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移動物体計測装置、移動物体計測システム、および移動物体計測方法

国内特許コード P07A010539
整理番号 P06-15
掲載日 2007年9月14日
出願番号 特願2006-248363
公開番号 特開2007-115236
登録番号 特許第4674725号
出願日 平成18年9月13日(2006.9.13)
公開日 平成19年5月10日(2007.5.10)
登録日 平成23年2月4日(2011.2.4)
優先権データ
  • 特願2005-275084 (2005.9.22) JP
発明者
  • 高野橋 健太
  • 眞鍋 佳嗣
  • 安室 喜弘
  • 千原 國宏
出願人
  • 学校法人奈良先端科学技術大学院大学
発明の名称 移動物体計測装置、移動物体計測システム、および移動物体計測方法
発明の概要

【課題】従来の移動物体計測装置においては、移動物体の3次元軌跡が容易に計測できない、という課題があった。
【解決手段】格納されている2以上の映像画像が有する各画像から、移動物体の移動軌跡を示す移動軌跡情報を、前記2以上の映像画像ごとに取得する移動軌跡情報取得部と、前記移動軌跡情報取得部が取得した前記2以上の映像画像ごとの移動軌跡情報と、格納されている2以上のカメラパラメータに基づいて、視体積交差法を用いて、移動物体の三次元軌跡の情報である三次元軌跡情報を取得する三次元軌跡情報取得部と、前記三次元軌跡情報を出力する三次元軌跡情報出力部を具備する移動物体計測装置により、移動物体の3次元軌跡が容易に計測できる。
【選択図】図1

従来技術、競合技術の概要


従来の第一の技術は、一方向のカメラで撮影した撮影画像を画像処理手段で処理する構成である。この画像処理手段は、画像入力,選手とボールの検出処理,ボール識別処理,選手とボール追跡処理,座標変換処理,ボール接地検出処理,ボール座標修正処理,ボール高さ計測処理,選手とボールの軌跡抽出処理を1サイクルで行うように構成した運動物体計測装置である(特許文献1参照)。本運動物体計測装置は、選手とボールの検出処理とボール識別処理を実行することにより、選手とボールを区別して検出し、選手とボールの追跡処理によってカメラ座標上での選手座標とボール座標を求める。時々刻々と計測される選手とボールの座標列は、それぞれのカメラ軌跡となる。そして、本運動物体計測装置は、座標変換処理により、選手軌跡とボール軌跡をそれぞれワールド座標軌跡に変換する。選手は略グランド面に接しているので、前記ワールド座標軌跡はそのまま所望の選手の軌跡とする。一方、ボールは必ずしもグランドに接していないので、ボール軌跡は所望のボールの軌跡ではない。そこで、本運動物体計測装置は、ボール接地検出処理によって、前記ボールの接地位置のワールド座標を求め、前記ボールの2以上の接地位置を直線あるいはモデル曲線で結び、これをボールのグランド面上での軌跡として前記ボールのワールド座標軌跡を置き換える。そして、本運動物体計測装置は、修正前のワールド座標と修正後のワールド座標を使って、ボール高さ計測処理でボールの高さを算出する。本運動物体計測装置は、この修正済みのボールのワールド座標軌跡に前記ボールの高さを加えて、3次元のワールド座標軌跡を得る装置である。



また、従来の第二の技術は、カメラ間のシャッタータイミングのずれを利用した、移動物体の高速な3次元位置推定の技術である(非特許文献1参照)。かかる技術は、複数の通常レートのカメラで見かけの計測レートを向上させるための技術である。



さらに、関連する従来技術として、物体の撮影画像から物体領域を抽出した複数のシルエット画像を、もとの3次元空間に投影し、それぞれの視体積の交差部分を求めることにより、物体の3次元形状データ(ボクセルデータの集合)を得る、視体積交差法という技術(例えば、非特許文献2参照)がある。

【特許文献1】特開2001-273500号公報(第1頁、第1図等)

【非特許文献1】清水彰一、「カメラ間のシャッタータイミングのずれを利用した高速3次元位置推定」、2004、MIRU2004,vol.1,pp.428-433

【非特許文献2】Laurentini、A.「The visual hull concept for silhouette-based image understanding」、1994、IEEE、PAMI、Vol.16、pp.150-162

産業上の利用分野


本発明は、複数のカメラを用いて撮影した映像から、球技スポーツにおけるボールのように高速で移動する物体の運動軌跡を3次元で取得する移動物体計測装置等に関するものである。

特許請求の範囲 【請求項1】
空間上の異なる位置に設置され、空間上を移動する物体である移動物体を撮影し、前記移動物体を捉えている時間が重なる2以上のカメラが撮影した2以上の映像情報であり、前記移動物体の移動軌跡が残された画像を複数有する2以上の映像画像を格納している映像情報格納部と、
前記2以上のカメラに関する情報である2以上のカメラパラメータを格納しているカメラパラメータ格納部と、
前記映像情報格納部が格納している2以上の映像画像が有する各画像から、移動物体の移動軌跡を示す移動軌跡情報を、前記2以上の映像画像ごとに取得する移動軌跡情報取得部と、
前記移動軌跡情報取得部が取得した前記2以上の映像画像ごとの移動軌跡情報と、前記カメラパラメータ格納部に格納されている2以上のカメラパラメータに基づいて、視体積交差法を用いて、移動物体の三次元軌跡の情報である三次元軌跡情報を取得する三次元軌跡情報取得部と、
前記三次元軌跡情報を出力する三次元軌跡情報出力部を具備し、
前記映像情報格納部の2以上の映像画像は、
同期をとらない2以上のカメラで撮影された映像情報であり、前記移動物体の移動軌跡が残された画像を複数有する2以上の映像画像である移動物体計測装置

【請求項2】
前記移動軌跡情報取得部は、
前記映像情報格納部が格納している2以上の各映像画像が有する2以上の各画像から、移動物体の移動軌跡を示す移動軌跡情報を2以上抽出し、当該2以上の移動軌跡情報を合成し、各映像画像に対応する移動軌跡情報を取得する請求項記載の移動物体計測装置。

【請求項3】
前記移動軌跡情報取得部は、
前記映像情報格納部が格納している2以上の各映像画像が有する一の各画像から、移動物体の移動軌跡を示す移動軌跡情報を、映像画像ごとに取得する請求項記載の移動物体計測装置。

【請求項4】
前記映像情報は、30フレーム/秒のカメラで撮影された映像の情報である請求項1から請求項3いずれか記載の移動物体計測装置。

【請求項5】
空間上の異なる位置に設置され、空間上を移動する物体である移動物体を撮影する2以上のカメラと、
請求項1から請求項4いずれか記載の移動物体計測装置を具備する移動物体計測システム。

【請求項6】
前記2以上のカメラは、
撮影した映像情報を送信する映像情報送信手段を具備し、
前記移動物体計測装置は、
前記2以上のカメラから2以上の映像情報を受信する映像情報受信部をさらに具備し、
前記映像情報格納部の2以上の映像画像は、前記映像情報受信部が受信した前記2以上の映像情報である請求項記載の移動物体計測システム。

【請求項7】
予め格納されている2以上の映像画像が有する各画像から、移動物体の移動軌跡を示す移動軌跡情報を、前記2以上の映像画像ごとに取得する移動軌跡情報取得ステップと、
前記移動軌跡情報取得ステップで取得した前記2以上の映像画像ごとの移動軌跡情報と、予め格納されている2以上のカメラパラメータに基づいて、視体積交差法を用いて、移動物体の三次元軌跡の情報である三次元軌跡情報を取得する三次元軌跡情報取得ステップと、
前記三次元軌跡情報を出力する三次元軌跡情報出力ステップを具備し、
前記2以上の映像画像は、
同期をとらない2以上のカメラで撮影された映像情報であり、前記移動物体の移動軌跡が残された画像を複数有する2以上の映像画像である移動物体計測方法。

【請求項8】
前記移動軌跡情報取得ステップは、
予め格納されている2以上の各映像画像が有する2以上の各画像から、移動物体の移動軌跡を示す移動軌跡情報を2以上抽出し、当該2以上の移動軌跡情報を合成し、各映像画像に対応する移動軌跡情報を取得する請求項記載の移動物体計測方法。

【請求項9】
前記移動軌跡情報取得ステップは、
予め格納されている2以上の各映像画像が有する一の各画像から、移動物体の移動軌跡を示す移動軌跡情報を、映像画像ごとに取得する請求項記載の移動物体計測方法。
産業区分
  • 計算機応用
  • 運動娯楽用
  • テレビ
  • 測定
国際特許分類(IPC)
Fターム
画像

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JP2006248363thum.jpg
出願権利状態 権利存続中
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