圖像判定裝置、攝像裝置、三維計(jì)量裝置、圖像判定方法以及程序的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明是有關(guān)三維計(jì)量的技術(shù)，特別是涉及從多個(gè)攝影圖像判定在三維計(jì)量中使 用的圖像對(duì)的技術(shù)。
【背景技術(shù)】
[0002] 存在如下方法：使攝影位置相對(duì)于測(cè)定對(duì)象物相對(duì)移動(dòng)，通過(guò)攝像裝置獲取多個(gè) 攝影圖像，通過(guò)多個(gè)攝影圖像制作圖像對(duì)，進(jìn)行三維測(cè)定（移動(dòng)立體視覺(jué)法）。在移動(dòng)立體 視覺(jué)法中，在測(cè)定對(duì)象物大時(shí)，有時(shí)僅通過(guò)一個(gè)圖像對(duì)很難進(jìn)行三維測(cè)定。如上所述，作為 對(duì)大的測(cè)定對(duì)象物進(jìn)行三維計(jì)量的方法，存在如下方法：制作多個(gè)圖像對(duì)，對(duì)根據(jù)各個(gè)圖像 對(duì)制作的三維數(shù)據(jù)進(jìn)行合成，制作一個(gè)大的三維數(shù)據(jù)，從而進(jìn)行三維計(jì)量。
[0003] 在根據(jù)多個(gè)攝影圖像制作多個(gè)圖像對(duì)時(shí)，人進(jìn)行圖像對(duì)的把握并且通過(guò)軟件對(duì)人 把握的圖像對(duì)的信息進(jìn)行處理的作業(yè)復(fù)雜，錯(cuò)誤地選擇圖像對(duì)的可能性高。
[0004] 在專利文獻(xiàn)1中記載有如下方法：關(guān)于由多個(gè)幀構(gòu)成的攝影圖像，追蹤攝影圖像 內(nèi)的攝影對(duì)象物（認(rèn)為是與本申請(qǐng)的測(cè)定對(duì)象物對(duì)應(yīng)的對(duì)象物）的特征點(diǎn)，根據(jù)特征點(diǎn)的 垂直視差判斷立體像對(duì)（認(rèn)為是與本申請(qǐng)的圖像對(duì)對(duì)應(yīng)的像對(duì)）的正誤。
[0005] 另外，在專利文獻(xiàn)2中記載有如下技術(shù)：關(guān)于由多個(gè)幀構(gòu)成的攝影圖像，追蹤攝影 圖像內(nèi)的攝影對(duì)象物的特征點(diǎn)，進(jìn)行與特征點(diǎn)對(duì)應(yīng)的對(duì)應(yīng)點(diǎn)的正誤判斷，選擇立體像對(duì)。
[0006] 另外，在專利文獻(xiàn)3中記載有如下技術(shù)：將由方位傳感器、加速度傳感器得到的方 位信息和相機(jī)的姿勢(shì)信息顯示到液晶面板而對(duì)用戶的攝影進(jìn)行輔助，并且通過(guò)CPU等進(jìn)行 攝像控制，獲取一對(duì)圖像，以使2圖像間的光軸方位和水平方向的姿勢(shì)狀態(tài)不會(huì)相對(duì)地偏 離。
[0007] 另外，在專利文獻(xiàn)4中公開(kāi)有與如下的三維計(jì)量裝置有關(guān)的技術(shù)，該三維計(jì)量裝 置具有：攝像單元，用于對(duì)被計(jì)量物進(jìn)行攝影；第一特征點(diǎn)指定單元，用于指定通過(guò)攝像單 元對(duì)被計(jì)量物進(jìn)行了攝影的圖像上的特征點(diǎn)；測(cè)距單元，對(duì)通過(guò)特征點(diǎn)指定單元指定的被 計(jì)量物上的特征點(diǎn)為止的距離進(jìn)行測(cè)距；第二特征點(diǎn)指定單元，將與在第一攝影位置上對(duì) 被計(jì)量物進(jìn)行了攝影的圖像上的特征點(diǎn)對(duì)應(yīng)的被計(jì)量物上的點(diǎn)，指定為通過(guò)攝像單元在第 二攝影位置上對(duì)該被計(jì)量物進(jìn)行了攝影的圖像上的特征點(diǎn)；以及運(yùn)算單元，從在第一攝影 位置和第二攝影位置上對(duì)被計(jì)量物進(jìn)行了攝影的圖像上的各特征點(diǎn)以及通過(guò)測(cè)距單元在 各攝影位置上進(jìn)行了測(cè)距的到各特征點(diǎn)為止的距離，求出第一攝影位置與第二攝影位置的 相對(duì)位置和角度。
[0008] 現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)
[0009] 專利文獻(xiàn)
[0010] 專利文獻(xiàn)1 :日本特開(kāi)2009-014629號(hào)公報(bào)
[0011] 專利文獻(xiàn)2 :日本特開(kāi)2009-014628號(hào)公報(bào)
[0012] 專利文獻(xiàn)3 :日本特開(kāi)2012-124554號(hào)公報(bào)
[0013] 專利文獻(xiàn)4 :日本特開(kāi)2001-317915號(hào)公報(bào)

【發(fā)明內(nèi)容】

[0014] 發(fā)明所要解決的課題
[0015] 但是，在記載于專利文獻(xiàn)1和2的技術(shù)中，由于根據(jù)多個(gè)攝影圖像內(nèi)的攝影對(duì)象物 的特征點(diǎn)選擇立體像對(duì)，因此當(dāng)攝影對(duì)象物的特征點(diǎn)的判斷錯(cuò)誤時(shí)，存在對(duì)立體像對(duì)進(jìn)行 誤判斷的問(wèn)題。例如，在測(cè)定對(duì)象物為建筑物時(shí)，當(dāng)窗等的相同的形狀連續(xù)時(shí)，存在與特征 點(diǎn)對(duì)應(yīng)的對(duì)應(yīng)點(diǎn)的判斷錯(cuò)誤的情況。
[0016] 另外，在記載于專利文獻(xiàn)3和4的技術(shù)中，沒(méi)有記載與從多個(gè)攝影圖像內(nèi)選擇一對(duì) 圖像有關(guān)的內(nèi)容。
[0017] 本發(fā)明是鑒于上述情況而完成的，其目的在于，提供能夠從多個(gè)攝影圖像可靠地 迅速地判定在三維計(jì)量中使用的圖像對(duì)的圖像判定裝置、攝像裝置、三維計(jì)量裝置、圖像對(duì) 判定方法以及程序。
[0018] 用于解決課題的手段
[0019] 為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的一方式的圖像判定裝置，從多個(gè)攝影圖像判定在三 維計(jì)量中使用的圖像對(duì)，其中，該圖像判定裝置具有：第一攝影圖像選擇單元，從多個(gè)攝影 圖像選擇第一攝影圖像；第一攝影圖像信息獲取單元，獲取選擇的第一攝影圖像的攝影位 置和攝影方向；測(cè)定對(duì)象距離獲取單元，獲取從作為第一攝影圖像的攝影位置的第一攝影 位置到第一攝影圖像內(nèi)的測(cè)定對(duì)象物為止的測(cè)定對(duì)象距離；測(cè)定對(duì)象位置算出單元，算出 第一攝影圖像的攝影中的光軸上的位置且從第一攝影位置分開(kāi)了測(cè)定對(duì)象距離量的三維 空間上的測(cè)定對(duì)象位置；第二攝影圖像選擇單元，從多個(gè)攝影圖像選擇第二攝影圖像；第 二攝影圖像信息獲取單元，獲取選擇的第二攝影圖像的攝影位置即第二攝影位置、攝影方 向以及視角；攝影范圍算出單元，根據(jù)獲取到的第二攝影圖像的攝影位置、攝影方向以及視 角，算出與第二攝影圖像對(duì)應(yīng)的攝影范圍；以及判定單元，判別算出的測(cè)定對(duì)象位置是否落 入到算出的攝影范圍內(nèi)，當(dāng)判別為落入時(shí)，將第一攝影圖像和第二攝影圖像判定為圖像對(duì)。
[0020] 由此，能夠從多個(gè)攝影圖像可靠地以及迅速地判定在三維計(jì)量中使用的圖像對(duì)。
[0021] 在圖像判定裝置中，優(yōu)選的是，判定單元進(jìn)一步在由包含第一攝影位置處的攝像 裝置與第二攝影位置處的攝像裝置之間的基線長(zhǎng)L的、下述[算式1]表示的分辨率△ Z的 值為閾值以下時(shí)，將第一攝影圖像和第二攝影圖像判定為圖像對(duì)
[0022] [算式 1]
[0024] ΔΖ:分辨率
[0025] Z :測(cè)定對(duì)象距離
[0026] f :焦距
[0027] p :獲取了攝影圖像的攝像裝置中的攝像元件的像素間距
[0028] L :第一攝影位置處的攝像裝置與第二攝影位置處的攝像裝置之間的基線長(zhǎng)。
[0029] 由此，能夠進(jìn)行更適合三維計(jì)量的分辨率高的圖像對(duì)的判定，三維計(jì)量的精度增 加。
[0030] 在圖像判定裝置中，優(yōu)選的是，判定單元進(jìn)一步在第一攝影位置處的攝像裝置的 光軸與連結(jié)第一攝影位置的攝像裝置和第二攝影位置處的攝像裝置的直線C所構(gòu)成的角 度α以及第二攝影位置處的攝像裝置的光軸與直線C所構(gòu)成的角度β分別為45°以上 135°以內(nèi)時(shí)，將第一攝影圖像和第二攝影圖像判定為圖像對(duì)。
[0031] 由此，對(duì)第一攝影圖像進(jìn)行攝影的攝像裝置和對(duì)第二攝影圖像進(jìn)行攝影的攝像裝 置的配置對(duì)于進(jìn)行三維計(jì)量而言是合適的，能夠選擇更適合三維計(jì)量的圖像對(duì)。
[0032] 在圖像判定裝置中，優(yōu)選的是，判定單元進(jìn)一步在測(cè)定對(duì)象位置與第二攝影圖像 的攝影位置處的攝像裝置的光軸之間的距離S為閾值以下時(shí)，將第一攝影圖像和第二攝影 圖像判定為圖像對(duì)。
[0033] 由此，能夠選擇第一攝影圖像與第二攝影圖像的重疊更大的圖像對(duì)，能夠選擇更 適合三維計(jì)量的圖像對(duì)。
[0034] 在圖像判定裝置中，優(yōu)選的是，第二攝影圖像選擇單元將由包含第一攝影位置處 的攝像裝置與多個(gè)攝影圖像中的一個(gè)攝影圖像的攝影位置處的攝像裝置之間的基線長(zhǎng)Lx 的、下述[算式2]表示的分辨率△ Z的值為閾值以下的攝影圖像選擇為第二攝影圖像 [0035][算式 2]
[0037] ΔΖ:分辨率
[0038] Z :測(cè)定對(duì)象距離
[0039] f :焦距
[0040] P :獲取了攝影圖像的攝像裝置中的攝像元件的像素間距
[0041] Lx:第一攝影位置處的攝像裝置與多個(gè)攝影圖像中的一個(gè)攝影圖像的攝影位置處 的攝像裝置之間的基線長(zhǎng)的長(zhǎng)度。
[0042]由此，能夠進(jìn)行更適合三維計(jì)量的分辨率高的圖像對(duì)的判定，三維計(jì)量的精度增 加。另外，由于第二攝影圖像選擇部110選擇分辨率A Z的值為閾值以下的攝影圖像，因此 減少選擇了第二攝影圖像之后的剩余的計(jì)算。
[0043] 在圖像判定裝置中，優(yōu)選的是，第二攝影圖像選擇單元進(jìn)一步將第一攝影位置處 的攝像裝置的光軸與連結(jié)第一攝影位置的攝像裝置和多個(gè)攝影圖像中的一個(gè)攝影圖像的 攝影位置處的攝像裝置的直線所構(gòu)成的角度Ct以及多個(gè)攝影圖像中的一個(gè)攝影圖像的攝 影位置處的攝像裝置的光軸與直線所構(gòu)成的角度β分別為45°以上135°以內(nèi)的攝影圖 像選擇為第二攝影圖像。
[0044] 由此，對(duì)第一攝影圖像進(jìn)行攝影的攝像裝置和對(duì)第二攝影圖像進(jìn)行攝影的攝像裝 置的配置對(duì)于進(jìn)行三維計(jì)量而言是合適的，能夠選擇更適合三維計(jì)量的圖像對(duì)。另外，由于 第二攝影圖像選擇部110考慮角度α和角度β的值而選擇攝影圖像，因此減少選擇了第 二攝影圖像之后的剩余的計(jì)算。
[0045] 在圖像判定裝置中，優(yōu)選的是，第二攝影圖像選擇單元進(jìn)一步將測(cè)定對(duì)象位置與 多個(gè)攝影圖像中的一個(gè)攝影圖像的攝影位置處的攝像裝置的光軸之間的距離S為閾值以 下的攝影圖像選擇為第二攝影圖像。
[0046] 由此，能夠選擇第一攝影圖像與第二攝影圖像的重疊更大的圖像對(duì)，能夠選擇更 適合三維計(jì)量的圖像對(duì)。另外，由于第二攝影圖像選擇部110考慮角度α和角度β的值 而選擇攝影圖像，因此減少選擇了第二攝影圖像之后的剩余的計(jì)算。
[0047] 在圖像判定裝置中，優(yōu)選的是，第一攝影圖像選擇單元將多個(gè)攝影圖像中的任意 的攝影圖像選擇為第一攝影圖像，第二攝影圖像選擇單元從多個(gè)攝影圖像選擇第一攝影圖 像以外的攝影圖像中的任意的攝影圖像作為第二攝影圖像。
[0048] 由此，能夠在多個(gè)攝影圖像中無(wú)遺漏地進(jìn)行圖像對(duì)的判定，能夠生成更多的圖像 對(duì)，能夠進(jìn)行精度更高的三維計(jì)量。
[0049] 在圖像判定裝置中，優(yōu)選的是，圖像判定裝置還具有：存儲(chǔ)單元，存儲(chǔ)通過(guò)判定單 元判定出的多個(gè)圖像對(duì)；以及分辨率最佳對(duì)判定單元，在存儲(chǔ)于存儲(chǔ)單元的多個(gè)圖像對(duì)中， 從圖像對(duì)中第一攝影圖像或第二攝影圖像相同的對(duì)組中，將分辨率AZ最高的對(duì)判定為分 辨率最佳對(duì)。
[0050] 由此，能夠選擇分辨率△ Z最高的圖像對(duì)，能夠進(jìn)行精度更高的三維計(jì)量。
[0051] 在圖像判定裝置中，優(yōu)選的是，圖像判定裝置還具有：存儲(chǔ)單元，存儲(chǔ)通過(guò)判定單 元判定出的多個(gè)圖像對(duì)；距離S最佳對(duì)判定單元，在存儲(chǔ)于存儲(chǔ)單元的多個(gè)圖像對(duì)中，從圖 像對(duì)中第一攝影圖像或第二攝影圖像相同的對(duì)組中，將距離S最短的對(duì)判定為距離S最佳 對(duì)。
[0052] 由此，能夠選擇距離S最短的對(duì)，能夠進(jìn)行精度更高的三維計(jì)量。
[0053] 在圖像判定裝置中，優(yōu)選的是，存儲(chǔ)單元將通過(guò)判定單元判定的圖像對(duì)存儲(chǔ)為一 個(gè)文件。
[0054] 在圖像判定裝置中，優(yōu)選的是，攝影范圍算出單元根據(jù)獲取的第二攝影圖像的攝 影位置、攝影方向以及視角，算出與第二攝影圖像對(duì)應(yīng)的四棱錐狀的攝影范圍。
[0055] 為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的其他方式的攝像裝置具有上述的圖像判定裝置。
[0056] 為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的其他方式的三維計(jì)量裝置使用通過(guò)上述的圖像判定 裝置判定的圖像對(duì)。
[0057] 為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的其他方式的圖像判定裝置，從多個(gè)攝影圖像判定在 三維計(jì)量中使用的圖像對(duì)，其中，該圖像判定方法包括：第一攝影圖像選擇步驟，從多個(gè)攝 影圖像選擇第一攝影圖像；第一攝影圖像信息獲取步驟，獲取選擇的第一攝影圖像的攝影 位置和攝影方向；測(cè)定對(duì)象距離獲取步驟，獲取從作為第一攝影圖像的攝影位置的第一攝 影位置到第一攝影圖像內(nèi)的測(cè)定對(duì)象物為止的測(cè)定對(duì)象距離；測(cè)定對(duì)象位置算出步驟，算 出第一攝影圖像的攝影中的光軸上的位置且從第一攝影位置分開(kāi)了測(cè)定對(duì)象距離量的三 維空間上的測(cè)定對(duì)象位置；第二攝影圖像選擇步驟，從多個(gè)攝影圖像選擇第二攝影圖像； 第二攝影圖像信息獲取步驟，獲取選擇的第二攝影圖像的攝影位置即第二攝影位置、攝影 方向以及視角；攝影范圍算出步驟，根據(jù)獲取的第二攝影圖像的攝影位置、攝影方向以及視 角，算出與第二攝影圖像對(duì)應(yīng)的四棱錐狀的攝影范圍；以及判定步驟，判別算出的測(cè)定對(duì)象 位置是否落入到算出的攝影范圍內(nèi)，當(dāng)判別為落入時(shí)，將第一攝影圖像和第二攝影圖像判 定為圖像對(duì)。
[0058] 為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的其他方式的程序，從多個(gè)攝影圖像判定在三維計(jì)量 中使用的圖像對(duì)，其中，程序使計(jì)算機(jī)執(zhí)行如下步驟：第一攝影圖像選擇步驟，從多個(gè)攝影 圖像選擇第一攝影圖像；第一攝影圖像信息獲取步驟，獲取選擇的第一攝影圖像的攝影位 置和攝影方向；測(cè)定對(duì)象距離獲取步驟，獲取從作為第一攝影圖像的攝影位置的第一攝影 位置到第一攝影圖像內(nèi)的測(cè)定對(duì)象物為止的測(cè)定對(duì)象距離；測(cè)定對(duì)象位置算出步驟，算出 第一攝影圖像的攝影中的光軸上的位置且從第一攝影位置分開(kāi)了測(cè)定對(duì)象距離量的三維 空間上的測(cè)定對(duì)象位置；第二攝影圖像選擇步驟，從多個(gè)攝影圖像選擇第二攝影圖像；第 二攝影圖像信息獲取步驟，獲取選擇的第二攝影圖像的攝影位置即第二攝影位置、攝影方 向以及視角；攝影范圍算出步驟，根據(jù)獲取的第二攝影圖像的攝影位置、攝影方向以及視 角，算出與第二攝影圖像對(duì)應(yīng)的四棱錐狀的攝影范圍；以及判定步驟，判別算出的測(cè)定對(duì)象 位置是否落入到算出的攝影范圍內(nèi)，當(dāng)判別為落入時(shí)，將第一攝影圖像和第二攝影圖像判 定為圖像對(duì)。
[0059] 發(fā)明效果
[0060] 根據(jù)本發(fā)明，通過(guò)從多個(gè)攝影圖像選擇的第一攝影圖像內(nèi)的三維空間上的測(cè)定對(duì) 象位置是否