの移動駆動源となるモータを制御
してロボットを微小距離ずつ移動させるロボット移動モ
ータ制御手段と、両カメラを各々移動駆動するアクチュ
エータと、両アクチュエータを前記モータと同期制御し
て両カメラを微小距離だけ移動させる微小移動制御手段
と、ロボット及び両カメラの微小移動前における両カメ
ラの撮像出力から対象物の存在領域を求める候補位置算
出手段と、を有する。
【００１１】第３発明にかかる装置は、格子状に配置の
撮像素子で対象物を撮影する一対のカメラと、両カメラ
が設置されたカメラ設置台と、カメラ設置台を移動駆動
するアクチュエータと、アクチュエータを制御して両カ
メラを微小距離だけ移動させる微小移動制御手段と、微
小距離の移動前における両カメラの撮像出力から対象物
の存在領域を求める候補位置算出手段と、微小距離の移
動後における両カメラの撮像出力から対象物が存在する
視野範囲を求めて対象物の存在領域と視野範囲の重複領
域を出力する位置出力手段と、を有する。
撮像素子で対象物を撮影する一対のカメラと、両カメラ
が設置されたカメラ設置台と、カメラ設置台を移動駆動
するアクチュエータと、アクチュエータを制御して両カ
メラを微小距離だけ移動させる微小移動制御手段と、微
小距離の移動前における両カメラの撮像出力から対象物
の存在領域を求める候補位置算出手段と、微小距離の移
動後における両カメラの撮像出力から対象物が存在する
視野範囲を求めて対象物の存在領域と視野範囲の重複領
域を出力する位置出力手段と、を有する。
【００１２】第４発明にかかる装置は、格子状に配置の
撮像素子で対象物を撮影する一対のカメラと、一方のカ
メラを移動駆動するアクチュエータと、アクチュエータ
を制御して一方のカメラを微小距離だけ移動させる微小
移動制御手段と、微小距離の移動前における一方のカメ
ラの撮像出力から対象物の存在領域を求める候補位置算
出手段と、他方のカメラの視野内において対象物の存在
領域が広がる角度範囲を求める角度範囲算出手段と、他
方のカメラの撮像出力から対象物が存在する視野範囲を
求めて対象物の存在領域と角度範囲と視野範囲の重複領
域を出力する位置出力手段と、を有する。
撮像素子で対象物を撮影する一対のカメラと、一方のカ
メラを移動駆動するアクチュエータと、アクチュエータ
を制御して一方のカメラを微小距離だけ移動させる微小
移動制御手段と、微小距離の移動前における一方のカメ
ラの撮像出力から対象物の存在領域を求める候補位置算
出手段と、他方のカメラの視野内において対象物の存在
領域が広がる角度範囲を求める角度範囲算出手段と、他
方のカメラの撮像出力から対象物が存在する視野範囲を
求めて対象物の存在領域と角度範囲と視野範囲の重複領
域を出力する位置出力手段と、を有する。
【００１３】そして第５発明にかかる装置は、格子状に
配置の撮像素子で対象物を撮影する近接配列の第１カメ
ラ対と、格子状に配置された撮像素子で対象物を撮影す
る近接配列の第２カメラ対と、カメラ対における一方の
カメラで得られた撮像出力から対象物の存在領域を求め
る候補位置算出手段と、両カメラ対における他方のカメ
ラで得られた撮像出力から対象物が存在する視野範囲を
求めて対象物の存在領域と視野範囲の重複領域を出力す
る位置出力手段と、有する。
配置の撮像素子で対象物を撮影する近接配列の第１カメ
ラ対と、格子状に配置された撮像素子で対象物を撮影す
る近接配列の第２カメラ対と、カメラ対における一方の
カメラで得られた撮像出力から対象物の存在領域を求め
る候補位置算出手段と、両カメラ対における他方のカメ
ラで得られた撮像出力から対象物が存在する視野範囲を
求めて対象物の存在領域と視野範囲の重複領域を出力す
る位置出力手段と、有する。
【００１４】
【作用】両眼に用いられる実際のカメラでは撮像素子が
格子状に配置されることから、図４のように、カメラ１
０＿１，１０＿２から物体の位置Ａ，Ｂへ向う視線は直
線となることがなく、扇状の領域（視線範囲）となる。
格子状に配置されることから、図４のように、カメラ１
０＿１，１０＿２から物体の位置Ａ，Ｂへ向う視線は直
線となることがなく、扇状の領域（視線範囲）となる。
【００１５】また両物体の位置Ａ，Ｂは、これが視線の
重なる位置となり、かつ、視線が細長い扇状の領域とな
ることから、同図において、細長く潰れた四辺形の領域
（対象物の存在領域：物体存在領域）となる。
重なる位置となり、かつ、視線が細長い扇状の領域とな
ることから、同図において、細長く潰れた四辺形の領域
（対象物の存在領域：物体存在領域）となる。
【００１６】第１の発明では、図５のように両カメラ１
０＿１，１０＿２が微小距離だけ移動され、この微小距
離の移動前後における両カメラ１０＿１，１０＿２の撮
像出力から対象物の存在領域と視野範囲が各々求めら
れ、対象物の存在領域と視野範囲の重複した領域が対象
物の位置として出力される。
０＿１，１０＿２が微小距離だけ移動され、この微小距
離の移動前後における両カメラ１０＿１，１０＿２の撮
像出力から対象物の存在領域と視野範囲が各々求めら
れ、対象物の存在領域と視野範囲の重複した領域が対象
物の位置として出力される。
【００１７】例えば図６において、微小移動前ではカメ
ラ１０＿１から両物体へ向う細長い扇状の視線範囲とカ
メラ１０＿２から両物体へ向う細長い扇状の視線範囲と
が重なる狭小な４つの物体存在領域が求められる。これ
らの物体存在領域は、狭小であることから、位置Ａ，
Ｂ，ａ，ｂを正確に示している。
ラ１０＿１から両物体へ向う細長い扇状の視線範囲とカ
メラ１０＿２から両物体へ向う細長い扇状の視線範囲と
が重なる狭小な４つの物体存在領域が求められる。これ
らの物体存在領域は、狭小であることから、位置Ａ，
Ｂ，ａ，ｂを正確に示している。
【００１８】そして、微小距離の移動後における両カメ
ラ１０＿１，１０＿２の撮像出力から対象物の存在する
視野範囲が求められて対象物の存在領域と視野範囲の重
複した狭小な領域が対象物の存在位置Ａ，Ｂとして出力
される。図６において、対象物の視野範囲が偽の位置
ａ，ｂと重ならないので、これら偽位置ａ，ｂの領域は
出力されない。
ラ１０＿１，１０＿２の撮像出力から対象物の存在する
視野範囲が求められて対象物の存在領域と視野範囲の重
複した狭小な領域が対象物の存在位置Ａ，Ｂとして出力
される。図６において、対象物の視野範囲が偽の位置
ａ，ｂと重ならないので、これら偽位置ａ，ｂの領域は
出力されない。
【００１９】第２発明にかかる装置は自走ロボットを対
象としており、同ロボットに対しして微小距離の移動制
御を行ない、かつ、これと同期してカメラ１０＿１，１
０＿２に対しても微小距離の移動制御を行なう（図７参
照：カメラ１０＿１，１０＿２は破線の位置へ移動）。
象としており、同ロボットに対しして微小距離の移動制
御を行ない、かつ、これと同期してカメラ１０＿１，１
０＿２に対しても微小距離の移動制御を行なう（図７参
照：カメラ１０＿１，１０＿２は破線の位置へ移動）。
【００２０】そして、ロボット及びカメラ１０＿１，１
０＿２の微小移動前における対象物の存在範囲と微小駆
動後における視野範囲の重複した領域を対象物の存在範
囲として求める。ただし、微小移動の前後におけるカメ
ラの位置誤差分を修正して対象物の存在範囲を正確に算
出することが好ましい。
０＿２の微小移動前における対象物の存在範囲と微小駆
動後における視野範囲の重複した領域を対象物の存在範
囲として求める。ただし、微小移動の前後におけるカメ
ラの位置誤差分を修正して対象物の存在範囲を正確に算
出することが好ましい。
【００２１】第３発明の装置では、図８のように、両カ
メラ１０＿１，１０＿２がカメラ設置台８０に固定さ
れ、このカメラ設置台８０が微小駆動される。したがっ
て、カメラ１０＿１，１０＿２の微小駆動に用いられる
アクチュエータを一つに削減できる。また、そのときの
制御や位置の計算が容易となる。さらに、計算精度を維
持することも可能となる。
メラ１０＿１，１０＿２がカメラ設置台８０に固定さ
れ、このカメラ設置台８０が微小駆動される。したがっ
て、カメラ１０＿１，１０＿２の微小駆動に用いられる
アクチュエータを一つに削減できる。また、そのときの
制御や位置の計算が容易となる。さらに、計算精度を維
持することも可能となる。
【００２２】第４発明にかかる装置では、図９のように
一方のカメラ１０＿１のみが微小移動され、したがっ
て、この微小移動に用いられるアクチュエータが一つ
（１２＿１）となる。
一方のカメラ１０＿１のみが微小移動され、したがっ
て、この微小移動に用いられるアクチュエータが一つ
（１２＿１）となる。
【００２３】そして、微小移動の前後におけるカメラ１
０＿１の出力から対象物の存在領域が求められ、同時
に、他方の固定側カメラ１０＿２の視野内において対象
物の存在領域が広がる角度範囲も求められる（図９参
照）。
０＿１の出力から対象物の存在領域が求められ、同時
に、他方の固定側カメラ１０＿２の視野内において対象
物の存在領域が広がる角度範囲も求められる（図９参
照）。
【００２４】さらに他方の固定側カメラ１０＿２の撮像
出力から対象物が存在する視野範囲が求められ、対象物
の存在領域であって、角度範囲内に存在し、かつ、視野
範囲と重複した狭小な領域が位置Ａ，Ｂとして出力され
る。
出力から対象物が存在する視野範囲が求められ、対象物
の存在領域であって、角度範囲内に存在し、かつ、視野
範囲と重複した狭小な領域が位置Ａ，Ｂとして出力され
る。
【００２５】第５発明にかかる装置では、図１０から理
解されるように、近接して配列された第１のカメラ対１
０＿１＿１，１０＿１＿２と同様に近接して配列された
第２のカメラ対１０＿２＿１，１０＿２＿２とが用意さ
れる。
解されるように、近接して配列された第１のカメラ対１
０＿１＿１，１０＿１＿２と同様に近接して配列された
第２のカメラ対１０＿２＿１，１０＿２＿２とが用意さ
れる。
【００２６】このため、両カメラ対１０＿１＿１，１０
＿１＿２，１０＿２＿１，１０＿２＿２における一方の
カメラ１０１＿１，１０＿２＿２を微小移動前のものと
して取り扱い、他方のカメラ１０＿１＿２，１０＿２＿
１を微小移動後のものとして取り扱うことで、カメラ移
動の可動部分を省略して装置の信頼性及び計算精度を大
幅に向上させることが可能となる。
＿１＿２，１０＿２＿１，１０＿２＿２における一方の
カメラ１０１＿１，１０＿２＿２を微小移動前のものと
して取り扱い、他方のカメラ１０＿１＿２，１０＿２＿
１を微小移動後のものとして取り扱うことで、カメラ移
動の可動部分を省略して装置の信頼性及び計算精度を大
幅に向上させることが可能となる。
【００２７】
【実施例】図１１には第１発明の適用された実施例が示
されており、カメラ１０＿１，１０＿２は格子状配置の
撮像素子を有し、対象物を撮影する。
されており、カメラ１０＿１，１０＿２は格子状配置の
撮像素子を有し、対象物を撮影する。
【００２８】アクチュエータ１２＿１，１２＿２は図５
のようにカメラ１０＿１，１０＿２を微小距離だけ各々
移動駆動し、カメラ移動制御ボード１４＿１，１４＿２
はアクチュエータ１２＿１，１２＿２を各々制御する。
のようにカメラ１０＿１，１０＿２を微小距離だけ各々
移動駆動し、カメラ移動制御ボード１４＿１，１４＿２
はアクチュエータ１２＿１，１２＿２を各々制御する。
【００２９】画像取り込みボード１１０＿１，１１０＿
２はフレームメモリ１１２を各々有しており、カメラ１
０＿１，１０＿２の撮像出力を自己のフレームメモリ１
１２上に展開する。
２はフレームメモリ１１２を各々有しており、カメラ１
０＿１，１０＿２の撮像出力を自己のフレームメモリ１
１２上に展開する。
【００３０】ＣＰＵ１１４はメインメモリ１１６を有
し、インターフェース１１８を介してカメラ移動制御ボ
ード１４＿１，１４＿２及び画像取り込みボード１１０
＿１，１１０＿２と接続される。
し、インターフェース１１８を介してカメラ移動制御ボ
ード１４＿１，１４＿２及び画像取り込みボード１１０
＿１，１１０＿２と接続される。
【００３１】そして、カメラ移動制御ボード１４＿１，
１４＿２に制御指令を与えてアクチュエータ１２＿１，
１２＿２にカメラ１０＿１，１０＿２を微小駆動させ、
さらに、両フレームメモリ１１２をアクセスして対象物
の位置（対象物までの距離）を計算する。
１４＿２に制御指令を与えてアクチュエータ１２＿１，
１２＿２にカメラ１０＿１，１０＿２を微小駆動させ、
さらに、両フレームメモリ１１２をアクセスして対象物
の位置（対象物までの距離）を計算する。
【００３２】図１２においてはＣＰＵ１１４で行なわれ
る処理の内容がフローチャートを用いて説明されてお
り、最初に画像取り込みボード１１０＿１，１１０＿２
のフレームメモリ１１２をアクセスし、両カメラ１０＿
１，１０＿２について視線範囲（図４参照）を求め、視
線範囲が重なる物体存在領域（図４参照）を求め（物体
存在領域の位置Ａ，Ｂ，ａ，ｂを求め）、それらの位置
へ至る距離を求める（ステップ１６）。
る処理の内容がフローチャートを用いて説明されてお
り、最初に画像取り込みボード１１０＿１，１１０＿２
のフレームメモリ１１２をアクセスし、両カメラ１０＿
１，１０＿２について視線範囲（図４参照）を求め、視
線範囲が重なる物体存在領域（図４参照）を求め（物体
存在領域の位置Ａ，Ｂ，ａ，ｂを求め）、それらの位置
へ至る距離を求める（ステップ１６）。
【００３３】次に、カメラ移動制御ボード１４＿１，１
４＿２へ制御指令を出力し、アクチュエータ１２＿１，
１２＿２にカメラ１０＿１，１０＿２を微小距離だけ移
動させる（ステップ１８＿１）。
４＿２へ制御指令を出力し、アクチュエータ１２＿１，
１２＿２にカメラ１０＿１，１０＿２を微小距離だけ移
動させる（ステップ１８＿１）。
【００３４】そして、画像取り込みボード１１０＿１，
１１０＿２のフレームメモリ１１２を再びアクセスし、
両カメラ１０＿１，１０＿２について視線範囲（図４参
照）を求め、物体存在領域の位置（Ａ，Ｂ，ａ，ｂ）か
ら、視線範囲と重なるもの（Ａ，Ｂ）のみを、対象物
（の特徴点）の存在位置として選択する（ステップ１８
＿２：図６参照）。
１１０＿２のフレームメモリ１１２を再びアクセスし、
両カメラ１０＿１，１０＿２について視線範囲（図４参
照）を求め、物体存在領域の位置（Ａ，Ｂ，ａ，ｂ）か
ら、視線範囲と重なるもの（Ａ，Ｂ）のみを、対象物
（の特徴点）の存在位置として選択する（ステップ１８
＿２：図６参照）。
【００３５】本実施例によれば、カメラ１０＿１，１０
＿２が連続的に移動されることがなく（図３参照）、微
小移動されるのみであることから（図５参照）、対象物
の位置を瞬時に求めることが可能となる。
＿２が連続的に移動されることがなく（図３参照）、微
小移動されるのみであることから（図５参照）、対象物
の位置を瞬時に求めることが可能となる。
【００３６】図１３には第２発明の適用された実施例が
示されており、本実施例では、アクチュエータ１２＿
１，１２＿２及びカメラ移動制御ボード１４＿１，１４
＿２とともに、ロボット移動用モータ１３０及びロボッ
ト移動制御ボード１３２が設けられる。
示されており、本実施例では、アクチュエータ１２＿
１，１２＿２及びカメラ移動制御ボード１４＿１，１４
＿２とともに、ロボット移動用モータ１３０及びロボッ
ト移動制御ボード１３２が設けられる。
【００３７】ロボット移動用モータ１３０は本装置が搭
載されたロボットの走行駆動源とされており、ロボット
移動制御ボード１３２はＣＰＵ１１４の制御指令に従い
ロボットを微小距離だけロボット移動用モータ１３０に
移動させ、その際に、カメラ１０＿１，１０＿２も同期
して微小移動される（図７参照）。
載されたロボットの走行駆動源とされており、ロボット
移動制御ボード１３２はＣＰＵ１１４の制御指令に従い
ロボットを微小距離だけロボット移動用モータ１３０に
移動させ、その際に、カメラ１０＿１，１０＿２も同期
して微小移動される（図７参照）。
【００３８】図１４においてはＣＰＵ１１４で行なわれ
る処理の内容がフローチャートを用いて説明されてお
り、最初に画像取り込みボード１１０＿１，１１０＿２
のフレームメモリ１１２をアクセスし、両カメラ１０＿
１，１０＿２について視線範囲（図４参照）を求め、視
線範囲が重なる物体存在領域（図４参照）を求め（物体
存在領域の位置Ａ，Ｂ，ａ，ｂを求め）、それらの位置
へ至る距離を求める（ステップ１４０）。
る処理の内容がフローチャートを用いて説明されてお
り、最初に画像取り込みボード１１０＿１，１１０＿２
のフレームメモリ１１２をアクセスし、両カメラ１０＿
１，１０＿２について視線範囲（図４参照）を求め、視
線範囲が重なる物体存在領域（図４参照）を求め（物体
存在領域の位置Ａ，Ｂ，ａ，ｂを求め）、それらの位置
へ至る距離を求める（ステップ１４０）。
【００３９】次に、ロボット及びカメラ１０＿１，１０
＿２を微小移動する（ステップ１４２：図７参照）。そ
して、両カメラ１０＿１，１０＿２につき視線範囲（図
４参照）を求め、物体存在領域の位置（Ａ，Ｂ，ａ，
ｂ）から、視線範囲と重なるもの（Ａ，Ｂ）のみを、対
象物（の特徴点）の存在位置として選択する（ステップ
１４４）。
＿２を微小移動する（ステップ１４２：図７参照）。そ
して、両カメラ１０＿１，１０＿２につき視線範囲（図
４参照）を求め、物体存在領域の位置（Ａ，Ｂ，ａ，
ｂ）から、視線範囲と重なるもの（Ａ，Ｂ）のみを、対
象物（の特徴点）の存在位置として選択する（ステップ
１４４）。
【００４０】ただし、この処理（ステップ１４４）はロ
ボット及びカメラ１０＿１，１０＿２の微小移動による
誤差を補正しながら行なう。
ボット及びカメラ１０＿１，１０＿２の微小移動による
誤差を補正しながら行なう。
【００４１】本実施例によれば、ロボットを移動させな
がら対象物までの距離を正確に求めることが可能とな
る。
がら対象物までの距離を正確に求めることが可能とな
る。
【００４２】図１５には第３発明の適用された実施例が
示されており、本実施例ではカメラ１０＿１，１０＿２
がカメラ設置台８０に固定され、アクチュエータ１５０
がカメラ設置台８０を駆動する。
示されており、本実施例ではカメラ１０＿１，１０＿２
がカメラ設置台８０に固定され、アクチュエータ１５０
がカメラ設置台８０を駆動する。
【００４３】また、カメラ移動制御ボード１５２はＣＰ
Ｕ１１４の制御指示に従いアクチュエータ１５０を制御
し、カメラ１０＿１，１０＿２を微小距離だけ駆動させ
る（図８参照）。
Ｕ１１４の制御指示に従いアクチュエータ１５０を制御
し、カメラ１０＿１，１０＿２を微小距離だけ駆動させ
る（図８参照）。
【００４４】図１６においてはＣＰＵ１１４で行なわれ
る処理の内容がフローチャートを用いて説明されてお
り、ステップ１６０，１６２，１６４はステップ１６，
１８＿１，１８＿２に相当し、カメラ１０＿１，１０＿
２はカメラ設置台８０を介して同時に微小駆動される
（図８参照）。
る処理の内容がフローチャートを用いて説明されてお
り、ステップ１６０，１６２，１６４はステップ１６，
１８＿１，１８＿２に相当し、カメラ１０＿１，１０＿
２はカメラ設置台８０を介して同時に微小駆動される
（図８参照）。
【００４５】本実施例によれば、カメラ１０＿１，１０
＿２がカメラ設置台８０に固定されるので、それらカメ
ラ１０＿１，１０＿２の微小駆動に用いられるアクチュ
エータを削減できる。また、そのときの制御や計算が容
易となり、さらに、位置の計算精度を維持することも可
能となる。
＿２がカメラ設置台８０に固定されるので、それらカメ
ラ１０＿１，１０＿２の微小駆動に用いられるアクチュ
エータを削減できる。また、そのときの制御や計算が容
易となり、さらに、位置の計算精度を維持することも可
能となる。
【００４６】図１７には第４発明の適用された実施例が
示されており、本実施例ではカメラ１０＿１，１０＿２
のうちカメラ１０＿１のみについてアクチュエータ１７
０が設けられている。
示されており、本実施例ではカメラ１０＿１，１０＿２
のうちカメラ１０＿１のみについてアクチュエータ１７
０が設けられている。
【００４７】また、カメラ移動制御ボード１７２はＣＰ
Ｕ１１４の制御指示に従いアクチュエータ１７０を制御
し、カメラ１０＿１のみを微小距離だけ駆動させる（図
９参照）。
Ｕ１１４の制御指示に従いアクチュエータ１７０を制御
し、カメラ１０＿１のみを微小距離だけ駆動させる（図
９参照）。
【００４８】図１８ではＣＰＵ１１４で行なわれる処理
の内容がフローチャートを用いて説明されており、最初
に、カメラ１０＿１を微小移動させ、その前後における
カメラ１０＿１の撮像出力から対象物の存在領域を求め
る（ステップ１８０）。
の内容がフローチャートを用いて説明されており、最初
に、カメラ１０＿１を微小移動させ、その前後における
カメラ１０＿１の撮像出力から対象物の存在領域を求め
る（ステップ１８０）。
【００４９】次に、他方のカメラ１０＿２の視野内にお
いて対象物の存在領域が広がる角度範囲を求める（図９
参照）。そして、他方のカメラ１０＿２の撮像出力から
対象物が存在する視野範囲を求め、角度範囲内に存在す
る対象物の存在領域（位置）で、視野範囲と重複の領域
位置（Ａ，Ｂ）を選択する（以上ステップ１８２，１８
４）。
いて対象物の存在領域が広がる角度範囲を求める（図９
参照）。そして、他方のカメラ１０＿２の撮像出力から
対象物が存在する視野範囲を求め、角度範囲内に存在す
る対象物の存在領域（位置）で、視野範囲と重複の領域
位置（Ａ，Ｂ）を選択する（以上ステップ１８２，１８
４）。
【００５０】図１９には第５発明の適用された実施例が
示されており、本実施例では４台のカメラ１０＿１＿
１，１０＿１＿２，１０＿２＿１，１０＿２＿２が用意
され、これらカメラ１０＿１＿１，１０＿１＿２，１０
＿２＿１，１０＿２＿２毎に微小駆動用のアクチュエー
タ１２＿１＿１，１２＿１＿２，１２＿２＿１，１２＿
２＿２が設けられる。
示されており、本実施例では４台のカメラ１０＿１＿
１，１０＿１＿２，１０＿２＿１，１０＿２＿２が用意
され、これらカメラ１０＿１＿１，１０＿１＿２，１０
＿２＿１，１０＿２＿２毎に微小駆動用のアクチュエー
タ１２＿１＿１，１２＿１＿２，１２＿２＿１，１２＿
２＿２が設けられる。
【００５１】そして図１０のようにカメラ１０＿１＿
１，１０＿１＿２とカメラ１０＿２＿１，１０＿２＿２
は各々対とされて近接して配列され、両カメラ対は配列
間隔より左右に大きく離れて固定される（図１０参
照）。
１，１０＿１＿２とカメラ１０＿２＿１，１０＿２＿２
は各々対とされて近接して配列され、両カメラ対は配列
間隔より左右に大きく離れて固定される（図１０参
照）。
【００５２】また、カメラ１０＿１＿１，１０＿１＿
２，１０＿２＿１，１０＿２＿２毎に画像取り込みボー
ド１１０＿１＿１，１１０＿１＿２，１１０＿２＿１，
１１０＿２＿２が設けられる。
２，１０＿２＿１，１０＿２＿２毎に画像取り込みボー
ド１１０＿１＿１，１１０＿１＿２，１１０＿２＿１，
１１０＿２＿２が設けられる。
【００５３】さらに、アクチュエータ１２＿１＿１，１
２＿１＿２，１２＿２＿１，１２＿２＿２毎にカメラ移
動制御ボード１４＿１＿１，１４＿１＿２，１４＿２＿
１，１４＿２＿２が設けられる。
２＿１＿２，１２＿２＿１，１２＿２＿２毎にカメラ移
動制御ボード１４＿１＿１，１４＿１＿２，１４＿２＿
１，１４＿２＿２が設けられる。
【００５４】図２０ではＣＰＵ１１４で行なわれる処理
の内容がフローチャートを用いて説明されており、最初
に、外側のカメラ１０＿１＿１，１０＿２＿２で得られ
た撮影画像を取り込み、これらを用いて視線範囲を求
め、視線範囲が重なる物体存在領域を求め（物体存在領
域の位置を求め）、それらの位置へ至る距離を求める
（ステップ２００）。
の内容がフローチャートを用いて説明されており、最初
に、外側のカメラ１０＿１＿１，１０＿２＿２で得られ
た撮影画像を取り込み、これらを用いて視線範囲を求
め、視線範囲が重なる物体存在領域を求め（物体存在領
域の位置を求め）、それらの位置へ至る距離を求める
（ステップ２００）。
【００５５】次に、内側のカメラ１０＿１＿２，１０＿
２＿１が出力した画像を取り込み（ステップ２０２）、
両カメラ１０＿１，１０＿２について視線範囲（図４参
照）を求め、物体存在領域の位置から視線範囲と重なる
もののみを対象物の存在位置として選択する（ステップ
２０４：図６参照）。
２＿１が出力した画像を取り込み（ステップ２０２）、
両カメラ１０＿１，１０＿２について視線範囲（図４参
照）を求め、物体存在領域の位置から視線範囲と重なる
もののみを対象物の存在位置として選択する（ステップ
２０４：図６参照）。
【００５６】本実施例によれば、カメラ移動の可動部分
を省略できるので、装置の信頼性及び計算精度を大幅に
向上させることが可能となる。
を省略できるので、装置の信頼性及び計算精度を大幅に
向上させることが可能となる。
【００５７】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、カ
メラ移動が微小距離となるので、対象物の位置が直ちに
求められ、したがって、ロボットの作業効率を向上させ
ることが可能となる。
メラ移動が微小距離となるので、対象物の位置が直ちに
求められ、したがって、ロボットの作業効率を向上させ
ることが可能となる。
【図１】第１発明の原理説明図である。
【図２】第１従来技術の説明図である。
【図３】第２従来技術の説明図である。
【図４】視線範囲及び物体存在領域の説明図である。
【図５】第１発明のカメラ移動作用説明図である。
【図６】第１発明の作用説明図である。
【図７】第２発明の作用説明図である。
【図８】第３発明の説明図である。
【図９】第４発明の作用説明図である。
【図１０】第５発明の説明図である。
【図１１】第１実施例の構成説明図である。
【図１２】第１実施例の処理手順を説明するフローチャ
ートである。
ートである。
【図１３】第２実施例の構成説明図である。
【図１４】第２実施例の処理手順を説明するフローチャ
ートである。
ートである。
【図１５】第３実施例の構成説明図である。
【図１６】第３実施例の処理手順を説明するフローチャ
ートである。
ートである。
【図１７】第４実施例の構成説明図である。
【図１８】第４実施例の処理手順を説明するフローチャ
ートである。
ートである。
【図１９】第５実施例の構成説明図である。
【図２０】第５実施例の処理手順を説明するフローチャ
ートである。
ートである。
１０＿１，１０＿２，１０＿１＿１，１０＿１＿２，１
０＿２＿１，１０＿２＿２ カメラ １２＿１，１２＿２ アクチュエータ １４＿１，１４＿２，１４＿１＿１，１４＿１＿２，１
４＿２＿１，１４＿２＿２ カメラ移動制御ボード ８０ カメラ設置台 １１０＿１，１１０＿２，１１０＿１＿１，１１０＿１
＿２，１１０＿２＿１，１１０＿２＿２ 画像取り込み
ボード １１２ フレームメモリ １１４ ＣＰＵ １１６ メインメモリ １１８ インタフェース １３０ ロボット移動用モータ １３２ ロボット移動制御ボード １５０ アクチュエータ １５２ カメラ移動制御ボード １７０ アクチュエータ １７２ カメラ移動制御ボード
０＿２＿１，１０＿２＿２ カメラ １２＿１，１２＿２ アクチュエータ １４＿１，１４＿２，１４＿１＿１，１４＿１＿２，１
４＿２＿１，１４＿２＿２ カメラ移動制御ボード ８０ カメラ設置台 １１０＿１，１１０＿２，１１０＿１＿１，１１０＿１
＿２，１１０＿２＿１，１１０＿２＿２ 画像取り込み
ボード １１２ フレームメモリ １１４ ＣＰＵ １１６ メインメモリ １１８ インタフェース １３０ ロボット移動用モータ １３２ ロボット移動制御ボード １５０ アクチュエータ １５２ カメラ移動制御ボード １７０ アクチュエータ １７２ カメラ移動制御ボード
─────────────────────────────────────────────────────
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(56)参考文献 特開 平６−117835（ＪＰ，Ａ)
特開 平５−28246（ＪＰ，Ａ)
特開 平５−35854（ＪＰ，Ａ)
浜野輝夫 安野貴之 石井健一郎，す
い体型視線を用いた空間へのＶｏｔｉｎ
ｇによる３次元環境情報抽出手法，電子
情報通信学会論文誌，日本，社団法人電
子情報通信学会論文誌，1993年 １月25
日，Ｖｏｌ．ｊ76−Ｄ−ＩＩ 第１号,
50−58
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
G01B 11/24
G06T 1/02
G01C 3/06
G01C 15/00
Claims (5)
- 【請求項１】 格子状に配置の撮像素子で対象物を撮影
する一対のカメラと、 両カメラを各々移動駆動するアクチュエータと、 両アクチュエータを制御して両カメラを微小距離だけ移
動させる微小移動制御手段と、 微小距離の移動前における両カメラの撮像出力から対象
物の存在領域を求める候補位置算出手段と、 微小距離の移動後における両カメラの撮像出力から対象
物が存在する視野範囲を求めて対象物の存在領域と視野
範囲の重複領域を出力する位置出力手段と、 を有する、 ことを特徴とした両眼立体視装置。 - 【請求項２】 格子状に配置の撮像素子で対象物を撮影
する一対のカメラと、 両カメラが搭載されたロボットの移動駆動源となるモー
タを制御してロボットを微小距離ずつ移動させるロボッ
ト移動モータ制御手段と、 両カメラを各々移動駆動するアクチュエータと、 両アクチュエータをモータと同期制御して両カメラを微
小距離だけ移動させる微小移動制御手段と、 ロボット及び両カメラの微小移動前における両カメラの
撮像出力から対象物の存在領域を求める候補位置算出手
段と、 ロボット及び両カメラの微小移動後における両カメラの
撮像出力から対象物が存在する視野範囲を求めて対象物
の存在範囲と視野範囲の重複領域を出力する位置出力手
段と、 を有する、 ことを特徴とした両眼立体視装置。 - 【請求項３】 格子状に配置の撮像素子で対象物を撮影
する一対のカメラと、 両カメラが設置されたカメラ設置台と、 カメラ設置台を移動駆動するアクチュエータと、 アクチュエータを制御して両カメラを微小距離だけ移動
させる微小移動制御手段と、 微小距離の移動前における両カメラの撮像出力から対象
物の存在領域を求める候補位置算出手段と、 微小距離の移動後における両カメラの撮像出力から対象
物が存在する視野範囲を求めて対象物の存在領域と視野
範囲の重複領域を出力する位置出力手段と、 を有する、 ことを特徴とした両眼立体視装置。 - 【請求項４】 格子状に配置の撮像素子で対象物を撮影
する一対のカメラと、 一方のカメラを移動駆動するアクチュエータと、 アクチュエータを制御して一方のカメラを微小距離だけ
移動させる微小移動制御手段と、 微小距離の移動前後における一方のカメラの撮像出力か
ら対象物の存在領域を求める候補位置算出手段と、 他方のカメラの視野内において対象物の存在領域が広が
る角度範囲を求める角度範囲算出手段と、 他方のカメラの撮像出力から対象物が存在する視野範囲
を求めて対象物の存在領域と角度範囲と視野範囲の重複
領域を出力する位置出力手段と、 を有する、 ことを特徴とした両眼立体視装置。 - 【請求項５】 格子状に配置の撮像素子で対象物を撮影
する近接配列の第１カメラ対と、 格子状に配置された撮像素子で対象物を撮影する近接配
列の第２カメラ対と、 両カメラ対における一方のカメラで得られた撮像出力か
ら対象物の存在領域を求める候補位置算出手段と、 両カメラ対における他方のカメラで得られた撮像出力か
ら対象物が存在する視野範囲を求めて対象物の存在領域
と視野範囲の重複領域を出力する位置出力手段と、 を有する、 ことを特徴とした両眼立体視装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21473094A JP3399655B2 (ja) | 1994-09-08 | 1994-09-08 | 両眼立体視装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21473094A JP3399655B2 (ja) | 1994-09-08 | 1994-09-08 | 両眼立体視装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0875462A JPH0875462A (ja) | 1996-03-22 |
| JP3399655B2 true JP3399655B2 (ja) | 2003-04-21 |
Family
ID=16660664
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP21473094A Expired - Fee Related JP3399655B2 (ja) | 1994-09-08 | 1994-09-08 | 両眼立体視装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3399655B2 (ja) |
Families Citing this family (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4565171B2 (ja) * | 2000-09-20 | 2010-10-20 | 国立大学法人静岡大学 | 距離測定装置及びその方法 |
| JP2008241609A (ja) * | 2007-03-28 | 2008-10-09 | National Univ Corp Shizuoka Univ | 距離計測システム及び距離計測方法 |
| JP5581612B2 (ja) * | 2009-06-04 | 2014-09-03 | 国立大学法人静岡大学 | 位置計測システム及び位置計測方法 |
| JP2010281685A (ja) * | 2009-06-04 | 2010-12-16 | National Univ Corp Shizuoka Univ | 位置計測システム及び位置計測方法 |
| EP2526376B1 (en) | 2010-01-20 | 2018-04-25 | JRB Engineering Pty Ltd | Optical overhead wire measurement |
| CN102650514B (zh) * | 2012-05-03 | 2015-08-12 | 秦毅 | 一种立体视觉系统及其实时监控三维安全警示区域的应用 |
| CN108267097B (zh) * | 2017-07-17 | 2020-07-10 | 先临三维科技股份有限公司 | 基于双目三维扫描系统的三维重构方法和装置 |
| CN109483554B (zh) * | 2019-01-22 | 2020-05-12 | 清华大学 | 基于全局和局部视觉语义的机器人动态抓取方法及系统 |
-
1994
- 1994-09-08 JP JP21473094A patent/JP3399655B2/ja not_active Expired - Fee Related
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| 浜野輝夫 安野貴之 石井健一郎，すい体型視線を用いた空間へのＶｏｔｉｎｇによる３次元環境情報抽出手法，電子情報通信学会論文誌，日本，社団法人電子情報通信学会論文誌，１９９３年 １月２５日，Ｖｏｌ．ｊ７６−Ｄ−ＩＩ 第１号，５０−５８ |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0875462A (ja) | 1996-03-22 |
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