【手続補正書】
【提出日】平成26年3月18日(2014.3.18)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被測定物を撮像する複数のカメラと、前記被測定物の三次元位置の測定を行う処理部とを有するステレオ撮像装置における各カメラのカメラパラメータを校正するカメラ校正方法において、
複数の特徴点が設けられ各特徴点の相対位置が既知である校正器を、前記各カメラで撮像してそれぞれの校正用画像データを取得する撮像工程と、
各校正用画像データにおける前記各特徴点の画像上の位置を抽出する抽出工程と、
前記抽出工程で得られた前記各校正用画像データにおける前記各特徴点の画像上の位置および前記各特徴点の既知である相対位置から前記各カメラのカメラパラメータの初期値を算出する初期値算出工程と、
ステレオ法により前記各カメラのカメラパラメータの初期値を用いて前記各校正用画像データにおける前記複数の特徴点のうち２つ以上の特徴点の三次元位置座標を算出する特徴点座標算出工程と、
前記特徴点座標算出工程で算出された各特徴点の三次元位置座標から２つの特徴点の間の距離を算出する距離算出工程と、
前記距離算出工程で算出された前記２つの特徴点の間の距離と、実際の前記２つの特徴点の間の距離との誤差を算出する誤差算出工程と、
前記誤差算出工程で算出された誤差から前記各カメラのカメラパラメータの修正量を算出する修正量算出工程と、
前記修正量算出工程で算出された修正量の分、前記各カメラのカメラパラメータを修正するカメラパラメータ修正工程と、を備えたことを特徴とするカメラ校正方法。
【請求項２】
閾値を設定する閾値設定工程と、
前記修正量算出工程で算出された修正量と前記閾値設定工程で設定された閾値とを比較する比較工程と、を備え、
前記比較工程による比較の結果、前記修正量算出工程で算出された修正量が前記閾値設定工程で設定された閾値を上回る場合、前記特徴点座標算出工程、前記距離算出工程、前記誤差算出工程、前記修正量算出工程及び前記カメラパラメータ修正工程を再度実行することを特徴とする請求項１に記載のカメラ校正方法。
【請求項３】
前記特徴点座標算出工程、前記距離算出工程、前記誤差算出工程、前記修正量算出工程及び前記カメラパラメータ修正工程の一連の工程を実行した数をカウントするカウント工程と、
前記カウント工程におけるカウント数の上限を示すカウント数上限値を設定する上限値設定工程と、を備え、
前記カウント工程におけるカウント数が、前記上限値設定工程で設定されたカウント数上限値に達するまで、前記一連の工程を繰り返し実行することを特徴とする請求項１に記載のカメラ校正方法。
【請求項４】
被測定物を撮像する複数のカメラと、前記被測定物の三次元位置の測定を行う処理部とを有するステレオ撮像装置における各カメラのカメラパラメータを校正するカメラ校正方法において、
複数の特徴点が設けられ各特徴点の相対位置が既知である校正器を、前記各カメラで撮像してそれぞれの校正用画像データを取得する撮像工程と、
各校正用画像データにおける前記各特徴点の画像上の位置を抽出する抽出工程と、
前記抽出工程で得られた前記各校正用画像データにおける前記各特徴点の画像上の位置および前記各特徴点の既知である相対位置から前記各カメラのカメラパラメータの初期値を算出する初期値算出工程と、
ステレオ法により前記各カメラのカメラパラメータを用いて前記各校正用画像データにおける前記複数の特徴点のうち２つ以上の特徴点の三次元位置座標を算出する特徴点座標算出工程と、
前記特徴点座標算出工程で算出された各特徴点の三次元位置座標から２つの特徴点の間の距離を算出する距離算出工程と、
前記距離算出工程で算出された前記２つの特徴点の間の距離と、実際の前記２つの特徴点の間の距離との誤差を算出する誤差算出工程と、
閾値を設定する閾値設定工程と、
前記誤差算出工程で算出された誤差と前記閾値設定工程で設定された閾値とを比較する比較工程と、
前記比較工程による比較の結果、前記誤差算出工程で算出された誤差が、前記閾値設定工程で設定された閾値を上回る場合に、前記誤差算出工程で算出された誤差から前記各カメラのカメラパラメータの修正量を算出する修正量算出工程と、
前記修正量算出工程で算出された修正量の分、前記各カメラのカメラパラメータを修正するカメラパラメータ修正工程と、を備えたことを特徴とするカメラ校正方法。
【請求項５】
前記カメラパラメータ修正工程にて前記各カメラのカメラパラメータを修正した後、前記特徴点座標算出工程、前記距離算出工程、前記誤差算出工程及び前記比較工程を再度実行することを特徴とする請求項４に記載のカメラ校正方法。
【請求項６】
被測定物を撮像する複数のカメラと、前記被測定物の三次元位置の測定を行う処理部とを有するステレオ撮像装置における各カメラのカメラパラメータを校正するカメラ校正方法において、
複数の特徴点が設けられ、前記複数の特徴点のうち少なくとも１つの特徴点の実際の三次元位置座標が既知である校正器を、前記各カメラで撮像してそれぞれの校正用画像データを取得する撮像工程と、
各校正用画像データにおける各特徴点の画像上の位置を抽出する抽出工程と、
前記抽出工程で得られた前記各校正用画像データにおける前記各特徴点の画像上の位置および前記各特徴点の既知である相対位置から前記各カメラのカメラパラメータの初期値を算出する初期値算出工程と、
ステレオ法により前記各カメラのカメラパラメータの初期値を用いて前記各校正用画像データにおける実際の三次元位置座標が既知の特徴点の三次元位置座標を算出する特徴点座標算出工程と、
前記特徴点座標算出工程で算出された特徴点の三次元位置座標と、実際の特徴点の三次元位置座標との誤差を算出する誤差算出工程と、
前記誤差算出工程で算出された誤差から前記各カメラのカメラパラメータの修正量を算出する修正量算出工程と、
前記修正量算出工程で算出された修正量の分、前記各カメラのカメラパラメータを修正するカメラパラメータ修正工程と、を備えたことを特徴とするカメラ校正方法。
【請求項７】
閾値を設定する閾値設定工程と、
前記修正量算出工程で算出された修正量と前記閾値設定工程で設定された閾値とを比較する比較工程と、を備え、
前記比較工程による比較の結果、前記修正量算出工程で算出された修正量が前記閾値設定工程で設定された閾値を上回る場合、前記特徴点座標算出工程、前記誤差算出工程、前記修正量算出工程及び前記カメラパラメータ修正工程を再度実行することを特徴とする請求項６に記載のカメラ校正方法。
【請求項８】
前記特徴点座標算出工程、前記誤差算出工程、前記修正量算出工程及び前記カメラパラメータ修正工程の一連の工程を実行した数をカウントするカウント工程と、
前記カウント工程におけるカウント数の上限を示すカウント数上限値を設定する上限値設定工程と、を備え、
前記カウント工程におけるカウント数が、前記上限値設定工程で設定されたカウント数上限値に達するまで、前記一連の工程を繰り返し実行することを特徴とする請求項６に記載のカメラ校正方法。
【請求項９】
被測定物を撮像する複数のカメラと、前記被測定物の三次元位置の測定を行う処理部とを有するステレオ撮像装置における各カメラのカメラパラメータを校正するカメラ校正方法において、
複数の特徴点が設けられ、前記複数の特徴点のうち少なくとも１つの特徴点の実際の三次元位置座標が既知である校正器を、前記各カメラで撮像してそれぞれの校正用画像データを取得する撮像工程と、
各校正用画像データにおける各特徴点の画像上の位置を抽出する抽出工程と、
前記抽出工程で得られた前記各校正用画像データにおける前記各特徴点の画像上の位置および前記各特徴点の既知である相対位置から前記各カメラのカメラパラメータの初期値を算出する初期値算出工程と、
ステレオ法により前記各カメラのカメラパラメータの初期値を用いて前記各校正用画像データにおける実際の三次元位置座標が既知の特徴点の三次元位置座標を算出する特徴点座標算出工程と、
前記特徴点座標算出工程で算出された特徴点の三次元位置座標と、実際の特徴点の三次元位置座標との誤差を算出する誤差算出工程と、
閾値を設定する閾値設定工程と、
前記誤差算出工程で算出された誤差と前記閾値設定工程で設定された閾値とを比較する比較工程と、
前記比較工程による比較の結果、前記誤差算出工程で算出された誤差が、前記閾値設定工程で設定された閾値を上回る場合に、前記誤差算出工程で算出された誤差から前記各カメラのカメラパラメータの修正量を算出する修正量算出工程と、
前記修正量算出工程で算出された修正量の分、前記各カメラのカメラパラメータを修正するカメラパラメータ修正工程と、を備えたことを特徴とするカメラ校正方法。
【請求項１０】
前記カメラパラメータ修正工程にて前記各カメラのカメラパラメータを修正した後、前記特徴点座標算出工程、前記誤差算出工程及び前記比較工程を再度実行することを特徴とする請求項９に記載のカメラ校正方法。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００９】
本発明は、被測定物を撮像する複数のカメラと、前記被測定物の三次元位置の測定を行う処理部とを有するステレオ撮像装置における各カメラのカメラパラメータを校正するカメラ校正方法において、複数の特徴点が設けられ各特徴点の相対位置が既知である校正器を、前記各カメラで撮像してそれぞれの校正用画像データを取得する撮像工程と、各校正用画像データにおける前記各特徴点の画像上の位置を抽出する抽出工程と、前記抽出工程で得られた前記各校正用画像データにおける前記各特徴点の画像上の位置および前記各特徴点の既知である相対位置から前記各カメラのカメラパラメータの初期値を算出する初期値算出工程と、ステレオ法により前記各カメラのカメラパラメータの初期値を用いて前記各校正用画像データにおける前記複数の特徴点のうち２つ以上の特徴点の三次元位置座標を算出する特徴点座標算出工程と、前記特徴点座標算出工程で算出された各特徴点の三次元位置座標から２つの特徴点の間の距離を算出する距離算出工程と、前記距離算出工程で算出された前記２つの特徴点の間の距離と、実際の前記２つの特徴点の間の距離との誤差を算出する誤差算出工程と、前記誤差算出工程で算出された誤差から前記各カメラのカメラパラメータの修正量を算出する修正量算出工程と、前記修正量算出工程で算出された修正量の分、前記各カメラのカメラパラメータを修正するカメラパラメータ修正工程と、を備えたことを特徴とする。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１０】
また、本発明は、被測定物を撮像する複数のカメラと、前記被測定物の三次元位置の測定を行う処理部とを有するステレオ撮像装置における各カメラのカメラパラメータを校正するカメラ校正方法において、複数の特徴点が設けられ各特徴点の相対位置が既知である校正器を、前記各カメラで撮像してそれぞれの校正用画像データを取得する撮像工程と、各校正用画像データにおける前記各特徴点の画像上の位置を抽出する抽出工程と、前記抽出工程で得られた前記各校正用画像データにおける前記各特徴点の画像上の位置および前記各特徴点の既知である相対位置から前記各カメラのカメラパラメータの初期値を算出する初期値算出工程と、ステレオ法により前記各カメラのカメラパラメータを用いて前記各校正用画像データにおける前記複数の特徴点のうち２つ以上の特徴点の三次元位置座標を算出する特徴点座標算出工程と、前記特徴点座標算出工程で算出された各特徴点の三次元位置座標から２つの特徴点の間の距離を算出する距離算出工程と、前記距離算出工程で算出された前記２つの特徴点の間の距離と、実際の前記２つの特徴点の間の距離との誤差を算出する誤差算出工程と、閾値を設定する閾値設定工程と、前記誤差算出工程で算出された誤差と前記閾値設定工程で設定された閾値とを比較する比較工程と、前記比較工程による比較の結果、前記誤差算出工程で算出された誤差が、前記閾値設定工程で設定された閾値を上回る場合に、前記誤差算出工程で算出された誤差から前記各カメラのカメラパラメータの修正量を算出する修正量算出工程と、前記修正量算出工程で算出された修正量の分、前記各カメラのカメラパラメータを修正するカメラパラメータ修正工程と、を備えたことを特徴とする。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１１】
また、本発明は、被測定物を撮像する複数のカメラと、前記被測定物の三次元位置の測定を行う処理部とを有するステレオ撮像装置における各カメラのカメラパラメータを校正するカメラ校正方法において、複数の特徴点が設けられ、前記複数の特徴点のうち少なくとも１つの特徴点の実際の三次元位置座標が既知である校正器を、前記各カメラで撮像してそれぞれの校正用画像データを取得する撮像工程と、各校正用画像データにおける各特徴点の画像上の位置を抽出する抽出工程と、前記抽出工程で得られた前記各校正用画像データにおける前記各特徴点の画像上の位置および前記各特徴点の既知である相対位置から前記各カメラのカメラパラメータの初期値を算出する初期値算出工程と、ステレオ法により前記各カメラのカメラパラメータの初期値を用いて前記各校正用画像データにおける実際の三次元位置座標が既知の特徴点の三次元位置座標を算出する特徴点座標算出工程と、前記特徴点座標算出工程で算出された特徴点の三次元位置座標と、実際の特徴点の三次元位置座標との誤差を算出する誤差算出工程と、前記誤差算出工程で算出された誤差から前記各カメラのカメラパラメータの修正量を算出する修正量算出工程と、前記修正量算出工程で算出された修正量の分、前記各カメラのカメラパラメータを修正するカメラパラメータ修正工程と、を備えたことを特徴とする。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１２】
また、本発明は、被測定物を撮像する複数のカメラと、前記被測定物の三次元位置の測定を行う処理部とを有するステレオ撮像装置における各カメラのカメラパラメータを校正するカメラ校正方法において、複数の特徴点が設けられ、前記複数の特徴点のうち少なくとも１つの特徴点の実際の三次元位置座標が既知である校正器を、前記各カメラで撮像してそれぞれの校正用画像データを取得する撮像工程と、各校正用画像データにおける各特徴点の画像上の位置を抽出する抽出工程と、前記抽出工程で得られた前記各校正用画像データにおける前記各特徴点の画像上の位置および前記各特徴点の既知である相対位置から前記各カメラのカメラパラメータの初期値を算出する初期値算出工程と、ステレオ法により前記各カメラのカメラパラメータの初期値を用いて前記各校正用画像データにおける実際の三次元位置座標が既知の特徴点の三次元位置座標を算出する特徴点座標算出工程と、前記特徴点座標算出工程で算出された特徴点の三次元位置座標と、実際の特徴点の三次元位置座標との誤差を算出する誤差算出工程と、閾値を設定する閾値設定工程と、前記誤差算出工程で算出された誤差と前記閾値設定工程で設定された閾値とを比較する比較工程と、前記比較工程による比較の結果、前記誤差算出工程で算出された誤差が、前記閾値設定工程で設定された閾値を上回る場合に、前記誤差算出工程で算出された誤差から前記各カメラのカメラパラメータの修正量を算出する修正量算出工程と、前記修正量算出工程で算出された修正量の分、前記各カメラのカメラパラメータを修正するカメラパラメータ修正工程と、を備えたことを特徴とする。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２４】
次に、ＣＰＵ２ａは、各校正用画像データにおける各特徴点Ｐ１〜Ｐ１２の画像上の位置および記憶部２ｂに記憶されている各特徴点の相対位置から各カメラ１Ｌ，１Ｒのカメラパラメータの初期値を算出する（Ｓ４：初期値算出工程）。ここでは、例えば非特許文献１に示されているような公知の方法により、各カメラ１Ｌ，１Ｒのカメラパラメータの初期値を算出する。具体的には、ＣＰＵ２ａは、各校正用画像データＩ１Ｌ〜Ｉ５Ｌにおける各特徴点Ｐ１〜Ｐ１２の画像上の位置からカメラ１Ｌの内部パラメータの初期値を算出する。同様に、ＣＰＵ２ａは、各校正用画像データＩ１Ｒ〜Ｉ５Ｒにおける各特徴点Ｐ１〜Ｐ１２の画像上の位置からカメラ１Ｒの内部パラメータの初期値を算出する。また、各校正用画像データＩ１Ｌ〜Ｉ５Ｌ、Ｉ１Ｒ〜Ｉ５Ｒにおける各特徴点Ｐ１〜Ｐ１２の画像上の位置からカメラ１Ｌ，１Ｒの外部パラメータの初期値を算出する。ここで、これのカメラパラメータの初期値を算出するには、少なくとも３種類の位置姿勢の校正器を撮像した画像データが必要であるため、本第１実施形態では、撮像する校正器Ｃ１の位置姿勢を５種類としている。なお、内部パラメータについては、各カメラ別々に撮像を行い、別途算出しておいてもよい。