WO2013111229A1 - カメラ校正装置、カメラ校正方法およびカメラ校正用プログラム - Google Patents
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Abstract
Description
図1は、本発明によるカメラ校正装置の第1の実施形態の構成例を示すブロック図である。第1の実施形態のカメラ校正装置は、画像供給装置1と、プログラム制御により動作するデータ処理装置2と、情報を記憶する記憶装置3とを備えている。
図13は、本発明によるカメラ校正装置の第2の実施形態の構成例を示すブロック図である。なお、第1の実施形態と同様の構成については、図1と同一の符号を付し、説明を省略する。図13に例示するように、本発明によるカメラ校正装置の第2の実施形態は、図1に例示する第1の実施形態のカメラ校正装置に法線ベクトル選定手段24を追加した構成である。
図16は、本発明によるカメラ校正装置の第3の実施形態の構成例を示すブロック図である。本実施形態では、第1の実施形態と同様の画像供給装置1、および、投影用仮想平面記憶手段31と内部パラメータ記憶手段32とを含む記憶装置3が、コンピュータ100に接続されている。また、カメラ校正用プログラム101を記憶するコンピュータ可読記憶媒体102がコンピュータ100に接続されている。
2 データ処理装置
3 記憶装置
21 法線ベクトル取得手段
22 回転行列推定手段
23 並進行列推定手段
24 法線ベクトル選定手段
31 投影用仮想平面記憶手段
32 内部パラメータ記憶手段
100 コンピュータ
101 カメラ校正用プログラム
102 コンピュータ可読記憶媒体
Claims (10)
- 校正対象のカメラの画像から、基準となる水平面に対して垂直な法線ベクトルを取得する法線ベクトル取得手段と、
得られた法線ベクトルを前記基準となる水平面に対して垂直な投影用仮想平面に投影し、投影された法線ベクトルが前記基準となる水平面に対して垂直になることを評価して、前記カメラの校正に用いられる回転行列を推定する回転行列推定手段とを備えた
ことを特徴とするカメラ校正装置。 - カメラの校正に用いられる並進行列を推定する並進行列推定手段を備え、
法線ベクトル取得手段は、得られた法線ベクトルのうち、少なくとも1つ以上の法線ベクトルの端点における高さを示す高さ情報を取得し、
前記並進行列推定手段は、前記高さ情報が取得された法線ベクトルの一方の端点を回転行列推定手段が推定した回転行列を用いて実空間に投影することにより当該実空間上の3次元座標を算出し、算出された3次元座標と前記高さ情報を用いて前記一方の端点と対になる他の端点の3次元座標を算出し、算出した他の端点の3次元座標を前記回転行列を用いて画像上に再投影することにより当該画像上の他の端点の座標を算出し、画像上に再投影された前記他の端点の座標と画像から直接得られる前記他の端点の座標との誤差が最小になるように前記並進行列を推定する
請求項1記載のカメラ校正装置。 - カメラの校正に用いられる並進行列を推定する並進行列推定手段を備え、
法線ベクトル取得手段は、得られた法線ベクトルのうち、少なくとも1つ以上の法線ベクトルの端点における高さを示す高さ情報を取得し、
前記並進行列推定手段は、前記高さ情報が取得された法線ベクトルの両端点を回転行列推定手段が推定した回転行列を用いて実空間に投影することにより当該実空間上の3次元座標を算出し、算出された両端点の3次元座標からそれぞれ高さ情報を除いた2次元座標を算出し、算出された両端点の2次元座標の誤差が最小になるように前記並進行列を推定する
請求項1記載のカメラ校正装置。 - 高さ情報の測定に用いられる測定媒体が配置された撮影空間内を法線ベクトルで表される移動媒体が動き回っている移動状態と、前記移動媒体が前記測定媒体にて高さ情報を取得可能な位置を通過する通過状態とを撮影した動画像を法線ベクトル取得手段に供給する画像供給手段を備え、
法線ベクトル取得手段は、前記画像供給手段から供給される動画像から、前記移動媒体を追跡することにより、高さ情報が既知な法線ベクトルを複数取得する
請求項2または請求項3記載のカメラ校正装置。 - 回転行列推定手段は、世界座標系のZ軸方向に平行な平面として定義される投影用仮想平面に投影された法線ベクトルの当該世界座標系のZ軸に対する傾き量を算出することにより当該法線ベクトルが基準となる水平面に対して垂直になることを評価し、当該傾き量が示す誤差が最小になるように回転行列を推定する
請求項1から請求項4のうちのいずれか1項に記載のカメラ校正装置。 - 回転行列推定手段は、世界座標系のXZ平面に平行な平面として定義される投影用仮想平面に投影された法線ベクトルの両端点におけるX軸方向の誤差を算出することにより当該法線ベクトルが基準となる水平面に対して垂直になることを評価し、当該誤差が最小になるように回転行列を推定する
請求項1から請求項4のうちのいずれか1項に記載のカメラ校正装置。 - 回転行列推定手段は、画像を撮影するカメラの回転をロール回転とピッチ回転のみによる2次元のパラメータで制約することにより回転行列を推定し、
並進行列推定手段は、世界座標系のZ軸上にカメラがあると想定し、カメラの位置を当該世界座標系のZ軸上の位置を示す1次元のパラメータで制約することにより並進行列を推定する
請求項1から請求項6のうちのいずれか1項に記載のカメラ校正装置。 - 法線ベクトル取得手段により得られた全法線ベクトルと当該全法線ベクトルからユーザにより選択された正しい選択法線ベクトルとの傾きを比較し、全法線ベクトルのうち、いずれかの前記選択法線ベクトルとの傾きが閾値以内である法線ベクトルをカメラ校正に有効な法線ベクトルとして選定する法線ベクトル選定手段を備えた
請求項1から請求項7のうちのいずれか1項に記載のカメラ校正装置。 - 校正対象のカメラの画像から、基準となる水平面に対して垂直な法線ベクトルを取得し、
得られた法線ベクトルを前記基準となる水平面に対して垂直な投影用仮想平面に投影し、
投影された法線ベクトルが前記基準となる水平面に対して垂直になることを評価して、前記カメラの校正に用いられる回転行列を推定する
ことを特徴とするカメラ校正方法。 - コンピュータに、
校正対象のカメラの画像から、基準となる水平面に対して垂直な法線ベクトルを取得する法線ベクトル取得処理、および、
得られた法線ベクトルを前記基準となる水平面に対して垂直な投影用仮想平面に投影し、投影された法線ベクトルが前記基準となる水平面に対して垂直になることを評価して、前記カメラの校正に用いられる回転行列を推定する回転行列推定処理
を実行させるためのカメラ校正用プログラム。
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