(57)【要約】【課題】計測の対象となる対象点の状態に関わらず、従来に比べて高精度に当該対象点に関する計測が可能な技術を提供する。【解決手段】ステレオ方式によって画像を撮像する少なくとも３つの撮像部（１０、１１、１２）がそれぞれ撮像した画像に含まれる対象点の状態に応じて、各撮像部がそれぞれ撮像した画像のうち、２枚の画像を選択する被写体分析部（３２）と、選択された２枚の画像を参照することにより、対象点の三次元上の位置を示す位置情報を算出する位置情報算出部（３４）と、を備える計測装置（１）。【選択図】図１
2016217944.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ステレオ方式によって画像を撮像する少なくとも３つの撮像部がそれぞれ撮像した画像に共通して含まれる領域内に設定された対象点の状態に応じて、上記少なくとも３つの撮像部がそれぞれ撮像した画像のうち、２枚の画像を選択する画像選択部と、
上記画像選択部が選択した２枚の画像を参照することによって、上記対象点の三次元上の位置を示す位置情報を算出する位置情報算出部と、
を備えることを特徴とする計測装置。
【請求項２】
上記画像選択部は、上記撮像部から上記対象点までの実空間上の距離に応じて、上記少なくとも３つの撮像部がそれぞれ撮像した画像のうち、２枚の画像を選択する、
ことを特徴とする請求項１に記載の計測装置。
【請求項３】
上記画像選択部は、上記少なくとも３つの撮像部のうち何れかの撮像部が撮像した画像を基準画像として選択し、
当該基準画像を撮像した撮像部から上記対象点の位置に写された被写体までの実空間における距離が、所定の値以上である場合、
当該基準画像を撮像した撮像部以外の撮像部のうち、当該基準画像を撮像した撮像部との間の距離が長いほうの撮像部が撮像した画像を参照画像として選択し、
上記実空間における距離が所定の値未満である場合、
当該基準画像を撮像した撮像部以外の撮像部のうち、当該基準画像を撮像した撮像部との間の距離が短いほうの撮像部が撮像した画像を参照画像として選択する、
ことを特徴とする請求項２に記載の計測装置。
【請求項４】
上記画像選択部は、上記対象点の位置に写された被写体のエッジ方向に応じて、上記少なくとも３つの撮像部がそれぞれ撮像した画像のうち、２枚の画像を選択する、
ことを特徴とする請求項１から３の何れか１項に記載の計測装置。
【請求項５】
上記画像選択部は、上記エッジ方向とは異なる方向に沿って配置された少なくとも２つの撮像部によって撮像された画像を選択する、
ことを特徴とする請求項４に記載の計測装置。
【請求項６】
上記少なくとも３つの撮像部と、
上記位置情報算出部が算出した位置情報を参照して、上記対象点に関する計測を行う計測部と、
をさらに備えることを特徴とする請求項１〜５の何れか１項に記載の計測装置。
【請求項７】
ステレオ方式によって画像を撮像する少なくとも３つの撮像部がそれぞれ撮像した画像に共通して含まれる領域内に設定された対象点の状態に応じて、上記少なくとも３つの撮像部がそれぞれ撮像した画像のうち、２枚の画像を選択する画像選択ステップと、
上記画像選択ステップにおいて選択された２枚の画像を参照することによって、上記対象点の三次元上の位置を示す位置情報を算出する位置情報算出ステップと、
を含むことを特徴とする計測方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、画像に設定された対象点の三次元上の位置を算出する計測装置、および画像に設定された対象点の三次元上の位置を算出する計測方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
複数のカメラを用いて計測対象の被写体を撮影し、画像に含まれる被写体までの距離、被写体の高さや幅、面積等を計測する計測装置に関する技術が開発されている。この技術では、計測装置は、複数のカメラを用いて取得した画像から、実空間上の被写体の三次元上の位置を示す三次元位置情報を算出することによって、上述した距離、高さ、幅、または面積などの計測を行う。三次元位置情報は、三角測量の原理に基づくステレオ方式を利用して算出される。
【０００３】
ステレオ方式を用いた計測装置は、まず、複数のカメラのうち、基準カメラと呼ばれるカメラを用いて撮像した画像に含まれる特徴点について、基準カメラとは異なる参照カメラと呼ばれるカメラを用いて撮像した画像上において、上記特徴点に対応する対応点を求める。そして、計測装置は、上記特徴点の画像上の画素位置と、上記対応点の画像上の画素位置とのずれ量、すなわち視差値を算出する。算出された視差値と、カメラの焦点距離や基線長などの情報とから、計測装置は、カメラから特徴点位置にある被写体までの距離を算出することができる。したがって、複数のカメラを用いた計測技術では、視差値を高精度に算出することによって、特徴点位置にある被写体の位置を高精度に特定でき、カメラから特徴点位置にある被写体までの距離の計測精度（以下、測距精度とも呼ぶ）が向上し、それによって被写体の高さや幅等の計測精度も向上させることができる。そのため、視差値を高精度に算出する技術が開発されている。
【０００４】
例えば、特許文献１に記載の測距装置では、ステレオカメラで撮像した基準画像および比較画像に対して、各画像の小領域毎にシティブロック距離を算出する。そして、当該測距装置は、算出したシティブロック距離の画素単位の離散値が最少となる点を仮の対応点とし、仮の対応点に基づいて極小値の位置を特定する。このように、当該測距装置では、サブピクセル精度で位置を特定するため、視差値を高精度に算出できるとしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０００−２８３７５３号公報（２０００年１０月１３日公開）
【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、上述の特許文献１に記載の測距装置では、１画素精度で算出したシティブロック距離に誤差が含まれる場合には、サブピクセル精度で算出される値にも誤差が含まれるため、十分な精度の正しい視差値を得ることができない。例えば、測距装置から計測対象までの距離が遠いため、シティブロック距離の分解能が低い場合、或いは、計測対象の点がカメラの配置方向と平行な特徴を有する場合などに、当該測距装置では、１画素精度で算出されるシティブロック距離の誤差が大きくなってしまう。そのため、当該測距装置では、所望の計測精度による計測ができないという問題がある。
【０００７】
本発明は上記の点に鑑みてなされたものであり、その目的は、計測の対象となる対象点の状態に関わらず、従来に比べて高精度に当該対象点に関する計測が可能な技術を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記の課題を解決するために、本発明の一態様に係る計測装置は、ステレオ方式によって画像を撮像する少なくとも３つの撮像部がそれぞれ撮像した画像に共通して含まれる領域内に設定された対象点の状態に応じて、上記少なくとも３つの撮像部がそれぞれ撮像した画像のうち、２枚の画像を選択する画像選択部と、上記画像選択部が選択した２枚の画像を参照することによって、上記対象点の三次元上の位置を示す位置情報を算出する位置情報算出部と、を備える。
【０００９】
上記の課題を解決するために、本発明の一態様に係る計測方法は、ステレオ方式によって画像を撮像する少なくとも３つの撮像部がそれぞれ撮像した画像に共通して含まれる領域内に設定された対象点の状態に応じて、上記少なくとも３つの撮像部がそれぞれ撮像した画像のうち、２枚の画像を選択する画像選択ステップと、上記画像選択ステップにおいて選択された２枚の画像を参照することによって、上記対象点の三次元上の位置を示す位置情報を算出する位置情報算出ステップと、を含む。
【発明の効果】
【００１０】
本発明の一態様によれば、計測の対象となる対象点の状態に関わらず、従来に比べて高精度に当該対象点に関する計測が可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の実施形態１に係る計測装置の概略構成を示す機能ブロック図である。
【図２】本発明の実施形態１における各撮像部の三次元上の配置を示す図である。
【図３】本発明の実施形態１に係る計測装置の処理の流れを示すフローチャートである。
【図４】ステレオ方式によって算出される視差値と撮像部から被写体までの距離との相関を示すグラフである。
【図５】図２に示した各撮像部の位置関係を真上から俯瞰した図である。
【図６】本発明の実施形態１に係る計測装置において、ステレオ方式によって算出される撮像部から被写体までの距離と、距離誤差と、撮像部の基線長との関係を示すグラフである。
【図７】本発明の実施形態１に係る計測装置が４台の撮像部を備える場合に、各撮像部の位置関係を真上から俯瞰した図である。
【図８】本発明の変形例１に係る計測装置において、ステレオ方式によって算出される撮像部から被写体までの距離と、距離誤差と、撮像部の基線長との関係を示すグラフである。
【図９】本発明の実施形態２における各撮像部の三次元上の配置を示す図である。
【図１０】本発明の実施形態２における被写体分析部が実行するエッジ検出処理を示す図である。
【図１１】本発明の変形例２における各撮像部の三次元上の配置を示す図である。
【図１２】本発明の実施形態３における各撮像部の三次元上の配置を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明の実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。なお、各図における表現は理解しやすいように誇張して記載しており、実際とは異なる場合がある。
【００１３】
〔実施形態１〕
図１は、本発明の実施形態１に係る計測装置１の概略構成を示す機能ブロック図である。本実施形態に係る計測装置１は、撮像した画像に含まれる計測点（対象点）の三次元上の位置を算出でき、当該計測点の三次元上の位置に基づいて算出可能な長さ、面積などを計測する装置である。「計測点の三次元上の位置」とは、実空間上の三次元位置（座標）のことを示す。
【００１４】
計測装置１は、図１に示すように、撮像部１０、撮像部１１、および撮像部１２と、入力部２０と、画像処理部３０と、表示部４０と、を備える。
【００１５】
撮像部１０、撮像部１１、および撮像部１２は、ステレオ方式によって画像を撮像する機能を備えている。各撮像部はそれぞれ、図示しないレンズモジュールなどの光学系と、ＣＣＤ（Ｃｈａｒｇｅ  Ｃｏｕｐｌｅｄ  Ｄｅｖｉｃｅ）やＣＭＯＳ（Ｃｏｍｐｌｅｍｅｎｔａｒｙ  Ｍｅｔａｌ  Ｏｘｉｄｅ  Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）などのイメージセンサを備えている。また、各撮像部はそれぞれ、アナログ信号処理部やＡ／Ｄ（Ａｎａｌｏｇ／Ｄｉｇｉｔａｌ）変換部などをさらに備え、イメージセンサからの信号を画像として出力する。
【００１６】
また、各撮像部の配置について、図２を用いて説明する。図２は、本発明の実施形態１における各撮像部の三次元上の配置を示す図である。各撮像部は、図２に示すように撮像部１０を基準としてＸ軸方向（水平方向）に光軸が略平行となるように配置されている。各撮像部は少なくとも一部の共通する領域（以下、共通領域と称する）を撮像できるように配置され、図２では各撮像部が少なくとも被写体ａが存在する領域を共通領域として撮像している様子が示されている。また、図２に示すＺ軸は、撮像部１０の光軸と一致し、また、撮像部１０から被写体に向かう方向を表している。Ｙ軸はＸ軸およびＺ軸に直交する方向（図２における下方向）である。
【００１７】
以下の説明では、撮像部１０を、計測の基準である基準撮像部、撮像部１１、撮像部１２をそれぞれ参照撮像部１、参照撮像部２と称する。また、基準撮像部によって撮像された画像を基準画像、参照撮像部１、参照撮像部２によって撮像された画像をそれぞれ参照画像１、参照画像２と称する。
【００１８】
なお、本実施形態では、例として、各撮像部が同一の構成を備える場合について説明する。しかしながら、ステレオ方式によって各撮像部が共通領域を撮像し、各撮像部によって撮像された各画像において、画素間の対応を取ることが可能であれば、解像度や画角などが異なる撮像部を用いても構わない。
【００１９】
また、各撮像部は外部トリガなどによって同期して、同時に撮像することができるものとする。ただし、計測対象が動かない静止物体の場合には、各撮像部が厳密に同期されていなくてもよい。
【００２０】
入力部２０は、ユーザの入力を受け付け、受け付けた入力を示す入力情報を出力する。入力部２０は、例えば、マウスやキーボードなどの入力装置によって実現可能である。また、入力部２０が受け付ける入力の例として、後述する表示部４０が表示した画像上において、計測点をユーザが指定する旨の入力が挙げられる。なお、入力部２０は、表示部４０に組み込まれたタッチパネルなどであっても構わない。入力部２０がタッチパネルの場合、表示部４０を抵抗膜方式や静電容量方式などといった一般的なタッチパネルとすることによって、表示部４０と入力部２０とを１つの装置として実現することができる。これにより、ユーザは表示部４０に表示された画像にタッチすることにより、計測点を指定するなどの操作が可能となる。
【００２１】
画像処理部３０は、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ）などのプロセッサや、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｍｅｍｏｒｙ）などの主記憶装置などを備え、記憶装置に格納されたプログラムを実行して処理を行う処理装置である。また、画像処理部３０は、ＦＰＧＡ（Ｆｉｅｌｄ  Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ  Ｇａｔｅ  Ａｒｒａｙ）などのプログラム可能な集積回路、または画像処理部３０で行われる各処理を実行する集積回路を備えるハードウェアで実現してもよい。画像処理部３０は、図１に示すように、計測点指定部３１、被写体分析部（画像選択部）３２、視差値算出部３３、位置情報算出部３４、および計測値算出部（計測部）３５として機能する。
【００２２】
計測点指定部３１は、入力部２０が出力した入力情報に基づいて計測点を指定する。計測点指定部３１は、指定した計測点を示す計測点情報を出力する。
【００２３】
被写体分析部３２は、各撮像部が出力した画像と、計測点指定部３１が出力した計測点情報とに基づいて、計測点の状態（計測点の位置に写された被写体の情報）を分析する。なお、計測点の状態の具体例としては、計測装置１（計測装置１の基準撮像部）から計測点の位置に写された被写体までの実空間における距離や、計測点の位置に写された被写体の、画像上でのエッジの方向などが挙げられる。そして、被写体分析部３２は、分析結果に応じて参照画像を選択する。
【００２４】
視差値算出部３３は、被写体分析部３２が選択した参照画像と基準画像とを参照し、参照画像における計測点の位置と、基準画像における計測点の位置とのずれ量、すなわち視差値を算出する。
【００２５】
位置情報算出部３４は、視差値算出部３３が算出した視差値に基づいて、計測点の三次元上の位置を示す三次元位置情報を算出する。
【００２６】
計測値算出部３５は、位置情報算出部３４が算出した三次元位置情報に基づいて、計測点に関する計測を行う。
【００２７】
画像処理部３０は、計測値算出部３５が計測した結果を示す計測結果を、表示部４０に出力して表示する。また、画像処理部３０は、表示部４０に計測結果を出力して表示するとともに、または、表示部４０に計測結果を出力して表示する代わりに、外部装置、記憶装置などに計測結果を出力する構成であってもよい。
【００２８】
表示部４０は、例えば、液晶素子や有機ＥＬ（Ｅｌｅｃｔｒｏ  Ｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ）などを画素とする表示ディスプレイである。なお、計測装置１は、表示部４０を備えない構成であってもよい。具体的には、表示部４０は、テレビジョンディスプレイやＰＣ（Ｐｅｒｓｏｎａｌ  Ｃｏｍｐｕｔｅｒ）用モニタ、或いは、スマートフォンやタブレット端末等の携帯端末のディスプレイといった表示デバイスであってもよい。また、表示部４０は、上述したように、入力部２０が組み込まれたタッチパネルディスプレイであってもよい。
【００２９】
（計測装置１の処理手順）
続いて、図３を用いて計測装置１の処理手順（計測方法）を説明する。図３は、本発明の実施形態１に係る計測装置１の処理の流れを示すフローチャートである。
【００３０】
まず、計測装置１は、撮像部１０、撮像部１１、および撮像部１２がそれぞれ撮像した画像を取得する（ステップＳ１０１）。計測装置１は、撮像部１０、撮像部１１、および撮像部１２がそれぞれ撮像した画像のうち、撮像部１０が撮像した基準画像を、表示部４０に表示する（ステップＳ１０２）。ユーザは表示部４０に表示された基準画像を確認しながら、マウス等の入力部２０を用いて基準画像上で計測点を指定する。入力部２０は、計測点を指定する旨の入力を受け付けると、当該入力を示す入力情報を出力する。計測点指定部３１は、入力部２０が出力した入力情報に基づいて計測点を指定し、当該計測点を示す計測点情報を被写体分析部３２に出力する（ステップＳ１０３）。なお、計測点指定部３１が出力する計測点情報は、計測点の二次元上の位置を示す情報であり、より具体的には、基準画像上の二次元位置（座標）のことを示す。
【００３１】
次に、計測点指定部３１は、計測点の指定が終わったか否かを判定する（ステップＳ１０４）。計測点指定部３１は、計測点の指定が終わっていないと判定した場合（ステップＳ１０４：ＮＯ）、さらに他の計測点を指定するためにステップＳ１０３に戻る。
【００３２】
一方、計測点指定部３１が、計測点の指定は終わったと判定した場合（ステップＳ１０４：ＹＥＳ）、被写体分析部３２は、計測点における被写体の状態を分析する（ステップＳ１０５）。そして、被写体分析部３２は、分析結果に基づいて参照画像を選択する（ステップＳ１０６：画像選択ステップ）。
【００３３】
視差値算出部３３は、被写体分析部３２が選択した参照画像と基準画像とを参照し、計測点における視差値を算出する（ステップＳ１０７）。位置情報算出部３４は、視差値算出部３３が算出した視差値に基づいて、計測点の三次元上の位置を示す三次元位置情報を算出する（ステップＳ１０８：位置情報算出ステップ）。計測値算出部３５は、位置情報算出部３４が算出した三次元位置情報に基づいて、計測点間の長さ等の計測を行う（ステップＳ１０９）。
【００３４】
最後に、画像処理部３０は、計測値算出部３５が計測した結果を示す計測結果を、表示部４０や外部装置へと出力する（ステップＳ１１０）。計測結果は、例えば、表示部４０に表示した画像に重畳して表示されたり、外部装置に出力されたりする。以上の処理手順によって本実施形態に係る計測装置１は計測処理を行う。
【００３５】
続いて、各処理ステップの処理内容の詳細を説明する。
【００３６】
（ステップＳ１０４  計測点の指定が終わったか否かの判定）
計測点指定部３１は、入力部２０が出力した入力情報に応じて、計測点の指定が終了したか否かを確認する。例えば、入力部２０がマウスであって、左クリックを、計測点を指定する旨の入力、右クリックを、計測点の指定を終了する旨の入力とした場合について説明する。この場合、計測点指定部３１が取得した入力情報が右クリックされたことを示す場合、計測点指定部３１は、計測点の指定が終了したと判定する。また、表示部４０に計測点指定終了のアイコンを表示し、当該アイコンを、マウスを用いて選択する、或いは、キーボードによるキー操作によって、指定終了を指示する、といった構成であってもよい。
【００３７】
なお、ステップＳ１０４の処理は、ステップＳ１０８とステップＳ１０９の間や、ステップＳ１１０の後、などといったタイミングにおいて実行される構成であってもよい。
【００３８】
例えば、ステップＳ１０４の処理を、ステップＳ１０８とステップＳ１０９の間に行う場合、ステップＳ１０３において計測点が指定される度に、計測装置１は、ステップＳ１０５からステップＳ１０８までの処理を実行して三次元位置情報を算出する。その後、計測点指定部３１は、ステップＳ１０４において、計測点の指定が終わったか否かを判定する。計測点指定部３１が、計測点の指定は終わったと判定した場合、計測装置１は、ステップＳ１０９以降の処理を行う。
【００３９】
このようにすることで、計測装置１は、ユーザが次の計測点を指定するまでの間、指定された計測点の三次元位置情報を算出することができる。すなわち、計測装置１は、ユーザからの入力を待っている間に処理を行うので、効率的な計測処理が可能となる。
【００４０】
また、ステップＳ１１０の後にステップＳ１０４の処理を行う場合、計測装置１は、ステップＳ１０３において計測点が指定される度に、ステップＳ１０５からステップＳ１１０までの処理を実行して計測結果を出力する。
【００４１】
このとき、計測装置１は、出力する計測結果が、最初に指定された計測点のみに関する計測結果である場合、ステップＳ１０８において算出された三次元位置情報をそのまま出力してもよい。また、計測装置１は、出力する計測結果が、２番目に指定された計測点に関する計測結果である場合、ステップＳ１０９において２点間の距離を算出して出力してもよい。さらに、計測装置１は、出力する計測結果が３番目以降に指定された計測点に関する計測結果である場合、ステップＳ１０９において、指定された全ての計測点で囲まれる平面の面積や、指定された全ての計測点間の距離などを算出して出力してもよい。なお、ステップＳ１０９において実行される計測処理の詳細については、後述する。
【００４２】
このようにすることで、計測装置１は、ユーザが次の計測点を指定するまでの間に、前に指定された計測点の三次元情報を算出し、さらに指定された計測点の数に応じて計測処理を行う。したがって、ユーザは、計測点を指定する度に指定した計測点とその数に応じた計測結果を確認することができるので、計測装置１はユーザの利便性を向上させることができる。
【００４３】
（ステップＳ１０５  被写体の状態を分析）
まず、本実施形態における被写体分析部３２は、計測点における被写体の状態を分析するために、基線長が短い組み合わせである撮像部１０および撮像部１１によってそれぞれ撮像された基準画像および参照画像１を参照して、計測点における視差値をステレオ方式によって算出する。そして、被写体分析部３２は、算出した視差値に基づいて被写体の状態を分析する。
【００４４】
ここで、ステレオ方式について説明する。ステレオ方式では、まず、２つの撮像部を光軸が略平行となるように並べ、２つの撮像部で少なくとも一部の共通領域を撮像する。次に、得られた２つの画像間で画素の対応関係を求めて視差値を算出し、視差値を基に距離を算出するものである。ここで、２つの画像において画素の対応関係を求めることをステレオマッチングと呼ぶ。
【００４５】
ステレオマッチングでは、２つの画像のどちらか一方を基準画像に設定し、もう一方を参照画像に設定する。基準画像上における任意の注目画素について、参照画像上を走査することによって対応する画素を探索する。対応する画素を探索する走査方向は、２つの撮像部が配置されている方向と同一である。より具体的には、２つの撮像部が左右水平方向に配置されている場合、走査方向も水平方向である。また、２つの撮像部が上下垂直方向に配置されている場合、走査方向も垂直方向である。
【００４６】
対応画素の探索は、注目画素を中心としたブロック単位で行われ、ブロック内の画素値の絶対値差分の総和をとるＳＡＤ（Ｓｕｍ  ｏｆ  Ａｂｓｏｌｕｔｅ  Ｄｉｆｆｅｒｅｎｃｅ）を計算し、ＳＡＤの値が最小となるブロックを決定することで行われる。なお、ＳＡＤによる計算手法以外に、ＳＳＤ（Ｓｕｍ  ｏｆ  Ｓｑｕａｒｅｄ  Ｄｉｆｆｅｒｅｎｃｅ）やグラフカット、ＤＰ（Ｄｙｎａｍｉｃ  Ｐｒｏｇｒａｍｍｉｎｇ）マッチングといった計算手法を用いることも可能である。基準画像上の注目画素の位置と参照画像上の対応画素の位置との差分が視差値である。そのため、注目画素の位置を変化させながらステレオマッチングを繰り返すことによって、基準画像の各画素における視差値を算出できる。ただし、ステレオマッチングによって視差値を算出できるのは、共通領域に含まれる画素についてのみである。また、視差値と、当該視差値に基づいて算出される距離とは、式（１）によって相互に変換が可能である。
【００４７】
【数１】
2016217944.tif 000003
【００４８】
ここで、Ｄは視差値、Ｚは撮像部から被写体までの距離、ｆは撮像部の焦点距離、Ｂは２つの撮像部間の基線長、ｐは撮像部のもつイメージセンサのピクセルピッチである。
【００４９】
また、視差値と撮像部から被写体までの距離との相関について、図４を用いて説明する。図４は、ステレオ方式によって算出される視差値と撮像部から被写体までの距離との相関を示すグラフである。図４に示すグラフでは、横軸が撮像部から被写体までの距離、縦軸が視差値を表している。図４に示すように、距離と視差値とは反比例の関係であり、距離が近いほど視差値が大きく、距離が遠いほど視差値が小さくなる。同じ被写体を異なる距離から撮像した場合、距離が近いほど画像上の被写体の画素数が増えるため、より細かく視差値を算出可能となり視差分解能は高くなる。一般に、視差値は１画素精度などで離散的に算出されるため、式（１）で変換される距離も離散値となり、この離散値の間隔を距離分解能と呼ぶ。つまり、視差の分解能が高いほど、距離の分解能も高くなるので、ステレオ方式によって被写体までの距離を求める場合には、近距離の被写体ほどより高い分解能で距離を求めることができる。
【００５０】
また、基線長が長いほど視差値が大きくなるため、基線長が長いほど高い分解能で視差値を算出して距離を求めることができる。つまり、近距離の被写体ほど、また、基線長が長いほど、高い分解能で高精度に距離を算出することできる。ただし、撮像部の焦点距離が固定の場合、基線長が長くなると２つの撮像部によって撮影できる共通領域が狭くなり、近距離側の領域が計測範囲外となってしまう。また、基線長が長くなればステレオマッチングにおける走査範囲が広くなり、距離が近い被写体ほどステレオマッチングの処理量が増加するという特徴がある。
【００５１】
上記のステレオ方式により算出された視差値に基づき、被写体分析部３２は、計測点における被写体の状態を分析する。本実施形態の被写体分析部３２が行う分析とは、計測点における視差値と、予め設定しておいた視差閾値との大小関係を比較することであり、この結果を分析結果として出力する。
【００５２】
視差閾値の設定方法および被写体分析部３２の分析方法について図５および図６を参照して以下に説明する。図５は、図２に示した各撮像部の位置関係を真上から俯瞰した（Ｙ軸のマイナスからプラスの方向に見た）図である。図５では、各撮像部は、被写体ｂおよび被写体ｃを撮像している。Ｚ軸は撮像部１０の光軸方向であり、Ｚ座標の値は、撮像部１０から被写体までのＺ軸方向における距離を示している。
【００５３】
また、図５には、撮像部１０と撮像部１１の基線長Ｂ１、撮像部１０と撮像部１２の基線長Ｂ２、距離閾値ＺＴＨ、撮像部１０から計測点ＰｂまでのＺ軸方向における距離Ｚｂ、撮像部１０から計測点ＰｃまでのＺ軸方向における距離Ｚｃが示されている。距離閾値ＺＴＨ、距離Ｚｂ、距離Ｚｃを、式（１）に基づいて視差値に変換すると、それぞれ視差閾値ＤＴＨ、視差値Ｄｂ、視差値Ｄｃで表わされる。
【００５４】
ここで、距離閾値ＺＴＨとは、想定される計測対象被写体の撮像部からの距離や、必要とされる計測精度に応じて設定される値である。上述したように、設定した距離閾値ＺＴＨを、式（１）に基づいて視差値に変換することによって、視差閾値ＤＴＨを求めることができる。距離閾値の設定方法として、撮影条件によってあらかじめ設定したり、キーボードなどの入力装置を用いてユーザが手動で設定したりする方法が挙げられる。なお、視差閾値は、距離閾値を設定してから変換するのではなく、距離と視差分解能との関係などに基づいて視差閾値ＤＴＨを設定するようにしてもよい。
【００５５】
また、距離誤差について、図６を用いて詳細に説明する。図６は、本発明の実施形態１に係る計測装置１において、ステレオ方式によって算出される撮像部から被写体までの距離と、距離誤差と、撮像部の基線長との関係を示すグラフである。図６では、横軸がステレオ方式によって算出される撮像部から被写体までの距離、縦軸が距離誤差である。ここで、距離誤差とは、実際の距離と、算出された距離との誤差を表す値である。上述の通り、ステレオ方式では、距離が近いほど距離分解能が高くなるため、距離が近いほど距離誤差は小さくなる。
【００５６】
また、図６に示す曲線ＲＢ１は、基線長が基線長Ｂ１のときの距離と距離誤差との関係、曲線ＲＢ２は、基線長が基線長Ｂ２のときの距離と距離誤差との関係を表している。曲線ＲＢ１および曲線ＲＢ２から分かるように、基線長が長いほど、距離誤差は小さくなる。例えば、距離閾値ＺＴＨを図６に示すように設定した場合、基線長Ｂ１のときの距離誤差はＺＥＴＨとなる。これは、基線長Ｂ１のとき、距離ＺＴＨまで距離誤差ＺＥＴＨの精度で、撮像部から被写体までの距離を算出できることを表している。また、基線長Ｂ２のとき、距離誤差ＺＥＴＨの精度で、撮像部から距離Ｚ２の被写体まで計測可能であることを表している。
【００５７】
被写体分析部３２は、以上の方法によって設定された視差閾値ＤＴＨと、算出された計測点における視差値とを比較して、その大小関係を分析結果とする。後段のステップＳ１０６では、この大小関係に応じて最終的な視差値の算出に用いる参照画像を決定する。例えば、図５に示す位置関係の場合、計測点Ｐｂの分析結果は、「計測点Ｐｂにおける視差値Ｄｂは、視差閾値ＤＴＨ以上」である。また、計測点Ｐｃの分析結果は、「計測点Ｐｃの視差値Ｄｃは、視差閾値ＤＴＨ未満」となる。
【００５８】
なお、被写体分析部３２は、上記の分析を距離に基づいて行ってもよく、算出された計測点の視差値を変換した距離と、上記のように設定した距離閾値ＺＴＨとの大小関係を比較し、分析結果とする構成であってもよい。
【００５９】
なお、ステレオ方式によって算出される距離と距離誤差との関係は、使用する撮像部の焦点距離や画角、解像度、イメージセンサのピクセルピッチ、撮像部間の基線長などによって変化する。したがって、目標の精度となるようにハードウェア構成を決定してから距離閾値ＺＴＨを設定したり、或いは、決められたハードウェア構成に応じた目標精度の範囲で距離閾値ＺＴＨを設定したりすることが好ましい。
【００６０】
なお、ステップＳ１０５では、まず被写体分析部３２において視差値を算出したが、このときの視差値の算出は視差値算出部３３が行うようにしてもよい。この場合、まず、視差値算出部３３が、基線長が短い組み合わせである撮像部１０と撮像部１１とによって撮像された基準画像および参照画像１に基づいて視差値を算出し、その結果を被写体分析部３２に入力するようにすればよい。
【００６１】
（ステップＳ１０６  参照画像を選択）
被写体分析部３２は、ステップＳ１０５における分析結果に応じて最終的な視差値の算出に用いる参照画像を選択する。
【００６２】
ステップＳ１０５における分析結果が、「計測点における視差値は、視差閾値以上」である場合、被写体分析部３２は、参照画像１、すなわち、基線長が短い撮像部によって撮像された画像を選択する。一方、ステップＳ１０５における分析結果が、「計測点における視差値は、視差閾値未満」である場合、被写体分析部３２は、参照画像２、すなわち、基線長が長い撮像部によって撮像された画像を選択する。このように選択された参照画像と、基準画像とに基づいて、後段のステップＳ１０７において視差値が算出される。
【００６３】
なお、上述したように、ステップＳ１０５における分析結果は、算出された計測点の視差値から変換した距離と、距離閾値ＺＴＨとの大小関係であってもよい。この構成において、ステップＳ１０５における分析結果が、「算出された計測点における視差値を変換した距離は、距離閾値未満」である場合、被写体分析部３２は、参照画像１、すなわち、基線長が短い撮像部によって撮像された画像を選択する。一方、ステップＳ１０５における分析結果が、「算出された計測点における視差値を変換した距離は、距離閾値以上」である場合、被写体分析部３２は、参照画像２、すなわち、基線長が長い撮像部によって撮像された画像を選択する。
【００６４】
（ステップＳ１０７  視差値を算出）
視差値算出部３３は、ステップＳ１０６において選択された参照画像と基準画像とを参照し、ステレオ方式によって視差値を算出する。
【００６５】
図５に示す例の場合、計測点Ｐｂは基準画像と参照画像１に基づいて視差値が算出され、計測点Ｐｃは基準画像と参照画像２に基づいて視差値が算出される。つまり、計測点Ｐｂは、距離閾値ＺＴＨよりも近い距離にある被写体ｂ上に設定された計測点なので、基線長の短い撮像部の組合せによって視差値が算出される。一方、計測点Ｐｃは、距離閾値ＺＴＨよりも遠い距離にある被写体ｃ上に設定された計測点であるので、基線長の長い撮像部の組合せによって視差値が算出される。
【００６６】
このように、計測装置１は、撮像部から被写体までの距離に応じて、視差値を算出するために用いる参照画像を変更するので、撮像部から被写体までの距離に関わらず、高精度に視差値を算出することが可能となる。また、距離が近い被写体上の計測点のステレオマッチングにおいて、探索範囲が小さくなるので処理量を低減させることができる。
【００６７】
上記のステップＳ１０５からステップＳ１０７までの処理によって、計測装置１は、計測点毎に、撮像部から被写体までの距離に応じて参照画像を選択し、選択した参照画像を参照して視差値を算出し、後段の位置情報算出部３４へと出力する。
【００６８】
なお、ステップＳ１０６において、参照画像１が選択された場合、ステップＳ１０７では、視差値を算出する処理を行わずに、ステップＳ１０５において算出済みの視差値を最終的な値としてもよい。
【００６９】
また、ステップＳ１０５では、被写体分析部３２は、視差値を算出する分解能を１画素で算出し、ステップＳ１０７では、視差値算出部３３は、１画素以下の分解能で視差値を算出する構成であってもよい。この構成は、最終的な視差値を１画素以下の分解能で算出する場合でも、ステップＳ１０６における処理量を低減できるため好適である。
【００７０】
さらに、ステップＳ１０７において視差値算出部３３が視差値を算出する際、ステップ１０５において算出された視差値に基づいて探索範囲を設定してもよい。この構成は、視差値を算出する処理量を低減できるので、好適である。例えば、ステップＳ１０６において、被写体分析部３２が参照画像１を選択した場合、視差値算出部３３は、ステップ１０５において算出された視差値に基づいて、１画素以下の精度で視差値を算出する。一方、ステップＳ１０６において、被写体分析部３２が参照画像２を選択した場合、視差値算出部３３は、ステップ１０５において算出された視差値と、基線長Ｂ１および基線長Ｂ２の比に基づいた視差値に基づいて探索範囲を設定し、１画素以下の精度で視差値を算出する。
【００７１】
（ステップＳ１０８  三次元位置情報の算出）
位置情報算出部３４は、計測点指定部３１が出力した計測点情報と、視差値算出部３３が出力した視差値とに基づいて、計測点の三次元位置情報を算出する。位置情報算出部３４が計測点の三次元位置情報を算出する方法について、詳しく説明する。
【００７２】
ある計測点Ｐ１の視差値をＤＰ１、基準画像の二次元座標系における計測点Ｐ１の画素位置を示す二次元位置情報を（ｕＰ１，ｖＰ１）としたとき、三次元位置情報（ＸＰ１，ＹＰ１，ＺＰ１）は式（２）、（３）、（４）によって算出される。
【００７３】
【数２】
2016217944.tif 000004
【００７４】
ここで、ｕｃおよびｖｃはそれぞれ、基準画像の水平方向の中心画素位置と垂直方向の中心画素位置を表す。また、ｆは撮像部の焦点距離、Ｂは２つの撮像部間の基線長、ｐはイメージセンサのピクセルピッチを表す。なお、式（４）は式（１）と同様の式である。
【００７５】
上記のようにして、位置情報算出部３４は計測点の三次元位置情報を算出し、後段の計測値算出部３５に出力する。
【００７６】
（ステップＳ１０９  計測処理）
計測値算出部３５は、位置情報算出部３４によって算出された三次元位置情報に基づいて、２つの計測点間の長さや、複数の計測点を通りそれらの点で囲まれる平面の面積などを算出する。上述したように、計測値算出部３５が算出する計測値の種類は長さや面積に限られず、入力された計測点の三次元位置情報に基づいて算出可能であれば、どのような値であっても構わない。例えば、計測値算出部３５は、２つの計測点を通る直線と、当該２つの計測点と異なる他の計測点との距離を算出したり、直線と直線の成す角度や位置関係を算出したり、計測点群から近似平面を求め、近似平面と当該計測点群に含まれない他の計測点との距離を算出したりする構成であってもよい。これらは、三次元空間における点と点の関係など、公知の技術を用いて算出可能であり、詳細な説明は割愛する。
【００７７】
計測値算出部３５が算出する計測値の種類は、ユーザが入力部２０を用いて選択する構成であってもよい。例えば、表示部４０に計測値算出部３５が算出する計測値の種類を示すアイコンやリストを表示し、ユーザに、表示部４０を確認させながらマウスやタッチパネルを用いて選択させる構成が挙げられる。また、計測値算出部３５が算出する計測値の種類を、キーボードなどの入力装置を用いてユーザに選択させる構成であっても構わない。
【００７８】
ユーザに計測値の種類を選択させるタイミングは、ステップＳ１０３における計測点の指定時であってもよいし、ステップＳ１０４における、計測点の指定を終了するか否かを判定した後でもよい。しかしながら、ユーザに計測値の種類を選択させるタイミングは、計測点の指定以降であれば、いずれのタイミングにおいても選択可能な構成が望ましい。この構成により、例えば、ユーザが複数の計測点を指定した後、計測値算出部３５が算出する計測値の種類をユーザが切り替えることができるので、所望の計測値をユーザに提示することが可能となり、好適である。
【００７９】
また、ステップＳ１０４の説明において述べたように、計測装置１は、計測点の数に応じて自動的に種類を判別して計測値を算出するようにしてもよい。例えば、計測装置１は、計測点が１点のときには、指定された計測点の三次元位置情報を提示し、計測点が２点のときには、指定された２点間の距離を算出して出力する。さらに計測装置１は、計測点が３点のときには、指定された３点を通りそれらの点で囲まれる平面の面積を算出して出力する。このようにすることで、計測装置１は、ユーザに計測値の種類の選択を強いることなく、計測点を指定するだけで計測結果が出力されるので、利便性を向上させることが可能になる。
【００８０】
（ステップＳ１１０  結果出力）
画像処理部３０は、ステップＳ１０９において算出された計測結果を表示部４０や外部装置へと出力する。
【００８１】
計測値算出部３５が計測した計測結果を表示部４０に出力する場合、表示部４０に表示されている基準画像上に計測結果を重畳表示する。例えば、表示部４０に表示されている計測点の付近に、撮像部から当該計測点までの距離を重畳表示したり、２点の計測点を結ぶ線分とその長さを重畳表示したり、３点の計測点を通りそれらの点で囲まれる平面とその面積を重畳表示したりする構成が挙げられる。このとき、画像処理部３０は、計測結果ごとに色や線の太さなどを変化させて重畳表示することにより、計測点と計測結果との対応を分かり易く表示することも可能である。
【００８２】
また、画像処理部３０が表示部４０に計測値を表示している期間に計測値の種類が変更された場合、重畳表示する計測値を切り替えたり、さらに追加で変更後の計測値を重畳表示したりする構成であってもよい。この構成により、計測装置１は、指定された計測点に関する様々な計測結果を、ユーザに容易に確認させることが可能になる。さらに、指定された計測点が所望の位置とずれていた場合、或いは、計測値が所望の値と異なる場合などにおいても、計測装置１は、新たに計測点を指定することにより、新たな計測点に関する計測結果をユーザに提示できるため、ユーザの利便性を向上させることが可能になる。
【００８３】
また、画像処理部３０は、計測結果を、フラッシュメモリやハードディスクなどによって構成される記憶装置に出力して保存したり、外部装置に出力したりする構成であってもよい。
【００８４】
このように、本実施形態に係る計測装置１は、ステレオ方式によって画像を撮像する少なくとも３つの撮像部がそれぞれ撮像した画像に共通して含まれる領域内に設定された計測点の状態に応じて、上記少なくとも３つの撮像部がそれぞれ撮像した画像のうち、２枚の画像（１枚の基準画像および１枚の参照画像）を選択する。そして、計測装置１は、選択した２枚の画像を参照し、計測点の三次元上の位置を示す三次元位置情報を算出する。そのため、計測装置１は、計測点の状態に応じて、三次元位置を算出するために参照する画像を変更するので、従来に比べて高い精度で計測点に関する計測を行うことが可能となる。
【００８５】
また、計測装置１は、撮像部から計測点の位置に写された被写体までの実空間上の距離を計測点の状態として、上記距離が所定の値（距離閾値）以上である場合、基準画像と、基準画像を撮像した撮像部との間の距離、すなわち、基線長が長いほうの撮像部が撮像した画像を更に選択する。一方、計測装置１は、上記距離が所定の値（距離閾値）未満である場合、基準画像と、基準画像を撮像した撮像部との間の距離、すなわち、基線長が短いほうの撮像部が撮像した画像を更に選択する。そのため、計測装置１は、撮像部から計測点までの実空間上の距離が所定の値以上である場合、計測点の三次元位置を算出する際に誤差が小さくなるように、基線長の長い撮像部の組み合わせによって撮像された画像を選択する。そのため、計測装置１は、撮像部から計測点までの実空間上の距離に関わらず、従来に比べて高い精度で計測点に関する計測をすることができる。
【００８６】
また、計測装置１は、撮像した画像の補間処理や小数精度の推定処理などといった余計な処理を行うことなく、計測点の三次元位置を算出することができるので、従来に比べて処理量が削減され、高速に処理を行うことができる。
【００８７】
また、計測装置１は、撮像部から被写体までの距離が異なる複数の計測点に関する計測であっても、高い精度による計測結果をユーザに提供することができる。
【００８８】
さらに、計測装置１は、指定された計測点に関する計測結果をユーザに提示した後であっても、新たに計測点を指定することにより、当該新たな計測点に関する計測結果を、ユーザに提示することができる。そのため、計測装置１は、計測点と計測結果とを対応させてユーザに提示できるので、ユーザの利便性を向上させることができる。また、計測装置１は、計測値の種類に応じて計測結果を切り替えて表示することができるので、ユーザの利便性を向上させることができる。
【００８９】
なお、計測装置１において、撮像部、入力部２０、計測点指定部３１、計測値算出部３５、および表示部４０を備えない計測装置であっても、本実施形態に係る計測装置１と同様、高い精度で計測点に関する計測をすることができる。この場合、当該計測装置は、基準画像、参照画像１、および参照画像２をそれぞれ示す画像情報を取得する。そして、当該画像情報に、当該画像情報が示す画像を撮像した撮像部の情報（基線長など）を含めることにより、高い精度で計測点に関する計測をすることができる。
【００９０】
また、当該計測装置は、予め３台の撮像部がそれぞれ撮像した画像を示す画像情報を、フラッシュメモリなどの記憶装置に記憶し、当該記憶装置から画像情報を取得する構成であってもよい。
【００９１】
また、当該計測装置は、画像情報を、ＩＥＥＥ８０２．１１やＩＥＥＥ８０２．１５．１等の無線通信規格、或いは、ＵＳＢ（Ｕｎｉｖｅｒｓａｌ  Ｓｅｒｉａｌ  Ｂｕｓ）３．０やＩＥＥＥ８０２．３等の有線通信規格による通信を介して取得する構成であってもよい。この構成により、当該計測装置は、予め撮像された画像を用いた計測を行うことができる。
【００９２】
なお、本実施形態では、撮像部１０を基準撮像部として設定したが、基準撮像部は他の撮像部であっても構わない。例えば、撮像部１２を基準撮像部として設定してもよく、この場合、計測装置１は、撮像部１０および撮像部１１が撮像した画像をそれぞれ、参照画像２、参照画像１として、上記と同様の処理を行う構成であってもよい。なお、この場合、基準撮像部に対する参照撮像部の配置方向が逆になるため、ステレオマッチングにおける走査方向も逆になる。
【００９３】
また、計測装置１は、撮像部１１を基準撮像部として設定してもよい。この場合、基線長が短い組合せである撮像部によって撮像された画像を参照画像１、基線長が長い組合せである撮像部によって撮像された画像を参照画像２とする。この場合、ステレオマッチングにおける走査方向が左右で反対になる。
【００９４】
また、計測装置１が３台の撮像部を備え、基準撮像部と２台の参照撮像部とのそれぞれの基線長が固定されている場合、３台の撮像部のうち、中央の撮像部を基準撮像部とするよりも、左右どちらかの端にある撮像部を基準撮像部として設定する構成が好ましい。この場合、３台の撮像部が配置された計測装置１の全体の幅を小さくすることができる。したがって、計測装置１のサイズを小さくしたい場合には、撮像部１０または撮像部１２を基準撮像部とすることが望ましい。
【００９５】
〔変形例１〕
本実施形態に係る計測装置１は３台の撮像部を備えていたが、４台以上の撮像部を備える構成であってもよい。本変形例では、４台の撮像部を備える計測装置１ａについて説明する。計測装置１ａは、図１に示すブロック図にさらに撮像部を追加し、各撮像部が取得する画像を視差値算出部３３に入力する構成とする。
【００９６】
本変形例に係る計測装置１ａが備える撮像部の位置関係について、図７を用いて説明する。図７は、本発明の変形例１における４台の撮像部の位置関係を真上から俯瞰した（Ｙ軸のマイナスからプラスの方向に見た）図である。計測装置１ａでは、図７に示すように各撮像部が配置されており、撮像部１０によって撮像された画像を基準画像、撮像部１１、撮像部１２、および撮像部１３によって撮像された画像をそれぞれ参照画像１、参照画像２、および参照画像３とする。ここで、撮像部１３は、撮像部１２の外側に配置されているので、各基線長はＢ１＜Ｂ２＜Ｂ３の大小関係となる。
【００９７】
この構成における撮像部から被写体までの距離と距離誤差の関係について、図８を用いて説明する。図８は、本発明の変形例１に係る計測装置１ａにおいて、ステレオ方式によって算出される撮像部から被写体までの距離と、距離誤差と、撮像部の基線長との関係を示すグラフである。ここで、図８における曲線ＲＢ１、曲線ＲＢ２、および曲線ＲＢ３はそれぞれ、基線長がＢ１、Ｂ２、およびＢ３のときの撮像部から被写体までの距離と距離誤差の関係を示している。
【００９８】
上述したステップＳ１０５の説明と同様、距離閾値ＺＴＨ１を設定すると、このときの基線長Ｂ１の場合の距離誤差はＺＥＴＨ１２となる。また、基線長Ｂ２および基線長Ｂ３において、距離誤差が距離誤差ＺＥＴＨ１２となる距離はそれぞれ、Ｚ２とＺ３である。ここで、Ｚ２を距離閾値ＺＴＨ２とすると、図７に示すように、２つの位置において距離閾値を設定することができる。
【００９９】
この場合、上述したステップＳ１０５において、被写体分析部３２は、この距離閾値を視差閾値に変換して、計測点における視差値と２つの視差閾値との大小関係を比較する。そして、被写体分析部３２は、比較した結果に応じて、ステップＳ１０６において参照画像を選択する。図７に示す構成の場合、被写体分析部３２は、距離ＺＴＨ１までの近距離の被写体は参照画像１、距離ＺＴＨ１から距離ＺＴＨ２までの中距離の被写体は参照画像２、距離ＺＴＨ２から距離Ｚ３までの遠距離の被写体は参照画像３を選択する。そして、ステップＳ１０７において、視差値算出部３３は、基準画像と選択された参照画像とから視差値を算出する。
【０１００】
このように、本変形例に係る計測装置１ａは、備える撮像部の数が増えることにより、より細かく距離閾値を設定することができるため、より高い精度で計測点に関する計測を行うことができる。
【０１０１】
〔実施形態２〕
以下に、本発明の第２の実施形態について説明する。本実施形態に係る計測装置２では、被写体分析部３２は、計測点における被写体のエッジの向きを、計測点の状態として分析する。本実施形態に係る計測装置２は、図１に示した計測装置１の機能ブロック図と同様の構成であるため、各部の詳細な説明は省略する。
【０１０２】
（各撮像部の配置）
本実施形態における各撮像部の配置について、図９を用いて説明する。図９は、本発明の実施形態２における各撮像部の三次元上の配置を示す図である。各撮像部の配置は、図９に示すように、Ｌ字配置である。より具体的には、撮像部１１は、撮像部１０を基準としてＸ軸上の右方向に配置されている。また、撮像部１２は、撮像部１０を基準としてＹ軸上の上方向に配置されている。また、撮像部１０と撮像部１１の基線長は基線長Ｂ１ａであり、撮像部１０と撮像部１２との基線長は基線長Ｂ２ａである。各基線長の長さは測距精度が等しくなるように設定されている。
【０１０３】
なお、以下の説明では撮像部１０を基準撮像部、撮像部１１および撮像部１２をそれぞれ参照撮像部１および参照撮像部２と称する。また、撮像部１０、撮像部１１、および撮像部１２が撮像する画像をそれぞれ基準画像、参照画像１、および参照画像２と称する。
【０１０４】
（計測装置２の処理手順）
続いて、計測装置２の処理手順について説明する。計測装置２は、図３に示すフローチャートに従って処理を実行するが、ステップＳ１０５およびステップＳ１０６における詳細な処理は、上述した説明と異なる。そのため、ステップＳ１０５およびステップＳ１０６の詳細な処理について、以下に説明する。
【０１０５】
（ステップＳ１０５  被写体の状態の分析）
本実施形態におけるステップＳ１０５では、まず、被写体分析部３２は、入力された基準画像に含まれる計測点付近の領域に対してエッジ検出処理を行う。
【０１０６】
被写体分析部３２が実行するエッジ検出処理について、図１０を用いて以下に説明する。図１０は、本発明の実施形態２における被写体分析部３２が実行するエッジ検出処理を示す図である。また、図１０の（ａ）は、基準撮像部が被写体ｄを撮像した基準画像Ａである。また、図１０の（ａ）には、ユーザが指定し、被写体ｄ上に設定された計測点Ｐ２および計測点Ｐ３と、エッジを検出する範囲であるエッジ検出範囲ＫＰ２およびエッジ検出範囲ＫＰ３とが示されている。さらに、図１０の（ａ）には、紙面の下方向に破線の矢印で画像上のＹ軸、紙面の右方向に破線の矢印で画像上のＸ軸が示されている。
【０１０７】
被写体分析部３２は、まず、計測点Ｐ２および計測点Ｐ３の位置情報から、各計測点の周囲にエッジ検出範囲ＫＰ２およびエッジ検出範囲ＫＰ３を設定する。エッジ検出範囲は計測点を中心として、所定の画素数の範囲に設定される。例えば、エッジ検出範囲の横幅を基準画像Ａの水平解像度の１０分の１、エッジ検出範囲の高さを基準画像Ａの垂直解像度の１０分の１として、エッジ検出範囲の横幅と高さを設定する構成が挙げられる。なお、エッジ検出範囲の設定は、被写体のエッジが十分に範囲内に含まれるように設定される構成であれば、どのように設定しても構わない。
【０１０８】
次に、被写体分析部３２は、各計測点のエッジ検出範囲内において、エッジ検出処理を実行する。エッジ検出処理は、例えば、ラプラシアン（Ｌａｐｌａｃｉａｎ）フィルタ、ソーベル（Ｓｏｂｅｌ）フィルタ、キャニー（Ｃａｎｎｙ）フィルタなどの各種エッジ検出フィルタを用いたフィルタ処理で行われる。これらのエッジ検出手法は公知の技術であるので詳細な説明は割愛する。
【０１０９】
エッジ検出範囲ＫＰ２の拡大画像と、エッジ検出処理後のエッジ検出画像とを、図１０の（ｂ）に示す。また、エッジ検出範囲ＫＰ３の拡大画像と、エッジ検出処理後のエッジ検出画像とを、図１０の（ｃ）に示す。図１０の（ｂ）および図１０の（ｃ）に示すように、エッジ検出画像では、検出された被写体ｄのエッジ部分が白く、それ以外の平坦部分が黒く示されている。例えば、エッジ検出画像を８ビットのグレースケール画像とする場合には、エッジ強度が強い部分ほど画素値２５５に近い値となり、平坦な部分は画素値０に近い値として得られる。
【０１１０】
このように、被写体分析部３２はエッジ検出処理を行い、計測点毎にエッジ検出画像を生成する。次に被写体分析部３２は、生成したエッジ検出画像に基づいて、計測点における被写体の状態を分析する。上述したように、本実施形態では、被写体分析部３２は、計測点における被写体のエッジの向きを計測点の状態として分析するため、分析されたエッジの向きを示すエッジ情報を分析結果とする。
【０１１１】
（エッジの向きの分析）
ここで、図１０の（ａ）に示すＹ軸方向を垂直方向、Ｘ軸方向を水平方向とし、計測点における被写体のエッジが続く方向を、エッジの向きとする。この場合、図１０の（ａ）に示す基準画像Ａでは、計測点Ｐ２におけるエッジの向きは垂直方向であり、計測点Ｐ３におけるエッジの向きは水平方向である。このエッジの向きを以下の方法によって分析する。
【０１１２】
被写体分析部３２は、エッジ検出画像上における計測点の左右および上下それぞれの画素値を読取り、その変動の大きさに基づいてエッジの向きを決定する。例えば、ある計測点の基準画像上の画素位置を（ｕ，ｖ）とすると、左右方向の評価値Ｈ（ｕ，ｖ）は式（５）、上下方向の評価値Ｖ（ｕ，ｖ）は式（６）によって算出される。
【０１１３】
【数３】
2016217944.tif 000005
【０１１４】
ここで、ｒは画素の読取り範囲を表し、Ｉ（ｕ，ｖ）は画素位置（ｕ，ｖ）におけるエッジ画像の画素値を表す。また、ｒは、エッジ検出範囲の高さ未満かつ横幅未満の値であり、十分に被写体のエッジ範囲が含まれる画素数で設定される。被写体分析部３２は、式（５）および式（６）を用いて算出した評価値の大小関係を比較することによって、エッジの向きを決定する。具体的には、被写体分析部３２は、左右方向の評価値Ｈ（ｕ，ｖ）が大きければエッジの向きは垂直方向であり、上下方向の評価値Ｖ（ｕ，ｖ）が大きければエッジの向きは水平方向であるとする。
【０１１５】
例えば、図１０の（ｂ）に示すエッジ検出画像の場合、計測点Ｐ２では、左右方向の画素値の変動が大きいため、左右方向の評価値が大きくなる。したがって、計測点Ｐ２のエッジの向きは垂直と判定される。また、図１０の（ｃ）に示すエッジ検出画像の場合、計測点Ｐ３では、上下方向の画素値の変動が大きいため、上下方向の評価値が大きくなる。したがって、計測点Ｐ３のエッジの向きは水平と判定される。
【０１１６】
なお、被写体分析部３２は、エッジが斜め方向の場合、上記と同様の式によって評価することにより、エッジの向きを水平または垂直の何れかに決定する構成であってもよい。この構成により、被写体分析部３２は、エッジの向きが斜め方向であっても、水平および垂直の何れに近いのかを判定できる。
【０１１７】
なお、エッジの向きの評価値算出方法は式（５）および式（６）に限られず、エッジの向きが水平および垂直の何れであるか、或いは、水平および垂直の何れに近いのかを判定できれば、どのような評価値の算出方法であっても構わない。
【０１１８】
なお、エッジ検出画像におけるエッジ強度の表れ方は、エッジ検出の手法によって差異があるため、手法に合わせて最適な評価値の算出方法を決めることが望ましい。例えば、被写体分析部３２は、ソーベルフィルタを用いてエッジ検出処理を行う場合、フィルタの係数によって検出し易いエッジの方向がある。そこで、被写体分析部３２は、ソーベルフィルタを用いる場合、上記のエッジ検出時に、水平方向のエッジを検出するソーベルフィルタと、垂直方向のエッジを検出するソーベルフィルタとのそれぞれによるエッジ検出処理を行う。そして、被写体分析部３２は、左右方向の評価値は水平方向のエッジ画像から算出し、上下方向の評価値は垂直方向のエッジ画像で算出して、これらの評価値を比較すればよい。
【０１１９】
（ステップＳ１０６  参照画像選択）
本実施形態におけるステップＳ１０６では、第１の実施形態におけるステップＳ１０６と同様に、被写体分析部３２は、ステップＳ１０５における分析結果に基づいて参照画像を選択する。より具体的には、ステップＳ１０５の分析結果が「計測点におけるエッジの向きは垂直方向」であった場合、被写体分析部３２は、参照画像１、すなわち、水平方向に配置された撮像部の組合せの画像を選択する。また、ステップＳ１０５の分析結果が「計測点におけるエッジの向きは水平方向」であった場合、被写体分析部３２は、参照画像２、すなわち、垂直方向に配置された撮像部の組合せの画像を選択する。
【０１２０】
（ステレオ方式の課題）
ステレオ方式では、２台の撮像部を配置した方向に平行に存在する特徴点は、視差値の算出精度が低下するという課題がある。これは、基準画像上の特徴点と似た点が、参照画像上の走査方向のライン上に複数存在することによって、誤った対応点を検出してしまうためである。例えば、水平方向に撮像部を配置した場合における、水平方向に延びるエッジの特徴点などがこれに該当する。そこで、本実施形態では、被写体のエッジ方向と撮像部の配置関係を考慮して、水平方向のエッジの場合は垂直方向の配置の撮像部を用い、垂直方向のエッジの場合は水平方向の配置の撮像部を用いて視差値を算出することより、上記課題を解決することができる。
【０１２１】
そのため、視差値算出部３３は、図１０の（ａ）に示す基準画像Ａの場合、計測点Ｐ２におけるエッジの向きは垂直方向なので、水平方向に配置されている撮像部（撮像部１０および撮像部１１）によって撮像された基準画像および参照画像１に基づいて視差値を算出する。また、計測点Ｐ３におけるエッジの向きは水平方向なので、視差値算出部３３は、垂直方向に配置されている撮像部（撮像部１０および撮像部１２）によって撮像された基準画像および参照画像２に基づいて視差値を算出する。
【０１２２】
このように、本実施形態に係る計測装置２は、計測点における被写体のエッジの向きに応じて、参照する画像を選択する。そのため、計測装置２は、ステレオ方式において、誤った対応点を検出するという問題を解決することができるため、計測点に関する計測を、従来に比べて高い精度で行うことができる。
【０１２３】
なお、撮像部の配置は図９に示した配置に限られない。例えば、撮像部１１を撮像部１０の左側に配置してもよいし、撮像部１２を撮像部１０の下側に配置してもよい。配置位置を変更した場合はステレオマッチングの走査方向を変更することにより、上記と同様の方法を用いて処理が可能である。
【０１２４】
また、上記の説明では、２つの基線長Ｂ１ａおよび基線長Ｂ２ａの長さを、測距精度が等しくなるように設定したが、測距精度が異なるように各撮像部を配置してもよい。この場合、計測点における被写体のエッジ方向が異なると測距精度も異なってしまう。そのため、例えば、測距精度が低い組み合わせの撮像部によって撮像された画像を選択する場合であっても、目標精度を達成できるようにハードウェア構成や基線長を設定する必要がある。
【０１２５】
また、本実施形態においても、計測装置２における撮像部、入力部２０、計測点指定部３１、計測値算出部３５、および表示部４０を備えない計測装置であっても、本実施形態に係る計測装置２と同様、高い精度で計測点に関する計測をすることができる。
【０１２６】
〔変形例２〕
本実施形態に係る計測装置２は３台の撮像部を備えていたが、４台以上の撮像部を備える構成であってもよい。本変形例では、４台の撮像部を備える計測装置２ａについて説明する。計測装置２ａは、図１に示すブロック図にさらに撮像部を追加し、各撮像部が取得する画像を視差値算出部３３に入力する構成とする。
【０１２７】
本変形例に係る計測装置２ａが備える撮像部の位置関係について、図１１を用いて説明する。図１１は、本発明の変形例２における各撮像部の三次元上の配置を示す図である。計測装置２ａでは、図１１に示すように、撮像部１０と撮像部１３とが右斜め方向になるように配置されている。そのため、ステレオマッチングの走査方向を、撮像部の配置方向と同じ右斜め上方向にして、視差値算出部３３は斜め方向の視差値を算出する。
【０１２８】
なお、視差値算出部３３が撮像部１０および撮像部１３で撮像された画像から視差値を算出するとき、撮像部の配置方向と同じ右斜め上方向の被写体エッジの視差算出精度は低くなる一方、右斜め下方向の被写体エッジの視差算出精度が高くなる。このように、斜め方向に配置された撮像部を用いる場合、ステップＳ１０５において、被写体分析部３２は被写体のエッジ方向を水平方向、垂直方向、斜め方向の３つで判定する構成にする。被写体分析部３２は、右斜め上方向の評価値Ｓ１（ｕ，ｖ）を下記の式（７）によって算出することができる。また、被写体分析部３２は、右斜め下方向の評価値Ｓ２（ｕ，ｖ）を下記の式（８）によって算出することができる。
【０１２９】
【数４】
2016217944.tif 000006
【０１３０】
なお、上記の評価値算出式では、画像の二次元座標系の各軸方向は、図１０の（ａ）に示したように、Ｙ軸は紙面の下方向、Ｘ軸は紙面の右方向として表している。
【０１３１】
図１１に示すように各撮像部を配置した場合、被写体分析部３２は、式（５）、式（６）、および式（７）の組合せによって算出された各評価値の大小関係を比較して、エッジ方向を判定する。ステップＳ１０６において、被写体分析部３２は３パターンのエッジ方向に応じて参照画像を選択して、視差値算出部３３は、ステップＳ１０７において視差値を算出する。例えば、斜め方向の評価値が最も大きくなれば、撮像部１３が撮像した参照画像３が選択され、基準画像と参照画像３とに基づいて視差値が算出される。
【０１３２】
このように、本変形例に係る計測装置２ａは、４台以上の撮像部を備え、かつ、斜め方向に配置された撮像部を備える。この構成により、計測装置２ａは、斜め方向のエッジを持つ被写体に設定された計測点であっても、高い精度で計測点に関する計測をすることができる。
【０１３３】
なお、撮像部の台数や配置方向は、計測対象の被写体のエッジの向きの傾向や、目標とする計測精度、計測装置のサイズ等を考慮して決定することが望ましい。
【０１３４】
〔実施形態３〕
以下に、本発明の第３の実施形態について説明する。本実施形態に係る計測装置３では、被写体分析部３２は、撮像部から計測点における被写体までの距離と、計測点における被写体のエッジの向きとの両方を、計測点における被写体の状態として分析する。
【０１３５】
計測装置３は、図１に示した計測装置１の機能ブロック図に加えて、撮像部１３と撮像部１４とをさらに備え、５台の撮像部を用いる構成である。各撮像部で取得される画像は被写体分析部３２に入力される。
【０１３６】
（各撮像部の配置）
５台の撮像部の配置について、図１２を用いて説明する。図１２は、本発明の実施形態３における各撮像部の三次元上の配置を示す図である。５台の撮像部はそれぞれ、計測装置１が備える撮像部と同様の構成のものを用いるが、各撮像部の配置は、図１２に示すようにＬ字型に配置する。
【０１３７】
図１２に示す配置関係は、図２に示した撮像部１０、撮像部１１、および撮像部１２の配置に加えて、さらにＹ軸上に撮像部１３および撮像部１４を配置したものである。計測装置３では、撮像部１０を基準撮像部、撮像部１１、撮像部１２、撮像部１３、および撮像部１４をそれぞれ参照撮像部１、参照撮像部２、参照撮像部３、および参照撮像部４と称する。また、基準撮像部によって撮像された画像を基準画像、参照撮像部１、参照撮像部２、参照撮像部３、および参照撮像部４によって撮像された画像を、それぞれ参照画像１、参照画像２、参照画像３、および参照画像４と称する。また、基準撮像部と各参照撮像部との基線長はそれぞれ、図１２に示すように、Ｂ１ｂ、Ｂ２ｂ、Ｂ３ｂ、Ｂ４ｂで表され、Ｂ１ｂ＜Ｂ２ｂ、Ｂ３ｂ＜Ｂ４ｂの大小関係となっている。また、基線長Ｂ１ｂの組合せの測距精度と基線長Ｂ３ｂの組合せの測距精度が等しく、基線長Ｂ２ｂの組合せの測距精度と基線長Ｂ４ｂの組合せの測距精度が等しくなるように、各基線長が設定されている。
【０１３８】
本実施形態における被写体分析部３２は、実施形態１におけるステップＳ１０５の処理と、実施形態２におけるステップＳ１０５の処理の両方を行うことによって、撮像部から被写体までの距離と、エッジ情報の両方を用いて被写体の状態分析を行う。
【０１３９】
（計測装置３の処理手順）
続いて、計測装置３の処理手順を説明する。計測装置３は、図３に示すフローチャートに従って処理を実行するが、ステップＳ１０５およびステップＳ１０６における詳細な処理は、上述した説明と異なる。そのため、ステップＳ１０５およびステップＳ１０６の詳細な処理について、以下に説明する。
【０１４０】
（ステップＳ１０５  被写体の状態の分析）
本実施形態におけるステップＳ１０５では、まず、被写体分析部３２は、実施形態１におけるステップＳ１０５の処理を実行する。より具体的には、被写体分析部３２は、基線長が最も短い組み合わせの撮像部によって撮像された基準画像および参照画像を参照し、計測点指定部３１によって設定された計測点における視差値をステレオ方式によって算出する。
【０１４１】
例えば、被写体分析部３２は、図１２に示す例では、基線長が最も短い組み合わせである撮像部１０および撮像部１１（または、撮像部１０および撮像部１３）がそれぞれ撮像した基準画像および参照画像１（または、基準画像および参照画像３）を参照し、計測点における視差値を算出する。そして、被写体分析部３２は、算出した視差値と視差閾値との大小関係を比較し、撮像部から被写体までの距離に関する分析結果１を取得する。
【０１４２】
次に、被写体分析部３２は、実施形態２におけるステップＳ１０５の処理を実行する。より具体的には、被写体分析部３２は、エッジ検出処理を行い、計測点における被写体のエッジの向きを検出する。そして、被写体分析部３２は、検出したエッジの向きを示す分析結果２を取得する。
【０１４３】
（ステップＳ１０６  参照画像選択）
本実施形態におけるステップＳ１０６では、上述の実施形態におけるステップＳ１０６と同様に、被写体分析部３２は、ステップＳ１０５における分析結果に基づいて参照画像を選択する。ここで、ステップＳ１０５では、被写体分析部３２は、分析結果１および分析結果２を取得している。そのため、分析結果１および分析結果２に基づいて参照画像を選択する。
【０１４４】
より具体的には、まず、被写体分析部３２は、分析結果１に基づいて、撮像部の組み合わせを選択する。例えば、分析結果１が、「計測点における視差値は視差閾値以上」であった場合は、被写体分析部３２は、「基線長が短い撮像部の組み合わせ」を選択する。一方、分析結果１が、「計測点における視差値は視差閾値未満」であった場合は、被写体分析部３２は、「基線長が長い撮像部の組み合わせ」を選択する。被写体分析部３２が分析結果１に基づいて選択した結果を選択結果１と称する。
【０１４５】
次に、被写体分析部３２は、分析結果２に基づいて、撮像部の配置方向を選択する。例えば、分析結果２が、「計測点におけるエッジの向きは垂直方向」であった場合、被写体分析部３２は、「水平方向」を選択する。一方、分析結果２が、「計測点におけるエッジの向きは水平方向」であった場合、被写体分析部３２は、「垂直方向」を選択する。被写体分析部３２が分析結果２に基づいて選択した結果を選択結果２と称する。
【０１４６】
最後に、被写体分析部３２は、選択結果１および選択結果２に基づいて参照画像を選択する。例えば、選択結果１が「基線長が短い撮像部の組み合わせ」であり、選択結果２が「水平方向」であった場合、被写体分析部３２は、撮像部１１によって撮像された参照画像２を選択する。また、選択結果１が「基線長が短い撮像部の組み合わせ」であり、選択結果２が「垂直方向」であった場合、被写体分析部３２は、撮像部１３によって撮像された参照画像３を選択する。このように、被写体分析部３２は、選択結果１および選択結果２の組み合わせに応じて、４つの参照画像から１つの参照画像を選択する。
【０１４７】
このように、本実施形態に係る計測装置３は、撮像部から計測点における被写体までの距離と、計測点における被写体のエッジ方向に応じて、参照画像を選択する。そのため、計測装置３は、計測点における被写体までの撮像部からの距離、および、計測点における被写体のエッジ方向に関わらず、計測点に関する計測を高精度に行うことができる。
【０１４８】
なお、本実施形態の計測装置３では、図１２に示す各撮像部の配置について説明したが、これに限られるものではない。計測装置３では、撮像部の配置方向を左右反対、或いは、上下反対にしてもよいし、第２の実施形態と同様に斜め方向に配置しても構わない。そして、計測装置３は、配置方向の変更に応じてステレオマッチングの走査方向を変更すればよい。なお、斜め方向に撮像部を配置する場合、計測装置３は、実施形態２において説明した方法と同様の処理することによって、計測点における被写体が斜め方向のエッジを持つ場合であっても、視差値の算出精度を向上させることが可能となる。
【０１４９】
また、本実施形態の計測装置３は５台の撮像部を備えていたが、計測装置３は６台以上の撮像部を備える構成であってもよい。計測装置３が備える撮像部が増えた場合であっても、上述した実施形態において説明した方法を用いて、計測点の位置を算出し、計測することが可能である。計測装置３が備える撮像部を増やすことにより、撮像部から被写体までの距離によって変化する距離精度のばらつきをさらに低減させることが可能となる。また、計測装置３は、斜め方向に配置された撮像部を増やすことによって、斜め方向における視差値の算出精度を向上させることができる。
【０１５０】
〔ソフトウェアによる実現例〕
計測装置（計測装置１、計測装置１ａ、計測装置２、計測装置２ａ、および計測装置３）の制御ブロック（特に画像処理部３０）は、集積回路（Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ  Ｃｉｒｃｕｉｔ）等に形成された論理回路（ハードウェア）によって実現してもよいし、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ）を用いてソフトウェアによって実現してもよい。
【０１５１】
後者の場合、上記計測装置は、各機能を実現するソフトウェアであるプログラムの命令を実行するＣＰＵ、上記プログラムおよび各種データがコンピュータ（またはＣＰＵ）で読み取り可能に記録されたＲＯＭ（Ｒｅａｄ  Ｏｎｌｙ  Ｍｅｍｏｒｙ）または記憶装置（これらを「記録媒体」と称する）、上記プログラムを展開するＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｍｅｍｏｒｙ）などを備えている。そして、コンピュータ（またはＣＰＵ）が上記プログラムを上記記録媒体から読み取って実行することにより、本発明の目的が達成される。上記記録媒体としては、「一時的でない有形の媒体」、例えば、テープ、ディスク、カード、半導体メモリ、プログラマブルな論理回路などを用いることができる。また、上記プログラムは、該プログラムを伝送可能な任意の伝送媒体（通信ネットワークや放送波等）を介して上記コンピュータに供給されてもよい。なお、本発明は、上記プログラムが電子的な伝送によって具現化された、搬送波に埋め込まれたデータ信号の形態でも実現され得る。
【０１５２】
〔まとめ〕
本発明の態様１に係る計測装置（１、１ａ、２、２ａ、３）は、ステレオ方式によって画像を撮像する少なくとも３つの撮像部（撮像部１０、撮像部１１、撮像部１２、撮像部１３、撮像部１４）がそれぞれ撮像した画像に共通して含まれる領域内に設定された対象点（計測点）の状態に応じて、上記少なくとも３つの撮像部がそれぞれ撮像した画像のうち、２枚の画像を選択する画像選択部（被写体分析部３２）と、上記画像選択部が選択した２枚の画像を参照することによって、上記対象点の三次元上の位置を示す位置情報を算出する位置情報算出部（位置情報算出部３４）と、を備える。
【０１５３】
上記の構成によれば、当該計測装置は、計測点の状態に応じて、三次元位置を算出するために参照する画像を変更するので、従来に比べて高い精度で計測点に関する計測をすることができる。
【０１５４】
本発明の態様２に係る計測装置において、上記態様１における上記画像選択部は、上記撮像部から上記対象点までの実空間上の距離に応じて、上記少なくとも３つの撮像部がそれぞれ撮像した画像のうち、２枚の画像を選択してもよい。
【０１５５】
上記の構成によれば、当該計測装置は、撮像部から計測点までの実空間上の距離に関わらず、従来に比べて高い精度で計測点に関する計測をすることができる。
【０１５６】
本発明の態様３に係る計測装置は、上記態様２において、上記画像選択部は、上記少なくとも３つの撮像部のうち何れかの撮像部が撮像した画像を基準画像として選択し、当該基準画像を撮像した撮像部から上記対象点の位置に写された被写体までの実空間における距離が、所定の値以上である場合、当該基準画像を撮像した撮像部以外の撮像部のうち、当該基準画像を撮像した撮像部との間の距離が長いほうの撮像部が撮像した画像を参照画像として選択し、上記実空間における距離が所定の値未満である場合、当該基準画像を撮像した撮像部以外の撮像部のうち、当該基準画像を撮像した撮像部との間の距離が短いほうの撮像部が撮像した画像を参照画像として選択してもよい。
【０１５７】
上記の構成によれば、撮像部から計測点までの実空間上の距離が遠い場合、基線長の長い撮像部によって撮像された画像を参照し、撮像部から計測点までの実空間上の距離が近い場合、基線長の短い撮像部によって撮像された画像を参照する。そのため、撮像部から計測点までの実空間上の距離に関わらず、従来に比べて高い精度で計測点に関する計測をすることができる。
【０１５８】
本発明の態様４に係る計測装置において、上記態様１〜３の何れかにおける上記画像選択部は、上記対象点の位置に写された被写体のエッジ方向に応じて、上記少なくとも３つの撮像部がそれぞれ撮像した画像のうち、２枚の画像を選択してもよい。
【０１５９】
上記の構成によれば、当該計測装置は、ステレオ方式における誤った対応点の検出を抑制できるため、計測点に関する計測を、従来に比べて高い精度で行うことができる。
【０１６０】
本発明の態様５に係る計測装置において、上記態様４における上記画像選択部は、上記エッジ方向とは異なる方向に沿って配置された少なくとも２つの撮像部によって撮像された画像を選択してもよい。
【０１６１】
上記の構成によれば、ステレオ方式における誤った対応点の検出を抑制できるため、計測点に関する計測を、従来に比べて高い精度で行うことができる。
【０１６２】
本発明の態様６に係る計測装置は、上記態様１〜５の何れかにおいて、上記少なくとも３つの撮像部と、上記位置情報算出部が算出した位置情報を参照して、上記対象点に関する計測を行う計測部（計測値算出部３５）と、をさらに備えてもよい。
【０１６３】
上記の構成によれば、上記態様１に係る計測装置を実現することができる。
【０１６４】
本発明の態様７に係る計測方法は、ステレオ方式によって画像を撮像する少なくとも３つの撮像部がそれぞれ撮像した画像に共通して含まれる領域内に設定された対象点の状態に応じて、上記少なくとも３つの撮像部がそれぞれ撮像した画像のうち、２枚の画像を選択する画像選択ステップと、上記画像選択ステップにおいて選択された２枚の画像を参照することによって、上記対象点の三次元上の位置を示す位置情報を算出する位置情報算出ステップと、を含む。
【０１６５】
上記の構成によれば、当該計測方法は、上記態様１に係る計測装置と同様の効果を奏する。
【０１６６】
本発明の各態様に係る計測装置は、コンピュータによって実現してもよく、この場合には、コンピュータを上記計測装置が備える各部（ソフトウェア要素）として動作させることにより上記計測装置をコンピュータにて実現させる計測装置の制御プログラム、およびそれを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体も、本発明の範疇に入る。
【０１６７】
本発明は上述した各実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能であり、異なる実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。さらに、各実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を組み合わせることにより、新しい技術的特徴を形成することができる。
【産業上の利用可能性】
【０１６８】
本発明は、ステレオ方式を用いて計測点に関する計測を行う計測装置に利用することができる。
【符号の説明】
【０１６９】
１、１ａ、２、２ａ、３  計測装置
１０、１１、１２、１３、１４  撮像部
２０  入力部
３０  画像処理部
３１  計測点指定部
３２  被写体分析部（画像選択部）
３３  視差値算出部
３４  位置情報算出部
３５  計測値算出部（計測部）
４０  表示部
【図１】
2016217944.tif 000007
【図２】
2016217944.tif 000008
【図３】
2016217944.tif 000009
【図４】
2016217944.tif 000010
【図５】
2016217944.tif 000011
【図６】
2016217944.tif 000012
【図７】
2016217944.tif 000013
【図８】
2016217944.tif 000014
【図９】
2016217944.tif 000015
【図１０】
2016217944.tif 000016
【図１１】
2016217944.tif 000017
【図１２】
2016217944.tif 000018