JP4956456B2 - 画像処理装置、画像処理方法 - Google Patents
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Description
姿勢センサが取り付けられている撮像装置を用いて前記現実空間を撮像することで、前記現実空間の画像を取得する画像取得手段と、
前記現実空間の画像中における指標を検出し、該検出した指標の該画像中における座標値を求める導出手段と、
前記現実空間の撮像時に前記姿勢センサが計測した姿勢情報を取得する姿勢取得手段と、
過去に前記撮像装置がより高い頻度でとった姿勢にはより高いパラメータ値が対応付けられるように、前記撮像装置が取りうる姿勢毎にパラメータ値を対応付けて保持する保持手段と、
前記現実空間の撮像時における前記撮像装置の位置姿勢情報を求め、前記保持手段が保持するパラメータ値のうち、該求めた位置姿勢情報に含まれている姿勢成分が示す姿勢に対応するパラメータ値を、対象パラメータ値として取得するパラメータ値取得手段と、
前記現実空間の画像中における指標毎に、前記座標値、前記姿勢情報、のセットを作成する作成手段と、
前記位置姿勢情報と、前記対象パラメータ値と、前記作成手段が指標毎に作成した前記セットと、を用いて、前記撮像装置に対する前記姿勢センサの姿勢を求める計算手段とを備え、
前記計算手段は、
前記配置位置情報が示す配置位置を前記位置姿勢情報を用いて前記現実空間の画像上に投影した位置と、前記座標値が示す位置と、の誤差を、前記現実空間の画像中におけるそれぞれの指標毎に求め、求めた指標毎の誤差と、該誤差に対する重み値としての前記対象パラメータ値とを、前記撮像装置に対する前記姿勢センサの姿勢を求める計算処理に用いる
ことを特徴とする。
前記画像処理装置の配置位置情報保持手段が、現実空間中に配されている複数の指標のそれぞれについて、該現実空間中における配置位置を示す配置位置情報を保持する工程と、
前記画像処理装置の画像取得手段が、姿勢センサが取り付けられている撮像装置を用いて前記現実空間を撮像することで、前記現実空間の画像を取得する画像取得工程と、
前記画像処理装置の導出手段が、前記現実空間の画像中における指標を検出し、該検出した指標の該画像中における座標値を求める導出工程と、
前記画像処理装置の姿勢取得手段が、前記現実空間の撮像時に前記姿勢センサが計測した姿勢情報を取得する姿勢取得工程と、
前記画像処理装置の保持手段が、過去に前記撮像装置がより高い頻度でとった姿勢にはより高いパラメータ値が対応付けられるように、前記撮像装置が取りうる姿勢毎にパラメータ値を対応付けて保持する保持工程と、
前記画像処理装置のパラメータ値取得手段が、前記現実空間の撮像時における前記撮像装置の位置姿勢情報を求め、前記保持手段が保持するパラメータ値のうち、該求めた位置姿勢情報に含まれている姿勢成分が示す姿勢に対応するパラメータ値を、対象パラメータ値として取得するパラメータ値取得工程と、
前記画像処理装置の作成手段が、前記現実空間の画像中における指標毎に、前記座標値、前記姿勢情報、のセットを作成する作成工程と、
前記画像処理装置の計算手段が、前記位置姿勢情報と、前記対象パラメータ値と、前記作成工程で指標毎に作成した前記セットと、を用いて、前記撮像装置に対する前記姿勢センサの姿勢を求める計算工程とを備え、
前記計算工程では、
前記配置位置情報が示す配置位置を前記位置姿勢情報を用いて前記現実空間の画像上に投影した位置と、前記座標値が示す位置と、の誤差を、前記現実空間の画像中におけるそれぞれの指標毎に求め、求めた指標毎の誤差と、該誤差に対する重み値としての前記対象パラメータ値とを、前記撮像装置に対する前記姿勢センサの姿勢を求める計算処理に用いる
ことを特徴とする。
本実施形態に係る画像処理装置は、センサ自身の姿勢を撮像装置の姿勢に変換する為の座標変換情報を取得する。また、本実施形態に係る画像処理装置は、センサの位置姿勢情報の較正結果を確認するために、その較正結果を用いた複合現実感の提示も行う。以下、本実施形態に係る画像処理装置(画像処理方法)について説明する。
・ センサ座標系と世界座標系のそれぞれにおける重力方向の定義から一意に決定可能なWorld Transform
・ 方位ドリフト誤差補正値の推定値
・ 姿勢センサ1010から入力される姿勢計測値
そして、その位置と姿勢から算出される基準指標の画像座標の理論値と、基準指標の画像座標の実測値との誤差を、画像ヤコビアンを用いたガウス・ニュートン法のような繰り返し計算によって最小化する。これにより、姿勢センサ1010の方位ドリフト誤差補正値と、世界座標系における撮像装置1020の位置の推定値を最適化する。さらに、得られた推定値から、撮像装置1020の世界座標系における位置及び姿勢を位置姿勢情報として算出し、後段の画像生成部1110に送出する。
・ センサ座標系における姿勢センサ1010自身の姿勢(姿勢センサ1010の姿勢計測値:mτi)
・ 方位ドリフト誤差の補正値ατi
・ 姿勢センサ1010自身の姿勢を計測対象物体の姿勢に変換する座標変換(Local Transform:ωSC)
従って、理論値ui Pki’の算出は、世界座標系における撮像装置1020の位置tWCτiと世界座標系における撮像装置1020の姿勢の算出に関与するωSC及びατiからなるsを変数とした以下の式に基づいて行われる。
第1の実施形態では、基準指標の画像座標に関わる特徴量として、点特徴、すなわち、指標の投影像を代表する1点の画像座標を用いていた。また、基準指標Pとして、このような点特徴を抽出可能な指標を用いていた。しかし、基準指標の種類や基準指標の画像座標に関わる特徴量の種類は、これに限定されるものではない。
図1に示した画像処理装置1000を構成する各部はハードウェアでもって構成しても良いが、その一部若しくは全部をソフトウェアでもって構成しても良い。ここで、画像処理装置1000を構成する構成要素には、データを保持、管理する主体として説明したものもある。しかし、このような構成要素をソフトウェアで構成する場合、係る構成要素が保持、管理するものとして説明したデータは、この構成要素に対応するソフトウェアを実行するコンピュータが有するメモリに格納し、この構成要素が係るデータを管理すればよい。
また、本発明の目的は、以下のようにすることによって達成されることはいうまでもない。即ち、前述した実施形態の機能を実現するソフトウェアのプログラムコード(コンピュータプログラム)を記録した記録媒体(または記憶媒体)を、システムあるいは装置に供給する。係る記憶媒体は言うまでもなく、コンピュータ読み取り可能な記憶媒体である。そして、そのシステムあるいは装置のコンピュータ(またはCPUやMPU)が記録媒体に格納されたプログラムコードを読み出し実行する。この場合、記録媒体から読み出されたプログラムコード自体が前述した実施形態の機能を実現することになり、そのプログラムコードを記録した記録媒体は本発明を構成することになる。
Claims (4)
- 現実空間中に配されている複数の指標のそれぞれについて、該現実空間中における配置位置を示す配置位置情報を保持する手段と、
姿勢センサが取り付けられている撮像装置を用いて前記現実空間を撮像することで、前記現実空間の画像を取得する画像取得手段と、
前記現実空間の画像中における指標を検出し、該検出した指標の該画像中における座標値を求める導出手段と、
前記現実空間の撮像時に前記姿勢センサが計測した姿勢情報を取得する姿勢取得手段と、
過去に前記撮像装置がより高い頻度でとった姿勢にはより高いパラメータ値が対応付けられるように、前記撮像装置が取りうる姿勢毎にパラメータ値を対応付けて保持する保持手段と、
前記現実空間の撮像時における前記撮像装置の位置姿勢情報を求め、前記保持手段が保持するパラメータ値のうち、該求めた位置姿勢情報に含まれている姿勢成分が示す姿勢に対応するパラメータ値を、対象パラメータ値として取得するパラメータ値取得手段と、
前記現実空間の画像中における指標毎に、前記座標値、前記姿勢情報、のセットを作成する作成手段と、
前記位置姿勢情報と、前記対象パラメータ値と、前記作成手段が指標毎に作成した前記セットと、を用いて、前記撮像装置に対する前記姿勢センサの姿勢を求める計算手段とを備え、
前記計算手段は、
前記配置位置情報が示す配置位置を前記位置姿勢情報を用いて前記現実空間の画像上に投影した位置と、前記座標値が示す位置と、の誤差を、前記現実空間の画像中におけるそれぞれの指標毎に求め、求めた指標毎の誤差と、該誤差に対する重み値としての前記対象パラメータ値とを、前記撮像装置に対する前記姿勢センサの姿勢を求める計算処理に用いる
ことを特徴とする画像処理装置。 - 更に、
データ取得指示を入力するデータ取得指示入力手段と、
算出指示を入力する算出指示入力手段とを備え、
前記導出手段、前記パラメータ値取得手段、前記作成手段、は、前記データ取得指示が入力された場合に動作し、
前記計算手段は、前記算出指示が入力された場合に動作する
ことを特徴とする請求項1に記載の画像処理装置。 - 画像処理装置が行う画像処理方法であって、
前記画像処理装置の配置位置情報保持手段が、現実空間中に配されている複数の指標のそれぞれについて、該現実空間中における配置位置を示す配置位置情報を保持する工程と、
前記画像処理装置の画像取得手段が、姿勢センサが取り付けられている撮像装置を用いて前記現実空間を撮像することで、前記現実空間の画像を取得する画像取得工程と、
前記画像処理装置の導出手段が、前記現実空間の画像中における指標を検出し、該検出した指標の該画像中における座標値を求める導出工程と、
前記画像処理装置の姿勢取得手段が、前記現実空間の撮像時に前記姿勢センサが計測した姿勢情報を取得する姿勢取得工程と、
前記画像処理装置の保持手段が、過去に前記撮像装置がより高い頻度でとった姿勢にはより高いパラメータ値が対応付けられるように、前記撮像装置が取りうる姿勢毎にパラメータ値を対応付けて保持する保持工程と、
前記画像処理装置のパラメータ値取得手段が、前記現実空間の撮像時における前記撮像装置の位置姿勢情報を求め、前記保持手段が保持するパラメータ値のうち、該求めた位置姿勢情報に含まれている姿勢成分が示す姿勢に対応するパラメータ値を、対象パラメータ値として取得するパラメータ値取得工程と、
前記画像処理装置の作成手段が、前記現実空間の画像中における指標毎に、前記座標値、前記姿勢情報、のセットを作成する作成工程と、
前記画像処理装置の計算手段が、前記位置姿勢情報と、前記対象パラメータ値と、前記作成工程で指標毎に作成した前記セットと、を用いて、前記撮像装置に対する前記姿勢センサの姿勢を求める計算工程とを備え、
前記計算工程では、
前記配置位置情報が示す配置位置を前記位置姿勢情報を用いて前記現実空間の画像上に投影した位置と、前記座標値が示す位置と、の誤差を、前記現実空間の画像中におけるそれぞれの指標毎に求め、求めた指標毎の誤差と、該誤差に対する重み値としての前記対象パラメータ値とを、前記撮像装置に対する前記姿勢センサの姿勢を求める計算処理に用いる
ことを特徴とする画像処理方法。 - コンピュータを、請求項1または2に記載の画像処理装置が有する各手段として機能させるためのコンピュータプログラム。
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