パノラマ映像作成方法と作成装置
【課題】 特別な画像処理を施す必要なく簡易な方法で移動方向に伸びるとともに周方向に拡がるパノラマ映像を作成することが可能な技術を提供する。
【解決手段】 複数のラインカメラを移動体に対し、主点同士が移動方向に所定距離Ｘだけオフセットされ、視野面同士は平行であり、移動方向から見た場合に各カメラの視野が連続するという関係を満たして固定し、移動体で移動しながら、移動距離を測定し、所定距離を移動する毎に各カメラで撮影し、撮影データを移動距離と関連付けて記憶する工程を実施し、その後に前方側にあるラインカメラで移動距離がＹであるときに撮影した撮影データから再現される映像と、後方側にあるラインカメラで移動距離がＸ+Ｙであるときに撮影した撮影データから再現される映像を、前記基準線からの角度に基づいて特定される位置関係の下で同一直線上に配置する工程と、直線状に配置された映像を移動方向に並列配置する工程を実行する。
【解決手段】 複数のラインカメラを移動体に対し、主点同士が移動方向に所定距離Ｘだけオフセットされ、視野面同士は平行であり、移動方向から見た場合に各カメラの視野が連続するという関係を満たして固定し、移動体で移動しながら、移動距離を測定し、所定距離を移動する毎に各カメラで撮影し、撮影データを移動距離と関連付けて記憶する工程を実施し、その後に前方側にあるラインカメラで移動距離がＹであるときに撮影した撮影データから再現される映像と、後方側にあるラインカメラで移動距離がＸ+Ｙであるときに撮影した撮影データから再現される映像を、前記基準線からの角度に基づいて特定される位置関係の下で同一直線上に配置する工程と、直線状に配置された映像を移動方向に並列配置する工程を実行する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はパノラマ映像作成方法と作成装置に関する。詳しくは、視野角が所定視野角に制約されているラインカメラの複数台を移動体に搭載し、移動体で移動しながら各ラインカメラで撮影を繰返すことによって、移動方向に長く伸びるとともに各ラインカメラの視野角以上に広く拡がるパノラマ映像を作成する方法と装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
道路、法面、トンネル、橋梁などの大型構造物を維持管理するために、それらの表面を観察し、微小な欠陥やひび割れの有無などを確認したいという要望が存在する。
【０００３】
本出願人は、上記の要望に応えるために、ラインカメラを搭載した移動体を用いて広範囲な道路面を撮影する技術を提案している。特許文献１の技術では、道路を走行する車両にラインカメラを搭載し、車両で走行しながら逐次ラインカメラを用いて道路面を撮影することによって、長距離に亘る路面映像を撮影する技術を提案している。長距離に亘る路面映像が撮影できると、作業者による巡回調査が不要となり、道路面の欠陥やひび割れの有無等を調査するのに必要な時間と労力を劇的に低減することができる。
【０００４】
【特許文献１】特開２００２−５４９１１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
表面を詳細に調査するためには、ラインカメラの分解能を上げる必要がある。ラインカメラの分解能を上げると、ラインカメラの視野角が狭くなり、１台のラインカメラで撮影可能な範囲は狭くなる。このため、調査対象表面が移動方向に長いだけでなく、その垂直方向（周方向）にも広く拡がっている場合、撮影対象面を分割してそれぞれ別個に撮影し、撮影された複数の映像を繋ぎ合せて１枚のパノラマ映像を作成する必要がある。
複数の映像を繋ぎ合わせてパノラマ映像を作成するためには、各映像を同一の主点で撮影しておく必要がある。ラインカメラの主点が一致しない場合、繋ぎ目に不整合が生じ、良好なパノラマ映像を作成することができない。ラインカメラの主点が一致しない２枚の映像を繋ぎ合わせるためには、繋ぎ合わせる前の映像について特殊な画像処理をしておくことが必要となる。従って、複数の映像を繋ぎ合わせてパノラマ映像を作成するためには、各映像を同一の主点で撮影することが望ましい。
しかしながら、ラインカメラ同士が物理的に干渉してしまうために、主点を一致させた状態で複数台のラインカメラを配置することは難しい。１台のラインカメラを利用し、主点を中心にしてラインカメラを回転させると、同一主点で複数方向を撮影することができるが、移動体で移動しながら撮影する方法と組合せて用いると、一時停車してラインカメラを回転させて複数方向を撮影してから移動して再度停車する作業を繰返して実施しなければならず、現実的でない。
本発明は上記の課題を解決する。本発明は、移動体で移動しながら撮影することによって同一主点で複数方向を撮影した撮影データを取得し、特別の画像処理をしないで単に繋ぎ合わせるだけで、移動方向に長く伸びるとともに周方向に広く拡がるパノラマ映像を作成することができる技術を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の方法は、視野角が所定視野角に制約されているラインカメラの複数台を移動体に搭載し、移動体で移動しながら各ラインカメラで撮影を繰返すことによって、移動方向に伸びるとともに前記所定視野角以上に拡がるパノラマ映像を作成する方法である。
本発明の方法では、まず前記複数のラインカメラを移動体に対して、
(1) ラインカメラの主点同士は、移動方向に所定距離Ｘだけオフセットされており、
(2) ラインカメラの視野面同士は、平行であり、
(3) 移動方向から見た場合に、一方のラインカメラの時計回り終端側の視野限界線の基準線からの時計回転方向の角度をａとし、他方のラインカメラの時計回り始端側の視野限界線の前記基準線からの時計回転方向の角度をｂとしたときに、ｂ≦ａであるという関係を満たして固定し、移動体で移動しながら、
(1) 移動距離を測定し、
(2) 所定距離を移動する毎に各ラインカメラで撮影し、撮影データを移動距離と関連付けて記憶する工程を実施し、
その後に、前方側にあるラインカメラで移動距離がＹであるときに撮影した撮影データから再現される映像と、後方側にあるラインカメラで移動距離がＸ+Ｙであるときに撮影した撮影データから再現される映像を、前記基準線からの角度に基づいて特定される位置関係の下で、同一直線上に配置する工程と、前記直線上に配置された映像を移動方向に並列配置する工程を実行する。
本明細書でいうラインカメラとは、周囲の景色の中から直線的に伸びる視野範囲内の映像を得る装置のことであって、一般的には撮像素子が直線状に配列されたラインセンサカメラのことをいう。図６に示すように、ラインカメラ１０２は主点１０４から光軸１０８をはさんで伸びる視野限界線１０６と１１０の間の視野面Ｓ１，Ｓ２にはさまれた領域Ａ内の景色を、直線状の映像として撮影する。ここで視野角とは、一方の視野限界線１０６と他方の視野限界線１１０が成す角のことをいう。視野面Ｓ１とＳ２まではほぼ平行であり、ラインカメラ１０２から景色までのＸ１方向距離に長短があっても、視野ＡのＸ２方向の幅Ｂはほとんど変化しない。
従ってラインカメラ１０２をＸ２方向に距離Ｂだけ移動して撮影する処理を繰返すと、視野限界線１０６と１１０の間をＸ２方向に伸びる領域を、連続的に撮影したパノラマ映像を作成することができる。ラインカメラ１０２を移動させることによってエリアカメラとすることができる。ラインカメラ１０２を移動させる方式によって撮影すると、Ｘ２方向の移動距離から映像内の対象点のＸ２座標を知ることができ、対象点を撮影したラインセンサのセル番号から対象点のＸ３座標を知ることができる。ラインカメラ１０２を移動させる方式によって撮影すると、撮影対象点のＸ２座標とＸ３座標を特定可能な状態で、景色を撮影することができる。
【０００７】
本発明では、周方向に広く拡がる（１台のラインカメラの視野角以上に広く拡がる）パノラマ映像を作成するために、複数のラインカメラを移動体に搭載する。このとき、移動体に搭載するラインカメラの主点同士を、移動方向と平行にオフセットさせることによって、ラインカメラ同士が物理的に干渉するのを防止する。またラインカメラの視野面同士を、互いに平行とする。視野面は、移動体の進行方向に垂直であることが好ましいが、垂直である必要はなく、移動体の進行方向に対して傾いた面を視野面としてもよい。
周方向に広く拡がる（１台のラインカメラの視野角以上に広く拡がる）パノラマ映像を作成するために、移動方向から見た各ラインカメラの撮影方向を、互いに異ならせることによって広い範囲を撮影する。移動方向から見た場合に、一方のラインカメラの時計回り終端側の視野限界線の基準線（例えば鉛直下方を向く線）からの時計回転方向の角度をａとし、他方のラインカメラの時計回り始端側の視野限界線の前記基準線からの時計回転方向の角度をｂとしたとき、ｂ＝ａであれば、２台のラインカメラの視野は移動方向から見て、隙間もなければ重複もない関係で連続している。またｂ＜ａであれば、２台のラインカメラの視野は一部が重複する関係で連続している。いずれにしても、２台のラインカメラの視野は移動方向から見て連続している。
【０００８】
複数のラインカメラの主点の移動方向のオフセット距離がＸとすると、前方側のラインカメラで移動距離がＹであるときに撮影した撮影データから再現される映像と、後方側のラインカメラで移動距離がＸ＋Ｙであるときに撮影した撮影データから再現される映像は、同一の主点で、図６のＸ２座標が等しい直線的範囲を撮影した映像となる。複数のラインカメラの視野面は平行であり、移動方向から見て両者の視野は隙間なく連続している。
そこで、同一の主点で、直線的に長く伸びる範囲を撮影した２枚の映像を同一直線上に配置することによって、各ラインカメラの視野角以上に拡がるパノラマ映像を作成することができる。このとき、前記基準線（例えば鉛直下方を向く線）からの角度に基づく位置関係の下で、同一直線上に配置すると、前記映像が直線的に伸びる方向に連続するパノラマ映像を作成することができる。
前記基準線からの角度に基づく位置関係としては、例えば映像内の点とある基準点との距離が、前記基準線からの角度に比例するという関係としてもよい。基準線（例えば鉛直下方を向く線）からの角度と基準点からの距離が比例するという関係は、比較的簡単に得ることができる。ｂ＝ａの場合は、前方側のラインカメラによって得られる映像と、後方側のラインカメラによって得られる映像は連続しており、重複する映像は存在しない。従って、前方側のラインカメラで得られる映像と、後方側のラインカメラで得られる映像を、そのまま繋ぎ合わせればよい。ｂ＜ａの場合には、前方側のラインカメラによって得られる映像と、後方側のラインカメラによって得られる映像には、重複する映像範囲が存在する。基準線（例えば鉛直下方を向く線）からの角度と基準点からの距離が比例するという関係を維持すると、重複問題が解消する。重複部については一方のラインカメラで得られた映像のみを使用してもよいし、両者の映像から平均化された映像を使用してもよい。
上記のようにして得られる直線状に配置された映像を移動方向に並列配置することで、移動方向に伸びるとともにラインカメラの視野角以上に拡がるパノラマ映像を作成することができる。
【０００９】
上記のパノラマ映像作成方法は、下記のような装置を用いることによって好適に実施することができる。本発明のパノラマ映像作成装置は、移動体と、複数のラインカメラと、移動距離を測定する手段と、移動体が所定距離を移動する毎に各ラインカメラで撮影する手段と、撮影した撮影データを移動距離と関連付けて記憶する手段と、前方側にあるラインカメラで移動距離がＹであるときに撮影した撮影データから再現される映像と、後方側にあるラインカメラで移動距離がＸ+Ｙであるときに撮影した撮影データから再現される映像を、移動方向から見た場合の基準線からの角度に基づいて特定される位置関係の下で、同一直線上に配置する手段と、前記直線上に配置された映像を移動方向に並列配置する手段と
を備え、前記複数のラインカメラは移動体に対して、
(1) ラインカメラの主点同士は、移動方向に所定距離Ｘだけオフセットされており、
(2) ラインカメラの視野面同士は、平行であり、
(3) 移動方向から見た場合に、一方のラインカメラの時計回り終端側の視野限界線の前記基準線からの時計回転方向の角度をａとし、他方のラインカメラの時計回り始端側の視野限界線の前記基準線からの時計回転方向の角度をｂとしたときに、ｂ≦ａであるという関係を満たして固定されている。
【００１０】
本発明のパノラマ映像作成方法と装置によると、移動体で移動しながら撮影することによって同一主点で複数方向を撮影した撮影データを取得し、特別の画像処理をしないで単に繋ぎ合わせるだけで、移動方向に長く伸びるとともに周方向に広く拡がるパノラマ映像を作成することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、本発明を具現化した実施例について図面を参照して説明する。最初に実施例の主要な特徴を列記する。
（形態１）： 移動体は、路面を走行する車両である。
（形態２）： 車両の移動距離は、ロータリーエンコーダによって計測する。
（形態３）： ラインカメラの主点同士を結ぶ直線は、移動体の進行方向に平行である。移動体に搭載するラインカメラの主点同士は、移動方向に所定距離Ｘだけオフセットされており、その垂直方向にはオフセットされていない。
（形態４）： ラインカメラの視野面は、互いに平行であり、鉛直面内にあって、移動体の進行方向に対して傾いている。
【実施例】
【００１２】
（第１実施例）
本発明を具現化したパノラマ映像作成装置２を、図を参照しながら説明する。図１は、本発明のパノラマ映像作成装置２を模式的に示す側面図であり、図２はパノラマ映像作成装置２を図１の視点II方向から見た平面図であり、図３はパノラマ映像作成装置２を図１の視点III方向から見た正面図である。
【００１３】
図１に明示されているように、パノラマ映像作成装置２は、測定車１８、撮影部２０、ロータリーエンコーダ１２、制御装置１４、記憶装置１０を備えている。測定車１８（移動体に相当する）は、マイクロバスを測定用に改造したものである。
撮影部２０は、測定車１８の上部に配置され、測定車１８の側方に向けて張り出した架台８を備え、架台８の上の雲台に搭載された２台のラインカメラ４と６を備えている。
ラインカメラ４と６は、光入力を電気信号に変換する多数の撮像素子が縦一列に配列されており、その前面に光信号を集めるレンズを設けている。ラインカメラ４と６は、制御装置１４からの指示によって、レンズを透過して入力された映像をＣＭＯＳ、ＣＣＤ等の撮像素子で撮影する。このラインカメラ４と６は、それぞれ４０９６個の撮像素子を持つ。ラインカメラ４と６の視野角は、それぞれ７０°であり、各撮像素子は、レンズから３ｍ離れた被写体について「１ｍｍ×１ｍｍ」の区画を撮像可能である。
ラインカメラ４は、撮像素子が車両の上下方向に一列となるように設置されている。図２と図３に示すように、ラインカメラ４は、光軸３２が測定車１８の進行方向に対して垂直で、水平面から３５°上方に向いた方向となるように設置角度を調整されている。
ラインカメラ６は、撮像素子が車両の上下方向に一列となるように設置されている。図１と図３に示すように、ラインカメラ６は、光軸３４が測定車１８の進行方向に対して垂直で、水平面から３５°下方に向いた方向となるように設置角度を調整されている。すなわち、ラインカメラ４とラインカメラ６は、視野面が互いに平行である。
図１と図２に示すように、ラインカメラ６は、ラインカメラ４より５００ｍｍ後方に配置され、ラインカメラ４の主点と、ラインカメラ６の主点を結ぶ線は、測定車１８の進行方向とほぼ平行となるように、設置位置を調整されている。
すなわち、ラインカメラ４とラインカメラ６は主点同士が測定車１８の進行方向に５００ｍｍオフセットされて搭載されている。また、図３に明示されるように、測定車１８の進行方向から見た場合に、ラインカメラ４の視野とラインカメラ６の視野は連続している。すなわち、測定車１８の進行方向から見た場合に、ラインカメラ４の時計回り終端側の視野限界線８２の鉛直軸８６からの時計回転方向の角度ａと、ラインカメラ６の時計回り始端側の視野限界線８４の鉛直軸８６からの時計回転方向の角度ｂは等しい。
【００１４】
図１に示すように、ロータリーエンコーダ１２（移動距離を測定する手段に相当する）は道路面に接触して回転する。ロータリーエンコーダ１２は、測定車１８が１ｍｍ走行する毎にパルスを出力する。
制御装置１４には、ラインカメラ４と６、ロータリーエンコーダ１２、記憶装置１０が接続されている。制御装置１４は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、入出力装置等を備えるコンピュータである。制御装置１４は、ロータリーエンコーダ１２から入力されるパルス信号を用いて、ＲＯＭに格納されている制御プログラムを実行して、測定車１８が１ｍｍ走行する毎にラインカメラ４と６に撮影を行わせる。車両側方３ｍの点に垂直壁があれば、ラインカメラ４と６によって１ｍｍ×１ｍｍの画素を垂直方向に４０９６個配列したライン映像が得られる。
制御装置１４は、ロータリーエンコーダ１２から入力されるパルス信号に基づいて、撮影を開始してからの測定車１８の走行距離を把握している。そして、制御装置１４は、撮影したライン映像と、撮影を開始してからの測定車１８の走行距離とを対応付けて、記憶装置１０に記憶させる。制御装置１４は、撮影され記憶されたライン映像を繋ぎ合わせてパノラマ映像を作成する。
記憶装置１０は、制御装置１４から入力されるデータを、複数のハードディスクに分散して記憶する。
【００１５】
図４を用いて、パノラマ映像作成装置２の動作を説明する。
ステップＳ２０で動作が開始されると、パノラマ映像作成装置２はステップＳ２２で測定車１８を走行させ、測定車１８の周囲の撮影を開始する。
ステップＳ２４で、制御装置１０は測定車１８が所定距離を走行するごとにラインカメラ４と６にライン映像を撮影させる。本実施例では、測定車１８が１ｍｍ走行するごとに、ラインカメラ４と６は撮影を実施する。測定車１８から側方に３ｍ離れた場所に壁面があれば、ラインカメラ４によって壁面上の１ｍｍ幅の視野内が撮影される。この場合、ラインカメラ６によっても、壁面上の１ｍｍ幅の視野内が撮影される。
ステップＳ２６では、ラインカメラ４と６で撮影された映像データを、走行距離と関連付けて記憶装置１２へ記憶する。
ステップＳ２８では、撮影範囲をすべて撮影したかどうかを判断する。まだすべての撮影範囲を撮影していない場合（ＮＯの場合）、ステップＳ２４、ステップＳ２６を繰返し実施する。すべての撮影範囲について撮影が終了した場合（ＹＥＳの場合）、パノラマ映像作成装置２はステップＳ３０へ進み、測定車１８の走行を停止して、撮影を終了する。
【００１６】
ステップＳ３２では、記憶装置１２に記憶された映像データを、測定車１８の走行方向に繋ぎ合わせて、パノラマ映像を作成する。
ラインカメラ４で撮影されたライン映像は、その映像が撮影され記憶された時点での測定車１８の走行距離が関連付けられて記憶されている。これらの映像を測定車１８の走行方向に繋ぎ合わせていくことで、図５に示すパノラマ映像５２が得られる。パノラマ映像５２は、ラインカメラ４によって撮影されるライン映像から得られる。
同様にして、ラインカメラ６で撮影されたライン映像を繋ぎ合わせていき、パノラマ映像５４を作成する。
ラインカメラ４と６それぞれについて、パノラマ映像５２と５４が作成されると、ステップＳ３４へ進む。
【００１７】
ステップＳ３４では、ステップＳ３２で作成された２つのパノラマ映像５２と５４を繋ぎ合わせて、１つのパノラマ映像を作成する。
図５に示すように、パノラマ映像５２は測定車１８の走行距離がＬ１、Ｌ２、Ｌ３、・・・の時点でラインカメラ４によって撮影されたライン映像６２、６４、６６、・・・を、測定車１８の走行する方向に繋ぎ合わせて作成されている。また、パノラマ映像５４は測定車１８の走行距離がＬ１、Ｌ２、Ｌ３、・・・の時点でラインカメラ４によって撮影されたライン映像７２、７４、７６、・・・を、測定車１８の走行する方向に繋ぎ合わせて作成されている。各ライン映像は、測定車１８が１ｍｍ走行する度に撮影されている。また、１つのライン映像の幅は１ｍｍである。
制御装置１０は、パノラマ映像５４をパノラマ映像５２に対して、縦方向にΔＺ、横方向にΔＬだけオフセットさせ、両者を繋ぎ合わせる。
【００１８】
上記のΔＬは、ラインカメラ４とラインカメラ６の設置間隔であり、本実施例では５００ｍｍである。ラインカメラ６はラインカメラ４よりも測定車１８の後方側に配置されており、測定車１８が５００ｍｍ走行した後にラインカメラ４があった場所に到達する。従って、パノラマ映像５２に対して、図５の左方向に５００ｍｍオフセットさせる。パノラマ映像Ｂを横方向にΔＬオフセットさせてパノラマ映像Ａと繋ぎ合わせると、上下に並ぶライン映像を撮影した時点におけるラインカメラ４の位置とラインカメラ６の位置とは一致する。図５に明示されているように、上記のように配置すると、測定車１８の走行距離がＬ１の時点でラインカメラ４で撮影した映像６２と、測定車１８の走行距離がＬ１＋ΔＬの時点でラインカメラ６で撮影した映像７８とが、同一直線上に配置されている。同様にして、測定車１８の走行距離がＬ２の時点でラインカメラ４で撮影した映像６４は、測定車１８の走行距離がＬ２＋ΔＬの時点でラインカメラ６で撮影した映像８０と、測定車１８の走行距離がＬ３の時点でラインカメラ４で撮影した映像６６は、測定車１８の走行距離がＬ３＋ΔＬの時点でラインカメラ６で撮影した映像８２と、それぞれ同一直線上に配置されている。
【００１９】
上記のΔＺは、ラインカメラ４とラインカメラ６の光軸の成す角を映像上の長さに換算した数値である。本実施例では、ラインカメラ４とラインカメラ６の光軸の成す角は７０°であり、１台のラインカメラが撮影できる視野角に一致する。従って、例えばライン映像５６を撮影した時点でのラインカメラ４の視野と、ライン映像５８を撮影した時点でのラインカメラ６の視野は、互いに隣接しており、視野が重複したり、視野間に間隙を有したりすることがない。この場合には、ΔＺとしてパノラマ映像５２の縦方向（ライン映像の伸びる方向、図５の上下方向）の長さをとればよい。
上記の例では、ラインカメラ４とラインカメラ６の視野が、測定車１８の前方から見て重複していない場合を説明した。ラインカメラ４とラインカメラ６の視野が、測定車１８の前方から見て重複する場合は、ラインカメラ４とラインカメラ６の光軸同士が成す角度に比例して、ΔＺを決定すればよい。例えば、ラインカメラ４とラインカメラ６の光軸同士が成す角度が３５°の場合、３５°はラインカメラ４の視野角の半分に相当するため、ΔＺとしてパノラマ映像５２の縦方向（ライン映像の伸びる方向、図５の上下方向）の半分の長さをとればよい。この場合、パノラマ映像５２とパノラマ映像５４には、重複する部位が存在する。
パノラマ映像５２とパノラマ映像５４に重複する部分がある場合は、その重複部分について一方の映像（例えばパノラマ映像５２）をそのまま用いてもよいし、両方の映像を平均化した映像を用いてもよい。
【００２０】
上記のようにパノラマ映像５２とパノラマ映像５４を繋ぎ合わせることによって、パノラマ映像５２とパノラマ映像５４に特別な画像処理を施す必要なく、互いの映像における対応点を探索する必要なく、簡易な方法で移動方向に伸びるとともに周方向に拡がるパノラマ映像を作成することができる。
【００２１】
上記の実施例では、各ラインカメラで撮影された映像から、まず個別に移動方向に伸びるパノラマ映像を作成し、作成されたパノラマ映像同士を結合して周方向にも拡がるパノラマ映像を作成している。この順序を変更して、各ラインカメラで撮影された映像を、まず周方向（図５の上下方向）に結合してライン状の映像を作成し、作成されたライン状の映像から、移動方向に伸びるパノラマ映像を作成してもよい。
【００２２】
上記の実施例では、ラインカメラとして可視光を撮影する一般的なラインセンサカメラを用いる例を説明したが、ラインカメラとしてはこれに限らず、例えば赤外線撮像素子を備える赤外線カメラを使用してもよい。赤外線カメラを使用すると、サーモグラフィー法によって構造物の内部に存在する欠陥を検出することが可能となる。このような場合にも、本発明の計測方法を用いることによって、移動方向に伸びるとともに周方向に拡がるパノラマ映像を容易に取得することができ、構造物の内部欠陥の検出が容易となる。
【００２３】
以上、本発明の実施形態について詳細に説明したが、これらは例示に過ぎず、特許請求の範囲を限定するものではない。特許請求の範囲に記載の技術には、以上に例示した具体例を様々に変形、変更したものが含まれる。
また、本明細書または図面に説明した技術要素は、単独であるいは各種の組み合せによって技術的有用性を発揮するものであり、出願時請求項記載の組み合せに限定されるものではない。また、本明細書または図面に例示した技術は複数の目的を同時に達成するものであり、そのうちの一つの目的を達成すること自体で技術的有用性を持つものである。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】図１は本発明のパノラマ映像作成装置２を模式的に示す図である。
【図２】図２は本発明のパノラマ映像作成装置２の平面図である。
【図３】図３は本発明のパノラマ映像作成装置２の側面図である。
【図４】図４はパノラマ映像作成装置２の動作を説明するフローチャートである。
【図５】図５は本発明で作成されるパノラマ映像を示す図である。
【図６】図６はラインカメラの視野について説明する図である。
【符号の説明】
【００２５】
２・・・パノラマ映像作成装置
４・・・ラインカメラ
６・・・ラインカメラ
８・・・架台
１０・・・記憶装置
１２・・・ロータリーエンコーダ
１４・・・制御装置
１８・・・測定車
２０・・・撮影部
３２・・・光軸
３４・・・光軸
５２・・・パノラマ映像
５４・・・パノラマ映像
５６・・・ライン映像
５８・・・ライン映像
６２、６４、６６・・・ライン映像
７２、７４、７６・・・ライン映像
８２・・・視野限界線
８４・・・視野限界線
８６・・・鉛直軸
１０２・・・ラインカメラ
１０４・・・主点
１０６・・・視野限界線
１０８・・・光軸
１１０・・・視野限界線
【技術分野】
【０００１】
本発明はパノラマ映像作成方法と作成装置に関する。詳しくは、視野角が所定視野角に制約されているラインカメラの複数台を移動体に搭載し、移動体で移動しながら各ラインカメラで撮影を繰返すことによって、移動方向に長く伸びるとともに各ラインカメラの視野角以上に広く拡がるパノラマ映像を作成する方法と装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
道路、法面、トンネル、橋梁などの大型構造物を維持管理するために、それらの表面を観察し、微小な欠陥やひび割れの有無などを確認したいという要望が存在する。
【０００３】
本出願人は、上記の要望に応えるために、ラインカメラを搭載した移動体を用いて広範囲な道路面を撮影する技術を提案している。特許文献１の技術では、道路を走行する車両にラインカメラを搭載し、車両で走行しながら逐次ラインカメラを用いて道路面を撮影することによって、長距離に亘る路面映像を撮影する技術を提案している。長距離に亘る路面映像が撮影できると、作業者による巡回調査が不要となり、道路面の欠陥やひび割れの有無等を調査するのに必要な時間と労力を劇的に低減することができる。
【０００４】
【特許文献１】特開２００２−５４９１１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
表面を詳細に調査するためには、ラインカメラの分解能を上げる必要がある。ラインカメラの分解能を上げると、ラインカメラの視野角が狭くなり、１台のラインカメラで撮影可能な範囲は狭くなる。このため、調査対象表面が移動方向に長いだけでなく、その垂直方向（周方向）にも広く拡がっている場合、撮影対象面を分割してそれぞれ別個に撮影し、撮影された複数の映像を繋ぎ合せて１枚のパノラマ映像を作成する必要がある。
複数の映像を繋ぎ合わせてパノラマ映像を作成するためには、各映像を同一の主点で撮影しておく必要がある。ラインカメラの主点が一致しない場合、繋ぎ目に不整合が生じ、良好なパノラマ映像を作成することができない。ラインカメラの主点が一致しない２枚の映像を繋ぎ合わせるためには、繋ぎ合わせる前の映像について特殊な画像処理をしておくことが必要となる。従って、複数の映像を繋ぎ合わせてパノラマ映像を作成するためには、各映像を同一の主点で撮影することが望ましい。
しかしながら、ラインカメラ同士が物理的に干渉してしまうために、主点を一致させた状態で複数台のラインカメラを配置することは難しい。１台のラインカメラを利用し、主点を中心にしてラインカメラを回転させると、同一主点で複数方向を撮影することができるが、移動体で移動しながら撮影する方法と組合せて用いると、一時停車してラインカメラを回転させて複数方向を撮影してから移動して再度停車する作業を繰返して実施しなければならず、現実的でない。
本発明は上記の課題を解決する。本発明は、移動体で移動しながら撮影することによって同一主点で複数方向を撮影した撮影データを取得し、特別の画像処理をしないで単に繋ぎ合わせるだけで、移動方向に長く伸びるとともに周方向に広く拡がるパノラマ映像を作成することができる技術を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の方法は、視野角が所定視野角に制約されているラインカメラの複数台を移動体に搭載し、移動体で移動しながら各ラインカメラで撮影を繰返すことによって、移動方向に伸びるとともに前記所定視野角以上に拡がるパノラマ映像を作成する方法である。
本発明の方法では、まず前記複数のラインカメラを移動体に対して、
(1) ラインカメラの主点同士は、移動方向に所定距離Ｘだけオフセットされており、
(2) ラインカメラの視野面同士は、平行であり、
(3) 移動方向から見た場合に、一方のラインカメラの時計回り終端側の視野限界線の基準線からの時計回転方向の角度をａとし、他方のラインカメラの時計回り始端側の視野限界線の前記基準線からの時計回転方向の角度をｂとしたときに、ｂ≦ａであるという関係を満たして固定し、移動体で移動しながら、
(1) 移動距離を測定し、
(2) 所定距離を移動する毎に各ラインカメラで撮影し、撮影データを移動距離と関連付けて記憶する工程を実施し、
その後に、前方側にあるラインカメラで移動距離がＹであるときに撮影した撮影データから再現される映像と、後方側にあるラインカメラで移動距離がＸ+Ｙであるときに撮影した撮影データから再現される映像を、前記基準線からの角度に基づいて特定される位置関係の下で、同一直線上に配置する工程と、前記直線上に配置された映像を移動方向に並列配置する工程を実行する。
本明細書でいうラインカメラとは、周囲の景色の中から直線的に伸びる視野範囲内の映像を得る装置のことであって、一般的には撮像素子が直線状に配列されたラインセンサカメラのことをいう。図６に示すように、ラインカメラ１０２は主点１０４から光軸１０８をはさんで伸びる視野限界線１０６と１１０の間の視野面Ｓ１，Ｓ２にはさまれた領域Ａ内の景色を、直線状の映像として撮影する。ここで視野角とは、一方の視野限界線１０６と他方の視野限界線１１０が成す角のことをいう。視野面Ｓ１とＳ２まではほぼ平行であり、ラインカメラ１０２から景色までのＸ１方向距離に長短があっても、視野ＡのＸ２方向の幅Ｂはほとんど変化しない。
従ってラインカメラ１０２をＸ２方向に距離Ｂだけ移動して撮影する処理を繰返すと、視野限界線１０６と１１０の間をＸ２方向に伸びる領域を、連続的に撮影したパノラマ映像を作成することができる。ラインカメラ１０２を移動させることによってエリアカメラとすることができる。ラインカメラ１０２を移動させる方式によって撮影すると、Ｘ２方向の移動距離から映像内の対象点のＸ２座標を知ることができ、対象点を撮影したラインセンサのセル番号から対象点のＸ３座標を知ることができる。ラインカメラ１０２を移動させる方式によって撮影すると、撮影対象点のＸ２座標とＸ３座標を特定可能な状態で、景色を撮影することができる。
【０００７】
本発明では、周方向に広く拡がる（１台のラインカメラの視野角以上に広く拡がる）パノラマ映像を作成するために、複数のラインカメラを移動体に搭載する。このとき、移動体に搭載するラインカメラの主点同士を、移動方向と平行にオフセットさせることによって、ラインカメラ同士が物理的に干渉するのを防止する。またラインカメラの視野面同士を、互いに平行とする。視野面は、移動体の進行方向に垂直であることが好ましいが、垂直である必要はなく、移動体の進行方向に対して傾いた面を視野面としてもよい。
周方向に広く拡がる（１台のラインカメラの視野角以上に広く拡がる）パノラマ映像を作成するために、移動方向から見た各ラインカメラの撮影方向を、互いに異ならせることによって広い範囲を撮影する。移動方向から見た場合に、一方のラインカメラの時計回り終端側の視野限界線の基準線（例えば鉛直下方を向く線）からの時計回転方向の角度をａとし、他方のラインカメラの時計回り始端側の視野限界線の前記基準線からの時計回転方向の角度をｂとしたとき、ｂ＝ａであれば、２台のラインカメラの視野は移動方向から見て、隙間もなければ重複もない関係で連続している。またｂ＜ａであれば、２台のラインカメラの視野は一部が重複する関係で連続している。いずれにしても、２台のラインカメラの視野は移動方向から見て連続している。
【０００８】
複数のラインカメラの主点の移動方向のオフセット距離がＸとすると、前方側のラインカメラで移動距離がＹであるときに撮影した撮影データから再現される映像と、後方側のラインカメラで移動距離がＸ＋Ｙであるときに撮影した撮影データから再現される映像は、同一の主点で、図６のＸ２座標が等しい直線的範囲を撮影した映像となる。複数のラインカメラの視野面は平行であり、移動方向から見て両者の視野は隙間なく連続している。
そこで、同一の主点で、直線的に長く伸びる範囲を撮影した２枚の映像を同一直線上に配置することによって、各ラインカメラの視野角以上に拡がるパノラマ映像を作成することができる。このとき、前記基準線（例えば鉛直下方を向く線）からの角度に基づく位置関係の下で、同一直線上に配置すると、前記映像が直線的に伸びる方向に連続するパノラマ映像を作成することができる。
前記基準線からの角度に基づく位置関係としては、例えば映像内の点とある基準点との距離が、前記基準線からの角度に比例するという関係としてもよい。基準線（例えば鉛直下方を向く線）からの角度と基準点からの距離が比例するという関係は、比較的簡単に得ることができる。ｂ＝ａの場合は、前方側のラインカメラによって得られる映像と、後方側のラインカメラによって得られる映像は連続しており、重複する映像は存在しない。従って、前方側のラインカメラで得られる映像と、後方側のラインカメラで得られる映像を、そのまま繋ぎ合わせればよい。ｂ＜ａの場合には、前方側のラインカメラによって得られる映像と、後方側のラインカメラによって得られる映像には、重複する映像範囲が存在する。基準線（例えば鉛直下方を向く線）からの角度と基準点からの距離が比例するという関係を維持すると、重複問題が解消する。重複部については一方のラインカメラで得られた映像のみを使用してもよいし、両者の映像から平均化された映像を使用してもよい。
上記のようにして得られる直線状に配置された映像を移動方向に並列配置することで、移動方向に伸びるとともにラインカメラの視野角以上に拡がるパノラマ映像を作成することができる。
【０００９】
上記のパノラマ映像作成方法は、下記のような装置を用いることによって好適に実施することができる。本発明のパノラマ映像作成装置は、移動体と、複数のラインカメラと、移動距離を測定する手段と、移動体が所定距離を移動する毎に各ラインカメラで撮影する手段と、撮影した撮影データを移動距離と関連付けて記憶する手段と、前方側にあるラインカメラで移動距離がＹであるときに撮影した撮影データから再現される映像と、後方側にあるラインカメラで移動距離がＸ+Ｙであるときに撮影した撮影データから再現される映像を、移動方向から見た場合の基準線からの角度に基づいて特定される位置関係の下で、同一直線上に配置する手段と、前記直線上に配置された映像を移動方向に並列配置する手段と
を備え、前記複数のラインカメラは移動体に対して、
(1) ラインカメラの主点同士は、移動方向に所定距離Ｘだけオフセットされており、
(2) ラインカメラの視野面同士は、平行であり、
(3) 移動方向から見た場合に、一方のラインカメラの時計回り終端側の視野限界線の前記基準線からの時計回転方向の角度をａとし、他方のラインカメラの時計回り始端側の視野限界線の前記基準線からの時計回転方向の角度をｂとしたときに、ｂ≦ａであるという関係を満たして固定されている。
【００１０】
本発明のパノラマ映像作成方法と装置によると、移動体で移動しながら撮影することによって同一主点で複数方向を撮影した撮影データを取得し、特別の画像処理をしないで単に繋ぎ合わせるだけで、移動方向に長く伸びるとともに周方向に広く拡がるパノラマ映像を作成することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、本発明を具現化した実施例について図面を参照して説明する。最初に実施例の主要な特徴を列記する。
（形態１）： 移動体は、路面を走行する車両である。
（形態２）： 車両の移動距離は、ロータリーエンコーダによって計測する。
（形態３）： ラインカメラの主点同士を結ぶ直線は、移動体の進行方向に平行である。移動体に搭載するラインカメラの主点同士は、移動方向に所定距離Ｘだけオフセットされており、その垂直方向にはオフセットされていない。
（形態４）： ラインカメラの視野面は、互いに平行であり、鉛直面内にあって、移動体の進行方向に対して傾いている。
【実施例】
【００１２】
（第１実施例）
本発明を具現化したパノラマ映像作成装置２を、図を参照しながら説明する。図１は、本発明のパノラマ映像作成装置２を模式的に示す側面図であり、図２はパノラマ映像作成装置２を図１の視点II方向から見た平面図であり、図３はパノラマ映像作成装置２を図１の視点III方向から見た正面図である。
【００１３】
図１に明示されているように、パノラマ映像作成装置２は、測定車１８、撮影部２０、ロータリーエンコーダ１２、制御装置１４、記憶装置１０を備えている。測定車１８（移動体に相当する）は、マイクロバスを測定用に改造したものである。
撮影部２０は、測定車１８の上部に配置され、測定車１８の側方に向けて張り出した架台８を備え、架台８の上の雲台に搭載された２台のラインカメラ４と６を備えている。
ラインカメラ４と６は、光入力を電気信号に変換する多数の撮像素子が縦一列に配列されており、その前面に光信号を集めるレンズを設けている。ラインカメラ４と６は、制御装置１４からの指示によって、レンズを透過して入力された映像をＣＭＯＳ、ＣＣＤ等の撮像素子で撮影する。このラインカメラ４と６は、それぞれ４０９６個の撮像素子を持つ。ラインカメラ４と６の視野角は、それぞれ７０°であり、各撮像素子は、レンズから３ｍ離れた被写体について「１ｍｍ×１ｍｍ」の区画を撮像可能である。
ラインカメラ４は、撮像素子が車両の上下方向に一列となるように設置されている。図２と図３に示すように、ラインカメラ４は、光軸３２が測定車１８の進行方向に対して垂直で、水平面から３５°上方に向いた方向となるように設置角度を調整されている。
ラインカメラ６は、撮像素子が車両の上下方向に一列となるように設置されている。図１と図３に示すように、ラインカメラ６は、光軸３４が測定車１８の進行方向に対して垂直で、水平面から３５°下方に向いた方向となるように設置角度を調整されている。すなわち、ラインカメラ４とラインカメラ６は、視野面が互いに平行である。
図１と図２に示すように、ラインカメラ６は、ラインカメラ４より５００ｍｍ後方に配置され、ラインカメラ４の主点と、ラインカメラ６の主点を結ぶ線は、測定車１８の進行方向とほぼ平行となるように、設置位置を調整されている。
すなわち、ラインカメラ４とラインカメラ６は主点同士が測定車１８の進行方向に５００ｍｍオフセットされて搭載されている。また、図３に明示されるように、測定車１８の進行方向から見た場合に、ラインカメラ４の視野とラインカメラ６の視野は連続している。すなわち、測定車１８の進行方向から見た場合に、ラインカメラ４の時計回り終端側の視野限界線８２の鉛直軸８６からの時計回転方向の角度ａと、ラインカメラ６の時計回り始端側の視野限界線８４の鉛直軸８６からの時計回転方向の角度ｂは等しい。
【００１４】
図１に示すように、ロータリーエンコーダ１２（移動距離を測定する手段に相当する）は道路面に接触して回転する。ロータリーエンコーダ１２は、測定車１８が１ｍｍ走行する毎にパルスを出力する。
制御装置１４には、ラインカメラ４と６、ロータリーエンコーダ１２、記憶装置１０が接続されている。制御装置１４は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、入出力装置等を備えるコンピュータである。制御装置１４は、ロータリーエンコーダ１２から入力されるパルス信号を用いて、ＲＯＭに格納されている制御プログラムを実行して、測定車１８が１ｍｍ走行する毎にラインカメラ４と６に撮影を行わせる。車両側方３ｍの点に垂直壁があれば、ラインカメラ４と６によって１ｍｍ×１ｍｍの画素を垂直方向に４０９６個配列したライン映像が得られる。
制御装置１４は、ロータリーエンコーダ１２から入力されるパルス信号に基づいて、撮影を開始してからの測定車１８の走行距離を把握している。そして、制御装置１４は、撮影したライン映像と、撮影を開始してからの測定車１８の走行距離とを対応付けて、記憶装置１０に記憶させる。制御装置１４は、撮影され記憶されたライン映像を繋ぎ合わせてパノラマ映像を作成する。
記憶装置１０は、制御装置１４から入力されるデータを、複数のハードディスクに分散して記憶する。
【００１５】
図４を用いて、パノラマ映像作成装置２の動作を説明する。
ステップＳ２０で動作が開始されると、パノラマ映像作成装置２はステップＳ２２で測定車１８を走行させ、測定車１８の周囲の撮影を開始する。
ステップＳ２４で、制御装置１０は測定車１８が所定距離を走行するごとにラインカメラ４と６にライン映像を撮影させる。本実施例では、測定車１８が１ｍｍ走行するごとに、ラインカメラ４と６は撮影を実施する。測定車１８から側方に３ｍ離れた場所に壁面があれば、ラインカメラ４によって壁面上の１ｍｍ幅の視野内が撮影される。この場合、ラインカメラ６によっても、壁面上の１ｍｍ幅の視野内が撮影される。
ステップＳ２６では、ラインカメラ４と６で撮影された映像データを、走行距離と関連付けて記憶装置１２へ記憶する。
ステップＳ２８では、撮影範囲をすべて撮影したかどうかを判断する。まだすべての撮影範囲を撮影していない場合（ＮＯの場合）、ステップＳ２４、ステップＳ２６を繰返し実施する。すべての撮影範囲について撮影が終了した場合（ＹＥＳの場合）、パノラマ映像作成装置２はステップＳ３０へ進み、測定車１８の走行を停止して、撮影を終了する。
【００１６】
ステップＳ３２では、記憶装置１２に記憶された映像データを、測定車１８の走行方向に繋ぎ合わせて、パノラマ映像を作成する。
ラインカメラ４で撮影されたライン映像は、その映像が撮影され記憶された時点での測定車１８の走行距離が関連付けられて記憶されている。これらの映像を測定車１８の走行方向に繋ぎ合わせていくことで、図５に示すパノラマ映像５２が得られる。パノラマ映像５２は、ラインカメラ４によって撮影されるライン映像から得られる。
同様にして、ラインカメラ６で撮影されたライン映像を繋ぎ合わせていき、パノラマ映像５４を作成する。
ラインカメラ４と６それぞれについて、パノラマ映像５２と５４が作成されると、ステップＳ３４へ進む。
【００１７】
ステップＳ３４では、ステップＳ３２で作成された２つのパノラマ映像５２と５４を繋ぎ合わせて、１つのパノラマ映像を作成する。
図５に示すように、パノラマ映像５２は測定車１８の走行距離がＬ１、Ｌ２、Ｌ３、・・・の時点でラインカメラ４によって撮影されたライン映像６２、６４、６６、・・・を、測定車１８の走行する方向に繋ぎ合わせて作成されている。また、パノラマ映像５４は測定車１８の走行距離がＬ１、Ｌ２、Ｌ３、・・・の時点でラインカメラ４によって撮影されたライン映像７２、７４、７６、・・・を、測定車１８の走行する方向に繋ぎ合わせて作成されている。各ライン映像は、測定車１８が１ｍｍ走行する度に撮影されている。また、１つのライン映像の幅は１ｍｍである。
制御装置１０は、パノラマ映像５４をパノラマ映像５２に対して、縦方向にΔＺ、横方向にΔＬだけオフセットさせ、両者を繋ぎ合わせる。
【００１８】
上記のΔＬは、ラインカメラ４とラインカメラ６の設置間隔であり、本実施例では５００ｍｍである。ラインカメラ６はラインカメラ４よりも測定車１８の後方側に配置されており、測定車１８が５００ｍｍ走行した後にラインカメラ４があった場所に到達する。従って、パノラマ映像５２に対して、図５の左方向に５００ｍｍオフセットさせる。パノラマ映像Ｂを横方向にΔＬオフセットさせてパノラマ映像Ａと繋ぎ合わせると、上下に並ぶライン映像を撮影した時点におけるラインカメラ４の位置とラインカメラ６の位置とは一致する。図５に明示されているように、上記のように配置すると、測定車１８の走行距離がＬ１の時点でラインカメラ４で撮影した映像６２と、測定車１８の走行距離がＬ１＋ΔＬの時点でラインカメラ６で撮影した映像７８とが、同一直線上に配置されている。同様にして、測定車１８の走行距離がＬ２の時点でラインカメラ４で撮影した映像６４は、測定車１８の走行距離がＬ２＋ΔＬの時点でラインカメラ６で撮影した映像８０と、測定車１８の走行距離がＬ３の時点でラインカメラ４で撮影した映像６６は、測定車１８の走行距離がＬ３＋ΔＬの時点でラインカメラ６で撮影した映像８２と、それぞれ同一直線上に配置されている。
【００１９】
上記のΔＺは、ラインカメラ４とラインカメラ６の光軸の成す角を映像上の長さに換算した数値である。本実施例では、ラインカメラ４とラインカメラ６の光軸の成す角は７０°であり、１台のラインカメラが撮影できる視野角に一致する。従って、例えばライン映像５６を撮影した時点でのラインカメラ４の視野と、ライン映像５８を撮影した時点でのラインカメラ６の視野は、互いに隣接しており、視野が重複したり、視野間に間隙を有したりすることがない。この場合には、ΔＺとしてパノラマ映像５２の縦方向（ライン映像の伸びる方向、図５の上下方向）の長さをとればよい。
上記の例では、ラインカメラ４とラインカメラ６の視野が、測定車１８の前方から見て重複していない場合を説明した。ラインカメラ４とラインカメラ６の視野が、測定車１８の前方から見て重複する場合は、ラインカメラ４とラインカメラ６の光軸同士が成す角度に比例して、ΔＺを決定すればよい。例えば、ラインカメラ４とラインカメラ６の光軸同士が成す角度が３５°の場合、３５°はラインカメラ４の視野角の半分に相当するため、ΔＺとしてパノラマ映像５２の縦方向（ライン映像の伸びる方向、図５の上下方向）の半分の長さをとればよい。この場合、パノラマ映像５２とパノラマ映像５４には、重複する部位が存在する。
パノラマ映像５２とパノラマ映像５４に重複する部分がある場合は、その重複部分について一方の映像（例えばパノラマ映像５２）をそのまま用いてもよいし、両方の映像を平均化した映像を用いてもよい。
【００２０】
上記のようにパノラマ映像５２とパノラマ映像５４を繋ぎ合わせることによって、パノラマ映像５２とパノラマ映像５４に特別な画像処理を施す必要なく、互いの映像における対応点を探索する必要なく、簡易な方法で移動方向に伸びるとともに周方向に拡がるパノラマ映像を作成することができる。
【００２１】
上記の実施例では、各ラインカメラで撮影された映像から、まず個別に移動方向に伸びるパノラマ映像を作成し、作成されたパノラマ映像同士を結合して周方向にも拡がるパノラマ映像を作成している。この順序を変更して、各ラインカメラで撮影された映像を、まず周方向（図５の上下方向）に結合してライン状の映像を作成し、作成されたライン状の映像から、移動方向に伸びるパノラマ映像を作成してもよい。
【００２２】
上記の実施例では、ラインカメラとして可視光を撮影する一般的なラインセンサカメラを用いる例を説明したが、ラインカメラとしてはこれに限らず、例えば赤外線撮像素子を備える赤外線カメラを使用してもよい。赤外線カメラを使用すると、サーモグラフィー法によって構造物の内部に存在する欠陥を検出することが可能となる。このような場合にも、本発明の計測方法を用いることによって、移動方向に伸びるとともに周方向に拡がるパノラマ映像を容易に取得することができ、構造物の内部欠陥の検出が容易となる。
【００２３】
以上、本発明の実施形態について詳細に説明したが、これらは例示に過ぎず、特許請求の範囲を限定するものではない。特許請求の範囲に記載の技術には、以上に例示した具体例を様々に変形、変更したものが含まれる。
また、本明細書または図面に説明した技術要素は、単独であるいは各種の組み合せによって技術的有用性を発揮するものであり、出願時請求項記載の組み合せに限定されるものではない。また、本明細書または図面に例示した技術は複数の目的を同時に達成するものであり、そのうちの一つの目的を達成すること自体で技術的有用性を持つものである。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】図１は本発明のパノラマ映像作成装置２を模式的に示す図である。
【図２】図２は本発明のパノラマ映像作成装置２の平面図である。
【図３】図３は本発明のパノラマ映像作成装置２の側面図である。
【図４】図４はパノラマ映像作成装置２の動作を説明するフローチャートである。
【図５】図５は本発明で作成されるパノラマ映像を示す図である。
【図６】図６はラインカメラの視野について説明する図である。
【符号の説明】
【００２５】
２・・・パノラマ映像作成装置
４・・・ラインカメラ
６・・・ラインカメラ
８・・・架台
１０・・・記憶装置
１２・・・ロータリーエンコーダ
１４・・・制御装置
１８・・・測定車
２０・・・撮影部
３２・・・光軸
３４・・・光軸
５２・・・パノラマ映像
５４・・・パノラマ映像
５６・・・ライン映像
５８・・・ライン映像
６２、６４、６６・・・ライン映像
７２、７４、７６・・・ライン映像
８２・・・視野限界線
８４・・・視野限界線
８６・・・鉛直軸
１０２・・・ラインカメラ
１０４・・・主点
１０６・・・視野限界線
１０８・・・光軸
１１０・・・視野限界線
【特許請求の範囲】
【請求項１】
視野角が所定視野角に制約されているラインカメラの複数台を移動体に搭載し、移動体で移動しながら各ラインカメラで撮影を繰返すことによって、移動方向に伸びるとともに前記所定視野角以上に拡がるパノラマ映像を作成する方法であり、
前記複数のラインカメラを移動体に対して、
(1) ラインカメラの主点同士は、移動方向に所定距離Ｘだけオフセットされており、
(2) ラインカメラの視野面同士は、平行であり、
(3) 移動方向から見た場合に、一方のラインカメラの時計回り終端側の視野限界線の基準線からの時計回転方向の角度をａとし、他方のラインカメラの時計回り始端側の視野限界線の前記基準線からの時計回転方向の角度をｂとしたときに、ｂ≦ａであるという関係を満たして固定し、
移動体で移動しながら、
(1) 移動距離を測定し、
(2) 所定距離を移動する毎に各ラインカメラで撮影し、撮影データを移動距離と関連付けて記憶する工程を実施し、
その後に、
前方側にあるラインカメラで移動距離がＹであるときに撮影した撮影データから再現される映像と、後方側にあるラインカメラで移動距離がＸ+Ｙであるときに撮影した撮影データから再現される映像を、前記基準線からの角度に基づいて特定される位置関係の下で、同一直線上に配置する工程と、
前記直線上に配置された映像を移動方向に並列配置する工程
を少なくとも実行することによって前記パノラマ映像を作成する方法。
【請求項２】
移動体と、
複数のラインカメラと、
移動距離を測定する手段と、
移動体が所定距離を移動する毎に各ラインカメラで撮影する手段と、
撮影した撮影データを移動距離と関連付けて記憶する手段と、
前方側にあるラインカメラで移動距離がＹであるときに撮影した撮影データから再現される映像と、後方側にあるラインカメラで移動距離がＸ+Ｙであるときに撮影した撮影データから再現される映像を、移動方向から見た場合の基準線からの角度に基づいて特定される位置関係の下で、同一直線上に配置する手段と、
前記直線上に配置された映像を移動方向に並列配置する手段と
を備え、
前記複数のラインカメラは移動体に対して、
(1) ラインカメラの主点同士は、移動方向に所定距離Ｘだけオフセットされており、
(2) ラインカメラの視野面同士は、平行であり、
(3) 移動方向から見た場合に、一方のラインカメラの時計回り終端側の視野限界線の前記基準線からの時計回転方向の角度をａとし、他方のラインカメラの時計回り始端側の視野限界線の前記基準線からの時計回転方向の角度をｂとしたときに、ｂ≦ａであるという関係を満たして固定されている
ことを特徴とするパノラマ映像を作成する装置。
【請求項１】
視野角が所定視野角に制約されているラインカメラの複数台を移動体に搭載し、移動体で移動しながら各ラインカメラで撮影を繰返すことによって、移動方向に伸びるとともに前記所定視野角以上に拡がるパノラマ映像を作成する方法であり、
前記複数のラインカメラを移動体に対して、
(1) ラインカメラの主点同士は、移動方向に所定距離Ｘだけオフセットされており、
(2) ラインカメラの視野面同士は、平行であり、
(3) 移動方向から見た場合に、一方のラインカメラの時計回り終端側の視野限界線の基準線からの時計回転方向の角度をａとし、他方のラインカメラの時計回り始端側の視野限界線の前記基準線からの時計回転方向の角度をｂとしたときに、ｂ≦ａであるという関係を満たして固定し、
移動体で移動しながら、
(1) 移動距離を測定し、
(2) 所定距離を移動する毎に各ラインカメラで撮影し、撮影データを移動距離と関連付けて記憶する工程を実施し、
その後に、
前方側にあるラインカメラで移動距離がＹであるときに撮影した撮影データから再現される映像と、後方側にあるラインカメラで移動距離がＸ+Ｙであるときに撮影した撮影データから再現される映像を、前記基準線からの角度に基づいて特定される位置関係の下で、同一直線上に配置する工程と、
前記直線上に配置された映像を移動方向に並列配置する工程
を少なくとも実行することによって前記パノラマ映像を作成する方法。
【請求項２】
移動体と、
複数のラインカメラと、
移動距離を測定する手段と、
移動体が所定距離を移動する毎に各ラインカメラで撮影する手段と、
撮影した撮影データを移動距離と関連付けて記憶する手段と、
前方側にあるラインカメラで移動距離がＹであるときに撮影した撮影データから再現される映像と、後方側にあるラインカメラで移動距離がＸ+Ｙであるときに撮影した撮影データから再現される映像を、移動方向から見た場合の基準線からの角度に基づいて特定される位置関係の下で、同一直線上に配置する手段と、
前記直線上に配置された映像を移動方向に並列配置する手段と
を備え、
前記複数のラインカメラは移動体に対して、
(1) ラインカメラの主点同士は、移動方向に所定距離Ｘだけオフセットされており、
(2) ラインカメラの視野面同士は、平行であり、
(3) 移動方向から見た場合に、一方のラインカメラの時計回り終端側の視野限界線の前記基準線からの時計回転方向の角度をａとし、他方のラインカメラの時計回り始端側の視野限界線の前記基準線からの時計回転方向の角度をｂとしたときに、ｂ≦ａであるという関係を満たして固定されている
ことを特徴とするパノラマ映像を作成する装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【公開番号】特開２００６−２１７２２２（Ｐ２００６−２１７２２２Ａ）
【公開日】平成１８年８月１７日（２００６．８．１７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００５−２７４６８（Ｐ２００５−２７４６８）
【出願日】平成１７年２月３日（２００５．２．３）
【出願人】（５９１２７０５５６）名古屋市 (77)
【出願人】（５９９１３７８２８）株式会社 サンウェイブレックス (15)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１８年８月１７日（２００６．８．１７）
【国際特許分類】
【出願日】平成１７年２月３日（２００５．２．３）
【出願人】（５９１２７０５５６）名古屋市 (77)
【出願人】（５９９１３７８２８）株式会社 サンウェイブレックス (15)
【Ｆターム（参考）】
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