JP4254667B2 - Wide viewing angle imaging device - Google Patents

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Description

本発明は、広視野角の撮影を行う装置に関するものである。その中でも特に、撮影を行う範囲に応じてカメラの位置や姿勢を自動的に変更する、広視野角映像撮影装置に関する。   The present invention relates to an apparatus that performs imaging with a wide viewing angle. In particular, the present invention relates to a wide viewing angle video imaging apparatus that automatically changes the position and orientation of a camera in accordance with a shooting range.

広視野角画像を撮影する方法として、凸面鏡と1台のカメラを組み合わせて撮影する方法、複数の平面鏡と複数のカメラを組み合わせて撮影する方法、複数のカメラを並べて同期させて撮影する方法、等がある。   Wide-angle images can be captured by combining a convex mirror and a single camera, by combining multiple plane mirrors and multiple cameras, by synchronizing multiple cameras side by side, etc. There is.

凸面鏡と1台のカメラを組み合わせて撮影する方法は、同じ光学中心から広視野角、全方位の映像を得ることが可能であるが、1台のカメラでの撮影となるため高解像度画像の取得は困難であり、大画面スクリーンへの表示等の高臨場感コンテンツとしての使用は難しい。   The method of shooting using a combination of a convex mirror and one camera can obtain wide-angle and omnidirectional images from the same optical center. It is difficult to use as a highly realistic content such as display on a large screen.

複数の平面鏡と複数のカメラを組み合わせて撮影する方法は、鏡の角度やカメラの位置角度を調整することにより、同じ光学中心から広視野角、全方位の映像を高解像度で一度に得ることが可能であり、高臨場感コンテンツへの使用に適しているが、装置工作の必要があること、装置の工作精度が得られる画像に大きく影響してくるため精巧さが求められること、カメラ位置の細かい調整が必要となってくることにより、撮影までの準備が大変である。   The method of shooting with a combination of multiple plane mirrors and multiple cameras can obtain wide viewing angle and omnidirectional images at the same time from the same optical center by adjusting the mirror angle and camera position angle. Although it is possible and suitable for use in highly realistic content, it is necessary to work with the equipment, and the precision of the equipment is required because it greatly affects the image where the work accuracy of the equipment can be obtained. Since fine adjustments are required, preparation for shooting is difficult.

複数のカメラを並べて同期させて撮影する方法は、カメラの物理的制約により各カメラの光学中心が異なるため、広視野角画像作成のための画像つなぎあわせにおいて、継ぎ目部分に不整合が生じる。複数のカメラを並べた広視野角画像撮影において、カメラのレンズを外に向けて撮影する方法が一般的に多く使われているが、各カメラの光学中心が大きく異なるため、つなぎ目部分の不整合が目立ってしまう欠点がある。特に、カメラから近い位置に存在する被写体に関して、死角部分が生じる問題や、隣接する画像のオーバーラップが少なくなる問題が生じるため、比較的被写体との距離が近い撮影には不向きである。   In the method of shooting by synchronizing a plurality of cameras side by side, the optical center of each camera is different due to the physical restrictions of the cameras, and therefore, in the stitching of images for creating a wide viewing angle image, an inconsistency occurs in the joint portion. In wide-angle image shooting with multiple cameras arranged side by side, the method of shooting with the camera lens facing outward is generally used, but the optical center of each camera differs greatly, so the joints are inconsistent. There is a drawback that stands out. In particular, a subject that is close to the camera has a problem that a blind spot occurs, and a problem that an overlap between adjacent images is reduced. Therefore, the subject is not suitable for photographing at a relatively close distance to the subject.

複数のカメラで広視野角画像を撮影する装置として、以下の装置が挙げられる。   Examples of apparatuses that capture wide-angle images with a plurality of cameras include the following apparatuses.

特開2004−61808号公報(特許文献1)は、円筒状にレンズを外に向けてカメラを並べ、全方位画像を撮影する装置が開示されている。   Japanese Patent Laying-Open No. 2004-61808 (Patent Document 1) discloses an apparatus that shoots an omnidirectional image by arranging cameras with a lens facing outward in a cylindrical shape.

複数のカメラによる撮影装置においてカメラ調整機構を備える装置として、以下の装置が挙げられる。   The following apparatus is mentioned as an apparatus provided with the camera adjustment mechanism in the imaging | photography apparatus by a some camera.

特開2002−57938号公報(特許文献2)は、レンズを外に向けて複数のカメラを並べた構成において、撮影倍率の変化に応じて、カメラ姿勢を自動的に変化させる装置が開示されている。本装置では、複数のカメラの構成においても撮影倍率に変化があっても、撮影範囲を自動的に変化することによって、繋ぎ目を意識することなく一台のカメラで撮影したような効果を得ることが可能である。   Japanese Patent Laid-Open No. 2002-57938 (Patent Document 2) discloses an apparatus that automatically changes the camera posture in accordance with a change in photographing magnification in a configuration in which a plurality of cameras are arranged with the lens facing outward. Yes. In this device, even if there is a change in shooting magnification even in the configuration of multiple cameras, the effect of shooting with one camera without being aware of the joint is obtained by automatically changing the shooting range. It is possible.

特開2004−61808号公報JP 2004-61808 A 特開2002−57938号公報JP 2002-57938 A

特許文献1に開示されている技術では、レンズが外に向いているため、各カメラの光学中心が大きくずれてしまい、パノラマ画像作成時につなぎ目部分に不整合が生じる。また、カメラ位置姿勢及びカメラパラメータが一意に定まっているため、要求される視野角に変更が生じた場合、対応が困難である。   In the technique disclosed in Patent Document 1, since the lens faces outward, the optical center of each camera is greatly shifted, and inconsistency occurs at the joint portion when creating a panoramic image. In addition, since the camera position and orientation and the camera parameters are uniquely determined, it is difficult to cope with a change in the required viewing angle.

特許文献2に開示されている装置では、複数のカメラの構成においても撮影倍率に変化があっても、撮影範囲を自動的に変化することによって、繋ぎ目を意識することなく一台のカメラで撮影したような効果を得ることが可能である。しかし、各カメラの光学中心が大きく離れているため、背景画像が遠景にある場合や、撮影する被写体のカメラからの距離が一定である場合は、繋ぎ目のないパノラマ画像の作成が可能であるが、映像の繋ぎ目部分に奥行きの違う複数の被写体が存在する場合、繋ぎ目部分に大きく不整合が生じるため、シームレスな画像接続は困難である。   With the apparatus disclosed in Patent Document 2, even if there is a change in the shooting magnification even in the configuration of a plurality of cameras, a single camera can be used without being aware of the joints by automatically changing the shooting range. It is possible to obtain the effect as if it was photographed. However, since the optical centers of the cameras are far apart, it is possible to create a seamless panoramic image when the background image is in the distance or when the distance from the camera of the subject to be photographed is constant. However, when there are a plurality of subjects having different depths at the joint portion of the video, a large mismatch occurs at the joint portion, so that seamless image connection is difficult.

上述したように、従来の複数カメラを用いた広視野角画像カメラにおいて、全てのカメラの光学中心が近く、要求される撮影範囲の変更に応じてカメラ構成が自動的に変更するものはなかった。   As described above, in the conventional wide viewing angle image camera using a plurality of cameras, the optical center of all the cameras is close, and the camera configuration does not automatically change according to the required change of the photographing range. .

本発明は、上記問題点を考慮して発案されたものであり、その目的は、任意の撮影範囲を入力した時に、自動的にカメラ構成を決定し、カメラの位置や姿勢を調整することにある。   The present invention was devised in view of the above problems, and its purpose is to automatically determine the camera configuration and adjust the position and orientation of the camera when an arbitrary shooting range is input. is there.

そこで、本発明では、焦点距離制御装置を備えた複数カメラと、各カメラを搭載した複数の回転移動装置によって構成される広視野角映像撮影装置において、撮影範囲を示す総画角パラメータと、隣接する撮影画像のオーバーラップ割合を入力とし、前記入力された総画角パラメータと、前記入力されたオーバーラップ割合より、各カメラの画角及び角度を算出するカメラ画角算出手段と、前記算出されたカメラの画角よりカメラの焦点距離を算出する焦点距離算出手段と、前記算出された焦点距離とカメラ姿勢初期値より各カメラの回転量を算出するカメラ回転量算出手段と、前記算出されたカメラ回転量とカメラ初期位置より各カメラの光学中心を近づけるカメラ移動量算出手段を備えることにより、撮影範囲の変化に応じてカメラ位置姿勢を自動的に制御することが可能な、広視野角映像撮影装置を提供する。   Therefore, in the present invention, in a wide viewing angle video imaging apparatus configured by a plurality of cameras provided with a focal length control device and a plurality of rotational movement devices equipped with each camera, a total field angle parameter indicating an imaging range is adjacent. Camera angle-of-view calculating means for calculating the angle of view and angle of each camera from the input total angle-of-view parameter and the input overlap ratio, and the calculated camera A focal length calculation unit that calculates a focal length of the camera from the angle of view of the camera, a camera rotation amount calculation unit that calculates a rotation amount of each camera from the calculated focal length and a camera posture initial value, and the calculated camera rotation By providing camera movement amount calculation means that brings the optical center of each camera closer to the camera's initial position from the camera's initial position Capable of automatically controlling the energization to provide a wide viewing angle imaging apparatus.

本発明の効果として、撮影範囲に応じてカメラ姿勢を調整することにより、要求する撮影範囲やオーバーラップ割合を満たし且つ隣接するカメラ画像のつなぎ合わせをより容易にする。   As an effect of the present invention, by adjusting the camera posture in accordance with the shooting range, the required shooting range and overlap ratio are satisfied, and the joining of adjacent camera images is facilitated.

以下に、本発明における実施の形態について、図面を参照しながら詳述する。   Embodiments of the present invention will be described in detail below with reference to the drawings.

図1は、本実施例の装置の構成を示した図である。カメラ5台の構成を例に説明する。   FIG. 1 is a diagram showing the configuration of the apparatus of this embodiment. The configuration of five cameras will be described as an example.

広視野角画像の撮影において、まず、カメラ5台(10-a,10-b,10-c,10-d,10-e)をレンズが内向きになるように扇形に並べる。全てのカメラは、焦点距離調整装置(20-a,20-b,20-c,20-d,20-e)を備えるものとする。各カメラは、回転移動装置(30-a,30-b,30-c,30-d,30-e)の上に設置するものとし、回転移動装置はカメラの水平方向の回転と光軸方向への移動を制御する。   In photographing a wide viewing angle image, first, five cameras (10-a, 10-b, 10-c, 10-d, 10-e) are arranged in a fan shape so that the lenses face inward. All cameras shall be equipped with focal length adjusting devices (20-a, 20-b, 20-c, 20-d, 20-e). Each camera shall be installed on a rotational movement device (30-a, 30-b, 30-c, 30-d, 30-e), and the rotational movement device shall be the horizontal rotation of the camera and the optical axis direction. Control movement to.

カメラを並べて設置する際、各カメラの水平軸が同じになるように、カメラ(10-a,10-b,10-c,10-d,10-e)を搭載した回転移動装置(30-a,30-b,30-c,30-d,30-e)は、ベースプレート(40)上に設置するとよい。   When installing the cameras side by side, the rotary movement device (30-) equipped with the cameras (10-a, 10-b, 10-c, 10-d, 10-e) so that the horizontal axis of each camera is the same. a, 30-b, 30-c, 30-d, 30-e) may be installed on the base plate (40).

図2は、本実施形態における内部構成を示した図である。   FIG. 2 is a diagram showing an internal configuration in the present embodiment.

撮影を行う範囲を示す総画角パラメータ(220)、隣接するカメラ(10)にて撮影された画像の重複部分を示すオーバーラップ割合(230)を、手入力またはデータからの読み込みにより、入力パラメータとし、カメラ画角算出部(110)にて、各カメラ(10)の撮影範囲を最大限に有効にする最も撮影に効率のよいカメラ(10)の姿勢パラメータ及びカメラ画角を算出する。   The total angle-of-view parameter (220) that indicates the range to be shot and the overlap ratio (230) that indicates the overlapping part of the images shot by the adjacent camera (10) are input parameters by manual input or reading from the data. Then, the camera angle-of-view calculation unit (110) calculates the posture parameter and the camera angle of view of the camera (10) that is most effective for shooting, which maximizes the shooting range of each camera (10).

前記算出のカメラ画角より、焦点距離算出部(120)にて各カメラの焦点距離の算出を行い、前記算出焦点距離をもとに、焦点距離制御装置(20)にて、各カメラ(10)の焦点距離の調整を自動的に行う。   From the calculated camera angle of view, the focal length calculation unit (120) calculates the focal length of each camera, and based on the calculated focal length, the focal length control device (20) uses each camera (10 ) Automatically adjusts the focal length.

前記算出のカメラ画角及び各カメラ(10)のオーバーラップ割合(230)をもとに、各カメラの設置角度が決定する。そこで、カメラ回転量算出部(130)では、各カメラ姿勢初期値(210)と前記決定カメラ設置角度より、各カメラをどのくらい回転するか、算出する。また、カメラ移動量算出部(140)では、各カメラ姿勢初期値(210)と前記算出カメラ回転量より、各カメラの光学中心が最も近づくように、各カメラをどのくらい移動するか、算出する。ここで算出したカメラ回転量とカメラ移動量をもとに、回転移動装置(30)にて、各カメラ(10)の水平方向の角度の調整や各カメラ(10)の光軸方向の位置の調整を自動的に行う。   The installation angle of each camera is determined based on the calculated camera angle of view and the overlap ratio (230) of each camera (10). Therefore, the camera rotation amount calculation unit (130) calculates how much each camera is rotated from each camera posture initial value (210) and the determined camera installation angle. Also, the camera movement amount calculation unit (140) calculates how much each camera is moved so that the optical center of each camera is closest to each other based on each camera posture initial value (210) and the calculated camera rotation amount. Based on the calculated camera rotation amount and camera movement amount, the rotational movement device (30) adjusts the horizontal angle of each camera (10) and the position of each camera (10) in the optical axis direction. Make adjustments automatically.

図3は、本実施形態のシステム構成を示した図である。   FIG. 3 is a diagram showing a system configuration of the present embodiment.

本システムは、サーバPC(50)に含まれる、プログラムに基づいた計算や制御を行うCPU(60)、データやプログラムを記憶するメモリ等の主記憶装置(100)、およびハードディスク等の補助記憶装置(200)を含む。   This system includes a CPU (60) that performs calculation and control based on a program, a main storage device (100) such as a memory that stores data and programs, and an auxiliary storage device such as a hard disk, which is included in the server PC (50) (200) included.

また、各種データを入力するキーボード等の入力装置(70)、カメラ(10)の回転制御や移動制御を行う回転移動装置(30)、それらを相互に結合するバス(80)からなる。回転移動装置(30)にはカメラ(10)が搭載され、各カメラ(10)は焦点距離制御装置(20)を備えるものとする。   Further, it includes an input device (70) such as a keyboard for inputting various data, a rotational movement device (30) for performing rotation control and movement control of the camera (10), and a bus (80) for coupling them together. A camera (10) is mounted on the rotary movement device (30), and each camera (10) is provided with a focal length control device (20).

補助記憶装置(200)には、各カメラ(10)の位置や角度、相対関係等の情報を記したカメラ姿勢初期値(210)、撮影の範囲を指定する総画角パラメータ(220)、隣接するカメラから得られる画像の重複割合を指定するオーバーラップ割合(230)、前記総画角パラメータ(220)、前記オーバーラップ割合(230)より計算して得られる焦点距離データ(240)、各カメラをどのくらい回転させるかを示したカメラ回転量データ(250)、全てのカメラ(10)の光学中心が最も近くするためのカメラ移動量を示したカメラ移動量データ(260)が含まれる。   The auxiliary storage device (200) is adjacent to the camera initial position value (210) in which information such as the position, angle, and relative relationship of each camera (10) is recorded, and the total angle-of-view parameter (220) that specifies the shooting range. Overlap ratio (230) that specifies the overlap ratio of images obtained from cameras, total angle of view parameter (220), focal length data (240) calculated from the overlap ratio (230), how much each camera Camera rotation amount data (250) indicating whether to rotate, camera movement amount data (260) indicating camera movement amounts for making the optical centers of all cameras (10) closest to each other are included.

主記憶装置(100)には、総画角パラメータ(220)、オーバーラップ割合(230)をもとに、各カメラ(10)の画角を算出するカメラ画角算出部(110)、前記算出カメラ画角より焦点距離(240)を算出する焦点距離算出部(120)、前記算出焦点距離データ(240)とカメラ姿勢初期値(210)より、各カメラ(10)の回転量を算出するカメラ回転量算出部(130)、前記算出カメラ回転量データ(250)とカメラ姿勢初期値(210)より、各カメラ(10)の移動量を算出するカメラ移動量算出部(140)が含まれる。   The main storage device (100) includes a camera field angle calculation unit (110) that calculates the field angle of each camera (10) based on the total field angle parameter (220) and the overlap ratio (230), and the calculation camera A focal length calculation unit (120) that calculates a focal length (240) from an angle of view, a camera rotation that calculates a rotation amount of each camera (10) from the calculated focal length data (240) and a camera posture initial value (210) An amount calculation unit (130) and a camera movement amount calculation unit (140) for calculating a movement amount of each camera (10) from the calculated camera rotation amount data (250) and the camera posture initial value (210) are included.

カメラ画角の算出において、総画角パラメータ(220)をθ、オーバーラップ割合(230)をα、カメラ(10)の個数をnとし、且つ、各カメラ(10)の光学中心がほぼ同一位置であると仮定した場合、各カメラの画角φは数1で近似される。算出されたカメラ画角に応じて、隣接するカメラとのなす角度も決定するが、 カメラ画角と同値φとなる。   In the calculation of the camera angle of view, the total angle of view parameter (220) is θ, the overlap ratio (230) is α, the number of cameras (10) is n, and the optical center of each camera (10) is almost at the same position. Assuming that there is, the angle of view φ of each camera is approximated by Equation 1. Depending on the calculated camera angle of view, the angle formed with the adjacent camera is also determined, but it is the same value φ as the camera angle of view.

Figure 0004254667
Figure 0004254667

図4は、本実施形態における処理の流れを示したフローチャートである。   FIG. 4 is a flowchart showing the flow of processing in the present embodiment.

カメラ姿勢を決定するための入力パラメータとして、総画角パラメータ(220)と、オーバーラップ割合(230)がある。カメラの台数、及び、カメラ自身の持つ視野角限度により、両パラメータを満たしたカメラ構成が不可能な場合もある。このため、どちらかのパラメータを優先させる必要がある。そこで、まず、ステップ1000にて、優先パラメータを選択する。総画角を優先するか、オーバーラップ割合を優先するか、選択を行う。   As input parameters for determining the camera posture, there are a total angle-of-view parameter (220) and an overlap ratio (230). Depending on the number of cameras and the viewing angle limit of the cameras themselves, a camera configuration that satisfies both parameters may not be possible. For this reason, it is necessary to prioritize either parameter. Therefore, first, in step 1000, a priority parameter is selected. Select whether to give priority to the total angle of view or to give priority to the overlap ratio.

総画角を優先した場合、ステップ1100にて、撮影範囲総画角の入力を行う。ステップ1110では、その値が有効かどうかの判定を行う。入力した値が、カメラ台数及びカメラ自身の持つ視野角より算出される最大総視野角を超えている場合、又は、一台あたりのカメラ視野角未満である場合は、値は無効であるとみなし、ステップ1100に戻る。ステップ1100では、有効範囲内に収まる値を再度入力する。   If priority is given to the total angle of view, in step 1100, the total angle of view of the shooting range is input. In step 1110, it is determined whether or not the value is valid. If the entered value exceeds the maximum total viewing angle calculated from the number of cameras and the viewing angle of the camera itself, or if it is less than the camera viewing angle per camera, the value is considered invalid. Return to step 1100. In step 1100, a value that falls within the valid range is input again.

有効な値が入力されると、ステップ1120にて、ステップ1100にて入力された総画角及びカメラ自身の持つ焦点距離調整範囲を基に有効となるオーバーラップ割合を算出し、ステップ1130にて、有効となるオーバーラップ割合の範囲内の数値入力を行う。   When a valid value is input, in step 1120, the effective overlap ratio is calculated based on the total angle of view input in step 1100 and the focal length adjustment range of the camera itself.In step 1130, Enter a numeric value within the valid overlap ratio range.

ステップ1000にて、優先パラメータをオーバーラップ割合とした場合、ステップ1200にて、オーバーラップ割合の入力を行う。ステップ1210では、入力されたオーバーラップ割合の値と、カメラ台数及び焦点距離調整範囲を基に、最大総画角の算出を行い、ステップ1220では、有効となる総画角の範囲内の数値入力を行う。   If the priority parameter is set to the overlap ratio in step 1000, the overlap ratio is input in step 1200. In step 1210, the maximum total field angle is calculated based on the input overlap ratio value, the number of cameras and the focal length adjustment range, and in step 1220, a numerical value within the effective total field angle range is input. .

ステップ1300では、入力された総画角パラメータ及びオーバーラップ割合を基に、カメラ一台あたりの画角を算出し、ステップ1400でカメラ画角を基に焦点距離の算出を行う。   In step 1300, the angle of view per camera is calculated based on the input total angle-of-view parameter and the overlap ratio, and in step 1400, the focal length is calculated based on the camera angle of view.

ステップ1500では、要求された総画角パラメータとオーバーラップ割合を満たすためのカメラ回転量をカメラごとに算出する。   In step 1500, the camera rotation amount for satisfying the requested total field angle parameter and the overlap ratio is calculated for each camera.

最後に、ステップ1600にて、全てのカメラの視点位置を極力近づけるための移動距離の算出を行う。   Finally, in step 1600, the movement distance for calculating the viewpoint positions of all the cameras as close as possible is calculated.

図5は、本実施形態における基本構成における撮影範囲を示した図である。   FIG. 5 is a diagram showing a photographing range in the basic configuration in the present embodiment.

本実施形態における基本構成例を示す。総画角を100度、オーバーラップ割合を20%とし、各カメラの光学中心がほぼ同一位置となるよう設置した構成を、基本構成とする。本構成における、カメラの光学中心や隣接するカメラとのなす角度をカメラ姿勢初期値(210)として保管する。   The example of a basic composition in this embodiment is shown. The basic configuration is a configuration in which the total angle of view is set to 100 degrees, the overlap ratio is set to 20%, and the optical centers of the cameras are located at substantially the same position. In this configuration, the optical center of the camera and the angle formed with the adjacent camera are stored as the camera posture initial value (210).

ここで、基本構成は、上記総画角、及び上記オーバーラップ割合に限定されない。基本構成におけるカメラの焦点距離が稼動領域の中間値であることが好ましい。焦点距離が最大である時、最小である時の調整が容易なためである。また、各カメラの光学中心が極力近くなるように設置するのは、撮影画像つなぎ合わせ時の不整合を減少させるためである。この基本構成を元に、カメラを右方向に回転させたり、左方向に回転させたり、回転角度を保持したまま各カメラの視点距離を近づけるための移動を行うことによって、自由な視野角の画像の撮影を行う。カメラ構成変更例を、図6、図7、図8、図9に示す。図6は、総画角を45度、オーバーラップ割合を20%とした時の回転調整後の各カメラの視野角及び総撮影範囲、図7は、総画角を45度、オーバーラップ割合を20%とした時の回転及び移動調整後の各カメラの視野角及び総撮影範囲、図8は、総画角を150度、オーバーラップ割合を20%とした時の回転調整後の各カメラの視野角及び総撮影範囲、図9は、総画角を150度、オーバーラップ割合を20%とした時の回転及び移動調整後の各カメラの視野角及び総撮影範囲を示している。総画角やオーバーラップ割合に応じてカメラの焦点距離を変更することにより、総画角が減少した時にも、無駄なオーバーラップ部分が生じることもなく、撮影画素数を最大に有効に使用することが可能となる。   Here, the basic configuration is not limited to the total angle of view and the overlap ratio. The focal length of the camera in the basic configuration is preferably an intermediate value in the operating area. This is because adjustment is easy when the focal length is maximum and minimum. Further, the reason for installing the cameras so that the optical centers are as close as possible is to reduce inconsistencies at the time of joining the captured images. Based on this basic configuration, you can rotate the camera to the right, rotate it to the left, or move the camera to reduce the viewpoint distance while maintaining the rotation angle. Take a photo of Examples of camera configuration changes are shown in FIGS. 6, 7, 8, and 9. Fig. 6 shows the viewing angle and total shooting range of each camera after rotation adjustment when the total angle of view is 45 degrees and the overlap ratio is 20%, and Fig. 7 shows the total angle of view is 45 degrees and the overlap ratio is 20%. 8 shows the viewing angle and total shooting range of each camera after rotation and movement adjustment, and FIG. 8 shows the viewing angle of each camera after rotation adjustment when the total angle of view is 150 degrees and the overlap ratio is 20%. FIG. 9 shows the viewing angle and the total shooting range of each camera after rotation and movement adjustment when the total field angle is 150 degrees and the overlap ratio is 20%. By changing the focal length of the camera according to the total angle of view and the overlap ratio, even when the total angle of view is reduced, there is no useless overlap, and the number of captured pixels can be used effectively to the maximum. It becomes possible.

図10は、第2の実施形態における内部構成を示した図である。   FIG. 10 is a diagram showing an internal configuration in the second embodiment.

第2の実施形態は、第1の実施形態の広視野角画像撮影に加え、撮影画像の加工表示機能を追加したものである。図2の構成に加え、カメラ(10-a,10-b,10-c,10,d,10-e)にて撮影画像を受け取り、各画像を繋ぎ合わせるための変形を行う撮影画像変形部(150)、変形後の画像をつなぎ合わせることにより、パノラマ画像を作成する、パノラマ画像作成部(160)、作成されたパノラマ画像をディスプレイ(90)に表示する、パノラマ画像表示部(170)が含まれる。   In the second embodiment, in addition to the wide viewing angle image capturing of the first embodiment, a function for displaying and processing captured images is added. In addition to the configuration of FIG. 2, a photographed image deformation unit that receives a photographed image by a camera (10-a, 10-b, 10-c, 10, d, 10-e) and performs deformation for joining the images together (150) A panoramic image creation unit (160) for creating a panoramic image by stitching together the deformed images, and a panoramic image display unit (170) for displaying the created panoramic image on the display (90). included.

図11は、第2の実施形態におけるシステム構成を示した図である。   FIG. 11 is a diagram showing a system configuration in the second embodiment.

図3の構成の、主記憶装置(100)に、撮影画像変形部(150)、パノラマ画像作成部(160)、パノラマ画像表示部(170)が加わり、補助記憶装置(200)に、各カメラ(10-a,10-b,10-c,10-d,10-e)にて撮影された画像を保管する撮影画像データ(270)、前記撮影画像データ(270)を撮影画像変形部(150)にて変形を行い、前記変形画像データをパノラマ画像作成部(160)にて繋ぎ合わせることにより作成されたパノラマ画像データ(280)が加わる。   The main storage device (100) configured as shown in FIG. 3 is added with a photographed image deformation unit (150), a panorama image creation unit (160), and a panorama image display unit (170), and each camera is added to the auxiliary storage device (200). (10-a, 10-b, 10-c, 10-d, 10-e) captured image data (270) for storing images captured, and the captured image data (270) to the captured image deformation unit ( 150), and the panoramic image data (280) created by connecting the deformed image data by the panoramic image creating unit (160) is added.

第1実施形態の装置構成図である。1 is an apparatus configuration diagram of a first embodiment. FIG. 第1実施形態の内部構成図である。FIG. 3 is an internal configuration diagram of the first embodiment. 第1実施形態のシステム構成図である。1 is a system configuration diagram of a first embodiment. FIG. 第1実施形態の主記憶装置における処理の流れを示すフローチャートである。3 is a flowchart showing a flow of processing in the main storage device of the first embodiment. 第1実施形態の基本構成における撮影範囲図である。FIG. 3 is a shooting range diagram in the basic configuration of the first embodiment. 第1実施形態のカメラ姿勢変更図1(回転) である。FIG. 1 is a camera posture change diagram 1 (rotation) of the first embodiment. 第1実施形態のカメラ姿勢変更図1(回転・移動) である。FIG. 1 is a camera posture change diagram 1 (rotation / movement) of the first embodiment. 第1実施形態のカメラ姿勢変更図2(回転) である。FIG. 3 is a camera posture change diagram 2 (rotation) of the first embodiment. 第1実施形態のカメラ姿勢変更図2(回転・移動) である。FIG. 3 is a camera posture change diagram 2 (rotation / movement) of the first embodiment. 第2実施形態の内部構成図である。It is an internal block diagram of 2nd Embodiment. 第2実施形態のシステム構成図である。It is a system configuration figure of a 2nd embodiment.

符号の説明Explanation of symbols

10・・・カメラ、20・・・焦点距離制御装置、30・・・回転移動装置、40・・・ベースプレート、50・・・サーバPC、60・・・CPU、70・・・入力装置、80・・・バス、90・・・ディスプレイ、100・・・主記憶装置、110・・・カメラ画角算出部、120・・・焦点距離算出部、130・・・回転量算出部、140・・・移動量算出部、150・・・撮影画像変形部、160・・・パノラマ画像作成部、170・・・パノラマ画像表示部、200・・・補助記憶装置、210・・・カメラ姿勢初期値、220・・・総画角パラメータ、230・・・オーバーラップ割合、240・・・焦点距離データ、250・・・カメラ回転量データ、260・・・カメラ移動量データ、270・・・撮影画像データ、280・・・パノラマ画像データ 10 ... Camera, 20 ... Focal distance control device, 30 ... Rotary movement device, 40 ... Base plate, 50 ... Server PC, 60 ... CPU, 70 ... Input device, 80 ... Bus, 90 ... Display, 100 ... Main memory, 110 ... Camera angle of view calculator, 120 ... Focal distance calculator, 130 ... Rotation amount calculator, 140 ...・ Moving amount calculation unit, 150... Shot image deformation unit, 160 .. panorama image creation unit, 170 .. panorama image display unit, 200... Auxiliary storage device, 210. 220 ... total angle of view parameters, 230 ... overlap ratio, 240 ... focal length data, 250 ... camera rotation amount data, 260 ... camera movement amount data, 270 ... photographed image data, 280 ... Panorama image data

Claims (1)

複数のカメラによって構成される広視野角映像撮影装置において、
前記各カメラは焦点距離制御装置を備え、
前記各カメラは回転移動装置に搭載され、
撮影範囲を示す総画角パラメータと、隣接する撮影画像のオーバーラップ割合を入力とし、
前記入力された総画角パラメータと、前記入力されたオーバーラップ割合より、前記各カメラの画角及び姿勢パラメータを算出する手段と、
前記算出されたカメラの画角よりカメラの焦点距離を算出する焦点距離算出手段と、
前記算出された焦点距離とカメラ姿勢初期値より前記各カメラの回転量を算出するカメラ回転量算出手段と、
前記算出されたカメラ回転量とカメラ初期位置より前記各カメラの移動量を算出するカメラ移動量算出手段を備えることにより、
カメラの位置や姿勢を制御することが可能な、広視野角映像撮影装置。
In a wide viewing angle video imaging device composed of a plurality of cameras,
Each of the cameras includes a focal length control device,
Each of the cameras is mounted on a rotational movement device,
Using the total field angle parameter indicating the shooting range and the overlap ratio of adjacent shot images as inputs,
Means for calculating the angle-of-view and orientation parameters of each camera from the input total angle-of-view parameter and the input overlap ratio;
A focal length calculating means for calculating a focal length of the camera from the calculated angle of view of the camera;
Camera rotation amount calculation means for calculating the rotation amount of each camera from the calculated focal length and camera posture initial value;
By providing camera movement amount calculation means for calculating the movement amount of each camera from the calculated camera rotation amount and the camera initial position,
Wide viewing angle video camera that can control the position and orientation of the camera.
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US7933512B2 (en) * 2009-03-24 2011-04-26 Patrick Campbell Stereo camera with controllable pivot point
WO2015088229A1 (en) * 2013-12-09 2015-06-18 Cj Cgv Co., Ltd. Method and system for generating multi-projection images
WO2015088230A1 (en) * 2013-12-09 2015-06-18 Cj Cgv Co., Ltd. Method and system for generating multi-projection images
KR20150068297A (en) * 2013-12-09 2015-06-19 씨제이씨지브이 주식회사 Method and system of generating images for multi-surface display
KR20150068298A (en) * 2013-12-09 2015-06-19 씨제이씨지브이 주식회사 Method and system of generating images for multi-surface display
KR101668834B1 (en) * 2014-10-02 2016-10-25 씨제이씨지브이 주식회사 Rig for multi camera shooting
GB2535706A (en) * 2015-02-24 2016-08-31 Nokia Technologies Oy Device with an adaptive camera array
CN108574828A (en) * 2018-04-27 2018-09-25 杭州捍鹰科技有限公司 Unmanned plane detection method, device and electronic equipment
KR102127764B1 (en) * 2018-12-06 2020-07-09 서울과학기술대학교 산학협력단 System and method for generating panorama image
KR102488180B1 (en) * 2021-11-22 2023-01-13 주식회사 알엔웨어 Multi-camera device

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