[发明专利]校准数据选择装置、选择方法、选择程序以及三维位置测量设备

说明书

技术领域

本发明涉及校准数据选择装置、选择方法、选择程序和用于在测量三维位置时使用视差图像选择校准数据的三维位置测量设备。

背景技术

已知立体相机作为三维位置测量设备用于测量目标对象的三维信息。相机拍摄的一对视点图像构成视差图像。根据该对视点图像中对应点的视差，获得目标对象的三维位置，即目标对象上的给定点Pi在三维空间中的坐标（Xi,Yi,Zi）。

为了高精度测量三维位置，需要从视点图像消除作为从拍摄光学系统的特性得到的分量的失真，例如像差。同样，必须根据拍摄光学系统在拍摄时的正确焦距、位置关系、方向等信息，校正视点图像。在分析视点图像之前，与视点图像相关联地校正根据拍摄光学系统的特性创建的校准数据。在焦距可调的拍摄光学系统中，必须根据拍摄时的聚焦位置选择校准数据并将其应用于视点图像，这是因为该特性随着拍摄光学系统的聚焦位置改变。

在上述方式中为了根据聚焦位置选择校准数据，必须在拍摄时指定聚焦位置。作为指定的方法，已知有根据移动聚焦透镜的步进电动机的步进位置指定的方法（专利文献1）。

为了获得视点图像之间的视差，根据相关性处理检查视点图像中像素之间的相关性，从而根据相关特性在视点图像中搜索相同的拍摄目标点，即对应点。根据视点图像的清晰度的程度，相关处理的计算成本会较高。即使清晰度的微小提高，计算成本也显著地增加。由此，考虑了距离分辨率随着在距目标对象的距离方面的接近而变得更高的事实。视点图像被分成多个距离区域的区。以清晰度随着这些区的距离的接近而降低的方式来转换这些区。已知这样的一种装置，其中在降低计算成本时获得针对整个视点图像所需的距离分辨率（range resolution）（专利文献2）。

现有文献

专利文献

专利文献1：日本专利公开No.2008-241491

专利文献2：日本专利公开No.2001-126065

发明内容

本发明要解决的问题

顺便提及，如专利文献1所披露的，施加到步进电动机的驱动脉冲用于根据步进电动机的步进位置指定焦点位置。然而，这并非优选的，因为如果在步进电动机中出现临时步进失调或者如果拍摄光学系统出现震动而与驱动脉冲无关地使透镜位置移动，则无法检测到正确的聚焦位置。尽管可以借助直接检测透镜位置的编码器来检测正确的焦点位置，但是问题在于提供这种机构无法适用于适于许多用户的立体相机，这是因为配件数量或成本会增加。

同样，可以考虑另一方法，其中在不对视点图像施加校准数据或在对视点图像施加了校准数据的适当的数据之后，借助从视点图像获得的视差来指定拍摄光学系统的聚焦的聚焦距离。可以根据聚焦距离检测聚焦位置。然而，由于浪费较长的处理时间，该方法没有效率，这是因为相比选择校准数据所需的距离分辨率，以更高的距离分辨率执行了处理。在降低计算成本时，根据距离区域改变清晰度的专利文献2的方法是有效的。然而，该方法仅可用于特定距离分布的视点图像，而不能应用于各种场景中创建的视点图像。

根据上述问题作出本发明，其目的是提供能够不浪费计算地根据视差图像从校准数据中选择适当数据的校准数据选择装置、选择方法、选择程序和三维位置测量设备。

解决问题的方式

为了实现上述目的，根据本发明的校准数据选择装置包括图像获取单元，用于获取由具有多个拍摄光学系统的成像设备从多个不同点拍摄的多个视点图像；校准数据输入单元，用于输入与所述多个拍摄光学系统的多个基准聚焦距离分别对应的校准数据；图像缩小单元，用于分别以第一缩小比率缩小所述视点图像，该第一缩小比率所处的范围使得所述多个视点图像的清晰度不小于对应于最高距离分辨率的清晰度，其中根据对应于所述校准数据的所述多个基准聚焦距离和与所述多个基准聚焦距离分别相关联的多个设置距离区域来确定最高距离分辨率，所述最高距离分辨率用于确定所述多个设置距离区域中的哪一个包括到所述多个拍摄光学系统聚焦的目标对象的物距；距离确定单元，用于根据相关处理获取通过所述图像缩小单元所缩小的所述视点图像之间的对应点，用于根据所获取的对应点的视差确定到所述多个拍摄光学系统聚焦的所述目标对象的物距；和校准数据选择器，用于以以下方式从多个校准数据中选择校准数据：使得所述距离确定单元所确定的所述物距落在所述设置距离区域内。

优选地，聚焦区获取单元在视点图像中指定聚焦区。所述距离确定单元使用所述聚焦区获取单元所指定的所述聚焦区中的所述对应点的所述视差确定所述物距。

优选地，距离确定单元进行操作来获取聚焦区获取单元所指定的聚焦区中的对应点。