(57)【要約】  ロック通路で人物個別化を保証するためには、カメラペアによって３次元画像を作成し、これにより一人以上の人物が同時にロック通路を通過しないように検査することが通常である。本発明の課題は、公知のシステムを改善し、促進することである。このために本発明によれば、複数の空間方向から同時に被監視空間容積を監視する複数のカメラペアが使用される。各カメラペアにより被監視空間容積が監視され、レベルプロフィールが決定され、このレベルプロフィールにおいて影になる点が他のカメラペアのデータによって補完される。
2010507846.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のカメラペアを含む空間容積（１０）の監視装置であって、
前記カメラは、被監視空間容積（１０）に対して、それぞれ１つのカメラペア（１１，１１′）のカメラ画像（３４，３４′）を重畳することにより３次元空間画像が作成されるようにペア毎に配置されている形式の装置において、
少なくとも２つのカメラペア（１１，１１′）が共通の１つの空間容積（１０）を、異なる空間方向から同じ空間容積（１０）の少なくとも２つの３次元空間画像が作成されるようにカバーする、ことを特徴とする装置。
【請求項２】
請求項１記載の装置において、
カメラ（１１，１１′）は、被監視空間容積（１０）の上方、または上方領域にペアで配置されている、ことを特徴とする装置。
【請求項３】
請求項１または２記載の装置において、
前記被監視空間容積（１０）は少なくとも片側で少なくとも１つの壁（１３）および／または少なくとも１つの隔離部により空間的に画定または閉鎖されている、ことを特徴とする装置。
【請求項４】
請求項１から３までのいずれか一項記載の装置において、
前記カメラの視野（２１）は、当該視野（２１）の境界が少なくとも片側で被監視空間容積（１０）の境界に少なくとも十分に平行に延在するように配向されている、ことを特徴とする装置。
【請求項５】
請求項１から４までのいずれか一項記載の装置において、
前記カメラの視野（２１）は、当該視野（２１）の境界が少なくとも片側でカメラペア（１１，１１′）に対向する空間境界と、所定の頭の高さより上で交差するように配向されている、ことを特徴とする装置。
【請求項６】
請求項１から５までのいずれか一項記載の装置において、
少なくとも１つのカメラの視野にはミラー構成体（１４，１４′）が配置されている、ことを特徴とする装置。
【請求項７】
請求項６記載の装置において、
前記カメラは少なくとも近似的に水平に前記被監視空間容積（１０）の上方に配置されており、
前記カメラの長手軸は、前記被監視空間容積（１０）の床面に対して少なくとも十分に平行に配向されている、ことを特徴とする装置。
【請求項８】
請求項１から７までのいずれか一項記載の装置において、
前記カメラには計算ハードウエアおよび／または計算ソフトウエアが配属されており、
該計算ハードウエアおよび／または計算ソフトウエアは、カメラデータをデジタル化し、ならびに基準面（３０）を基準にする被監視空間容積（１０）のレベルプロフィールを、前記カメラデータに基づいて作成する、ことを特徴とする装置。
【請求項９】
請求項１から８までのいずれか一項記載の装置において、
人物個別化装置は、ロック通路内に存在する人物（１２および／または対象物がカメラによって検出可能であるように配属されている、ことを特徴とする装置。
【請求項１０】
空間容積（１０）を監視するためのカメラペアの較正方法であって、
個々のカメラをラボラトリー較正するステップと、
各カメラに対して基準面のホモグラフィを決定するステップと、
各カメラペア（１１，１１′）に対してエピポーラ幾何を作成するステップと、
を有することを特徴とする較正方法。
【請求項１１】
請求項１０記載の方法において、
前記ラボラトリー較正の枠内で、少なくとも１つのチャンバ定数、主点、ならびに各カメラの半径方向レンズ歪みを、それぞれのカメラに対して垂直に配置された、構成体としての正方形格子によって決定する、ことを特徴とする方法。
【請求項１２】
請求項１１記載の方法において、
前記カメラのパラメータは、レンツのモデルにしたがい検出される、ことを特徴とする方法。
【請求項１３】
請求項１０から１２までのいずれか一項記載の方法において、
少なくとも２つのホモグラフィを決定するために、基準面（３０）ならびに該基準面に対して有利には平行な補助面（３１）を空間内に設定し、
それぞれ１つの平面点のレベル値が、カメラペア（１１，１１′）の２つのカメラの、それぞれの点を突き抜ける視線（３５，３５′）の直線部分により設定される、ことを特徴とする方法。
【請求項１４】
請求項１０から１３までのいずれか一項記載の方法において、
エピポーラ幾何が作成され、このときカメラペア（１１，１１′）のカメラ画像は基準面（３０）にワーピングされる、ことを特徴とする方法。
【請求項１５】
請求項１４記載の方法において、
カメラペア（１１，１１′）の相応するカメラ画像（３４，３４′）のホモローグ点が、類似性尺度としての正規化された相互相関関数によって決定される、ことを特徴とする方法。
【請求項１６】
請求項１０から１５までのいずれか一項記載の方法において、
前記被監視空間容積（１０）の床面（１５）は基準面（３０）として選択される、ことを特徴とする方法。
【請求項１７】
複数のカメラペア（１１，１１′）によって空間容積の監視する方法であって、
前記複数のカメラペアは前記空間容積を異なる空間方向から注視し、前記カメラペアのカメラ画像（３４，３４′）からそれぞれ１つの３次元空間画像が作成され、
それぞれの空間画像において射影によって表示できない空間点を、別のカメラペア（１１，１１′）の空間画像によって補完する、ことを特徴とする方法。
【請求項１８】
請求項１７記載の方法において、
個々のカメラおよび／またはカメラペア（１１，１１′）から発生するビデオデータ流をデジタル化する、ことを特徴とする方法。
【請求項１９】
請求項１７または１８記載の方法において、
個々のカメラのカメラ画像（３４，３４′）は、較正値に基づいて補正される、ことを特徴とする方法。
【請求項２０】
請求項１７から１９までのいずれか一項記載の方法において、
複数のカメラペア（１１，１１′）に対して、それぞれのカメラペア（１１，１１′）により見通すことのできる空間領域の３次元空間画像がそれぞれ作成される、ことを特徴とする方法。
【請求項２１】
請求項２０記載の方法において、
複数のカメラペア（１１，１１′）の空間画像に基づいて、被監視空間容積（１０）の完全なレベルプロフィールが決定され、
種々異なるカメラペア（１１，１１′）のデータが１つの空間画像に統合される、ことを特徴とする方法。
【請求項２２】
請求項２１記載の方法において、
前記レベルプロフィールは前記基準面（３０）に関連しており、
前記空間点は、空間内のホモグラフィ（３２，３２′、３３，３３′）と直線部分によって計算される、ことを特徴とする方法。
【請求項２３】
請求項２１または２２記載の方法において、
個々の空間点の位置は、それぞれの空間点への２つのカメラの視線（３５，３５′）間の接続区間の中点として決定される、ことを特徴とする方法。
【請求項２４】
請求項１７から２３までのいずれか一項記載の方法において、
作成されたレベルプロフィールは標準モデルと比較される、ことを特徴とする方法。
【請求項２５】
請求項２４記載の方法において、
標準モデルを識別した後、別の標準モデルが残りの空間に挿入可能であるか否かが検査される、ことを特徴とする方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数のカメラを有する空間容積の監視方法および監視装置に関する。ここでカメラは、被監視空間容積に対して、それぞれ１つのカメラペアのカメラ画像を重畳することにより３次元空間画像が作成されるようにペア毎に配置されている。
【背景技術】
【０００２】
相応の方法はすでにＵＳ  ２００５／０２４９３８２  Ａ１から公知である。前記の米国特許は、外扉と内扉を有するロック通路に関するものである。２つの扉の領域には、それぞれのロック通路内に監視すべき領域が設けられており、各領域は１つのカメラペアによって監視される。前記各カメラペアは、これにより監視すべき領域を視野内に有し、監視すべき領域により３次元モデルが計算されるように構成されている。ロック通路を通る通路を監視するために、外扉の前の監視領域に人が存在するか否かがまず検査される。存在する場合には直ちに、内扉の前の監視領域に人が存在するか否かも同時に検査される。したがって入場モードでは、人が監視領域に存在しない場合にだけ外扉の開放が許可され、保安すべき領域に通じる内扉は、監視領域に一人が存在する場合だけ開放が許可される。
【０００３】
カメラペアによって、監視領域のそれぞれ２つの２次元画像が作成され、これらの画像によってこの領域に存在する要素が、３次元空間点の決定によって検出される。このようにして決定された３次元要素を前もって記憶されたモデルと比較することによって、人が監視領域に存在するか否かが続いて決定される。
【０００４】
前記の方法は、２つの別個の領域を３次元画像検出システムによって監視することに基づくものであり、このようにして実現されたロック通路の扉を相応の情報に基づいて制御することができる。この方法はとりわけ、ロック通路の保安側に、一人の人物に対して開放された後、後から同時に複数の人物が侵入するのを回避するためのものである。第１の人物の背中に付いて侵入する第２の人物が、各領域の３次元画像の作成に基づいて前もって識別される。このために、それぞれのカメラペアはロック通路の扉の上方領域に配置されており、第１の人物の後方に立つ第２の人物をカメラペアにより同時に検出することができる。
【０００５】
しかしこの有利な構成にもかかわらず、第１の人物の影領域には、それぞれのカメラペアによって見通すことのできない空間点が相変わらず存在する。しかしこの領域には、有利には監視によって検出すべきエレメントが同様に存在し得る。
【０００６】
加えて、カメラペアの複数の２次元画像を重畳することにより３次元モデルを計算することは、そのために設けられた計算ハードウエアに大きな負荷を課す。そしてこの計算ハードウエアは、このように実現されるロック通路の製造に関連して格別のコスト要因となる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】ＵＳ  ２００５／０２４９３８２  Ａ１
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
これらを背景に本発明の基礎とする課題は、空間の監視がさらに改善され、結果が改善されるにもかかわらず技術的には簡素化された、空間容積の監視方法および監視装置、ならびに使用されるカメラペアの較正方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
この課題は、独立請求項の特徴を備える空間容積の監視装置、請求項１７の特徴を備える空間容積の監視方法、ならびに請求項１０の特徴を備えるカメラペアの較正方法によって解決される。本発明の装置および方法のさらなる実施形態はそれぞれの従属請求項に記載されている。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば監視すべき空間容積の上方に少なくとも２つのカメラペアが配置されており、それらの視野は監視すべき空間領域を少なくとも十分に覆っている。ここでは少なくとも２つのカメラペアを相互に対向して配置することができ、これにより監視すべき空間領域を対象物の取付け後にも、ないしは人物の入場後にも見通すことができ、これと結び付いた視野の影も十分に見通すことができる。相応にして、３つまたは４つのカメラペアを空間領域の監視のために配置することができる。この場合、これらのカメラペアをできるだけ均等に分散するのが有利である。各カメラは個別のカメラ画像を送出する。それぞれ１つのカメラペアの２つの画像は１つの立体画像に組み合わせることができ、１つの３次元空間画像が得られる。この各３次元空間画像に基づいて、監視すべき空間領域のレベルプロフィールを作成することができる。射影により画像で識別することのできない点は、他のカメラペアの視野にある点により補完することができる。種々異なる空間画像のこの重畳に基づいて、監視領域の十分に完全なレベルプロフィールが得られ、このレベルプロフィールはモデルライブラリからのモデルと比較される。作成されたレベルプロフィールにモデルを適合することができれば、続いて、プロフィールの残りの領域に別のモデルを適合することが試みられる。レベルプロフィールが十分に完全に満たされて初めて、識別は終了される。次に使用されるモデルに基づいて、何人の人物がおよび／またはいくつの対象物が監視領域に存在するかを推定することができる。
【００１１】
カメラペアは有利には監視すべき空間容積の上方に、または少なくともその上方領域に配置される。したがって被監視空間領域に存在する対象物がカメラペアから可能限りに大きな間隔を取る。とりわけ高みの位置からは、被監視空間領域が十分に含まれる適切な視野角を取ることができる。
【００１２】
被監視空間容積は、少なくとも片側をゲートまたは壁により空間的に制限することができる。これにより被監視空間領域に存在する対象物の位置決めが簡単になる。前記対象物の位置が完全に任意に選択可能であれば、格段に大きな領域を監視しなければならないこととなる。相応のマーキングにより、例えば床にマークを付することにより、被監視領域を簡単に制限することができる。
【００１３】
このような制限は有利には、それぞれ片側のカメラの視野境界と少なくとも十分に一致する。このことは反対に、カメラの視野は少なくとも片側では、非監視空間の境界で終端することを意味する。これによって、カメラが処理しなければならない冗長的情報、例えば空間領域の壁に関する情報、または監視すべき領域の外にある対象物に関する情報が少なくなる。同様に、カメラペアに対向する空間制限部が少なくとも片側で、所定の頭高の上方で視野限界によって切断されると有利である。このことにより、非監視空間領域に進入する同じ大きさの人物を、彼ら（彼女ら）が不利なことに領域の外側限界の１つに直接立っていてもカメラによって検出することができる。
【００１４】
この装置の有利な改善形態では、個々のカメラの視線がそれぞれ少なくとも１つのミラー装置によって、カメラペアが間接的な配向であっても前に説明した視野を有するように偏向される。相応にしてこのようなミラー装置により、カメラを少なくとも近似的に水平に、非監視空間容積の上方で配置することができる。これによりとくに偏平な構造形状が達成される。カメラの長手軸はこれにより十分に水平に延在する。一方、この長手軸は対象物に対して直接的に配向する場合には、十分に垂直に取り付けなければならないこととなる。
【００１５】
前記の装置に計算ハードウエアおよび／または計算ソフトウエアを配属すると有利である。これらによってカメラデータのデジタル化を行うことができる。このデジタル化されたデータに基づいて、後から３次元空間画像を計算することができ、それに基づいてレベルプロフィールを決定することができる。
【００１６】
有利には前記構成をロック通路に次のように配設する。すなわち、ロック通路内に存在する人物および／または対象物をカメラデータによって検出可能かつ識別可能であるように配設する。作成されたレベルプロフィールを、モデルライブラリからのモデルと比較することによって、一人または複数の人物が同時にパーソナルロック通路を通過したか否かを決定することができる。これにより所要の人物個別化を本発明の装置により支援することができる。
【００１７】
空間容積の監視に使用されるそれぞれのカメラペアを較正するために、本発明ではまず、内部マッピングパラメータの試験較正が行われる。この方法は内部マッピングパラメータとして、チャンバ定数と半径方向のレンズ歪みが必要なだけである。この試験較正はまず個々のカメラに施され、個々のカメラは較正後に対でカメラペアに統合される。現場で、すなわちカメラペアを非監視空間領域に取り付けた後、カメラペアの外配向を較正するためにまず各カメラに対してホモグラフィが決定される。このホモグラフィは、カメラにより記録された画素の基準面上へのマッピングである。基準面は、非監視空間内に適切に選択される。このステップは、第１の基準面に有利には平行の第２の基準面に対して相応に実行される。最後の較正ステップとして、各カメラペアに対してエピポーラ幾何を作成する。このエピポーラ幾何によってカメラによって検出された各空間点にレベル値を割り当てることができる。
【００１８】
この較正の枠内で、較正すべきカメラは較正体、有利には正方形格子を基準にして、この正方形格子がそれぞれのカメラの前方で面状に配置されるように設置される。この較正体によって正または負の歪みが検出される。半径方向歪みの中心はレンツのモデルに基づいて検出される。チャンバ定数を検出するために正方形格子が、半径方向歪みに関してすでに補正されたカメラの前方に所定の間隔で設置される。次に光の法則によりチャンバ定数ｃが次のように計算される。
ｒδ／Ｒ＝−ｃ／Ｄ
ここでＲは格子中心点からの格子点の距離、ｒはカメラ画像中心点からの相応するカメラ画素の距離、δは２つのカメラ画素の物理的間隔、そしてＤはカメラの光学的センタから較正体までの距離である。
【００１９】
次のステップでカメラペアが現場に配置され、再び予備較正される。この第１の現場較正はまず基準面と、この基準面に対して有利には平行の補助面の導入を必要とする。基準面は有利には相互に直角のマーキングの配置構成によって決定される。これらマーキングの空間内における位置は既知である。カメラ画像を基準面上での真の配置構成と比較することによって、基準面をそれぞれのカメラへマッピングするためのマッピング規則、いわゆるホモグラフィが決定される。このようなホモグラフィは、各カメラペアの両方のカメラに対して求められる。このようにして得られたホモグラフィのパラメータ値は、それぞれ目下のカメラ画像の評価サイクルで使用するために記憶される。
【００２０】
最後に各カメラペアに対して付加的にエピポーラ幾何が設定される。このエピポーラ幾何は、それぞれのカメラ画像を基準面にワーピングすることにより可能となる。任意の空間点に注目すると、この空間点を基準にして各カメラは基準面の直線上にある。この直線はエピポーラ線と呼ばれ、類似尺度として正規化された相互相関関数を用いて、エピポーラ線に沿って２つの画像の相同点の座標が決定される。
【００２１】
有利には基準面として監視すべき空間容積の床面が定義される。
【００２２】
較正されたカメラペアは、空間容積を監視するための本発明の方法に使用される。被監視空間容積の領域にはこのような複数のカメラペアが、被監視空間容積が異なるカメラにより異なる空間方向から注目されるように配置される。各カメラペアの３次元空間画像は共通に、射影のため表示できない空間点がそれぞれ別のカメラペアの空間画像によって補完されるように評価される。
【００２３】
それぞれのビデオデータを取り扱うために、個々のカメラから発したビデオデータ流がデジタル化され、相応の計算ハードウエアおよび／または計算ソフトウエアに供給される。
【００２４】
個々のカメラのカメラ画像は、較正データに基づいて補正され、このようにして補正されたカメラ画像がさらなる計算の基礎となる。ここでさらなる計算とは、それぞれのカメラペアの視野の３次元空間画像を作成し、その後、各空間点に対してレベル値を計算し、このようにして被監視空間のレベルプロフィールを決定することである。
【００２５】
レベルプロフィールは有利には基準面に関連する。個々の空間点はホモグラフィと空間内の直接区間によって計算される。前記のレベルプロフィールを迅速に計算するために、カメラペアの両画像を基準面にホモグラフィマッピングすることによりエピポーラ幾何が、両画像間に作成される。これによりホモローグな画素、すなわち同じ空間点に所属する画素がカメラ画像の同じエピポーラ線上となる。次にレベル値が、同じ空間点の２つの直線の交点によって決定される。この２つの直線は、補助面を通る視線の貫通点から得られる。２つのホモグラフィのそれぞれ一方によって、すなわちそれぞれ１つのカメラ画像と補助面との間のホモグラフィによって、発見されたホモローグ点が補助面上に投影される。視線はそれぞれ１つのカメラ画素と、相応する点とを補助面上で貫通する。カメラ画像のこの２つの視線の交点が求める空間点に相応する。
【００２６】
すべてのマッピングエラーないしは数値エラーをホモグラフィの検出の際に考慮することが場合によってはできないから、実際には視線が共通の交点を有しないようになる。むしろカメラペアの２つの視線は相互にねじれて空間内に存在する。そのため求める空間点の空間位置の推定が必要となる。このために２つの視線の間隔が決定され、２つの視線間の間隔の中点が求める点であると推測される。
【００２７】
このようにして求められた個々の空間点のレベル値からなるレベルプロフィールを検出した後、このレベルプロフィールはモデルライブラリに記憶されている標準モデルと比較される。この標準モデルはレベルプロフィールにはめ込まれ、レベルプロフィールが所定のモデルの少なくとも１つに相応するか否かが検査される。相応する場合には、このモデルに相応する対象物が識別されたと見なされる。この方法の有利な改善形態では続いて、さらなる標準モデルをレベルプロフィールの残りの空間にはめ込むことができるか否かが検査される。人物個別化のためのロック通路としての具体的適用では、１つ以上の対象物を識別した場合には警報が発せられるか、ないしはロック通路がロックされるように拡張される。
【００２８】
本発明を以下、図面に示された実施例に基づき詳細に説明する。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】監視すべき空間容積の境界を画定する本発明の装置の側断面図である。
【図２】ミラー構成体と水平に配置されたカメラペアを備える図１の装置の側断面図である。
【図３】監視すべき空間領域の床へ投影された、相互に対向する２つのカメラペアの視野を示す図である。
【図４】円形歪みないしたる形歪みを有する正方形格子を示す図である。
【図５】２つのカメラ画像を、カメラペアの較正のための基準面を基準にして配置した図である。
【図６】２つのカメラ画像を、空間点の位置を計算するための補助面ならびに基準面を基準にして配置した図である。
【発明を実施するための形態】
【００３０】
図１は、監視すべき空間容積１０を示し、この空間容積は２つのカメラペア１１，１１′により監視される。それぞれのカメラペア１１，１１′の、画像中に順次並ぶ２つのカメラは次のように傾斜している。すなわち、カメラペア１１，１１′のもっとも外側の視線２０が、それぞれ近い方の壁１３の領域で少なくとも十分にこの壁と平行であるか、またはこの壁に沿って延在し、それぞれ対向する壁１３の領域ではこの壁１３と、監視すべき空間容積１０に存在する人物１２の頭の高さよりも高い位置で交差するように傾斜している。カメラペア１１，１１′を相互に対向するように配置することによって、人物１２により影となる領域に別の対象物ないしは別の人物１２が存在し得ないことが保証される。このような別の対象物ないしは別の人物１２が存在すれば、これが第２のカメラペア１１，１１′により検出される。この第２のカメラペア１１，１１′は監視すべき空間容積１０を別の視野から注視する。
【００３１】
被監視空間容積１０の領域に配置された各カメラペア１１，１１′は３次元空間画像を形成する。この３次元空間画像によって、被監視空間容積１０のレベルプロフィールを決定することができる。空間容積１０の空間点がカ一方のメラペア１１，１１′により検出できない場合、この見ることができない空間点に対しては、別のカメラペア１１，１１′により形成された３次元空間画像が用いられる。このようにして補完された被監視空間容積１０のレベルプロフィールは続いて標準モデルと比較される。この標準モデルはモデルライブラリに格納されている。標準モデルは、どの対象物が被監視空間容積１０内に存在するか決定できるまでレベルプロフィールに挿入される。
【００３２】
図２には、被監視空間容積１０の類似の構造が示されている。ここでは被監視空間容積１０の上方に水平に取り付けられたカメラペア１１，１１′の光路にそれぞれ１つのミラー構成体１４，１４′が設けられている。これにより、カメラペア１１，１１′の視野にはそれぞれ同じ対象物、すなわち同じ人物１２が存在するが、この構成の全体高さは、図１のカメラペア１１，１１′の配置構成と比較して低減されている。このような構造形状はとりわけ、スペースを節約して、低い構造高さで構成しなければならないロック通路に適する。ロック通路で人物を個別化するために使用するのにも適する。すなわち、３次元空間画像を、別の空間方向からの同様の第２の空間画像により補完するのにも適する。なぜならこのようにして、複数の人物が背中に付いて忍び込むのが阻止されるからである。このようなロック通路に複数の人物１２が存在すると直ちに、このことがカメラペア１１，１１′により識別され、処理ソフトウエアないしは処理ハードウエアによって相応に応答される。
【００３３】
図３は、カメラペア１１，１１′の個々のカメラによりカバーされる視野を、被監視空間容積１０の床１５に投影した様子を示す。カメラペア１１，１１′の使用される各個々のカメラが空間容積１０の領域を十分に完全にカバーしていることが明白である。これによって各空間点が、場合により影になってカメラの１つにより検出できなくても、高い確率で少なくとも１つの別のカメラにより監視されることが保証される。
【００３４】
図４は、カメラペア１１，１１′の個々のカメラを較正するための正方形格子を示す。カメラの較正はこの正方形格子に基づきラボラトリーで行われる。正方形格子は、較正すべきカメラの前方に垂直に設置される。これにより正方形格子の中心がカメラ画像の画像中央に来るようになる。続いて種々のカメラパラメータが、とりわけ主点、半径方向歪み、およびチャンバ定数が決定される。図４には、較正前の正方形格子の２つの可能な見え方が示されている。すなわち左の画像の円形歪みと、右の画像のたる形歪みである。個々のカメラの較正によって、個々のカメラの歪みは、正方形格子がエラー補正後に正方形になるよう、すなわち直線により解釈できるように補償される。
【００３５】
図５は、すでに現場に取り付けられており、その所定の位置で同様にさらなる較正ステップを実行しなければならないカメラペア１１，１１′の１つのカメラの配置を示す。まずそのために基準面３０、例えば床面１５が導入される。この基準面３０に後のレベルプロフィールレベル点が関連付けられる。較正に続いて、まずそれぞれのカメラ画像３４，３４′と基準面との間のホモグラフィ３２，３２′がそれぞれ１つ次のようにして決定される。すなわち基準面３０上の所定位置にマーキング２２が配置され、実際とカメラ画像３４，３４′とを比較することにより決定される。このようにして計算されたホモグラフィ３２，３２′は、後の評価サイクルのために記憶される。さらなる較正ステップで、エピポーラ幾何が導入される。このエピポーラ幾何は次のように基準面に置かれる。すなわちホモローグ点、つまりカメラペア１１，１１′のカメラ画像３４，３４′上で相互に対応する点が、エピポーラ幾何系のエピポーラ線に来るように基準面に置かれる。それぞれのホモローグ点の座標を決定するために、相互相関関数が類似性尺度として使用される
最後に図６は、レベルプロフィールがどのように評価され、作成されるかを詳細に示す。カメラペア１１，１１′の２つのカメラにより検出された空間点が選び出される。この空間点は、２つのカメラに対して共通のエピポーラ線３６上にある点である。選び出された空間点は、２つのカメラに対して１つの視線３５，３５′上にある。この視線は、カメラ画像３４，３４′の画素とカメラ画像のホモグラフィ３３，３３′を通って、基準面３０に対して平行な補助面３１を突き抜ける。２つの視線３５，３５′の交点には、求める空間点が存在する。床１５ないしはそこに配置された基準面３０を基準にした、求める空間点の高さ位置は、後で幾何学的に計算することができる。相応の手段により、カメラにより検出されたすべての画素に対してレベルプロフィールが得られる。このレベルプロフィールは、監視すべき空間容積１０内に含まれる対象物をシミュレートする。
【００３６】
したがって空間容積を監視するための前記方法ならびに装置、およびそのために設けられたカメラペアを較正する方法は、空間容積の完全な監視が保証されるという利点を有し、同時に３次元情報を簡単な手段により獲得することができる。
【符号の説明】
【００３７】
１０  空間容積
１１，１１′  カメラペア
１２  人物
１３  壁
１４，１４′  ミラー構成体
１５  床面
２０  視線
２１  視野
２２  マーキング
３０  基準面
３１  補助面
３２，３２′  カメラ画像と基準面との間のホモグラフィ
３３，３３′  カメラ画像と補助面との間のホモグラフィ
３４，３４′  カメラ画像
３５，３５′  視線
３６，３６′  エピポーラ線
４０  正の歪み
４１  負の歪み
【図１】
2010507846.tif 000003
【図２】
2010507846.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【国際調査報告】
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2010507846.tif 000010
2010507846.tif 000011
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2010507846.tif 000016
2010507846.tif 000017
2010507846.tif 000018