JPH0225123B2 - - Google Patents
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- JPH0225123B2 JPH0225123B2 JP16298186A JP16298186A JPH0225123B2 JP H0225123 B2 JPH0225123 B2 JP H0225123B2 JP 16298186 A JP16298186 A JP 16298186A JP 16298186 A JP16298186 A JP 16298186A JP H0225123 B2 JPH0225123 B2 JP H0225123B2
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- distance
- point
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- 210000001508 eye Anatomy 0.000 claims description 15
- 238000003384 imaging method Methods 0.000 claims description 10
- 230000015654 memory Effects 0.000 claims description 8
- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims description 7
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 11
- 210000001747 pupil Anatomy 0.000 description 6
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 5
- 210000005252 bulbus oculi Anatomy 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 238000000034 method Methods 0.000 description 2
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 230000005484 gravity Effects 0.000 description 1
- 238000003672 processing method Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B27/00—Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00
- G02B27/0093—Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00 with means for monitoring data relating to the user, e.g. head-tracking, eye-tracking
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- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)
- Measurement Of Optical Distance (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
（産業上の利用分野）
本発明は、ステレオ画像から画像内の特定の点
までの距離を計測するステレオ画像を用いた距離
計測装置に関する。
までの距離を計測するステレオ画像を用いた距離
計測装置に関する。
（従来の技術）
ステレオ画像を人間が見ることによつて、立体
感を持つことができる。
感を持つことができる。
そして、ステレオ画像の両画像から物体の対応
点を検出することができれば、距離を計算によつ
て求めることができる。
点を検出することができれば、距離を計算によつ
て求めることができる。
第４図を参照してステレオ画像を用いる距離算
出の原理を説明する。
出の原理を説明する。
図は、視点間距離Ｌで、焦点距離ｆのカメラで
点Ｐをステレオ画像で観測する場合を示してい
る。点Ｐは左右のステレオ画像上では、点PL
（xl，yl）、PR（xr，yr）としてそれぞれ記録され
る。
点Ｐをステレオ画像で観測する場合を示してい
る。点Ｐは左右のステレオ画像上では、点PL
（xl，yl）、PR（xr，yr）としてそれぞれ記録され
る。
ここで説明を簡単にするためyl＝yrとして１次
元で説明する。
元で説明する。
第４図から以下の関係が成り立つことが容易に
理解できる。
理解できる。
〔（Ｌ／２）−Ｘ〕／Ｚ＝〔xl−（ａ／２）／ｆ …
〔（Ｌ／２）＋Ｘ〕／Ｚ＝〔（ａ／２）−xr〕／ｆ
… Ｚ＝ｆ・Ｌ／（xl−xr） … ただし Ｚ：基線からＰ点までの距離 Ｘ：Ｐ点のＸ座標 ａ：検出器の有効視野 同様にして、ステレオ画像で左右の画像間で対
象物の対応点が検出されれば２次元的にそれぞれ
の点の距離を計算で求めることができる。
… Ｚ＝ｆ・Ｌ／（xl−xr） … ただし Ｚ：基線からＰ点までの距離 Ｘ：Ｐ点のＸ座標 ａ：検出器の有効視野 同様にして、ステレオ画像で左右の画像間で対
象物の対応点が検出されれば２次元的にそれぞれ
の点の距離を計算で求めることができる。
対応点の検出の方法は、ステレオの濃淡画像を
微分処理と細線化処理などを行い、物体の特徴を
表わす、輪郭線が良く用いられている。
微分処理と細線化処理などを行い、物体の特徴を
表わす、輪郭線が良く用いられている。
この線分の重なり具合をパラメータとして、左
右の画像間でパターンマツチングを行つて物体の
対応点を検出する方法が考えられる。
右の画像間でパターンマツチングを行つて物体の
対応点を検出する方法が考えられる。
（発明が解決しようとする問題点）
ステレオ画像から画像処理手法を用いた物体の
対応点検出手法は、物体の濃度値が一定とは限ら
ないために、輪郭線が止切れてしまう。
対応点検出手法は、物体の濃度値が一定とは限ら
ないために、輪郭線が止切れてしまう。
このため左右画像間のパターンマツチングが行
えないため対応点検出ができない。
えないため対応点検出ができない。
本発明の目的は、観測者の眼球の動きから対応
点を検出して対応点までの距離を検出することが
できるステレオ画像を用いた距離計測装置を提供
することにある。
点を検出して対応点までの距離を検出することが
できるステレオ画像を用いた距離計測装置を提供
することにある。
（問題点を解決するための手段）
前記目的を達成するために、本発明によるステ
レオ画像を用いた距離計測装置は、既知の条件で
撮像された１対のステレオ画像と、観察者が前記
１対のステレオ画像を立体視するための立体視鏡
と、観察者が前記立体視鏡を介して立体視してい
るときの眼を撮像する撮像装置と、前記撮像デー
タから検出された左右の眼の注目点座標を演算す
る視点検出部と、前記注目点座標と前記既知の条
件から注目点の距離を求める演算装置と、演算結
果を出力または記録する装置から構成されてい
る。
レオ画像を用いた距離計測装置は、既知の条件で
撮像された１対のステレオ画像と、観察者が前記
１対のステレオ画像を立体視するための立体視鏡
と、観察者が前記立体視鏡を介して立体視してい
るときの眼を撮像する撮像装置と、前記撮像デー
タから検出された左右の眼の注目点座標を演算す
る視点検出部と、前記注目点座標と前記既知の条
件から注目点の距離を求める演算装置と、演算結
果を出力または記録する装置から構成されてい
る。
前記演算結果を出力または記録する装置として
座標に対応した位置に距離データを記録する距離
画像メモリに記録することができる。
座標に対応した位置に距離データを記録する距離
画像メモリに記録することができる。
（実施例）
以下図面等を参照して本発明をさらに詳しく説
明する。
明する。
第１図は、本発明によるステレオ画像を用いた
距離計測装置の実施例を示すブロツク図である。
第２図は、前記装置の第１および第２の光学系の
実施例を示す断面図である。
距離計測装置の実施例を示すブロツク図である。
第２図は、前記装置の第１および第２の光学系の
実施例を示す断面図である。
等しい焦点距離ｆをもち、一定の基線長Ｌ離れ
て配置された２台のテレビジヨンカメラ２２Ｌ，
２２Ｒで撮像されたステレオ像をそれぞれ、画像
メモリ２０Ｌおよび２２０Ｒに記録し、これをテ
レビジヨンモニタ左１Ｌおよび右１Ｒに再生す
る。この再生像を観測者３が第１の光学系２（立
体視鏡）を介して観察する。
て配置された２台のテレビジヨンカメラ２２Ｌ，
２２Ｒで撮像されたステレオ像をそれぞれ、画像
メモリ２０Ｌおよび２２０Ｒに記録し、これをテ
レビジヨンモニタ左１Ｌおよび右１Ｒに再生す
る。この再生像を観測者３が第１の光学系２（立
体視鏡）を介して観察する。
第１の光学系２（立体視鏡）は観測者３の左眼
３ａが前記テレビジヨンモニタ左１Ｌ、右眼３ｂ
が前記テレビジヨンモニタ右１Ｒを観察するよう
にしたものであり、観察者３に立体視覚を与え
る。観察者３は立体視覚を得るように目を調整す
る。
３ａが前記テレビジヨンモニタ左１Ｌ、右眼３ｂ
が前記テレビジヨンモニタ右１Ｒを観察するよう
にしたものであり、観察者３に立体視覚を与え
る。観察者３は立体視覚を得るように目を調整す
る。
観察者の視点位置は、目の画像をテレビジヨン
カメラで撮像し、瞳孔の中心を検出することによ
つて、物体のどこを見ているかという視点位置を
求めることができる。
カメラで撮像し、瞳孔の中心を検出することによ
つて、物体のどこを見ているかという視点位置を
求めることができる。
第２図は、第１および第２の光学系の実施例を
示す断面図である。
示す断面図である。
観察者３が第１の光学系２（立体視鏡）でどこ
を見ているかを検出するために第２の光学系６
Ｌ，６Ｒを介してテレビジヨンカメラ７Ｌ，７Ｒ
で目を撮像する。
を見ているかを検出するために第２の光学系６
Ｌ，６Ｒを介してテレビジヨンカメラ７Ｌ，７Ｒ
で目を撮像する。
瞳孔部３０のテレビジヨン画像は第３図に示す
ように虹彩部３１よりもコントラストが底いた
め、瞳孔部３０と虹彩部３１とが区別できるよう
に閾値を設け、瞳孔部３０だけを２値化して抽出
出力する。
ように虹彩部３１よりもコントラストが底いた
め、瞳孔部３０と虹彩部３１とが区別できるよう
に閾値を設け、瞳孔部３０だけを２値化して抽出
出力する。
視点検出部８Ｌ，８Ｒは、瞳孔が円形であるこ
とからこの円の中心座標を求める。
とからこの円の中心座標を求める。
そしてこの中心座標をステレオ画像の座標に変
換し、注目点座標とする。
換し、注目点座標とする。
第４図に示すように、点Ｐを立体撮像した場合
左の画像には、点PLの位置に、右側の画像には
点PRとして写る。
左の画像には、点PLの位置に、右側の画像には
点PRとして写る。
観察者３は、このようにして撮像した左画像内
で左眼で点PL、右画像内で右眼で点PRを注目す
ることによつて点Ｐの位置に物体があると認知す
る。
で左眼で点PL、右画像内で右眼で点PRを注目す
ることによつて点Ｐの位置に物体があると認知す
る。
この点PR（xr）と点PL（xl）は前述した視点検
出部８Ｌ，８Ｒによつて求められる。
出部８Ｌ，８Ｒによつて求められる。
ここで両画像の視差ｄ（＝xl−xr）は、視点検
出部８Ｌ，８Ｒの出力から、減算器１０により求
められる。
出部８Ｌ，８Ｒの出力から、減算器１０により求
められる。
ステレオ画像形成のための基礎となる量Ｌ（＝
基線長）と撮像レンズの焦点距離（＝ｆ）が乗算
器１６に入力されている。
基線長）と撮像レンズの焦点距離（＝ｆ）が乗算
器１６に入力されている。
求める距離Ｚ＝ｆ・Ｌ／（xl−xr）は、除算器
１２により求められる。
１２により求められる。
このようにして、人がステレオ画像を見て、計
測したい部分に視線を向けることによつて、左右
画像間で対応した注目座標が求められ、さらに、
その距離データが演算によつて求められる。
測したい部分に視線を向けることによつて、左右
画像間で対応した注目座標が求められ、さらに、
その距離データが演算によつて求められる。
これらの距離データは、CPU１８により、注
目座標に対応した距離画像メモリ１９に記録され
る。
目座標に対応した距離画像メモリ１９に記録され
る。
第５図は、本発明による装置の第２の光学系の
他の実施例を示す略図である。この実施例は、赤
外線発光ダイオード６０等のスポツト光で眼球を
照射し、その反射光の位置をテレビジヨンカメラ
で撮像し、その重心位置を求めることにより注目
点を求めるものである。
他の実施例を示す略図である。この実施例は、赤
外線発光ダイオード６０等のスポツト光で眼球を
照射し、その反射光の位置をテレビジヨンカメラ
で撮像し、その重心位置を求めることにより注目
点を求めるものである。
（発明の効果）
以上詳しく説明したように、本発明によるステ
レオ画像を用いた距離計測装置は、既知の条件で
撮像された１対のステレオ画像と、観察者が前記
１対のステレオ画像を立体視するための立体視鏡
と、観察者が前記立体視鏡を介して立体視してい
るときの眼を撮像する撮像装置と、前記撮像デー
タから検出された左右の眼の注目点座標を演算す
る視点検出部と、前記注目点座標と前記既知の条
件から注目点の距離を求める演算装置とから構成
されている。
レオ画像を用いた距離計測装置は、既知の条件で
撮像された１対のステレオ画像と、観察者が前記
１対のステレオ画像を立体視するための立体視鏡
と、観察者が前記立体視鏡を介して立体視してい
るときの眼を撮像する撮像装置と、前記撮像デー
タから検出された左右の眼の注目点座標を演算す
る視点検出部と、前記注目点座標と前記既知の条
件から注目点の距離を求める演算装置とから構成
されている。
したがつて、注目点までの距離を次々に算出記
録することができる。
録することができる。
求められた座標に対応した位置に距離データを
記録する距離画像メモリに記録して、必要部分の
距離データを記録することができる。
記録する距離画像メモリに記録して、必要部分の
距離データを記録することができる。
観察者が、距離を求めたい点に注目し、視線を
移動することによつて２次元的に移動するそれぞ
れの点の距離が求められ、距離画像メモリに記録
することができる。
移動することによつて２次元的に移動するそれぞ
れの点の距離が求められ、距離画像メモリに記録
することができる。
このようにして、得られた距離画像は、３次元
的情報を持つており、物体の立体再生が可能とな
り、物体の形状などの計測ができ、物体の認識
や、ロボツトの眼として、３次元的シームの解析
に利用される。
的情報を持つており、物体の立体再生が可能とな
り、物体の形状などの計測ができ、物体の認識
や、ロボツトの眼として、３次元的シームの解析
に利用される。
第１図は、本発明によるステレオ画像を用いた
距離計測装置の実施例を示すブロツク図である。
第２図は、前記装置の第１および第２の光学系の
実施例を示す断面図である。第３図は、人間の眼
を撮像した状態を示す図である。第４図は、ステ
レオ画像を用いた距離算出の原理を示す略図であ
る。第５図は、本発明による距離計測装置の第２
の光学系の実施例を示す略図である。 １Ｌ（Ｒ）…テレビジヨンモニタ左（または
右）、２Ｌ（Ｒ）…第１の光学系左（または右）、
３…観測者、６Ｌ（Ｒ）…第２の光学系左（また
は右）、７Ｌ（Ｒ）…瞳孔撮影用テレビジヨンカメ
ラ左（または右）、８Ｌ（Ｒ）…視点検出ブロツク
左（または右）、１０…減算器、１２…除算器、
１６…乗算器、１８…CPU（計算機）、１９…距
離画像メモリ、２０Ｌ（Ｒ）…画像メモリ左（ま
たは右）、２２Ｌ（Ｒ）…テレビジヨンカメラ左
（または右）。
距離計測装置の実施例を示すブロツク図である。
第２図は、前記装置の第１および第２の光学系の
実施例を示す断面図である。第３図は、人間の眼
を撮像した状態を示す図である。第４図は、ステ
レオ画像を用いた距離算出の原理を示す略図であ
る。第５図は、本発明による距離計測装置の第２
の光学系の実施例を示す略図である。 １Ｌ（Ｒ）…テレビジヨンモニタ左（または
右）、２Ｌ（Ｒ）…第１の光学系左（または右）、
３…観測者、６Ｌ（Ｒ）…第２の光学系左（また
は右）、７Ｌ（Ｒ）…瞳孔撮影用テレビジヨンカメ
ラ左（または右）、８Ｌ（Ｒ）…視点検出ブロツク
左（または右）、１０…減算器、１２…除算器、
１６…乗算器、１８…CPU（計算機）、１９…距
離画像メモリ、２０Ｌ（Ｒ）…画像メモリ左（ま
たは右）、２２Ｌ（Ｒ）…テレビジヨンカメラ左
（または右）。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 既知の条件で撮像された１対のステレオ画像
と、観察者が前記１対のステレオ画像を立体視す
るための立体視鏡と、観察者が前記立体視鏡を介
して立体視しているときの眼を撮像する撮像装置
と、前記撮像データから検出された左右の眼の注
目点座標を演算する視点検出部と、前記注目点座
標と前記既知の条件から注目点の距離を求める演
算装置と、演算結果を出力または記録する装置か
ら構成したステレオ画像を用いた距離計測装置。 ２ 前記注目点座標と前記既知の条件から注目点
の距離を求める演算装置は、前記視点検出部から
の左画像の点（xl，yl）と右画像の点（xr，yr）
から、視差（xl−xr）を計算するための減算器
と、ステレオ撮像を行つた場合の撮像パラメータ
として焦点距離ｆと視点間距離Ｌとをかける乗算
器と、前記減算器出力を乗算器出力で割算する除
算器からなり、下記の式による対応点までの距離
を算出するものである特許請求の範囲第１項記載
のステレオ画像を用いた距離計測装置。 記 Ｚ＝ｆ・Ｌ／（xl−xr） ただしｆ：焦点距離（撮像系） Ｌ：基線長（視点間距離） 以 上 ３ 前記演算結果を出力または記録する装置は、
距離画像メモリである特許請求の範囲第１項記載
のステレオ画像を用いた距離計測装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16298186A JPS6318213A (ja) | 1986-07-11 | 1986-07-11 | ステレオ画像を用いた距離計測装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16298186A JPS6318213A (ja) | 1986-07-11 | 1986-07-11 | ステレオ画像を用いた距離計測装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6318213A JPS6318213A (ja) | 1988-01-26 |
| JPH0225123B2 true JPH0225123B2 (ja) | 1990-05-31 |
Family
ID=15764946
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP16298186A Granted JPS6318213A (ja) | 1986-07-11 | 1986-07-11 | ステレオ画像を用いた距離計測装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6318213A (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| AUPN003894A0 (en) * | 1994-12-13 | 1995-01-12 | Xenotech Research Pty Ltd | Head tracking system for stereoscopic display apparatus |
| AUPO024696A0 (en) | 1996-06-04 | 1996-06-27 | Xenotech Research Pty Ltd | Video display system |
| PL2552601T3 (pl) | 2010-04-02 | 2015-11-30 | Saint Gobain Pont A Mousson | Instalacja do wykonania wykładziny wewnętrznej elementu kanalizacyjnego i powiązane z nią zastosowanie |
-
1986
- 1986-07-11 JP JP16298186A patent/JPS6318213A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6318213A (ja) | 1988-01-26 |
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| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |