JPS63304791A - カメラキャリブレ−ションにおける直線パタ−ン対応方式 - Google Patents

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】 〔概　要〕 カメラキャリブレーションを行うに当たり撮像される複
数の直線が描かれた基準板において、直線ごとに線分と
その間隔によって定まる複比が異なるようにし、撮像さ
れた画像における直線の対応を求める時、その複比によ
って対応づけを行うようにするカメラキャリブレーショ
ンにおける直線パターン対応方式である。

〔産業上の利用分野〕

本発明は例えばテレビジョンカメラ等のカメラパラメー
タの測定を行う場合に、基準として撮像対象となる基準
板上のパターンの画像上の対応づけを行うカメラキャリ
ブレーションにおける直線パターン対応方式に関する。

〔従来の技術〕

周囲の状況に応じて様々な動作をす、るロボットや自立
走行車では、環境を認識して行動するため、視覚機能が
必要である。視覚機能のうち物体迄の距離測定は一般に
２つ以上の位置から物体を観測し、観測系間の物体像の
差異と、それぞれの観測系の相対位置から、物体の位置
を計測することで実現している。カメラキャリブレーシ
ョンは観測系としてカメラを選んだ場合のカメラの相対
位置等カメラパラメータの測定であり、通常あるパター
ンの描かれた基準体を撮像し、基準体上のパターンの特
徴と撮像画像上の特徴とを対応づけ、基準体のパターン
の特徴の三次元座標からカメラパラメータを計測するも
のである。

パターンとして同一交点を持たない三直線を選んだ場合
、従来、この三直線の対応づけは、あらかじめカメラに
対する基準体のおおまかな観測姿勢を定めておき、撮像
上の三直線のあられれ方から対応づけを行っていた。

〔発明が解決しようとする問題点〕

前述の従来型の直線パターン対応方式においては、全く
違う姿勢で撮像した場合、または、他のカメラが全く異
なる方向から観測した場合には、そのままでは適用でき
ないという問題点があった。

本発明の目的は、基準板に描かれた直線パターンの観測
によるカメラキャリブレーションにおいて、全く違う姿
勢で撮像した場合または全く異なる方向から観測した場
合にも、基本板の姿勢に関係なく、直線パターンの対応
づけができるようにすることにある。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明においては、透視投影下で複比が保存されるとい
う原理を利用し、基準板上に描かれる少なくとも３本の
直線を線分の長さと線分間隔によって定められる複比が
異なるような破線（１本は実線でもよい）を用いた直線
パターンとし、この基準板を撮像し、その画像における
直線パターンを検出し、その対応づけを行うに当たって
、画像から同一直線上にのる線分群を検出し、直線上に
連続してあらわれる線分の長さとその間隔から算出する
複比を求め、前記複比によって対応する直線パターンを
検出するカメラキャリブレーションにおける直線パター
ン対応方式が提供される。

〔作　用〕

前述の方式を用いて、直線パターンにおける各直線にの
る線分の長さとその間隔から定められる複比の算出を、
撮像された画面の直線パターンに適用すれば、その複比
の値によって直線の対応づけが、どのような姿勢の場合
でも可能となる。

〔実施例〕

本発明のカメラキャリブレーションにおける直線パター
ン対応方式を行う装置のブロック図が第１図に示される
。

この装置は、二値化部１、連結エツジ検出部２、直線パ
ターン検出部３、および直線パターン対応部４を具備す
る。

あらかじめ基準板上に同一交点を持たない三直線を描く
。この三直線のそれぞれは第２図に示さに、それぞれの
直線について次式で示される複比が異なるように描かれ
ている。

ｌＸ５−Ｘ、１・ｌｘ４　　ｘ２１ １ｘｚ−ｘ＋Ｉ・１Ｘ４−Ｘｌｌ 三直線のうちの１つは破線でなく実線であってもよい。

すなわち上述の複比における間隔が零の場合を適用でき
る。

前述のような複比の異なる三直線が描かれた基準板をカ
メラで撮像し画像を得る。この画像は二値化部ｌにおい
て、あるしきい４０をもって二値化され、三直線のパタ
ーンが抽出される。抽出されたパターンの連結エツジ（
ｌａ分）を連結エツジ検出部２で検出する。次いで、連
結エツジ集合のうち同一直線上にあり、かつ累積距離が
長い連結工フジ群を直線パターン検出部３において抽出
する。

次いで、直線パターン対応部４において、前述の直線上
に連続してあらわれる連結エツジ群の線分の長さとその
間隔から複比を計算し、あらかじめ基準板上の直線パタ
ーンから求めた複比と比較し、その値がほぼ一致するも
のをそれに対応する破線とする。

第２図において示されるように、レンズ中心からの透視
投影下では複比が保存され下記のような等式が成立する
。

１交２−交１１・Ｉ交ａＲ３１ ＩＬ−交；　１・１し一交、′１ １　ｘ２−ｘ、ｌ　・１ｘ４−ｘ、１ 本実施例の装置によれば、第３図のような従来の基準板
と撮像画像における直線パターンの対応づけが、経験等
による熟練によって行われていたものを、適切な処理手
段によって誤りのない対応づけが可能となる。第３図は
、基準板上に描かれた直線パターンがｘｙ座標軸に関し
ａｉｘ　＋ｂｉｙ　＋ｃｉ＝ｏで表される時、撮像画像
上ではＩＪ座標軸に関し、ａｉｌ　＋ｂｉＪ　＋ｃ＋　
＝　０で表されることを示している。

〔発明の効果〕

本発明によれば、基準板に描かれた直線パターンの観測
によるカメラキャリブレーションにおいて、全く違う姿
勢で撮像した場合または全（異なる方向から観測した場
合にも、基準板の姿勢に関係なく、直線パターンの正し
い対応づけができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例としてのカメラキャリブレー
ションにおける直線パターン対応方式を行う装置のブロ
ック図、 第２図は本発明に用いられる複比を説明する図、および 第３図は従来技術を説明する基準板と撮像画像の直線パ
ターンを対比する図である。 図において、 １・・・二値化部、　　　　　２・・・連結エツジ部、
３・・・直線パターン検出部、 ４・・・直線パターン対応部。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 基準板に描かれた複数本の直線パターンの観測によって
   行われるカメラキャリブレーションにおける直線パター
   ン対応方式において、 前記基準板には直線パターンとして少なくとも３本の直
   線上に、それぞれ線分が描かれ、各直線上における線分
   の長さと、線分の間隔によって定まる複比が１つの直線
   についての線分とその間隔については一定であり、各直
   線相互間では前記複線が異なるように描かれ、 前記基準板を撮像し、その撮像画像における直線パター
   ンを検出し、前記基準板の直線との対応づけを行う際、
   前記画像から同一直線上にのる線分群を検出し、直線上
   に連続してあらわれる線分とその間隔から算出する複線
   を求め、前記複比によって撮像画面における対応する直
   線パターンを検出することを特徴とするカメラキャリブ
   レーションにおける直線パターン対応方式。