Deprecated: The each() function is deprecated. This message will be suppressed on further calls in /home/zhenxiangba/zhenxiangba.com/public_html/phproxy-improved-master/index.php on line 456
JPH0614356B2 - Information extraction method - Google Patents
[go: Go Back, main page]

JPH0614356B2 - Information extraction method - Google Patents

Information extraction method

Info

Publication number
JPH0614356B2
JPH0614356B2 JP25814186A JP25814186A JPH0614356B2 JP H0614356 B2 JPH0614356 B2 JP H0614356B2 JP 25814186 A JP25814186 A JP 25814186A JP 25814186 A JP25814186 A JP 25814186A JP H0614356 B2 JPH0614356 B2 JP H0614356B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
point
mapping
spherical
camera
memory
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Lifetime
Application number
JP25814186A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JPS63113782A (en
Inventor
俊彦 森田
進 川上
隆 内山
康 稲本
祐介 安川
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
National Institute of Advanced Industrial Science and Technology AIST
Original Assignee
Agency of Industrial Science and Technology
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Agency of Industrial Science and Technology filed Critical Agency of Industrial Science and Technology
Priority to JP25814186A priority Critical patent/JPH0614356B2/en
Publication of JPS63113782A publication Critical patent/JPS63113782A/en
Publication of JPH0614356B2 publication Critical patent/JPH0614356B2/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Image Processing (AREA)
  • Image Analysis (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 〔概 要〕 写像面上で、撮影像の移動軌跡の極を示す写像点を基準
点としてカメラの移動方向に沿って各撮影位置に対応す
る点を求め、且つ該写像点に対応する球面写像関数(大
円)と各撮影位置で撮影像が交差する点を求め、各撮影
位置で対応する両方の点を含む球面写像関数を生成し、
得られた交点に基づいて撮影像の3次元情報を抽出する
ようにした情報抽出方法。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Outline] On a mapping surface, a point corresponding to each photographing position is obtained along a moving direction of a camera with a mapping point indicating a pole of a moving locus of a photographed image as a reference point. The spherical mapping function (great circle) corresponding to the mapping point and the point where the captured image intersects at each shooting position are obtained, and a spherical mapping function including both corresponding points at each shooting position is generated.
An information extraction method for extracting three-dimensional information of a photographed image based on the obtained intersections.

〔産業上の利用分野〕[Industrial application field]

本発明は、球面写像により原画像から線分及び点の等の
3次元情報を抽出する情報抽出方法に関する。
The present invention relates to an information extraction method for extracting three-dimensional information such as line segments and points from an original image by spherical mapping.

近年、人間の目と同様の機能を機械によって実現するた
めに物体の認識技術が盛んに開発されている。このよう
な物体の認識においては、物体を画像としてとらえ、こ
の画像から物体の特徴等の情報を抽出して物体を認識す
る方法が用いられている。このため、一般に物体をテレ
ビカメラ等の撮像手段によって撮像して、原画像を取り
込み、この画像をもとに電気的処理を行なって情報抽出
を行なう必要がある。
In recent years, object recognition technology has been actively developed in order to realize a function similar to that of the human eye by a machine. In the recognition of such an object, a method of recognizing the object by capturing the object as an image and extracting information such as the feature of the object from the image is used. Therefore, it is generally necessary to capture an original image by capturing an image of an object with an image capturing unit such as a television camera and perform electrical processing based on this image to extract information.

一方、このような原画像には雑音が含まれていたり、に
じみやぼけが存在することが多く、これらの雑音成分を
取り除き、原画像を構成する構造線等を抽出することが
必要となる。
On the other hand, such an original image often contains noise or has bleeding or blurring, and it is necessary to remove these noise components and extract the structure lines or the like constituting the original image.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

このような画像の抽出方法として従来より写像による情
報抽出方法が知られている。この写像を用いた情報抽出
方法として球面写像を利用したもの(特開昭60−218183
号公報等)がある。
As a method of extracting such an image, an information extraction method by mapping has been conventionally known. A method using a spherical map as an information extraction method using this map (JP-A-60-218183).
Issue gazette).

この球面写像を利用したものは、原画像を球面上に投影
(球面投影)して、第5図(a)に示されるように、球面
上に投影した原画の各点P毎にその点を中心とした大円
Cを描き、これを第12図(b)に示すように写像面上に
展開し、この描かれた大円群の相互関係から情報を抽出
するようにしたものである。
With this spherical mapping, the original image is projected onto a spherical surface (spherical projection), and as shown in FIG. 5 (a), that point is projected for each point P of the original image projected onto the spherical surface. A great circle C, which is the center of the circle, is drawn, this is expanded on the mapping surface as shown in FIG. 12 (b), and information is extracted from the mutual relation of the drawn great circle group.

このような手順を踏むことによって、原画の各点と球面
の中心を含む平面の法線ベクトルが得られ、同時に線分
が抽出でき、また途切れたり歪んだりした線分の再生も
可能となる。更に、球面上の投影の変化情報を球面上の
一点に写像することにより、直線移動する点状物体の移
動軌跡を抽出することができる。
By following such a procedure, a normal vector of a plane including each point of the original image and the center of the spherical surface can be obtained, a line segment can be extracted at the same time, and a line segment that is discontinuous or distorted can be reproduced. Furthermore, by mapping the change information of the projection on the spherical surface to one point on the spherical surface, it is possible to extract the movement locus of the point-like object that moves linearly.

〔発明が解決しようとする問題点〕[Problems to be solved by the invention]

しかしながら、従来提案された球面写像による情報抽出
方法では、単に線分が存在すること、あるいは線分の方
向が抽出できるにとどまり、ロボット等を用いた実際の
作業に必要な計測対象空間に多く存在し得る直線,曲
線,平面,曲面迄の3次元情報抽出することが出来なか
った。
However, in the conventional information extraction method using spherical mapping, only the existence of line segments or the direction of line segments can be extracted, and many exist in the measurement target space required for actual work using a robot or the like. It was not possible to extract 3D information such as possible straight lines, curves, planes, and curved surfaces.

本発明の目的は、前述した従来の問題に鑑み、球面写像
により点,線分,面等の撮影像迄の距離を抽出すること
が可能な情報抽出方法を提供することにある。
In view of the above-mentioned conventional problems, an object of the present invention is to provide an information extraction method capable of extracting a distance to a captured image such as a point, a line segment, or a surface by a spherical mapping.

〔問題点を解決するための手段〕[Means for solving problems]

本発明の目的は、計測対象空間を撮影するカメラと、該
カメラを3次元方向に移動可能とする手段と、該カメラ
により得られた撮影像に対し、球面写像関数を生成する
手段と、該球面写像関数による大円が書き加えられる写
像面とを有し、 該カメラを直線移動させた際の異なる各位置毎に撮影
し、該異なる位置毎の撮影像に対する球面写像関数を生
成して写像面に書込み、該書込みによって得られた該写
像面上の球面写像関数による複数の大円が交差する交点
Σを抽出して撮影像の移動軌跡の極を抽出し、 写像面上で当該極を基準点としてカメラの移動方向に沿
って該各撮影位置に対応する第1の点群T0,T1 ・・・T
i )を求め、 且つ該極に対応する球面写像関数による大円と該各撮影
位置で得られた撮影像とが交差する第2の点群Sh 0, S
h 1 ・・・Sh i を求め、 前記第1と第2の点群のうち各撮影位置に対応する点の
組を含んだ球面写像関数を生成して写像面に書込み、該
書込みによって得られた各撮影位置に対応する該写像面
上の球面写像関数による大円の交点Qを抽出し、 該交点の位置から撮影像の3次元情報を抽出することを
特徴とする情報抽出方法により達成される。
An object of the present invention is to provide a camera for photographing a space to be measured, a means for moving the camera in a three-dimensional direction, a means for generating a spherical mapping function for a photographed image obtained by the camera, And a mapping surface to which a great circle is added by a spherical mapping function, images are taken at different positions when the camera is moved linearly, and a spherical mapping function is generated for the taken images at the different positions. Writing on the surface, extracting the intersection Σ at which a plurality of great circles intersected by the spherical mapping function on the mapping surface obtained by the writing, and extracting the pole of the locus of movement of the photographed image, and extracting the pole on the mapping surface. As a reference point, a first point group T 0 , T 1, ... T corresponding to the respective photographing positions along the moving direction of the camera
i ) and a second point group S h 0 , S h at which the great circle by the spherical mapping function corresponding to the pole intersects the photographed image obtained at each photographing position
h 1 ... S h i is obtained, a spherical mapping function including a set of points corresponding to each photographing position in the first and second point groups is generated, written on the mapping surface, and obtained by the writing. Achieved by an information extraction method characterized by extracting an intersection Q of a great circle by a spherical mapping function on the mapping surface corresponding to each captured position, and extracting three-dimensional information of the captured image from the position of the intersection. To be done.

第1図乃至第3図は本発明にかかる情報抽出方法の基本
原理を説明するための図である。
1 to 3 are diagrams for explaining the basic principle of the information extraction method according to the present invention.

まず、2次元平面上でカメラTから点Pまでの距離を計
測する方法について考える。
First, consider a method of measuring the distance from the camera T to the point P on the two-dimensional plane.

第2図は点Pに対するカメラの動きを示す図である。FIG. 2 is a diagram showing the movement of the camera with respect to the point P.

いま、カメラがTの位置にあるとすれば、点Pはカメ
ラからSh 0の視線方向に見える。次に、カメラをT
移動させたとき、点Pを見る方向はSh 1となる。このよ
うにカメラをT0,T1,T2,…と直線移動させてゆくと、
点Pの見える方向がSh 0,Sh 1,Sh 2,…と変化してゆ
く。各時点におけるカメラの位置から点Pが見える方向
に直線を引くと、これらの直線は1点Pで交わる。
Now, assuming that the camera is at the position T 0 , the point P is seen from the camera in the direction of the line of sight S h 0 . Next, when the camera is moved to T 1 , the direction in which the point P is viewed becomes S h 1 . When the camera is linearly moved to T 0 , T 1 , T 2 , ...
The direction in which the point P is visible changes to S h 0 , S h 1 , S h 2 , .... When a straight line is drawn from the position of the camera at each point in the direction in which the point P can be seen, these straight lines intersect at one point P.

そこで、交点Pを求めれば、カメラの最初の位置T
ら目的の点Pまでの距離は線分TPの長さで与えられ
る。
Therefore, if the intersection point P is obtained, the distance from the initial position T 0 of the camera to the target point P is given by the length of the line segment T 0 P.

同様の操作を球面上で行なう場合について以下に説明す
る。
A case where the same operation is performed on the spherical surface will be described below.

第3図において、右の平面は第2図と同じものであり、
線分OΣと垂直に置かれている。また、平面から球面へ
の対応を点線で示している。
In FIG. 3, the right plane is the same as in FIG.
It is placed perpendicular to the line segment OΣ. Also, the correspondence from the flat surface to the spherical surface is shown by a dotted line.

カメラの移動方向をベクトルVとする。カメラをΔx
進める毎に点PがP0,P1,P2,…と移動して見えたと
し、その球面上への投影をSh 0,Sh 1,Sh 2,…とする。
ベクトルVの端点vと垂直方向に点Σがある。この点Σ
はS h 0, Sh 1 ・・・S h i に対する球面写像関数の交
点として求められる。点vと点Σを通る大円の、点Σか
ら点vに至る1/4円周上に時間軸(τ軸)を取り、点Σ
をτ=0、すなわち点Tとする。
The moving direction of the camera is vector V. The camera is Δx 0
It is assumed that the point P moves and looks like P 0 , P 1 , P 2 , ... With each advance, and the projections on the spherical surface are S h 0 , S h 1 , S h 2 ,.
There is a point Σ in the direction perpendicular to the end point v of the vector V. This point Σ
Is obtained as the intersection of the spherical mapping functions for S h 0 , S h 1 ... S h i . The time axis (τ axis) is taken on the 1/4 circle from the point Σ to the point v of the great circle passing through the points v and Σ, and the point Σ
Be τ = 0, that is, the point T 0 .

以下、点Pからの弧の長さが、 τ= tan-1(iη),i=1,2,……(1) となる点をTとする。ここで、ηは、 η=Δx/R (2) と表されるスケールファクタである。また、Rは距離
係数と呼ぶ任意の値である。この手続は、第3図の右の
平面上にあるT0,T1,T2,…の間隔を1/R0倍して球面上
にプロットすることに相当する。上記(1)式でi→∞と
すればわかるように、点vはτ軸の無限遠点である。
Hereinafter, the point where the length of the arc from the point P 0 is τ = tan −1 (iη), i = 1, 2, ... (1) is defined as T i . Here, η is a scale factor represented by η = Δx 0 / R 0 (2). R 0 is an arbitrary value called a distance coefficient. This procedure corresponds to multiplying the interval of T 0 , T 1 , T 2 , ... On the right plane of FIG. 3 by 1 / R 0 and plotting it on the spherical surface. As can be seen by setting i → ∞ in the above equation (1), the point v is the point at infinity on the τ axis.

次に、i=0,1,2,…について点Ti と点Sh iを大
円で結ぶと、これらの大円は1点Qで交わる。これよ
り、カメラの最初の位置Tから点Pまでの距離は、R
tan(弧TQの長さ)で与えられる。
Next, when the points T i and S h i are connected by a great circle for i = 0, 1, 2, ..., The great circles intersect at a point Q. From this, the distance from the initial position T 0 of the camera to the point P is R
It is given by 0 tan (length of arc T 0 Q).

一方、線分までの距離は、上記点までの距離を求める手
法と同様にして求めることができ、これを以下に説明す
る。
On the other hand, the distance to the line segment can be obtained in the same manner as the method for obtaining the distance to the above point, which will be described below.

計測対象の線分をLとする。カメラから線分Lに下ろし
た垂線の足に着目する。第1図に示すように、カメラを
Δx進めるごとに線分LがL0,L1,L2,…と移動して
見えたとし、各時点で線分Lを球面上に投影した大円の
極である点S0,S1,S2,…と,線分Lの3次元方向を表
す点SSを、特開昭60−218183号公報に開示された技術を
用いて求める。点SSは点S0,S1,S2・・・に対する球面写
像関数の交点として求められる。点SSを極とする大円上
で点S0,S1,S2,…と垂直方向に点Sh 0,Sh 1,Sh 2,…
をとる。この点列は、各時点でカメラから線分Lに下ろ
した垂線の足P0,P1,P2,…の球面上への投影である。
The line segment to be measured is L. Pay attention to the foot of the perpendicular line drawn from the camera to the line segment L. As shown in FIG. 1 , it is assumed that the line segment L moves and appears as L 0 , L 1 , L 2 , ... Each time the camera advances by Δx 0. At each time point, the line segment L is projected on a spherical surface. The points S 0 , S 1 , S 2 , ... Which are the poles of the circle and the point SS which represents the three-dimensional direction of the line segment L are obtained using the technique disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 60-218183. The point SS is obtained as the intersection of the spherical mapping functions with respect to the points S 0 , S 1 , S 2 ... On the great circle having the point SS as a pole, the points S 0 , S 1 , S 2 , ... Are perpendicular to the points S h 0 , S h 1 , S h 2 ,.
Take This sequence of points is the projection of the perpendicular line drawn from the camera to the line segment L at each time point on the spherical surface of the feet P 0 , P 1 , P 2 ,.

カメラの移動方向ベクトルVの端点vと点SSを通る大円
と、点列Sh 0,Sh 1,Sh 2,…が並ぶ大円との交点をv′
とする。点SSから点v′に向かう1/4円周上にτ軸をと
り、点SSをτ=0、すなわちTとする。以下、点T
からの弧の長さが、 τ= tan-1(iη sinγ), i=1,2,… (3) となる点をTとする。
The intersection point of the great circle passing through the end point v and the point SS of the camera movement direction vector V and the great circle in which the point sequences S h 0 , S h 1 , S h 2 , ...
And The τ axis is set on the 1/4 circle from the point SS to the point v ′, and the point SS is τ = 0, that is, T 0 . Below, point T 0
Let T i be the point where the length of the arc from is τ = tan −1 (i η sin γ), i = 1, 2, ... (3).

ηは上記(2)式のスケールファクタであり、γは点vと
点SSが成す角度である。i=0,1,2,…について点
と点Sh iを大円で結ぶと、これらの大円は1点Qで
交わる。これより、カメラの最初の位置から線分Lまで
の距離はR0 tan (弧TQの長さ)で与えられる。
η is the scale factor of the above equation (2), and γ is the angle formed by the point v and the point SS. When a point T i and a point S h i are connected by a great circle for i = 0, 1, 2, ..., These great circles intersect at a point Q. From this, the distance from the initial position of the camera to the line segment L is given by R 0 tan (the length of the arc T 0 Q).

〔実施例〕〔Example〕

以下本発明に係る情報抽出方法の実施例を図面を用いて
詳細に説明する。
An embodiment of an information extraction method according to the present invention will be described in detail below with reference to the drawings.

(1)実施例の構成の説明 第4図は本発明が適用される球面写像装置の全体構成図
である。
(1) Description of Configuration of Embodiment FIG. 4 is an overall configuration diagram of a spherical mapping device to which the present invention is applied.

図において、30はマイクロプロセッサ(以下MPUと
称する)、31は球面カメラ、32は原画メモリ、34
は移動方向計測用データ作成部、35は移動方向判定
部、36,37,38は写像プロセッサ、39,40,
41は写像メモリ、42はパラレルインターフェースであ
る。
In the figure, 30 is a microprocessor (hereinafter referred to as MPU), 31 is a spherical camera, 32 is an original image memory, 34
Is a moving direction measurement data creation unit, 35 is a moving direction determination unit, 36, 37, 38 are mapping processors, 39, 40,
Reference numeral 41 is a mapping memory, and 42 is a parallel interface.

以上の構成において、MPU30は球面カメラ31,原
画メモリ32,移動方向計測用データ作成部34、移動
方向判定部35等を制御するもの、球面カメラ31は対象
物を撮影し、得られた画像データを極座標(r,θ)形
式で出力するもの、原画メモリ32は球面カメラ31よ
り出力され、輪郭抽出処理が行なわれた後の極座標形式
の画像データを格子状に対応付けして格納するものであ
り、経度方向にN個,緯度方向にM個に分割された格納
領域を有するもの、移動方向計測用データ作成部34は
計測対象空間上の任意の複数の点を注目点P0 t,P1 t,P2
t…として設定するものであり、例えば、輪郭抽出され
た原画像の内、複数の線分の交差する頂点を注目点とし
て設定したり、あるいは計測対象空間上に複数の光点を
照射したときの原画像と照射しないときの原画像の差分
を求め、得られた複数の光点の座標を注目点として設定
するもの、移動方向判定部35は写像メモリ39に展開
された交点がどの座標に格納されているかをもとにして
球面カメラ31の移動方向を判定するもの、写像プロセ
ッサ36は原画メモリ32に格納された各画素毎の画像
データに対して大円情報を生成し、内部に設けられた写
像メモリ内に順次写像結果を格納するもの、写像メモリ
39は写像プロセッサ36内の写像結果であるピーク点
(交点)が転送されて格納されるもの、写像プロセッサ
37は写像メモリ39に格納されたピーク点を有する画
素に対して大円情報を生成して内部に設けられた写像メ
モリに順次写像結果を格納するもの、写像メモリ40は
写像プロセッサ37の写像結果であるピーク点が写像プ
ロセッサ37内の内部メモリより転送されて格納される
もの、写像プロセッサ38は写像メモリ40内に格納さ
れたピーク点を有する画素に対して大円情報を生成して
内部に設けられた写像メモリに順次写像結果を格納する
もの、写像メモリ41は写像プロセッサ38内の写像メ
モリに格納されたピーク点が転送されて格納されるも
の、パラレルインタフェース42はMPU30等が写像
メモリ39,40,41に対してアクセスするためのも
のである。
In the above configuration, the MPU 30 controls the spherical camera 31, the original image memory 32, the moving direction measurement data creation unit 34, the moving direction determination unit 35, and the like. The spherical camera 31 photographs an object and obtains image data. In the polar coordinate (r, θ) format, and the original image memory 32 stores the image data in the polar coordinate format output from the spherical camera 31 and subjected to the contour extraction processing in association with each other in a grid pattern. There is a storage area that is divided into N in the longitude direction and M in the latitude direction, and the moving direction measurement data creation unit 34 sets any of a plurality of points on the measurement target space to the attention points P 0 t , P 1 t , P 2
It is set as t ..., for example, when the vertexes at which a plurality of line segments intersect in the original image from which contours have been extracted are set as points of interest, or when a plurality of light spots are irradiated on the measurement target space. Of the original image and the original image when not irradiated, and sets the coordinates of the obtained light spots as the points of interest. The movement direction determination unit 35 determines which coordinate the intersection point developed in the mapping memory 39 corresponds to. The moving direction of the spherical camera 31 is determined based on whether the spherical camera 31 is stored. The mapping processor 36 generates great circle information for the image data of each pixel stored in the original image memory 32. A mapping memory for sequentially storing mapping results, a mapping memory 39 for transferring and storing peak points (intersection points) which are mapping results in the mapping processor 36, and a mapping processor 37 for a mapping memory. 9 for generating great circle information for the pixel having the peak point stored in 9 and sequentially storing the mapping result in a mapping memory provided therein. The mapping memory 40 is a peak point which is the mapping result of the mapping processor 37. Is transferred and stored from the internal memory in the mapping processor 37, and the mapping processor 38 generates great circle information for the pixel having the peak point stored in the mapping memory 40 and the mapping provided therein. A memory for sequentially storing the mapping result, a mapping memory 41 for transferring and storing the peak points stored in the mapping memory in the mapping processor 38, and a parallel interface 42 for the MPU 30 or the like in the mapping memories 39, 40, 41. To access.

(2)実施例の動作説明 以上説明した構成において、線分,点等の撮影像の3次
元情報抽出方法を説明する。
(2) Description of Operation of Embodiment With the above-described configuration, a method of extracting three-dimensional information of a captured image of line segments, points, etc. will be described.

(a)線分の方向の計測 まず、球面カメラ31はMPU30の制御の元に計
測対象空間を撮影し、極座標(r,θ)形式で輪郭抽出
された画像データを出力する。そして、MPU30は球
面カメラ31からの画像データ(座標位置と濃度値)を
画素単位に、原画メモリ32内に書込む。
(a) Measurement of direction of line segment First, the spherical camera 31 captures an image of a measurement target space under the control of the MPU 30 and outputs image data of which contours have been extracted in polar coordinates (r, θ) format. Then, the MPU 30 writes the image data (coordinate position and density value) from the spherical camera 31 in the original image memory 32 in pixel units.

次に、写像プロセッサ36により原画メモリ32内
の各画像の画像データに対して球面写像関数(大円)を
生成し、ピーク抽出した結果を写像メモリ39内に格納
する。
Next, the mapping processor 36 generates a spherical mapping function (great circle) for the image data of each image in the original image memory 32, and stores the peak extraction result in the mapping memory 39.

従って、この写像メモリ39内には輪郭抽出されて得ら
れた各線分を構成する各点に対応して生成した大円の交
点、すなわち線分の極(S点)が格納される。
Therefore, the mapping memory 39 stores the intersections of the great circles generated corresponding to the points constituting each line segment obtained by contour extraction, that is, the poles (S points) of the line segment.

MPU30は写像プロセッサ36での球面写像関数
生成処理が終了後、球面カメラ31が搭載される図示し
ない3次元位置決め装置を動作させ、球面カメラ31を
所定ピッチ分移動させる。そして、前記,の処理を
実行させ、これ以降球面カメラ31を直進(並進)移動
させて所定フレーム数の撮影を行なう。
After the spherical mapping function generation process in the mapping processor 36 is completed, the MPU 30 operates a three-dimensional positioning device (not shown) equipped with the spherical camera 31 to move the spherical camera 31 by a predetermined pitch. Then, the processings 1 and 2 are executed, and thereafter, the spherical camera 31 is moved straight (translationally) to photograph a predetermined number of frames.

その後、写像プロセッサ37により写像メモリ39
内に格納された各ピーク点の画素に対して球面写像関数
を生成し、ピーク抽出した結果を写像メモリ40内に格
納する。従って、この写像メモリ40内には計測対象空
間上に存在した線分の方向を示す情報が交点(SS点)
として格納される。
Thereafter, the mapping processor 37 causes the mapping memory 39
A spherical mapping function is generated for each pixel of each peak point stored in, and the peak extraction result is stored in the mapping memory 40. Therefore, in the mapping memory 40, information indicating the direction of the line segment existing in the measurement target space is the intersection point (SS point).
Is stored as

(b)カメラの移動方向計測 ここで、後述する線分の3次元情報の抽出処理を行なう
際に必要となるカメラの移動方向の計測方法について説
明する。
(b) Measurement of Camera Moving Direction Here, a method of measuring the moving direction of the camera, which is necessary when performing the three-dimensional information extraction processing of the line segment described later, will be described.

まず、カメラの移動方向計測方法について以下に説明す
る。
First, the camera moving direction measuring method will be described below.

第5図はカメラの移動方向計測方法の基本原理説明図で
あり、図において、P0 t,P1 t,P2 t(tは時系列情報であ
り、t=0,1,2…)は計測対象空間上における任意
の注目点であり、球面Aは注目点P0 t,P1 t,P2 t を撮影す
るカメラの情報を記録する球面メモリを示す。
FIG. 5 is an explanatory diagram of the basic principle of the camera moving direction measuring method. In the figure, P 0 t , P 1 t and P 2 t (t is time series information, t = 0, 1, 2, ...) Is an arbitrary point of interest in the space to be measured, and the spherical surface A is a spherical surface memory for recording information of a camera which images the points of interest P 0 t , P 1 t , and P 2 t .

さて、カメラを直線移動させながら静止している複数の
注目点P0 t,P1 t,P2 t を見ると、複数の点が平行に直線移
動しているように見える。
Now, when the plurality of points of interest P 0 t , P 1 t , and P 2 t which are stationary while the camera is linearly moved, it seems that the plurality of points are linearly moved in parallel.

そこで、例えば、第5図のように複数のそれぞれの点を
各時点で球面写像(大円生成)し、その結果を球面メモ
リA上に蓄積してゆくと、大円情報の交点Σの点列Σ0,
Σ12,…が得られる。このΣ点列に対して球面写像を
施し、大円情報を球面メモリA上に書込むと、それらの
交点vが得られる。
Therefore, for example, as shown in FIG. 5, a plurality of points are spherically mapped (great circle generation) at each time point, and the results are accumulated in the spherical memory A. Column Σ 0 ,
Σ 1 , Σ 2 , ... Are obtained. When a spherical map is applied to this Σ point sequence and the great circle information is written in the spherical memory A, the intersection v of them is obtained.

ここで、この交点vと球の中心を結ぶベクトルVは球面
の性質上、球面上に投影された各点列を結んだ複数の直
線と平行である。
Here, the vector V connecting the intersection v and the center of the sphere is parallel to a plurality of straight lines connecting the point sequences projected on the sphere due to the nature of the sphere.

一方、球面メモリA上に投影された複数の直線とカメラ
の移動方向は一致しているので、カメラの移動方向はこ
のベクトルVと一致していることになる。
On the other hand, since the plurality of straight lines projected on the spherical memory A and the moving direction of the camera coincide with each other, the moving direction of the camera coincides with this vector V.

従って、球面メモリA上の交点vのアドレスからカメラ
の3次元方向を知ることができる。
Therefore, the three-dimensional direction of the camera can be known from the address of the intersection v on the spherical memory A.

以下にこの操作を説明する。This operation will be described below.

まず、輪郭抽出処理されない画像データに対して前
述した(a)項の,の処理と同様の処理を実行する。
尚、球面カメラ31からの画像データは、原画メモリ3
2には格納されず、移動方向計測用データ作成部34内
の第1の内部メモリに格納される。
First, the same processing as the processing of (a) described above is executed on the image data that is not subjected to the contour extraction processing.
The image data from the spherical camera 31 is the original image memory 3
It is not stored in 2, but is stored in the first internal memory in the moving direction measurement data creation unit 34.

次いで、前述した(a)項のの処理を行なう前に、
MPU30は球面カメラ31を静止させた状態のまま、
図示しないスポット光照射部を動作させ、複数のスポッ
ト光を同一計測対象空間上に照射させる。
Then, before performing the process of (a) described above,
The MPU 30 keeps the spherical camera 31 stationary,
A spot light irradiation unit (not shown) is operated to irradiate a plurality of spot lights on the same measurement target space.

そして、前記(a)項のの処理と同様にして球面カ
メラ31により対象空間を撮影する。そして、得られた
輪郭抽出処理されない画像データを画素単位に、移動方
向計測用データ作成部34内の第2の内部メモリの対応
する格納領域に格納する。
Then, the target space is photographed by the spherical camera 31 in the same manner as the processing of the item (a). Then, the obtained image data that has not been subjected to the contour extraction processing is stored pixel by pixel in the corresponding storage area of the second internal memory in the moving direction measurement data creation unit 34.

移動方向計測用データ作成部34では、第1と第2
の内部メモリに、スポット光の照射されない画像データ
と照射された画像データが格納された時点で両者の差を
取る。
In the moving direction measurement data creation unit 34, the first and second
When the image data not irradiated with the spot light and the image data irradiated with the spot light are stored in the internal memory of, the difference between the two is calculated.

これにより、スポット光が照射された点のみが差として
取り出されるので、移動方向計測用データ作成部34で
は、この点の座標値(r,θ)を抽出し、更に第3の内
部メモリ上にこの点の座標値を書込む。
As a result, only the point irradiated with the spot light is taken out as a difference, and therefore the moving direction measurement data creation unit 34 extracts the coordinate value (r, θ) of this point and further stores it in the third internal memory. Write the coordinate value of this point.

これ以降、前述した(a)項でMPU30は球面カメ
ラ31が載置される図示しない3次元位置決め装置に対
し、所定ピッチ分だけ直線移動するように指示を発し、
球面カメラ31の3次元空間上の位置の変更を行なう毎
に前記〜の処理を順次繰返して実行することで、カ
メラの移動方向を計測するための情報である、注目点P0
に対する時系列情報P0 1,P0 2,P0 3,…,注目点P1に対する
時系列情報P1 1,P1 2,P1 3,…,注目点P2に対する時系列情
報P2 1,P2 2,P2 3,…が第6図に示されるように書込まれ
る。
Thereafter, in the above-mentioned item (a), the MPU 30 gives an instruction to the three-dimensional positioning device (not shown) on which the spherical camera 31 is mounted so as to linearly move by a predetermined pitch,
By sequentially repeated to perform the processing of ~ each changes the position of the three-dimensional space of the spherical camera 31 is information for measuring a moving direction of the camera, the point of interest P 0
Time-series information P 0 1, P 0 2, P 0 3 against, ..., time-series information P 1 1 point of attention P 1, P 1 2, P 1 3, ..., time series for the target point P 2 information P 2 1 , P 2 2 , P 2 3 , ... Are written as shown in FIG.

このようにして、球面カメラ31の3次元移動方向を計
測するための計測用データが得られる。
In this way, measurement data for measuring the three-dimensional movement direction of the spherical camera 31 is obtained.

次に、このようにして得られた計測用データから各
注目点の移動軌跡を求める。
Next, the moving locus of each target point is obtained from the measurement data thus obtained.

まず、MPU30は移動方向計測用データ作成部34内
の内部メモリから計測用データを原画メモリ32に書込
む。
First, the MPU 30 writes the measurement data in the original image memory 32 from the internal memory in the moving direction measurement data creation unit 34.

次いで、写像プロセッサ36を動作させ、第6図に
示される如く書込まれた各注目点の画素に対して球面写
像関数(大円)を生成し、内部の写像メモリ内に書込ま
せる。
Next, the mapping processor 36 is operated to generate a spherical mapping function (great circle) for the pixel of each point of interest written as shown in FIG. 6 and write it in the internal mapping memory.

第6図はこの内部写像メモリに各注目点に対応する大円
が書込まれた状態を示す図であり、注目点P0 1 に対して
大円LP0 1 ,注目点P1 1 に対して大円LP1 1 ,……のよ
うに書込まれる。
FIG. 6 is a diagram showing a state in which great circles corresponding to respective points of interest are written in the internal mapping memory. For the point of interest P 0 1 , the great circle L P0 1 and for the point of interest P 1 1 are shown. It is written as a great circle L P1 1 , ...

そして、写像プロセッサ36は、このようにして内
部メモリ内に書込まれた大円LP0 1 …の交点Σ01
2,…を抽出し、この交点Σ012,…を写像メモリ3
9に書込む。
Then, the mapping processor 36 causes the intersection points Σ 0 , Σ 1 , Σ of the great circles L P0 1 ... Written in the internal memory in this way.
2 are extracted, and the intersections Σ 0 , Σ 1 , Σ 2 , ...
Write in 9.

これにより、直線移動する注目点の軌跡の極である交点
が得られる。
As a result, the intersection, which is the pole of the locus of the point of interest that moves in a straight line, is obtained.

更に、このようにして得られた移動軌跡を示す情報
からカメラの移動方向の計測を行なう。
Further, the moving direction of the camera is measured from the information indicating the moving locus thus obtained.

まず、第7図に示されるように書込まれた交点Σ01,
Σ2,…の画素に対し写像プロセッサ37により球面写像
関数(大円)を生成し、内部の写像メモリに書込む。
First, as shown in FIG. 7, the intersections Σ 0 , Σ 1 ,
A spherical mapping function (great circle) is generated by the mapping processor 37 for the pixels of Σ 2 , ... And written in the internal mapping memory.

第7図はこの内部メモリに交点Σ012,…に対する
大円が書込まれた状態を示す図であり、交点Σ0,に対し
て大円L0,交点Σ1,に対して大円L1,交点Σ2,に対して
大円L…のように書込まれる。
FIG. 7 is a diagram showing a state in which the great circles for the intersections Σ 0 , Σ 1 , Σ 2 , ... Are written in the internal memory. For the intersections Σ 0 , the great circle L 0 , the intersections Σ 1 , Is written as a great circle L 1 and an intersection Σ 2 is written as a great circle L 2 .

そして、写像プロセッサ37は、このようにして内
部メモリ内に書込まれた大円L0,L1,…の交点vを写像
メモリ40に書込む。
Then, the mapping processor 37 writes in the mapping memory 40 the intersection v of the great circles L 0 , L 1 , ... Written in the internal memory in this way.

MPU30は写像メモリ40に対して交点vが書込
まれた時点で、移動方向判定部35を動作させる。
The MPU 30 operates the moving direction determination unit 35 when the intersection v is written in the mapping memory 40.

移動方向判定部35はパラレルインタフェース42
を介して写像メモリ40内の交点vを読出し、読出し位
置に対応した球面カメラ31の移動方向を判定する。
The moving direction determination unit 35 has a parallel interface 42.
The intersection point v in the mapping memory 40 is read via the, and the moving direction of the spherical camera 31 corresponding to the read position is determined.

すなわち、写像メモリ40では、画像データを極座標
(r,θ)形式で格納しており、画像データの座標位置
そのものが球の中心位置と球面上で交わる点の位置を表
しており、簡単に判定することができる。
That is, the mapping memory 40 stores the image data in the polar coordinate (r, θ) format, and the coordinate position itself of the image data represents the position of the point where the center position of the sphere intersects with the spherical surface. can do.

そして、MPU30はこの移動方向データを内部メモリ
に保持する。
Then, the MPU 30 holds this moving direction data in the internal memory.

尚、カメラの移動方向の計測の処理に際し、写像メモリ
39の内容及び線分の方向を示す情報が格納されている
写像メモリ40の内容は図示しない別のメモリに転送す
る等の処理を行なう必要がある。あるいは球面カメラ3
1の移動方向計測処理を終了した後に距離の計測処理を
行なえば、その必要はない。
In the process of measuring the moving direction of the camera, the contents of the mapping memory 39 and the contents of the mapping memory 40 storing the information indicating the direction of the line segment need to be transferred to another memory (not shown). There is. Or spherical camera 3
If the distance measurement processing is performed after the movement direction measurement processing 1 is completed, this is not necessary.

(c)線分距離計測 まず、計測対象空間には複数の線分方向が存在して
おり、写像メモリ40内には各線分方向に対応した複数
の交点(SS)が格納されている。
(c) Line segment distance measurement First, a plurality of line segment directions exist in the measurement target space, and a plurality of intersections (SS) corresponding to each line segment direction are stored in the mapping memory 40.

従って、線分の距離の計測に際しては複数個の線分の内
の一つの線分方向を対象とするため、MPU30は、パ
ラレルインタフェース42を介して写像メモリ40内の
内容を探索し、複数の交点の内の任意の交点(第8図の
SS点)を選択する。そして写像プロセッサ38にこの点
の座標を指示する。
Therefore, when measuring the distance of a line segment, since the direction of one line segment among the plurality of line segments is targeted, the MPU 30 searches the contents in the mapping memory 40 via the parallel interface 42 and Any of the intersections (see Fig. 8
Select SS point). Then, it instructs the map processor 38 about the coordinates of this point.

写像プロセッサ38はこの座標値に基づいて対応す
る球面写像関数(大円)を生成し、内部メモリに格納す
る。そして、MPU30は写像プロセッサ38の内部メ
モリ内の大円情報と写像メモリ39内に格納されている
線分の極(S)との交点(第8図のS0,S1,S2,…)を抽
出する。
The mapping processor 38 generates a corresponding spherical mapping function (great circle) based on this coordinate value and stores it in the internal memory. Then, the MPU 30 intersects with the great circle information in the internal memory of the mapping processor 38 and the pole (S) of the line segment stored in the mapping memory 39 (S 0 , S 1 , S 2 , ... In FIG. 8). ) Is extracted.

これにより、計測対象となる線分方向を有する線分1に
対する各フレーム毎の線分情報(第8図のl0,l1,l2,
…)に対する極(第8図のS0,S1,S2,…)が抽出され
る。
As a result, line segment information for each frame for the line segment 1 having the line segment direction to be measured (l 0 , l 1 , l 2 ,
..) are extracted (S 0 , S 1 , S 2 , ... In FIG. 8).

一方、第9図に示すように、求めた交点SSを北極と
する球面上を考える。交点SSを北極とする球面は座標変
換により容易に求められる。この球面上において、カメ
ラの位置を表す点Cを各フレームtについて求める。
このカメラ位置は、上記(3)式により求める。
On the other hand, as shown in FIG. 9, consider a spherical surface having the obtained intersection point SS as the north pole. A sphere with the intersection point SS as the north pole can be easily obtained by coordinate transformation. On this spherical surface, a point C t representing the position of the camera is obtained for each frame t.
This camera position is obtained by the above equation (3).

すなわち、MPU30は予め設定された球面カメラ31
の移動ピッチΔx0と計測対象空間での距離を球面上で表
現する際の縮小率を定めるR及びカメラの移動方向v
から求めた点SSと成す角γを用いて、各フレームt毎の
(t=1,2,…)を求め、内部メモリに格納する。
That is, the MPU 30 is configured with the preset spherical camera 31.
R 0 and the moving direction v of the camera that determines the reduction ratio when expressing the moving pitch Δ x0 of
C t (t = 1, 2, ...) For each frame t is obtained using the angle γ formed by the point SS obtained from the above and stored in the internal memory.

写像メモリ40上での各時刻における球面カメラ31の
位置を球面上に射影した点Cの座標T(▲Tt α▼,
▲Tt β▼)は、原画メモリ32上での球画カメラの移動
方向v及び交点SSの座標をそれぞれv(vα
β),SS(SSα,SSβ)とすると、 ただし、 ただし、η=Δx/R γ= cos-1{cosvβcosSSβ+ sinvβsinSSβcos(vα−SSα)} Δx0;カメラの移動ステップ R;距離係数 で求まる。
The coordinates T t (▲ T t α ▼, T t (▲ T t α ▼) of the point C t obtained by projecting the position of the spherical camera 31 on the mapping memory 40 at each time on the spherical surface.
▲ T t β ▼) is the moving direction v of the spherical image camera on the original image memory 32 and the coordinates of the intersection SS are v (v α ,
v β ), SS (SS α , SS β ), However, However, η = Δx 0 / R 0 γ = cos −1 {cosv β cosSS β + sinv β sinSS β cos (v α −SS α )} Δ x0 ; camera moving step R 0 ; distance coefficient.

次いで、第9図に示すように、交点SSを北極とする
球面上において、各線分l0,l1,S2,…への垂線の足の見
える方向を表す点Sh tを各tについて求め、MPU30
の内部メモリに格納する。
Next, as shown in FIG. 9, a point S h t representing the direction in which the foot of the perpendicular to each line segment l 0 , l 1 , S 2 , ... Can be seen on the sphere having the intersection SS as the north pole for each t. Seeking, MPU30
Stored in the internal memory of.

すなわち、交点SSを北極とするとき、点Sh tは交点SSを
中心として線分の極S0,S1,S2,…をそれぞれ90度回転
したときの座標に等しいので、ある基準点からの各線分
の極の角度+90度で求めることができる。
That is, when the intersection point SS is the north pole, the point S h t is equal to the coordinates when the poles S 0 , S 1 , S 2 , ... Of the line segment are rotated by 90 degrees about the intersection point SS. Can be obtained by the angle of the pole of each line segment from +90 degrees.

すなわち、写像メモリ40上での線分への垂線の足を射
影した点の座標▲St h▼(▲St ▼,▲St )▼は ただし、 (▲St α▼,▲St β▼);各線分の時刻tにおけるS
点の原価メモリ32上での座標 で求められる。
That is, the coordinates ▲ S t h ▼ (▲ S t ▼, ▲ S t ) ▼ of the point that projects the foot of the perpendicular to the line segment on the mapping memory 40 is However, (▲ S t α ▼, ▲ S t β ▼); S at time t of each line segment
Coordinates of points on cost memory 32 Required by.

次いで、MPU30は、このようにして求められた
とSを結ぶ大円(第9図ls0,ls1,ls2…)の極b
をフレームt毎に求める。
Next, the MPU 30 poles b of the great circle (l s0 , l s1 , l s2 ... In FIG. 9) connecting C t and S t thus obtained.
t is calculated for each frame t.

の座標をbt(▲bt α▼,▲bt β▼)とすれば、 ▲bt β▼=|cot-1(tanT▲t β▼・sin|▲St ▼−
▲Tt α▼|)| である。
the coordinates of the b t b t (▲ b t α ▼, ▲ b t β ▼) if, ▲ b t β ▼ = | cot -1 (tanT ▲ t β ▼ ・ sin | ▲ S t ▼-
▲ T t α ▼ |) |.

そして、このようにして求められた各フレーム毎の
極bの座標(第9図b0,b1,b2,…)を写像プロセッサ
38に与える。
Then, the coordinates (b 0 , b 1 , b 2 , ... In FIG. 9) of the pole b t for each frame obtained in this way are given to the mapping processor 38.

これにより写像プロセッサ38は、与えられた各極b
に対応した球面写像関数(第9図ls0,ls1,ls2,…の大
円)を生成して内部メモリに書込み、ピーク抽出した結
果の座標(交点Q)を写像メモリ41内に書込む。
The mapping processor 38 thereby causes each pole b t to be given.
A spherical mapping function (great circle of l s0 , l s1 , l s2 , ... in Fig. 9) corresponding to is generated, written in the internal memory, and the coordinates (intersection Q) of the peak extraction result are written in the mapping memory 41. Put in.

MPU30は写像メモリ41内に格納されたピーク
点の座標(Qα,Qβ)を読出し、線分距離Rを以下の
式により求める。
The MPU 30 reads the coordinates (Q α , Q β ) of the peak point stored in the mapping memory 41 and obtains the line segment distance R by the following formula.

R=Rtan Qβ ただし、R;距離係数 これ以降、MPU30は写像メモリ40内の他の交
点SSに対して順次前記〜の処理を繰り返して実行
することにより、計測対象空間上における直線で構成さ
れる線分の距離を全て計測できる。
R = R 0 tan Q β However, R 0 ; distance coefficient From this point onward, the MPU 30 sequentially repeats the above-described processes (1) to other intersections SS in the mapping memory 40 to thereby obtain a straight line in the measurement target space It can measure all the distances of line segments.

(d)点距離の計測 点の距離の計測を行なうために、まず、球面カメラ
31をMPU30の制御の元に動作させて計測対象空間
を撮影させ、極座標(r,θ)形式で輪郭抽出された画
像データを出力する。そして、MPU30は球面カメラ
31からの画像データ(座標位置と濃度値)を画素単位
に、原画メモリ32内に格納する。
(d) Measurement of point distance In order to measure the distance of a point, first, the spherical camera 31 is operated under the control of the MPU 30 to photograph the space to be measured, and the contour is extracted in polar coordinates (r, θ) format. Output the image data. Then, the MPU 30 stores the image data (coordinate position and density value) from the spherical camera 31 in the original image memory 32 in pixel units.

次に、MPU30は球面カメラ31が搭載される図
示しない3次元位置決め装置を動作させて球面カメラ3
1を、その姿勢が変化しない状態で所定ピッチ分だけ直
進(並進)移動させる。
Next, the MPU 30 operates the three-dimensional positioning device (not shown) on which the spherical camera 31 is mounted to operate the spherical camera 3
1 is moved straight (translated) by a predetermined pitch in a state where its posture does not change.

そして、前記の処理を実行させ、これ以降、球面カメ
ラ31を直線移動させて所定フレーム数の撮影を行な
う。
Then, the above-described processing is executed, and thereafter, the spherical camera 31 is linearly moved to photograph a predetermined number of frames.

その後、写像プロセッサ36により原画メモリ32
内に格納された各フレーム毎の画素に対して球面写像関
数(大円情報)を生成し、ピーク抽出した結果を写像メ
モリ39内に格納する。
After that, the mapping processor 36 causes the original image memory 32
A spherical mapping function (great circle information) is generated for each pixel of each frame stored in, and the peak extraction result is stored in the mapping memory 39.

従って、この写像メモリ39内には直像移動する点の軌
跡の極である交点Σが得られる。
Therefore, the intersection Σ which is the pole of the locus of the point which moves the direct image is obtained in the mapping memory 39.

ここで、計測対象空間には、多数の点が存在してお
り、その点の直線移動軌跡は原画メモリ32内に複数個
存在する。従って、点距離の計測に際しては、複数個の
移動軌跡の内の一つの移動軌跡を対象とし、その軌跡を
描いた点の計測を行なうため、MPU30はパラレルイ
ンタフェース42を介して写像メモリ39内を探索し、
複数の交点の内の任意の交点(第10図のΣ点)を選択
し、写像プロセッサ37にこの点の座標を指示する。
Here, a large number of points exist in the measurement target space, and a plurality of linear movement loci of the points exist in the original image memory 32. Therefore, when measuring the point distance, one of the plurality of trajectories is targeted, and the point depicting the trajectory is measured. Therefore, the MPU 30 stores the mapping memory 39 in the mapping memory 39 via the parallel interface 42. Explore,
An arbitrary intersection (point Σ in FIG. 10) is selected from the plurality of intersections, and the coordinates of this point are instructed to the mapping processor 37.

写像プロセッサ37はこの座標値に基づいて対応す
る球面写像関数を生成し、内部に設けられた写像メモリ
に格納する。
The mapping processor 37 generates a corresponding spherical mapping function based on this coordinate value and stores it in the mapping memory provided inside.

そして、MPU30は写像プロセッサ37内の写像
メモリ内の大円情報と原画メモリ32内に格納されてい
る点データとの交点(第10図の点P0,P1,P2,…)を抽
出する。
Then, the MPU 30 extracts an intersection (point P 0 , P 1 , P 2 , ... In FIG. 10) between the great circle information in the mapping memory in the mapping processor 37 and the point data stored in the original image memory 32. To do.

一方、第11図に示すように、選択した交点Σを北
極とする球面上を考える。交点Σを北極とする球面は座
標変換により容易に求められる。この球面上において、
カメラの位置を表す点Cを各フレームtについて求め
る。このカメラ位置は前記(1)式により求める。すなわ
ち、MPU30は予め設定された球面カメラ31の移動
ピッチΔx0と、計測対象空間での距離を球面上で表現す
る際の縮小率を定める定数R、及び球面カメラ31の
移動方向Vを用いて各プレーン毎のC(t=1,2,
…)を以下の式により求め、内部のメモリに格納する。
On the other hand, as shown in FIG. 11, consider a spherical surface having the selected intersection Σ as the north pole. A sphere with the intersection Σ as the north pole can be easily obtained by coordinate transformation. On this sphere,
A point C t representing the position of the camera is obtained for each frame t. This camera position is obtained by the above equation (1). That is, the MPU 30 uses a preset moving pitch Δ x0 of the spherical camera 31, a constant R 0 that defines a reduction ratio when expressing the distance in the measurement target space on the spherical surface, and a moving direction V of the spherical camera 31. C t (t = 1, 2,
…) Is calculated by the following formula and stored in the internal memory.

ただし、 ただし、V(vα,vβ);カメラの移動方向 Σ(Σα,Σβ);交点Σの座標 η=Δx/R Δx0;カメラの移動ステップ R;距離係数 で求まる。 However, However, V (v α , v β ); camera moving direction Σ (Σ α , Σ β ); coordinates of intersection Σ η = Δx 0 / R 0 Δ x0 ; camera moving step R 0 ; distance coefficient.

次いで、第11図に示すように、交点Σを北極とす
る球面上において、各点の見える方向を表す点P′を
各tについて求め、MPU30の内部メモリに格納す
る。すなわち、交点Σを北極とするとき、球面上におい
て各点の見える方向を表す点P′(P▲t′ α▼,P▲
t′ α▼)は、 ▲Pt′ α▼=modπ(cos-1(sin▲Pt β▼sin(▲Pt α
−Σα)) ただし、 (▲Pt α▼,P▲t β▼);各線分の時刻tにおける原
画メモリ32上での座標 で求められる。
Next, as shown in FIG. 11, a point P t ′ representing the visible direction of each point is obtained for each t on the spherical surface having the intersection Σ as the north pole, and stored in the internal memory of the MPU 30. That is, when the intersection point Σ is the north pole, a point P t ′ (P ▲ t ′ α ▼, P ▲) representing the visible direction of each point on the spherical surface.
t ′ α ▼) is ▲ P t ′ α ▼ = mod π (cos −1 (sin ▲ P t β ▼ sin (▲ P t α
α )) where (▲ P t α ▼, P ▲ t β ▼); coordinates on the original image memory 32 at time t of each line segment. Required by.

次いで、MPU30は、このようにして求められた
とSを結ぶ大円(第11図l0,l1,l2,…)の極b
をフレームt毎に求める。
Next, the MPU 30 poles b of the great circle (l 0 , l 1 , l 2 , ... In FIG. 11) connecting C t and S t thus obtained.
t is calculated for each frame t.

の座標をb(▲bt α▼,▲b t β▼)とすれ
ば、 ▲bt β▼=|cot-1(tan▲Tt β▼・sin|▲Pt′ α▼-
▲Tt′ α▼|)|で求められる。
the coordinates of the b t b t (▲ b t α ▼, ▲ b t β ▼) if, ▲ b t β ▼ = | cot -1 (tan ▲ T t β ▼ · sin | ▲ P t 'α ▼ -
∑T t ′ α ▼ |) |

そして、このようにして求められた各フレーム毎の
極bの座標(第11図b0,b1,b2,…)を写像プロセ
ッサ38に与える。
Then, the coordinates (b 0 , b 1 , b 2 , ... In FIG. 11) of the pole b t for each frame thus obtained are given to the mapping processor 38.

これにより写像プロセッサ38は、与えられた各極b
に対応した球面写像関数(第11図l0,l1,l2…の大円)
を生成して内部の写像メモリに書込み、ピーク抽出した
結果の座標(交点Q)を写像メモリ41内に書込む。
The mapping processor 38 thereby causes each pole b t to be given.
Spherical mapping function corresponding to (the great circle of l 0 , l 1 , l 2 ... in Fig. 11)
Is generated and written in the internal mapping memory, and the coordinates (intersection Q) of the peak extraction result are written in the mapping memory 41.

MPU30は写像メモリ41内に格納されたピーク
点の座標(Qα,Qβ)を読出し、点距離Rを以下の式
により求める。
The MPU 30 reads the coordinates (Q α , Q β ) of the peak point stored in the mapping memory 41 and obtains the point distance R by the following formula.

R=Rtan Qβ ただし、R;距離係数 これ以降、MPU30は写像メモリ39内の他の交
点Σに対して順次前記〜の処理を繰り返して実行す
ることにより、計測対象空間上における点の距離を全て
計測できる。
R = R 0 tan Q β However, R 0 ; distance coefficient From this point onward, the MPU 30 sequentially repeats the above-mentioned processes (1) to the other intersections Σ in the mapping memory 39 to thereby obtain points in the measurement target space. Can measure all distances.

従って、例えば、曲面や平面等迄の距離を求める際に
は、この面等にスポット光を照射し、このスポット光の
点座標を求める等の処理を行なうことにより面までの距
離を求めることができる。
Therefore, for example, when obtaining the distance to a curved surface or a flat surface, it is possible to obtain the distance to the surface by irradiating this surface with spot light and performing processing such as obtaining the point coordinates of this spot light. it can.

〔発明の効果〕〔The invention's effect〕

以上説明したように、本発明によれば、球面写像により
点,線分,面迄の距離を求めることが可能となる。
As described above, according to the present invention, it is possible to obtain the distance to a point, a line segment, or a surface by a spherical map.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

第1図は球面写像による線分の3次元情抽出方法の原理
説明図、第2図は球面写像による点の3次元情報計測方
法の原理説明図、第3図は点Pに対するカメラの動きを
示す図、第4図は本発明が適用される球面写像装置の全
体構成図、第5図はカメラの移動方向計測方法の基本原
理説明図、第6図は注目点に対する大円が書込まれた状
態の説明図、第7図は交点に対する大円が書込まれた状
態の説明図、第8図は交点SSと線分の極Sと射影線分
1の関係を示す図、第9図は線分の距離を求める処理の
説明図、第10図は交点Σと撮像点Pの関係を示すず、
第11図は点の距離を求める処理の説明図、第12図は
球面写像の原理説明図である。 図中、30はMPU、31は球面カメラ、32は原画メ
モリ、34は移動方向測用データ作成部、35は移動方
向判定部、36,37,38は写像メモリ、39,4
0,41は写像メモリである。
FIG. 1 is an explanatory view of the principle of the three-dimensional information extraction method of the line segment by the spherical mapping, FIG. 2 is an explanatory view of the principle of the three-dimensional information measuring method of the point by the spherical mapping, and FIG. FIG. 4, FIG. 4 is an overall configuration diagram of a spherical mapping device to which the present invention is applied, FIG. 5 is an explanatory diagram of a basic principle of a camera moving direction measuring method, and FIG. FIG. 7 is an explanatory view of a state in which a great circle is written to an intersection, FIG. 8 is a view showing the relationship between the intersection SS, the pole S of the line segment, and the projected line segment 1, FIG. Is an explanatory view of the process of obtaining the distance of the line segment, and FIG. 10 does not show the relationship between the intersection point Σ and the imaging point P.
FIG. 11 is an explanatory diagram of a process for obtaining the distance between points, and FIG. 12 is an explanatory diagram of the principle of spherical mapping. In the figure, 30 is an MPU, 31 is a spherical camera, 32 is an original image memory, 34 is a moving direction measurement data creating unit, 35 is a moving direction determining unit, 36, 37 and 38 are mapping memories, 39 and 4
0 and 41 are mapping memories.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 安川 祐介 神奈川県川崎市中原区上小田中1015番地 富士通株式会社内 審査官 石井 茂和 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (72) Inventor Yusuke Yasukawa 1015 Kamiodanaka, Nakahara-ku, Kawasaki City, Kanagawa Prefecture Fujitsu Limited Examiner Shigekazu Ishii

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】計測対象空間を撮影するカメラと、該カメ
ラを3次元方向に移動可能とする手段と、該カメラによ
り得られた撮影像に対し、球面写像関数を生成する手段
と、該球面写像関数による大円が書き加えられる写像面
とを有し、 該カメラを直線移動させた際の異なる各位置毎に撮影
し、該異なる位置毎の撮影像に対する球面写像関数を生
成して写像面に書込み、該書込みによって得られた該写
像面上の球面写像関数による複数の大円が交差する交点
(Σ)を抽出して撮影像の移動軌跡の極を抽出し、 写像面上で当該極を基準点としてカメラの移動方向に沿
って該各撮影位置に対応する第1の点群(T0,T1 ・・・
Ti )を求め、 且つ該極に対応する球面写像関数による大円と該各撮影
位置で得られた撮影像とが交差する第2の点群(Sh 0, S
h 1 ・・・ Sh i )を求め、 前記第1と第2の点群のうち各撮影位置に対応する点の
組を含んだ球面写像関数を生成して写像面に書込み、該
書込みによって得られた各撮影位置に対応する該写像面
上の球面写像関数による大円の交点(Q)を抽出し、 該交点の位置から撮影像の3次元情報を抽出することを
特徴とする情報抽出方法。
1. A camera for photographing a space to be measured, a means for moving the camera in a three-dimensional direction, a means for generating a spherical mapping function for a photographed image obtained by the camera, and the spherical surface. A mapping surface to which a great circle based on a mapping function is added, images are taken at different positions when the camera is moved linearly, and a spherical mapping function is generated for the captured images at the different positions to create a mapping surface. , And the poles of the locus of movement of the photographed image are extracted by extracting the intersection (Σ) at which a plurality of great circles by the spherical mapping function on the mapping surface obtained by the writing are extracted. The reference point is a first point group (T 0 , T 1 ...
T i ), and a second point group (S h 0 , S 2) at which the great circle by the spherical mapping function corresponding to the pole intersects the photographed image obtained at each photographing position
h 1 ... S h i ) is obtained, a spherical mapping function including a set of points corresponding to each photographing position in the first and second point groups is generated and written in the mapping surface, and by the writing, Information extraction characterized by extracting an intersection (Q) of a great circle by a spherical mapping function on the mapping surface corresponding to each obtained imaging position and extracting three-dimensional information of the captured image from the position of the intersection. Method.
JP25814186A 1986-10-31 1986-10-31 Information extraction method Expired - Lifetime JPH0614356B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP25814186A JPH0614356B2 (en) 1986-10-31 1986-10-31 Information extraction method

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP25814186A JPH0614356B2 (en) 1986-10-31 1986-10-31 Information extraction method

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPS63113782A JPS63113782A (en) 1988-05-18
JPH0614356B2 true JPH0614356B2 (en) 1994-02-23

Family

ID=17316085

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP25814186A Expired - Lifetime JPH0614356B2 (en) 1986-10-31 1986-10-31 Information extraction method

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPH0614356B2 (en)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2675999B2 (en) * 1988-09-21 1997-11-12 工業技術院長 Plane measurement method
AU631661B2 (en) * 1989-06-20 1992-12-03 Fujitsu Limited Method for measuring position and posture of object

Also Published As

Publication number Publication date
JPS63113782A (en) 1988-05-18

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Dai et al. Sloper4d: A scene-aware dataset for global 4d human pose estimation in urban environments
Kale et al. Towards a view invariant gait recognition algorithm
JPH11259688A (en) Image recording device and determining method for position and direction thereof
CN111079565A (en) Construction method and identification method of view two-dimensional posture template and positioning and grabbing system
JP4761670B2 (en) Moving stereo model generation apparatus and method
KR102109814B1 (en) Apparatus and method for registering images
JP4242529B2 (en) Related information presentation device and related information presentation method
CN119832132B (en) Three-dimensional virtual human video synthesis method, system, equipment and storage medium
Cobzas et al. A comparative analysis of geometric and image-based volumetric and intensity data registration algorithms
JPH0614356B2 (en) Information extraction method
Furukawa et al. Dense 3D reconstruction with an uncalibrated stereo system using coded structured light
Maimone et al. A taxonomy for stereo computer vision experiments
CN114544052B (en) Touch sensor, robot, method and device for achieving touch information acquisition
JPH0273471A (en) Estimating method for three-dimensional form
JP2697917B2 (en) 3D coordinate measuring device
JP3387900B2 (en) Image processing method and apparatus
JP2970835B2 (en) 3D coordinate measuring device
JP2025501263A5 (en)
MacKay et al. 3D Galatea: Entry of three-dimensional moving points from multiple perspective views
JPH0610602B2 (en) Robot 3D measurement system
JPH0614355B2 (en) Information extraction method
JPH0610603B2 (en) Robot 3D measurement system
JP2675999B2 (en) Plane measurement method
JP3703178B2 (en) Method and apparatus for reconstructing shape and surface pattern of 3D scene
JPH0668765B2 (en) 3D measuring method of circle

Legal Events

Date Code Title Description
EXPY Cancellation because of completion of term