(57)【要約】【課題】  撮像装置に装着した指標の撮像装置に対する位置または位置姿勢を、簡便かつ正確に取得すること。【解決手段】  撮像装置に装着した較正対象指標の撮像装置に対する配置情報を較正情報として算出する指標較正装置であって、前記撮像装置を客観視点位置から撮影する客観視点撮像手段と、前記撮像装置から第一の画像を入力する第一の画像入力手段と、前記客観視点撮像手段から第二の画像を入力する第二の画像入力手段と、情景に配置された基準指標の画像座標に関する情報を前記第一の画像から検出する第一の検出手段と、前記較正対象指標の画像座標に関する情報を前記第二の画像から検出する第二の検出手段と、前記第一の検出手段と前記第二の検出手段が検出した夫々の指標の画像座標に関する情報を用いて、前記較正情報を算出する較正情報算出手段とを有することを特徴とする。【選択図】  図１
2005351883.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
撮像装置に装着した較正対象指標の撮像装置に対する配置情報を較正情報として算出する指標較正装置であって、
前記撮像装置を客観視点位置から撮影する客観視点撮像手段と、
前記撮像装置から第一の画像を入力する第一の画像入力手段と、
前記客観視点撮像手段から第二の画像を入力する第二の画像入力手段と、
情景に配置された基準指標の画像座標に関する情報を前記第一の画像から検出する第一の検出手段と、
前記較正対象指標の画像座標に関する情報を前記第二の画像から検出する第二の検出手段と、
前記第一の検出手段と前記第二の検出手段が検出した夫々の指標の画像座標に関する情報を用いて、前記較正情報を算出する較正情報算出手段とを有することを特徴とする指標較正装置。
【請求項２】
前記客観視点撮像手段は、前記情景中に固定されていることを特徴とする請求項１に記載の指標較正装置。
【請求項３】
前記較正情報算出手段は、
前記第一の検出手段が検出した基準指標の画像座標に関する情報を用いて、前記撮像装置の位置姿勢を算出する撮像装置位置姿勢算出手段をさらに有し、
前記撮像装置位置姿勢算出手段が算出した前記撮像装置の位置姿勢と、前記第二の検出手段が検出した前記較正対象指標の画像座標に関する情報に基づいて、前記較正情報を算出することを特徴とする請求項１または請求項２に記載の指標較正装置。
【請求項４】
前記較正情報算出手段は、
前記撮像装置位置姿勢算出手段が算出した前記撮像装置の位置姿勢と、前記較正情報の推定値に基づいて、前記第二の検出手段で検出されている前記較正対象指標の前記第二の画像内における画像座標に関する情報を推定する推定手段と、
前記第二の検出手段が検出した前記較正対象指標の画像座標に関する情報と、前記推定手段が推定した当該較正対象指標の画像座標に関する情報との間の誤差を軽減させるように、前記較正情報の推定値を補正する補正手段とをさらに有することを特徴とする請求項３に記載の指標較正装置。
【請求項５】
前記較正情報は、撮像装置に装着した較正対象指標の撮像装置に対する位置姿勢であって、
前記較正情報算出手段は、
前記第二の検出手段が検出した前記較正対象指標の画像座標に関する情報と、現在の較正情報の推定値とに基づいて、前記撮像装置の位置姿勢を算出する撮像装置位置姿勢算出手段をさらに有し、
前記撮像装置位置姿勢算出手段が算出した前記撮像装置の位置姿勢と、前記第一の検出手段が検出した前記基準指標の画像座標に関する情報に基づいて、前記較正情報を算出することを特徴とする請求項１または請求項２のいずれかに記載の指標較正装置。
【請求項６】
前記較正情報は、撮像装置に装着した較正対象指標の撮像装置に対する位置姿勢であって、
前記較正情報算出手段は、
前記第二の検出手段が検出した前記較正対象指標の画像座標に関する情報と、現在の較正情報の推定値とに基づいて、前記第一の検出手段で検出されている前記基準指標の前記第一の画像内における画像座標に関する情報を推定する推定手段と、
前記第一の検出手段が検出した前記基準指標の画像座標に関する情報と、前記推定手段が推定した当該基準指標の画像座標に関する情報との間の誤差を軽減させるように、前記較正情報の推定値を補正する補正手段とをさらに有することを特徴とする請求項１または請求項２のいずれかに記載の指標較正装置。
【請求項７】
前記較正対象指標の画像座標に関する情報は、前記較正対象指標によって定まる１点または複数点の画像座標であることを特徴とする請求項１乃至請求項６のいずれかに記載の指標較正装置。
【請求項８】
撮像装置に装着した較正対象指標の撮像装置に対する配置情報を較正情報として求める指標較正方法であって、
前記撮像装置によって撮影された第一の画像を取得し、
前記撮像装置を客観視点位置から撮影することにより得られた第二の画像を取得し、
情景に配置された基準指標の画像座標に関する情報を前記第一の画像から検出し、
前記較正対象指標の画像座標に関する情報を前記第二の画像から検出し、
前記検出された情景に配置された基準指標の画像座標に関する情報および前記較正対象指標の画像座標に関する情報を用いて、前記較正情報を求めることを特徴とする情報処理方法。
【請求項９】
前記客観視点位置は、前記情景中の固定位置であることを特徴とする請求項８記載の情報処理方法。
【請求項１０】
前記基準指標の画像座標に関する情報を用いて、前記撮像装置の位置姿勢を算出し、
前記撮像装置の位置姿勢および前記較正対象指標の画像座標に関する情報に基づいて、前記較正情報を算出することを特徴とする請求項８または請求項９に記載の情報処理方法。
【請求項１１】
前記撮像装置の位置姿勢と前記較正情報の推定値とに基づいて、前記較正対象指標の前記第二の画像内における画像座標に関する情報を推定し、
前記較正対象指標の画像座標に関する情報と、前記推定手段が推定した当該較正対象指標の画像座標に関する情報との間の誤差を軽減させるように、前記較正情報の推定値を補正することを特徴とする請求項１０記載の情報処理方法。
【請求項１２】
前記較正情報は、撮像装置に装着した較正対象指標の撮像装置に対する位置姿勢であって、
前記較正対象指標の画像座標に関する情報と、現在の較正情報の推定値とに基づいて、前記撮像装置の位置姿勢を算出し、
前記撮像装置の位置姿勢と前記基準指標の画像座標に関する情報とに基づいて、前記較正情報を算出することを特徴とする請求項８または請求項９のいずれかに記載の情報処理方法。
【請求項１３】
前記較正情報は、撮像装置に装着した較正対象指標の撮像装置に対する位置姿勢であって、
前記較正対象指標の画像座標に関する情報と、現在の較正情報の推定値とに基づいて、前記基準指標の前記第一の画像内における画像座標に関する情報を推定し、
前記基準指標の画像座標に関する情報と、前記推定手段が推定した当該基準指標の画像座標に関する情報との間の誤差を軽減させるように、前記較正情報の推定値を補正することを特徴とする請求項８または請求項９のいずれかに記載の情報処理方法。
【請求項１４】
前記較正対象指標の画像座標に関する情報は、前記較正対象指標によって定まる１点または複数点の画像座標であることを特徴とする請求項８乃至請求項１３のいずれかに記載の情報処理方法。
【請求項１５】
請求項８乃至請求項１４のいずれかに記載の情報処理方法をコンピュータに実行させるためのプログラムコード。
【請求項１６】
請求項１５に記載のプログラムコードを格納する記憶媒体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、撮像装置に装着した指標の撮像装置に対する配置情報を較正するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、現実空間と仮想空間の繋ぎ目のない結合を目的とした、複合現実感に関する研究が盛んに行われている。複合現実感の提示を行う画像表示装置は、ビデオカメラなどの撮像装置によって撮影された現実空間の画像に、撮像装置の位置及び姿勢に応じて生成した仮想空間（たとえばコンピュータ・グラフィックスにより描画された仮想物体や文字情報など）の画像を重畳描画してそれを表示するビデオシースルー方式によって実現される。
【０００３】
このような画像表示装置の応用としては、患者の体表面に体内の様子を重畳表示する手術支援や、現実空間に浮遊する仮想の敵と戦う複合現実感ゲームなど、今までのバーチャルリアリティとは異なった新たな分野が期待されている。
【０００４】
これらの応用に対して共通に要求されるのは、現実空間と仮想空間の間の位置合わせをいかに正確に行うかということであり、従来から多くの取り組みが行われてきた。複合現実感における位置合わせの問題は、情景中における（すなわち、世界座標系における）撮像装置の位置及び姿勢を求める問題に帰結される。
【０００５】
この問題を解決する方法として、情景中に複数の指標を配置あるいは設定し、その指標の世界座標系における座標と、撮像装置が撮像した画像内における指標の投影像の座標とを利用して、情景中における該撮像装置の位置及び姿勢を求めることが一般的に行われている。
【０００６】
情景中の指標の世界座標系における座標とその投影像の画像座標の組から撮像装置の位置及び姿勢を算出する方法は、写真測量等の分野において古くから提案されている（例えば、非特許文献１、非特許文献２を参照）。
【０００７】
また、計測対象物体に複数の指標を設定し、外部に設置した客観視点カメラによって対象物体を撮影し、撮像した客観視点画像内における指標の投影像の画像座標を検出することで、対象物体の位置及び姿勢を求めることも行われている（例えば、非特許文献２、特許文献１を参照）。
【０００８】
さらに、本件の発明者らも、特願２００３−３２３１０１において、計測対象物体である撮像装置自身が撮像した画像から情景中の指標の投影像を検出することで撮像装置の位置及び姿勢を算出する方法と、計測対象物体である撮像装置を客観視点位置から撮像した客観視点画像から撮像装置自身の上に設定した指標の投影像を検出することで撮像装置の位置及び姿勢を算出する方法を統合した、撮像装置の位置及び姿勢の計測方法を提案している。
【特許文献１】特開平０９−３２３２８０号公報
【非特許文献１】Ｒ．Ｍ．Ｈａｒａｌｉｃｋ，Ｃ．Ｌｅｅ，Ｋ．Ｏｔｔｅｎｂｅｒｇ，ａｎｄ  Ｍ．Ｎｏｌｌｅ：Ｒｅｖｉｅｗ  ａｎｄ  ａｎａｌｙｓｉｓ  ｏｆ  ｓｏｌｕｔｉｏｎｓ  ｏｆ  ｔｈｅ  ｔｈｒｅｅ  ｐｏｉｎｔ  ｐｅｒｓｐｅｃｔｉｖｅ  ｐｏｓｅ  ｅｓｔｉｍａｔｉｏｎ  ｐｒｏｂｌｅｍ，Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ  Ｊｏｕｒｎａｌ  ｏｆ  Ｃｏｍｐｕｔｅｒ  Ｖｉｓｉｏｎ，ｖｏｌ．１３，ｎｏ．３，ｐｐ．３３１−３５６，１９９４．
【非特許文献２】Ｄ．Ｇ．Ｌｏｗｅ：Ｆｉｔｔｉｎｇ  ｐａｒａｍｅｔｅｒｉｚｅｄ  ｔｈｒｅｅ−ｄｉｍｅｎｓｉｏｎａｌ  ｍｏｄｅｌｓ  ｔｏ  ｉｍａｇｅｓ，  ＩＥＥＥ  Ｔｒａｎｓａｃｔｉｏｎｓ  ｏｎ  ＰＡＭＩ，ｖｏｌ．１３，ｎｏ．５，ｐｐ．４４１−４５０，１９９１．
【非特許文献３】内山，山本，田村，複合現実感のためのハイブリッド位置合わせ手法−６自由度センサとビジョン手法の併用−，日本バーチャルリアリティ学会論文誌，ｖｏｌ．８，ｎｏ．１，ｐｐ．１１９−１２５，２００３．
【非特許文献４】藤井，神原，岩佐，竹村，横矢，拡張現実のためのジャイロセンサを併用したステレオカメラによる位置合わせ，電子情報通信学会技術研究報告ＰＲＭＵ９９−１９２（信学技報ｖｏｌ．９９，ｎｏ．５７４，ｐｐ．１−８），１９９９．
【非特許文献５】Ａ．Ｉ．Ｃｏｍｐｏｒｔ，Ｅ．Ｍａｒｃｈａｎｄ，Ｆ．Ｃｈａｕｍｅｔｔｅ，Ａ  ｒｅａｌ−ｔｉｍｅ  ｔｒａｃｋｅｒ  ｆｏｒ  ｍａｒｋｅｒｌｅｓｓ  ａｕｇｍｅｎｔｅｄ  ｒｅａｌｉｔｙ，Ｐｒｏｃ．Ｉｎｔ’ｌ  Ｓｙｍｐ．ｏｎ  Ｍｉｘｅｄ  ａｎｄ  Ａｕｇｍｅｎｔｅｄ  Ｒｅａｌｉｔｙ  ２００４，ｐｐ．３６−４５，２００４．
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
ところで、客観視点画像内における指標の投影像の画像座標を検出することで対象物体の位置及び姿勢を算出する方法においては、計測対象物体に設定した複数の指標と、計測対象物体との相対的な位置関係は、既知でなければならない。個々の指標の相対的な位置関係が未知である場合、例えば、着色された球状の指標や円形状の指標を用いてその画像上における指標の投影像の重心位置を特徴として利用する場合のように、特徴が一つの点で記述されるような指標が計測対象物体上に個々に設置されている場合には、計測対象物体座標系における個々の指標の３次元位置が予め計測されていなくてはならない。一方、指標同士の相対的な位置関係が既知である場合、例えば、上記と同様な指標を用いる場合であっても、それらの指標が予めベースとなる治具に装着されており、この治具の座標系（このように指標の相対的な位置を記述するための座標系を以下では指標座標系と呼ぶ）における各指標の位置が既に計測されており、この治具が計測対象物体に装着されているような場合には、計測対象物体座標系におけるこの治具の位置と姿勢が既知であれば良い（なお、特徴が複数の点で記述されるような指標、例えば、形状の既知な四角形や三角形の指標を用いてその画像上における指標の投影像の各頂点を特徴として利用する場合は、この指標自体が複数の指標の集まりであると解釈して、「指標同士の相対的な位置関係が既知である場合」の一種として考えることにする）。しかしながら、これらを正確に較正する方法は一般的に知られておらず、従来までは手動計測によって得られる不正確な位置または位置及び姿勢を既知の値として利用する以外に方策がなかった。その結果、上記の客観視点画像内における指標の投影像の画像座標を検出することで対象物体の位置及び姿勢を算出する方法においては、対象物体の位置及び姿勢を実用上低い精度でしか計測できないという改善の余地があった。
【００１０】
本発明は以上の問題を鑑みてなされたものであり、撮像装置に対する指標の配置情報を簡便かつ正確に取得できるようにすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記目的を達成するために、請求項１記載の発明は、撮像装置に装着した較正対象指標の撮像装置に対する配置情報を較正情報として算出する指標較正装置であって、前記撮像装置を客観視点位置から撮影する客観視点撮像手段と、前記撮像装置から第一の画像を入力する第一の画像入力手段と、前記客観視点撮像手段から第二の画像を入力する第二の画像入力手段と、情景に配置された基準指標の画像座標に関する情報を前記第一の画像から検出する第一の検出手段と、前記較正対象指標の画像座標に関する情報を前記第二の画像から検出する第二の検出手段と、前記第一の検出手段と前記第二の検出手段が検出した夫々の指標の画像座標に関する情報を用いて、前記較正情報を算出する較正情報算出手段とを有することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、撮像装置に対する指標の配置情報を、簡便かつ正確に取得することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、添付図面を参照して本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。
【００１４】
［第１の実施形態］
本実施形態に係る指標較正装置は、撮像装置に装着した指標の撮像装置に対する位置を、指標ごとに取得する。以下、本実施形態に係る指標較正装置及び指標較正方向について説明する。
【００１５】
図１は、本実施形態に係る指標較正装置１００の概略構成を示す図である。図１に示したように、本実施形態に係る指標較正装置１００は、主観視点指標検出部１１０、位置姿勢算出部１２０、客観視点カメラ１４０、客観視点指標検出部１５０、指示部１６０、データ管理部１７０、較正情報算出部１８０によって構成されており、較正対象である撮像装置１３０に接続されている。
【００１６】
なお、撮像装置１３０上には、本実施形態に係る指標較正装置を使用する使用者によって、較正される対象である指標Ｐｋ（ｋ＝１，，，Ｋ２）（以下、これを客観視点指標と呼ぶ）が１つ以上設定されているものとする。主観視点カメラ座標系（撮像装置１３０上の１点を原点として定義し、更に互いに直交する３軸を夫々Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸として定義した座標系）における客観視点指標の位置は未知であり、この未知である主観視点カメラ座標系における客観視点指標の位置が、本実施形態に係る指標較正装置が較正する情報、すなわち、本実施形態に係る指標較正装置の出力となる。
【００１７】
現実空間中の複数の位置には、撮像装置１３０によって撮影するための指標（以下、主観視点指標（基準指標））として、世界座標系（現実空間の１点を原点として定義し、更に互いに直交する３軸を夫々Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸として定義した座標系）における位置が既知である複数個の主観視点指標Ｑｋ（ｋ＝１，，，Ｋ１）が配置されている。主観視点指標Ｑｋは、指標較正用のデータを取得する時の撮像装置１３０によって、少なくとも３個以上の指標が観測されるように設置されていることが望ましい。図１の例は、４個の主観視点指標Ｑ１，Ｑ２，Ｑ３，Ｑ４が配置されており、そのうちの３個Ｑ１，Ｑ３，Ｑ４が撮像装置１３０の視野内に含まれている状況を示している。
【００１８】
主観視点指標Ｑｋは、例えば、それぞれが異なる色を有する円形状のマーカによって構成してもよいし、それぞれが異なるテクスチャ特徴を有する自然特徴等の特徴点によって構成してもよい。また、ある程度の面積を有する四角形領域によって形成されるような四角形指標を用いることも可能である。撮影画像上における投影像の画像座標が検出可能であって、かついずれの指標であるかが識別可能であるような指標であれば、何れの形態であってもよい。
【００１９】
撮像装置１３０が出力する画像（以下、これを主観視点画像と呼ぶ）は、主観視点指標検出部１１０に入力される。
【００２０】
主観視点指標検出部１１０は、撮像装置１３０より主観視点画像を入力し、入力した画像中に撮影されている主観視点指標Ｑｋの画像座標を検出する。例えば、主観視点指標Ｑｋの各々が異なる色を有するマーカによって構成されている場合には、主観視点画像上から各々のマーカ色に対応する領域を検出し、その重心位置を指標の検出座標とする。また、主観視点指標Ｑｋの各々が異なるテクスチャ特徴を有する特徴点によって構成されている場合には、既知の情報として予め保持している各々の指標のテンプレート画像によるテンプレートマッチングを主観視点画像上に施すことにより、指標の位置を検出する。基準指標として四角形指標を用いる場合は、画像に２値化処理を施した後にラベリングを行い、一定面積以上の領域の中から４つの直線によって形成されているものを指標候補として検出する。さらに、候補領域の中に特定のパターンがあるか否かを判定することによって誤検出を排除し、また、指標の方向と識別子を取得する。なお、このようにして検出される四角形指標は、本明細では、４つの頂点の個々によって形成される４つの指標であると考える。
【００２１】
さらに、主観視点指標検出部１１０は、検出された各々の主観視点指標Ｑｋｎの画像座標ｕＱｋｎとその識別子ｋｎを位置姿勢算出部１２０へと出力する。ここで、ｎ（ｎ＝１，，，Ｎ）は検出された指標夫々に対するインデックスであり、Ｎは検出された指標の総数を表している。例えば図１の場合には、Ｎ＝３であり、識別子ｋ１＝１，ｋ２＝３，ｋ３＝４とこれらに対応する画像座標ｕＱｋ１，ｕＱｋ２，ｕＱｋ３が出力される。本実施形態における主観視点指標検出部１１０は、撮像装置１３０からの画像の入力をトリガとして上記の指標検出処理を逐次実行しているが、位置姿勢算出部１２０からの要求に応じて（その時点で入力している主観視点画像を利用して）処理を実行する構成としても良い。
【００２２】
位置姿勢算出部１２０は、検出された各々の主観視点指標Ｑｋｎの画像座標ｕＱｋｎと、既知な情報として予め保持している指標の世界座標ｘＷＱｋｎとの対応関係に基づいて、撮像装置１３０の位置及び姿勢を算出する。主観視点指標の世界座標と画像座標の組から撮像装置の位置及び姿勢を算出する方法は、写真測量等の分野において古くから提案されている（例えば、非特許文献１、非特許文献２を参照）。例えば、主観視点指標が同一平面上に配置されている場合には、４点以上の指標を検出することで、２次元ホモグラフィの計算に基づいて撮像装置の位置及び姿勢を得ることができる。また、同一平面上にない６点以上の指標を用いて撮像装置の位置と姿勢を用いる方法も良く知られている。また、撮像装置の位置と姿勢の推定値から算出される指標の画像座標の理論値と指標の画像座標の実測値との誤差を、画像ヤコビアンを用いたガウス・ニュートン法のような繰り返し計算によって最小化することにより、位置と姿勢の推定値を最適化する方法などを用いることもできる。算出した撮像装置１３０の世界座標系における位置及び姿勢は、データ管理部１７０の要求に従って、データ管理部１７０へと出力される。なお、本実施形態における位置姿勢算出部１２０は、主観視点指標検出部１１０からのデータの入力をトリガとして上記の位置及び姿勢の算出処理を逐次実行しているが、データ管理部１７０からの要求に応じて（その時点での入力データを利用して）処理を実行する構成としても良い。以下では、撮像装置１３０の位置及び姿勢は、４×４の同次座標行列ＭＷＣ（モデリング変換行列；主観視点カメラ座標系における座標を世界座標系における座標に変換する行列）によって保持されているものとする。
【００２３】
客観視点カメラ１４０は、指標較正用のデータ取得を行う時の撮像装置１３０を撮像可能な位置に固定して配置されている。世界座標系における客観視点カメラ１４０の位置及び姿勢は、既知の値として較正情報算出部１８０に予め保持されているものとする。
【００２４】
客観視点指標検出部１５０は、客観視点カメラ１４０が撮影した画像（客観視点画像）を入力し、主観視点指標検出部１１０と同様な処理によって画像中に撮影されている客観視点指標Ｐｋの画像座標を検出し、データ管理部１７０の要求に従って検出された客観視点指標Ｐｋｍの画像座標ｕＰｋｍとその識別子ｋｍをデータ管理部１７０へと出力する。ここで、ｍ（ｍ＝１，，，Ｍ）は検出された指標夫々に付けられたインデックスであり、Ｍは検出された指標の総数を表している。例えば図１の場合には、Ｍ＝２であり、識別子ｋ１＝１，ｋ２＝２とこれらに対応する画像座標ｕＰｋ１，ｕＰｋ２が出力される。本実施形態における客観視点指標検出部１５０は、客観視点画像の入力をトリガとして上記の指標検出処理を逐次実行しているが、データ管理部１７０からの要求に応じて（その時点で入力している客観視点画像を利用して）処理を実行する構成としても良い。
【００２５】
指示部１６０は、不図示のオペレータからデータ取得コマンドが入力された時には「データ取得」の指示をデータ管理部１７０に、較正情報算出コマンドが入力されたときには「較正情報算出」の指示を較正情報算出部１８０に送信する。指示部１６０へのコマンド入力は、例えばキーボードを用いて、特定のコマンドを割り当てたキーを押すことによって行うことができる。また、コマンドの入力は、ディスプレイ上に表示されたＧＵＩで行うなどの、いずれの方法で行ってもよい。
【００２６】
データ管理部１７０は、指示部１６０から「データ取得」の指示を受けると、位置姿勢算出部１２０から撮像装置１３０の世界座標系における位置及び姿勢を入力し、客観視点指標検出部１５０から客観視点指標の画像座標とその識別子を入力し、［撮像装置１３０の位置及び姿勢−客観視点指標の画像座標］の組を、客観視点指標の識別子毎に用意したデータリストに追加しこれを保持する。ここで、位置姿勢算出部１２０から入力される撮像装置１３０の位置及び姿勢は、客観視点指標検出部１５０から入力される客観視点指標の画像座標を検出した画像の撮影時刻と、同一時刻のものである。また、データ管理部１７０は、較正情報算出部１８０からの要求にしたがって、生成した客観視点指標の識別子毎のデータリストを較正情報算出部１８０に出力する。
【００２７】
較正情報算出部１８０は、指示部１６０から「較正情報算出」の指示を受けると、データ管理部１７０からデータリストを入力し、これをもとに較正処理を行い、その結果として得られた較正情報（すなわち、各客観視点指標の主観視点カメラ座標系における位置）を出力する。
【００２８】
図２は、本実施形態の較正装置が較正情報を求める際に行う処理のフローチャートである。なお、同フローチャートに従ったプログラムコードは、本実施形態の装置内の、不図示のＲＡＭやＲＯＭなどのメモリ内に格納され、不図示のＣＰＵにより読み出され、実行される。
【００２９】
ステップＳ２０１０において、指示部１６０は、データ取得コマンドがオペレータから入力されたか否かの判定を行う。オペレータは、指標較正用のデータ取得を行う位置に撮像装置１３０を配置した時に、データ取得コマンドを入力する。指示部１６０は、データ取得コマンドが入力されている場合には、ステップＳ２０２０へと処理を移行させる。
【００３０】
ステップＳ２０２０において、データ管理部１７０は、位置姿勢算出部１２０から、撮像装置１３０の世界座標系における位置及び姿勢ＭＷＣを入力する。
【００３１】
ステップＳ２０３０において、データ管理部１７０は、客観視点指標検出部１５０から、客観視点指標検出部１５０によって検出された客観視点指標Ｐｋｍの画像座標ｕＰｋｍとその識別子ｋｍを入力する。以上のステップＳ２０２０，Ｓ２０３０の処理により、撮像装置の位置と姿勢がＭＷＣであるときの客観視点指標の画像座標を得ることができる。なお、客観視点指標検出部１５０から入力される情報は、必ずしも全ての客観視点指標に関するものである必要はなく、その時点で客観視点画像上において検出されている指標に関する情報であればよい。
【００３２】
次に、ステップＳ２０４０において、データ管理部１７０は、検出された客観視点指標Ｐｋｍ毎に、入力したデータの組をデータリストＬＰｋに追加する。具体的には、位置姿勢算出部１２０から入力するＭＷＣをＭＷＣｉとし、客観視点指標検出部１５０から入力するｕＰｋｍをｕｉＰｋとして、［ＭＷＣｉ，ｕｉＰｋ］の組を、客観視点指標検出部１５０から入力する識別子ｋｍを参照することで振り分けながら、Ｐｋに関するｉ番目のデータとして客観視点指標Ｐｋに関するデータリストＬＰｋに登録する。ここでｉ（ｉ＝１，，，ＩＰｋ）は、データリストＬＰｋに登録したデータの組夫々に対するインデックスであり、ＩＰｋは、客観視点指標Ｐｋに関して登録したデータの総組数を表している。
【００３３】
以上の処理によって、データの取得が行われる。
【００３４】
ステップＳ２０５０では、データ管理部１７０によって、それまでに取得された、全ての客観視点指標に関するデータリスト、もしくは、少なくとも１つの客観視点指標に関するデータリストが、較正情報を算出するに足るだけの情報を有しているかどうかの判定が行われる。少なくとも１つのデータリスト、もしくは、全てのデータリストが条件を満たしていない場合には、再びステップＳ２０１０へと戻り、データ取得コマンドの入力を待つ。一方、全てのデータリスト、もしくは、少なくとも１つのデータリストが較正情報算出の条件を満たしている場合には、ステップＳ２０６０へと処理を移行させる。ある客観視点指標Ｐｋに関するデータリストが較正情報を算出するに足るだけの情報を有す条件としては、例えば、データリストＬＰｋが異なるデータ［ＭＷＣｉ，ｕｉＰｋ］を２組以上得ていること、が挙げられる。後述するように、１組のデータから２つの方程式が得られるため（式３参照）、２組以上のデータを得ていれば、４つの方程式から３パラメータである客観視点指標の主観視点カメラ座標系における位置を決定することができる。ただし、入力データの多様性が増すほどに導出される較正情報の精度は向上するので、より多くのデータを要求するように条件を設定してもよい。
【００３５】
次にステップＳ２０６０において、較正情報算出コマンドがオペレータから入力されたか否かの判定を行う。較正情報算出コマンドが入力されている場合には、ステップＳ２０７０へと処理を移行し、入力されていない場合には、再びステップＳ２０１０へと戻り、データ取得コマンドの入力を待つ。
【００３６】
較正情報算出部１８０は、求めるべき較正情報、すなわち客観視点指標の主観視点カメラ座標系における位置を３値ベクトル［ｘＣｙＣｚＣ］Ｔとして扱う。以下では、この未知パラメータを状態ベクトルｓＰｋ＝［ｘＣＰｋｙＣＰｋｚＣＰｋ］Ｔと記述する。以下、ある客観視点指標Ｐｋに対する処理を想定して説明を続けるが、各処理は較正情報算出の条件を満たしたデータリストに対応する全ての客観視点指標に対して共通に行われるものとする。
【００３７】
ステップＳ２０７０において、較正情報算出部１８０は、状態ベクトルｓＰｋに適当な初期値（例えば［０００］Ｔ）を与える。
【００３８】
ステップＳ２０８０において、較正情報算出部１８０は、データリストＬＰｋ中の各データ［ＭＷＣｉ，ｕｉＰｋ］（ｉ＝１，２，，，，ＩＰｋ）および状態ベクトルｓＰｋから、全てのｉに対して、客観視点指標Ｐｋの客観視点画像座標の理論値ｕｉＰｋ’＝［ｕｘｉＰｋ’，ｕｙｉＰｋ’］を算出する。ここで客観視点指標の客観視点画像座標の理論値とは、主観視点カメラ座標系における位置が与えられている客観視点指標Ｐｋの、客観視点画像中に見えるべき位置（座標）のデータを指す。ｕｉＰｋ’の算出は、客観視点指標Ｐｋの主観視点カメラ座標系における位置を表す状態ベクトルｓＰｋの関数
【００３９】
【数１】
2005351883.tif 000003
に基づいて行われる。
【００４０】
具体的には、関数Ｆｉ（  ）は、ｉ番目のデータを取得した時の（すなわち、撮像装置１３０の位置と姿勢がＭＷＣｉである時の）客観視点指標Ｐｋの客観視点カメラ座標における位置ベクトルｘＢｉＰｋを、ｓＰｋから求める次式、
【００４１】
【数２】
2005351883.tif 000004
【００４２】
及び、ｘＢｉＰｋから客観視点指標Ｐｋの客観視点画像上の座標ｕｉＰｋ’を求める次式、
【００４３】
【数３】
2005351883.tif 000005
【００４４】
によって構成されている。ここでｆＢｘ及びｆＢｙは、それぞれｘ軸方向及びｙ軸方向における客観視点カメラ１４０の焦点距離であり、既知の値として予め保持されているものとする。また、ＭＷＢは客観視点カメラ座標系における座標を世界座標に変換する変換行列であり、既知の値として予め保持されている世界座標系における客観視点カメラ１４０の位置及び姿勢に基づいて、予め算出されているものとする。
【００４５】
ステップＳ２０９０において、較正情報算出部１８０は、全てのｉに対して、データリストＬＰｋ中の各データに含まれる客観視点指標Ｐｋの実際の画像座標ｕｉＰｋと、それに対応する画像座標の理論値ｕｉＰｋ’との誤差△ｕｉＰｋを次式によって算出する。
【００４６】
【数４】
2005351883.tif 000006
【００４７】
ステップＳ２１００において、較正情報算出部１８０は、全てのｉに対して、状態ベクトルｓＰｋに関する画像ヤコビアン（すなわち、式１の関数Ｆｉ（）を状態ベクトルｓＰｋの各要素で偏微分した解を各要素に持つ２行×３列のヤコビ行列）ＪｕｉｓＰｋ（＝∂ｕｉＰｋ／∂ｓＰｋ）を算出する。具体的には、式３の右辺を客観視点カメラ座標系上の位置ベクトルｘＢｉＰｋの各要素で偏微分した解を各要素に持つ２行×３列のヤコビ行列ＪｕｉｘＢｉＰｋ（＝∂ｕｉＰｋ／∂ｘＢｉＰｋ）と、式２の右辺を状態ベクトルｓＰｋの各要素で偏微分した解を各要素に持つ３行×３列のヤコビ行列ＪｘＢｉｓＰｋ（＝∂ｘＢｉＰｋ／∂ｓＰｋ）を算出し、次式によってＪｕｉｓＰｋを算出する。
【００４８】
【数５】
2005351883.tif 000007
【００４９】
ステップＳ２１１０において、較正情報算出部１８０は、以上のステップで算出した、全てのｉに対する誤差△ｕｉＰｋ及びヤコビ行列ＪｕｉｓＰｋに基づいて、ｓＰｋの補正値△ｓＰｋを算出する。具体的には、全てのｉに対する誤差△ｕｉＰｋを垂直に並べた２ＩＰｋ次元ベクトルの誤差ベクトル
【００５０】
【数６】
2005351883.tif 000008
【００５１】
及びヤコビ行列ＪｕｉｓＰｋを垂直に並べた２ＩＰｋ行×３列の行列
【００５２】
【数７】
2005351883.tif 000009
【００５３】
を作成し、Φの擬似逆行列Φ＋を用いて、△ｓＰｋを次式より算出する。
【００５４】
【数８】
2005351883.tif 000010
【００５５】
ここで、△ｓＰｋは３次元ベクトルであるから、２ＩＰｋが３以上、すなわちＩＰｋが２以上であれば、△ｓＰｋを求めることができる。なおΦ＋は、例えばΦ＋＝（ΦＴΦ）−１ΦＴによって求めることができるが、他の方法によって求めてもよい。
【００５６】
ステップＳ２１２０において、較正情報算出部１８０は、ステップＳ２１１０において算出した補正値△ｓＰｋを用いて、式１１に従って客観視点指標Ｐｋの主観視点カメラ座標系における位置ベクトルｓＰｋを補正し、得られた値を新たなｓＰｋとする。
【００５７】
【数９】
2005351883.tif 000011
【００５８】
ステップＳ２１３０において、較正情報算出部１８０は、誤差ベクトルＵが予め定めた閾値より小さいかどうか、あるいは、補正値△ｓＰｋが予め定めた閾値より小さいかどうかといった何らかの判断基準を用いて、計算が収束しているか否かの判定を行う。収束していない場合には、補正後の状態ベクトルｓＰｋを用いて、再度ステップＳ２０８０以降の処理を行う。
【００５９】
ステップＳ２１３０において計算が収束したと判定されると、ステップＳ２１４０において、較正情報算出部１８０は、得られた状態ベクトルｓＰｋを、客観視点指標Ｐｋの主観視点カメラ座標系における位置を示すパラメータとして出力する。
【００６０】
最後にステップＳ２１５０では、較正処理を終了するか否かの判定が行われる。オペレータが、指標較正装置１００に対して、較正処理の終了を指示した場合には、処理を終了させ、較正処理の継続（再較正）を指示した場合には、再びステップＳ２０１０へと戻り、データ取得コマンドの入力を待つ。
【００６１】
以上の処理によって、撮像装置に装着した指標の撮像装置に対する位置を、簡便かつ正確に取得することができる。
【００６２】
＜変形例１−１＞
なお、本実施形態においては、状態ベクトルの補正値の算出に式１０で表現される最急降下法を用いているが、補正値の算出は必ずしも最急降下法によって行わなくてもよい。例えば公知の非線形方程式の反復解法であるＬＭ法（Ｌｅｖｅｎｂｅｒｇ−Ｍａｒｑｕａｒｄｔ法）を用いて求めてもよいし、公知のロバスト推定手法であるＭ推定等の統計的手法を組み合わせてもよいし、他の何れの数値計算手法を適用しても本発明の本質が損なわれないことは言うまでもない。また、本実施形態では、ステップＳ２０７０からステップＳ２１３０までの処理において、求めるべき指標の位置に初期値を与え、画像ヤコビアンを利用した繰り返し演算によって最適値を求めたが、より簡便な計算方法によって指標の位置を求めることも可能である。例えば、式３を展開すると、
【００６３】
【数１０】
2005351883.tif 000012
【００６４】
【数１１】
2005351883.tif 000013
【００６５】
の関係が得られる。この関係を利用すると、
【００６６】
【数１２】
2005351883.tif 000014
【００６７】
のようにして、データリストＬＰｋ＝［ＭＷＣｉ，ｕｉＰｋ］（ｉ＝１，，，ＩＰｋ）から、ｓＰｋを直接得ることができる。ここで、
【００６８】
【数１３】
2005351883.tif 000015
【００６９】
を表している。
【００７０】
＜変形例１−２＞
また、本実施形態では、位置姿勢算出部１２０は、撮像装置１３０の撮影画像から検出された各々の主観視点指標Ｑｋｎの画像座標ｕＱｋｎと、既知な情報として予め保持している指標の世界座標ｘＷＱｋｎとの対応関係に基づいて、撮像装置１３０の位置及び姿勢を算出したが、撮像装置の位置及び姿勢を求めるために用いる画像特徴は必ずしも点で表されるようなものである必要はない。例えば、非特許文献２に示されているような線特徴を用いて撮像装置の位置及び姿勢を求める手法や、非特許文献５に示されているような楕円などの幾何特徴を用いて撮像装置の位置及び姿勢を求める手法によって、主観視点指標検出部１１０及び位置姿勢算出部１２０を実現しても良いし、これらを組み合わせたものであっても良いし、他の何れの画像特徴を用いるカメラ位置姿勢推定方法を用いても良い。また、磁気センサのような６自由度位置姿勢センサや、ジャイロセンサのような３自由度姿勢センサを撮像装置１３０に取り付け、撮像装置１３０の撮影画像から検出された画像特徴と、既知な情報として予め保持している指標の世界座標との対応関係、ならびに、撮像値１３０に取り付けたセンサの計測値、の両方に基づいたハイブリッドな方法で、撮像装置１３０の位置及び姿勢を算出しても良い（具体的な算出方法は、例えば、非特許文献３、非特許文献４を参照）。
【００７１】
［第２の実施形態］
本実施形態に係る指標較正装置は、撮像装置に装着した複数の指標が指標座標系を有しており、指標座標系における各指標の座標は既知であるとした場合の、撮像装置に対する指標座標系の位置と姿勢、あるいは、撮像装置に対する各指標の位置を取得する。以下、本実施形態に係る指標較正装置及び指標較正方向について説明する。
【００７２】
図３は、本実施形態に係る指標較正装置の概略構成を示す図である。図１と同じ部分については同じ番号、記号を付けており、その詳細な説明は省略する。図３に示したように、本実施形態に係る指標較正装置３００は、主観視点指標検出部１１０、位置姿勢算出部１２０、客観視点カメラ１４０、客観視点指標検出部１５０、指示部１６０、データ管理部３７０、較正情報算出部３８０によって構成されており、較正対象である撮像装置１３０に接続されている。
【００７３】
なお、撮像装置１３０上には、本実施形態に係る指標較正装置を使用する使用者によって、較正される対象である複数の指標Ｐｋ（ｋ＝１，，，Ｋ２）（第一の実施形態と同様、以下ではこれを客観視点指標と呼ぶ）が設定されているものとする。第一の実施形態と同様に、主観視点カメラ座標系における客観視点指標の位置は未知であるが、本実施形態では、各指標の相対的な位置関係は既知であるとする。例えば、４点の客観視点指標Ｐｋ（ｋ＝１，２，３，４）の集合が、サイズが既知な１つの四角形指標Ｒ１を形成する場合が相当する。図３は、その状況を示している。この時、四角形指標Ｒ１上のある１点を原点として定義し、更に互いに直交する３軸を夫々Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸として定義した座標系を指標座標系と呼ぶと、指標座標系における各客観視点指標Ｐｋの座標は既知である。よって、主観視点カメラ座標系における指標座標系の位置及び姿勢（＝指標座標系における座標を主観視点カメラ座標に変換する変換行列）が判明すれば、未知である夫々の客観視点指標Ｐｋの主観視点カメラ座標系における位置を算出することができる。このことより、本実施形態に係る指標較正装置が較正する情報は、主観視点カメラ座標系における指標座標系の位置及び姿勢であるとする。
【００７４】
現実空間中の複数の位置には、第１の実施形態と同様に、撮像装置１３０によって撮影するための指標として、世界座標系における位置が既知である主観視点指標Ｑｋが設定されている。
【００７５】
主観視点指標検出部１１０は、第１の実施形態と同様に、撮像装置１３０が撮影した主観視点画像を入力し、画像中に撮影されている主観視点指標Ｑｋの画像座標を検出し、検出された主観視点指標Ｑｋｎの画像座標ｕＱｋｎとその識別子ｋｎを位置姿勢算出部１２０へと出力する。
【００７６】
位置姿勢算出部１２０は、第１の実施形態と同様に、検出された各々の主観視点指標Ｑｋｎの画像座標ｕＱｋｎと、既知な情報として予め保持している指標の世界座標ｘＷＱｋｎとの対応関係に基づいて、撮像装置１３０の位置及び姿勢を算出する。この算出方法については、第１の実施形態を説明する部分で述べたとおりである。算出した撮像装置１３０の世界座標系における位置及び姿勢は、データ管理部３７０の要求に従って、データ管理部３７０へと出力される。
【００７７】
客観視点カメラ１４０は、第１の実施形態と同様に、指標較正用のデータ取得を行う時の撮像装置１３０を撮像可能な位置に固定して配置されている。世界座標系における客観視点カメラ１４０の位置及び姿勢は、既知の値として較正情報算出部３８０に予め保持されているものとする。
【００７８】
客観視点指標検出部１５０は、第１の実施形態と同様に、客観視点カメラ１４０が撮影した客観視点画像を入力し、主観視点指標検出部１１０と同様な処理によって画像中に撮影されている客観視点指標Ｐｋの画像座標を検出し、データ管理部３７０の要求に従って検出された客観視点指標Ｐｋｍの画像座標ｕＰｋｍとその識別子ｋｍをデータ管理部３７０へと出力する。図３の例では、指標として四角形指標を用いているので、第１の実施形態で述べた四角形指標の検出処理が実行される。
【００７９】
指示部１６０は、第１の実施形態と同様に、不図示のオペレータからデータ取得コマンドが入力された時には「データ取得」の指示をデータ管理部３７０に、較正情報算出コマンドが入力されたときには「較正情報算出」の指示を較正情報算出部３８０に送信する。
【００８０】
データ管理部３７０は、指示部１６０から「データ取得」の指示を受けると、位置姿勢算出部１２０から撮像装置１３０の世界座標系における位置及び姿勢を入力し、客観視点指標検出部１５０から客観視点指標の画像座標とその識別子を入力し、［撮像装置１３０の位置及び姿勢−客観視点指標の画像座標−客観視点指標の識別子］の組を、一つのデータリストに追加しこれを保持する。ここで、位置姿勢算出部１２０から入力される撮像装置１３０の位置及び姿勢は、客観視点指標検出部１５０から入力される客観視点指標の画像座標を検出した画像の撮影時刻と、同一時刻のものである。また、データ管理部３７０は、較正情報算出部３８０からの要求にしたがって、生成したデータリストを較正情報算出部３８０に出力する。
【００８１】
較正情報算出部３８０は、指示部１６０から「較正情報算出」の指示を受けると、データ管理部３７０からデータリストを入力し、これをもとに較正処理を行い、その結果として得られた較正情報（すなわち、主観視点カメラ座標系における指標座標系の位置と姿勢）を出力する。
【００８２】
図４は、本実施形態の較正装置が較正情報を求める際に行う処理のフローチャートである。図２と同じ部分については同じ番号、記号を付けており、その詳細な説明は省略する。なお、同フローチャートに従ったプログラムコードは、本実施形態の装置内の、不図示のＲＡＭやＲＯＭなどのメモリ内に格納され、不図示のＣＰＵにより読み出され、実行される。
【００８３】
ステップＳ２０１０からステップＳ２０３０までは、第１の実施形態と同様の処理を行う。ステップＳ２０３０を終えると、ステップＳ４０４０へと処理を移行する。
【００８４】
次に、ステップＳ４０４０において、データ管理部３７０は、検出された客観視点指標Ｐｋｍ全てについて、入力したデータの組をデータリストＬにデータＤｊとして追加する。具体的には、位置姿勢算出部１２０から入力するＭＷＣをＭＷＣｊとし、客観視点指標検出部１５０から入力する識別子ｋｍをｋｊとし、同じく客観視点指標検出部１５０から入力するｕＰｋｍをｕｊＰｋｊとして、Ｄｊ＝［ＭＷＣｊ，ｕｊＰｋｊ，ｋｊ］の組を、ｊ番目のデータとしてデータリストＬに登録する。ここでｊ（ｊ＝１，，，Ｊ）は、データリストＬに登録したデータの組夫々に対するインデックスであり、Ｊは、登録したデータの総組数を表している。
【００８５】
以上の処理によって、データの取得が行われる。
【００８６】
ステップＳ４０５０では、データ管理部３７０によって、それまでに取得されたデータリストが、較正情報を算出するに足るだけの情報を有しているかどうかの判定が行われる。条件を満たしていない場合には、再びステップＳ２０１０へと戻り、データ取得コマンドの入力を待つ。一方、データリストが較正情報算出の条件を満たしている場合には、ステップＳ２０６０へと処理を移行させる。データリストが較正情報を算出するに足るだけの情報を有す条件としては、例えば、少なくとも異なる３つ以上の客観視点指標Ｐｋに関するデータが、データリストＬに含まれていること、が挙げられる。ただし、入力データの多様性が増すほどに導出される較正情報の精度は向上するので、より多くのデータを要求するように条件を設定してもよい。
【００８７】
次にステップＳ２０６０において、較正情報算出コマンドがオペレータから入力されたか否かの判定を行う。較正情報算出コマンドが入力されている場合には、ステップＳ４０７０へと処理を移行し、入力されていない場合には、再びステップＳ２０１０へと戻り、データ取得コマンドの入力を待つ。
【００８８】
較正情報算出部３８０は、求めるべき較正情報、すなわち指標系座標の主観視点カメラ座標系における位置及び姿勢を６値ベクトル［ｘｙｚξψζ］Ｔとして扱う。以下では、この未知パラメータを状態ベクトルｓ＝［ｘｙｚξψζ］Ｔと記述する。
【００８９】
ステップＳ４０７０において、較正情報算出部３８０は、状態ベクトルｓに適当な初期値を与える。初期値としては、オペレータが指示部１６０を介しておおよその値を手入力しても良いし、ある同一時刻に入力された（すなわち、同一の客観視点画像から検出された）複数の客観視点指標の検出座標をリストＬから抽出し、このデータを用いて、客観視点座標系における指標座標系の同時刻における位置と姿勢を公知の方法によって算出し、得られた位置と姿勢から指標座標系における座標を客観視点カメラ座標系に変換する変換行列ＭＢＭを求め、さらに、リストＬ中に保持されている、同時刻において入力された撮像装置の位置と姿勢ＭＷＣを用いて、次式によって、主観視点カメラ座標系における指標系座標の位置及び姿勢を表す変換行列ＭＣＭを得て、この行列によって表される位置と姿勢をｓの初期値として利用しても良い。
【００９０】
【数１４】
2005351883.tif 000016
【００９１】
ここで、ＭＷＢは、客観視点カメラ座標系における座標を世界座標に変換する変換行列であり、既知の値として予め保持されている世界座標系における客観視点カメラ１４０の位置及び姿勢に基づいて、予め算出されているものとする。
【００９２】
なお、客観視点座標系における指標座標系の位置と姿勢を算出する公知の手法としては、例えば、指標が同一平面上に配置されている場合には、４点以上の指標を用いて２次元ホモグラフィの計算に基づいて指標座標系の位置と姿勢を得る手法を用いることが可能である。また、同一平面上にない６点以上の指標を用いる手法や、これらの解を初期値にして、ガウス・ニュートン法のような繰り返し計算によって最適解を得る手法を用いることもできる。
【００９３】
ステップＳ４０８０において、較正情報算出部３８０は、データリストＬ中の各データＤｊ＝［ＭＷＣｊ，ｕｊＰｋｊ，ｋｊ］（ｊ＝１，２，，，，Ｊ）および状態ベクトルｓから、全てのｊに対して、各客観視点指標Ｐｋｊの客観視点画像座標の理論値ｕｊＰｋｊ’＝［ｕｘｊＰｋｊ’，ｕｙｊＰｋｊ’］を算出する。ここで客観視点指標の客観視点画像座標の理論値とは、指標座標系における位置ベクトルｘＭＰｋｊが既知な客観視点指標Ｐｋｊの、主観視点カメラ座標系における指標座標系の位置及び姿勢がｓである時に客観視点画像中に見えるべき位置（座標）のデータを指す。ｕｊＰｋｊ’の算出は、指標座標系の主観視点カメラ座標系における位置を表す状態ベクトルｓの関数
【００９４】
【数１５】
2005351883.tif 000017
【００９５】
に基づいて行われる。
【００９６】
具体的には、関数Ｆｊ（  ）は、ｊ番目のデータを取得した時の（すなわち、撮像装置１３０の位置と姿勢がＭＷＣｊである時の）客観視点指標Ｐｋｊの客観視点カメラ座標における位置ベクトルｘＢｊＰｋｊを、ｓから求める次式、
【００９７】
【数１６】
2005351883.tif 000018
【００９８】
及び、ｘＢｊＰｋｊから客観視点指標Ｐｋｊの客観視点画像上の座標ｕｊＰｋｊ’を求める次式、
【００９９】
【数１７】
2005351883.tif 000019
【０１００】
によって構成されている。ここでｆＢｘ及びｆＢｙは、それぞれｘ軸方向及びｙ軸方向における客観視点カメラ１４０の焦点距離であり、既知の値として予め保持されているものとする。また、ＭＣＭ（ｓ）はｓによって定まるモデリング変換行列（指標座標系における座標を主観視点カメラ座標系における座標に変換する行列）であり、次式によって定義される。
【０１０１】
【数１８】
2005351883.tif 000020
【０１０２】
ただし、
【０１０３】
【数１９】
2005351883.tif 000021
【０１０４】
である。
【０１０５】
ステップＳ４０９０において、較正情報算出部３８０は、全てのｊに対して、データリストＬ中の各データに含まれる客観視点指標Ｐｋｊの実際の画像座標ｕｊＰｋｊと、それに対応する画像座標の理論値ｕｊＰｋｊ’との誤差△ｕｊＰｋｊを次式によって算出する。
【０１０６】
【数２０】
2005351883.tif 000022
【０１０７】
ステップＳ４１００において、較正情報算出部３８０は、全てのｊに対して、状態ベクトルｓに関する画像ヤコビアン（すなわち、式１７の関数Ｆｊ（）を状態ベクトルｓの各要素で偏微分した解を各要素に持つ２行×６列のヤコビ行列）ＪｕｊＰｋｊｓ（＝∂ｕｊＰｋｊ／∂ｓ）を算出する。具体的には、式１９の右辺を客観視点カメラ座標系上の位置ベクトルｘＢｊＰｋｊの各要素で偏微分した解を各要素に持つ２行×３列のヤコビ行列ＪｕｊｘＢｊＰｋｊ（＝∂ｕｊＰｋｊ／∂ｘＢｊＰｋｊ）と、式１８の右辺を状態ベクトルｓの各要素で偏微分した解を各要素に持つ３行×６列のヤコビ行列ＪｘＢｊＰｋｊｓ（＝∂ｘＢｊＰｋｊ／∂ｓ）を算出し、次式によってＪｕｊＰｋｊｓを算出する。
【０１０８】
【数２１】
2005351883.tif 000023
【０１０９】
ステップＳ４１１０において、較正情報算出部３８０は、以上のステップで算出した、全てのｊに対する誤差△ｕｊＰｋｊ及びヤコビ行列ＪｕｊＰｋｊｓに基づいて、ｓの補正値△ｓを算出する。具体的には、全てのｊに対する誤差△ｕｊＰｋｊを垂直に並べた２Ｊ次元ベクトルの誤差ベクトル
【０１１０】
【数２２】
2005351883.tif 000024
【０１１１】
及びヤコビ行列ＪｕｊＰｋｊｓを垂直に並べた２Ｊ行×６列の行列
【０１１２】
【数２３】
2005351883.tif 000025
【０１１３】
を作成し、Φの擬似逆行列Φ＋を用いて、△ｓを次式より算出する。
【０１１４】
【数２４】
2005351883.tif 000026
【０１１５】
ここで、△ｓは６次元ベクトルであるから、２Ｊが６以上、すなわちＪが３以上であれば、△ｓを求めることができる。なおΦ＋は、例えばΦ＋＝（ΦＴΦ）−１ΦＴによって求めることができるが、他の方法によって求めてもよい。
【０１１６】
ステップＳ４１２０において、較正情報算出部３８０は、ステップＳ４１１０において算出した補正値△ｓを用いて、式２７に従って指標系座標の主観視点カメラ座標系における位置及び姿勢を表す状態ベクトルｓを補正し、得られた値を新たなｓとする。
【０１１７】
【数２５】
2005351883.tif 000027
【０１１８】
ステップＳ４１３０において、較正情報算出部３８０は、誤差ベクトルＵが予め定めた閾値より小さいかどうか、あるいは、補正値△ｓが予め定めた閾値より小さいかどうかといった何らかの判断基準を用いて、計算が収束しているか否かの判定を行う。収束していない場合には、補正後の状態ベクトルｓを用いて、再度ステップＳ４０８０以降の処理を行う。
【０１１９】
ステップＳ４１３０において計算が収束したと判定されると、ステップＳ４１４０において、較正情報算出部３８０は、得られた状態ベクトルｓを、較正情報、すなわち、主観視点カメラ座標系における指標座標系の位置及び姿勢として出力する。この時の出力の形態は、ｓそのものであっても良いし、ｓの位置成分を３値のベクトルで表し、姿勢成分をオイラー角や３×３の回転行列で表したものであっても良いし、ｓから生成した座標変換行列ＭＣＭであっても良い。
【０１２０】
最後にステップＳ２１５０では、較正処理を終了するか否かの判定が行われる。オペレータが、指標較正装置３００に対して較正処理の終了を指示した場合には、処理を終了させ、較正処理の継続（再較正）を指示した場合には、再びステップＳ２０１０へと戻り、データ取得コマンドの入力を待つ。
【０１２１】
以上の処理によって、撮像装置に装着した指標の撮像装置に対する位置または位置姿勢を、簡便かつ正確に取得することができる。
【０１２２】
＜変形例２−１＞
なお、本実施形態においては、較正情報として、主観視点カメラ座標系における指標座標系の位置及び姿勢を出力していたが、得られた状態ベクトルｓから、主観視点カメラ座標系における客観視点指標Ｐｋの位置を個々に算出して、これらを較正情報として出力しても良い。この場合、主観視点カメラ座標系における客観視点指標Ｐｋの位置は、ｓから求められる座標変換行列ＭＣＭと、指標座標系における客観視点指標Ｐｋの既知の位置ｘＭＰｋとの積によって得ることができる。
【０１２３】
＜変形例２−２＞
また、本実施形態では、位置姿勢算出部１２０は、撮像装置１３０の撮影画像から検出された各々の主観視点指標Ｑｋｎの画像座標ｕＱｋｎと、既知な情報として予め保持している指標の世界座標ｘＷＱｋｎとの対応関係に基づいて、撮像装置１３０の位置及び姿勢を算出したが、第１の実施例の＜変形例１−２＞と同様に、他の画像情報を利用した位置姿勢算出や、他のセンサを併用した位置姿勢算出を行っても良い。
【０１２４】
＜変形例２−３＞
なお、本実施形態においては、状態ベクトルの補正値の算出に式２６で表現される最急降下法を用いているが、補正値の算出は必ずしも最急降下法によって行わなくてもよい。例えば公知の非線形方程式の反復解法であるＬＭ法（Ｌｅｖｅｎｂｅｒｇ−Ｍａｒｑｕａｒｄｔ法）を用いて求めてもよいし、公知のロバスト推定手法であるＭ推定等の統計的手法を組み合わせてもよいし、他の何れの数値計算手法を適用しても本発明の本質が損なわれないことは言うまでもない。また、本実施形態においては、主観視点カメラ座標系における指標座標系の位置及び姿勢ｓに適当な初期値を与え、画像ヤコビアンを用いた繰り返し計算によって、全入力データに対するｓの最適値を求める方法について説明したが、他の簡易的な算出方法を用いることでも、主観視点カメラ座標系における指標座標系の位置及び姿勢を得ることができる。例えば、ステップＳ４０７０の説明で述べたような処理手順によって、１枚の客観視点画像上における複数の客観視点指標の検出座標のみを用いて、主観視点カメラ座標系における指標系座標の位置及び姿勢を得て、これを較正情報として出力してもよい。
【０１２５】
＜変形例２−４＞
なお、本実施形態においては、客観視点指標として四角形指標を用いていたが、指標座標系における各指標の位置が既知である指標群であれば、指標の種類は何れのものでもよい。例えば、第一の実施形態で用いたような複数の円形状指標の組であってもよいし、複数種の指標が混在していてもよい。また、複数の指標座標系を有する場合であっても、個々の指標座標系毎に上記の処理を個別に行うか、或いは、個々の指標座標系毎に上記の処理を並列的に行うことで、同様に較正することが可能である。
【０１２６】
［第３の実施形態］
本実施形態に係る指標較正装置は、第２の実施形態と同様に、撮像装置に装着した複数の指標が指標座標系を有しており、指標座標系における各指標の座標は既知であるとした場合の、撮像装置に対する指標座標系の位置と姿勢、あるいは、撮像装置に対する各指標の位置を取得する。以下、本実施形態に係る指標較正装置及び指標較正方向について説明する。
【０１２７】
図５は、本実施形態に係る指標較正装置の概略構成を示す図である。図３と同じ部分については同じ番号、記号を付けており、その詳細な説明は省略する。図５に示したように、本実施形態に係る指標較正装置５００は、主観視点指標検出部１１０、客観視点カメラ１４０、客観視点指標検出部１５０、指示部１６０、位置姿勢算出部５２０、データ管理部５７０、較正情報算出部５８０によって構成されており、較正対象である撮像装置１３０に接続されている。なお、撮像装置１３０上には、第２の実施形態と同様に、較正される対象である複数の指標Ｐｋ（ｋ＝１，，，Ｋ２）が設定されているものとする。
現実空間中の複数の位置には、第２の実施形態と同様に主観視点指標Ｑｋが設定されており、また、主観視点指標検出部１１０、客観視点カメラ１４０、客観視点指標検出部１５０、指示部１６０の動作も第２の実施形態と同様であるので、詳細な説明は省略する。ただし、主観視点指標検出部１１０がデータ管理部５７０の要求に応じてデータ管理部５７０へ検出結果を出力する点と、客観視点指標検出部１５０が位置姿勢算出部５２０へ検出結果を出力する点が、第２の実施形態とは異なっている。また、第２の実施形態では、主観視点指標の検出結果を用いて撮像装置１３０の位置と姿勢を求めていたので、撮像装置１３０の位置と姿勢を算出するのに必要なだけの指標が１枚の主観視点画像から検出されていなければならなかったが、本実施形態では、１枚の主観視点画像から検出される指標の数は１点以上であればよい。
【０１２８】
位置姿勢算出部５２０は、客観視点指標検出部１５０から客観視点指標Ｐｋｍの画像座標ｕＰｋｍとその識別子を入力し、既知な情報として予め保持している指標座標系における各指標の３次元座標ｘＭＰｋｍとの対応関係に基づいて、客観視点カメラ座標系における指標座標系の位置及び姿勢を算出する。この算出方法は第２の実施形態のステップＳ４０７０で述べた処理と同様のものであるので、詳細な説明は省略する。算出した位置及び姿勢は、データ管理部３７０の要求に従って、データ管理部３７０へと出力される。以下では、客観視点カメラ座標系における指標座標系の位置及び姿勢は、４×４の同次座標行列ＭＢＭ（指標座標系における座標を客観視点カメラ座標系における座標に変換する行列）によって保持されているものとする。
【０１２９】
データ管理部５７０は、指示部１６０から「データ取得」の指示を受けると、主観視点指標検出部１１０から主観視点指標の画像座標とその識別子を入力し、位置姿勢算出部５２０から客観視点カメラ座標系における指標座標系の位置及び姿勢を入力し、［客観視点カメラ座標系における指標座標系の位置及び姿勢−主観視点指標の画像座標−主観視点指標の識別子］の組を、入力した夫々の主観視点指標毎に作成し、一つのデータリストに追加しこれを保持する。また、データ管理部５７０は、較正情報算出部５８０からの要求にしたがって、生成したデータリストを較正情報算出部５８０に出力する。
【０１３０】
較正情報算出部５８０は、指示部１６０から「較正情報算出」の指示を受けると、データ管理部５７０からデータリストを入力し、これをもとに較正処理を行い、その結果として得られた較正情報（すなわち、主観視点カメラ座標系における指標座標系の位置と姿勢）を出力する。
【０１３１】
図６は、本実施形態の較正装置が較正情報を求める際に行う処理のフローチャートである。なお、同フローチャートに従ったプログラムコードは、本実施形態の装置内の、不図示のＲＡＭやＲＯＭなどのメモリ内に格納され、不図示のＣＰＵにより読み出され、実行される。
【０１３２】
ステップＳ６０１０において、指示部１６０は、データ取得コマンドがオペレータから入力されたか否かの判定を行う。オペレータは、指標較正用のデータ取得を行う位置に撮像装置１３０を配置した時に、データ取得コマンドを入力する。指示部１６０は、データ取得コマンドが入力されている場合には、ステップＳ６０２０へと処理を移行させる。
【０１３３】
ステップＳ６０２０において、データ管理部５７０は、位置姿勢算出部５２０から、客観視点カメラ座標系における指標座標系の位置及び姿勢ＭＢＭを入力する。
【０１３４】
ステップＳ６０３０において、データ管理部５７０は、主観視点指標検出部１１０から、主観視点指標検出部１１０によって検出された夫々の主観視点指標Ｑｋｎの画像座標ｕＱｋｎとその識別子ｋｎを入力する。
【０１３５】
ステップＳ６０４０において、データ管理部５７０は、入力した夫々の主観視点指標Ｑｋｎを、データリストＬにデータＤｊとして追加する。具体的には、位置姿勢算出部５２０から入力する客観視点カメラ座標系における指標座標系の位置及び姿勢ＭＢＭをＭＢＭｊとし、主観視点指標検出部１１０から入力する識別子ｋｎをｋｊとし、同じく主観視点指標検出部１１０から入力するｕＱｋｎをｕｊＱｋｊとして、Ｄｊ＝［ＭＢＭｊ，ｕｊＱｋｊ，ｋｊ］の組を、ｊ番目のデータとしてデータリストＬに登録する。ここでｊ（ｊ＝１，，，Ｊ）は、データリストＬに登録したデータの組夫々に対するインデックスであり、Ｊは、登録したデータの総組数を表している。
【０１３６】
以上の処理によって、データの取得が行われる。
【０１３７】
ステップＳ６０５０では、データ管理部５７０によって、それまでに取得されたデータリストが、較正情報を算出するに足るだけの情報を有しているかどうかの判定が行われる。条件を満たしていない場合には、再びステップＳ６０１０へと戻り、データ取得コマンドの入力を待つ。一方、データリストが較正情報算出の条件を満たしている場合には、ステップＳ６０６０へと処理を移行させる。データリストが較正情報を算出するに足るだけの情報を有す条件としては、例えば、少なくとも異なる３つ以上の主観視点指標Ｑｋに関するデータが、データリストＬに含まれていること、が挙げられる。ただし、入力データの多様性が増すほどに導出される較正情報の精度は向上するので、より多くのデータを要求するように条件を設定してもよい。
【０１３８】
次にステップＳ６０６０において、較正情報算出コマンドがオペレータから入力されたか否かの判定を行う。較正情報算出コマンドが入力されている場合には、ステップＳ６０７０へと処理を移行し、入力されていない場合には、再びステップＳ６０１０へと戻り、データ取得コマンドの入力を待つ。
【０１３９】
較正情報算出部５８０は、第２の実施形態と同様に、求めるべき較正情報、すなわち指標系座標の主観視点カメラ座標系における位置及び姿勢を６値ベクトル［ｘｙｚξψζ］Ｔとして扱う。以下では、この未知パラメータを状態ベクトルｓ＝［ｘｙｚξψζ］Ｔと記述する。
【０１４０】
ステップＳ６０７０において、較正情報算出部５８０は、状態ベクトルｓに適当な初期値を与える。初期値としては、例えば、オペレータが指示部１６０を介しておおよその値を手入力する。
【０１４１】
ステップＳ６０８０において、較正情報算出部５８０は、データリストＬ中の各データＤｊ（ｊ＝１，２，，，，Ｊ）および状態ベクトルｓから、全てのｊに対して、各主観視点指標Ｑｋｊの主観視点画像座標の理論値ｕｊＱｋｊ’＝［ｕｘｊＱｋｊ’，ｕｙｊＱｋｊ’］を算出する。ここで主観視点指標の主観視点画像座標の理論値とは、客観視点カメラ座標系における指標座標系の位置及び姿勢がＭＢＭｊ、主観視点カメラ座標系における指標座標系の位置及び姿勢がｓである時に、世界座標系における位置ｘＷＱｋｊが既知な主観視点指標Ｑｋｊの、主観視点画像中に見えるべき位置（座標）のデータを指す。ｕｊＱｋｊ’の算出は、ｓの関数
【０１４２】
【数２６】
2005351883.tif 000028
【０１４３】
に基づいて行われる。
【０１４４】
具体的には、関数Ｆｊ（  ）は、ｊ番目のデータを取得した時の（すなわち、客観視点カメラ座標系における指標座標系の位置及び姿勢がＭＢＭｊである時の）主観視点指標Ｑｋｊの主観視点カメラ座標における位置ｘＣｊＱｋｊを、ｓから求める次式、
【０１４５】
【数２７】
2005351883.tif 000029
【０１４６】
及び、ｘＣｊＱｋｊから主観視点指標Ｑｋｊの主観視点画像上の座標ｕｊＱｋｊ’を求める次式、
【０１４７】
【数２８】
2005351883.tif 000030
【０１４８】
によって構成されている。ここでｆＣｘ及びｆＣｙは、それぞれｘ軸方向及びｙ軸方向における撮像装置１３０の焦点距離、ＭＷＢは客観視点カメラ座標系における座標を世界座標に変換する変換行列であり、それぞれ既知の値として予め保持されているものとする。また、ＭＣＭ（ｓ）はｓによって定まるモデリング変換行列（指標座標系における座標を主観視点カメラ座標系における座標に変換する行列）であり、式２０によって定義される。なお、式２９における右辺の行列の積（ＭＣＭ（ｓ）・ＭＢＭｊ−１・ＭＷＢ−１）は、ｓ及びＭＢＭｊによって定まる世界座標系における撮像装置１３０の位置及び姿勢（ＭＷＣ−１）を表している。
【０１４９】
ステップＳ６０９０において、較正情報算出部５８０は、全てのｊに対して、データリストＬ中の各データに含まれる主観視点指標Ｑｋｊの実際の画像座標ｕｊＱｋｊと、それに対応する画像座標の理論値ｕｊＱｋｊ’との誤差△ｕｊＱｋｊを次式によって算出する。
【０１５０】
【数２９】
2005351883.tif 000031
【０１５１】
ステップＳ６１００において、較正情報算出部５８０は、全てのｊに対して、状態ベクトルｓに関する画像ヤコビアン（すなわち、式２８の関数Ｆｊ（）を状態ベクトルｓの各要素で偏微分した解を各要素に持つ２行×６列のヤコビ行列）ＪｕｊＱｋｊｓ（＝∂ｕｊＱｋｊ／∂ｓ）を算出する。具体的には、式３０の右辺を主観視点カメラ座標系上の位置ベクトルｘＣｊＱｋｊの各要素で偏微分した解を各要素に持つ２行×３列のヤコビ行列ＪｕｊｘＣｊＱｋｊ（＝∂ｕｊＱｋｊ／∂ｘＣｊＱｋｊ）と、２９の右辺を状態ベクトルｓの各要素で偏微分した解を各要素に持つ３行×６列のヤコビ行列ＪｘＣｊＱｋｊｓ（＝∂ｘＣｊＱｋｊ／∂ｓ）を算出し、次式によってＪｕｊＱｋｊｓを算出する。
【０１５２】
【数３０】
2005351883.tif 000032
【０１５３】
ステップＳ６１１０において、較正情報算出部５８０は、以上のステップで算出した、全てのｊに対する誤差△ｕｊＱｋｊ及びヤコビ行列ＪｕｊＱｋｊｓに基づいて、ｓの補正値△ｓを算出する。具体的には、全てのｊに対する誤差△ｕｊＱｋｊを垂直に並べた２Ｊ次元ベクトルの誤差ベクトルＵ及びヤコビ行列ＪｕｊＱｋｊｓを垂直に並べた２Ｊ行×６列の行列Φを作成し、Φの擬似逆行列Φ＋を用いて、△ｓを式２６より算出する。ここで、△ｓは６次元ベクトルであるから、２Ｊが６以上、すなわちＪが３以上であれば、△ｓを求めることができる。なおΦ＋は、例えばΦ＋＝（ΦＴΦ）−１ΦＴによって求めることができるが、他の方法によって求めてもよい。
【０１５４】
ステップＳ６１２０において、較正情報算出部５８０は、ステップＳ６１１０において算出した補正値△ｓを用いて、式２７に従って状態ベクトルｓを補正し、得られた値を新たなｓとする。
【０１５５】
ステップＳ６１３０において、較正情報算出部５８０は、誤差ベクトルＵが予め定めた閾値より小さいかどうか、あるいは、補正値△ｓが予め定めた閾値より小さいかどうかといった何らかの判断基準を用いて、計算が収束しているか否かの判定を行う。収束していない場合には、補正後の状態ベクトルｓを用いて、再度ステップＳ６０８０以降の処理を行う。
【０１５６】
ステップＳ６１３０において計算が収束したと判定されると、ステップＳ６１４０において、較正情報算出部５８０は、得られた状態ベクトルｓを、較正情報、すなわち、主観視点カメラ座標系における指標座標系の位置及び姿勢として出力する。この時の出力の形態は、ｓそのものであっても良いし、ｓの位置成分を３値のベクトルで表し、姿勢成分をオイラー角や３×３の回転行列で表したものであっても良いし、ｓから生成した座標変換行列ＭＣＭであっても良い。
【０１５７】
最後にステップＳ６１５０では、較正処理を終了するか否かの判定が行われる。オペレータが、指標較正装置５００に対して較正処理の終了を指示した場合には、処理を終了させ、較正処理の継続（再較正）を指示した場合には、再びステップＳ６０１０へと戻り、データ取得コマンドの入力を待つ。
【０１５８】
以上の処理によって、撮像装置に装着した指標の撮像装置に対する位置または位置姿勢を、簡便かつ正確に取得することができる。
【０１５９】
＜変形例３−１＞
なお、本実施形態においては、較正情報として、主観視点カメラ座標系における指標座標系の位置及び姿勢を出力していたが、得られた状態ベクトルｓから、主観視点カメラ座標系における客観視点指標Ｐｋの位置を個々に算出して、これらを較正情報として出力しても良い。
【０１６０】
＜変形例３−２＞
なお、本実施形態においては、状態ベクトルの補正値の算出に式２６で表現される最急降下法を用いているが、補正値の算出は必ずしも最急降下法によって行わなくてもよい。例えば公知の非線形方程式の反復解法であるＬＭ法（Ｌｅｖｅｎｂｅｒｇ−Ｍａｒｑｕａｒｄｔ法）を用いて求めてもよいし、公知のロバスト推定手法であるＭ推定等の統計的手法を組み合わせてもよいし、他の何れの数値計算手法を適用しても本発明の本質は損なわれない。
【０１６１】
＜変形例３−３＞
なお、本実施形態においては、客観視点指標として四角形指標を用いていたが、指標座標系における各指標の位置が既知である指標群であれば、指標の種類は何れのものでもよい。例えば、第一の実施形態で用いたような複数の円形状指標の組であってもよいし、複数種の指標が混在していてもよい。また、複数の指標座標系を有する場合であっても、個々の指標座標系毎に上記の処理を個別に行うか、或いは、個々の指標座標系毎に上記の処理を並列的に行うことで、同様に較正することが可能である。
【０１６２】
＜変形例３−４＞
また、本実施形態においては、画像上で２次元座標を与えるような指標を主観視点指標として用いているが、非特許文献２や非特許文献５で開示されているような線特徴や幾何特徴を、評価のための基準指標として用いてもよい。例えば、線特徴を用いる場合には、直線の原点からの距離を誤差評価基準として、画像からの検出値ｄと状態ベクトルｓからの推定値ｄ’から算出する誤差△ｄによって誤差ベクトルＵを構成し、ｄ’の算出式を状態ベクトルｓの各要素で偏微分した解を各要素に持つ１行×４列のヤコビ行列Ｊｄｓ（＝∂ｄ／∂ｓ）によって行列Φを構成することで、上記実施形態と同様な枠組みによって補正値の算出を行うことが出来る。なお、ｄ’の算出式は、非特許文献２や非特許文献５等で撮像装置の位置姿勢の関数として開示されており、かつ、撮像装置の位置姿勢はｓの関数として得られる（式２９右辺の３行列の積）ので、これらから容易に得ることができる。また、線特徴と点特徴、その他の指標から得られる誤差及び画像ヤコビアンを積み重ねることによって、それらの特徴を併用することが可能である。
【０１６３】
［他の実施形態］
本発明の目的は、前述した実施形態の機能を実現するソフトウェアのプログラムコードを記録した記憶媒体（または記録媒体）を、システムあるいは装置に供給し、そのシステムあるいは装置のコンピュータ（またはＣＰＵやＭＰＵ）が記憶媒体に格納されたプログラムコードを読み出し実行することによっても、達成されることは言うまでもない。この場合、記憶媒体から読み出されたプログラムコード自体が前述した実施形態の機能を実現することになり、そのプログラムコードを記憶した記憶媒体は本発明を構成することになる。また、コンピュータが読み出したプログラムコードを実行することにより、前述した実施形態の機能が実現されるだけでなく、そのプログラムコードの指示に基づき、コンピュータ上で稼働しているオペレーティングシステム（ＯＳ）などが実際の処理の一部または全部を行い、その処理によって前述した実施形態の機能が実現される場合も含まれることは言うまでもない。
【０１６４】
さらに、記憶媒体から読み出されたプログラムコードが、コンピュータに挿入された機能拡張カードやコンピュータに接続された機能拡張ユニットに備わるメモリに書込まれた後、そのプログラムコードの指示に基づき、その機能拡張カードや機能拡張ユニットに備わるＣＰＵなどが実際の処理の一部または全部を行い、その処理によって前述した実施形態の機能が実現される場合も含まれることは言うまでもない。
【０１６５】
本発明を上記記憶媒体に適用する場合、その記憶媒体には先に説明した（図２、図４及び／又は図６に示す）フローチャートに対応するプログラムコードが格納されることになる。
【図面の簡単な説明】
【０１６６】
【図１】第１の実施形態に係る指標較正装置の概略構成を示す図である。
【図２】第１の実施形態に係る指標較正方法の概略処理を示すフローチャートである。
【図３】第２の実施形態に係る指標較正装置の概略構成を示す図である。
【図４】第２の実施形態に係る指標較正方法の概略処理を示すフローチャートである。
【図５】第３の実施形態に係る指標較正装置の概略構成を示す図である。
【図６】第３の実施形態に係る指標較正方法の概略処理を示すフローチャートである。
【図１】
2005351883.tif 000033
【図２】
2005351883.tif 000034
【図３】
2005351883.tif 000035
【図４】
2005351883.tif 000036
【図５】
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【図６】
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