JPH0599622A - カメラの回転機構を利用したキヤリブレーシヨン装置 - Google Patents
カメラの回転機構を利用したキヤリブレーシヨン装置Info
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- JPH0599622A JPH0599622A JP25760691A JP25760691A JPH0599622A JP H0599622 A JPH0599622 A JP H0599622A JP 25760691 A JP25760691 A JP 25760691A JP 25760691 A JP25760691 A JP 25760691A JP H0599622 A JPH0599622 A JP H0599622A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 この発明は専用の測定用物体を用いることな
く、カメラのキャリブレーションを行なうことのできる
ようなカメラの回転機構を利用したキャリブレーション
装置を提供することを主要な特徴とする。 【構成】 カメラ系１で画像を撮像し、その撮像出力に
応じて角検出部１１が画像の角を検出し、その角が画像
原点に撮像されるように回転部３によってカメラ系１を
回転させる。角を画像原点に撮像しているときのカメラ
系１の画像出力に応じて角を構成する３本の稜線を稜線
検出部１２で検出し、参照点検出部１３によって位置座
標値が既知の点を検出する。回転後回転角検出部１４は
３本の稜線の傾きからカメラの回転角を算出し、算出さ
れた回転後カメラ回転角と既知の点の座標値とに基づい
て、回転後平行移動量算出部１５によってカメラ平行移
動量が算出される。回転後回転角平行移動量と最初の画
像から角を原点に撮像するまでのカメラの回転量に応じ
て、回転前回転角平行移動量計算部１６によってカメラ
の回転前回転角と平行移動量が算出される。
く、カメラのキャリブレーションを行なうことのできる
ようなカメラの回転機構を利用したキャリブレーション
装置を提供することを主要な特徴とする。 【構成】 カメラ系１で画像を撮像し、その撮像出力に
応じて角検出部１１が画像の角を検出し、その角が画像
原点に撮像されるように回転部３によってカメラ系１を
回転させる。角を画像原点に撮像しているときのカメラ
系１の画像出力に応じて角を構成する３本の稜線を稜線
検出部１２で検出し、参照点検出部１３によって位置座
標値が既知の点を検出する。回転後回転角検出部１４は
３本の稜線の傾きからカメラの回転角を算出し、算出さ
れた回転後カメラ回転角と既知の点の座標値とに基づい
て、回転後平行移動量算出部１５によってカメラ平行移
動量が算出される。回転後回転角平行移動量と最初の画
像から角を原点に撮像するまでのカメラの回転量に応じ
て、回転前回転角平行移動量計算部１６によってカメラ
の回転前回転角と平行移動量が算出される。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】 この発明はカメラの回転機構を
利用したキャリブレーション装置に関し、特に、産業用
ロボットや移動ロボットなどに搭載されているカメラの
位置や姿勢をキャリブレーションするようなカメラの回
転機構を利用したキャリブレーション装置に関する。
利用したキャリブレーション装置に関し、特に、産業用
ロボットや移動ロボットなどに搭載されているカメラの
位置や姿勢をキャリブレーションするようなカメラの回
転機構を利用したキャリブレーション装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】産業ロボットや移動ロボットには、それ
ぞれ自身の置かれた環境を理解するためにカメラが搭載
されており、搭載されたカメラで情景を撮像し、その出
力を画像処理して情景の中の物体の位置や姿勢を検出し
ている。このとき、カメラ自身の位置，姿勢が既知でな
ければならず、カメラ自身のキャリブレーションを前も
って行なわなければならない。
ぞれ自身の置かれた環境を理解するためにカメラが搭載
されており、搭載されたカメラで情景を撮像し、その出
力を画像処理して情景の中の物体の位置や姿勢を検出し
ている。このとき、カメラ自身の位置，姿勢が既知でな
ければならず、カメラ自身のキャリブレーションを前も
って行なわなければならない。
【０００３】ところで、従来、カメラパラメータを測定
する場合、測定のための専用の物体を使用していた。専
用の測定物体上には３軸方向に平行線がそれぞれ複数本
描かれ、これらの平行線の画像上での交点を利用してカ
メラキャリブレーションを行なっていた。
する場合、測定のための専用の物体を使用していた。専
用の測定物体上には３軸方向に平行線がそれぞれ複数本
描かれ、これらの平行線の画像上での交点を利用してカ
メラキャリブレーションを行なっていた。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】このため、移動ロボッ
トでは、測定用の物体を持込み、理解しようとする環境
の中に測定用物体を設置しなければならない。しかしな
がら、このような方式は現実的ではなく、情景によって
は物体が密集しているため、測定用物体を設置すること
が難しい場合があるという問題点があった。
トでは、測定用の物体を持込み、理解しようとする環境
の中に測定用物体を設置しなければならない。しかしな
がら、このような方式は現実的ではなく、情景によって
は物体が密集しているため、測定用物体を設置すること
が難しい場合があるという問題点があった。
【０００５】それゆえに、この発明の主たる目的は、ロ
ボットが置かれている環境の情景画像から搭載されてい
るカメラの位置や姿勢を算出する、カメラの回転機構を
利用したキャリブレーション装置を提供することであ
る。
ボットが置かれている環境の情景画像から搭載されてい
るカメラの位置や姿勢を算出する、カメラの回転機構を
利用したキャリブレーション装置を提供することであ
る。
【０００６】
【課題を解決するための手段】この発明はカメラの回転
機構を利用したキャリブレーション装置であって、画像
を撮像するカメラを含み、カメラを２軸まわりに回転さ
せるとともにその回転量を出力するカメラ系と、カメラ
系の画像出力に応じて建物の角，稜線を検出するととも
に、空間位置座標値が既知の点を抽出する画像処理手段
と、画像処理手段によって検出された画像を画像原点に
移動するためにカメラを回転させるための制御手段と、
カメラ系の画像出力に応じて、カメラが角を原点に撮像
しているときのカメラ回転角とカメラ平行移動量とを算
出する第１の算出手段と、算出されたカメラ回転角およ
びカメラ平行移動量と角を画像原点に撮像するまでのカ
メラ回転量とから回転前のカメラ回転角および平行移動
量を算出する第２の算出手段を備えて構成される。
機構を利用したキャリブレーション装置であって、画像
を撮像するカメラを含み、カメラを２軸まわりに回転さ
せるとともにその回転量を出力するカメラ系と、カメラ
系の画像出力に応じて建物の角，稜線を検出するととも
に、空間位置座標値が既知の点を抽出する画像処理手段
と、画像処理手段によって検出された画像を画像原点に
移動するためにカメラを回転させるための制御手段と、
カメラ系の画像出力に応じて、カメラが角を原点に撮像
しているときのカメラ回転角とカメラ平行移動量とを算
出する第１の算出手段と、算出されたカメラ回転角およ
びカメラ平行移動量と角を画像原点に撮像するまでのカ
メラ回転量とから回転前のカメラ回転角および平行移動
量を算出する第２の算出手段を備えて構成される。
【０００７】
【作用】この発明は専用の測定用物体を使用することな
く、２軸まわりに回転できる機構を有するカメラ系を使
用し、角が画像原点に撮像されるようにカメラを回転
し、そのときのカメラキャリブレーションからカメラを
回転させる以前のキャリブレーションを計算によって行
なう。
く、２軸まわりに回転できる機構を有するカメラ系を使
用し、角が画像原点に撮像されるようにカメラを回転
し、そのときのカメラキャリブレーションからカメラを
回転させる以前のキャリブレーションを計算によって行
なう。
【０００８】
【実施例】図１はこの発明の一実施例の概略ブロック図
である。図１を参照して、カメラ系１は画像を撮像する
撮像部２と、撮像部２を回転させるための回転部３とを
含み、画像処理部１０は角検出部１１と稜線検出部１２
と参照点検出部１３とを含み、計算部１７は回転後回転
角算出部１４と回転後平行移動量算出部１５と回転前回
転角平行移動量計算部１６とを含む。
である。図１を参照して、カメラ系１は画像を撮像する
撮像部２と、撮像部２を回転させるための回転部３とを
含み、画像処理部１０は角検出部１１と稜線検出部１２
と参照点検出部１３とを含み、計算部１７は回転後回転
角算出部１４と回転後平行移動量算出部１５と回転前回
転角平行移動量計算部１６とを含む。
【０００９】カメラ系１の撮像部２の撮像出力は角検出
部１１に与えられる。角検出部１１は撮像出力から建物
の角を検出し、その検出出力を制御部３０に与える。制
御部３０は検出された角が画像の原点に近付けるように
カメラ系１の回転部３を回転させる。撮像部２から出力
された回転前の画像信号は参照点検出部１３に与えら
れ、回転後に撮像部２から出力された画像信号は稜線検
出部１２と参照点検出部１３とに与えられる。稜線検出
部１２は建物の角を構成する３本の稜線を検出し、検出
された情報は回転後回転角算出部１４に与えられる。
部１１に与えられる。角検出部１１は撮像出力から建物
の角を検出し、その検出出力を制御部３０に与える。制
御部３０は検出された角が画像の原点に近付けるように
カメラ系１の回転部３を回転させる。撮像部２から出力
された回転前の画像信号は参照点検出部１３に与えら
れ、回転後に撮像部２から出力された画像信号は稜線検
出部１２と参照点検出部１３とに与えられる。稜線検出
部１２は建物の角を構成する３本の稜線を検出し、検出
された情報は回転後回転角算出部１４に与えられる。
【００１０】回転後回転角算出部１４は３本の稜線の傾
きから回転後のカメラの回転角を算出する。参照点検出
部１３は回転前画像と回転後画像のそれぞれの情報に応
答して、参照点の位置座標を検出し、回転後平行移動量
算出部１５と回転前回転角平行移動量計算部１６とに与
える。回転後平行移動量算出部１５は角を原点に撮像し
ているときの平行移動量を算出する。回転前回転角平行
移動量計算部１６は回転後回転角算出部１４で算出され
た回転後回転角と、回転後平行移動量算出部１５で算出
された平行移動量と、最初の画像から角を原点に撮像す
るまでのカメラ系１の回転量に応じて、カメラ系１の回
転前回転角と平行移動量とを算出して出力する。
きから回転後のカメラの回転角を算出する。参照点検出
部１３は回転前画像と回転後画像のそれぞれの情報に応
答して、参照点の位置座標を検出し、回転後平行移動量
算出部１５と回転前回転角平行移動量計算部１６とに与
える。回転後平行移動量算出部１５は角を原点に撮像し
ているときの平行移動量を算出する。回転前回転角平行
移動量計算部１６は回転後回転角算出部１４で算出され
た回転後回転角と、回転後平行移動量算出部１５で算出
された平行移動量と、最初の画像から角を原点に撮像す
るまでのカメラ系１の回転量に応じて、カメラ系１の回
転前回転角と平行移動量とを算出して出力する。
【００１１】次に、角を原点に撮像させるための制御動
作について説明する。角検出部１１は撮像部２の画像出
力に応じて角が原点よりも左（右）に存在することを検
出すると、その検出信号を制御部３０に与える。応じ
て、制御部３０は回転部３に制御信号を与え、カメラ系
１を適当な角度だけ左（右）に回転する。次の画像で角
がまだ原点の左（右）に存在すれば、角が原点より右
（左）に来るまで繰返し制御が行なわれる。角が原点の
右（左）に来ると、先程の角度よりも小さい角度で反対
側に回転される。この操作が繰返されることによって、
角が原点を通る軸上に来る。次に、カメラ系１の煽り
（上下）についても同様の操作を繰返すことによって、
角を原点に撮像させることができる。
作について説明する。角検出部１１は撮像部２の画像出
力に応じて角が原点よりも左（右）に存在することを検
出すると、その検出信号を制御部３０に与える。応じ
て、制御部３０は回転部３に制御信号を与え、カメラ系
１を適当な角度だけ左（右）に回転する。次の画像で角
がまだ原点の左（右）に存在すれば、角が原点より右
（左）に来るまで繰返し制御が行なわれる。角が原点の
右（左）に来ると、先程の角度よりも小さい角度で反対
側に回転される。この操作が繰返されることによって、
角が原点を通る軸上に来る。次に、カメラ系１の煽り
（上下）についても同様の操作を繰返すことによって、
角を原点に撮像させることができる。
【００１２】次に、稜線検出部１２は原点を通る３本の
稜線からの回転角の量を算出する。この原理について
は、Ｔ．Ｅｃｈｉｇｏ，“Ａ ｃａｍｅｒａ ｃａｌｉ
ｂｒａｔｉｏｎ ｔｅｃｈｎｉｑｕｅ ｕｓｉｎｇ ｔ
ｈｒｅｅ ｐａｒａｌｌｅｌｌｉｎｅｓ，”Ｍａｃｈｉ
ｎｅ Ｖｉｓｉｏｎ ａｎｄ Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ
ｓ，３，３，ｐｐ．１５９〜１６７，１９９０に記載さ
れている。
稜線からの回転角の量を算出する。この原理について
は、Ｔ．Ｅｃｈｉｇｏ，“Ａ ｃａｍｅｒａ ｃａｌｉ
ｂｒａｔｉｏｎ ｔｅｃｈｎｉｑｕｅ ｕｓｉｎｇ ｔ
ｈｒｅｅ ｐａｒａｌｌｅｌｌｉｎｅｓ，”Ｍａｃｈｉ
ｎｅ Ｖｉｓｉｏｎ ａｎｄ Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ
ｓ，３，３，ｐｐ．１５９〜１６７，１９９０に記載さ
れている。
【００１３】さらに、既知の２点からの平行移動量が回
転後平行移動量算出部１５によって算出される。その原
理についても上述の文献に記載されている。
転後平行移動量算出部１５によって算出される。その原
理についても上述の文献に記載されている。
【００１４】図２はこの発明の一実施例で用いられる座
標系を示す図であり、図３はカメラ座標系を示す図であ
り、図４はカメラの回転を説明するための図であり、図
５はカメラ系のＹまわりの回転を示す図である。
標系を示す図であり、図３はカメラ座標系を示す図であ
り、図４はカメラの回転を説明するための図であり、図
５はカメラ系のＹまわりの回転を示す図である。
【００１５】まず、この発明の一実施例で用いられる座
標系は、図２に示すように、ワールド座標系ＯW ，
ＸW ，ＹW ，ＺW と、カメラ座標系Ｏ3 ，Ｘ3 ，Ｙ3 ，
Ｚ3 と、第４のカメラ座標系Ｏ4 ，Ｘ4 ，Ｙ4 ，Ｚ
4 と、画像座標系ＯI ＵＶが設定される。
標系は、図２に示すように、ワールド座標系ＯW ，
ＸW ，ＹW ，ＺW と、カメラ座標系Ｏ3 ，Ｘ3 ，Ｙ3 ，
Ｚ3 と、第４のカメラ座標系Ｏ4 ，Ｘ4 ，Ｙ4 ，Ｚ
4 と、画像座標系ＯI ＵＶが設定される。
【００１６】カメラ系１は図３に示すように、ピンホー
ルカメラと見なされ、レンズ中心をカメラ座標系の原点
として画像面は光軸（ＺC 軸）に直交し、前方の焦点距
離ｆの位置に設置されている。光軸と画像面との交点を
画像原点ＯI とし、Ｕ軸とＸ C 軸，Ｖ軸とＹC 軸は平行
とされる。図４に示すように、カメラ系１はシステムに
固定の点（以下、回転中心と呼ぶ）を中心にして、図１
に示した回転部３によってそれぞれ自身の軸方向まわり
に回転できる。回転はすべて軸の正方向から見て時計方
向とされる。
ルカメラと見なされ、レンズ中心をカメラ座標系の原点
として画像面は光軸（ＺC 軸）に直交し、前方の焦点距
離ｆの位置に設置されている。光軸と画像面との交点を
画像原点ＯI とし、Ｕ軸とＸ C 軸，Ｖ軸とＹC 軸は平行
とされる。図４に示すように、カメラ系１はシステムに
固定の点（以下、回転中心と呼ぶ）を中心にして、図１
に示した回転部３によってそれぞれ自身の軸方向まわり
に回転できる。回転はすべて軸の正方向から見て時計方
向とされる。
【００１７】カメラ系１の座標系は図２に示すようにワ
ールド座標系からＴ3 ＝（Ｔx ，Ｔ y ，Ｔz ）平行移動
していて、Ｙ3 軸，Ｘ3 軸，Ｚ3 軸まわりにβ（−π≦
β＜π），α（−π／２≦α≦π／２），γ（−π≦γ
＜π）回転している。このとき、点ＰおよびベクトルＥ
は回転前の最初のカメラ系１の座標系における値
（［Ｐ］，［Ｅ］と表す）と、カメラ系１の位置，姿勢
を知ろうとするワールド座標系における値（（Ｐ）と
（Ｅ）と表す）の間には以下の関係が成立つ。
ールド座標系からＴ3 ＝（Ｔx ，Ｔ y ，Ｔz ）平行移動
していて、Ｙ3 軸，Ｘ3 軸，Ｚ3 軸まわりにβ（−π≦
β＜π），α（−π／２≦α≦π／２），γ（−π≦γ
＜π）回転している。このとき、点ＰおよびベクトルＥ
は回転前の最初のカメラ系１の座標系における値
（［Ｐ］，［Ｅ］と表す）と、カメラ系１の位置，姿勢
を知ろうとするワールド座標系における値（（Ｐ）と
（Ｅ）と表す）の間には以下の関係が成立つ。
【００１８】（Ｐ）＝［Ｐ］Ｒ3WＴ3W…（１） （Ｅ）＝［Ｅ］Ｒ3W…（２） ここで、Ｒ3WとＴ3Wはそれぞれワールド座標系に対する
回転前のカメラ座標系の間の回転と平行移動量を表現す
る行列であり、ワールド座標系の原点と回転前のカメラ
座標系の原点との間のベクトルをＴ3 ＝（Ｔx ，Ｔy ，
Ｔz ）と表すと、Ｔ3Wは以下の行列で表現できる。
回転前のカメラ座標系の間の回転と平行移動量を表現す
る行列であり、ワールド座標系の原点と回転前のカメラ
座標系の原点との間のベクトルをＴ3 ＝（Ｔx ，Ｔy ，
Ｔz ）と表すと、Ｔ3Wは以下の行列で表現できる。
【００１９】
【数１】
【００２０】同様にして、点ＰおよびベクトルＥの回転
後のカメラ座標系における値〔Ｐ〕，〔Ｅ〕と表す）と
ワールド座標系における値との間には以下の関係が成立
つ。
後のカメラ座標系における値〔Ｐ〕，〔Ｅ〕と表す）と
ワールド座標系における値との間には以下の関係が成立
つ。
【００２１】（Ｐ）＝〔Ｐ〕Ｒ4WＴ4W…（３） （Ｅ）＝〔Ｅ〕Ｒ4W…（４） ここで、Ｒ4WとＴ4Wはそれぞれワールド座標系に対する
回転後のカメラ座標系の間の回転と平行移動量を表現す
る行列である。標準座標系の原点と回転後のカメラ座標
系の原点との間のベクトルをＴ4 ＝（Ｔx ´，Ｔw ´，
Ｔz ´）と表すと、Ｔ4Wは以下の行列で表現できる。
回転後のカメラ座標系の間の回転と平行移動量を表現す
る行列である。標準座標系の原点と回転後のカメラ座標
系の原点との間のベクトルをＴ4 ＝（Ｔx ´，Ｔw ´，
Ｔz ´）と表すと、Ｔ4Wは以下の行列で表現できる。
【００２２】
【数２】
【００２３】さらに、点ＰおよびベクトルＥのカメラ回
転前座標系における値と角が画像原点に撮像されている
回転後の座標系における値との間には以下の関係が成立
つ。
転前座標系における値と角が画像原点に撮像されている
回転後の座標系における値との間には以下の関係が成立
つ。
【００２４】［Ｐ］Ｔ34＝〔Ｐ〕Ｔ34Ｒ43 ［Ｅ］＝〔Ｅ〕Ｒ43…（６） ここで、Ｒ43とＴ34はそれぞれカメラ系１の回転量とカ
メラ座標系の原点とカメラ回転中心とのずれ量を表現す
る行列である。カメラの回転中心と、回転前および回転
後のカメラ座標系の原点との間のベクトルをＴ3 ，Ｔ4
とすると、以下の関係が成立つ。
メラ座標系の原点とカメラ回転中心とのずれ量を表現す
る行列である。カメラの回転中心と、回転前および回転
後のカメラ座標系の原点との間のベクトルをＴ3 ，Ｔ4
とすると、以下の関係が成立つ。
【００２５】Ｔ3 ＝Ｔ4 ＋ｔ3 −ｔ4 …（７） ここで、ｔ3 ＝［ｔx ´，ｔy ´，ｔz ´］、ｔ4 ＝
〔ｔx ´，ｔy ´，ｔz´〕である。つまり、図５に示
すように、ｔ3 とｔ4 はそれぞれの座標系では同じ値を
もっている。
〔ｔx ´，ｔy ´，ｔz´〕である。つまり、図５に示
すように、ｔ3 とｔ4 はそれぞれの座標系では同じ値を
もっている。
【００２６】以下において、これらの関係式より、Ｒ3W
とＴ3Wの２つの行列を決定する。前述の第（２）式，第
（４）式および第（６）式より以下の関係が成立つ。
とＴ3Wの２つの行列を決定する。前述の第（２）式，第
（４）式および第（６）式より以下の関係が成立つ。
【００２７】Ｒ3W＝Ｒ43 -1Ｒ4W…（８） ここで、Ｒ43 -1はＲ43の逆行列を表す。すると、Ｒ4Wは
前述の文献の原理により算出され、Ｒ43は測定されたカ
メラの回転量より決定されるのでＲ3Wを計算でき、回転
前のカメラの標準座標系に対する回転角を算出できる。
前述の文献の原理により算出され、Ｒ43は測定されたカ
メラの回転量より決定されるのでＲ3Wを計算でき、回転
前のカメラの標準座標系に対する回転角を算出できる。
【００２８】次に、回転後平行移動量算出部１５は平行
移動量Ｔ3 を算出する。Ｔ4 は既知の２点からの平行移
動量の算出の原理より算出されるので、第（７）式にお
いてｔ3 とｔ4 を標準座標系における値（ｔ3 ）と（ｔ
4 ）とが算出できれば、回転前のカメラの標準座標系に
対する平行移動ベクトルＴ3 が計算できる。第（５）式
を書直すと、 ［Ｐ］＝〔Ｐ〕Ｔ34Ｒ43Ｔ34 -1…（９） 標準座標系での位置座標値が既知の点（以下、参照点と
称する）をＰとすると、（Ｐ）は既知であるため、第
（３）式よりＰのカメラ回転後の位置座標値〔Ｐ〕が計
算できる。この位置ベクトルを〔Ｘ〕，Ｐの回転前の画
像座標値を｛ｕ，ｖ｝と置くと、画像への中心投影変換
より以下の関係がある。
移動量Ｔ3 を算出する。Ｔ4 は既知の２点からの平行移
動量の算出の原理より算出されるので、第（７）式にお
いてｔ3 とｔ4 を標準座標系における値（ｔ3 ）と（ｔ
4 ）とが算出できれば、回転前のカメラの標準座標系に
対する平行移動ベクトルＴ3 が計算できる。第（５）式
を書直すと、 ［Ｐ］＝〔Ｐ〕Ｔ34Ｒ43Ｔ34 -1…（９） 標準座標系での位置座標値が既知の点（以下、参照点と
称する）をＰとすると、（Ｐ）は既知であるため、第
（３）式よりＰのカメラ回転後の位置座標値〔Ｐ〕が計
算できる。この位置ベクトルを〔Ｘ〕，Ｐの回転前の画
像座標値を｛ｕ，ｖ｝と置くと、画像への中心投影変換
より以下の関係がある。
【００２９】 ｕ＝ｆＸC ・ＺC ，ｖ＝ｆＹC ／ＺC …（１０） ここで、ｆは焦点距離，ＸC ，ＹC ，ＺC は以下に示す
式で表され、そこにおけるｒi はＲ43の左上３×３のベ
クトルであり、ｉi は３×３の単位行列Ｉの第ｉ列を要
素とするベクトルである。・はベクトルの内積を表す演
算子である。
式で表され、そこにおけるｒi はＲ43の左上３×３のベ
クトルであり、ｉi は３×３の単位行列Ｉの第ｉ列を要
素とするベクトルである。・はベクトルの内積を表す演
算子である。
【００３０】 ＸC ＝Ｘ・ｒ1 −ｔ3 ・（ｉ1 −ｒ1 ） ＹC ＝Ｘ・ｒ2 −ｔ3 ・（ｉ2 −ｒ2 ）…（１１） ＺC ＝Ｘ・ｒ3 −ｔ3 ・（ｉ3 −ｒ3 ） 第（１０）式の２つの式の比をとると、 ｕ／ｖ＝ＸC ／ＹC …（１２） 第（１２）式において、変数はＸC とＹC の中のｔ3・
（ｉ1 −ｒ1 ）とｔ3 ・（ｉ2 −ｒ2 ）であり、２つの
参照点があれば２つの式が得られるので、２つの変数を
解くことができる。その結果、ＸC とＹC を算出でき
る。
（ｉ1 −ｒ1 ）とｔ3 ・（ｉ2 −ｒ2 ）であり、２つの
参照点があれば２つの式が得られるので、２つの変数を
解くことができる。その結果、ＸC とＹC を算出でき
る。
【００３１】さらに、第（１０）式より、
【００３２】
【数３】
【００３３】上述の第（１３）式において変数はｆとｔ
3 ・（ｉ3 −ｒ3 ）であり、２つの参照点があれば２つ
の式が得られるので、２つの変数を解くことができる。
なお、２つの参照点は第（１２）式を用いたときのもの
でもよい。
3 ・（ｉ3 −ｒ3 ）であり、２つの参照点があれば２つ
の式が得られるので、２つの変数を解くことができる。
なお、２つの参照点は第（１２）式を用いたときのもの
でもよい。
【００３４】すると、 ［ｔ3 ］＝（ａ，ｂ，ｃ，１）（Ｉ−Ｒ43 -1）-1…（１４） より［ｔ3 ］を解くことができ、同じ値の要素をもつ
〔ｔ4 〕も決定する。第（４）式および第（６）式よ
り、 （ｔ4 ）＝〔ｔ4 〕Ｒ4W （ｔ3 ）＝［ｔ3 ］Ｒ43 -1Ｒ4W よって、Ｔ3 が算出できる。
〔ｔ4 〕も決定する。第（４）式および第（６）式よ
り、 （ｔ4 ）＝〔ｔ4 〕Ｒ4W （ｔ3 ）＝［ｔ3 ］Ｒ43 -1Ｒ4W よって、Ｔ3 が算出できる。
【００３５】
【発明の効果】以上のように、この発明によれば、測定
用の専用物体を使用することなく、２軸まわりに回転で
きる機構を備えたカメラ系を使用し、角が画像原点に撮
像されるようにカメラを回転し、そのときのカメラキャ
リブレーションからカメラを回転させる以前のキャリブ
レーションを計算によって行なうことができる。特に、
移動ロボットでは、測定用物体を自分で搬送する必要が
なく、測定用物体が設置できない状況においても、カメ
ラのキャリブレーションを行なうことができる。
用の専用物体を使用することなく、２軸まわりに回転で
きる機構を備えたカメラ系を使用し、角が画像原点に撮
像されるようにカメラを回転し、そのときのカメラキャ
リブレーションからカメラを回転させる以前のキャリブ
レーションを計算によって行なうことができる。特に、
移動ロボットでは、測定用物体を自分で搬送する必要が
なく、測定用物体が設置できない状況においても、カメ
ラのキャリブレーションを行なうことができる。
【図１】この発明の一実施例の概略ブロック図である。
【図２】この発明の一実施例で用いられる座標系を示す
図である。
図である。
【図３】カメラ座標系を示す図である。
【図４】カメラの回転を説明するための図である。
【図５】カメラ系のＹまわりの回転を示す図である。
１ カメラ系 ２ 撮像部 ３ 回転部 １０ 画像処理装置部 １１ 角検出部 １２ 稜線検出部 １３ 参照点検出部 １４ 回転後回転角算出部 １５ 回転後平行移動量算出部 １６ 回転前回転角平行移動量計算部 ３０ 制御部
Claims (1)
- 【請求項１】 画像を撮像するカメラを含み、前記カメ
ラを２軸まわりに回転させるとともに、その回転量を出
力するカメラ系、 前記カメラ系の画像出力に応じて、建物の角，稜線を検
出するとともに、空間位置座標値が既知の点を抽出する
画像処理手段、 前記画像処理手段によって検出された画像を画像原点に
移動するために前記カメラを回転させるための制御手
段、 前記カメラ系の画像出力に応じて、前記カメラが前記角
を原点に撮像しているときにカメラ回転角とカメラ平行
移動量とを算出する第１の算出手段、および前記第１の
算出手段によって算出されたカメラ回転角およびカメラ
平行移動量と、前記角を画像原点に撮像するまでのカメ
ラ回転量とから回転前のカメラ回転角および平行移動量
を算出する第２の算出手段を備えた、カメラの回転機構
を利用したキャリブレーション装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3257606A JPH07111324B2 (ja) | 1991-10-04 | 1991-10-04 | カメラの回転機構を利用したキヤリブレーション装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3257606A JPH07111324B2 (ja) | 1991-10-04 | 1991-10-04 | カメラの回転機構を利用したキヤリブレーション装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0599622A true JPH0599622A (ja) | 1993-04-23 |
| JPH07111324B2 JPH07111324B2 (ja) | 1995-11-29 |
Family
ID=17308606
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3257606A Expired - Fee Related JPH07111324B2 (ja) | 1991-10-04 | 1991-10-04 | カメラの回転機構を利用したキヤリブレーション装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07111324B2 (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0911603A1 (de) * | 1997-10-22 | 1999-04-28 | Enis Ersü | Verfahren zur optischen Bestimmung der Lage eines räumlichen Körpers und Vorrichtung hierzu |
| JP2005241323A (ja) * | 2004-02-25 | 2005-09-08 | Advanced Telecommunication Research Institute International | 撮像システム及び校正方法 |
| JP2007514943A (ja) * | 2003-12-16 | 2007-06-07 | トリンブル イエナ ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツング | 測量器のキャリブレーション |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH01145516A (ja) * | 1987-12-01 | 1989-06-07 | Natl Space Dev Agency Japan<Nasda> | マニピュレータ用距離及び姿勢測定装置 |
-
1991
- 1991-10-04 JP JP3257606A patent/JPH07111324B2/ja not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH01145516A (ja) * | 1987-12-01 | 1989-06-07 | Natl Space Dev Agency Japan<Nasda> | マニピュレータ用距離及び姿勢測定装置 |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| JP4847872B2 (ja) * | 2003-12-16 | 2011-12-28 | トリンブル イエナ ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツング | 測量器のキャリブレーション |
| JP2005241323A (ja) * | 2004-02-25 | 2005-09-08 | Advanced Telecommunication Research Institute International | 撮像システム及び校正方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH07111324B2 (ja) | 1995-11-29 |
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