(57)【要約】【課題】移動物体の形状に関わらず移動量の計測を行う。【解決手段】移動量算出装置は、移動物体の移動前に撮像した画像における追跡範囲の輝度分布を特定する範囲指定部３と、移動物体の移動中に撮像した画像において当該輝度分布と相関が高い輝度分布を有する範囲を特定する相関部分特定部５と、当該範囲同士の差に基づいて、移動量を算出する移動量算出部６とを備える。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
移動物体の移動量を算出する移動量算出装置であって、
前記移動物体を含む画像を撮像する撮像部と、
前記撮像部がある時点において撮像した画像において、前記移動物体の一部分である追跡範囲を指定する範囲指定部と、
前記範囲指定部が指定した追跡範囲の輝度分布を記憶する記憶部と、
前記撮像部が前記時点と異なる時点において撮像した画像のうち、前記記憶部が記憶する輝度分布との相関が高くなる範囲を特定する相関部分特定部と、
前記範囲指定部が指定した追跡範囲と前記相関部分特定部が特定した範囲との差に基づいて、前記撮像部の光軸に直交する方向に対する前記移動物体の移動量を算出する移動量算出部と
を備えることを特徴とする移動量算出装置。
【請求項２】
前記範囲指定部は、追跡範囲を複数箇所指定し、
前記相関部分特定部は、撮像部が前記時点と異なる時点において撮像した画像のうち、前記記憶部が記憶する輝度分布との相関が高くなる複数の範囲を特定し、
前記移動量算出部は、前記範囲指定部が指定したそれぞれの追跡範囲と前記相関部分特定部が特定したそれぞれの範囲との差に基づいて前記移動物体の移動量を算出する
ことを特徴とする請求項１に記載の移動量算出装置。
【請求項３】
前記範囲指定部が指定した追跡範囲に対する前記相関部分特定部が特定した範囲の回転量に基づいて前記移動物体の姿勢変化量を算出する姿勢変化量算出部
を備えることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の移動量算出装置。
【請求項４】
前記移動量算出部は、前記範囲指定部が指定した追跡範囲に対する前記相関部分特定部が特定した範囲の拡大率に基づいて前記撮像部の光軸の方向に対する前記移動物体の移動量を算出する
ことを特徴とする請求項１から請求項３の何れか１項に記載の移動量算出装置。
【請求項５】
前記移動量算出部が算出した前記移動物体の移動量を、前記移動量算出部が前記移動物体の移動量の算出に用いた２つの画像の撮像時刻の差の時間で除することで、前記移動物体の移動速度を算出する移動速度算出部
を備えることを特徴とする請求項１から請求項４の何れか１項に記載の移動量算出装置。
【請求項６】
移動物体の移動量を算出する移動量算出装置を用いた移動量算出方法であって、
撮像部は、前記移動物体を含む画像を撮像し、
範囲指定部は、前記撮像部がある時点において撮像した画像において、前記移動物体の一部分である追跡範囲を指定して記憶部に記録し、
相関部分特定部は、前記撮像部が前記時点と異なる時点において撮像した画像のうち、前記記憶部が記憶する輝度分布との相関が高くなる範囲を特定し、
移動量算出部は、前記範囲指定部が指定した追跡範囲と前記相関部分特定部が特定した範囲との差に基づいて、前記撮像部の光軸に直交する方向に対する前記移動物体の移動量を算出する
ことを特徴とする移動量算出方法。
【請求項７】
前記移動物体にマーキングを施すステップを有し、
前記範囲指定部は、当該マーキングが施された部分を前記追跡範囲に指定する
ことを特徴とする請求項６に記載の移動量算出方法。
【請求項８】
移動物体の移動量を算出する移動量算出装置を、
前記移動物体を含む画像を撮像する撮像部、
前記撮像部がある時点において撮像した画像において、前記移動物体の一部分である追跡範囲を指定して記憶部に記録する範囲指定部、
前記撮像部が前記時点と異なる時点において撮像した画像のうち、前記記憶部が記憶する輝度分布との相関が高くなる範囲を特定する相関部分特定部、
前記範囲指定部が指定した追跡範囲と前記相関部分特定部が特定した範囲との差に基づいて、前記撮像部の光軸に直交する方向に対する前記移動物体の移動量を算出する移動量算出部
として機能させることを特徴とするプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、移動物体の移動量を算出する移動量算出装置、移動量算出方法、及びプログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、移動物体の移動量は、レーザ変位計などの変位計を用いた計測を用いることが多い。レーザ変位計による移動量の計測は、移動物体の移動方向の延長線上にレーザ変位計を設け、移動物体に対してレーザを照射し、その反射光を測定することで移動量を計測するものである。しかしながら、レーザ変位計による移動量の計測は、レーザ変位計の設置箇所を確保する必要があるため、狭矮部の計測が困難であることや、計測レンジ毎に対応する変位計を用いる必要があることなどの問題があった。また、レーザ変位計は、レーザ照射方向の移動量を計測するため、移動物体の軌道がレーザ照射方向から外れる場合には、移動物体の移動量を計測することができないという問題があった。
【０００３】
そこで、移動物体を連続的にまたは離散的に撮像し、画像中の移動物体の移動量を計測することで、移動物体の実際の移動量を算出する方法が用いられている。例えば、撮像した画像から移動物体の変位量の画素数を手動で読み取り、当該画素数を実際の移動量に換算することで、移動量の算出を行うことが考えられる。しかしながら、当該方法は変位量の読み取りが手作業によるものとなるため、時間がかかり、また人為的ミスが発生する可能性がある。
【０００４】
その他の方法として、特許文献１に、撮像した画像から輪郭や濃度勾配などの特徴点を抽出し、その特徴点の追跡を行うことで、移動量を算出する方法が開示されている。
また、物体のひずみ等の変形量の測定方法として、特許文献２に、デジタル画像相関法を用いて変形量を算出する方法が開示されている。なお、デジタル画像相関法とは、変形前の物体の画像と変形後の物体の画像とを取得し、各画像の輝度情報から相関係数を計算することで、変形前の物体上のある計測点が変形後に物体上のどの位置に移動したのかを特定する方法である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平５−１２０４３１号公報
【特許文献２】特開２０１１−７６２７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献１に開示された方法は、移動物体の形状が複雑で輪郭抽出ができない場合や、形状が単純で特徴が無い場合には、特徴点の抽出ができず、移動量の計測ができないという問題があった。また、特許文献２に開示された方法は、物体の表面の変形量を計測する方法であり、移動物体の移動量を計測するために用いるものではない。
本発明の目的は、上述した課題を解決するため、移動物体の形状に関わらず移動量の計測を行う移動量算出装置、移動量算出方法、及びプログラムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は上記の課題を解決するためになされたものであり、移動物体の移動量を算出する移動量算出装置であって、前記移動物体を含む画像を撮像する撮像部と、前記撮像部がある時点において撮像した画像において、前記移動物体の一部分である追跡範囲を指定する範囲指定部と、前記範囲指定部が指定した追跡範囲の輝度分布を記憶する記憶部と、前記撮像部が前記時点と異なる時点において撮像した画像のうち、前記記憶部が記憶する輝度分布との相関が高くなる範囲を特定する相関部分特定部と、前記範囲指定部が指定した追跡範囲と前記相関部分特定部が特定した範囲との差に基づいて、前記撮像部の光軸に直交する方向に対する前記移動物体の移動量を算出する移動量算出部とを備えることを特徴とする。
【０００８】
また、本発明においては、前記範囲指定部は、追跡範囲を複数箇所指定し、前記相関部分特定部は、撮像部が前記時点と異なる時点において撮像した画像のうち、前記記憶部が記憶する輝度分布との相関が高くなる複数の範囲を特定し、前記移動量算出部は、前記範囲指定部が指定したそれぞれの追跡範囲と前記相関部分特定部が特定したそれぞれの範囲との差に基づいて前記移動物体の移動量を算出することが好ましい。
【０００９】
また、本発明においては、前記範囲指定部が指定した追跡範囲に対する前記相関部分特定部が特定した範囲の回転量に基づいて前記移動物体の姿勢変化量を算出する姿勢変化量算出部を備えることが好ましい。
【００１０】
また、本発明においては、前記移動量算出部は、前記範囲指定部が指定した追跡範囲に対する前記相関部分特定部が特定した範囲の拡大率に基づいて前記撮像部の光軸の方向に対する前記移動物体の移動量を算出することが好ましい。
【００１１】
また、本発明においては、前記移動量算出部が算出した前記移動物体の移動量を、前記移動量算出部が前記移動物体の移動量の算出に用いた２つの画像の撮像時刻の差の時間で除することで、前記移動物体の移動速度を算出する移動速度算出部を備えることが好ましい。
【００１２】
また、本発明は、移動物体の移動量を算出する移動量算出装置を用いた移動量算出方法であって、撮像部は、前記移動物体を含む画像を撮像し、範囲指定部は、前記撮像部がある時点において撮像した画像において、前記移動物体の一部分である追跡範囲を指定して記憶部に記録し、相関部分特定部は、前記撮像部が前記時点と異なる時点において撮像した画像のうち、前記記憶部が記憶する輝度分布との相関が高くなる範囲を特定し、移動量算出部は、前記範囲指定部が指定した追跡範囲と前記相関部分特定部が特定した範囲との差に基づいて、前記撮像部の光軸に直交する方向に対する前記移動物体の移動量を算出することを特徴とする。
【００１３】
また、本発明においては、前記移動物体にマーキングを施すステップを有し、前記範囲指定部は、当該マーキングが施された部分を前記追跡範囲に指定することが好ましい。
【００１４】
また、本発明は、移動物体の移動量を算出する移動量算出装置を、前記移動物体を含む画像を撮像する撮像部、前記撮像部がある時点において撮像した画像において、前記移動物体の一部分である追跡範囲を指定して記憶部に記録する範囲指定部、前記撮像部が前記時点と異なる時点において撮像した画像のうち、前記記憶部が記憶する輝度分布との相関が高くなる範囲を特定する相関部分特定部、前記範囲指定部が指定した追跡範囲と前記相関部分特定部が特定した範囲との差に基づいて、前記撮像部の光軸に直交する方向に対する前記移動物体の移動量を算出する移動量算出部として機能させることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、移動量算出装置は、ある時刻に撮像した画像における追跡範囲の輝度分布を特定し、次いで異なる時刻に撮像した画像において当該輝度分布と相関が高い輝度分布を有する範囲を特定する。そして移動量算出装置は、当該範囲同士の差に基づいて、移動量を算出する。これにより、輪郭を抽出することができないような移動物体であっても、輝度分布の比較により追跡範囲を特定することができるため、移動量算出装置は、移動物体の形状に関わらず移動量の計測を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の第１の実施形態による移動量算出装置の構成を示す概略ブロック図である。
【図２】本発明の第１の実施形態において追跡範囲として指定する部分の例を示す図である。
【図３】本発明の第１の実施形態による移動量算出装置の動作を示すフローチャートである。
【図４】本発明の第２の実施形態による移動量算出装置の構成を示す概略ブロック図である。
【図５】本発明の第２の実施形態において追跡範囲として指定する部分の例を示す図である。
【図６】本発明の第３の実施形態による移動量算出装置の構成を示す概略ブロック図である。
【図７】本発明の第４の実施形態による移動量算出装置の構成を示す概略ブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、図面を参照しながら本発明の実施形態について詳しく説明する。
【００１８】
《第１の実施形態》
図１は、本発明の第１の実施形態による移動量算出装置の構成を示す概略ブロック図である。
移動量算出装置は、移動物体の移動量を算出するものであり、撮像部１、校正部２、範囲指定部３、記憶部４、相関部分特定部５、移動量算出部６を備える。
撮像部１は、移動物体を含む画像を撮像する。
校正部２は、撮像部１が撮像した画像に基づいて、画像の画素数と実寸との関係を示す校正情報を特定する。具体的には、利用者が、撮像部１が移動物体の撮像と同じ条件下において撮像した定規などの画像を視認して、適切な校正情報を入力することで、校正部２が校正情報を特定する。
【００１９】
範囲指定部３は、利用者からの入力に従って、撮像部１が移動物体の移動前に撮像した画像の中から、移動物体の一部分である追跡範囲を指定する。
記憶部４は、範囲指定部３が指定した追跡範囲の輝度分布を記憶する。
相関部分特定部５は、移動物体の移動中に撮像部１が撮像した画像のうち、記憶部４が記憶する輝度分布との相関が高くなる範囲を特定する。また、相関部分特定部５は、範囲指定部３が指定した追跡範囲と特定した範囲の変位量を算出する。
移動量算出部６は、相関部分特定部５が算出した変位量と校正部２が特定した校正情報に基づいて、移動物体の移動量を算出する。なお、移動量算出部６が算出する移動量は、撮像部１の光軸に直交する方向に対する移動量である。また、移動量算出部６が算出した移動量は、図示しないディスプレイなどに出力される。
【００２０】
図２は、本発明の第１の実施形態において追跡範囲として指定する部分の例を示す図である。
図２（Ａ）に示す突起部分のような、形状に特徴のある部分（点線部分）が移動物体に存在する場合、利用者は当該部分を、範囲指定部３に追跡範囲として指定させることが好ましい。
他方、図２（Ｂ）に示すように、移動物体に特徴的な部分が存在しない場合、利用者は、移動物体にマーキングを施し、当該マーキングが施された部分を追跡範囲として範囲指定部３に指定させることが好ましい。なお、マーキングの方法としては、例えばペンキ等の塗料をスプレー等の手段により移動物体に吹き付ける方法や、チョーク等により線を引く方法、マーキング用のシールを貼付する方法などが挙げられる。
【００２１】
次に、本実施形態による移動量算出装置の動作について説明する。
図３は、本発明の第１の実施形態による移動量算出装置の動作を示すフローチャートである。
まず、利用者は、画素数と実寸との校正に用いるため、実寸が分かる物（例えば定規等）を撮像部１の撮像範囲内に設置する。そして、撮像部１は、校正用の画像としてその物を撮像する（ステップＳ１）。次に、校正部２は、撮像部１が撮像した校正用の画像をディスプレイに表示し、利用者から画素数と実寸との関係を示す校正情報の入力を受け付ける。利用者は、画像から画素数と実寸との関係を特定し、当該関係を示す校正情報を移動量算出装置に入力する。校正部２は、利用者から入力を受け付けた校正情報を、移動量の算出に用いる校正情報として特定する（ステップＳ２）。なお、本実施形態では、校正部２が校正情報を手入力により受け付ける場合を説明したが、これに限られず、画像に含まれる物の実寸が予め分かっているのであれば、校正部２が画像処理により自動的に校正情報を算出しても良い。
【００２２】
次に、撮像部１は、移動前の移動物体の画像を撮像する（ステップＳ３）。そして、範囲指定部３は、撮像部１が撮像した移動物体の画像をディスプレイに表示し、利用者から追跡範囲の入力を受け付ける。上述したように、利用者は、移動物体のうち形状に特徴のある部分やマーキングが施された部分を含む範囲を入力する。そして、追跡範囲指定部３は、利用者から入力を受け付けた範囲を、追跡範囲として指定する（ステップＳ４）。次に、追跡範囲指定部３は、ステップＳ３で撮像部１が撮像した画像のうち、追跡範囲内の各画素の輝度分布を、記憶部４に記録する（ステップＳ５）。
【００２３】
移動物体が移動を開始すると、撮像部１は、移動中の移動物体の画像を撮像する（ステップＳ６）。次に、相関部分特定部５は、撮像部１が撮像した画像の中から、記憶部４が記憶する輝度分布との相関が高い範囲を特定する（ステップＳ７）。具体的には、相関部分特定部５は、記憶部４が記憶する輝度分布からなる画像を撮像部１が撮像した画像に重ね合わせて、記憶部４が記憶する輝度分布からなる画像の位置を上下左右にずらしながら、最も高い相関を得る位置を特定する。なお、画像中の追跡範囲の変位量が１画素未満である場合があるため、１画素未満の解像度で変位量を検出できるよう、スプライン関数等を利用して輝度分布を内挿補間することで相関が最も高くなる範囲を特定することが好ましい。そして、相関部分特定部５は、ステップＳ４で範囲指定部３によって指定された追跡範囲の代表座標（例えば、範囲の中央の座標や範囲の左上の座標）と、ステップＳ７で特定された範囲の代表座標との差を、追跡範囲の変位量として算出する（ステップＳ８）。
【００２４】
次に、相関部分特定部５は、移動物体が移動を終了したか否かを判定する（ステップＳ９）。相関部分特定部５は、移動物体が移動を終了していないと判定した場合（ステップＳ９：ＮＯ）、ステップＳ６に戻り、次の撮像タイミングにおける追跡範囲の変位量を算出する。
他方、相関部分特定部５が、移動物体が移動を終了したと判定した場合（ステップＳ９：ＹＥＳ）、移動量算出部６は、相関部分特定部５が各撮像タイミングにおける追跡範囲の変位量と、校正部２が特定した校正情報とに基づいて、各撮像タイミングにおける移動物体の移動量を算出する（ステップＳ１０）。具体的には、追跡範囲の変位量を示す画素数に、校正情報が示す画素数と実寸との比率を乗じることで、移動物体の移動量を算出する。
【００２５】
このように、本実施形態によれば、移動量算出装置は、移動物体の移動前に撮像した画像における追跡範囲の輝度分布を特定し、次いで移動物体の移動中に撮像した画像において当該輝度分布と相関が高い輝度分布を有する範囲を特定する。そして移動量算出装置は、当該範囲同士の差に基づいて、移動量を算出する。これにより、移動量算出装置は、移動物体の形状に関わらず移動量の計測を行うことができる。
【００２６】
また、本実施形態によれば、追跡範囲の輝度分布を特定する前に、移動物体にマーキングを施し、移動量算出装置が、当該マーキングが施された部分を追跡範囲に指定する。これにより、特徴的な輝度分布を有する部分を移動物体に設けることができるため、移動量算出装置が算出する移動量の精度を向上させることができる。
【００２７】
なお、本実施形態では、範囲指定部３が移動物体の移動前に追跡範囲を指定する場合について説明したが、これに限られず、例えば移動物体の移動が完了した後に、それまでに撮像した画像の１つに対して、追跡範囲を指定するようにしても良い。
【００２８】
また、本実施形態では、ステップＳ８において、追跡範囲の変位量として、移動物体の移動前の位置からの変位量を算出する場合について説明したが、これに限られず、少なくとも２点間で同じ追跡範囲を用いることで同様の効果を得ることができる。
【００２９】
《第２の実施形態》
次に、本発明の第２の実施形態について説明する。
第２の実施形態による移動量算出装置は、撮像部１の光軸に直交する方向に対する移動物体の移動量に加え、撮像部１の光軸方向に対する移動量及び回転などの姿勢変化量を算出する。
【００３０】
図４は、本発明の第２の実施形態による移動量算出装置の構成を示す概略ブロック図である。
第２の実施形態による移動量算出装置は、第１の実施形態による移動量算出装置の構成に、更に姿勢変化量算出部７を備える。また、第２の実施形態による移動量算出装置は、第１の実施形態による移動量算出装置と各処理部の動作が異なる。
【００３１】
範囲指定部３は、利用者からの入力に従って、撮像部１が移動物体の移動前に撮像した画像の中から、移動物体の一部分である追跡範囲を複数箇所指定する。
相関部分特定部５は、移動物体の移動中に撮像部１が撮像した画像のうち、記憶部４が記憶するそれぞれの輝度分布との相関が高くなる範囲をそれぞれ特定する。
【００３２】
図５は、本発明の第２の実施形態において追跡範囲として指定する部分の例を示す図である。
図５に示すように、本実施形態では複数箇所を追跡範囲として指定する。なお、マーキングを２箇所に施して当該箇所を追跡範囲とする場合、それぞれのマーキングの輝度分布が同一とならないように、ペンキ等の塗料をスプレー等の手段により移動物体に吹き付ける方法を用いることが好ましい。塗料を吹き付ける場合、得られるマーキングはランダムなものとなるため、相関部分特定部５による追跡範囲の特定誤りが発生することを防ぐことができる。
【００３３】
姿勢変化量算出部７は、相関部分特定部５が算出した変位量に基づいて、移動物体の姿勢の変化量を算出する。具体的には、姿勢変化量算出部７は、追跡範囲同士を結ぶ直線のなす角の変化に基づいて、移動物体の回転量を算出する。
【００３４】
移動量算出部６は、相関部分特定部５が算出した変位量と校正部２が特定した校正情報に基づいて、移動物体の全方向に対する移動量を算出する。具体的には、移動量算出部６は、追跡範囲間の距離の変化に基づいて、移動物体の撮像部１の光軸方向の移動量を算出する。つまり、移動量算出部６は、追跡範囲間の距離が短くなったことを検出した場合、移動物体が撮像部１の光軸方向の奥行側へ移動したと判定し、その程度を算出する。他方、移動量算出部６は、追跡範囲間の距離が長くなったことを検出した場合、移動物体が撮像部１の光軸方向の手前側へ移動したと判定し、その程度を算出する。
【００３５】
このように、本実施形態によれば、移動量算出装置は、複数箇所の追跡範囲を用いて、移動物体の移動量を算出する。これにより、算出される移動量の精度を高めることができる。また、物体の回転等により一方の追跡範囲が隠れてしまった場合にも、他方の追跡範囲に基づいて移動量を算出することができる。
【００３６】
また、本実施形態によれば、姿勢変化量算出部７は、追跡範囲同士を結ぶ直線のなす角の変化、すなわち追跡範囲間の位置関係の回転量に基づいて、移動物体の姿勢変化量を算出する。また、移動量算出部６は、追跡範囲間の距離の変化、すなわち追跡範囲間の位置関係の拡大率に基づいて、撮像部１の光軸方向に対する移動物体の移動量を算出する。
これにより、移動物体が複雑な動作を伴って移動する場合にも、その移動量及び姿勢変化量を捉えることができる。
【００３７】
《第３の実施形態》
次に、本発明の第３の実施形態について説明する。
第３の実施形態による移動量算出装置は、第２の実施形態と同様に、撮像部１の光軸に直交する方向に対する移動物体の移動量に加え、撮像部１の光軸方向に対する移動量及び回転などの姿勢変化量を算出する。
【００３８】
図６は、本発明の第３の実施形態による移動量算出装置の構成を示す概略ブロック図である。
第３の実施形態による移動量算出装置は、第２の実施形態による移動量算出装置の構成に、更に変形部８を備える。また、第３の実施形態による移動量算出装置は、第１の実施形態による移動量算出装置と相関部分特定部５、移動量算出部６及び姿勢変化量算出部７の動作が異なる。
【００３９】
変形部８は、記憶部４に記録された追跡領域の輝度分布を変形させて記憶部４に記録する。具体的には、変形部８は輝度分布を、複数の拡大率で拡大もしくは縮小し、複数の回転角で回転させ、もしくは複数の上底下底比で台形変換させ、またはこれらの組み合わせにより変形させて、それぞれを記憶部４に記録する。このとき、変形部８は変形のパラメータ（拡大率、回転角、上底下底比など）を変形後の輝度分布に関連付けて記録する。なお、変形部８は、アフィン変換や射影変換を用いることで、上記変形を行うことができる。
【００４０】
相関部分特定部５は、記憶部４が記憶する複数の変形された輝度分布及び変形前の輝度分布のそれぞれに対して、最も相関が高くなる範囲を特定し、その中で最も相関が高い組み合わせを特定する。そして、相関部分特定部５は、当該組み合わせに基づいて画像内の変位量を算出する。また、相関部分特定部５は、当該組み合わせに係る輝度分布に関連付けて記憶部４に記憶されたパラメータを特定する。
移動量算出部６は、相関部分特定部５が算出した変位量、相関部分特定部５が特定したパラメータ、及び校正部２が特定した校正情報に基づいて、移動物体の全方向に対する移動量を算出する。つまり、パラメータが正の拡大率を示す場合、移動量算出部６は、移動物体が撮像部１の光軸方向の手間側へ移動したと判定し、その程度を算出する。他方、パラメータが負の拡大率を示す場合、移動量算出部６は、移動物体が撮像部１の光軸方向の手前側へ移動したと判定し、その程度を算出する。
姿勢変化量算出部７は、相関部分特定部５が特定したパラメータに基づいて、移動物体の全方向に対する移動量を算出する。つまり、パラメータが回転率を示す場合、姿勢変化量算出部７は、移動物体が撮像部１の光軸回りに回転していると判定し、その程度を算出する。また、パラメータが台形変形のパラメータを示す場合、姿勢変化量算出部７は、移動物体が撮像部１の光軸に交差する軸回りに回転していると判定し、その程度を算出する。
【００４１】
このように、本実施形態によれば、姿勢変化量算出部７は、範囲指定部３が指定した追跡範囲に対する相関部分特定部５が特定した範囲の回転量に基づいて移動物体の姿勢変化量を算出する。また、移動量算出部６は、範囲指定部３が指定した追跡範囲に対する相関部分特定部５が特定した範囲の拡大率に基づいて撮像部１の光軸の方向に対する移動物体の移動量を算出する。
これにより、移動物体が複雑な動作を伴って移動する場合にも、その移動量及び姿勢変化量を捉えることができる。
【００４２】
なお、本実施形態では、変形のパラメータに基づいて移動量及び姿勢変化量を算出する場合を説明したが、これに限られず、変形のパラメータに加え、第２の実施形態のように複数の追跡範囲の位置関係の変化に基づいて移動量及び姿勢変形量を算出することで、より精度を高めることができる。
【００４３】
《第４の実施形態》
次に、本発明の第４の実施形態について説明する。
第４の実施形態による移動量算出装置は、移動物体の速度を算出する。
【００４４】
図７は、本発明の第４の実施形態による移動量算出装置の構成を示す概略ブロック図である。
第４の実施形態による移動量算出装置は、第１の実施形態による移動量算出装置の構成に、更に速度算出部９を備える。速度算出部９は、移動量算出部６が算出した移動物体の移動量を、移動量算出部６が移動物体の移動量の算出に用いた２つの画像の撮像時刻の差の時間で除することで、移動物体の移動速度を算出する。移動量算出部６は、第１の実施形態のステップＳ３で撮像装置が撮像した画像と、ステップＳ６で撮像装置が撮像した画像とを用いて移動量を算出している。つまり、速度算出部９は、移動量算出部６が移動物体の移動量を、移動物体が移動を開始した時刻からの経過時間で除することで、移動物体の移動速度を算出する。
これにより、移動量算出装置は、移動物体の移動量に加えて移動速度を算出することができる。
【００４５】
なお、本実施形態では、速度算出部９が、移動量算出部６が移動物体の移動量を、移動物体が移動を開始した時刻からの経過時間で除することで、移動物体の移動速度を算出する場合について説明したが、これに限られない。例えば、移動量算出部６が、撮像部１が撮像した直近の２つの画像に基づいて移動物体の移動量を算出し、速度算出部９が、移動量算出部６が移動物体の移動量を、当該２つの画像の撮像時刻の差の時間で除することで、移動物体の移動速度を算出するようにしても良い。
【００４６】
以上、図面を参照してこの発明のいくつかの実施形態について詳しく説明してきたが、具体的な構成は上述のものに限られることはなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲内において様々な設計変更等をすることが可能である。
【００４７】
上述の移動量算出装置は内部に、コンピュータシステムを有している。そして、上述した各処理部の動作は、プログラムの形式でコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記憶されており、このプログラムをコンピュータが読み出して実行することによって、上記処理が行われる。ここでコンピュータ読み取り可能な記録媒体とは、磁気ディスク、光磁気ディスク、ＣＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ−ＲＯＭ、半導体メモリ等をいう。また、このコンピュータプログラムを通信回線によってコンピュータに配信し、この配信を受けたコンピュータが当該プログラムを実行するようにしても良い。
【００４８】
また、上記プログラムは、前述した機能の一部を実現するためのものであっても良い。さらに、前述した機能をコンピュータシステムにすでに記録されているプログラムとの組み合わせで実現できるもの、いわゆる差分ファイル（差分プログラム）であっても良い。
【００４９】
なお、本発明による移動量算出装置は、例えば以下に示すような用途に用いることができる。
用途の一例としては、ソーラーパネルへの落雹試験が挙げられる。ソーラーパネルへ雹を落とし、パネル強度を評価する際、雹の速度を計測する必要がある。しかしながら、雹のサイズが微小であったり、形状が歪んでいたりすると、変位計などによる速度計測が困難である。そのため、画像処理により速度計測を行うことができる本発明による移動量算出方法が適していると言える。
【００５０】
また、他の一例としては、機翼の曲げ試験が挙げられる。機翼の曲げ試験では、曲げによる変位を計測する必要があるが、変位計を用いる場合、必要点数が多くなり、またレンジを越えると計測ができなくなるなどの問題がある。そのため、画像処理により速度計測を行うことができる本発明による移動量算出方法が適していると言える。
【符号の説明】
【００５１】
１…撮像部  ２…校正部  ３…範囲指定部  ４…記憶部  ５…相関部分特定部  ６…移動量算出部  ７…姿勢変化量算出部  ８…変形部  ９…速度算出部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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