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位置計測システム及び位置計測方法 コモンズ 新技術説明会

国内特許コード P100000220
整理番号 ShIP-8086N-HS08
掲載日 2009年6月5日
出願番号 特願2009-135191
公開番号 特開2010-281684
登録番号 特許第5581612号
出願日 平成21年6月4日(2009.6.4)
公開日 平成22年12月16日(2010.12.16)
登録日 平成26年7月25日(2014.7.25)
発明者
  • 橋本 岳
出願人
  • 国立大学法人静岡大学
発明の名称 位置計測システム及び位置計測方法 コモンズ 新技術説明会
発明の概要 【課題】対象物のステレオ視によって対象物の位置を計測するに際し、量子化誤差を軽減することができる位置計測システム及び位置計測方法を提供する。
【解決手段】位置計測システム1では、対象物Tのステレオ視において2台のカメラの視線領域が重なる重複領域に対象物Tの真値(真の座標)が存在することに鑑み、カメラ2~2の位置関係が第1の位置関係である場合の第1の重複領域DR1、当該位置関係が第2の位置関係である場合の第2の重複領域DR2、及び当該位置関係が第3の位置関係である場合の第3の重複領域DR3を取得し、重複領域DR1~DR3が重なる領域にて対象物Tの位置を算出する。これにより、重複領域のそれぞれから、重複領域が重なる領域へと、対象物Tの真値が存在する領域が狭められる。
【選択図】図3
従来技術、競合技術の概要



対象物の位置を計測するに際しては、多数の画素の配列によって受光部が構成された撮像素子(例えば、CMOSやCCD等)を有する第1のカメラ及び第2のカメラを用意し、それらのカメラを用いて対象物のステレオ視を行う。すなわち、第1のカメラは、画像を構成する多数の画素のそれぞれの中心を通る第1の視線、及び第1の視線のそれぞれを中心として画素ごとに設定された第1の視線領域を有しており、このとき、対象物を捉えた第1の視線領域を所定の第1の視線領域とする。一方、第2のカメラは、画像を構成する多数の画素のそれぞれの中心を通る第2の視線、及び第2の視線のそれぞれを中心として画素ごとに設定された第2の視線領域を有しており、このとき、対象物を捉えた第2の視線領域を所定の第2の視線領域とする。これにより、対象物の真値(真の座標)は、対象物を捉えた所定の第1の視線領域と所定の第2の視線領域とが重なる重複領域内に存在することになるが、重複領域内のどこに位置するかは分からない。





そこで、例えば、重複領域の重心点を算出して、その重心点を対象物の真値として代用する場合があるが、これでは、対象物の位置の計測に誤差が生じるおそれがある。このような誤差が生じるのは、撮像素子の受光部の各画素が所定の大きさを有していることに起因して、重複領域も所定の大きさを有することになるからである。以下、この誤差を量子化誤差という。





このような量子化誤差を軽減する技術として、特許文献1には、所定の間隔で配置された3台以上のカメラのうち2台のカメラを異なる組合せで選定して、各組合せにおいて対象物までの距離を算出し、その平均値をとる距離計測方法が記載されている。

産業上の利用分野



本発明は、対象物のステレオ視によって対象物の位置を計測する位置計測システム及び位置計測方法に関する。

特許請求の範囲 【請求項1】
対象物のステレオ視によって前記対象物の位置を計測する位置計測システムであって、 画像を構成する複数の最小要素のそれぞれの中心を通る第1の視線、及び前記第1の視線のそれぞれを中心として前記最小要素ごとに設定された第1の視線領域を有し、所定の前記第1の視線領域にて前記対象物を捉える第1の撮像光学系と、
画像を構成する複数の最小要素のそれぞれの中心を通る第2の視線、及び前記第2の視線のそれぞれを中心として前記最小要素ごとに設定された第2の視線領域を有し、所定の前記第2の視線領域にて前記対象物を捉える第2の撮像光学系と、
前記第1の撮像光学系と前記第2の撮像光学系との位置関係をn(n:3以上の整数)種設定し、n種の前記位置関係のそれぞれにおいて、所定の前記第1の視線領域と所定の前記第2の視線領域とが重なる重複領域をn種取得し、n種の前記重複領域が重なる領域にて前記対象物の位置を算出する演算部と、を備え、
前記第1の撮像光学系及び前記第2の撮像光学系は、3つ以上の撮像光学系から選択された一組であり、
前記演算部は、前記第1の撮像光学系及び前記第2の撮像光学系を異なる組合せで選択することにより、前記位置関係をn種設定することを特徴とする位置計測システム。

【請求項2】
所定の前記第1の視線領域及び所定の前記第2の視線領域は、画像における前記対象物の重心点又は特徴点を捉えることを特徴とする請求項1記載の位置計測システム。

【請求項3】
対象物のステレオ視によって前記対象物の位置を計測する位置計測方法であって、
画像を構成する複数の最小要素のそれぞれの中心を通る第1の視線、及び前記第1の視線のそれぞれを中心として前記最小要素ごとに設定された第1の視線領域を有し、所定の前記第1の視線領域にて前記対象物を捉える第1の撮像光学系、並びに、画像を構成する複数の最小要素のそれぞれの中心を通る第2の視線、及び前記第2の視線のそれぞれを中心として前記最小要素ごとに設定された第2の視線領域を有し、所定の前記第2の視線領域にて前記対象物を捉える第2の撮像光学系を用意する工程と、
前記第1の撮像光学系と前記第2の撮像光学系との位置関係をn(n:3以上の整数)種設定し、n種の前記位置関係のそれぞれにおいて、所定の前記第1の視線領域と所定の前記第2の視線領域とが重なる重複領域をn種取得し、n種の前記重複領域が重なる領域にて前記対象物の位置を算出する工程と、を含み、
前記第1の撮像光学系及び前記第2の撮像光学系は、3つ以上の撮像光学系から選択された一組であり、
前記第1の撮像光学系及び前記第2の撮像光学系を異なる組合せで選択することにより、前記位置関係をn種設定することを特徴とする位置計測方法。
国際特許分類(IPC)
Fターム
画像

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JP2009135191thum.jpg
出願権利状態 登録
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