JPH08210815A - Method and device for extracting three-dimensional motion information - Google Patents

Method and device for extracting three-dimensional motion information

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JPH08210815A
JPH08210815A JP7019578A JP1957895A JPH08210815A JP H08210815 A JPH08210815 A JP H08210815A JP 7019578 A JP7019578 A JP 7019578A JP 1957895 A JP1957895 A JP 1957895A JP H08210815 A JPH08210815 A JP H08210815A
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JP
Japan
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information
dimensional motion
dimensional
motion vector
image
Prior art date
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Application number
JP7019578A
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Japanese (ja)
Inventor
Takayuki Yasuno
貴之 安野
Takeaki Mori
偉明 森
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Nippon Telegraph and Telephone Corp
Original Assignee
Nippon Telegraph and Telephone Corp
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Publication date
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Publication of JPH08210815A publication Critical patent/JPH08210815A/en
Pending legal-status Critical Current

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Abstract

PURPOSE: To provide a method and device for extracting three-dimensional motion information for measuring the motion vector of a motional object. CONSTITUTION: First, the multi-directional image information of a measuring object X is collected and processed by image input means A1 -A3 and an image accumulation means B and then the multi-directional collection processing image information is integrated by a two-dimensional motion vector extraction means C and a three-dimensional position coordinate extraction means D. After that, an association processing in time direction of integration processing information is performed by a two-dimensional motion vector inverse-projection means E and further the three-dimensional motion information of a motional measuring object X is extracted and processed from the association processing information by a three-dimensional motion vector extraction means F and an output means G.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、撮像された動画像を用
いて、機械,乗り物,人物、動物などの3次元空間を運
動する構造物の3次元挙動情報を抽出するのに供せら
れ、特に、動物体の画像認識,画像解析分野やロボット
の視覚制御に利用することが可能な3次元運動情報抽出
方法及びその実施に直接使用する装置に関するものであ
る。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention is used to extract three-dimensional behavior information of a structure moving in a three-dimensional space such as a machine, a vehicle, a person, an animal, etc. by using a captured moving image. In particular, the present invention relates to a three-dimensional motion information extraction method that can be used in the field of image recognition of a moving object, image analysis field, and visual control of a robot, and a device directly used for its implementation.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来より、3次元的な構造を有する計測
対象物の3次元座標を計測する手法は種々あるが、その
一つに2台のカメラを用いたステレオ視法(例えば、谷
内田:視覚を用いた3次元位置・形状の計測とその応
用、システムと制御、Vol.29,No.10,pp.631-638,1985)
が提案されている。この手法は、2点の異なった位置か
ら撮影された2枚の画像に投影された物体の像から、三
角測量の原理を用いて、その物体の位置を測定する方法
である。
2. Description of the Related Art Conventionally, there are various methods for measuring the three-dimensional coordinates of a measuring object having a three-dimensional structure. One of them is a stereo vision method using two cameras (for example, Taniuchida: 3D position / shape measurement using vision and its application, system and control, Vol.29, No.10, pp.631-638, 1985)
Is proposed. This method is a method of measuring the position of an object from the images of the object projected on two images captured from two different positions, using the principle of triangulation.

【0003】また、他の方法として画像上のエッジを抽
出し、それを用いてシーン空間に対して逆投影すること
で3次元物体のエッジを復元する手法がある(例えば、
T.Hamano,T.Yasuno,K.Ishii :”Direct Estimation
of Struature from Non-linear Motion by Voting Algo
rithm without Tracking and Matching ”Proc. ICP
R,Vol.1,pp.505-508,1992.、及び、平成6年特許願第
137254号)。
As another method, there is a method of extracting an edge on an image and using it to backproject to the scene space to restore the edge of a three-dimensional object (for example,
T.Hamano, T.Yasuno, K.Ishii: “Direct Estimation
of Struature from Non-linear Motion by Voting Algo
rithm without Tracking and Matching "Proc. ICP
R, Vol. 1, pp. 505-508, 1992., and 1994 patent application No. 137254).

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】ところで、前記した従
来方法のステレオ視法による測定及び逆投影法による測
定においては、時間方向の対応付けが出来ず、3次元運
動の追跡が困難であるという問題点があった。
By the way, in the above-mentioned conventional stereoscopic measurement and backprojection measurement, it is difficult to track the three-dimensional motion because the time directions cannot be associated with each other. There was a point.

【0005】本発明は前記問題点を解決するためになさ
れたものであり、本発明の解決すべき主要な目的は次の
通りである。即ち本発明の第1の目的は、運動する物体
の運動ベクトルを計測する、3次元運動情報抽出方法及
び装置を提供せんとするものである。
The present invention has been made to solve the above problems, and the main objects to be solved by the present invention are as follows. That is, a first object of the present invention is to provide a three-dimensional motion information extraction method and device for measuring a motion vector of a moving object.

【0006】本発明の第2の目的は、時間方向の対応付
けが出来る3次元運動情報抽出方法及び装置を提供せん
とするものである。
A second object of the present invention is to provide a three-dimensional motion information extraction method and device capable of associating in the time direction.

【0007】本発明の第3の目的は、3次元運動の追跡
を可能とする3次元運動情報抽出方法及び装置を提供せ
んとするものである。
A third object of the present invention is to provide a three-dimensional motion information extraction method and device which enables tracking of three-dimensional motion.

【0008】本発明のその他の目的は、明細書及び添付
図面、特に特許請求の範囲の記載によって自ずと明らか
となろう。
Other objects of the present invention will be apparent from the description and the accompanying drawings, especially the description of the claims.

【0009】[0009]

【課題を解決するための手段】前記課題の解決は、本発
明が次に列挙する新規な特徴的手法及び手段を採用する
ことにより前記目的を達成する。即ち、本発明方法の第
1の特徴は、まず計測対象物の多方向情報を収集処理
し、次いで、当該多方向収集処理情報を統合化処理し、
引続き、当該統合化処理情報に時間方向の対応付け処理
を行い、さらに、当該対応付け処理情報から運動する前
記計測対象物の3次元運動情報を抽出力処理してなる3
次元運動情報抽出方法にある。
In order to solve the above-mentioned problems, the above-mentioned object is achieved by adopting the novel characteristic methods and means listed in the following by the present invention. That is, the first feature of the method of the present invention is that the multi-directional information of the measurement object is first collected, and then the multi-directional collected processing information is integrated.
Subsequently, the integrated processing information is associated with the time direction association processing, and the extraction processing is performed on the three-dimensional motion information of the moving measurement object from the association processing information 3
There is a method of extracting dimensional movement information.

【0010】本発明方法の第2の特徴は、前記本発明方
法の第1の特徴における多方向情報が、画像情報である
3次元運動情報抽出方法にある。
A second feature of the method of the present invention is a three-dimensional motion information extraction method in which the multidirectional information in the first feature of the method of the present invention is image information.

【0011】本発明方法の第3の特徴は、前記本発明方
法の第1又は第2の特徴における多方向情報の収集処理
が、計測対象物の複数方向から画像情報を撮影するステ
ップIと、当該撮影された連続画像情報を蓄積するステ
ップIIと、を順次踏んで実行処理してなる3次元運動
情報抽出方法にある。
A third feature of the method of the present invention is that the multi-directional information collecting process in the first or second feature of the method of the present invention captures image information from a plurality of directions of the object to be measured, This is a three-dimensional motion information extraction method in which step II for accumulating the captured continuous image information and step S are sequentially executed.

【0012】本発明方法の第4の特徴は、前記本発明方
法の第1,第2又は第3の特徴における統合化処理が、
ステップIIで蓄積された計測対象物の各部分の2次元
画像上の2次元運動ベクトル情報を抽出するステップI
IIと、前記ステップIIで蓄積された複数の画像情報
から前記計測対象物の3次元位置座標情報を抽出するス
テップIVと、を順次踏んで実行処理してなる3次元運
動情報抽出方法にある。
The fourth feature of the method of the present invention is that the integration processing in the first, second or third feature of the method of the present invention is
Step I of extracting the two-dimensional motion vector information on the two-dimensional image of each part of the measurement object accumulated in step II
In the three-dimensional motion information extraction method, step II and step IV of extracting the three-dimensional position coordinate information of the measurement object from the plurality of image information accumulated in step II are sequentially executed.

【0013】本発明の第5の特徴は、前記本発明方法の
第1,第2,第3又は第4の特徴における時間方向の対
応付け処理が、ステップIIIによる2次元運動ベクト
ル情報とステップIVによる3次元位置座標情報を用い
て当該2次元運動ベクトルを仮想3次元空間に逆投影す
るステップVを実行処理してなる3次元運動情報抽出方
法にある。
A fifth feature of the present invention is that the process of associating in the time direction in the first, second, third or fourth feature of the method of the present invention is the two-dimensional motion vector information in step III and step IV. In the method for extracting three-dimensional motion information, the step V of back-projecting the two-dimensional motion vector into the virtual three-dimensional space is executed by using the three-dimensional position coordinate information.

【0014】本発明方法の第6の特徴は、前記本発明方
法の第1,第2,第3,第4又は第5の特徴における3
次元運動情報の抽出力処理が、ステップVで2次元運動
ベクトルを逆投影した仮想3次元空間から3次元運動ベ
クトル情報を抽出するステップVIと、当該抽出された
3次元運動ベクトル情報を出力するステップVIIと、
を順次踏んで実行処理してなる3次元運動情報抽出方法
にある。
The sixth feature of the method of the present invention is 3 in the first, second, third, fourth or fifth feature of the method of the present invention.
The step of extracting the three-dimensional motion vector information from the virtual three-dimensional space in which the two-dimensional motion vector is backprojected in step V, and the step of outputting the extracted three-dimensional motion vector information VII,
In the three-dimensional motion information extraction method.

【0015】本発明方法の第7の特徴は、前記本発明方
法の第4,第5又は第6の特徴におけるステップIII
とステップIVが、同時並行処理してなる3次元運動情
報抽出方法にある。
The seventh characteristic of the method of the present invention is the step III in the fourth, fifth or sixth characteristic of the method of the present invention.
And step IV are the three-dimensional motion information extraction method which is performed by parallel processing at the same time.

【0016】本発明方法の第8の特徴は、前記本発明方
法の第6の特徴におけるステップVIが、2次元画像上
の固定視点2次元運動情報と、移動位置情報とを用いて
計測対象物の3次元運動ベクトル情報を抽出してなる3
次元運動情報抽出方法にある。
An eighth feature of the method of the present invention is that step VI in the sixth feature of the method of the present invention uses a fixed viewpoint two-dimensional motion information on a two-dimensional image and moving position information to measure an object to be measured. 3 by extracting the three-dimensional motion vector information of
There is a method of extracting dimensional movement information.

【0017】本発明方法の第9の特徴は、前記本発明方
法の第4,第5,第6,第7又は第8の特徴におけるス
テップVが、まず、計測対象物X上の1点をPとすると
とも
The ninth feature of the method of the present invention is that the step V in the fourth, fifth, sixth, seventh or eighth feature of the method of the present invention first detects one point on the measuring object X. If P

【外3】 [Outside 3]

【外4】 により、点P′の3次元座標値を求め、さらに、点Pお
よび点P′の座標値から3次元運動ベクトルV=P′−
Pを算出して抽出してなる3次元運動情報抽出方法にあ
る。
[Outside 4] To obtain the three-dimensional coordinate value of the point P ′, and further, from the coordinate values of the points P and P ′, the three-dimensional motion vector V = P′−
It is a three-dimensional motion information extraction method in which P is calculated and extracted.

【0018】本発明装置の特徴は、物体の複数方向から
撮影した画像情報を蓄積する画像蓄積手段と、当該画像
蓄積手段から入力された複数枚の画像から物体の2次元
画像上の2次元運動ベクトル情報を抽出する2次元運動
ベクトル情報抽出手段と、当該画像蓄積手段から入力さ
れた複数枚の画像から物体の3次元位置座標情報を抽出
する3次元位置座標抽出手段と、前記2次元運動ベクト
ル情報抽出手段および当該3次元位置座標抽出手段から
入力されたそれぞれ2次元運動ベクトル情報と3次元位
置座標情報を用いて前記物体の2次元運動ベクトル情報
を3次元仮想空間に逆投影する2次元運動ベクトル逆投
影手段と、当該2次元運動ベクトル逆投影手段から入力
された3次元仮想空間から3次元運動ベクトル情報を抽
出する3次元運動ベクトル抽出手段と、当該3次元運動
ベクトル抽出手段で抽出された3次元運動ベクトル情報
を出力する出力手段と、を備えてなる3次元運動情報抽
出装置にある。
The apparatus of the present invention is characterized by an image storing means for storing image information of images taken from a plurality of directions of an object, and a two-dimensional movement of an object on a two-dimensional image from a plurality of images input from the image storing means. Two-dimensional motion vector information extraction means for extracting vector information, three-dimensional position coordinate extraction means for extracting three-dimensional position coordinate information of an object from a plurality of images input from the image storage means, and the two-dimensional motion vector A two-dimensional motion for back-projecting the two-dimensional motion vector information of the object into a three-dimensional virtual space using the two-dimensional motion vector information and the three-dimensional position coordinate information input from the information extracting means and the three-dimensional position coordinate extracting means, respectively. Vector backprojection means and three-dimensional motion for extracting three-dimensional motion vector information from the three-dimensional virtual space input from the two-dimensional motion vector backprojection means. A vector extracting means, in the three-dimensional movement information extracting device including an output means for outputting the 3-dimensional motion vector information extracted in the 3-dimensional motion vector extracting means.

【0019】[0019]

【作用】本発明は、前記のような新規な手法及び手段を
講じたので、統合化処理のステップIIIを実行処理す
る2次元運動ベクトル情報抽出手段は、収集処理のステ
ップIIを実行処理する画像蓄積手段から入力された多
方向情報としての複数枚の画像から物体の2次元画像上
の2次元運動ベクトル情報を抽出している。
Since the present invention has taken the novel method and means as described above, the two-dimensional motion vector information extracting means for executing step III of the integration processing performs the image processing for executing step II of the collection processing. Two-dimensional motion vector information on a two-dimensional image of an object is extracted from a plurality of images as multidirectional information input from the storage means.

【0020】一方、統合化処理のステップIVを実行処
理する3次元位置座標抽出手段は、画像蓄積手段から入
力された複数枚の画像から物体の3次元位置座標情報を
抽出している。そして、時間方向の対応付け処理のステ
ップVを実行処理する2次元運動ベクトル逆投影手段
は、前記2次元運動ベクトル情報抽出手段から入力され
た2次元運動ベクトル情報と、かつ前記3次元位置座標
抽出手段から入力された3次元位置座標情報を用いて前
記物体の2次元運動ベクトル情報を3次元仮想空間に逆
投影している。
On the other hand, the three-dimensional position coordinate extraction means for executing the step IV of the integration processing extracts the three-dimensional position coordinate information of the object from the plurality of images input from the image storage means. Then, the two-dimensional motion vector back-projecting means that executes the step V of the time-direction associating processing extracts the two-dimensional motion vector information input from the two-dimensional motion vector information extracting means and the three-dimensional position coordinate extraction. The two-dimensional motion vector information of the object is back projected onto the three-dimensional virtual space by using the three-dimensional position coordinate information input from the means.

【0021】そして、3次元運動情報の抽出力処理のス
テップVIを実行処理する3次元運動ベクトル抽出手段
は、前記2次元運動ベクトル逆投影手段から入力された
3次元仮想空間から前記3次元運動ベクトル情報を抽出
している。そのために、運動物体の3次元運動ベクトル
情報を抽出することができる。したがって、運動する物
体の3次元運動ベクトル情報を多方向からの情報を統合
して精度高く抽出し時間方向の対応付けが出来るように
なる。
The three-dimensional motion vector extraction means for executing step VI of the three-dimensional motion information extraction force processing is the three-dimensional motion vector from the three-dimensional virtual space input from the two-dimensional motion vector backprojection means. Extracting information. Therefore, the three-dimensional motion vector information of the moving object can be extracted. Therefore, the three-dimensional motion vector information of the moving object can be accurately integrated by integrating the information from multiple directions and can be associated with the time direction.

【0022】[0022]

【実施例】【Example】

(装置例)以下、本発明の装置例を図面を参照して詳細
に説明する。図1は本装置例の3次元運動情報抽出装置
の概略構成を示すブロック図である。
(Apparatus Example) Hereinafter, an apparatus example of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. FIG. 1 is a block diagram showing a schematic configuration of a three-dimensional motion information extraction device of this device example.

【0023】図1中、A1,A2,A3は計測対象物X
である物体の画像を入力するカメラ,撮像管,撮影機等
の画像入力手段である。Bは画像入力手段A1〜A3か
ら入力された複数枚の画像を蓄積する画像蓄積手段であ
る。Cは画像蓄積手段Bから入力された複数枚の画像か
ら計測対象物Xおよび背景物体の2次元画像上の2次元
運動ベクトル情報を抽出する2次元運動ベクトル抽出手
段である。Dは画像蓄積手段Bから入力された複数枚の
画像を用いて計測対象物Xの3次元位置座標情報を抽出
する3次元位置座標抽出手段である。
In FIG. 1, A1, A2 and A3 are measurement objects X.
Is an image input means such as a camera, a pick-up tube, and a photographing device for inputting an image of an object. B is an image storage unit that stores a plurality of images input from the image input units A1 to A3. C is a two-dimensional motion vector extraction means for extracting the two-dimensional motion vector information on the two-dimensional image of the measurement object X and the background object from the plurality of images input from the image storage means B. Reference numeral D is a three-dimensional position coordinate extracting means for extracting the three-dimensional position coordinate information of the measuring object X using a plurality of images input from the image storage means B.

【0024】Eは2次元運動ベクトル抽出手段Cで抽出
された2次元運動ベクトル情報と3次元位置座標抽出手
段Dで抽出された3次元位置座標情報を用いて2次元運
動ベクトルを3次元位置座標抽出手段Dで抽出された3
次元位置座標情報を用いて2次元運動ベクトルを3次元
仮想空間に逆投影する2次元運動ベクトル逆投影手段で
ある。Fは2次元運動ベクトル逆投影手段Eで2次元運
動ベクトルを逆投影した3次元仮想空間から3次元運動
ベクトル情報を抽出する3次元運動ベクトル抽出手段で
ある。Gは3次元運動ベクトル抽出手段Fで抽出された
3次元運動ベクトル情報を出力する出力手段を示す。
E is a three-dimensional position coordinate of the two-dimensional motion vector using the two-dimensional motion vector information extracted by the two-dimensional motion vector extracting means C and the three-dimensional position coordinate information extracted by the three-dimensional position coordinate extracting means D. 3 extracted by the extraction means D
It is a two-dimensional motion vector back-projection means that back-projects a two-dimensional motion vector into a three-dimensional virtual space using the three-dimensional position coordinate information. F is a three-dimensional motion vector extracting means for extracting three-dimensional motion vector information from the three-dimensional virtual space in which the two-dimensional motion vector back-projecting means E back-projects the two-dimensional motion vector. Reference symbol G denotes an output unit that outputs the three-dimensional motion vector information extracted by the three-dimensional motion vector extraction unit F.

【0025】(方法例)本装置例の3次元情報抽出装置
に適用する本発明の方法例の実行処理手順を図2を参照
して詳説する。図2は本方法例の実行処理手順のフロー
チャートである。まず、多方向画像情報の収集処理の実
行手順として、画像入力手段A1〜A3に計測対象物X
の複数方向から撮影した画像情報を入力する(ステップ
I)。画像蓄積手段Bに画像入力手段A1〜A3で入力
して該計測対象物Xの連続画像情報を蓄積する(ステッ
プII)。
(Example of Method) The execution processing procedure of the example of the method of the present invention applied to the three-dimensional information extracting apparatus of the present example will be described in detail with reference to FIG. FIG. 2 is a flowchart of the execution processing procedure of this method example. First, as an execution procedure of the collection processing of multi-directional image information, the measurement target X is input to the image input means A1 to A3.
Image information obtained from a plurality of directions is input (step I). The image input means A1 to A3 input the image to the image storage means B to store the continuous image information of the measurement object X (step II).

【0026】次いで、当該蓄積された多方向画像情報の
統合化処理の実行手順として、2次元運動ベクトル抽出
手段Cは画像蓄積手段Bから入力された複数枚の画像か
ら計測対象物Xの各部分の2次元画像上の2次元運動ベ
クトル情報を抽出する(ステップIII)。2次元運動
ベクトル抽出手段Cにおいて、複数枚の画像から2次元
画像上の2次元運動ベクトル情報、すなわちオプティカ
ルフローを求める方法は、例えば、“E.J.Gibson,
J.J. Gibson,O.W.Smish and H.Flock: Mot
ion Parallax as a Determinant of Perceived D
epth, Journalof Experimental Psychology, Vol.
8,No. 1,pp. 40-51,1959 “に述べられている。
Next, as the execution procedure of the integration processing of the accumulated multi-directional image information, the two-dimensional motion vector extraction means C selects each part of the measurement object X from the plurality of images input from the image storage means B. 2D motion vector information on the 2D image is extracted (step III). In the two-dimensional motion vector extraction means C, a method of obtaining two-dimensional motion vector information on a two-dimensional image, that is, an optical flow from a plurality of images is described in, for example, “EJ Gibson,
JJ Gibson, O.I. W. Smith and H.M. Flock: Mot
ion Parallax as a Determinant of Perceived D
epth, Journal of Experimental Psychology, Vol.
8, No. 1, pp. 40-51, 1959 “.

【0027】当該ステップIIIと同時並行して、3次
元位置座標抽出手段Dは、画像蓄積手段Bから入力され
た複数方向から撮影した複数枚の画像から計測対象物X
の3次元位置座標情報を抽出する(ステップIV)。3
次元位置座標抽出手段Dにおいて、複数方向から撮影し
た複数枚の画像から計測対象物Xの3次元位置座標情報
を抽出する方法は、例えば、“平成6年特許願第137
254号“に述べられている。
Simultaneously with step III, the three-dimensional position coordinate extracting means D uses the plurality of images input from the image accumulating means B and photographed from a plurality of directions to measure the measurement object X.
The three-dimensional position coordinate information of is extracted (step IV). Three
The method of extracting the three-dimensional position coordinate information of the measurement object X from the plurality of images photographed from a plurality of directions in the dimensional position coordinate extracting means D is, for example, “Japanese Patent Application No. 137, 1994”.
No. 254 ".

【0028】引続いて、並行同時処理した統合化処理情
報に対する時間方向の対応付け処理の実行手順として、
2次元運動ベクトル逆投影手段Eは、2次元運動ベクト
ル抽出手段Cから入力された2次元運動ベクトル情報と
3次元位置座標抽出手段Dから入力された3次元位置座
標情報を用いて2次元運動ベクトルを仮想3次元空間に
逆投影する(ステップV)。このとき、座標系を図3に
示す様に定義する。座標系中、測定対象物X上の1点を
Pとする。ここで、2次元運動ベクトル抽出手
Subsequently, as an execution procedure of a time-direction associating process with respect to the integrated process information processed in parallel and simultaneously,
The two-dimensional motion vector backprojection means E uses the two-dimensional motion vector information input from the two-dimensional motion vector extraction means C and the three-dimensional position coordinate information input from the three-dimensional position coordinate extraction means D to generate a two-dimensional motion vector. Is back projected onto the virtual three-dimensional space (step V). At this time, the coordinate system is defined as shown in FIG. In the coordinate system, P is one point on the measurement object X. Here, the two-dimensional motion vector extraction hand

【外5】 [Outside 5]

【外6】 [Outside 6]

【外7】 願137254号“に述べられている手法に従い、仮想
3次元空間に逆投影することにより、P′の3次元座標
が求められる。
[Outside 7] According to the method described in Japanese Patent No. 137254 ", the three-dimensional coordinate of P'is obtained by back-projecting into the virtual three-dimensional space.

【0029】さらに、このような時間方向の対応付け処
理情報から計測対象物Xの3次元運動情報の抽出力処理
の実行手順として、3次元運動ベクトル抽出手段Fは2
次元運動ベクトル逆投影手段Eから入力された点P及び
P′の座標から3次元運動ベクトルV=P′−Pを算出
する(ステップVI)。即ち、2次元画像上の固定視点
2次元運動情報と移動位置情報とを用いて計測対象物X
の3次元運動ベクトル情報を抽出する。そして、出力手
段Gは3次元運動ベクトル抽出手段Fで抽出された3次
元運動ベクトル情報を出力する(ステップVII)。
Further, the three-dimensional motion vector extraction means F has two steps as an execution procedure of the extraction force processing of the three-dimensional motion information of the measuring object X from the correlation processing information in the time direction.
A three-dimensional motion vector V = P'-P is calculated from the coordinates of the points P and P'input from the three-dimensional motion vector backprojecting means E (step VI). That is, using the fixed viewpoint two-dimensional motion information and the movement position information on the two-dimensional image, the measurement object X is measured.
3D motion vector information is extracted. Then, the output unit G outputs the three-dimensional motion vector information extracted by the three-dimensional motion vector extraction unit F (step VII).

【0030】以上の説明から分るように、本実施例によ
れば、複数のカメラ等による物体の3次元運動の計測に
おいて、計測対象物Xの運動の時間対応が取れた計測が
可能で、また、多方向からの情報を統合した精度の高い
3次元運動ベクトル情報を抽出することが可能となる。
以上、本発明を実施例に基づき具体的に説明したが、本
発明は、前記実施例に限定されるものではなく、その要
旨を逸脱しない範囲において、種々変更し得ることはい
うまでもない。
As can be seen from the above description, according to the present embodiment, in the measurement of the three-dimensional movement of the object by a plurality of cameras or the like, it is possible to measure the movement of the measurement object X in time. Further, it becomes possible to extract highly accurate three-dimensional motion vector information by integrating information from multiple directions.
Although the present invention has been specifically described based on the embodiments, the present invention is not limited to the above embodiments, and it goes without saying that various modifications can be made without departing from the scope of the invention.

【0031】[0031]

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、複
数のカメラ等による物体の3次元運動の計測において、
計測対象物の運動を多方向から時間方向の対応が取れた
計測が可能で、また、精度の高い3次元運動ベクトル情
報を抽出することが可能となる。
As described above, according to the present invention, in measuring the three-dimensional movement of an object by a plurality of cameras, etc.,
It is possible to measure the motion of the measurement target object from multiple directions in correspondence with the time direction, and it is possible to extract highly accurate three-dimensional motion vector information.

【0032】また、本発明はコンピュータアニメーショ
ンや3次元運動解析の為に、人間等の動物や自動車等の
運動物体の3次元運動情報を高精度に入力することがで
き、更にまた、自動車の自動運転、ロボットの視覚制御
等にも応用できる等の利点がある。
Further, according to the present invention, for computer animation and three-dimensional motion analysis, it is possible to accurately input three-dimensional motion information of a moving object such as an animal such as a human being or a car, and further, the car automatically. It has the advantage that it can be applied to driving and visual control of robots.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明の装置例の3次元運動情報抽出装置の概
略構成を示すブロック図である。
FIG. 1 is a block diagram showing a schematic configuration of a three-dimensional motion information extraction device according to an example of the present invention.

【図2】本発明の方法例の実行処理手順を示すフローチ
ャートである。
FIG. 2 is a flowchart showing an execution processing procedure of a method example of the present invention.

【図3】同上、実行処理で使用する座標系を示す図であ
る。
FIG. 3 is a diagram showing a coordinate system used in the execution processing of the above.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

A1…画像入力手段 A2…画像入力手段 A3…画像入力手段 B…画像蓄積手段 C…2次元運動ベクトル抽出手段 D…3次元位置座標抽出手段 E…2次元運動ベクトル逆投影手段 F…3次元運動ベクトル抽出手段 G…出力手段 X…計測対象物 A1 ... Image input means A2 ... Image input means A3 ... Image input means B ... Image storage means C ... Two-dimensional motion vector extraction means D ... Three-dimensional position coordinate extraction means E ... Two-dimensional motion vector back-projection means F ... Three-dimensional motion Vector extraction means G ... Output means X ... Measurement object

Claims (10)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】まず、計測対象物の多方向情報を収集処理
し、 次いで、当該多方向収集処理情報を統合化処理し、 引続き、当該統合化処理情報に時間方向の対応付け処理
を行い、 さらに、当該対応付け処理情報から運動する前記計測対
象物の3次元運動情報を抽出力処理する、 ことを特徴とする3次元運動情報抽出方法。
1. First, multi-directional information of a measurement object is collected, then the multi-directional collected processing information is integrated, and subsequently, the integrated processing information is associated with the time direction, Furthermore, the three-dimensional motion information extraction method is characterized in that the three-dimensional motion information of the moving measurement target is subjected to extraction force processing from the association processing information.
【請求項2】多方向情報は、 画像情報である、 ことを特徴とする請求項1記載の3次元運動情報抽出方
法。
2. The three-dimensional motion information extraction method according to claim 1, wherein the multidirectional information is image information.
【請求項3】多方向情報の収集処理は、 計測対象物の複数方向から画像情報を撮影するステップ
Iと、 当該撮影された連続画像情報を蓄積するステップII
と、 を順次踏んで実行処理する、 ことを特徴とする請求項1又は2記載の3次元運動情報
抽出方法。
3. A multi-directional information collecting process includes: step I of capturing image information of a measurement object from a plurality of directions; and step II of accumulating the captured continuous image information.
3. The three-dimensional motion information extracting method according to claim 1 or 2, wherein the steps are sequentially executed.
【請求項4】統合化処理は、 ステップIIで蓄積された計測対象物の各部分の2次元
画像上の2次元運動ベクトル情報を抽出するステップI
IIと、 前記ステップIIで蓄積された複数の画像情報から前記
計測対象物の3次元位置座標情報を抽出するステップI
Vと、 を順次踏んで実行処理をする、 ことを特徴とする請求項1,2又は3記載の3次元運動
情報抽出方法。
4. The integration process is a step I of extracting two-dimensional motion vector information on a two-dimensional image of each part of the measurement object accumulated in step II.
II, and step I of extracting three-dimensional position coordinate information of the measurement target from the plurality of image information accumulated in step II.
4. The three-dimensional motion information extraction method according to claim 1, wherein V and are sequentially stepped to perform the execution process.
【請求項5】時間方向の対応付け処理は、 ステップIIIによる2次元運動ベクトル情報とステッ
プIVによる3次元位置座標情報を用いて当該2次元運
動ベクトルを仮想3次元空間に逆投影するステップVを
実行処理する、 ことを特徴とする請求項1,2,3又は4記載の3次元
運動情報抽出方法。
5. The process of associating in the time direction includes a step V of back-projecting the two-dimensional motion vector into a virtual three-dimensional space by using the two-dimensional motion vector information in the step III and the three-dimensional position coordinate information in the step IV. The three-dimensional motion information extracting method according to claim 1, 2, 3 or 4, wherein the method is executed.
【請求項6】3次元運動情報の抽出力処理は、 ステップVで2次元運動ベクトルを逆投影した仮想3次
元空間から3次元運動ベクトル情報を抽出するステップ
VIと、 当該抽出された3次元運動ベクトル情報を出力するステ
ップVIIと、 を順次踏んで実行処理する、 ことを特徴とする請求項1,2,3,4又は5記載の3
次元運動情報抽出方法。
6. The three-dimensional motion information extraction force processing includes a step VI of extracting three-dimensional motion vector information from a virtual three-dimensional space obtained by back-projecting the two-dimensional motion vector in step V, and the extracted three-dimensional motion. The step VII of outputting vector information and the step are sequentially executed to execute the processing. 3. The method according to claim 1, 2, 3, 4 or 5.
Dimensional motion information extraction method.
【請求項7】ステップIIIとステップIVは、 同時並行処理する、 ことを特徴とする請求項4,5又は6記載の3次元運動
情報抽出方法。
7. The three-dimensional motion information extraction method according to claim 4, 5 or 6, wherein step III and step IV are performed in parallel.
【請求項8】ステップVIは、 2次元画像上の固定視点2次元運動情報と、移動位置情
報とを用いて計測対象物の3次元運動ベクトル情報を抽
出する、 ことを特徴とする請求項6記載の3次元運動情報抽出方
法。
8. The step VI extracts the three-dimensional motion vector information of the measurement object using the fixed viewpoint two-dimensional motion information on the two-dimensional image and the movement position information. The three-dimensional motion information extraction method described.
【請求項9】ステップVは、 まず、計測対象物X上の1点をPとするとともに2次元
画像上の点Pの撮影表 【外1】 【外2】 点P′の3次元座標値を求め、 さらに、点Pおよび点P′の座標値から3次元運動ベク
トルV=P′−Pを算出して抽出する、ことを特徴とす
る請求項4,5,6,7又は8記載の3次元運動情報抽
出方法。
9. In step V, first, a point on the measurement object X is set to P, and a photographing table of the point P on the two-dimensional image is obtained. [Outside 2] 6. A three-dimensional coordinate value of the point P'is obtained, and a three-dimensional motion vector V = P'-P is calculated and extracted from the coordinate values of the point P and the point P '. , 6, 7 or 8 three-dimensional motion information extraction method.
【請求項10】物体の複数方向から撮影した画像情報を
蓄積する画像蓄積手段と、 当該画像蓄積手段から入力された複数枚の画像から物体
の2次元画像上の2次元運動ベクトル情報を抽出する2
次元運動ベクトル情報抽出手段と、 当該画像蓄積手段から入力された複数枚の画像から物体
の3次元位置座標情報を抽出する3次元位置座標抽出手
段と、 前記2次元運動ベクトル情報抽出手段および当該3次元
位置座標抽出手段から入力されたそれぞれ2次元運動ベ
クトル情報と3次元位置座標情報を用いて前記物体の2
次元運動ベクトル情報を3次元仮想空間に逆投影する2
次元運動ベクトル逆投影手段と、 当該2次元運動ベクトル逆投影手段から入力された3次
元仮想空間から3次元運動ベクトル情報を抽出する3次
元運動ベクトル抽出手段と、 当該3次元運動ベクトル抽出手段で抽出された3次元運
動ベクトル情報を出力する出力手段と、 を備える、 こと特徴とする3次元運動情報抽出装置。
10. An image storage unit for storing image information of images of an object taken from a plurality of directions, and extracting two-dimensional motion vector information on a two-dimensional image of the object from a plurality of images input from the image storage unit. Two
Dimensional motion vector information extraction means, three-dimensional position coordinate extraction means for extracting three-dimensional position coordinate information of an object from a plurality of images input from the image storage means, the two-dimensional motion vector information extraction means and the three The two-dimensional motion vector information and the three-dimensional position coordinate information input from the three-dimensional position coordinate extraction means are used to determine the object 2
Backproject 3D motion vector information to 3D virtual space 2
Dimensional motion vector backprojection means, three-dimensional motion vector extraction means for extracting three-dimensional motion vector information from the three-dimensional virtual space input from the two-dimensional motion vector backprojection means, and extraction by the three-dimensional motion vector extraction means An output unit configured to output the generated three-dimensional motion vector information, and a three-dimensional motion information extraction device.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH11211738A (en) * 1998-01-27 1999-08-06 Omron Corp Speed measurement method of traveling body and speed measuring device using the method

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