JPS6318213A - ステレオ画像を用いた距離計測装置 - Google Patents
ステレオ画像を用いた距離計測装置Info
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- JPS6318213A JPS6318213A JP16298186A JP16298186A JPS6318213A JP S6318213 A JPS6318213 A JP S6318213A JP 16298186 A JP16298186 A JP 16298186A JP 16298186 A JP16298186 A JP 16298186A JP S6318213 A JPS6318213 A JP S6318213A
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- JP
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- distance
- coordinates
- observer
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- 210000001508 eye Anatomy 0.000 claims abstract description 17
- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims abstract description 10
- 230000015654 memory Effects 0.000 claims abstract description 9
- 238000003384 imaging method Methods 0.000 claims description 8
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 abstract description 13
- 210000001747 pupil Anatomy 0.000 abstract description 7
- 210000005252 bulbus oculi Anatomy 0.000 abstract description 3
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 5
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 238000000034 method Methods 0.000 description 2
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 230000005484 gravity Effects 0.000 description 1
- 238000003672 processing method Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B27/00—Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00
- G02B27/0093—Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00 with means for monitoring data relating to the user, e.g. head-tracking, eye-tracking
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
（産業上の利用分野）
本発明は、ステレオ画像から画像内の特定の点までの距
離を計測するステレオ画像を用いた距離計測装置に関す
る。
離を計測するステレオ画像を用いた距離計測装置に関す
る。
（従来の技術）
ステレオ画像を人間が見ることによって、立体感を持つ
ことができる。
ことができる。
そして、ステレオ画像の両画像から物体の対応点を検出
することができれば、距離を計算によって求めることが
できる。
することができれば、距離を計算によって求めることが
できる。
第４図を参照してステレオ画像を用いる距離算出の原理
を説明する。
を説明する。
図は、視点開路ＭＬで、焦点距Ｍｆのカメラで点Ｐをス
テレオ画像で観測する場合を示している。
テレオ画像で観測する場合を示している。
点Ｐは左右のステレオ画像上では、点ＰＬ （ｘｊ！。
ｙｌ） 、ＰＲ（ｘｒ、ｙｒ）としてそれぞれ記録され
る。
る。
ここで説明を簡単にするためｙｊ！＝ｙｒとして１次元
で説明する。
で説明する。
第４図から以下の関係が成り立つことが容易に理解でき
る。
る。
（（Ｌ／２）−Ｘ）／Ｚ＝ （ｘＪ −（ａ／２））／
ｆ・・・■ （（Ｌ／２）＋Ｘ）／Ｚ＝ （（ａ／２）−ｘ ｒ）／
ｆ・・・■ Ｚ＝ｆ−Ｌ／ （ｘｌ−ｘｒ） −■ただし Ｚ：基線からＰ点までの距離 ｘ：Ｐ点のＸ座標 ａ：検出器の有効視野 同様にして、ステレオ画像では左右の画像間で対象物の
対応点が検出されれば２次元的にそれぞれの点の距離を
計算で求めることができる。
ｆ・・・■ （（Ｌ／２）＋Ｘ）／Ｚ＝ （（ａ／２）−ｘ ｒ）／
ｆ・・・■ Ｚ＝ｆ−Ｌ／ （ｘｌ−ｘｒ） −■ただし Ｚ：基線からＰ点までの距離 ｘ：Ｐ点のＸ座標 ａ：検出器の有効視野 同様にして、ステレオ画像では左右の画像間で対象物の
対応点が検出されれば２次元的にそれぞれの点の距離を
計算で求めることができる。
対応点の検出の方法は、ステレオの濃淡画像を微分処理
と細線化処理などを行い、物体の特徴を表わす、輪郭線
が良く用いられている。
と細線化処理などを行い、物体の特徴を表わす、輪郭線
が良く用いられている。
この線分の重なり具合をパラメータとして、左右の画像
間でパターンマツチングを行って物体の対応点を検出す
る方法が考えられる。
間でパターンマツチングを行って物体の対応点を検出す
る方法が考えられる。
（発明が解決しようとする問題点）
ステレオ画像から画像処理手法を用いた物体の対応点検
出手法は、物体の濃度値が一定とは限らないために、輪
郭線が土切れてしまう。
出手法は、物体の濃度値が一定とは限らないために、輪
郭線が土切れてしまう。
このため左右画像間のパターンマツチングが行えないた
め対応点検出ができない。
め対応点検出ができない。
本発明の目的は、観測者の眼球の動きから対応点を検出
して対応点までの距離を検出することができるステレオ
画像を用いた距離計測装置を提供することにある。
して対応点までの距離を検出することができるステレオ
画像を用いた距離計測装置を提供することにある。
（問題点を解決するための手段）
前記目的を達成するために、本発明によるステレオ画像
を用いた距離計測装置は、既知の条件で撮像された１対
のステレオ画像と、観察者が前記１対のステレオ画像を
立体視するための立体視鏡と、観察者が前記立体視鏡を
介して立体視しているときの眼を撮像する撮像装置と、
前記撮像データから検出された左右の眼の注目点座標を
演算する視点検出部と、前記注目点座標と前記既知の条
件から注目点の距離を求める演算装置と、演算結果を出
力または記録する装置から構成されている。
を用いた距離計測装置は、既知の条件で撮像された１対
のステレオ画像と、観察者が前記１対のステレオ画像を
立体視するための立体視鏡と、観察者が前記立体視鏡を
介して立体視しているときの眼を撮像する撮像装置と、
前記撮像データから検出された左右の眼の注目点座標を
演算する視点検出部と、前記注目点座標と前記既知の条
件から注目点の距離を求める演算装置と、演算結果を出
力または記録する装置から構成されている。
前記演算結果を出力または記録する装置として座標に対
応した位置に距離データを記録する距離画像メモリに記
録することができる。
応した位置に距離データを記録する距離画像メモリに記
録することができる。
（実施例）
以下図面等を参照して本発明をさらに詳しく説明する。
第１図は、本発明によるステレオ画像を用いた距離計測
装置の実施例を示すブロック図である。第２図は、前記
装置の第１および第２の光学系の実施例を示す断面図で
ある。
装置の実施例を示すブロック図である。第２図は、前記
装置の第１および第２の光学系の実施例を示す断面図で
ある。
等しい焦点距離ｆをもち、一定の基線長し離れて配置さ
れた２台のテレビジョンカメラ２２Ｌ、２２Ｒで撮像さ
れたステレオ像をそれぞれ、画像メモリ２０Ｌおよび２
０Ｒに記録し、これをテ、レビジョンモニタ左ＩＬおよ
び右ＩＲに再生する。
れた２台のテレビジョンカメラ２２Ｌ、２２Ｒで撮像さ
れたステレオ像をそれぞれ、画像メモリ２０Ｌおよび２
０Ｒに記録し、これをテ、レビジョンモニタ左ＩＬおよ
び右ＩＲに再生する。
この再生像を観測者３が第１の光学系２（立体視鏡）を
介して観察する。
介して観察する。
第１の光学系２（立体視１１）は観測者３の左眼３ａが
前記テレビジョンモニタ左ＩＬ、右眼３ｂが前記テレビ
ジョンモニタ右ＩＲを観察するようにしたものであり、
観察者３に立体視覚を与える。
前記テレビジョンモニタ左ＩＬ、右眼３ｂが前記テレビ
ジョンモニタ右ＩＲを観察するようにしたものであり、
観察者３に立体視覚を与える。
観察者３は立体視覚を得るように目を調整する。
観察者の視点位置は、目の画像をテレビジョンカメラで
撮像し、瞳孔の中心を検出することによって、物体のど
こを見ているかという視点位置を求めることができる。
撮像し、瞳孔の中心を検出することによって、物体のど
こを見ているかという視点位置を求めることができる。
第２図は、第１および第２の光学系の実施例を示す断面
図である。
図である。
観察者３が第１の光学系２（立体視鏡）でどこを見てい
るかを検出するために第２の光学系６Ｌ。
るかを検出するために第２の光学系６Ｌ。
６Ｒを介してテレビジョンカメラ７Ｌ、７Ｒで目を撮像
する。
する。
瞳孔部３０のテレビジョン画像は第３図に示すように虹
彩部３１よりもコントラストが低いため、瞳孔部３０と
虹彩部３１とが区別できるように蘭値を設け、瞳孔部３
０だけを２値化して抽出出力する。
彩部３１よりもコントラストが低いため、瞳孔部３０と
虹彩部３１とが区別できるように蘭値を設け、瞳孔部３
０だけを２値化して抽出出力する。
視点検出部８Ｌ、８Ｒは、瞳孔が円形であることからこ
の円の中心座標を求める。
の円の中心座標を求める。
そしてこの中心座標をステレオ画像の座標に変換し、注
目点座標とする。
目点座標とする。
第４図に示すように、点Ｐを立体視した場合左の画像に
は、点ＰＬの位置に、右側の画像には点ＰＲとして写る
。
は、点ＰＬの位置に、右側の画像には点ＰＲとして写る
。
観察者３は、左右画像内で左眼で点ＰＬ、右眼で点ＰＲ
を注目することによって点Ｐの位置に物体があると認知
する。
を注目することによって点Ｐの位置に物体があると認知
する。
この点ＰＲ（ｘｒ）と点ＰＬ （ｘｌ）は前述した視点
検出部８Ｌ、８Ｒによって求められる。
検出部８Ｌ、８Ｒによって求められる。
ここで両画像の視差ｄ （＝ｘｊ！−ｘｒ）は、視点検
出部８Ｌ、８Ｒの出力から、減算器１０により求められ
る。
出部８Ｌ、８Ｒの出力から、減算器１０により求められ
る。
ステレオ画像形成のための基礎となる量Ｌ （、＝基線
長）とｔｉ像レンズの焦点距離（＝ｆ）が乗算器１６に
入力されている。
長）とｔｉ像レンズの焦点距離（＝ｆ）が乗算器１６に
入力されている。
求める距離Ｚ＝ｆ−Ｌ／ （ｘｌ−ｘｒ）は、除算器１
２により求められる。
２により求められる。
このようにして、人がステレオ画像を見て、計測したい
部分に視線を向けることによって、左右画像間で対応し
た注目座標が求められ、さらに、その距離データが演算
によって求められる。
部分に視線を向けることによって、左右画像間で対応し
た注目座標が求められ、さらに、その距離データが演算
によって求められる。
これらの距離データは、ＣＰＵ１Ｂにより、注目座標に
対応した距離画像メモリ１９に記録される。
対応した距離画像メモリ１９に記録される。
第５図は、本発明による装置の第２の光学系の他の実施
例を示す略図である。この実施例は、赤外線発光ダイオ
ード６０等のスポット光で眼球を照射し、その反射光の
位置をテレビジョンカメラで撮像し、その重心位置を求
めることにより注目点を求めるものである。
例を示す略図である。この実施例は、赤外線発光ダイオ
ード６０等のスポット光で眼球を照射し、その反射光の
位置をテレビジョンカメラで撮像し、その重心位置を求
めることにより注目点を求めるものである。
（発明の効果）
以上詳しく説明したように、本発明によるステレオ画像
を用いた距離計測装置は、既知の条件で撮像された１対
のステレオ画像と、観察者が前記１対のステレオ画像を
立体視するための立体視鏡と、観察者が前記立体視鏡を
介して立体視しているときの眼を撮像する撮像装置と、
前記撮像データから検出された左右の眼の注目点座標を
演算する視点検出部と、前記注目点座標と前記既知の条
件から注目点の距離を求める演算装置から構成されてい
る。
を用いた距離計測装置は、既知の条件で撮像された１対
のステレオ画像と、観察者が前記１対のステレオ画像を
立体視するための立体視鏡と、観察者が前記立体視鏡を
介して立体視しているときの眼を撮像する撮像装置と、
前記撮像データから検出された左右の眼の注目点座標を
演算する視点検出部と、前記注目点座標と前記既知の条
件から注目点の距離を求める演算装置から構成されてい
る。
したがって、注目点までの距離を次々に算出記録するこ
とができる。
とができる。
求められた座標に対応した位置に距離データを記録する
距離画像メモリに記録して、必要部分の距離データを記
録することができる。
距離画像メモリに記録して、必要部分の距離データを記
録することができる。
観察者が、距離を求めたい点に注目し、視線を移動する
ことによって２次元的に移動するそれぞれの点の距離が
求められ、距離画像メモリに記録することかできる。
ことによって２次元的に移動するそれぞれの点の距離が
求められ、距離画像メモリに記録することかできる。
このようにして、得られた距離画像は、３次元的情報を
持っており、物体の立体再生が可能となり、物体の形状
などの計測ができ、物体の認識や、ロボットの眼として
、３次元的シームの解析に利用される。
持っており、物体の立体再生が可能となり、物体の形状
などの計測ができ、物体の認識や、ロボットの眼として
、３次元的シームの解析に利用される。
第１図は、本発明によるステレオ画像を用いた距離計測
装置の実施例を示すブロック図である。 第２図は、前記装置の第１および第２の光学系の実施例
を示す断面図である。 第３図は、人間の眼を撮像した状態を示す図である。 第４図は、ステレオ画像を用いた距離算出の原理を示す
略図である。 第５図は、本発明による距離計測装置の第２の光学系の
実施例を示す略図である。 ＩＬ（Ｒ）・・・テレビジョンモニタ左（または右）２
Ｌ（Ｒ）・・・第１の光学系左（または右）３・・・観
測者 ６Ｌ（Ｒ）・・・第２の光学系左（または右）７Ｌ（Ｒ
）・・・瞳孔撮影用テレビジョンカメラ左（または右） ８Ｌ（Ｒ）・・・視点検出ブロック左（または右）１０
・・・減算器 １２・・・除算器１６・・・乗
算器 １８・・・ＣＰＵ （計算機）１９・・
・距離画像メモリ ２０Ｌ（Ｒ）・・・画像メモリ左（または右）２２Ｌ（
Ｒ）・・・テレビジョンカメラ左（または右）特許出願
人 浜松ホトニクス株式会社 代理人 弁理士 井 ノ ロ 貴 見２四 外′３図
装置の実施例を示すブロック図である。 第２図は、前記装置の第１および第２の光学系の実施例
を示す断面図である。 第３図は、人間の眼を撮像した状態を示す図である。 第４図は、ステレオ画像を用いた距離算出の原理を示す
略図である。 第５図は、本発明による距離計測装置の第２の光学系の
実施例を示す略図である。 ＩＬ（Ｒ）・・・テレビジョンモニタ左（または右）２
Ｌ（Ｒ）・・・第１の光学系左（または右）３・・・観
測者 ６Ｌ（Ｒ）・・・第２の光学系左（または右）７Ｌ（Ｒ
）・・・瞳孔撮影用テレビジョンカメラ左（または右） ８Ｌ（Ｒ）・・・視点検出ブロック左（または右）１０
・・・減算器 １２・・・除算器１６・・・乗
算器 １８・・・ＣＰＵ （計算機）１９・・
・距離画像メモリ ２０Ｌ（Ｒ）・・・画像メモリ左（または右）２２Ｌ（
Ｒ）・・・テレビジョンカメラ左（または右）特許出願
人 浜松ホトニクス株式会社 代理人 弁理士 井 ノ ロ 貴 見２四 外′３図
Claims (3)
- （１）既知の条件で撮像された１対のステレオ画像と、
観察者が前記１対のステレオ画像を立体視するための立
体視鏡と、観察者が前記立体視鏡を介して立体視してい
るときの眼を撮像する撮像装置と、前記撮像データから
検出された左右の眼の注目点座標を演算する視点検出部
と、前記注目点座標と前記既知の条件から注目点の距離
を求める演算装置と、演算結果を出力または記録する装
置から構成したステレオ画像を用いた距離計測装置。 - （２）前記注目点座標と前記既知の条件から注目点の距
離を求める演算装置は、前記視点検出部からの左画像の
点（ｘｌ、ｙｌ）と右画像の点（ｘｒ、ｙｒ）から、視
差（ｘｌ−ｘｒ）を計算するための減算器と、ステレオ
撮像を行った場合の撮像パラメータとして焦点距離ｆと
視点間距離Ｌとをかける乗算器と、前記減算器出力を乗
算器出力で割算する除算器からなり、下記の式による対
応点までの距離を算出するものである特許請求の範囲第
１項記載のステレオ画像を用いた距離計測装置。 記 Ｚ＝ｆ・Ｌ／（ｘｌ−ｘｒ） ただしｆ：焦点距離（撮像系） Ｌ：基線長（視点間距離） 以上 - （３）前記演算結果を出力または記録する装置は、距離
画像メモリである特許請求の範囲第１項記載のステレオ
画像を用いた距離計測装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16298186A JPS6318213A (ja) | 1986-07-11 | 1986-07-11 | ステレオ画像を用いた距離計測装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16298186A JPS6318213A (ja) | 1986-07-11 | 1986-07-11 | ステレオ画像を用いた距離計測装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6318213A true JPS6318213A (ja) | 1988-01-26 |
| JPH0225123B2 JPH0225123B2 (ja) | 1990-05-31 |
Family
ID=15764946
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP16298186A Granted JPS6318213A (ja) | 1986-07-11 | 1986-07-11 | ステレオ画像を用いた距離計測装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6318213A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0797784A1 (en) * | 1994-12-13 | 1997-10-01 | Xenotech Research Pty. Ltd. | Tracking system for stereoscopic display systems |
| US6473115B1 (en) | 1996-06-04 | 2002-10-29 | Dynamic Digital Depth Research Pty Ltd | Multiple viewer system for displaying a plurality of images |
| US9168559B2 (en) | 2010-04-02 | 2015-10-27 | Saint-Gobain Pam | Facility and method for coating the inside of a pipe element |
-
1986
- 1986-07-11 JP JP16298186A patent/JPS6318213A/ja active Granted
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0797784A1 (en) * | 1994-12-13 | 1997-10-01 | Xenotech Research Pty. Ltd. | Tracking system for stereoscopic display systems |
| EP0797784A4 (en) * | 1994-12-13 | 1999-03-24 | Xenotech Res Pty Ltd | TRACKING SYSTEM FOR STEREOSCOPIC DISPLAY SYSTEMS |
| US6163336A (en) * | 1994-12-13 | 2000-12-19 | Richards; Angus Duncan | Tracking system for stereoscopic display systems |
| US6473115B1 (en) | 1996-06-04 | 2002-10-29 | Dynamic Digital Depth Research Pty Ltd | Multiple viewer system for displaying a plurality of images |
| US9168559B2 (en) | 2010-04-02 | 2015-10-27 | Saint-Gobain Pam | Facility and method for coating the inside of a pipe element |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0225123B2 (ja) | 1990-05-31 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |