(57)【要約】【課題】  情報処理システム、情報処理装置、およびプログラムを提供すること。【解決手段】  対象物の運動を撮影して前記対象物の表示面での動きを映像化するシステム１００は、対象物の運動を撮影するための少なくとも２のカメラ１０１、１０２と、カメラ１０１、１０２が取得した対象物を含む画像を処理する画像データ処理部３０１と、所定距離で垂直方向に離間した複数の第１所定画像を、表示面の所定の位置に投影させる構成画像生成部３０２と、２の画像から取得した前記第１所定画像までの角度を使用して前記撮像手段の間の距離を計算する基線長計算部３０４とを含んでいる。【選択図】  図３
2017168067.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
投影装置によって投影した表示面を撮像することにより所定の対象物の座標位置を計測し、前記表示面へ前記対象物の軌跡を投影する情報処理システムであって、
前記対象物の画像を取得するための少なくとも２以上の撮像素子と、
前記撮像素子による撮像に基づいて前記画像の位置を特定する画像処理手段と、
第１の撮像素子と特定した前記画像の位置との角度と、第２の撮像素子と前記特定した前記画像の位置とのを角度とをそれぞれ算出する算出手段と、
前記算出手段によって算出したそれぞれの角度を使用して前記第１の撮像素子と前記第２の撮像素子との間の距離を計測する計測手段と
を含む、情報処理システム。
【請求項２】
前記情報処理システムは、三角測量によって前記画像の前記表示面の位置座標を取得し、前記撮像素子の間の距離は、三角測量における基線長である、請求項１に記載の情報処理システム。
【請求項３】
前記撮像素子は、さらに垂直方向に離間した第１所定画像と、水平の方向に離間した複数の第２所定画像を前記表示面の所定の位置に投影し、前記第１所定画像および前記第２所定画像から取得した前記対象物の位置を使用して前記２つの撮像素子の間の距離を計算する、請求項１または２に記載の情報処理システム。
【請求項４】
前記情報処理システムは、前記少なくとも２の撮像素子の前記表示面に対する水平位置が許容される以上にずれている場合、撮像素子の再設置を促す表示を投影する、請求項１〜３のいずれか１項に記載の情報処理システム。
【請求項５】
さらに、前記撮像素子の前記表示面に対する位置座標を決定する手段を含む、請求項１〜４のいずれか１項に記載の情報処理システム。
【請求項６】
前記撮像素子を前記表示面に対して所定の角度で固定する固定手段を含む、請求項１〜５のいずれか１項に記載の情報処理システム。
【請求項７】
投影装置によって投影した表示面を撮像することにより所定の対象物の座標位置を計測し、前記表示面へ前記対象物の軌跡を投影する情報処理装置であって、
前記対象物の画像を取得するための少なくとも２以上の撮像素子による撮像に基づいて前記画像の位置を特定する画像処理手段と、
第１の撮像素子と特定した前記画像の位置との角度と、第２の撮像素子と前記特定した前記画像の位置とのを角度とをそれぞれ算出する算出手段と、
前記算出手段によって算出したそれぞれの角度を使用して前記第１の撮像素子と前記第２の撮像素子との間の距離を計測する計測手段と
を含む、情報処理装置。
【請求項８】
前記情報処理装置は、さらに垂直方向に離間した第１所定画像と、水平の方向に離間した複数の第２所定画像を前記表示面の所定の位置に投影し、前記第１所定画像および前記第２所定画像から取得した前記対象物の位置を使用して前記２つの撮像素子の間の距離を計算する、請求項７に記載の情報処理装置。
【請求項９】
投影装置によって投影した表示面を撮像することにより所定の対象物の座標位置を計測し、前記表示面へ前記対象物の軌跡を投影する、情報処理装置実行可能なプログラムであって、前記プログラムは、情報処理装置を、
前記対象物の画像を取得するための少なくとも２以上の撮像素子による撮像に基づいて前記画像の位置を特定する画像処理手段、
第１の撮像素子と特定した前記画像の位置との角度と、第２の撮像素子と前記特定した前記画像の位置とのを角度とをそれぞれ算出する算出手段、
前記算出手段によって算出したそれぞれの角度を使用して前記第１の撮像素子と前記第２の撮像素子との間の距離を計測する計測手段
として機能させる、情報処理装置実行可能なプログラム。
【請求項１０】
前記プログラムは、さらに垂直方向に離間した第１所定画像と、水平の方向に離間した複数の第２所定画像を前記表示面の所定の位置に投影し、前記第１所定画像および前記第２所定画像から取得した前記対象物の位置を使用して前記２つの撮像素子の間の距離を計算する手段を含む、請求項９に記載のプログラム。
【請求項１１】
投影装置によって投影した表示面を撮像することにより所定の対象物の座標位置を計測し、前記表示面へ前記対象物の軌跡を投影する情報処理システムであって、
前記対象物の画像を取得するための少なくとも２以上の撮像素子と、
前記撮像素子による撮像に基づいて前記画像の位置を特定する画像処理手段と、
前記表示面に対して前記表示面を中心として放射状に延びる放射パターンを投影させ、前記撮像素子が撮影した前記放射パターンを指示体がトレースする軌跡を使用して、前記表示面の中心に対する前記撮像素子の角度を決定する制御手段と
を含む情報処理システム。
【請求項１２】
さらに、前記表示面に対して角度を変更した放射パターンを投影させるパターン選択手段を含む、請求項１１に記載の情報処理システム。
【請求項１３】
さらに、
第１の撮像素子と特定した前記画像の位置との角度と、第２の撮像素子と前記特定した前記画像の位置とのを角度とをそれぞれ算出する算出手段と、
前記算出手段によって算出したそれぞれの角度を使用して前記第１の撮像素子と前記第２の撮像素子との間の距離を計測する計測手段と
を含む、請求項１１または１２に記載の情報処理システム。
【請求項１４】
前記情報処理システムは、三角測量によって前記画像の前記表示面の位置座標を取得し、前記撮像素子の間の距離は、三角測量における基線長である、請求項１１〜１３に記載の情報処理システム。
【請求項１５】
前記情報処理システムは、さらに前記表示面に対する前記撮像素子の大局的なずれを校正するための手段を含む、請求項１１〜１４のいずれか１項に記載の情報処理システム。
【請求項１６】
投影装置によって投影した表示面を撮像することにより所定の対象物の座標位置を計測し、前記表示面へ前記対象物の軌跡を投影する情報処理装置であって、
少なくとも２以上の撮像素子が取得した前記対象物の画像に基づいて前記画像の位置を特定する画像処理手段と、
前記表示面に対して前記表示面を中心として放射状に延びる放射パターンを投影させ、前記撮像素子が撮影した前記放射パターンを指示体がトレースする軌跡を使用して、前記表示面の中心に対する前記撮像素子の角度を決定する制御手段と
を含む情報処理装置。
【請求項１７】
前記制御手段は、さらに前記表示面に対して角度を変更した放射パターンを投影させるパターン選択手段を含む、請求項１６に記載の情報処理装置。
【請求項１８】
さらに前記情報処理手段は、
第１の撮像素子と特定した前記画像の位置との角度と、第２の撮像素子と前記特定した前記画像の位置とのを角度とをそれぞれ算出する算出手段と、
前記算出手段によって算出したそれぞれの角度を使用して前記第１の撮像素子と前記第２の撮像素子との間の距離を計測する計測手段と
を含む、請求項１６または１８に記載の情報処理装置。
【請求項１９】
投影装置によって投影した表示面を撮像することにより所定の対象物の座標位置を計測し、前記表示面へ前記対象物の軌跡を投影するための情報処理装置実行可能なプログラムであって、前記情報処理装置と、
少なくとも２以上の撮像素子が取得した前記対象物の画像に基づいて前記画像の位置を特定する画像処理手段、
前記表示面に対して前記表示面を中心として放射状に延びる放射パターンを投影させ、前記撮像素子が撮影した前記放射パターンを指示体がトレースする軌跡を使用して、前記表示面の中心に対する前記撮像素子の角度を決定する制御手段、
前記表示面に対して角度を変更した放射パターンを投影させるパターン選択手段、
として機能させる、プログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、情報処理システム、情報処理装置およびプログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
これまで、プロジェクタやインタラクティブホワイトボードなど、電子ペンや指を使用したインタラクティブ機能を持ったシステムが知られている。このようなシステムでは、ペンや指の動きを検知して、投影画面との位置関係と関連付け動きの軌跡を捉えることで、ペンによる入力を可能にしている。この際、システムが、ペンや指の動きの検知を行うことが必要となる。ペンの位置座標を取得するために、カメラ２個を用いて画面の両頂点の２カメラの映像の中の輝点の角度から三角測量を使用してペンの表示面上での座標を求める技術は、既に知られている。
【０００３】
従来の２つのカメラを用いて、ペン(又は指)の座標を求める技術は、１辺の長さ（カメラ間の距離、すなわち基線長）が固定で、両頂点の２カメラの映像の中の輝点の角度から三角測量で座標を求める。この際にカメラ間の距離が既知であるかまた固定されているという前提が求められ、得られた角度を使用して位置座標を計算すると、投影画面上での座標が正しく得られないという問題があった。
【０００４】
また、その他の従来技術としては、ペンまたは指でタッチする位置を、投影画面の座標に合わせることで位置座標をキャリブレーションする技術も知られている。しかしながら、この技術は、ペンまたは指でタッチする絶対座標と、投影画面の絶対座標の位置を合わせるものであり、ペンまたは指でタッチする絶対座標がわかっていないとキャリブレーションできないという問題があった。
【０００５】
従来から、画像を使用した位置座標決定については知られており、例えば、特許第４８２０２８５号明細書（特許文献１）では、画像が表示されるタッチ表面を備えたタッチ表示面を有するタッチシステムにおいて、タッチ表示面座標系をディスプレイ座標系に自動的にマッピングする方法が記載されている。また、特許第４０３３５８２号明細書（特許文献２）には、各撮像素子の出力に基づいて各撮像素子上における指示物体の像の結像位置をそれぞれ求め、求めた各結像位置を利用して指示物体の位置座標を特定する点が記載されている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、カメラ間の距離が変動する場合であっても投影画面に対するペンや指といった対象物の絶対座標を算出する事を可能とし、校正処理およびカメラの設置性を向上する、情報処理システム、情報処理装置、およびプログラムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
すなわち、本発明によれば、
投影装置によって投影した表示面を撮像することにより所定の対象物の座標位置を計測し、前記表示面へ前記対象物の軌跡を投影する情報処理システムであって、
前記対象物の画像を取得するための少なくとも２以上の撮像素子と、
前記撮像素子による撮像に基づいて前記画像の位置を特定する画像処理手段と、
第１の撮像素子と特定した前記画像の位置との角度と、第２の撮像素子と前記特定した前記画像の位置とのを角度とをそれぞれ算出する算出手段と、
前記算出手段によって算出したそれぞれの角度を使用して前記第１の撮像素子と前記第２の撮像素子との間の距離を計測する計測手段と
を含む、情報処理システムが提供される。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、カメラ間の距離が変動する場合であっても投影画面に対するペンや指といった対象物の絶対座標を算出する事を可能とし、カメラの設置性を向上させ、校正処理を効率化する、情報処理システム、情報処理装置、およびプログラムを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本実施形態のプロジェクション・システム１００の概略図。
【図２】本実施形態の制御装置１０６のハードウェアブロック２００を示す図。
【図３】本実施形態のシステム１００の機能ブロック３００を示す図。
【図４】本実施形態において、カメラ１０１、１０２を使用して対象物が指示体１０４である場合にその特定の部分、例えば先端部の位置座標を取得する方法を説明する図。
【図５】図４に示した方法のフローチャート。
【図６】図５で説明したステップＳ５０１の校正処理のフローチャート。
【図７】第２実施形態を説明する幾何学配置を示す図。
【図８】第２の実施形態における校正処理のフローチャート。
【図９】第３実施形態における機能ブロック９００を示す図。
【図１０】第３実施形態の幾何学的配置を示した図。
【図１１】本実施形態において、基線長ａ′を校正する場合の処理のフローチャート。
【図１２】本実施形態で、カメラ１０１、１０２を取り付ける場合の取付け器具１２００の実施形態を示す図。
【図１３】第２の実施形態で角度補正を行うための校正画像として使用する放射パターン７０５を表示したシステム１３００の構成を示す図。
【図１４】ユーザが放射パターン７０５をトレースする場合の指示体１０４の先端の軌跡の実施形態を示す図。
【図１５】本実施形態による第２の校正処理についてのフローチャート。
【図１６】図１５で説明したステップＳ１５０４の先端の移動を評価する処理の詳細なフローチャート。
【図１７】本実施形態においてカメラ位置およびカメラ角度の大局的なずれを検出することを可能とするシステム１７００の概略図。
【図１８】図１７で説明したカメラＡ〜Ｄが撮影する画像を、表示面１０３の近傍を一部切り出して示した概念図。
【図１９】本実施形態の検出方法のフローチャート。
【図２０】本実施形態の第２の実施形態のシステム１３００の機能ブロック２０００を示す図。
【図２１】本実施形態においてカメラの角度を検出し、自動補正を行う処理のフローチャート。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、本発明を実施形態を以て説明するが、本発明は後述する実施形態に限定されるものではない。図１は、本実施形態のプロジェクション・システム１００の概略図である。図１に示すプロジェクション・システム（以下、単にシステム１００として参照する。）は、プロジェクタ(本実施形態における投影手段に相当する。）１０５と、プロジェクタ１０５が投影する映像を映す表示面１０３と、表示面１０３の画像を撮影する少なくとも２台の撮像手段として機能するカメラ１０１、１０２とを含んでいる。
【００１１】
カメラ１０１、１０２は、表示面１０３を指し示す指示体１０４といった対象物の特定点の先端の映像を取得する。プロジェクタ１０５は、カメラ１０１、１０２が取得した指示体１０４の先端部の映像を、表示面１０３に投影し、指示体１０４の先端部の軌跡をユーザが表示面に描画したように見せている。
【００１２】
さらに、図１に示すシステム１００は、画像データ処理装置１０７と、制御装置１０６とを含んでいる。画像データ処理装置１０７は、専らカメラ１０１、１０２の取得した画像を処理し、制御装置１０６に処理後の画像データを渡している。また、他の実施形態では、カメラ１０１、１０２が搭載する各種センサからの情報を処理し、制御装置１０６によるカメラ１０１、１０２が取得したセンサ情報を使用した画像解析を可能とする。なお、他の実施形態では、画像データ処理装置１０７の機能の全部または一部を、制御装置１０６の機能として実装することができる。さらに他の実施形態では、画像データ処理装置１０７の機能をカメラ１０１、１０２に実装することができ、特定の用途に応じて適宜、機能構成は変更することができる。
【００１３】
図２は、本実施形態の制御装置１０６のハードウェアブロック２００を示す。制御装置１０６は、パーソナル・コンピュータ、ワークステーションまたは専用の情報処理装置として実装することができる。制御装置１０６は、システムバス２０５により相互接続されたＣＰＵ２０１、ＲＡＭ２０２、ＲＯＭ２０３および通信装置２０４を含んで構成されている。システムバス２０５には、ＰＣＩ、ＰＣＩＥｘｐｒｅｓｓなどのバスブリッジを介してＩ／Ｏバス２０７が接続されている。
【００１４】
また、Ｉ／Ｏバス２０７には、適切なプロトコルを介して、表示装置２０８、ＨＤＤといった記憶装置２０９、カメラ２１０が接続されている。なお、カメラ２１０は、ＣＣＤ、ＣＭＯＳアレイなどの撮像素子を含み、撮像素子上に対象物の像を記録し、後続する処理のその情報を提供している。以下、本実施形態における撮像素子であるカメラ２１０が取得する情報は、その撮像素子が取得した撮像素子上の位置情報および色情報を意味する。図１に示すように、画像データ処理装置１０７を経由して接続することができる。さらに制御装置１０６は、ＶＧＡ、ＨＤＭＩ（登録商標）、ＵＳＢなどの適切なバスを介して投影装置２０６に接続され、映像を、表示面１０３に投影することを可能としている。
【００１５】
制御装置１０６が使用するＣＰＵとしては、より具体的には、例えば、ＰＥＮＴＩＵＭ（登録商標）〜ＰＥＮＴＩＵＭ  ＩＶ（登録商標）、ＡＴＯＭ(登録商標）、ＣＯＲＥ２ＤＵＯ（登録商標）、ＣＯＲＥ２ＱＵＡＤ（登録商標）、ＣＯＲＥｉ（登録商標）シリーズなどの他、ＰＥＮＴＩＵＭ（登録商標）互換ＣＰＵ、ＰＯＷＥＲ  ＰＣ（登録商標）、ＭＩＰＳなどを挙げることができる。
【００１６】
使用するオペレーティング・システム（ＯＳ）としては、ＭａｃＯＳ（商標）、Ｗｉｎｄｏｗｓ（登録商標）、ＵＮＩＸ（登録商標）、ＬＩＮＵＸ（登録商標）、ＣＨＲＯＭＥ（登録商標）、ＡＮＤＲＯＩＤ（登録商標）またはそれ以外の適切なＯＳを挙げることができる。さらに、制御装置１０６は、上述したＯＳ上で動作する、アセンブラ言語、Ｃ、Ｃ＋＋、Ｖｉｓｕａｌ  Ｃ＋＋、ＶｉｓｕａｌＢａｓｉｃ、Ｊａｖａ（登録商標）、Ｐｅｒｌ、Ｒｕｂｙなどのプログラミング言語により記述されたアプリケーション・プログラムを格納し、実行することができる。
【００１７】
制御装置１０６における各種処理は、制御装置１０６が実装するＣＰＵ２０１が、ＲＡＭ２０２や記憶装置２０９に記憶されている各種プログラムを実行することにより情報処理装置上に実現されるものである。なお、他の実施形態では上述した機能を、独立した回路（ハードウェア）で実現することもできる。
【００１８】
＜第１実施形態＞
図３は、本実施形態のシステム１００の機能ブロック３００を示す。なお説明およびデータフローの明確化の目的で、指示体１０４、カメラ１０１などのハードウェアも補足的に記載する。画像データ処理装置１０７は、画像データ処理部３０１を備え、当該画像データ処理部３０１は、本実施形態において画像データ処理手段に相当する。
【００１９】
画像データ処理部３０１は、カメラ１０１、１０２からの例えばＭｏｖｉｎｇＪＰＥＧなどのフォーマットの画像を受領して、制御装置１０６が処理可能な適切なフォーマットに変換するなどの処理を実行する。その後、画像データ処理装置１０７は、処理した画像データを制御装置１０６に送付する。画像データ処理装置１０７は、また他の実施形態では、フレーム画像から指示体１０４の先端の画像を抽出し、画像上での座標位置を決定する処理を行い、フレーム画像上での先端部の位置座標を制御装置１０６に渡す処理を実行することができる。
【００２０】
制御装置１０６は、校正画像生成部３０２と、画像情報処理部３０３と、基線長計算部３０４とを含んで構成することができる。校正画像生成部３０２は、本実施形態における第１および第２所定画像、すなわち校正画像を、投影させる手段に相当し、本実施形態に従い、少なくとも２つの所定画像を用意し、当該画像を表示させるべき画像上での位置を設定した校正画像を生成する。校正画像のために使用する画像は、○、◎、●、十字型、クロス、×、点など指示するべき位置を明確に指定できる種々の形状を使用することができ、ユーザに対して精度よく指示させるための表示面１０３における校正点を認識させることができる限り、その形状に制限はない。また表示させるべき位置座標は、生成した校正画像を表示面１０３上に正規に投影したときに、表示面１０３の中央、表示面１０３の上方の縁部中央とすることができる。第１実施形態で投影される構成画像は、本実施形態における第１所定画像に相当する。
【００２１】
他の実施形態では、表示面１０３の上方縁部の左右両端にさらに各１づつ校正のための画像を表示させることができる。なお、２以上の校正画像を表示させるのは、本実施形態において、カメラ１０１、１０２の設置位置が、表示面１０３の縁部に対してかならずしも正確に水平に設置されていない場合もあるためである。この場合、本実施形態では、両カメラ１０１、１０２の間の距離（以下、基線として参照する。）は、表示面１０３の縁部に対する傾斜を考慮する必要があるため、水平方向に離間した構成のための画像を表示させる。
【００２２】
画像情報処理部３０３は、本実施形態における本実施形態における画像処理手段および算出手段に相当し、指示体１０４への角度を計算して、三角測量により、表示面１０３上での指示体（本実施形態における対象物に相当する。）１０４の先端部の表示面上での座標位置を認識する処理を、フレーム画像ごとに行う。なお、画像データ処理部３０１がフレーム画像ごとの先端部の位置座標を計算する実施形態では、この処理は必要とされない。その後、画像情報処理部３０３は、認識した先端部の位置座標に対応して、設定された色、大きさなどの属性を有する画素を配置し、指示体１０４先端部の位置座標をマークする。この処理をフレーム画像ごとに実行することにより、指示体１０４の先端部の軌跡をトレースする画像が生成される
【００２３】
その後、制御装置１０６は、指示体１０４の先端部の軌跡を、例えば直前のフレーム画像と合成して表示させるべきビデオ画像を生成し、例えば適切な記憶手段を使用して形成する画像バッファ部３０６に格納する。なお、フレーム画像の作成については、これまで知られた種々の方法を使用して行うことができ、また本開示の要旨ではないので、これ以上の説明は省略する。
【００２４】
画像バッファ部３０６に蓄積されたビデオ画像は、例えばＶＧＡ、ＨＤＭＩ（登録商標）などの適切なフォーマットでプロジェクタ１０５に送付され、表示面の表示面１０３に投影される。表示面１０３と、ビデオ画像の中心および拡大率が一致していれば、指示体１０４の表示面１０３上の軌跡が、映像として表示されるため、表示面１０３上には、あたかも実際にホワイトボード上にマーカ・ペンで描いたような画像が生成される。
【００２５】
基線長計算部３０４は、本実施形態において、カメラ１０１、１０２の間の距離、すなわち三角測量に使用する基線長を計算する計測手段に相当する。基線長は、システム１００がいったん設置され、基線長が決定された後であっても、経時変化の校正や、配置を大きく変更した場合に測定することができる。このため、本実施形態では、システム１００の設置を容易にするとともに、長期間にわたり高品質の表示を提供することが可能となる。基線長計算部３０４の処理については、より詳細に後述する。
【００２６】
本実施形態の画像データ処理部３０１は、画像データ処理手段に相当し、校正画像生成部３０２は、校正画像生成手段に相当し、画像情報処理部３０３は、画像情報処理手段に相当し、基線長計算部３０４は、基線長計算手段に相当する。これらの各手段は、図２に示したＣＰＵ２０１が、プログラムをＲＡＭ２０２に読み込んでプログラムを実行することにより、情報処理装置を、対応する機能手段として機能させている。
【００２７】
図４は、本実施形態において、カメラ１０１、１０２を使用して対象物が指示体１０４である場合にその特定の部分、例えば先端部の位置座標を取得する方法を説明する図である。以下図４に示す各パラメータについてまず説明する。表示面１０３は、水平方向（横）および垂直方向（縦）に広がって設置され、横長さがａであり、縦長さがｂである。このパラメータは、制御装置１０６がその処理データとして保有する。
【００２８】
一方、カメラ１０１、１０２の見込み範囲は、横方向にａ′、縦方向にｂ′であり、少なくとも表示面１０３の全域をモニタできるように、それぞれ、ａ′≧ａ、ｂ′≧ｂとされる。ここで、長さｃ、長さｄは、表示面の水平位置の中央からそれぞれカメラ１０２、１０１までの距離であり、ａ＝ｃ＋ｄの関係が成立する。本実施形態において基線長とは、カメラ１０１、１０２の間の距離を言う。
【００２９】
角度θα、θβは、カメラ１０２、１０１が与える、表示面１０３の中心に表示される校正画像４０１の角度である。この角度は、いわゆる三角測量における基線に対する角度に相当する。また、角度θγ、θδは、表示面１０３の上縁に表示される第２校正画像４０２までの、それぞれカメラ１０２、１０１の第１撮像素子および第２撮像素子までの角度である。
【００３０】
基線長が予め決定され、不変の場合、少なくとも、カメラ１０１、１０２からの２つの角度例えば、θα、θβが得られれば、三角測量が可能である。しかしながら、三角測量は、基線長が既知であることを前提とする。システム１００を初期設置する場合はまず基線長を決定する必要がある。また、カメラ１０１、１０２の設置において、カメラ１０１、１０２が表示面１０３の水平方向に対してずれて設置される可能性もある。これらの状況では、基線長ａ′を、決定しなければ指示体１０４の注目点、例えば先端部の位置座標を有意に決定することができない。
【００３１】
本実施形態では、表示面１０３の縦横の長さが既知であることを利用して逆に基線長ａ′を三角測量を使用して決定する。以下、本実施形態における基線長ａ′の決定について説明する。なお、以下の処理は、本実施形態において基線長計算部３０４が実行する処理である。また、図４に示した実施形態では、カメラ１０１、１０２は、表示面１０３に対して水平であるものとして説明する。
【００３２】
図４に示す実施形態において、基地変数はａ、ｂである。そして、プロジェクタ１０５から、第１校正画像４０１を表示面１０３の座標（ａ／２、ｂ／２）に投影する。また、第２校正画像を、垂直位置が異なる表示面１０３の座標（ａ／２、０）の位置に投影する。なお、プロジェクタ１０５と表示面１０３との間のセッティングは、逆に第１校正画像４０１および第２校正画像４０２が、上述した位置座標となるように行うことで済む。なお、上記座標については便宜上、表示面１０３の上縁をｙ＝０として規定する。
【００３３】
この後、指示体１０４の先端で、第１校正画像４０１を触れ、その画像を、カメラ１０１、１０２で撮影する。これらの画像が、画像データ処理部３０１において処理され、基線長計算部３０４が角度θα、θβを取得する。その後、さらに第２校正画像についても同様に画像を取得し、基線長計算部３０４が各画像から角度θγ、θδを取得する。
【００３４】
このとき、図４に示した幾何学的配置において、ｃ、およびｄは、以下の通り決定することができる。
【００３５】
【数１】
2017168067.tif 000003
【００３６】
【数２】
2017168067.tif 000004
となる。なお、三角関数の公式を使用して上記式（２）を正弦および余弦で表すこともできる。
【００３７】
同様にｄは、以下の通り決定することができる。
【００３８】
【数３】
2017168067.tif 000005
【００３９】
【数４】
2017168067.tif 000006
【００４０】
上述した通り、ａ′＝ｃ＋ｄなので、基線長ａ′は、下記式（５）で与えられる。
【００４１】
【数５】
2017168067.tif 000007
【００４２】
上記のとおり、基線長ａ′が決定されれば、従来の三角測量を使用して表示面１０３上で指示体１０４によりポイントされた座標を取得することが可能となる。さらにその後、表示面１０３と投影画面との間で表示位置などの調整を行うことにより、本実施形態の校正方法を終了する。
【００４３】
図５は、図４に示した方法のフローチャートを示す。図５の処理は、ステップＳ５００から開始し、ステップＳ５０１でプロジェクタ１０５を起動する。ステップＳ５０１で校正画像を表示させて校正処理を実行する。ステップＳ５０３で校正結果を使用してカメラ間の距離を算出し、ステップＳ５０４では、これを使用して、表示面１０３に対するカメラ１０１、１０２の位置座標を計算する。
【００４４】
この理由は、カメラ１０１、１０２が表示面１０３から離れて設置されるため、カメラ１０１、１０２が計算した位置座標から表示面１０３上の位置座標を求めることが必要とされるためである。ステップＳ５０５では、表示面１０３と、投影画面との間の拡大率などをずれを調整して処理を終了する。なお、表示面１０３と、投影画面との間の位置合わせに関してはこれまで知られたいかなる方法を使用しても行うことができる。その後、ステップＳ５０６で校正処理を終了させる。
【００４５】
図６は、図５で説明したステップＳ５０１の校正処理のフローチャートである。図６の処理は、ステップＳ６００から開始し、図４で説明したように、ステップＳ６０１で第１校正画像４０１を投影する。ステップＳ６０２で、表示面上の第１校正画像４０１を指示体１０４でタッチし、当該画像からタッチポイントまでの角度を計算する。ステップＳ６０３で、第２校正画像４０２を投影する。ステップＳ６０４で、表示面上の第２校正画像４０２を指示体１０４でタッチし、当該画像からタッチポイントまでの角度を計算する。
【００４６】
ステップＳ６０５では、図４で説明した距離ｃ、ｄを、２つのタッチポイント間の距離および画像から取得した２つの角度をそれぞれ使用して計算する。その後ステップＳ６０６では、基線長ａ′をａ′＝ｃ＋ｄとして計算する。その後、計算した基線長ａ′を使用してカメラ座標を計算し、ステップＳ６０８で処理を図５のステップＳ５０４に渡し処理を終了する。以上の処理を使用して、本実施形態の基本的な校正処理が完了する。
【００４７】
システム１００を設置する場合、カメラ１０１、１０２が表示面１０３に対して独立して設置されるので、必ずしも正確に表示面１０３の上縁に対して平行が確保されるわけではない。また、設置環境によっては、いずれかのカメラを意図的にずらして設置せざるを得ない場合も想定される。以下に説明する第２実施形態は、カメラ１０１、１０２が表示面１０３に対して平行ではない、言い換えればカメラ１０１、１０２の設置が水平ではない場合に適用される校正方法である。
【００４８】
図７は、第２実施形態を説明する幾何学配置を示す。カメラ１０１、１０２は、その基線が表示面１０３に対して斜めに傾斜して設置されている。この結果、カメラ１０１、１０２間の距離である基線長を決定するためには、ｃ、ｄの他、距離ｅ、ｆを決定する必要がある。すなわち第２実施形態では、△｛ａ′（ｃ＋ｄ）（ｅ−ｆ）｝のうち、（ｃ＋ｄ）を、第１実施形態の方法により決定し、（ｅ−ｆ）を、第３校正画像および第４校正画像を使用して決定する。当該第３校正画像および第４校正画像が第２実施形態における第２所定画像に相当する。その後、三平方の定理を使用して基線長ａ′を決定する。
【００４９】
第１校正画像７０１および第２校正画像７０２は、図４で説明した第１の実施形態と同様にして決定する。また、第３校正画像７０３および第４校正画像７０４を、表示面１０３の上縁端部に投影する。そして第１校正画像７０１および第２校正画像７０２は、カメラ１０１に対してθβ、θδを与え、カメラ１０２に対して角度θυ、θζを与える。これらの値を使用してそれぞれ長さｄおよびｃが決定される。
【００５０】
一方、水平に配置された第３校正画像７０３および第４校正画像７０４は、角度θι、θδ、角度θη、θζを与える。第１実施形態と同様の三角関数の関係を適用し、決定されたｃ、ｄの値と、ｅ、ｆは下記式（６）の関係が成り立つ。
【００５１】
【数６】
2017168067.tif 000008
【００５２】
ｃ、ｄの値は、第１実施形態と同様にして決定されているので、上記式（６）を使用して基線長ａ′が決定できる。なお、上記校正画像を表示する位置は、座標が既知である限り特に制限はないが、図４および図７に示した位置に設定することで不要な計算を行うことなく、簡単な定式化で基線長ａ′を決定することができる。
【００５３】
図８は、第２の実施形態における校正処理のフローチャートを示す。図８の処理は、ステップＳ８００から開始し、ステップＳ８０１で、第１実施例と同様に第１、第２校正画像を投影する。ステップＳ８０２で、第１実施形態に従ってタッチポジションまでの、θα、θβ、θδ、θγ（それぞれ、第１、第２、第３、第４カメラ角度に相当する。）を決定する。
【００５４】
その後、ステップＳ８０３では、例えば第１角度θαおよび第２角度θβの差が設定した閾値以下であるか否かを判断する。これはカメラ１０１、１０２の設置角度が違いすぎると、視野角との関係で、表示面１０３上の画像を正確に取得できなくなくなる可能性も発生するためである。角度差が設定した閾値以下ではない場合（ｎｏ）、カメラ再設置を促す通知を、表示面１０３上に投影し、処理をステップＳ８１２に分岐させて終了する。
【００５５】
一方、角度差が設定した閾値以下の場合（ｙｅｓ）、ステップＳ８０５で第２校正画像７０２から水平方向の左にａ／２離れた第３の校正画像を投影し、ステップＳ８０６で、表示面１０３上の校正画像を指示体１０４でタッチし、当該タッチポジションまでの第５、第６角度（θι、θδ）を決定する。その後、ステップＳ８０７で第２校正画像から水平方向の右にａ／２離れた第４の校正画像を投影し、ステップＳ８０８で表示面１０３上の校正画像を指示体１０４でタッチし、当該タッチポジションまでの第７、第８角度（θι、θζ）を決定する。
【００５６】
ステップＳ８０９では、校正画像間の距離とカメラ画像の６つの角度とを使用してｃ、ｄ、ｅ、ｆの値を計算し、ステップＳ８１０で、カメラ間距離（基線長ａ′）を計算する。その後、ステップＳ８１１で基線長を、三平方の定理を使用してカメラ座標を計算し、処理を図５のステップＳ５０５に渡して処理を終了させる。
【００５７】
以上の処理によって、第２実施形態では、表示面１０３に対してカメラ１０１、１０２の高さ位置が水平であるか否かに関わらず、基線長ａ′およびカメラ座標を決定することができる。
【００５８】
以下、図９〜図１２を使用して第３実施形態について説明する。第３実施形態では、カメラ１０１、１０２の光学軸が変動する場合を含めて校正を可能とする実施形態である。図９は、第３実施形態における機能ブロック９００を示す。図９に示す機能ブロック９００は、図３と同様、説明の便宜上、指示体１０４、カメラ１０１、１０２などのハードウェアについても記載する。
【００５９】
図９に示す実施形態の機能ブロックのうち、角速度情報処理部９０２を除き、図３に示した機能ブロックと起動は同様である。図９に示す第３実施形態では、加速度センサ９０１が、例えばカメラ１０１、１０２に搭載される。加速度センサ９０１は、カメラ１０１、１０２の角度ずれを、角加速度を使用してモニタする。加速度センサ９０１の出力は、画像データ処理装置１０７の角速度情報処理部９０２に送られて、角速度情報処理部９０２は、角加速度の情報を記録し、カメラ１０１、１０２の角度変化を取得する。
【００６０】
角速度情報処理部９０２において、例えば、前回の補正からカメラ１０１、１０２の角度が設定した閾値以上回転していることが検出された場合、角速度情報処理部９０２は、回転角の情報を画像データ処理部９０３に渡し、カメラ１０１、１０２のカメラ主軸がずれている分、画像データを回転補正する。改変補正した後の画像データは、制御装置１０６に送られて、画像処理が行われ、基線長の決定などが実行される。
【００６１】
なお、角速度情報処理部９０２が閾値以上の回転を検出した場合、校正処理を行う前に、角度調整を行うように表示を投影することもできる。図１０は、第３実施形態の幾何学的配置を示した図である。加速度センサ９０１は、カメラ１０１、１０２の本体に内蔵されている。加速度センサ９０１は、カメラ１０１、１０２の継時的な回転をモニタして、画像データ処理装置１０７に送付する。画像データ処理装置１０７では、例えば、閾値以上の回転が検出された場合、当該回転角を制御装置１０６に通知し、指示体１０４のタッチポイントの座標を三角測量する際に使用する角度を補正するための補正情報として使用可能とする。
【００６２】
また、次回の校正処理においては、カメラ１０１、１０２の回転角を補正して基線長ａ′の決定処理を実行させることができる。図１１は、本実施形態において、基線長ａ′を校正する場合の処理のフローチャートを示す。図１１の処理は、ステップＳ１１００から開始し、ステップＳ１１０１で校正画像を表示面１０３に投影する。ステップＳ１１０２では加速度センサからの情報を使用して前回校正時から角度が閾値以上に変化している場合、各校正画像から得たカメラ角度を、回転角で補正する。
【００６３】
その後ステップＳ１１０３で基線長ａ′の計算を実行し、ステップＳ１１０４で、取得した基線長ａ′を使用してカメラ座標を計算し、処理を、図５のステップＳ５０５に渡し、ステップＳ１１０５で処理を終了する。図１１に示した実施形態によれば、システム１００のカメラ１０１、１０２が経時的に角度変化した場合でも、三角測量により適切な指示体１０４の表示面１０３上での位置座標を決定することが可能となる。
【００６４】
図１２は、本実施形態で、カメラ１０１、１０２を取り付ける場合の取付け器具１２００の実施形態を示す。図１２（ａ）が上面図であり、図１２（ｂ）が正面図である。図１２（ａ）に示すように、カメラ１２０２は、壁１２０１に対して本実施形態の固定手段である取付け器具１２０３を介して固定されている、カメラ１２０２は、矢線の方向にある表示面１０３を撮影する。取付け器具１２０３は、一端が壁１２０１に固定され、他端が、カメラ１２０２を保持している。取付け器具１２０３と、カメラ１２０２との間の固定は、螺子を使用し、カメラ１２０２の本体に形成した螺子穴に、取付け器具１２０３の雄ねじを螺合させて固定させることもできる。
【００６５】
その他、例えばカメラ１２０２の本体から取付けステーを伸ばし、取付け器具１２０３に形成した収容溝に取付けステーを嵌め込み、固定螺子で固定するなどの態様によってカメラを固定することができる。この際、カメラ１２０２の重心と、取付け器具１２０３のカメラ取り付け位置を、図１２（ｂ）の配置とすることで、カメラ１２０２が表示面方向に自動的に向くようにすることができる。なお図１２（ｂ）の「×」マーク１２０４は、カメラ１２０２の重心を示す。
【００６６】
例えば、このためには、螺子による螺合による場合、図１２（ｂ）の実施形態では、反時計回りにカメラ１２０２を回転させたときに、締まるように螺子を形成することができる。この実施形態の場合、重心が取付け器具１２０３の取り付け位置とずらされているので、カメラ１２０２は、常に螺子を締め付ける方向に力を加えるのでカメラ１２０２の取付けおよび固定が容易に行うことができる。さらに他の実施形態では、取付けステーと、収容溝とにそれぞれ対応して係合突条を形成し、カメラ１２０２の反時計周りの回転を突条で受け止めながら一定角度で回転を停止させる機構を設けることもできる。本実施形態によれば、カメラ１２０２の設置においてその取付け角度を気にすることなく効率的にカメラ設置を行うことが可能となる。
【００６７】
＜第２実施形態＞
以下、第２実施形態について説明する。第２実施形態は、カメラの設置角度を自動的に検出し、角度校正を行う実施形態である。図１３は、第２の実施形態で角度校正を行うための校正画像として使用する放射パターン７０５を表示したシステム１３００の構成を示す。校正画像としては、表示面１０３上の校正画像７０１〜７０４を使用する点では図７に示した実施形態と同様である。しかしながら、放射パターン７０５は、本実施形態では、単なるポイントではなく、表示面１０３の中心をして校正画像７０１と同心の放射状に延びたラインまたはライン集合として投影される。
【００６８】
ユーザは、カメラ１０２の角度校正を行う場合、放射パターン７０５を表示させ、放射パターン７０５が含む放射パターン７０５ａを指示体１０４でトレースする。カメラ１０２は、設置された地点から表示面１０３を撮影する。この時、ユーザが放射パターン７０５の中心から延びた放射パターン７０５ａをトレースすると、放射パターン７０５ａは、ライン幅のポイントとして認識される。またユーザが放射パターン７０５ａを中心からトレースした場合、ユーザの移動の際の許容振れ幅内の長さを有する横方向のラインとして認識されることになる。
【００６９】
図１３の実施形態では、校正画像７０１に重畳して投影される放射パターン７０５を、複数の放射パターン７０５ａが同時に表示されるものとして示しているが、他の実施形態では、所定方向のラインのみを１ずつ、角度をずらして投影し、許容幅内に収まる放射パターン７０５ａの方向をして、カメラ１０２の表示面１０３に対する角度θｃを決定することができる。ここで、図１３の角度θυ、θζの差分からカメラ１０２の画像中心を頂点とする角度θκが決定できる。ここで、三角形の内角の和を使用すれば、校正画像７０１、校正画像７０２およびカメラ１０２の画像中心を頂点とし、底辺をｂ／２とする三角形の角度が決定できる。
【００７０】
この段階において、余弦定理を適用し、三角形のｂ／２以外の辺を、連立方程式を使用して決定できる、θυは既知なので、正接から距離ｃが決定できる。さらに第１実施形態で説明したように、距離ｄ、距離ｅ、ｆが決定できるので、カメラ間距離である基線長ａ′が計算できる。
【００７１】
図１４は、ユーザが放射パターン７０５をトレースする場合の指示体１０４の先端の軌跡の実施形態を示す。ユーザは、表示面１０３上に表示された放射パターン７０５を指示体１０４で、好ましくは、中心から外側に向かってなぞってゆく。ユーザの手の運動は、ある程度振れ幅を持つので、トレース１４１０は蛇行し、図５のような態様となる。第２の実施形態のシステム１３００では、ライン７０１ａの両脇に線型的に許容幅を示す領域１４２０、１４３０が設定されている。
【００７２】
放射パターン７０５ａは、カメラ１０２により矢線の方向から撮影されているので、カメラ１０２は、時分割された画像として、図１４の紙面に平行な水平ラインを撮影する。本実施形態では、この振れ幅が閾値Δ以下である場合、カメラ１０２が放射パターン７０５ａを正面から撮影しているものとして、角度θｃを決定する。図１４には、カメラ１０２の画像中心に向かって伸びていない放射パターン７０５ｂも説明のために示している。この場合、ユーザが、放射パターンの起点から外側に向かってトレースした場合、変位量はＤとなり、本実施形態により、カメラ１０２の角度を決定することができる。
【００７３】
図１５は、本実施形態による第２の校正処理についてのフローチャートである。図１５の処理は、ステップＳ１５００から開始し、ステップＳ１５０１で校正画像７０１〜７０４を表示させる。さらにステップＳ１５０２で例えば図１４に示した角度校正用の放射パターン７０５ｂを投影する。ステップＳ１５０３では、表示面１０３上の放射パターン７０５ｂをユーザがトレースする指示体１０４の先端の軌跡を撮影する。ステップＳ１５０４では、指示体１０４の先端の移動範囲は閾値以下であるか否かを判断し、閾値以下でない場合（ｎｏ）、ステップＳ１５１１に処理を分岐させ、さらに異なる角度の放射パターン、例えば７０５ａを投影する。
【００７４】
一方、ステップＳ１５０４で先端の移動範囲が閾値以下の場合（ｙｅｓ）、カメラ１０２は、放射パターンの正面から放射パターンを撮影しているものとし、ステップＳ１５０５でカメラ角度を、当該放射パターンの角度θｃとして決定する。その後、ステップＳ１５０６で第１校正画像７０１をタッチし、ステップＳ垂直方向の第２校正画像７０２をタッチし、ステップＳ１５０８で水平方向の第３校正画像７０３をタッチする。この段階で、ステップＳ１５０９で、第１の実施形態と同様の方法を使用して基線長ａ′を計算し、カメラ座標を決定し、ステップＳ１５１０で処理を終了させる。
【００７５】
第２の実施形態では、加速度センサなどの追加装置を使用することなく、カメラ角度を単一のカメラから撮影した放射パターン７０５を使用して行うことができるので、より効率的に角度校正を可能とする。
【００７６】
図１６は、図１５で説明したステップＳ１５０４の先端の移動を評価する処理の詳細なフローチャートである。図１６の処理は、ステップＳ１６００から開始し、ステップＳ１６０１で放射パターン（単一のラインごとでも構わない）を投影する。ステップＳ１６０２で放射パターンをトレースする状態を撮影し、ステップＳ１６０３でばらつきを時分割して変位量を計算する。
【００７７】
ステップＳ１０６４では、変位量が閾値以下であるか否かを判断し、変位量が閾値を超える場合（ｎｏ）、処理をステップＳ１５１１に分岐させて、別の放射パターン７０５を投影する。一方、変位量の大きさが閾値以下である場合（ｙｅｓ）、ステップＳ１６０５でカメラ角度θｃを決定し、ステップＳ１６０６で当該カメラ角度θｃを他のプロセスに渡し、処理を終了する。
【００７８】
＜第３の実施形態＞
図１７は、本実施形態においてカメラ位置およびカメラ角度の大局的なずれを検出することを可能とするシステム１７００の概略図である。図１７の実施形態では、校正画像１、２、３は、表示面１０３の対角線上に投影される。図１７では、表示面１０３に隣接してカメラＡ、Ｂ、Ｃ、Ｄが配置されており、それぞれの見込み範囲が、カメラＡ〜Ｄを頂点とするＡ−Ａ〜Ｄ−Ｄとして示されている。
【００７９】
例えば、カメラＡは、カメラＡを頂点とするＡ−Ａの範囲を見込んでおり、校正画像１、校正画像２、校正画像３を見込んでいる。一方、カメラＣは、見込み範囲Ｃ−Ｃを見込んでおり、校正画像３については、画像内に捉えられていないことを示す。本実施形態では、図１７で説明した画像中の校正画像の画像を使用してカメラ位置およびカメラ角度の再校正を促すことが可能となる。
【００８０】
図１８は、図１７で説明したカメラＡ〜Ｄが撮影する画像を、表示面１０３の近傍を一部切り出して示した概念図である。カメラＡは、画像１８１０を撮影し、カメラＢは、画像１８２０を撮影し、カメラＣは、画像１８３０を撮影し、カメラＤは、画像１８４０を撮影する。また、各画像１８１０〜１８４０中に存在する校正画像の位置については、校正画像の番号を付して示している。
【００８１】
図１８のカメラＡを説明すると、表示面１０３の対角線に沿って投影された校正画像１〜３が、画像のほぼ中央に均等に存在する。一方、例示的にカメラＢおよびＣに関しては、カメラ位置および角度がずれているために、校正画像３が撮影できていないことが示されている。一方、カメラＤは、すべての校正画像１〜３を撮影しているが、表示面１０３の端部に近すぎる見込み範囲を有していることが示される。
【００８２】
本実施形態では、画像中に存在する校正画像およびその位置を使用して、カメラ位置およびカメラ角度を修正することを促すことを可能とする。
【００８３】
図１９は本実施形態の検出方法のフローチャートである。図１９の処理は、ステップＳ１９００から開始し、ステップS１９０１でカメラ位置合わせ用の校正画像１〜３を投影する。ステップＳ１９０２では、画像上の校正画像（３点）の検査を行い、ステップＳ１９０３では、３校正画像が画像内に存在するか否かを判断し、３校正画像が存在する場合（ｙｅｓ）、ステップＳ１９０４で端点の余裕度を、例えば設定した閾値と比較して計算する。そしてステップＳ１９０５で閾値以下と判断された場合（ｙｅｓ）、対象としているカメラは、使用可能な位置に配置されているため、ステップＳ１９０７で処理を終了する。
【００８４】
一方、余裕度が閾値を超えている場合（ｎｏ）、カメラの距離を適切な位置に移動させるよう、調整メッセージを表示してステップＳ１９０７で処理を終了する。一方、ステップＳ１９０３で３点が画像内に存在しない場合（ｎｏ）、角度が適正ではないので、ステップＳ１９０８で表示されなかった校正画像を判別し、ステップＳ１９０９で端点の余裕度を計算する。
【００８５】
ステップＳ１９１０では、余裕度が閾値以下であるか否かを判断し、閾値以下の場合（ｙｅｓ）、角度調整メッセージを表示させ、処理をステップＳ１９０７で終了させる。一方、ステップＳ１９１０で閾値を超える場合（ｎｏ）、ステップＳ１９１２で角度・距離の調整メッセージを表示し、処理をステップＳ１９０７に分岐させて終了する。なお、本実施形態においては、図１９に示す処理と共に適切なステップモータ、リニアモータなどを併用し、距離および角度の制御を行うことも可能である。
【００８６】
図２０は、本実施形態の第２の実施形態のシステム１３００の機能ブロック２０００を示す。なお説明およびデータフローの明確化の目的で、指示体１０４、カメラ１０１などのハードウェアも補足的に記載する点は図３と同様である。また機能的に第１の実施形態と重複する機能処理部については説明を省略する。図２０に示した機能ブロック２０００においては、図３で説明した機能ブロックに加え、カメラ配置調整部２０１０と、センサ角度調整画像制御部２０２０と、校正処理部２０３０とを含んでいる。カメラ配置調整部２０１０は、本実施形態におけるカメラ位置調整手段に相当する。また、センサ角度調整画像制御部２０２０は、本実施形態における制御手段を構成する。そして、校正処理部２０３０は、本実施形態における校正の結果をカメラ配置を修正するための処理を実行する修正手段を構成する。
【００８７】
カメラ配置調整部２０１０は、本実施形態に従って得たカメラの校正のための情報を使用して、カメラ１０１、１０２の角度や表示面１０３までの距離を調整するドライバを含んで構成することができる。カメラの角度調整は、ステッピングモータを使用して実装することができ、またカメラの距離は、リニアモータまたはボールネジなどを使用して調整することができる。
【００８８】
またセンサ角度調整画像制御部２０２０は、カメラ角度を校正するためのユーザ指令を受領するか、またはシステムの校正プロセス中に組み込まれているプログラムによる指令を受領し、プロジェクタ１０５に対して放射パターンを全部または一部を選択し、プロジェクタ１０５に送付し、表示面１０３に放射パターン７０５を投影する機能を提供する。またセンサ角度調整画像制御部２０２０は、本実施形態のパターン選択手段を含んで構成され、制御装置１０６からの指令を受領して、表示するべき放射パターンを選択し、角度の異なる放射パターンに切替えてプロジェクタ１０５に送付し、角度校正を可能とさせている。
【００８９】
校正処理部２０３０は、本実施形態では、校正処理によって得られたカメラ位置と、システム上使用可能なカメラ位置との偏差を計算し、当該偏差を０とするように、カメラ配置調整部２０１０を制御する機能を備えている。制御装置１０６が校正により取得した値は、校正処理部２０３０に送られ、望ましいカメラ位置までの動作量が計算される。当該計算値に基づいて制御信号がカメラ配置調整部２０１０に送付され、カメラの角度および表示面１０３に対する距離が調整される。
【００９０】
図２１は、本実施形態においてカメラの角度を検出し、自動補正を行う処理のフローチャートを示す。図２１の処理は、ステップＳ２１００から開始し、ステップＳ２１０１でカメラ位置合わせ用の校正画像１〜３を投影する。ステップＳ１９０２では、画像上の校正画像（３点）の検査を行い、ステップＳ２１０３では、３校正画像が画像内に存在するか否かを判断し、３校正画像が存在する場合（ｙｅｓ）、ステップＳ２１０４で端点の余裕度を、例えば設定した閾値と比較して計算する。そしてステップＳ２１０５で閾値以下と判断された場合（ｙｅｓ）、対象としているカメラは、使用可能な位置に配置されているため、ステップＳ２１０７で処理を終了する。
【００９１】
一方、余裕度が閾値を超えている場合（ｎｏ）、カメラの距離を適切な位置に移動させるよう、調整メッセージを表示してステップＳ２１０７で処理を終了する。一方、ステップＳ２１０３で３点が画像内に存在しない場合（ｎｏ）、角度が適正ではないので、ステップＳ２１０８で表示されなかった校正画像を判別し、ステップＳ２１０９で端点の余裕度を計算する。
【００９２】
ステップＳ２１１０では、余裕度が閾値以下であるか否かを計算し、ステップＳ２１１０で、余裕度が増加する方向に角度を調整するようにステッピングモータを駆動させる。その後、処理をステップＳ２１０２に戻し、処理を反復させる。
【００９３】
以上説明したように、本実施形態によれば、カメラ間の距離が変動する場合であっても投影画面に対するペンや指といった対象物の絶対座標を算出する事を可能とし、カメラ位置およびカメラ角度の校正を容易とするとともに、カメラの設置性を向上する、情報処理システム、情報処理装置、およびプログラムを提供することができる。
【００９４】
これまで本発明を、実施形態をもって説明してきたが、本発明は、実施形態に限定されるものではなく、他の実施形態、追加、変更、削除など、当業者が想到することができる範囲内で変更することができ、いずれの態様においても本発明の作用・効果を奏する限り、本発明の範囲に含まれるものである。
【符号の説明】
【００９５】
１００    ：システム
１０１    ：カメラ
１０２    ：カメラ
１０３    ：表示面
１０４    ：指示体
１０５    ：プロジェクタ
１０６    ：制御装置
１０７    ：画像データ処理装置
２００    ：ハードウェアブロック
２０１    ：ＣＰＵ
２０２    ：ＲＡＭ
２０３    ：ＲＯＭ
２０４    ：通信装置
２０５    ：システムバス
２０６    ：投影装置
２０７    ：Ｉ／Ｏバス
２０８    ：表示装置
２０９    ：記憶装置
２１０    ：カメラ
３００    ：機能ブロック
３０１    ：画像データ処理部
３０２    ：校正画像生成部
３０３    ：画像情報処理部
３０４    ：基線長計算部
３０６    ：画像バッファ部
【先行技術文献】
【特許文献】
【００９６】
【特許文献１】特許第４８２０２８５号明細書
【特許文献２】特許第４０３３５８２号明細書
【図１】
2017168067.tif 000009
【図２】
2017168067.tif 000010
【図３】
2017168067.tif 000011
【図４】
2017168067.tif 000012
【図５】
2017168067.tif 000013
【図６】
2017168067.tif 000014
【図７】
2017168067.tif 000015
【図８】
2017168067.tif 000016
【図９】
2017168067.tif 000017
【図１０】
2017168067.tif 000018
【図１１】
2017168067.tif 000019
【図１２】
2017168067.tif 000020
【図１３】
2017168067.tif 000021
【図１４】
2017168067.tif 000022
【図１５】
2017168067.tif 000023
【図１６】
2017168067.tif 000024
【図１７】
2017168067.tif 000025
【図１８】
2017168067.tif 000026
【図１９】
2017168067.tif 000027
【図２０】
2017168067.tif 000028
【図２１】
2017168067.tif 000029