JPWO2019017328A1 - Calibration apparatus and calibration method - Google Patents
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Abstract
撮影装置の較正処理を行う際における撮影装置と較正用被写体との間隔の正確な寸法を取得し易くし、かつ、較正処理に係る作業の軽減を図る技術を提供するべく、較正装置50は、複数の較正用被写体51,52と、被写体接続部材53と、撮影装置固定部材56と、間隔固定用部材57とを備える。較正用被写体51,52は、互いに間隔を介し並設されている。被写体接続部材53は、較正用被写体51,52間を接続すると共に当該較正用被写体51,52間の間隔を固定する。撮影装置固定部材56は、複数の較正用被写体51,52の並設方向に交差する方向に互いに間隔を介し並設される複数の撮影装置54,55をそれぞれ位置決め固定する。間隔固定用部材57は、較正用被写体51,52と撮影装置54,55との間隔を固定する。The calibration device 50 provides a technique for facilitating acquisition of an accurate distance between the imaging device and the calibration subject when performing the calibration process of the imaging device, and for providing a technique for reducing the work involved in the calibration process. A plurality of calibration subjects 51, 52, a subject connecting member 53, a photographing device fixing member 56, and a gap fixing member 57 are provided. The calibration subjects 51 and 52 are juxtaposed with each other with a space therebetween. The subject connecting member 53 connects the calibration subjects 51 and 52 and fixes the interval between the calibration subjects 51 and 52. The image capturing device fixing member 56 positions and fixes the plurality of image capturing devices 54 and 55, which are arranged side by side in a direction intersecting the direction in which the plurality of calibration subjects 51 and 52 are arranged side by side with a gap therebetween. The distance fixing member 57 fixes the distance between the calibration subject 51, 52 and the photographing device 54, 55.
Description
本発明は、撮影装置の較正(キャリブレーション)に係る技術に関する。 The present invention relates to a technique related to calibration of a photographing device.
撮影装置による撮影画像を利用することによって、撮影画像における互いに直交する水平方向と垂直方向のそれぞれの長さの情報と、撮影画像に直交する方向(奥行き方向)の長さの情報とを取得する三次元計測の技術が様々に提案されている。 By using the image captured by the image capturing device, information on each length of the captured image in the horizontal direction and the vertical direction orthogonal to each other and the information in the direction orthogonal to the captured image (depth direction) are acquired. Various three-dimensional measurement techniques have been proposed.
そのような三次元計測によって正確な長さの情報を得るためには、撮影装置の較正(キャリブレーション)が必要である。 In order to obtain accurate length information by such three-dimensional measurement, calibration of the image capturing device is necessary.
なお、特許文献1には、測量対象点までの距離とその方向を計測する計測装置と、ステレオカメラとが一体化している三次元計測装置の構成が開示されている。また、特許文献2に示されている三次元形状検出装置の構成では、一端側には被写体を搭載する載置台が配置され、他端側には被写体を撮影する撮影部が配置されている。当該特許文献2には、そのような構成を持つ三次元形状検出装置のキャリブレーションに関わる技術が開示されている。
Patent Document 1 discloses a configuration of a three-dimensional measuring device in which a stereo camera and a measuring device that measures a distance to a survey target point and its direction are integrated. Further, in the configuration of the three-dimensional shape detection device disclosed in
撮影装置の較正を精度良く行うためには、撮影装置と、当該撮影装置によって較正のために撮影する被写体との間隔の正確な寸法が要求される。 In order to calibrate the photographing device with high accuracy, it is necessary to accurately measure the distance between the photographing device and a subject photographed by the photographing device for calibration.
ところで、魚の観察などのために、海中などの水中にて撮影装置により魚を撮影し、当該撮影画像を利用して魚の体長などの計測が行われる場合がある。このような場合には、例えば、デジタルビデオカメラにより構成される撮影装置であるステレオカメラによって観測対象の魚が撮影され、長さ情報を含む撮影画像が取得される。この撮影画像を利用して魚の体長などが計測される。魚の体長などの計測値の精度を高めるためには、ステレオカメラの較正が精度良く行われる必要がある。 By the way, in order to observe a fish and the like, a fish may be photographed by a photographing device in the water such as undersea, and the length of the fish may be measured using the photographed image. In such a case, for example, a fish to be observed is photographed by a stereo camera which is a photographing device including a digital video camera, and a photographed image including length information is acquired. The length of the fish and the like are measured using this captured image. In order to improve the accuracy of measurement values such as fish body length, it is necessary to calibrate the stereo camera with high accuracy.
この場合におけるステレオカメラの較正は、水中に、ステレオカメラと較正用被写体(例えばチェッカーボードのような板部材)を間隔を介して配置し、ステレオカメラにより撮影した較正用被写体の撮影画像に基づいて行われる。しかしながら、ステレオカメラと較正用被写体との間隔は、ステレオカメラが撮影対象とする領域の大きさに応じた間隔であり、例えば、2m程度離れている場合がある。このようにステレオカメラと較正用被写体が離れている場合には、別々の人が船上からステレオカメラと較正用被写体をそれぞれ水中に吊下げ、ステレオカメラと較正用被写体との間隔が計測される場合がある。このような場合には、ステレオカメラと較正用被写体との間隔の正確な寸法を得ることが難しい。また、海中等の水中では、波力によって較正用被写体が変位することが考えられ、このことも、ステレオカメラと較正用被写体との間隔の正確な寸法を得ることを難しくしている。 In this case, the stereo camera is calibrated by arranging the stereo camera and a calibration subject (for example, a plate member such as a checkerboard) in water with a space therebetween, and based on a captured image of the calibration subject captured by the stereo camera. Done. However, the distance between the stereo camera and the calibration subject is an interval according to the size of the area to be captured by the stereo camera, and may be, for example, about 2 m. When the stereo camera and the calibration subject are separated from each other in this way, when different people hang the stereo camera and the calibration subject in water from the ship and the distance between the stereo camera and the calibration subject is measured. There is. In such a case, it is difficult to obtain an accurate distance between the stereo camera and the calibration subject. Further, in water such as undersea, the calibration subject may be displaced by wave force, which also makes it difficult to obtain an accurate distance between the stereo camera and the calibration subject.
このように、水中でのステレオカメラ等の撮影装置と較正用被写体との間隔の正確な寸法を得ることが難しいことから、水中で使用する撮影装置の較正処理は精度を高めることが難しい。 As described above, since it is difficult to obtain an accurate size of the distance between the underwater imaging device such as a stereo camera and the calibration subject, it is difficult to increase the accuracy of the calibration process of the underwater imaging device.
さらに、季節や天気の変化による海や湖などの水中の透明度(視界度合)の変化は、大気に比べると、大きいことから、撮影装置や撮影場所を変更しなくとも、季節の変化等に応じた適宜なタイミングで、撮影装置の較正処理を行う必要がある。このため、海中などで使用する撮影装置は、大気中で使用する場合に比べて、較正処理の頻度が高くなる。較正処理を行う度に、前述したように、撮影装置と較正用被写体を船上から水中に吊下げ、撮影装置と較正用被写体との間隔を計測するという作業が必要であり、面倒である。 Furthermore, the change in transparency (degree of visibility) in water such as the sea and lake due to changes in seasons and weather is larger than that in the atmosphere, so it is possible to adapt to changes in seasons without changing the shooting device or shooting location. It is necessary to perform the calibration process of the imaging device at an appropriate timing. Therefore, the imaging device used in the sea or the like has a higher frequency of calibration processing than in the case of being used in the atmosphere. As described above, each time the calibration process is performed, it is necessary to suspend the imaging device and the calibration subject in water from the ship and measure the distance between the imaging device and the calibration subject, which is troublesome.
本発明は上記のような課題を解決するために考え出された。すなわち、本発明の主な目的は、撮影装置の較正処理を行う際における撮影装置と較正用被写体との間隔の正確な寸法を取得し易くし、かつ、較正処理に係る作業の軽減を図ることができる技術を提供することにある。 The present invention has been devised to solve the above problems. That is, a main object of the present invention is to facilitate acquisition of an accurate dimension of the distance between the image capturing device and the calibration subject when performing the image capturing device calibration process, and to reduce the work involved in the calibration process. It is to provide the technology that can.
上記目的を達成するために、本発明の較正装置は、
互いに間隔を介し並設される複数の較正用被写体と、
前記較正用被写体間を接続すると共に当該較正用被写体間の間隔を固定する被写体接続部材と、
複数の前記較正用被写体の並設方向に交差する方向に互いに間隔を介し並設される複数の撮影装置をそれぞれ位置決め固定する撮影装置固定部材と、
前記較正用被写体と前記撮影装置との間隔を固定する間隔固定用部材とを備える。In order to achieve the above object, the calibration device of the present invention comprises:
A plurality of calibration subjects arranged side by side with an interval between each other,
A subject connecting member that connects the calibration subjects and fixes the interval between the calibration subjects,
An image pickup device fixing member for positioning and fixing a plurality of image pickup devices, which are arranged in parallel with each other in a direction intersecting the direction in which the plurality of calibration subjects are arranged in parallel,
An interval fixing member that fixes an interval between the calibration subject and the imaging device is provided.
また、本発明における較正方法は、
互いに間隔を介し並設される複数の較正用被写体間を被写体接続部材が接続することにより、前記較正用被写体間の間隔を固定し、
複数の前記較正用被写体の並設方向に交差する方向に互いに間隔を介し並設される複数の撮影装置をそれぞれ撮影装置固定部材が位置決め固定し、
前記較正用被写体と前記撮影装置との間隔を間隔固定用部材が固定している状態で、
前記撮影装置が前記較正用被写体を撮影し、
当該撮影による撮影画像を利用して前記撮影装置を較正する。Further, the calibration method in the present invention is
By connecting the subject connecting member between a plurality of calibration subjects that are arranged in parallel with each other with a gap therebetween, the gap between the calibration subjects is fixed,
A plurality of photographing devices arranged side by side in a direction intersecting a direction in which the plurality of calibration subjects are arranged side by side are respectively fixed and fixed by a photographing device fixing member,
In a state in which the gap fixing member fixes the gap between the calibration subject and the photographing device,
The photographing device photographs the calibration subject,
The image capturing device is calibrated using the image captured by the image capturing.
本発明によれば、撮影装置の較正処理を行う際における撮影装置と較正用被写体との間隔の正確な寸法を取得し易くし、かつ、較正処理に係る作業の軽減を図ることができる。 According to the present invention, it is possible to easily obtain an accurate dimension of the distance between the image capturing device and the calibration subject when performing the calibration process of the image capturing device, and to reduce the work involved in the calibration process.
以下に、本発明に係る実施形態を図面を参照しつつ説明する。 Embodiments according to the present invention will be described below with reference to the drawings.
<第1実施形態>
図1は、本発明に係る第1実施形態の較正装置を模式的に表す斜視図である。第1実施形態の較正装置1は、ステレオカメラの較正(キャリブレーション)を行う際に利用される装置(器具)である。この第1実施形態では、較正対象のステレオカメラは、間隔を介して並設される複数の同様な撮影装置(ここでは、デジタルビデオカメラ)10,11により構成され、海や湖などの水中で魚などを撮影することが想定されている。<First Embodiment>
FIG. 1 is a perspective view schematically showing a calibration device according to a first embodiment of the present invention. The calibration device 1 of the first embodiment is a device (appliance) used when calibrating a stereo camera. In the first embodiment, a stereo camera to be calibrated is composed of a plurality of similar photographing devices (here, digital video cameras) 10 and 11 arranged side by side at intervals, and is used in water such as the sea or lake. It is supposed to photograph fish etc.
第1実施形態の較正装置1は、複数の較正用被写体2,3と、被写体接続部材4と、撮影装置固定部材5と、間隔固定用部材6とを備えている。
The calibration device 1 according to the first embodiment includes a plurality of
撮影装置固定部材5は、複数の撮影装置10,11を間隔を介し並設されている状態で固定する部材であり、各撮影装置10,11を設置する載置部材13,14と、載置部材13,14を接続する接続部材15とを備えている。
The imaging
載置部材13と載置部材14は同様な構成を備えている。これにより、ここでは、載置部材13の構成について説明し、載置部材14の構成の説明は省略する。
The mounting
図2は、載置部材13の構成を模式的に表す斜視図であり、図3は、載置部材13に撮影装置10が搭載されている状態を模式的に表す斜視図である。載置部材13は、撮影装置10が載置される基板20を有し、当該基板20には撮影装置10を位置決め固定する構成が設けられている。図4は、載置部材13において撮影装置10を位置決め固定する構成を説明する図である。
FIG. 2 is a perspective view schematically showing the configuration of the
撮影装置10は、安定した撮影を行うために三脚や一脚等の支持道具に取り付ける場合が有る。その支持道具への取り付けを考慮して、撮影装置10には、図4に表されるようなねじ穴17と位置決め穴18が設けられている場合がある。この第1実施形態では、そのようなねじ穴17と位置決め穴18が設けられている撮影装置10が載置部材13に設置されることが想定されている。ここでは、そのねじ穴17と位置決め穴18を利用して撮影装置10を位置決め固定する構成が載置部材13に設けられている。つまり、載置部材13には、撮影装置10を設定の位置に載置した場合に撮影装置10のねじ穴17に対応する基板20の位置に挿通孔21が設けられ、また、撮影装置10の位置決め穴18に対応する基板20の位置に突起部22が設けられている。挿通孔21は、図4における基板20の裏面から表面に貫通している貫通孔であり、撮影装置10のねじ穴17に螺合するねじ23が挿通できる孔径を持っている。突起部22は、撮影装置10の位置決め穴18に遊嵌する形状および大きさを持っている。
The photographing
撮影装置10は、基板20の裏面側から挿通孔21に挿通されたねじ23がねじ穴17に螺合し、かつ、位置決め穴18に突起部22が遊嵌することにより、図3に表されるように基板20における設定の位置に設置される。このように設置された撮影装置10を基板20に固定するために、基板20には把持部材24,25が設けられている。
The
把持部材24,25は、それぞれ、板状の小片部材であり、基板20における設定の位置に設置された撮影装置10の側面に当接する当接面24A,25Aを有している。さらに、把持部材24,25には、それぞれ、図2等に表されている表面側から裏面側に貫通する貫通孔26,27が設けられている(第1実施形態では、貫通孔26,27は複数ずつ設けられている)。貫通孔26,27は、基板20に設けられている把持部材取り付け用ねじ穴(図示せず)に螺合するねじ30,31が挿通でき、かつ、ねじ30,31のフランジが貫通孔26,27の開口端縁に係止する大きさを備えている。また、第1実施形態では、貫通孔26,27は、当接面24A,25Aに対し遠近する方向に伸びる長穴形状と成している。このように貫通孔26,27を長穴形状とすることにより、基板20に固定される把持部材24,25の当接面24A,25A間の間隔を調整することが可能となる。
The gripping
前述したように撮影装置10が基板20の設定位置に設置され、かつ、図3に表されているように把持部材24,25の当接面24A,25Aが撮影装置10の側面を押圧している状態で、ねじ30,31が把持部材24,25を基板20にねじ止めする。これにより、把持部材24,25は、撮影装置10を把持することにより、当該撮影装置10を基板20に位置決め固定する。なお、図2〜図4の例では、載置部材13(14)の基板20や把持部材24,25や、撮影装置10は簡略化されて表されており、基板20や把持部材24,25や、撮影装置10の形状は、図示の例に限定されない。例えば、基板20や把持部材24,25において、撮影装置10(11)と接触あるいは対面する部分は、撮影装置10(11)の形状や撮影装置10(11)の取り付け作業性や取り付け精度の向上などを考慮した形状を備えることが好ましい。
As described above, the photographing
接続部材15は、載置部材13,14を接続すると共に、載置部材13,14の間隔を固定する部材である。例えば、接続部材15は、棒状の剛体(例えば、アルミニウム等の金属)により構成されている。第1実施形態では、接続部材15を構成する材料は、機械的な強度や、水中(例えば海中)での利用を想定していることから海水等に因る腐食や、運搬し易さのための軽さや、加工し易さなどが考慮されて選定される。さらに、棒状の接続部材15は、中実であってもよいが、軽量化を考慮することにより中空構造としてもよい。また、例えば、接続部材15は、その断面形状が図5に表されるような棒状であってもよい。この場合にも、接続部材15は、中実であるよりも軽量化が図られる。このような接続部材15と、載置部材13,14とは例えばねじにより接続される。
The
接続部材15により固定される載置部材13,14間の間隔は、載置部材13,14に搭載される撮影装置10,11の視野角や、撮影装置10,11から撮影対象が存在すると想定される領域までの距離などを考慮して適宜設定される間隔である。
It is assumed that the interval between the mounting
接続部材15には取り付け部材33が接続されている。取り付け部材33は、較正装置1を水中に吊下げる際に利用するロープ35を取り付ける部位として機能する。取り付け部材33も、接続部材15と同様な材料により構成される棒状部材である。
The
上述したような載置部材13,14と接続部材15を備える撮影装置固定部材5に、撮影装置10,11が搭載されることにより、ステレオカメラが構成される。
A stereo camera is configured by mounting the photographing
較正用被写体2,3は、撮影装置10,11の較正に利用する像(特徴点)を撮影画像に含ませる被写体である。第1実施形態では、較正用被写体2,3は、それぞれ、四角形状のフレーム2A,3Aと、当該フレーム2A,3Aの補強と歪み防止のためにフレーム2A,3Aの四角形状内部に設けられる補強フレーム2B,3Bとを有するフレーム構造を備える。四角形状のフレーム2A(3A)と補強フレーム2B(3B)は、仮想平面に沿うように配置されている。この例での仮想平面は図1における三次元直交座標系のxy平面である。また、フレーム2A,3Aと補強フレーム2B,3Bを構成する材料は、接続部材15と同様に、機械的な強度や、海水等に因る腐食や、運搬し易さのための軽さや、加工し易さなどが考慮されて選定される。
The calibration subjects 2 and 3 are subjects whose images (feature points) used for calibration of the
さらに、較正用被写体2のフレーム2Aは、較正用被写体3のフレーム3Aよりも大きく形成されている(例えば、フレーム2Aは一辺が100cmの正方形であり、フレーム3Aは一辺が70cmの正方形である)。較正用被写体2,3は、小さい方の較正用被写体3が大きい方の較正用被写体2よりも撮影装置10,11に近くなるように、撮影装置10,11に対し遠近方向に間隔を介し並設される。較正用被写体2,3間の間隔および較正用被写体2,3の大きさは、撮影装置10,11の性能や、撮影対象(例えば魚)の大きさ等に基づいて定められる撮影領域の大きさなどを考慮して設定される。なお、較正用被写体2のフレーム2Aが較正用被写体3のフレーム3Aよりも大きい構成は、撮影装置10,11から離れるに従って撮影画像における物体の大きさは小さくなることや、撮影装置10,11の視野角が考慮されたことによる。
Further, the
さらに、ここでは、較正用被写体2,3の配置の向きは、四角形状のフレーム2A,3Aが配置される前述したような仮想平面が、載置部材13,14に設置された撮影装置10,11の光軸に直交するような向きである。また、較正用被写体2,3の並設方向は、撮影装置10,11の並設方向(図1におけるx方向)に直交する方向(図1におけるz方向)である。さらに、較正用被写体2,3の中心線と撮影装置10,11の光軸は、同一平面上に配置されている。
Further, here, the orientations of the calibration subjects 2 and 3 are arranged such that the imaginary plane on which the
このような較正用被写体2,3は、撮影装置10,11による撮影画像に映し出された場合において、フレーム2A,3Aの例えば角部が特徴点として較正処理に利用される。そのような較正処理に利用する較正用被写体2,3の特徴点が撮影画像において判別し易くなる構成を較正用被写体2,3は備える。つまり、第1実施形態では、較正用被写体2,3は、当該較正用被写体2,3を構成する図1におけるy方向に沿うフレーム部材(縦部材とも記す)と、x方向に沿うフレーム部材(横部材とも記す)との色が異なる構成を備える。例えば、縦部材と横部材のうちの一方は黒であり、他方は黄色というように、縦部材と横部材の色の組み合わせは、縦部材と横部材の差異が明瞭となる色の組み合わせとなっている。なお、較正用被写体2における縦部材と横部材の色の組み合わせと、較正用被写体3における縦部材と横部材の色の組み合わせとは異なってもよいし、同じでもよい。ただ、較正用被写体2,3における色の組み合わせが同じ場合には、例えば、色の組み合わせが同じでも較正用被写体2,3の各縦部材の色を異にすることにより、撮影画像において較正用被写体2,3を区別し易くすることが好ましい。
When
被写体接続部材4は、較正用被写体2,3を接続すると共に、較正用被写体2,3の間隔を前述したような設定の間隔に固定する棒状の剛体により構成される部材である。第1実施形態では、4本の被写体接続部材4により較正用被写体2,3間が接続される。各被写体接続部材4と較正用被写体2,3は、例えば、ねじ等により固定される。各被写体接続部材4と、較正用被写体2,3との接続位置は、較正用被写体2,3の歪みや較正用被写体2,3間の間隔のずれを抑制することを考慮して適宜設定される。この第1実施形態のように、複数の被写体接続部材4を利用することにより、被写体接続部材4が1本である場合よりも、較正用被写体2,3の歪みや較正用被写体2,3間の間隔のずれが防止され易くなる。
The
なお、被写体接続部材4を構成する材料も、前述した接続部材15と同様に、機械的な強度や、海水等に因る腐食や、運搬し易さのための軽さや、加工し易さなどが考慮され適宜選定された材料(例えばアルミニウム等の金属)である。
The material forming the
被写体接続部材4により接続された較正用被写体2,3には、例えば、ロープ36,37が取り付けられ、当該ロープ36,37によって較正用被写体2,3は水中に吊下げられる。前述したように、較正用被写体2,3はフレーム構造と成している。このため、海中等の水中に吊下げられた際に、較正用被写体2,3は、水流の押圧力に因る歪みや位置ずれ等を抑制できる。
For example,
間隔固定用部材6は、較正用被写体2,3と、撮影装置10,11との間隔を固定する剛体部材である。つまり、撮影装置10,11の精度良い較正(キャリブレーション)を行うためには、較正用被写体2,3と撮影装置10,11との間の正確な長さの情報が得られることが望ましい。このことを考慮し、間隔固定用部材6は、較正用被写体2,3と、撮影装置10,11との間隔(具体的には、較正用被写体3と撮影装置固定部材5との間隔)が設定値となるように較正用被写体3と撮影装置固定部材5との間隔を固定する。すなわち、第1実施形態では、間隔固定用部材6は、複数の棒状の剛体部材が並設され一体化されている構成を備えている。間隔固定用部材6は、その一端側が較正用被写体3の設定位置に例えばねじにより接続され、他端側が撮影装置固定部材5における接続部材15の設定位置に例えばねじにより接続されることにより、較正用被写体3と撮影装置固定部材5との間隔を固定する。このように間隔固定用部材6によって較正用被写体3と撮影装置固定部材5との間隔が固定され、また、前述したように撮影装置10,11間の間隔は接続部材15により固定され、較正用被写体2,3間の間隔は被写体接続部材4によって固定される。これにより、較正用被写体2,3と、撮影装置10,11との間隔が固定される。
The
例えば、仮に、較正用被写体と、撮影装置とが分離状態であり、撮影装置の較正のために、それら較正用被写体と撮影装置が別々に船上から水中に吊下げられるとする。この場合には、較正処理の度に、較正用被写体と、撮影装置との間隔が異なることになるから、較正処理の度に、較正用被写体と、撮影装置との間隔を計測する必要がある。その計測は、較正用被写体と撮影装置を船上から水中に吊下げた後に、船上の作業者によって行われる。このため、当該計測作業は面倒であるし、高精度な計測値が得られ難い。 For example, it is assumed that the calibration subject and the image capturing device are in a separated state, and the calibration subject and the image capturing device are separately suspended from the ship to the water for calibration of the image capturing device. In this case, since the distance between the calibration subject and the photographing device is different each time the calibration process is performed, it is necessary to measure the distance between the calibration subject and the photographing device each time the calibration process is performed. .. The measurement is performed by an operator on the ship after suspending the calibration subject and the imaging device from the ship to the water. Therefore, the measurement work is troublesome and it is difficult to obtain a highly accurate measurement value.
これに対し、第1実施形態では、前述したように、較正用被写体2,3と、撮影装置10,11との間隔を固定した状態で較正用被写体2,3と撮影装置10,11を水中に進入させることができる。このため、較正用被写体2,3と撮影装置10,11の間隔を例えば船上にて計測できるから、較正装置1は、較正用被写体2,3と撮影装置10,11の間隔の計測が容易であり作業負担を軽減できるし、かつ、精度良い計測値を得ることができる。また、較正用被写体2,3と撮影装置10,11の間隔はほぼ変動しないと想定されることから、較正装置1は、較正用被写体2,3と撮影装置10,11の間隔を一度計測しておけば、それ以降の計測の省略を可能にし、作業負担のより軽減を可能にする。
On the other hand, in the first embodiment, as described above, the calibration subjects 2 and 3 and the photographing
なお、間隔固定用部材6も、接続部材15と同様に、機械的な強度や、海水等に因る腐食や、運搬し易さのための軽さや、加工し易さなどが考慮され適宜選定された材料(例えばアルミニウム等の金属)により構成されている。なお、間隔固定用部材6を構成する棒状の部材は、例えば、運搬し易さを考慮して短縮自在な構成を備えていてもよい。
The
ところで、前述したように、載置部材13,14と接続部材15を備える撮影装置固定部材5は、撮影装置10,11が載置部材13,14に搭載されることにより、ステレオカメラを構成する。このことにより、そのステレオカメラと、較正用被写体2,3等とが分離できるように、撮影装置固定部材5の接続部材15と、間隔固定用部材6とには、接続部材15から間隔固定用部材6を取り外すことが容易な(着脱自在な)構成を備えている。
By the way, as described above, the imaging
接続部材15と間隔固定用部材6を取り外しが容易な状態で接続する構成には様々な構成が考えられ、何れの構成を採用してもよい。例えば、接続部材15における間隔固定用部材6との設定の接続位置には、間隔固定用部材6側に向けて突出する突出部が設けられ、間隔固定用部材6の端面には、その突出部が嵌合する凹部が形成される。さらに、接続部材15の突出部が間隔固定用部材6の凹部に嵌合している状態を保持(ロック)する構成が設けられる。
Various configurations are conceivable for the configuration for connecting the
あるいは、例えば、L字形状の金具を利用して接続部材15と間隔固定用部材6は接続されてもよい。この場合には、例えば、図6の斜視図に表されるように、接続部材15には、L字形状の金具40を構成する2つの片42A,42Bのうちの1つの片42Bを、スライド移動可能に嵌合するスライド溝41が形成される。また、接続部材15と、L字形状の金具40における片42Bとには、それぞれ、接続部材15のスライド溝41にL字形状の金具40における片42Bが嵌合している状態で連通するピン挿通孔(図示せず)が設けられる。これらピン挿通孔に位置決め固定用のピンを挿通することにより、L字形状の金具40が接続部材15に固定される。このように接続部材15にL字形状の金具40が固定されている場合には、L字形状の金具40における片42Aが接続部材15から突出する態様となる。間隔固定用部材6の端面には、そのL字形状の金具40における片42Aが嵌合する嵌合部(図示せず)が形成される。さらに、間隔固定用部材6と、L字形状の金具40における片42Aとには、それぞれ、間隔固定用部材6と、L字形状の金具40における片42Aとが嵌合している状態において連通するピン挿通孔(図示せず)が設けられる。これらピン挿通孔に位置決め固定用のピンを挿通することにより、L字形状の金具40と間隔固定用部材6が接続される。このような構成によって、L字形状の金具40によって接続部材15と間隔固定用部材6が接続される。
Alternatively, for example, the
第1実施形態の較正装置1は上記のように構成されている。この較正装置1は、次のような効果を得ることができる。すなわち、第1実施形態では、複数の較正用被写体2,3間の間隔は被写体接続部材4によって固定され、また、較正用被写体2,3と撮影装置固定部材5との間隔は、間隔固定用部材6によって固定されている。このため、撮影装置10,11と較正用被写体2,3との間隔は設定値となり、撮影装置10,11と較正用被写体2,3との間隔の正確な寸法の情報を取得することができる。これにより、第1実施形態の較正装置1は、撮影装置10,11の較正処理の精度を高めることができる。この効果は、特に水中で発揮することができる。また、較正装置1は、較正処理の精度がばらつくことを抑制できる。換言すれば、較正装置1は、較正処理の繰り返し精度を向上させることができる。
The calibration device 1 of the first embodiment is configured as described above. The calibration device 1 can obtain the following effects. That is, in the first embodiment, the distance between the plurality of
また、上記のように、撮影装置10,11と較正用被写体2,3との間隔は設定値となることから、撮影装置10,11と較正用被写体2,3との間隔を較正処理の度に計測しなくて済むことから、較正処理の作業の軽減を図ることができる。
Further, as described above, since the interval between the
さらに、第1実施形態では、較正用被写体2,3は、フレーム構造であることから、較正用被写体2,3が板状である場合に比べて、水中において受ける波力が弱くなる。このため、較正装置1は、水中での較正用被写体2,3の歪みや変位を抑制できる。 Further, in the first embodiment, since the calibration subjects 2 and 3 have the frame structure, the wave force received in water becomes weaker than in the case where the calibration subjects 2 and 3 are plate-shaped. Therefore, the calibration device 1 can suppress the distortion and displacement of the calibration subjects 2 and 3 in water.
さらに、較正用被写体2,3は、フレーム構造であることにより、軽量化を図ることができる。また、較正用被写体2,3は平面状であり、当該平面状の較正用被写体2,3は、並設することにより三次元の情報を撮影画像に含ませることができる。このため、較正用被写体2,3は、較正用被写体として例えば立方体のような立体を用いなくとも、較正処理に必要な三次元の情報を撮影画像に含ませることができ、しかも、嵩を抑えることができる。上記のような軽量化と嵩減少によって、較正用被写体2,3は、運搬し易くなる。
Further, since the calibration subjects 2 and 3 have the frame structure, the weight can be reduced. Further, the calibration subjects 2 and 3 are planar, and the
さらにまた、較正用被写体2,3は、フレーム構造であることにより、撮影装置10に遠い側の較正用被写体2が近い側の較正用被写体3の影に隠れる部分を減少でき、これにより、較正処理に利用する特徴点の増加を図ることができる。また、較正用被写体2,3の大きさを異ならせていることも特徴点の増加に寄与する。
Furthermore, since the calibration subjects 2 and 3 have the frame structure, it is possible to reduce the portion of the
さらに、第1実施形態では、撮影装置固定部材5における載置部材13,14には、撮影装置10,11を位置決め固定する構成が設けられている。このため、載置部材13,14は、撮影装置10,11の着脱が繰り返し行われても撮影装置10,11を設定位置に設置させることができ、これにより、着脱の度に較正処理を行わなくても済むこととなる。つまり、載置部材13,14は、撮影装置10,11がメンテナンス等のために着脱される度に較正処理を行うという手間を軽減できる。
Further, in the first embodiment, the mounting
<第2実施形態>
以下に、本発明に係る第2実施形態を説明する。なお、第2実施形態の説明において、第1実施形態の較正装置を構成する構成部分と同一名称部分には同一符号を付し、その共通部分の重複説明は省略する。<Second Embodiment>
The second embodiment according to the present invention will be described below. In the description of the second embodiment, components having the same names as those of the components configuring the calibration device of the first embodiment are designated by the same reference numerals, and duplicate description of the common components will be omitted.
図7は、第2実施形態の較正装置の構成を模式的に表す斜視図である。第2実施形態の較正装置1は、第1実施形態の構成に加えて、較正用被写体8を備えている。較正用被写体8は、較正用被写体2,3と大きさが異なる。較正用被写体8における大きさ以外の構成は、較正用被写体2,3と同様である。すなわち、較正用被写体8は、較正用被写体3よりも小さく形成されている(例えば、較正用被写体2は一辺が100cmの正方形であり、較正用被写体3は一辺が70cmの正方形であり、較正用被写体8は一辺が40cmの正方形である)。また、較正用被写体8は、較正用被写体2,3間(例えば、較正用被写体2,3の中間位置)に、較正用被写体2,3と平行となるように配置されている。さらに、較正用被写体8の中心線の位置は、較正用被写体2,3の中心線の位置と一致している。
FIG. 7 is a perspective view schematically showing the configuration of the calibration device according to the second embodiment. The calibration apparatus 1 according to the second embodiment includes a
較正用被写体2と較正用被写体8との間、および、較正用被写体3と較正用被写体8との間は、それぞれ、被写体接続部材4によって接続されている。かつ、当該被写体接続部材4によって、較正用被写体2,8間の間隔および較正用被写体3,8間の間隔は設定値に固定されている。
The
較正用被写体8の大きさは、載置部材13,14に設置された撮影装置10,11により較正用被写体2,3,8を撮影した場合に、撮影画像において、較正用被写体8の角部が較正用被写体2,3の角部と重ならないように、設定される。つまり、撮影装置10,11による撮影画像において、較正用被写体2,3,8の角部は、較正処理を行う際に特徴点として利用される。較正用被写体2,3に加えて較正用被写体8を備えることにより、撮影装置10,11による撮影画像において、較正処理で使用する特徴点が増加する。なお、較正用被写体8は、計測用ものさし(計測対象の基準となる長さを持つもの)としての機能を持たせてもよい。
The size of the
第2実施形態の較正装置1は、第1実施形態と同様の構成を備えていることにより第1実施形態と同様の効果を得ることができる上に、較正処理で使用する特徴点を増加できることにより、撮影装置10,11の較正の精度をより高めることを可能にする。
Since the calibration device 1 of the second embodiment has the same configuration as that of the first embodiment, the same effect as that of the first embodiment can be obtained, and the feature points used in the calibration process can be increased. This makes it possible to further improve the accuracy of calibration of the
なお、第2実施形態では、較正用被写体8は、較正用被写体2,3間に配置されている。これに対し、較正用被写体8は、例えば、較正用被写体3よりも撮影装置10,11に近い側に配置されてもよい。ただ、較正用被写体8よりも大きな較正用被写体3を撮影装置10,11に近い側に配置することにより、較正処理にて較正される領域を大きくすることができる。
In the second embodiment, the
<その他の実施形態>
なお、本発明は第1や第2の実施形態に限定されず、様々な態様を採り得る。例えば、第2実施形態では、較正装置1は3つの較正用被写体を備えている。これに代えて、較正装置1は、4つ以上の較正用被写体を備えていてもよい。つまり、較正装置1を構成する較正用被写体の数は、複数であれば、撮影装置10,11の視野角や、較正処理に要求される精度や、較正処理対象の領域の大きさなどを考慮した適宜な数でよい。<Other embodiments>
The present invention is not limited to the first and second embodiments, and can take various aspects. For example, in the second embodiment, the calibration device 1 includes three calibration subjects. Alternatively, the calibration device 1 may include four or more calibration subjects. That is, if the number of calibration subjects constituting the calibration device 1 is plural, the viewing angles of the
また、第1実施形態では、較正用被写体2,3の大きさは異なっているが、較正用被写体2,3の大きさは同じであってもよい。さらに、第2実施形態では、3つの較正用被写体2,3,8の大きさは互いに異なっている。これに代えて、例えば、較正用被写体2,3は同様な大きさを持ち、較正用被写体8は、較正用被写体2,3よりも小さくてもよい。このように、較正装置1を構成する較正用被写体が3つ以上である場合には、それら較正用被写体の大きさは互いに異なっていてもよいし、同じ大きさを持つ較正用被写体が含まれていてもよい。
Further, in the first embodiment, the calibration subjects 2 and 3 have different sizes, but the calibration subjects 2 and 3 may have the same size. Further, in the second embodiment, the sizes of the three
さらに、較正用被写体2,3,8は四角形状であるが、他の形状であってもよい。 Further, although the calibration subjects 2, 3, 8 have a quadrangular shape, they may have other shapes.
さらに、第1や第2の実施形態の構成に加えて、較正用被写体には、例えば、LED(Light Emitting Diode)等の発光体や、発色の良い色や模様を持つというような視認性の高いマークなどが備えられていてもよい。例えば、図8に表されるように、これら発光体やマーク等の識別部材44は、較正用被写体2,3,8における様々な箇所に設置される。識別部材44は、撮影装置10,11による撮影画像において較正処理に利用する特徴点とすることができる。識別部材44は、較正処理に利用する特徴点を容易に増加することができる。
Furthermore, in addition to the configurations of the first and second embodiments, the calibration subject has, for example, a light-emitting body such as an LED (Light Emitting Diode) or a visibility such that the calibration subject has a color or pattern with good coloring. A high mark or the like may be provided. For example, as shown in FIG. 8, the
さらに、第1や第2の実施形態の構成に加えて、図10のように、較正用被写体2,3間に線条材である紐(例えば漁業用の紐)60が張られてもよい。さらに、紐60および較正用被写体2,3に、較正処理に利用する特徴点となる識別部材である目印(例えばテープ)61が取り付けられてもよい。なお、図10の例では、較正用被写体2,3は同じ大きさを持ち、被写体接続部材4は、四角形状の較正用被写体2,3の四隅部でもって較正用被写体2,3間を接続している。
Further, in addition to the configurations of the first and second embodiments, as shown in FIG. 10, a cord (for example, a fishing cord) 60 which is a filament material may be stretched between the calibration subjects 2 and 3. .. Furthermore, a mark (for example, a tape) 61 that is an identification member serving as a characteristic point used in the calibration process may be attached to the
さらに、第1や第2の実施形態では、較正装置1は、水中での使用が想定されていることを説明しているが、本発明に係る較正装置は地上において撮影装置の較正を行う場合に利用されてもよい。 Furthermore, in the first and second embodiments, the calibration device 1 is described as being supposed to be used underwater. However, the calibration device according to the present invention is used when calibrating an imaging device on the ground. May be used for.
さらに、第1や第2の実施形態では、較正用被写体2,3,8の中心線と、撮影装置10,11の光軸とが同一平面上となるように、較正用被写体2,3,8と撮影装置10,11が配設されている。これに代えて、較正用被写体2,3,8の中心線に対して撮影装置10,11の光軸が図1等における下側あるいは上側にずれて配置するように、較正用被写体2,3,8と撮影装置10,11が配設されてもよい。
Further, in the first and second embodiments, the calibration subjects 2, 3, 8 are arranged so that the center lines of the calibration subjects 2, 3, 8 and the optical axes of the photographing
また、第1や第2の実施形態では、較正用被写体2,3,8は、フレーム構造である。これに代えて、例えば、波力(あるいは地上での使用が想定される場合には風力)による較正用被写体の歪みや位置ずれの懸念が小さい場合には、較正用被写体2,3,8は、板状であってもよい。ただ、この場合には、撮影装置10から遠い側の較正用被写体2が撮影装置10に近い側の較正用被写体3の影となり、撮影されないという事態が懸念される。このような事態を防止するために、例えば、少なくとも撮影装置10に近い側の較正用被写体3は、透明部材を利用して構成することが好ましい。
Further, in the first and second embodiments, the calibration subjects 2, 3, 8 have a frame structure. Instead of this, for example, when there is little concern about distortion or displacement of the calibration subject due to wave force (or wind force when it is assumed to be used on the ground), the calibration subjects 2, 3, and 8 are It may be plate-shaped. However, in this case, there is a concern that the
さらに、第1や第2の実施形態では、較正用被写体2,3,8間は、4本の被写体接続部材4によって接続されているが、被写体接続部材4の数や接続位置は、較正用被写体2,3,8の大きさや強度や形状などを考慮し適宜設定してよい。例えば、第2実施形態では、隣り合う較正用被写体2,8間と、隣り合う較正用被写体3,8間とが、それぞれ、被写体接続部材4により接続されている。この構成に代えて、例えば、隣り合う較正用被写体2,8間が被写体接続部材4により接続され、かつ、隣り合っていない較正用被写体2,3間が被写体接続部材4により接続されることによって、間隔が固定された状態で較正用被写体2,3,8が接続されていてもよい。
Further, in the first and second embodiments, the calibration subjects 2, 3 and 8 are connected by the four
さらに、第1や第2の実施形態では、水中に較正装置1を吊下げる吊下げ部材としてロープ35,36,37が較正装置1に接続されている。そのロープ35,36,37に代えて、吊下げ部材は棒状部材であってもよい。このように、吊下げ部材が棒状部材である場合には、例えば、それら吊下げ部材間に渡すように棒状部材が配置されてもよい。
Further, in the first and second embodiments, the
さらに、第1と第2の実施形態では、間隔固定用部材6は、複数の棒状部材が並設された状態で固定されている構成を備えているが、撮影を妨げないことや運搬し易さや機械的な強度などが考慮された他の形態であってもよい。
Further, in the first and second embodiments, the
さらに、第1と第2の実施形態では、撮影装置固定部材5の接続部材15は、棒状の態様である。これに代えて、例えば、接続部材15は、直方体状の枠体であってもよく、この枠体の内部に載置部材13,14が固定されることにより、載置部材13,14を接続する構成であってもよい。
Furthermore, in the first and second embodiments, the connecting
さらに、第1と第2の各実施形態では、撮影装置10,11に設けられているねじ穴17と位置決め穴18を利用して、載置部材13,14は撮影装置10,11の配置位置を位置決めする構成を備えている。これに代えて、載置部材13,14には、撮影装置10,11を位置決めする別の構成が設けられてもよい。
Furthermore, in each of the first and second embodiments, the mounting
さらに、第2実施形態の説明において、較正用被写体8は計測用ものさし(計測対象の基準となる長さを持つもの)としての機能を持たせてもよいことを述べている。これに加えて、第1と第2の実施形態における較正用被写体2,3や被写体接続部材4や間隔固定用部材6においても、同様に、計測用ものさしとしての機能を持たせてもよい。
Furthermore, in the description of the second embodiment, it is stated that the
さらに、第1や第2の実施形態では、被写体接続部材4や間隔固定用部材6や接続部材15を構成する材料としてアルミニウムを挙げ、被写体接続部材4と較正用被写体2,3間などをねじにより接続する例を挙げている。これに代えて、例えば、それら部材4,6,15がステンレスにより構成される場合であって、取り外ししないと想定される場合には、それら部材4,6,15と接続対象の部材(較正用被写体2,3など)とは溶接により接続されてもよい。
Further, in the first and second embodiments, aluminum is used as a material forming the
さらに、本発明に係る較正装置は、その他の形態として、図9に表されるような構成を備えていてもよい。すなわち、図9における較正装置50は、複数の較正用被写体51,52と、被写体接続部材53と、撮影装置固定部材56と、間隔固定用部材57とを備えている。較正用被写体51,52は、互いに間隔を介し並設されている。被写体接続部材53は、較正用被写体51,52間を接続すると共に当該較正用被写体51,52間の間隔を固定する部材である。撮影装置固定部材56は、複数の較正用被写体51,52の並設方向に交差する方向に互いに間隔を介し並設される複数の撮影装置54,55をそれぞれ位置決め固定する部材である。間隔固定用部材57は、較正用被写体51,52と撮影装置54,55との間隔を固定する部材である。
Furthermore, the calibration device according to the present invention may have a configuration as shown in FIG. 9 as another form. That is, the
この較正装置50は、第1や第2の実施形態と同様に、複数の較正用被写体51,52間の間隔が被写体接続部材53によって固定され、さらに、較正用被写体51,52と撮影装置54,55との間隔が間隔固定用部材57によって固定されている。これにより、第1や第2の実施形態と同様の効果を得ることができる。
In the
以上、上述した実施形態を模範的な例として本発明を説明した。しかしながら、本発明は、上述した実施形態には限定されない。即ち、本発明は、本発明のスコープ内において、当業者が理解し得る様々な態様を適用することができる。 The present invention has been described above using the above-described embodiment as an exemplary example. However, the present invention is not limited to the above embodiment. That is, the present invention can apply various aspects that can be understood by those skilled in the art within the scope of the present invention.
この出願は、2017年7月21日に出願された日本出願特願2017−141663を基礎とする優先権を主張し、その開示の全てをここに取り込む。 This application claims the priority on the basis of Japanese application Japanese Patent Application No. 2017-141663 for which it applied on July 21, 2017, and takes in those the indications of all here.
1,50 較正装置
2,3,8,51,52 較正用被写体
4,53 被写体接続部材
5,56 撮影装置固定部材
6,57 間隔固定用部材1,50
Claims (9)
前記較正用被写体間を接続すると共に当該較正用被写体間の間隔を固定する被写体接続部材と、
複数の前記較正用被写体の並設方向に交差する方向に互いに間隔を介し並設される複数の撮影装置をそれぞれ位置決め固定する撮影装置固定部材と、
前記較正用被写体と前記撮影装置との間隔を固定する間隔固定用部材とを備える較正装置。A plurality of calibration subjects arranged side by side with an interval between each other,
A subject connecting member that connects the calibration subjects and fixes the interval between the calibration subjects,
An image pickup device fixing member for positioning and fixing a plurality of image pickup devices, which are arranged in parallel with each other in a direction intersecting the direction in which the plurality of calibration subjects are arranged in parallel,
A calibration device comprising a space fixing member that fixes a space between the calibration subject and the image capturing device.
当該較正用被写体は、前記仮想平面が前記撮影装置の光軸に交差する向きで配設されている請求項1に記載の較正装置。The calibration subject is a frame structure composed of frames arranged along a virtual plane,
The calibration device according to claim 1, wherein the calibration subject is arranged in a direction in which the virtual plane intersects an optical axis of the imaging device.
前記間隔固定用部材は、複数の前記較正用被写体のうちの前記撮影装置固定部材に近い前記較正用被写体と、前記撮影装置固定部材とを接続することにより、前記較正用被写体と前記撮影装置との間隔を固定する請求項1又は請求項2に記載の較正装置。The plurality of calibration subjects are juxtaposed in the perspective direction with respect to the imaging device fixing member,
The spacing fixing member connects the calibration subject close to the photographing device fixing member of the plurality of calibration subjects and the photographing device fixing member to each other, thereby connecting the calibration subject and the photographing device. The calibration device according to claim 1 or 2, wherein the interval is fixed.
前記間隔固定用部材は、前記撮影装置固定部材に着脱自在に接続される請求項3に記載の較正装置。The photographing device fixing member is a member that also constitutes a stereo camera together with the plurality of photographing devices,
The calibration device according to claim 3, wherein the interval fixing member is detachably connected to the imaging device fixing member.
複数の前記較正用被写体の並設方向に交差する方向に互いに間隔を介し並設される複数の撮影装置をそれぞれ撮影装置固定部材が位置決め固定し、
前記較正用被写体と前記撮影装置との間隔を間隔固定用部材が固定している状態で、
前記撮影装置が前記較正用被写体を撮影し、
当該撮影による撮影画像を利用して前記撮影装置を較正する較正方法。By connecting the subject connecting member between a plurality of calibration subjects that are arranged in parallel with each other with a gap therebetween, the gap between the calibration subjects is fixed,
A plurality of photographing devices arranged side by side in a direction intersecting a direction in which the plurality of calibration subjects are arranged side by side are respectively fixed and fixed by a photographing device fixing member,
In a state in which the gap fixing member fixes the gap between the calibration subject and the photographing device,
The photographing device photographs the calibration subject,
A calibration method for calibrating the photographing device using a photographed image obtained by the photographing.
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