[发明专利]信息处理设备和信息处理方法

说明书

技术领域

本发明涉及安装在摄像设备和现实物体上的方位传感器(orientation sensor)的校准技术。

背景技术

已经大规模地进行关于将文本和CG图片重叠在现实物体上并呈现重叠结果的混合真实感的研究。呈现混合真实感的呈现设备可以实现为这样的设备，该设备将根据摄像设备和现实物体的位置和方位之间的关系而生成的图像重叠并绘制在由摄像机等摄像设备拍摄的现实物体的拍摄图像上。为了实现这样的呈现设备，需要实时测量现实物体相对于摄像设备的位置和方位。

普遍的做法是使用由摄像设备所拍摄的图像来测量现实物体相对于摄像设备的位置和方位。利用该方法，在拍摄图像上检测配置在现实物体上的标记等特征，并基于所检测到的特征来计算现实物体的位置和方位。

已经提出了如下方法：在摄像设备和现实物体上安装方位传感器，并共同使用方位传感器的方位测量值和摄像设备的拍摄图像(参见非专利文献1)。利用该方法，可以比仅使用拍摄图像的情况更稳定地测量现实物体的位置和方位。

在非专利文献1中公开的方法是以摄像设备和现实物体的方位可由方位传感器测量为前提的。然而，从各个方位传感器实际输出的方位测量值表示方位传感器自身的方位，而不是被测物体(摄像设备和现实物体)的方位本身。即，不能将方位传感器的方位测量值原样用作被测物体的方位，而是需要进行某种坐标变换。更具体地，需要进行将方位传感器自身的方位变换成被测物体的方位的坐标变换。该坐标变换可以由以被测物体为参照物的坐标系(以下称作“测量对象物体坐标系”)中方位传感器的方位来定义。以下，在必要时将测量对象物体坐标系中方位传感器的方位称作方位传感器的“配置信息”。以下还将该配置信息称作方位传感器的“局部变换(Local Transform)”。以下将用于获取方位传感器的配置信息的操作和处理称作方位传感器的“校准”。

一种传统的校准方法是试错法(trial-and-error method)，其中，操作者交互地增减表示局部变换的参数。

专利文献1公开了如下方法：使用通过从多个视点拍摄配置在现实空间中的标记所获得的图像，来自动计算安装在摄像设备上的方位传感器的配置信息。利用该方法，能够通过非常简单的操作来校准安装在摄像设备上的方位传感器。

[非专利文献1]Kotake，Satoh，Uchiyama，and Yamamoto：″Hybrid Registration Using Inclination Constraint″，Papers ofMeeting on Image Recognition and Understanding(MIRU2006)，pp.241-248，July 2006

[非专利文献2]K.Satoh，S.Uchiyama，H.Yamamoto，and H.Tamura：″Robust vision-based registration utilizing bird′s-eyeview with user′s view，″Proc.2nd IEEE/ACM Int′l Symp.onMixed and Augmented Reality(ISMAR 2003)，pp.46-55，October 2003

[非专利文献3]A.I.Comport，E.Marchand，and F.Chaumette，″A real-time tracker for markerless augmentedreality，″Proc.2nd IEEE/ACM Int′l Symp.on Mixed andAugmented Reality(ISMAR 2003)，pp.36-45，October 2003

[专利文献1]日本特开2005-326275

在专利文献1中公开的方法不能校准安装在摄像设备以外的任意现实物体(换句话说，没有摄像设备的现实物体)上的方位传感器。因此，在传统系统中，当将方位传感器安装在摄像设备以外的任意现实物体上时，操作者只能通过重复试错处理来调整方位传感器的局部变换。然而，该操作并不容易，并且要求操作者的高度的技巧。

在专利文献1中公开的方法遇到这样的问题：必须通过任意方法来估计并输入用作初始值的参数。

而且，在专利文献1中公开的方法遇到这样的问题：在对配置在现实空间中的标记的3维位置进行定义的世界坐标系上，必须预先输入重力轴的方向。

发明内容

期望解决以上问题中的一个或更多个。还期望提供用于简单并精确地校准安装在摄像设备和现实物体上的方位传感器的技术。