JPS6145910A

JPS6145910A - ３次元位置計測装置

Info

Publication number: JPS6145910A
Application number: JP16821884A
Authority: JP
Inventors: Hiroshi Higuchi; 博樋口; Kiyoshi Ueno; 潔上野
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 1984-08-10
Filing date: 1984-08-10
Publication date: 1986-03-06

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】〔発明の技術分野〕この発明は、２台の画像追尾装置を用いて、移動物体の
位置、速度１等の３次元諸元の計測が可能な、３次元位
置計測装置に関する。

〔従来技術〕

従来、移動物体の位置１等の３次元諸元を遠隔針側する
場合においては１画像追尾装置に、レーザ測遠器を組合
せ２画像追尾装置で、物体の俯仰。

旋回方位を計測するとともに、レーザ測遠器で。

距離を計測する必要があったが、計測対象が２人゛間が
乗る乗り物等である場合、レーザを照射することが邊わ
めて危険であることが多いほか、計測していることが、
相手に気づかれやすい欠点があった。

〔発明の概要〕

この発明は、２組の画像追尾装置を用いることにより、
全く受動的に移動物体の３次元位置を計測し、加えて、
速度、加速度についても、３次元諸元を演算出力するこ
とにより、これら欠点を除去する手段を提供するもので
ある。以下９図面を用いてこの発明の内容を詳細に説明
する。

〔発明の実施例〕

第１図は、この発明の実施例を示す図であって。

（ｌａ）、　（ｌｂ）はＴＶカメラ、　（２ａ）、　（
２ｂ）は２軸架台、（３）は画像追尾装置、（４）はＴ
Ｖモニタ、（５）はサーボアンプ、（６）はビデオ信号
、（７）は追尾誤差信号、（８ａ）。

（８ｂ）Ｉ−１：架台姿勢信号、（９）は演算装置、　
［１０）は表示装置、０】）は記録装置である。

捷だ、第２図は１画像退尾装置（３）の構成例を示す図
であって、０りはＡ／Ｄ変換器、０皺は２値化回路。

圓は閾値決定回路、０５）は重心点演算回路、ａ６）は
閾値データ、０ηはデジタルビデオ信号、Ｕ（至）は２
値ビデオ信号である。

さらに、第３図は、ＴＶカメラ（ｌａ）、　（ｌｂ）の
位置と物体位置との座標関係を示す図であって、ｕ９は
ＴＶカメラ（１ａ）の位置、　（２０＋はＴＶカメラ（
１ｂ）の位置、　（２１１は物体の位置である。

ＴＶカメラ（Ｉａ）、　（ｉｂ）は各、ぐ、２軸架台（
ｚａ）、（２ｂ）に搭載されて、第３図に示す座標Ａ　
（Ｘ＋、Ｙｒ・２１）・および座’ａ　Ｂ　（Ｘ２．Ｙ
２．Ｚ２）にあるＴＶカメラ（ｌａ）の位置（１９＋、
ＴＶカメラ（１ｂ）の位置画に設置されている。

各ＴＶカメラが出力する・目標を含むビデオ信号（６）
は、各々１画像追尾装置（３）に入力され、後に述べる
デジタル画像処理計測が実施されて９画面中心からの位
置ずれ量に比例する追尾誤差信号（７）を、サーボアン
プ（５）に出力する。＋ｊ−ボアンプ（５）は、前述の
追尾誤差信号（７）が零に収れんするように、各々、２
軸架台（２ａ）　、および（２ｂ）を駆動するので、Ｔ
Ｖカメラ（１ａ）、　（ｌｂ）の光軸は常に目標を指向
するように制御されることになる。

第２図において、前述のビデオ信号（６）は、Ａ／Ｄ　
　　−変換器α渇によりデジタルビデオ信号ｑ′７１に
変換され、・２値化回路（１３１の一方の入力端に人力
されるとともに、閾値決定回路（１４１に入力されて１
画面の明るさに応じた最適な閾値データｕ６ｒが決定出
力される。

２値化回路（１３１は、閾値データ０６）を入力して２
値化を行ない・不要な背景・等が除去された２瞭ビデオ
信号ｕ印を出力する。重心点演算回路（１５）は、目標
画素の与を有効に含む２値ビデオ信号（１８）を用いて
。

画面中心を原点とした目標画の重心点直交座標を演算し
、俯仰、および旋回各方向追尾誤差量を示す追尾誤差信
号（７）を出力する。

目標を追尾している２軸架台（２ａ）、　（２ｂ）は、
各々の俯仰、旋回方向姿勢を示す架台姿勢信号（８ａ）
　。

（８ｂ）を演算装置（９）に出力する。

いまｒ　ＭＥ　３図に示すように、俯仰方向基準として
Ｘ−Ｙ面をとり、また、旋回方向基準としてＸ軸をとり
、ＴＶカメラ（１ａ）の俯仰、旋回角をψ□。

θ＋、ＴＶカメラ（２ａ）の俯仰、旋回角をψ２．θ２
．目標位置＋２１１の座標をＰ　（Ｘ、　Ｙ、　Ｚ）と
すると１次の関係式が成立する。

＋Ｉ１．　＋２１式を解くことによ９１次のように、目
標位置Ｐ　（Ｘ、　Ｙ、　Ｚ）をもとめることができる
。

（Ｊ２−　Ｙｒ　）　＋　ｘ＋　ｔａｎψ１−ｘ２　ｔ
ａｒ＋Ｆ２ｘ＝−□・・・・・・・曲・・・・・・曲　
！３）ｔａｎψＨ−ｔａｎψ２・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・　（５）ま
た、第ｎフィールドにおいて求められた上記目標位置座
標を一般に、　Ｐ　（Ｘｎ、　Ｙｎ＋　ｚｎ）で表わす
と、第ｎフィールドにおける目標の３次元速度マ（Ｖｘ
ｎ、　Ｖｙｎ、　Ｖｚｎ）、および３次元加速度＝　（
”　Ｘｎ＋　ｃｔｙｎ＋αｚｎ）は２次式で与えられる
。

ここで、ＴはＴＶカメラのフィールド周期時間を示す。

なお、上述の式における（ｘｌ、ｙｌ＋　Ｚｌ）および
（Ｘ２＋　Ｘ２＋　２２）の各位置データは、計測開始
前に。

任意の基準点を原点に選んで１例えば、トランシフト、
等でＴＶカメラ（１ａ）および（］ｂ）の位置を計測す
ることにより求めることができる。

演算装置（９）はフィールドごとに入力されるψ１゜θ
１．ψ２．θ２．および、あらかじめ入力さｎている（
ｘｌ。

ｙ１＋　ｚ＋）＋　（ｘ２＋　ｙ２＋　７２）の値を用
いて、　（３１〜ｔ７１式に従い、目標の３次元位置、
速度、加速度を演算する。

その結果は１表示装置００）に出力されて９例えばグラ
フインク表示が行われ、また、記録装置０１）に出力さ
れて、数値データの記録が行われる。

〔発明の効果〕

このように、この発明によれば全く受動的に。

移動物の位置のみならず、速度、加速度が３次元的に計
測できるので、計測の安全性と秘匿性の向上に著しく寄
与することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の実施例を示す図、第２図は画像追尾
装置の構成を示す図、第３図は座爛関係を示す図で６っ
て、　Ｑａ）、　（ｌｂ）はＴＶカメラ、　（ｚａ）。（２ｂ）は２軸架台、（３）は画像追尾装置、（５）は
サーボアンプ、（６）はビデオ信号、（７）は追尾誤差
信号、（ａａ）。（８ｂ）は架台姿勢信号、（９）は演算装置である。なお１図中同一あるいは相当する部分には、同一符号を
付して示しである。

Claims

【特許請求の範囲】

異なる位置に設置される、第１および第２のＴＶカメラ
と、前記ＴＶカメラをそれぞれ搭載する第１および第２
の２軸架台と、前記ＴＶカメラが出力するビデオ信号を
受けて、視野内の目標の特徴点を画像追尾する、第１お
よび第２の画像追尾装置と、前記画像追尾装置が出力す
る追尾誤差信号を受けて、前記ＴＶカメラの光軸が目標
を指向するように、前記２軸架台を駆動する、第１およ
び第２のサーボ駆動手段と、前記２軸架台が出力する第
１および第２の俯仰・旋回方向姿勢信号を受けて、目標
の３次元位置を計算する手段とを備えたことを特徴とす
る３次元位置計測装置。