JP7311358B2 - フォトグラメトリ用撮影装置 - Google Patents

Description

本発明は、複数の異なる視点から対象物を撮影するフォトグラメトリ用撮影装置に関するものである。

従来、フォトグラメトリ用撮影装置として、内部に被写体を収容する空間を有する固定構造体と、センサ群を被写体の周りで移動させるための可動構造体と、を備える３Ｄスキャナが知られている（例えば、特許文献１参照）。

特開２０１８－４４８１２号公報

一般的に、フォトグラメトリ用撮影装置は、特許文献１に示す３Ｄスキャナのように、固定された装置となっている。このため、フォトグラメトリ用撮影装置は、被写体の大きさが異なる場合であっても、被写体を収容する空間を変えることはできず、また、センサ群の数も変えることができないものとなっている。このため、空間に対して小さい被写体が収容される場合、センサの感度によっては、被写体を精度良く捉えることが難しい場合がある。

そこで、本発明は、対象物の大きさが変化する場合であっても、対象物の撮影を適切に行うことができるフォトグラメトリ用撮影装置を提供することを課題とする。

本発明のフォトグラメトリ用撮影装置は、複数の異なる視点から対象物を撮影するフォトグラメトリ用撮影装置であって、前記対象物を撮影する複数の撮影デバイスと、前記複数の撮影デバイスが取り付けられると共に、前記対象物を取り囲んで設けられる複数の支柱と、前記複数の支柱のそれぞれを前記対象物に対して近づけたり離したりして移動させる複数の移動部と、を備え、前記移動部は、前記支柱が移動する経路を規制する規制部材を有し、前記支柱は、前記規制部材に規制されて前記経路上を移動する。

この構成によれば、複数の支柱を、複数の移動部により経路上に沿って移動させることができる。このとき、各支柱は、規制部材に規制されながら経路上を移動するため、各支柱の移動に際して、各支柱の姿勢を安定させつつ、複数の支柱により取り囲まれる空間の大きさを変化させることができる。よって、対象物の大きさが変化する場合であっても、複数の支柱を経路上において移動させることによって、対象物に対する撮像デバイスの位置を適切な位置とすることができるため、対象物の撮影を適切に行うことができる。また、対象物の大きさに応じて、使用する撮影デバイス、支柱及び移動部の数を調整することが可能となるため、対象物の大きさに適した装置構成とすることができ、装置コストの増大を抑制することができる。

また、前記複数の支柱を連結する連結部を、さらに備え、前記複数の支柱は、前記連結部により同期して前記複数の移動部による移動を行うことが好ましい。

この構成によれば、連結部により複数の支柱を同期して移動させることができるため、支柱を個別に移動させる場合に比べて、支柱を効率よく移動させることができる。

また、前記複数の支柱は、一方の端部が前記連結部に連結され、他方の端部が前記規制部材としてのガイド部に連結されていることが好ましい。

この構成によれば、複数の支柱の一端に連結された連結部により複数の支柱を同期して移動させる際に、支柱の他端がガイド部にガイドされながら、支柱が移動する。このため、支柱の両端を規制した状態で支柱を移動させることができるため、支柱を所定の姿勢に維持した状態で、安定的に移動させることができる。

また、前記連結部は、前記複数の支柱の一方の端部にそれぞれ連結される複数の竿状部と、前記複数の竿状部の前記支柱が連結される側とは反対側の端部に連結され、前記複数の竿状部を束ねる要部と、を有し、前記複数の支柱同士を近接可能に連結していることが好ましい。

この構成によれば、連結部により複数の支柱同士を近接させて折り畳むことにより、コンパクトにすることができ、容易に運搬を行うことが可能となる。

また、前記複数の支柱は、前記対象物を中心として、周方向に並んで配置されており、前記複数の移動部は、前記周方向に直交する径方向に前記経路が延びるように配置されていることが好ましい。

この構成によれば、複数の支柱によって取り囲まれる空間を、対象物を中心とする円形の空間とすることができる。このため、複数の支柱のそれぞれから対象物までの距離を、一定の距離とすることができ、複数の支柱間における位置調整を行いやすいものとすることができる。

また、前記移動部は、前記支柱が移動する経路の長さを変更可能であることが好ましい。

この構成によれば、支柱が移動する経路の長さを変更することにより、移動部の大きさを変化させることができる。また、対象物の大きさに応じた移動部の大きさとすることができることから、例えば、対象物が小さい場合には、経路の長さを短くすることで、移動部の大きさをコンパクトにすることができる。なお、移動部は、例えば、多段のスライドレールであり、伸縮させることで経路の長さを変更する。

図１は、実施形態１に係るフォトグラメトリ用撮影装置を模式的に表した斜視図である。 図２は、実施形態１に係るフォトグラメトリ用撮影装置の他の態様を模式的に表した斜視図である。 図３は、実施形態２に係るフォトグラメトリ用撮影装置を模式的に表した斜視図である。 図４は、実施形態２に係るフォトグラメトリ用撮影装置の他の態様を模式的に表した斜視図である。 図５は、実施形態３に係るフォトグラメトリ用撮影装置のスライダ及び支柱に関する説明図である。 図６は、実施形態４に係るフォトグラメトリ用撮影装置のスライダに関する模式図である。

以下に、本発明に係る実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施形態によりこの発明が限定されるものではない。また、下記実施形態における構成要素には、当業者が置換可能かつ容易なもの、あるいは実質的に同一のものが含まれる。さらに、以下に記載した構成要素は適宜組み合わせることが可能であり、また、実施形態が複数ある場合には、各実施形態を組み合わせることも可能である。

［実施形態１］
実施形態１に係るフォトグラメトリ用撮影装置１は、複数の異なる視点から対象物を撮影する装置であり、特に、経時的に変化する対象物を連続撮影する装置となっている。経時的に変化する対象物としては、例えば、野球のピッチング動作を行うピッチャー等であり、一連の動作を行う対象物となっている。フォトグラメトリ用撮影装置１により撮影された撮影画像は、対象物の三次元モデルを生成するために用いられる。図１を参照して、フォトグラメトリ用撮影装置１について説明する。

図１は、実施形態１に係るフォトグラメトリ用撮影装置を模式的に表した斜視図である。図２は、実施形態１に係るフォトグラメトリ用撮影装置の他の態様を模式的に表した斜視図である。

フォトグラメトリ用撮影装置１は、複数の撮影デバイス１０と、複数の支柱１１と、複数の移動部１２と、を備えている。

複数の撮影デバイス１０は、例えば、複数台のカメラである。カメラとしては、例えば、ＵＳＢ等の接続端子を有するカメラであってもよく、特に限定されない。撮影デバイス１０は、対象物を撮影して、撮影画像を生成している。複数の撮影デバイス１０は、図示しない制御装置によって撮影動作が制御されており、具体的に、同期して連続撮影を行うように制御されている。

複数の支柱１１は、長手方向に延在する柱状となっており、長手方向が鉛直方向となるように配置される。複数の支柱１１は、撮影対象となる対象物の周りを取り囲むように配置される。具体的に、複数の支柱１１は、対象物を中心として、周方向に並んで配置されることで、鉛直方向から見た平面視において、円形配置となっている。また、各支柱１１には、複数の撮影デバイス１０が取り付けられている。複数の撮影デバイス１０は、支柱１１の長手方向において、等間隔に配置されている。支柱１１に取り付けられる撮影デバイス１０の数は特に限定されず、また、付け外し可能な構成としてもよい。支柱１１は、鉛直方向の下方側の端部が、移動部１２に移動自在に接続される。なお、支柱１１は、長手方向に伸縮可能な構成となっていてもよい。伸縮可能な支柱１１としては、例えば、入れ子式の多重管構造等がある。

複数の移動部１２は、接続される支柱１１を経路上に沿って所定の移動方向に移動させるものであり、フォトグラメトリ用撮影装置１を設置する設置面上に配置されている。移動部１２は、接続される支柱１１の移動を規制して案内する規制部材としてのガイドレール（ガイド部）１５を有している。ガイドレール１５は、例えば、支柱１１と連結する部位において、クランプに挟み込まれることで摺動抵抗を有するようなものであったり、バネ等を用いた押圧部材によって押圧することで摺動抵抗を有するようなものであったりしてもよく、移動を規制して案内するものであれば、特に限定されない。移動部１２は、支柱１１の移動方向が、対象物に対して近づいたり（前進したり）離れたり（後退したり）する進退方向となっている。具体的に、進退方向は、複数の支柱１１によって形成される円形の径方向となっている。このため、複数の移動部１２は、対象物の中心から径方向の外側に向かって放射状に配置される。

上記のフォトグラメトリ用撮影装置１は、組立可能な構成となっており、組立前の状態において搬送することが可能なものとなっている。組立前のフォトグラメトリ用撮影装置１は、撮影デバイス１０及び支柱１１と、移動部１２とが分離した状態となっており、複数の支柱１１を束ねると共に、複数の移動部１２を束ねた状態で搬送することができる。フォトグラメトリ用撮影装置１を組み立てる場合、先ず、複数の移動部１２が設置面に設置される。このとき、複数の移動部１２は、進退方向が対象物を中心として放射状となるように設置される。この後、複数の支柱１１の下方側の端部が、対応する複数の移動部１２に接続されることで、複数の支柱１１が鉛直方向に立設し、フォトグラメトリ用撮影装置１の組み立てが完了する。

次に、上記したフォトグラメトリ用撮影装置１の態様について説明する。フォトグラメトリ用撮影装置１は、撮影する対象物の大きさに応じて、複数の支柱１１及び複数の移動部１２の数を調整することが可能となっている。図１は、対象物が大きい場合のフォトグラメトリ用撮影装置１の態様であり、図２は、図１に比して対象物が小さい場合のフォトグラメトリ用撮影装置１の態様である。

図１の場合、フォトグラメトリ用撮影装置１は、移動部１２に対する支柱１１の位置を、進退方向の後退側における端部に位置させることで、大きな対象物を撮影することが可能となっている。これに対して、図２の場合、フォトグラメトリ用撮影装置１は、移動部１２に対する支柱１１の位置を、図１よりも進退方向の前進側に位置させることで、小さな対象物を撮影することが可能となっている。このとき、図２では、支柱１１を前進側に位置させることで、複数の支柱１１間の周方向における間隔が狭くなる。複数の支柱１１間の周方向における間隔が狭い場合には、何れかの支柱１１及び移動部１２を間引くことで、支柱１１の間隔を調整することができる。

以上のように、実施形態１によれば、複数の支柱１１を、複数の移動部１２により経路上の進退方向に沿って移動させることができる。このとき、各支柱１１は、ガイドレール１５に規制されながら経路上を移動するため、各支柱１１の移動に際して、各支柱１１の姿勢を安定させつつ、複数の支柱１１により取り囲まれる空間の大きさを変化させることができる。よって、対象物の大きさが変化する場合であっても、複数の支柱１１を経路上の進退方向に移動させることによって、対象物に対する撮像デバイス１０の位置を適切な位置とすることができるため、対象物の撮影を適切に行うことができる。また、対象物の大きさに応じて、使用する撮影デバイス１０、支柱１１及び移動部１２の数を調整することが可能となるため、対象物の大きさに適した装置構成とすることができ、装置コストの増大を抑制することができる。

また、実施形態１によれば、複数の支柱１１によって取り囲まれる空間を、対象物を中心とする円形の空間とすることができる。このため、複数の支柱１１のそれぞれから対象物までの距離を、一定の距離とすることができ、進退方向における複数の支柱１１の位置調整を行い易いものとすることができる。

なお、実施形態１では、隣接する支柱１１に取り付けられた撮影デバイス１０の鉛直方向における位置について、特に言及しなかったが、撮影デバイス１０の鉛直方向における位置を、下記するようにしてもよい。隣接する支柱１１に取り付けられた撮影デバイス１０の鉛直方向における位置は、同じ位置となっており、複数の支柱１１が並ぶ周方向において、複数の撮影デバイス１０は、格子状の配置としてもよい。また、隣接する支柱１１に取り付けられた撮影デバイス１０の鉛直方向における位置は、互い違いとなる位置となっており、複数の支柱１１が並ぶ周方向において、複数の撮影デバイス１０は、千鳥状の配置としてもよい。

［実施形態２］
次に、図３及び図４を参照して、実施形態２に係るフォトグラメトリ用撮影装置２０について説明する。図３は、実施形態２に係るフォトグラメトリ用撮影装置を模式的に表した斜視図である。図４は、実施形態２に係るフォトグラメトリ用撮影装置の他の態様を模式的に表した斜視図である。実施形態２では、実施形態１と異なる部分について説明し、同じ部分については、同じ符号を付して説明する。

実施形態２のフォトグラメトリ用撮影装置２０は、実施形態１のフォトグラメトリ用撮影装置１に、複数の支柱１１を束ねる連結部２１を、さらに備えたものとなっている。連結部２１は、複数の支柱１１の上方側の端部に接続されている。連結部２１は、例えば、傘骨組みの構造となっている。

具体的に、連結部２１は、複数の竿状部２５と、要部２６とを有している。複数の竿状部２５は、複数の支柱１１の上方側の端部にそれぞれ連結されている。複数の竿状部２５は、複数の支柱１１の上方側の端部から、円形に配置された複数の支柱１１の中心の上方側となる頂点へ向かって延びており、長手方向に長い竿状に形成されている。要部２６は、複数の竿状部２５の支柱１１が連結される側とは反対側の端部に連結され、頂点において複数の竿状部２５を束ねている。また、複数の支柱１１と複数の竿状部２５との連結部分は、可動自在に連結され、複数の竿状部２５と要部２６との連結部分は、可動自在に連結されている。

複数の支柱１１は、上方側の端部が連結部２１に連結され、下方側の端部がガイドレール１５に連結された状態となる。この状態において、複数の支柱１１が複数の移動部１２による移動を行うと、複数の支柱１１は、連結部２１によって連結されていることから、同期して移動する。つまり、複数の支柱１１は、連結部２１により連結されることで、同じタイミングで、ほぼ同じ移動量となるように移動する。連結部２１は、複数の支柱１１の移動に伴って、要部２６が鉛直方向に移動すると共に、複数の竿状部２５が要部２６を中心として開閉する。換言すれば、連結部２１は、要部２６を中心として、複数の竿状部２５が閉じることで、複数の支柱１１同士が近接するように移動させている。また、複数の支柱１１は、連結部２１により同期して移動する際に、支柱１１の下方側端部がガイドレール１５にガイドされながら移動する。

実施形態２のフォトグラメトリ用撮影装置２０も、実施形態１と同様に、組立可能な構成となっており、組立前の状態において搬送することが可能なものとなっている。組立前のフォトグラメトリ用撮影装置１は、撮影デバイス１０、複数の支柱１１及び連結部２１と、移動部１２とが分離した状態となっている。複数の支柱１１及び連結部２１は、要部２６が鉛直方向の下方側に移動することで、複数の支柱１１と複数の竿状部２５とが径方向に重なり合うように折り畳まれる。なお、複数の支柱１１と、連結部２１とを分離可能としてもよい。そして、複数の支柱１１と複数の竿状部２５とを折り畳んで束ねると共に、複数の移動部１２を束ねた状態で搬送することができる。フォトグラメトリ用撮影装置１を組み立てる場合、先ず、複数の移動部１２が設置面に設置される。このとき、複数の移動部１２は、進退方向が対象物を中心として放射状となるように設置される。この後、要部２６を中心として複数の支柱１１と複数の竿状部２５とを開いて展開する。そして、複数の支柱１１の下方側の端部が、対応する複数の移動部１２に接続されることで、複数の支柱１１が鉛直方向に立設し、フォトグラメトリ用撮影装置１の組み立てが完了する。

次に、上記したフォトグラメトリ用撮影装置２０の態様について説明する。図３は、図１と同様に、対象物が大きい場合のフォトグラメトリ用撮影装置２０の態様であり、図４は、図２と同様に、図３に比して対象物が小さい場合のフォトグラメトリ用撮影装置１の態様である。

図３の場合、フォトグラメトリ用撮影装置２０は、大きな対象物を撮影すべく、移動部１２に対する支柱１１の位置を、進退方向の後退側における端部に位置させている。このとき、連結部２１は、図４に比して開いた状態、すなわち、水平面に対する、支柱１１の上方側の端部と頂点とを結ぶ竿状部２５の角度が、図４に比して小さい角度となっている。

これに対して、図４の場合、フォトグラメトリ用撮影装置２０は、小さな対象物を撮影すべく、移動部１２に対する支柱１１の位置を、図３よりも進退方向の前進側に位置させている。このとき、連結部２１は、図３に比して閉じた状態、すなわち、水平面に対する、支柱１１の上方側の端部と頂点とを結ぶ竿状部２５の角度が、図３に比して大きい角度となっている。また、図４では、支柱１１を前進側に位置させることで、複数の支柱１１間の周方向における間隔が狭くなることから、図２と同様に、何れかの支柱１１及び移動部１２を間引いてもよい。

以上のように、実施形態２によれば、連結部２１により複数の支柱１１を同期して移動させることができるため、支柱１１を個別に移動させる場合に比べて、支柱１１を効率よく移動させることができる。

また、実施形態２によれば、複数の支柱１１の上方側端部に連結された連結部２１により複数の支柱１１を同期して移動させる際に、支柱１１の下方側端部がガイドレール１５にガイドされながら、支柱が移動する。このため、支柱１１の上下両端を規制した状態で支柱１１を移動させることができるため、支柱１１を所定の姿勢に維持した状態で、安定的に移動させることができる。

また、実施形態２によれば、連結部２１により複数の支柱１１同士を近接させて折り畳むことにより、連結した状態でコンパクトにすることができ、容易に運搬を行うことが可能となる。

また、実施形態２によれば、連結部２１により複数の支柱１１を束ねることができるため、支柱１１が分散することなく、複数の支柱１１の取り扱いを容易なものとすることができる。

［実施形態３］
次に、図５を参照して、実施形態３に係るフォトグラメトリ用撮影装置１，２０について説明する。図５は、実施形態３に係るフォトグラメトリ用撮影装置の移動部及び支柱に関する説明図である。実施形態３では、実施形態１及び２と異なる部分について説明し、同じ部分については、同じ符号を付して説明する。なお、実施形態３では、実施形態１のフォトグラメトリ用撮影装置１に適用して説明する。

実施形態３のフォトグラメトリ用撮影装置１は、隣接する支柱１１同士が一体可能な構造となっており、同様に、隣接する移動部１２同士が一体可能な構造となっている。これは、図２及び図４に示すように、撮影の対象物が小さく、何れかの支柱１１及び移動部１２を間引く場合、隣接する支柱１１同士及び移動部１２同士を一体とするためである。

隣接する支柱１１同士の間には、支柱１１同士を接続する接続部材３１が設けられている。接続部材３１は、支柱１１の長手方向に複数並べて設けられている。接続部材３１は、折畳み可能な部材となっており、支柱１１同士を一体にする場合に折り畳まれる一方で、支柱１１同士の一体を解除する場合に展開される。

また、隣接する移動部１２同士の間には、移動部１２同士を接続する接続部材３２が設けられている。接続部材３２は、移動部１２の移動方向に複数並べて設けられている。接続部材３２は、接続部材３１と同様に、折畳み可能な部材となっており、移動部１２同士を一体にする場合に折り畳まれる一方で、移動部１２同士の一体を解除する場合に展開される。

以上のように、実施形態３によれば、支柱１１及び移動部１２を間引く場合、支柱１１及び移動部１２を取り外すことなく、接続部材３１及び接続部材３２により、間引く支柱１１及び移動部１２を、隣接する支柱１１及び移動部１２に対して、一体にすることができる。

［実施形態４］
次に、図６を参照して、実施形態４に係るフォトグラメトリ用撮影装置１，２０について説明する。図６は、実施形態４に係るフォトグラメトリ用撮影装置のスライダに関する模式図である。実施形態４では、実施形態１から３と異なる部分について説明し、同じ部分については、同じ符号を付して説明する。なお、実施形態４では、実施形態１のフォトグラメトリ用撮影装置１に適用して説明する。

実施形態４のフォトグラメトリ用撮影装置１は、移動部１２ａが移動方向に伸縮可能な構造となっている。移動部１２ａは、例えば、入れ子式となる多段のスライドレールとなっている。移動部１２ａは、移動方向に伸縮させることで、支柱１１が移動する経路の長さを変更することができ、支柱１１の移動範囲を変更可能となっている。

以上のように、実施形態４によれば、移動部１２ａの移動範囲を変更することにより移動部１２ａの移動方向における大きさを変化させることができる。このため、対象物の大きさに応じた移動部１２ａの大きさとすることができることから、例えば、対象物が小さい場合には、移動部１２ａの移動範囲を狭くすることで、移動部１２ａの大きさをコンパクトにすることができる。

１ フォトグラメトリ用撮影装置
１０ 撮影デバイス
１１ 支柱
１２ 移動部
１５ ガイドレール
２０ フォトグラメトリ用撮影装置
２１ 連結部
２５ 竿状部
２６ 要部
３１ 接続部材
３２ 接続部材

Claims (5)

1. 複数の異なる視点から対象物を撮影するフォトグラメトリ用撮影装置であって、
   前記対象物を撮影する複数の撮影デバイスと、
   前記複数の撮影デバイスが取り付けられると共に、前記対象物を取り囲んで設けられる複数の支柱と、
   前記複数の支柱のそれぞれを前記対象物に対して近づけたり離したりして移動させる複数の移動部と、
   前記複数の支柱の全ての鉛直方向上側の端部を連結する連結部と、
   を備え、
   前記移動部は、前記支柱が移動する経路を規制する規制部材を有し、
   前記支柱は、前記規制部材に規制されて前記経路上を移動し、
   前記複数の支柱は、前記連結部により同期して、同じタイミングで同じ移動量で前記複数の移動部による移動を行うフォトグラメトリ用撮影装置。
2. 前記複数の支柱は、一方の端部が前記連結部に連結され、他方の端部が前記規制部材としてのガイド部に連結されている請求項１に記載のフォトグラメトリ用撮影装置。
3. 前記連結部は、
   前記複数の支柱の一方の端部にそれぞれ連結される複数の竿状部と、
   前記複数の竿状部の前記支柱が連結される側とは反対側の端部に連結され、前記複数の竿状部を束ねる要部と、を有し、
   前記複数の支柱同士を近接可能に連結している請求項１または２に記載のフォトグラメトリ用撮影装置。
4. 前記複数の支柱は、前記対象物を中心として、周方向に並んで配置されており、
   前記複数の移動部は、前記周方向に直交する径方向に前記経路が延びるように配置されている請求項１から３のいずれか１項に記載のフォトグラメトリ用撮影装置。
5. 前記移動部は、前記支柱が移動する経路の長さを変更可能である請求項１から４のいずれか１項に記載のフォトグラメトリ用撮影装置。

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