JPH07287764A - 立体視方法およびその方法が用いられる立体認識装置 - Google Patents
立体視方法およびその方法が用いられる立体認識装置Info
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- JPH07287764A JPH07287764A JP7135893A JP13589395A JPH07287764A JP H07287764 A JPH07287764 A JP H07287764A JP 7135893 A JP7135893 A JP 7135893A JP 13589395 A JP13589395 A JP 13589395A JP H07287764 A JPH07287764 A JP H07287764A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 物体像の誤った対応付けを検知することによ
り、特徴点の三次元座標が大幅に狂うのを防止する。 【構成】 まず３個のテレビカメラ１，２，３により物
体の画像を求め、各画像上の物点像を対応付けする。し
かる後、対応する２個の物点像より同じ物点の三次元座
標として３個の座標データｒ12，ｒ23，ｒ13を各両眼立
体視系Ａ12，Ａ23，Ａ13によりそれぞれ求めた後、これ
ら各座標データｒ12，ｒ23，ｒ13の幾何学的拘束条件に
より対応付けた各物点像の真偽を判定する。
り、特徴点の三次元座標が大幅に狂うのを防止する。 【構成】 まず３個のテレビカメラ１，２，３により物
体の画像を求め、各画像上の物点像を対応付けする。し
かる後、対応する２個の物点像より同じ物点の三次元座
標として３個の座標データｒ12，ｒ23，ｒ13を各両眼立
体視系Ａ12，Ａ23，Ａ13によりそれぞれ求めた後、これ
ら各座標データｒ12，ｒ23，ｒ13の幾何学的拘束条件に
より対応付けた各物点像の真偽を判定する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、複数台の二次元撮像
手段を用いて三次元物体を立体認識する立体視方法およ
びその方法が用いられる立体認識装置に関する。
手段を用いて三次元物体を立体認識する立体視方法およ
びその方法が用いられる立体認識装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】近年、３台のテレビカメラをもって物体
を３方向から観測することにより、物体の角部分の如き
物体を特徴づける点（以下、この物点を「特徴点」とい
う）を抽出して、その三次元座標を求め、物体を立体認
識する方式が提案された（日経メカニカル１９８４年１
月２日号）。この方式は、テレビカメラの画面上にエピ
ポーラライン（epipolar line ）を求め、このライン上
に位置する特徴点の像（以下、「物点像」という）を検
出して、各画面上の物点像の対応付けを行い、然る後特
徴点の三次元座標を算出するものである。
を３方向から観測することにより、物体の角部分の如き
物体を特徴づける点（以下、この物点を「特徴点」とい
う）を抽出して、その三次元座標を求め、物体を立体認
識する方式が提案された（日経メカニカル１９８４年１
月２日号）。この方式は、テレビカメラの画面上にエピ
ポーラライン（epipolar line ）を求め、このライン上
に位置する特徴点の像（以下、「物点像」という）を検
出して、各画面上の物点像の対応付けを行い、然る後特
徴点の三次元座標を算出するものである。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】ところがこの種方式の
場合、前記物点像の対応付け処理過程において、画像上
のノイズ等の影響により、物点像の誤った対応付けを行
うおそれがあり、これにより特徴点の三次元座標が大幅
に狂うなどの問題があった。
場合、前記物点像の対応付け処理過程において、画像上
のノイズ等の影響により、物点像の誤った対応付けを行
うおそれがあり、これにより特徴点の三次元座標が大幅
に狂うなどの問題があった。
【０００４】この発明は、物点像の誤った対応付けを検
知することにより、特徴点の三次元座標が大幅に狂うの
を防止する立体視方法およびその方法が用いられる立体
認識装置を提供することを目的とする。
知することにより、特徴点の三次元座標が大幅に狂うの
を防止する立体視方法およびその方法が用いられる立体
認識装置を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】請求項１の発明にかかる
立体視方法は、少なくとも３台の二次元撮像手段により
物体の画像を求めて、各画像上の物点像を対応付けした
後、対応する２個の物点像より同じ物点の三次元座標を
少なくとも３種類以上求め、これら各三次元座標の幾何
学的拘束条件により対応付けた各物点像の真偽判定を実
行するものである。
立体視方法は、少なくとも３台の二次元撮像手段により
物体の画像を求めて、各画像上の物点像を対応付けした
後、対応する２個の物点像より同じ物点の三次元座標を
少なくとも３種類以上求め、これら各三次元座標の幾何
学的拘束条件により対応付けた各物点像の真偽判定を実
行するものである。
【０００６】請求項２の発明にかかる立体認識装置は、
物体の画像を求める少なくとも３台の二次元撮像手段
と、各二次元撮像手段で求められた物体の画像を取り込
んで立体認識処理を実行する画像処理装置とから成るも
ので、前記画像処理装置は、各二次元撮像手段で求めら
れた各画像上の物点像を対応付けする対応付け手段と、
前記対応付け手段により対応付けされた対応する２個の
物点像より同じ物点の三次元座標を少なくとも３種類以
上求める座標算出手段と、前記座標算出手段で求められ
た各三次元座標の幾何学的拘束条件により前記対応付け
手段で対応付けられた各物点像の真偽判定を実行する真
偽判定手段とを備えて成るものである。
物体の画像を求める少なくとも３台の二次元撮像手段
と、各二次元撮像手段で求められた物体の画像を取り込
んで立体認識処理を実行する画像処理装置とから成るも
ので、前記画像処理装置は、各二次元撮像手段で求めら
れた各画像上の物点像を対応付けする対応付け手段と、
前記対応付け手段により対応付けされた対応する２個の
物点像より同じ物点の三次元座標を少なくとも３種類以
上求める座標算出手段と、前記座標算出手段で求められ
た各三次元座標の幾何学的拘束条件により前記対応付け
手段で対応付けられた各物点像の真偽判定を実行する真
偽判定手段とを備えて成るものである。
【０００７】
【作用】対応付けられた各物点像の真偽判定が実行され
るので、画像上のノイズ等の影響により物点像の誤った
対応付けが行われても、これを検知して容易に排除でき
る。
るので、画像上のノイズ等の影響により物点像の誤った
対応付けが行われても、これを検知して容易に排除でき
る。
【０００８】
【実施例】図１は固定機台４上に３個のテレビカメラ
１、２、３（以下、第１カメラ１、第２カメラ２、第３
カメラ３という）を配設して成る立体視装置５を示し、
各テレビカメラで得た物体の画像を画像処理装置６に取
り込んで、物点像の抽出、対応付け、更には特徴点の三
次元座標算出等、一連の立体認識処理を実行する。
１、２、３（以下、第１カメラ１、第２カメラ２、第３
カメラ３という）を配設して成る立体視装置５を示し、
各テレビカメラで得た物体の画像を画像処理装置６に取
り込んで、物点像の抽出、対応付け、更には特徴点の三
次元座標算出等、一連の立体認識処理を実行する。
【０００９】図２は各画像間における物点像の対応付け
方法を示す原理図であり、各テレビカメラ１〜３の画像
１０，２０，３０（以下、第１画像１０、第２画像２
０、第３画像３０という）上に特徴点Ｐについての物点
像Ｐ1 ，Ｐ2 ，Ｐ3 が表れている。また第２画像２０上
には、第１カメラ１の焦点Ｆ1 と物点像Ｐ1 とを結ぶ直
線Ｆ1 Ｐ1 の像（この直線像をエピポーララインとい
う）ｌ2 が設定され、同様に第３画像３０上には、直線
Ｆ1 Ｐ1 および直線Ｆ2 Ｐ2 の各エピポーラライン
ｌ3 ，ｍ3 が設定してある。
方法を示す原理図であり、各テレビカメラ１〜３の画像
１０，２０，３０（以下、第１画像１０、第２画像２
０、第３画像３０という）上に特徴点Ｐについての物点
像Ｐ1 ，Ｐ2 ，Ｐ3 が表れている。また第２画像２０上
には、第１カメラ１の焦点Ｆ1 と物点像Ｐ1 とを結ぶ直
線Ｆ1 Ｐ1 の像（この直線像をエピポーララインとい
う）ｌ2 が設定され、同様に第３画像３０上には、直線
Ｆ1 Ｐ1 および直線Ｆ2 Ｐ2 の各エピポーラライン
ｌ3 ，ｍ3 が設定してある。
【００１０】図３（１）（２）（３）は上記各画像１
０，２０，３０を示す。同図によれば、第２画像２０に
おける物点像Ｐ2 はエピポーララインｌ2 上に位置し、
第３画像３０における物点像Ｐ3 はエピポーララインｌ
3 ，ｍ3 の交点上に位置する。このことから物点像
Ｐ1 ，Ｐ2 ，Ｐ3 は特徴点Ｐの画像として相互に対応す
る点であることが理解され、従って特徴点Ｐの三次元座
標は直線Ｆ1 Ｐ1 ，Ｆ2 Ｐ2，Ｆ3 Ｐ3 の交点として求
めることができる。尚、図３（２）（３）には、図２の
直線Ｆ1 Ｐの延長線上に位置する他の特徴点Ｒの物点像
Ｒ2 ，Ｒ3 を併せて示しており、この場合物点像Ｒ3 は
エピポーララインｌ3 ｍ3 の交点上に位置しない。
０，２０，３０を示す。同図によれば、第２画像２０に
おける物点像Ｐ2 はエピポーララインｌ2 上に位置し、
第３画像３０における物点像Ｐ3 はエピポーララインｌ
3 ，ｍ3 の交点上に位置する。このことから物点像
Ｐ1 ，Ｐ2 ，Ｐ3 は特徴点Ｐの画像として相互に対応す
る点であることが理解され、従って特徴点Ｐの三次元座
標は直線Ｆ1 Ｐ1 ，Ｆ2 Ｐ2，Ｆ3 Ｐ3 の交点として求
めることができる。尚、図３（２）（３）には、図２の
直線Ｆ1 Ｐの延長線上に位置する他の特徴点Ｒの物点像
Ｒ2 ，Ｒ3 を併せて示しており、この場合物点像Ｒ3 は
エピポーララインｌ3 ｍ3 の交点上に位置しない。
【００１１】図４はこの発明にかかる立体視方法の全体
的流れを示している。まず第１〜第３のテレビカメラ
１、２、３により、物体の画像が求められ、つぎに各物
体画像毎に特徴点の物点像が抽出される。しかる後、各
物点像につき、エピポーララインを利用した方法（以下
詳述）にて各画像間の対応付けが行われる。
的流れを示している。まず第１〜第３のテレビカメラ
１、２、３により、物体の画像が求められ、つぎに各物
体画像毎に特徴点の物点像が抽出される。しかる後、各
物点像につき、エピポーララインを利用した方法（以下
詳述）にて各画像間の対応付けが行われる。
【００１２】今第１画像１０上の物点像Ｐ1 に着目した
とすると、まずこの物点像Ｐ1 が第２画像２０および第
３画像３０上に生成するエピポーララインｌ2 ，ｌ3 を
求め、つぎに各画像２０，３０において、それぞれエピ
ポーララインｌ2 ，ｌ3 上に位置する物点像の集合を抽
出する。ついでエピポーララインｌ2 上の各物点像につ
き、第３画像３０上に生成するエピポーラライン（物点
像Ｐ2 にかかるエピポーララインｍ3 もそのひとつであ
る）を求め、つぎに第３画像３０において各エピポーラ
ライン上に位置する物点像の集合を求める。そして前記
エピポーララインｌ3 上の物点像の集合と各エピポーラ
ライン上の物点像の集合とを照合し、両方のエピポーラ
ライン（この場合、ｌ3 とｍ3 ）上に位置する物点像Ｐ
3 を求め、この第３画像３０の物点像Ｐ3 と、第２画像
２０の物点像Ｐ2 と、第１画像１０の物点像Ｐ1 とを対
応点として抽出する。
とすると、まずこの物点像Ｐ1 が第２画像２０および第
３画像３０上に生成するエピポーララインｌ2 ，ｌ3 を
求め、つぎに各画像２０，３０において、それぞれエピ
ポーララインｌ2 ，ｌ3 上に位置する物点像の集合を抽
出する。ついでエピポーララインｌ2 上の各物点像につ
き、第３画像３０上に生成するエピポーラライン（物点
像Ｐ2 にかかるエピポーララインｍ3 もそのひとつであ
る）を求め、つぎに第３画像３０において各エピポーラ
ライン上に位置する物点像の集合を求める。そして前記
エピポーララインｌ3 上の物点像の集合と各エピポーラ
ライン上の物点像の集合とを照合し、両方のエピポーラ
ライン（この場合、ｌ3 とｍ3 ）上に位置する物点像Ｐ
3 を求め、この第３画像３０の物点像Ｐ3 と、第２画像
２０の物点像Ｐ2 と、第１画像１０の物点像Ｐ1 とを対
応点として抽出する。
【００１３】今各画像１０，２０，３０にＩＪ直交座標
糸を設定し、各画像における各物点像Ｐ1 ，Ｐ2 ，Ｐ3
の座標をそれぞれ（Ｉ1 ，Ｊ1 ）（Ｉ2 ，Ｊ2 ）
（Ｉ3 ，Ｊ3 ）とすると、特徴点Ｐの三次元座標はこの
うち２個の座標を用いて求めることができ、従って特徴
点Ｐの三次元座標として３個の座標データｒ12，ｒ23，
ｒ13を得る。図４中、両眼立体視系Ａ12は物点像Ｐ1 ，
Ｐ2 の各座標から座標データｒ12を、また両眼立体視系
Ａ23は物点像Ｐ2 ，Ｐ3 の各座標から座標データｒ
23を、更に両眼立体視系Ａ13は物点像Ｐ1 ，Ｐ3 の各座
標から座標データｒ13をそれぞれ算出するものである。
糸を設定し、各画像における各物点像Ｐ1 ，Ｐ2 ，Ｐ3
の座標をそれぞれ（Ｉ1 ，Ｊ1 ）（Ｉ2 ，Ｊ2 ）
（Ｉ3 ，Ｊ3 ）とすると、特徴点Ｐの三次元座標はこの
うち２個の座標を用いて求めることができ、従って特徴
点Ｐの三次元座標として３個の座標データｒ12，ｒ23，
ｒ13を得る。図４中、両眼立体視系Ａ12は物点像Ｐ1 ，
Ｐ2 の各座標から座標データｒ12を、また両眼立体視系
Ａ23は物点像Ｐ2 ，Ｐ3 の各座標から座標データｒ
23を、更に両眼立体視系Ａ13は物点像Ｐ1 ，Ｐ3 の各座
標から座標データｒ13をそれぞれ算出するものである。
【００１４】つぎにこれら３種の座標データｒ12，
ｒ23，ｒ13を用いて処理を実行し、前記物点像の対応付
けが適正か否かの真偽判定並びに、特徴点Ｐの三次元座
標の算出を行う。まず真偽判定は、つぎの式または
式が成立するか否かを判定するもので、これら条件式の
成立をもって、物点像Ｐ1 ，Ｐ2 ，Ｐ3 は適正な対応点
であると判断する。
ｒ23，ｒ13を用いて処理を実行し、前記物点像の対応付
けが適正か否かの真偽判定並びに、特徴点Ｐの三次元座
標の算出を行う。まず真偽判定は、つぎの式または
式が成立するか否かを判定するもので、これら条件式の
成立をもって、物点像Ｐ1 ，Ｐ2 ，Ｐ3 は適正な対応点
であると判断する。
【００１５】
【数１】
【００１６】
【数２】
【００１７】但しＴＨ1 ，ＴＨ2 はしきい値である。か
くて真偽判定で「真」の判断を得たとき、つぎの式の
演算を実行して、特徴点Ｐの三次元座標ｒを求める。
くて真偽判定で「真」の判断を得たとき、つぎの式の
演算を実行して、特徴点Ｐの三次元座標ｒを求める。
【００１８】
【数３】
【００１９】尚前記式中の｜ｒ12−ｒ23｜、｜ｒ23−
ｒ13｜、｜ｒ13−ｒ12｜を求め、例えば｜ｒ23−ｒ13｜
が最小の値をとるとき、つぎの式をもって三次元座標
ｒを求めるなどの方法を用いてもよい。
ｒ13｜、｜ｒ13−ｒ12｜を求め、例えば｜ｒ23−ｒ13｜
が最小の値をとるとき、つぎの式をもって三次元座標
ｒを求めるなどの方法を用いてもよい。
【００２０】
【数４】
【００２１】
【発明の効果】この発明によれば、画像上のノイズ等の
影響により物点像の誤った対応付けが行われても、これ
を容易に検知して排除でき、適正な対応付けにかかる物
点像にのみ抽出ができ、立体認識の信頼性を向上する
等、発明目的を達成した顕著な効果を奏する。
影響により物点像の誤った対応付けが行われても、これ
を容易に検知して排除でき、適正な対応付けにかかる物
点像にのみ抽出ができ、立体認識の信頼性を向上する
等、発明目的を達成した顕著な効果を奏する。
【図１】立体視装置の構成例を示す正面図である。
【図２】物点像の対応付け方法の原理を示す説明図であ
る。
る。
【図３】各テレビカメラの画像を示す説明図である。
【図４】この発明の立体視方法の全体的流れを示す説明
図である。
図である。
１，２，３ テレビカメラ ５ 立体視装置 ６ 画像処理装置
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｇ０１Ｃ 15/00 Ａ (72)発明者 山下 牧 京都府京都市右京区花園土堂町10番地 立 石電機株式会社内
Claims (2)
- 【請求項１】 少なくとも３台の二次元撮像手段により
物体の画像を求めて、各画像上の物点像を対応付けした
後、対応する２個の物点像より同じ物点の三次元座標を
少なくとも３種類以上求め、これら各三次元座標の幾何
学的拘束条件により対応付けた各物点像の真偽判定を実
行する立体視方法。 - 【請求項２】 物体の画像を求める少なくとも３台の二
次元撮像手段と、各二次元撮像手段で求められた物体の
画像を取り込んで立体認識処理を実行する画像処理装置
とから成り、 前記画像処理装置は、 各二次元撮像手段で求められた各画像上の物点像を対応
付けする対応付け手段と、 前記対応付け手段により対応付けされた対応する２個の
物点像より同じ物点の三次元座標を少なくとも３種類以
上求める座標算出手段と、 前記座標算出手段で求められた各三次元座標の幾何学的
拘束条件により前記対応付け手段で対応付けられた各物
点像の真偽判定を実行する真偽判定手段とを備えて成る
立体認識装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7135893A JPH07287764A (ja) | 1995-05-08 | 1995-05-08 | 立体視方法およびその方法が用いられる立体認識装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7135893A JPH07287764A (ja) | 1995-05-08 | 1995-05-08 | 立体視方法およびその方法が用いられる立体認識装置 |
Related Parent Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59058687A Division JPH0625649B2 (ja) | 1984-03-26 | 1984-03-26 | 立体視方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07287764A true JPH07287764A (ja) | 1995-10-31 |
Family
ID=15162274
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7135893A Pending JPH07287764A (ja) | 1995-05-08 | 1995-05-08 | 立体視方法およびその方法が用いられる立体認識装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07287764A (ja) |
Cited By (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2000331160A (ja) * | 1999-05-24 | 2000-11-30 | Nec Corp | 画像マッチング装置、画像マッチング方法及び画像マッチング用プログラムを記録した記録媒体 |
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| JP2002090139A (ja) * | 2000-09-20 | 2002-03-27 | Takeshi Hashimoto | 距離測定装置及びその方法 |
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| CN106767716A (zh) * | 2016-12-13 | 2017-05-31 | 云南电网有限责任公司电力科学研究院 | 基于fpga硬件和双目视觉的高压电线测距系统及方法 |
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Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS60171410A (ja) * | 1984-02-17 | 1985-09-04 | Toshiba Corp | ステレオ視処理装置 |
-
1995
- 1995-05-08 JP JP7135893A patent/JPH07287764A/ja active Pending
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