JPH0656288B2 - 球面写像による３次元計測方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔概要〕 立体を構成する線分の３次元空間における位置等の計測
を行う球面写像による３次元計測方法に関し， 線分の距離演算等の立体計測演算を，大容量のＲＯＭを
用いずに装置の小型化を図りつつ高速に行うことを目的
とし， 撮像点を移動させつつ線分を球面投影し更に球面写像し
て複数の線分写像点を抽出し，これら複数の線分写像点
をさらに球面写像して方向写像点を抽出し，これら線分
写像点，方向写像点および撮像点移動方向情報に基づ
き，線分の位置計測を行う３次元計測方法において，方
向写像点を球面の北極点に移動させる座標変換を行う過
程を含み，この座標変換後に線分の位置計測演算を行う
ように構成される。

〔産業上の利用分野〕

本発明は立体を構成する線分の３次元空間における位置
等の計測を行う球面写像による３次元計測方法に関す
る。

例えば原子炉などのように人間が立ち入ることが危険な
場所でロボットに作業を行わせる場合には，その作業の
対象物をロボットのマニピュレータで操作するために，
対象物までの距離や対象物の姿勢等を計測することが必
要となる。かかる計測は高速に，しかも小型の装置で行
えることが必要である。

〔従来の技術〕

かかる立体計測を行うものとしては，ロボット側に設け
られたカメラで対象物の球面投影を行い，撮影像を写像
処理して種々の３次元情報，例えば線分の有無，線分の
方向，線分までの距離等を油出する技術が知られてお
り、例えば特開昭６０−２１８１８３合公報，あるいは
特願昭６１−２５８１４１等に提案されたものがある。

球面写像を用いて３次元空間の線分の位置を計測する方
法が第１１図〜第１８図を参照しつつ以下に説明され
る。まず第１１図に示されるように，線分Ｌを球面上に
球面投影して円弧Ｌ′を得，この円弧Ｌ′上の各点を球
面写像する。すなわち円弧Ｌ′上の各点を中心として大
円（各点を北極とした場合の赤道に相当）を球面上に描
く。この結果，複数の大円が交差する線分写像点Ｓ（以
下，Ｓ点と称する）が得られる。このＳ点の抽出は，直
線の線分Ｌが存在していることを表している。

次に，第１２図に示されるように，カメラの位置を任意
の直線方向Ｖに一定間隔ΔＣずつ移動させ，各移動点で
線分を撮影して上述のＳ点を抽出する。これにより得ら
れた複数のＳ点を更に球面写像して各Ｓ点に対応した大
円を描くと，これら大円の交点として方向写像点ＳＳ
（以下，ＳＳ点と称する）が求まる。このＳＳ点は，球
の中心ＯとＳＳ点を結ぶベクトルの方向が線分Ｌの方向
を表すことになる。

このようにしてカメラを移動させつつ線分Ｌを撮影して
Ｓ点とＳＳ点を抽出してそれらをそれぞれメモリに格納
し，その格納データを後工程で読み出してそのデータに
基づき線分Ｌまでの距離を計算する。

すなわち，第１３図はかかる距離計算を行う距離計測ユ
ニット１を示すブロック図である。図示の如く，距離計
測ユニット１は外積プロセッサ１１とマッピングプロセ
ッサ１２を含み構成されており，外積プロセッサ１１に
はＳ点，ＳＳ点，カメラ移動方向点Ｖ等の各データがそ
れぞれ極座標値で入力される。外積プロセッサ１１はこ
れらのデータに基づき，後述のＢ点を抽出し，これをマ
ッピングセッサ１２に与える。マッピングプロセッサ１
２はこのＢ点に基づき後述のＱ点を抽出する。線分Ｌま
での距離はこのＱ点に基づき計算される。

まず外積プロセッサ１１に入力される入力情報として以
下のものがある。

ＳＳ_ｎ（φ_ss，θ_ss）：線分の方向を表す球面上の
点の集合。ここでｎ＝１〜maxss であり，maxss はＳＳ
点の全点数である。

Ｓf,m(φ_s6，θ_s）：線分を表すフレーム毎（各撮
影点毎）の点の集合。ここでｆ＝１〜maxsframe,m＝１
〜maxss(f)であり，maxframeは撮影を行うフレーム数，
maxs(f)はフレーム(f)におけるＳ点の全数である。

Ｖ（φ_v，θ_v）：カメラの移動方向を表す球面上の
点。

ΔＣ：カメラの移動ピッチ。

η：スケールファクタ。

外積プロセッサ１１における処理手順は以下の通りであ
る。

（１）まず，あるフレームｆについて測定対象の方向Ｓ
Ｓn を取り出し，この方向ＳＳn を持つ線分Ｌf,m を抽
出する。この線分Ｌf,m はＳf,m 点により代表されるの
で，方向ＳＳn を向く線分Ｌf,m を抽出するには，方向
を表すＳＳn 点に直交するＳf,m 点を選択すればよい。
これを図式的に一括して処理するには、第１４図に示さ
れるように，ＳＳ点を中心に大円Ｌ^２を描き，この大円
上のＳ点のみを抽出する操作を行うことによる。

（２）次に第１５図に示されるように，上述のようにし
て求めた線分Ｌf,m へ球の原点Ｏから垂直線を降ろし，
その足の交点Ｐf,m の球面上への射影点ＳHf,m(φs,θ
s)を求める。この垂線の足Ｐの球面投影点を求めるには
ＳＳ点と当該線分対応のＳ点を外積することによる。Ｓ
Ｓ点とＳ点は直交しているので，ＳＨ点はこの両者に垂
直な球面上の点になる。

（３）入力されたカメラ移動方向Ｖ，移動ピッチΔＣ，
スケールファクタηおよびＳＳn 点に基づきカメラの球
面上における位置τf(φt,θt)を算出する。すなわち，
第１６図に示されるように，カメラの初期位置Ｃ_０を原
点ＯとＳＳ点を結ぶ線上の原点０からηΔＣの距離の点
に設定し，そこからＶ方向にΔＣずつ増分してカメラ位
置Ｃ_１，Ｃ_２……を定める。ＳＳ点とＶ点および原点０
を含む平面を考え，ＳＳ点ベクトルと垂直なベクトルの
交点をＶ′点とする。こうするとＶ′点はＶ点を，ＳＳ
点で球に接する平面に投影した点となる。カメラの位置
Ｃ_０，Ｃ_１，Ｃ_２……のＶ′方向成分Ｃ_０′，Ｃ_１′，
Ｃ_２′……を球面上に撮影した点τ_０，τ_１，τ_２……
が球面上におけるカメラ位置である。

（４）次に，撮影点ＳＨf.m と位置τf の２点を通る大
円を求め，その大円の極Ｂf.m(φb,θb)を求める。これ
には，第１７図に示されるように，ＳＨ点とτ点を外積
し，結果を球面上に射影する。

（５）次に，上記処理（４）で求められた極Ｂをマッピ
ングプロセッサ１２に入力し，マッピングプロセッサ１
２により極Ｂf.m を極とする大円を描く。この（１）〜
（５）の操作を全フレームについて繰り返すと，第１８
図に示されるように，Ｂ点を極とする複数の大円の交点
Ｑが求まる。このＱ点と位置τ_０間の距離が線分Ｌ_０ま
での距離に対応することになり，よってこの交点Ｑを求
めることによって線分Ｌまでの距離を計算することがで
きる。

〔発明が解決しようとする課題〕

上述したように，線分までの距離を計算するには，ＳＳ
点に直交するＳ点を抽出する操作，ＳＳ点とＳ点を外積
してＳＨ点の座標を求める操作，カメラ位置を示すτ点
を求める操作等が必要となる。

ＳＳ点に直交するＳ点を抽出するにはＳＳ点を極として
大円を描く演算が必要となるが，この演算を遂次行うと
非常に時間がかかり，処理速度の高速化を図れない。そ
こで処理の高速化のためにＲＯＭを搭載することも考え
られるが，この場合，球面上の全ての座標点に対応させ
て大円の座標をＲＯＭに格納することが必要となり，大
容量のＲＯＭが必要となる。しかしながら単に線分を抽
出するためだけの目的に大容量のＲＯＭを搭載すること
は効率的でない。またＳＳ点とＳ点を外積する演算も，
乗算を含む演算であるため処理が複雑であり，処理時間
が長い。これらをＲＯＭで行う場合には上述同様，大容
量のＲＯＭが必要となる。

したがって本発明の目的は，線分の距離演算等の立体計
測演算を，大容量のＲＯＭを用いずに装置の小型化を図
りつつ高速に行うことができる３次元計測方法を提供す
ることにある。

〔課題を解決する手段〕

第１図は本発明に係る原理説明図である。本発明に係る
球面写像による３次元計測方法は，撮像点を移動させつ
つ線分を球面投影し，更に球面写像して複数の線分写像
点Ｓを抽出し，これら複数の線分写像点Ｓをさらに球面
写像して方向写像点ＳＳを抽出し，これら線分写像点
Ｓ，方向写像点ＳＳを抽出し，これら線分写像点Ｓ，方
向写像点ＳＳおよび撮像点移動方向Ｖ情報に基づき，線
分の位置計測を行う３次元計測方法において，方向写像
点ＳＳを球面の北極点Ｎに移動させる座標変換を行う過
程を含み，座標変換後に線分の位置計測演算を行うよう
に構成されたことを特徴とする。

座標変換する過程は撮像点移動方向Ｖが経度０の経線上
を向くように座標変換する過程を更に含むこともでき
る。

〔作用〕

方向写像点ＳＳが北極に，撮影移動方向Ｖが経度０の経
線上にくる座標変換を線分距離演算の前処理として置
く。この前処理を置くと，前処理時間が増加することに
なるが，以後の距離演算が簡単となって実行時間がそれ
以上に短縮されるので，全体として演算処理時間が短縮
されることになる。

すなわち，方向写像点ＳＳ方向を向く線分の抽出は赤道
上にある線分写像点Ｓのみを抽出することにより行える
ので，処理が簡単である。

また距離演算に必要な射影点ＳＨ（ＳＳ点とＳ点に垂直
な点）の演算は，赤道上にある線分写像点Ｓの経度をπ
／２だけ加減算する処理でよく，従来のような乗算処理
（外積を求める処理）が不要となるから高速処理が可能
となる。

〔実施例〕

以下，図面を参照しつつ本発明に係る一実施例としての
３次元計測方法を説明する。この３次元計測の手順は以
下の通りである。

（１） まず距離を測定する線分Ｌの方向ＳＳnを選択
する。

（２） 次に，あるフレームｆについて，抽出された線
分の方向を表すＳＳn 点を北極（０，０，１）に，また
カメラの移動方向Ｖが経度０の経線上にくるように，各
線分のＳf,m 点を座標変換する。以下，この座標変換の
手順について説明する。

線分距離計測ユニット１における球面上の座標表現法は
緯度−経度座標を用いる。この座標系では，極を中心と
した回転は経度の加減算で実現可能であり，処理が容易
である。本発明ではこの特性を活かして，ＳＳ点を極
に，τ点を経度０に移動させる座標変換を簡単なプロセ
スで行う。

ここで，（緯度，経度）＝（π／２，０）の位置がデカ
ルト座標で（１，０，０）に，（π／２，π／２）の位
置がデカルト座標で（０，１，０）に，さらに（０，
０）の位置がデカルト座標で（０，０，１）に対応する
座標系をＸ−Ｙ−Ｚ座標系と称することにする。

ｉ) まず，第２図に示されるように，球面上のＳＳ点が
経度０の経線上にくるように回転移動させる。ここで球
の北極Ｎ方向はカメラの光軸方向となっている。この操
作に伴う各Ｓ点，Ｖ点の座標変換は，Ｓ点，Ｖ点の経度
からＳＳ点の経度を差し引くことによる。すなわち， Ｓ（φsi，θsi） →Ｓ（φsi，θsi−θss） Ｖ（φv,θv)→（φv,θv −θss） とする。

ii）次に，Ｘ−Ｙ−Ｚ座標系からＹ−Ｚ−Ｘ座標系に変
換する。すなわち， ＳＳ（φss，０）→ＳＳ′（φss，Θss） Ｓ（φsi，θsi−θss）→Ｓ′（Фsi，Θsi） Ｖ（φv,θv-θss）→Ｓ′（Фv,Θv) とする。

iii）次に，第３図に示されるように，ＳＳ点が元の経
度０の経線を辿って北極位置にくるように，Ｙ−Ｚ−Ｘ
座標系において回転移動を行う。これはii）で座標変換
した各Ｓ点，Ｖ点の経度からＳＳ点の経度を差し引くこ
とによって実現される。

すなわち， Ｓ′（Фsi，Θsi）→Ｓ′（Фsi，Θsi−Θss） Ｖ′（Фv,Θv)→Ｖ′（Фv,Θv −Θss） とする。

iv）さらに，Ｙ−Ｚ−Ｘ座標系からＸ−Ｙ−Ｚ座標系に
戻す変換を行う。すなわち， Ｓ′（Фsi，Θsi−Θss）→Ｓ（φsi，θsi） Ｖ′（Фv,Θv −Θss）→Ｖ（φv,θv) とする。

ｖ）最後に，第４図に示されるように，Ｖ点が経度０の
経線上にくるように回転移動を行う。これは各Ｓ点の経
度からＶ点の経度を差し引くことによって実現される。
すなわち， Ｓ（φsi，θsi）→Ｓ（φsi，θsi−θv) とする。

以上の座標変換の際の各点Ｓ，ＳＳ，Ｖの動きを重ねて
示すと，第５図の如くになる。この座標変換の結果，第
１図に示される如く，座標変換後はＳＳ点が北極に，Ｖ
点が経度０の経線上になる。また以上の座標変換の処理
の流れが第６図に示されている。

以上に説明した，方向ＳＳを北極に，Ｖ点を経度０の経
線上に配置する座標変換は２回のＲＯＭアクセス（すな
わちＸ−Ｙ−Ｚ座標系とＹ−Ｚ−Ｘ座標系間の変換）と
３回の加減算（すなわち回転移動）を実行すればよいも
のであるから，その処理時間は短くてすみ，またＲＯＭ
容量も小容量で足りる。

（３） このようにして座標変換を行った後，方向ＳＳ
n を向く線分すなわちＳf,m 点の抽出を行う。方向ＳＳ
の線分のＳ点を抽出することは，方向を表すＳＳ点に直
交するＳ点のみを選択することである。座標変換後はＳ
Ｓ点は北極に位置するものであるから，直交するＳ点を
求めるには赤道上に位置するＳ点のみを選択すればよ
い。この処理はＳ点の緯度データのみを参照して選択す
ればよいのであるから，演算が非常に簡単であり，高速
な処理が可能となる。

（４）移動方向Ｖ，移動ピッチΔＣ，スケールファクタ
ηから球面上におけるカメラ位置τf を算出する。τ点
の算出は，カメラの初期位置を（０，０，τ）にとり，
そこからＶ方向にΔＣずつ増分してカメラ位置Ｃを求め
る。移動方向ＶはＸ−Ｚ平面上にあるので，カメラ位置
もＸ−Ｚ平面上になる。カメラ位置ＣのＺ座標成分をη
で置き換えた点を球面上に投影した点がτ点である。な
おこのτ点を算出する操作は座標変換後はτ点が経度０
の経線上にあるため，処理が容易となる。

（５）線分Ｌf,m へ降ろした垂線の足Ｐf,m の球面上へ
の射影点ＳＨf,m を求める。垂線の足Ｐの射影点ＳＨは
ＳＳ点とＳ点に垂直な点であるから，座標変換後，赤道
上においてＳ点とπ／２離れた点をとるという簡単な演
算で求めることができる。この処理はＲＯＭを使用して
１回のアクセスで実現することができ，処理を高速化で
きる。

（６）演算された写像点ＳＨf,m とτf 点とを通る大円
を求め，その極をＢf,m （φs,θs)とする。大円の極Ｂ
の演算はＳＨ点とτ点を外積し，結果を球面上に射影し
て求める。

本処理（６）もＲＯＭを使用することによって，１回の
ＲＯＭアクセスで実行可能である。搭載するＲＯＭの容
量を検討する。入力はＳ点とτ点であり，出力はＢ点で
ある。Ｓ点は赤道上に位置するので緯度は既知であり，
変数は経度だけである。またτ点はＸ−Ｚ平面上に乗っ
ているので経度は既知であり，変数は緯度だけである。
したがって入力としてはＳ点の経度とτ点の緯度の２デ
ータのみでよいことになる。出力はＢ点の緯度，経度の
２次元である。立体計測サブユニットと分解能を統一す
ると，Ｓ点の経度，τ点の緯度ともに例えば１０ビット
程度必要であり，出力も同様に１０ビットずつ必要であ
る。よってＲＯＭは３Ｍバイト程度の容量となり，この
容量は現在の技術で十分実現可能なものである。

（７）大円の極Ｂf,m を極とする大円を描く。

（８）全フレームについて（２）〜（７）の処理を繰り
返す。

（９）この結果描かれた大円群から大円の収束する点Ｑ
を抽出する。

（１０）ＳＳn とＱn との球面上の距離を計測し，これ
を線分までの距離に換算する。

なお，以上に述べた外積処理がブロック図の形式で第７
図に，流れ図の形式で第８図に示される。

上述の本発明の方法を行うための外積プロセッサの構成
例が第９図に示される。この外積プロセッサは二つの主
要部分から構成される。すなわち動作指令をホスト計算
器から受信し，データ処理の流れを制御する実行制御部
と，実際にデータを加工するデータ演算部である。

実行制御部はＣＰＵボード２１，メモリボード２２，Ｒ
ＯＭボード２３，コマンド受信ボード２４，３Ｗインタ
フェースボード２５，マルチバス３１等を含み構成され
ている。この実行制御部はマイクロプロセッサを利用し
ていて汎用性があり，自由度が高い処理装置となってい
る。主なデータ処理は速度が遅いながらも実行制御部で
実行可能なため，データ演算部が故障した場合の補助処
理装置としても使用することができる。マイクロプロセ
ッサは１６ビットのものを使用しており、緯度のみの演
算，あるいは，経度のみ，輝度のみの演算を実行する処
理も相当する。

データ演算部は，演算処理を実行するレジスタ演算部２
６，ＲＯＭを実装している２次元ＲＯＭボード２７，デ
ータウェイとのデータ転送を行うデータウェイインタフ
ェースボード２８，２９，実行制御部との通信を担当し
ているマルチバスインタフェースボード３０，３Ｗバス
等を含み構成されている。このデータ演算部は４８ビッ
トバス３２を用いて３組の１６ビットデータ（緯度，経
度，輝度）を同時に演算可能な構成となっている。

このデータ演算部では，データ処理を高速に反復して実
行するために以下のような高速演算実行方式を採用して
いる。すなわち，実行制御部のマイクロプロセッサがイ
ンタフェースボード２５，３０を介してデータ演算部に
アドレスを指定してリード指令を発すると，データ演算
部のアドレス指定されたボードが３Ｗバス３２に自己の
保持する４８ビットデータを送出する。このとき同時に
他のボードがバス３２上のデータを取り込み，このデー
タに対してそれぞれのボードに割り当てられた特有の処
理を実行する。例えば、２次元ＲＯＭボード２７はバス
上のデータをＲＯＭに与えて変換を行い，結果をレジス
タにラッチする。この方式では次のリード指令が発され
るサイクルでは既にＲＯＭのアクセスが終了しており，
結果がレジスタに用意されていることになる。こうして
次のサイクルのリード指令によって即時に結果を出力す
ることができる。このようにデータ演算部では，リード
指令により全ボードが一斉に単位処理を実行するので，
リード指令を連続して発行することで高速な演算処理が
可能となる。

この外積プロセッサは例えば第１０図に示されるような
手順に従って演算処理を実行し，それにより前述の本発
明の方法を行うものである。

各ボードの機能は以下の通りである。

ＣＰＵボード２１は外積プロセッサ全体の制御と１６ビ
ットのスカラー演算を行う。演算の高速化のためＣＰＵ
としてマイクロプロセッサと演算用コプロセッサを搭載
している。ホスト計算機から送信された動作指令を受
信，解釈し，指令に合った動作シーケンスを発生する。
シーケンスに従って演算処理を行ったり，他のボードに
指令を送って動作を起こさせるなどの制御機能を有す
る。このボード上にはまたファームウェアを格納してお
くＲＯＭが搭載されている。

メモリボード２２は８Ｍバイトの容量のリードライトメ
モリを搭載したマルチバスボードである。ＣＰＵボード
２１とは３２ビット幅の高速データ転送バスによって接
続され，ＣＰＵボード上のマイクロプロセッサから高速
なデータアクセスが可能である ＲＯＭボード２３は１Ｍバイトの容量のリードオンメモ
リを搭載したマルチバスボードである。ＣＰＵボード２
１とは３２ビット幅の高速データ転送バスによって接続
され，高速なデータアクセスが可能となっている。この
ボードには三角関数あるいはカメラ位置換算表などの１
次元の表が格納されており，必要に応じてＣＰＵボード
上のマイクロプロセッサがアクセスを行う。

コマンド受信ボード２４は８ビットパラレル入出力の機
能を有するマルチバスボードである。ホスト計算機とコ
マンド線で接続されており，動作指令を受信し，また動
作終了時にはステータスを送信する。

３Ｗインタフェースボード２５は３Ｗバス部とデータ転
送を行うマルチボードである。マルチバス部分とのハン
ドシェイクと，マルチバス部と３Ｗバス部の接続ケーブ
ル３３のドライブを行う。

マルチバスインタフェースボード３０は実行制御部との
データ転送を制御する３Ｗボードである。実行制御部か
らの動作制御コマンドをデータ演算部の各ボードに伝え
る機能を有する。また実行制御部の１６ビット単位のデ
ータを３ワード受信し，データ演算部の４８ビットデー
タに変換する。４８ビットのデータを１６ビット単位で
書き換えることも可能である。またデータ演算部の４８
ビットデータを１６ビット単位で読み出して実行制御部
に転送する機能を備えている。

２次元ＲＯＭボード２７は３Ｍバイトのリードオンリメ
モリを搭載した３Ｗメモリである。データの変換用のテ
ーブルが格納されている。４８ビットデータのうち，緯
度を表すデータの下１０ビットの経度を表すデータの下
１０ビットの合計２０ビットを入力とし，変換結果を緯
度，経度それぞれ１６ビットデータとして出力するよう
になっている。

レジスタ演算ボード２６は４８ビットベクトルデータの
一時記憶と高速演算を行う３Ｗボードである。３２ｋワ
ードの容量のＲＡＭと高速演算器を備える。演算器は１
６ビット処理用のＡＬＵを３個搭載しており，１６ビッ
ト単位で演算を実行する。この演算器により，加減算，
ビット処理，シフト，定数のセット等の処理が可能であ
る。演算回路はバーバードアーキテクチャを採用してい
るため，１サイクル毎に処理を実行することが可能であ
る。ＲＡＭはランダムアクセスの他，ポインタレジスタ
によるシーケンシャルアクセスが可能な構成となってい
る。このポインタレジスタを自動インクリメントさせる
機能を使用してＦＩＦＯ的に使用形態も可能である。こ
のため，同じ命令列を反復実行させて多数のデータを順
次に高速処理することが可能となっている。

データウェイインタフェースボード２９，３０はホスト
計算機や他の装置とのデータの交信を行う３Ｗボードで
ある。このボードはＣＰＵの制御下で１ワードずつの転
送を行う他に，データウェイ上に送られてくる一連のデ
ータ列を自動的にハンドシェイクしながら連続して内部
バッファに取りん込んだり，内部バッファに格納してあ
る全データを送信するバースト転送機能を有する。この
機能を使用することによってハードウェアによる処理演
算で高速に転送することが可能である。またこの期間中
はマイクロプロセッサは他の仕事をすることも可能であ
る。

本発明の実施にあたっては種々の変形形態が可能であ
る。たとえば外積プロセッサの構成は上述の実施例のも
のに限られるものではなく，従来使用されている種々の
構成の演算回路が使用可能である。

〔発明の効果〕

本発明によれば，線分の距離演算等の立体計測を，大容
量のＲＯＭを用いない小型な装置で，高速に行うことが
できる。

【図面の簡単な説明】 第１図は本発明に係る原理説明図， 第２図は実施例におけるＳＳ点の経度方向の回転を説明
する図， 第３図は実施例におけるＳＳ点の緯度方向の回転を説明
する図， 第４図は実施例におけるＶ点の経度方向の回転を説明す
る図， 第５図は実施例における座標変換の経路を説明する図， 第６図は座標変換の処理の流れをブロック図的に説明す
る図， 第７図は外積プロセッサの処理の流れをブロック図的に
説明する図， 第８図は外積処理の手順を示す流れ図， 第９図は外積プロセッサの１構成例を示すブロック図， 第１０図は第９図の外積プロセッサによる処理手順を示
す流れ図， 第１１図は従来のＳ点を抽出方法を説明する図， 第１２図は従来のＳＳ点の抽出方法を説明する図， 第１３図は距離計測ユニットの構成例を示すブロック
図， 第１４図は方向ＳＳに向く線分の抽出方法を説明する
図， 第１５図は射影点ＳＨの決定方法を説明する図， 第１６図はカメラ移動点τの決定方法を説明する図， 第１７図は大円の極Ｂの演算方法を説明する図，およ
び， 第１８図は球面写像による線分までの距離の計測方法を
説明する図である。 図において， Ｓ……線分写像点 ＳＳ……方向写像点 Ｖ……カメラ移動方法 ＳＨ……射影点 τ……球面上のカメラ移動点 Ｌ……線分 １……距離計測ユニット １１……外積プロセッサ １２……マッピングプロセッサ

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】撮像点を移動させつつ線分を球面投影し，
   更に球面写像して複数の線分写像点（Ｓ）を抽出し， これら複数の線分写像点（Ｓ）をさらに球面写像して方
   向写像点（ＳＳ）を抽出し， これら線分写像点（Ｓ），方向写像点（ＳＳ）および撮
   像点移動方向（Ｖ）情報に基づき，線分の位置計測を行
   う３次元計測方法において， 該方向写像点（ＳＳ）を球面の北極点に移動させる座標
   変換を行う過程を含み， 該座標変換後に線分の位置計測演算を行うように構成さ
   れたことを特徴とする球面写像による３次元計測方法。
2. 【請求項２】該座標変換する過程は該撮像点移動方向
   （Ｖ）が経度０の経線上に配置されるように座標変換す
   る過程を更に含む請求項１記載の球面写像による３次元
   計測方法。