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公開番号2024063366
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-05-13
出願番号2022171246
出願日2022-10-26
発明の名称移動量計測システム
出願人株式会社小野測器
代理人個人
主分類G06T 7/285 20170101AFI20240502BHJP(計算;計数)
要約【課題】対象体の移動量の算出を短時間で処理し最新の移動量を取得する。
【解決手段】画像P中に被追尾領域Aを設定すると共に、現在までに算出した画像間移動ベクトルから予測した次時刻の画像間移動ベクトルの範囲内の各移動ベクトルを前記探索対象移動ベクトルに設定する。次時刻において、画像中の、被追尾領域Aを各前記探索対象移動ベクトルで移動した領域を合わせた領域中に、被追尾領域と整合する領域が存在すれば、存在した領域に対応する前記探索対象移動ベクトルを探索した画像間移動ベクトルとする。存在しなかった場合(a2)には、画像間移動ベクトルの探索に成功するまで分割探索動作を繰り返し行う。分割探索動作では、画像P中の被追尾領域Aの位置を固定し、分割探索動作毎に、移動ベクトルの範囲を順番に切り替えながら、範囲内の各移動ベクトルを前記探索対象移動ベクトルに設定し、画像間移動ベクトルの探索を行う(c1-c7)。
【選択図】図5
特許請求の範囲【請求項1】
カメラで撮影した対象体の画像である撮影画像から、前記対象体と前記カメラの間の相対的移動量を計測する移動量計測システムであって、
画像間移動ベクトルを探索する基本探索動作を実行する基本探索手段と、
画像間移動ベクトルを探索する分割探索動作を実行する分割探索手段と、
探索実行状態切替手段と、
探索された画像間移動ベクトルから、前記対象体と前記カメラの間の相対的移動量を算定する移動量算定手段とを有し、
当該移動量計測システムは、探索実行状態として、前記基本探索手段が前記基本探索動作を繰り返し実行する基本探索反復状態と、前記分割探索手段が前記分割探索動作を繰り返し実行する分割探索反復状態とを有し、
当該移動量計測システムは、前記基本探索反復状態において、前記基本探索手段が前記基本探索動作による画像間移動ベクトルの探索に失敗したならば、探索実行状態を前記分割探索反復状態に切り替え、前記分割探索反復状態において、前記分割探索手段が前記分割探索動作による画像間移動ベクトルの探索に成功したならば探索実行状態を前記基本探索反復状態に切り替える探索実行状態切替手段を備え、
前記基本探索手段は、各回の前記基本探索動作において、今回の撮影画像中に被追尾領域を設定し、現在までに探索した画像間移動ベクトルから次回に探索される画像間移動ベクトルとなる期待度が高い複数の移動ベクトルを予測し、予測した各移動ベクトルを次回の探索対象移動ベクトルに設定すると共に、前回の基本探索動作において次回の探索対象移動ベクトルとして設定された今回の各探索対象移動ベクトルを探索対象とする今回の画像間移動ベクトルの探索動作を行い、
前記分割探索手段は、各回の前記分割探索動作において、今回の撮影画像中に被追尾領域を設定し、複数の移動ベクトルを今回の探索対象移動ベクトルに設定すると共に、設定した今回の各探索対象移動ベクトルを探索対象とする今回の画像間移動ベクトルの探索動作を行い、
前記分割探索手段は、前記分割探索動作を繰り返し実行する間に所定の範囲内の移動ベクトルの全てが探索対象移動ベクトルに設定されるように、各回の前記分割探索動作毎に探索対象移動ベクトルに設定する複数の移動ベクトルを切り替え、
前記基本探索動作と前記分割探索動作において行う、前記今回の各探索対象移動ベクトルを探索対象とする今回の画像間移動ベクトルの探索動作において、今回の各探索対象移動ベクトルに対応する今回の撮影画像中の領域を、前回設定した被追尾領域を対応する探索対象移動ベクトルで移動した領域として、各探索対象移動ベクトルに対応する領域を合わせた領域である探索領域中に、前回設定された被追尾領域と整合する領域が存在した場合には、画像間移動ベクトルの探索を成功として、存在した領域に対応する探索対象移動ベクトルを今回探索した画像間移動ベクトルとし、存在しなかった場合には、今回の画像間移動ベクトルの探索を失敗とすることを特徴とする移動量計測システム。
続きを表示(約 1,400 文字)【請求項2】
請求項1記載の移動量計測システムであって、
前記分割探索手段は、所定の範囲内の移動ベクトルの全てが探索対象移動ベクトルに設定されたならば、再度、前記分割探索動作を繰り返し実行する間に所定の範囲内の移動ベクトルの全てが探索対象移動ベクトルに設定されるように、各回の前記分割探索動作毎に探索対象移動ベクトルに設定する複数の移動ベクトルを切り替えることを特徴とする移動量計測システム。
【請求項3】
請求項1または2記載の移動量計測システムであって、
前記所定の範囲は、前記探索対象移動ベクトルに設定したときに前記探索領域が撮影画像内の領域となる移動ベクトルの範囲であることを特徴とする移動量計測システム。
【請求項4】
請求項1または2記載の移動量計測システムであって、
前記分割探索手段は、各回の前記分割探索動作において、被追尾領域を、撮影画像中の同じ位置に設定することを特徴とする移動量計測システム。
【請求項5】
請求項1または2記載の移動量計測システムであって、
前記分割探索手段は、各回の前記分割探索動作における前記探索領域が撮影画像中の同じ位置となるように、各回の前記分割探索動作において被追尾領域を撮影画像中の異なる位置に設定することを特徴とする移動量計測システム。
【請求項6】
請求項1または2記載の移動量計測システムであって、
前記分割探索手段が前記分割探索動作を繰り返し実行する間に、被追尾領域の撮影画像中の位置と、探索領域の撮影画像中の位置が変化することを特徴とする移動量計測システム。
【請求項7】
請求項4記載の移動量計測システムであって、
前記分割探索手段は、前記分割探索動作を繰り返し実行する間に、前記探索領域が前記被追尾領域に近い位置から遠い位置に向かって移動していくように、各回の前記分割探索動作において探索対象移動ベクトルを設定することを特徴とする移動量計測システム。
【請求項8】
請求項5記載の移動量計測システムであって、
前記分割探索手段は、前記分割探索動作を繰り返し実行する間に、前記被追尾領域が、前記探索領域に近い位置から遠い位置に向かって移動していくように、各回の前記分割探索動作において、被追尾領域と探索対象移動ベクトルを設定することを特徴とする移動量計測システム。
【請求項9】
請求項1または2記載の移動量計測システムであって、
前記分割探索手段は、各回の前記分割探索動作において異なる移動ベクトルのセットを、前記基本探索動作で最後に探索に成功した画像間移動ベクトルとの差分の絶対値が小さい順に、順次、探索対象移動ベクトルに設定することを特徴とする移動量計測システム。
【請求項10】
請求項1または2記載の移動量計測システムであって、
前記分割探索手段は、前記基本探索動作で最後に画像間移動ベクトルの探索に成功した被追尾領域を、各回の前記分割探索動作において被追尾領域に設定し、前記基本探索動作で最後に画像間移動ベクトルの探索に成功した探索領域に近い位置から遠い位置に向かって探索領域が移動していくように、各回の前記分割探索動作において探索対象移動ベクトルを設定することを特徴とする移動量計測システム。
(【請求項11】以降は省略されています)

発明の詳細な説明【技術分野】
【0001】
本発明は、カメラで対象体を撮影した画像を用いてカメラと対象体の間の相対的な移動量を測定する技術に関するものである。
続きを表示(約 3,300 文字)【背景技術】
【0002】
カメラで対象体を撮影した画像を用いてカメラと対象体の間の相対的な移動量を測定する技術としては、撮影した画像中の特徴領域に類似する、次の時刻に撮影した画像中の領域を、テンプレートマッチングによって探索し、探索した領域の特徴領域からの移動量を算定する処理を繰り返し行う技術が知られている(たとえば、特許文献1)。
【0003】
また、現時刻までに求まった移動量より、特徴領域の像の次の時刻に撮影される画像中の位置を予測し、予測した位置の周辺の範囲である予測範囲のみを対象としてテンプレートマッチングによる探索を行うことにより、探索に要する処理時間を低減する技術も知られている(たとえば、特許文献2)。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
特開2020-190458号公報
特開2008-112210号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
上述した予測範囲のみを対象としてテンプレートマッチングによる探索を行う技術によれば、予測範囲の中から特徴領域に類似する領域の探索に失敗した場合、今回の移動量が算定できず次回の予測範囲の設定ができなくなり、以降の探索を行うことができない。
そこで、予測範囲の中から探索に失敗した場合に、画像の全体を対象としてテンプレートマッチングによる探索を行うことが考えられるが、全体を対象とする探索には、予測範囲のみを対象とする探索よりも多くの処理時間を必要とする。
そして、全体を対象とする探索が、予測範囲のみを対象とする探索を繰り返す周期より長い時間を要する場合、探索によって得られる情報は、処理に要した時間分、予測範囲のみを対象とする探索によって得られる情報よりも古い情報となる。この技術を移動量の算出に適用した場合、得られる移動量は、処理に要した時間分、過去の移動量となるため次回の予測精度が低下してしまい、予測範囲内に対象体が含まれないことで探索に再度失敗してしまう可能性が高い。
【0006】
本発明は、カメラに対して相対的に移動する対象体の移動量の算出を短時間で処理することで、最新の移動量を取得することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【0007】
前記課題達成のために、本発明は、カメラで撮影した対象体の画像である撮影画像から、前記対象体とカメラの間の相対的移動量を計測する移動量計測システムに、画像間移動ベクトルを探索する基本探索動作を実行する基本探索手段と、画像間移動ベクトルを探索する分割探索動作を実行する分割探索手段と、探索された画像間移動ベクトルから、前記対象体とカメラの間の相対的移動量を算定する移動量算定手段とを備えたものである。当該移動量計測システムは、探索実行状態として、前記基本探索手段が基本探索動作を繰り返し実行する基本探索反復状態と、前記分割探索手段が前記分割探索動作を繰り返し実行する分割探索反復状態とを有する。また、当該移動量計測システムは、基本探索反復状態において、前記基本探索手段が基本探索動作による画像間移動ベクトルの探索に失敗したならば、探索実行状態を分割探索反復状態に切り替え、分割探索反復状態において、前記分割探索手段が前記分割探索動作による画像間移動ベクトルの探索に成功したならば、探索実行状態を基本探索反復状態に切り替える探索実行状態切替手段を備えている。前記基本探索手段は、各回の前記基本探索動作において、今回の撮影画像中に被追尾領域を設定し、現在までに探索した画像間移動ベクトルから次回に探索される画像間移動ベクトルとなる期待度が高い複数の移動ベクトルを予測し、予測した各移動ベクトルを次回の探索対象移動ベクトルに設定すると共に、前回の基本探索動作において次回の探索対象移動ベクトルとして設定された今回の各探索対象移動ベクトルを探索対象とする今回の画像間移動ベクトルの探索動作を行う。前記分割探索手段は、各回の前記分割探索動作において、今回の撮影画像中に被追尾領域を設定し、複数の移動ベクトルを今回の探索対象移動ベクトルに設定すると共に、設定した今回の各探索対象移動ベクトルを探索対象とする今回の画像間移動ベクトルの探索動作を行う。前記分割探索手段は、前記分割探索動作を繰り返し実行する間に所定の範囲内の移動ベクトルの全てが探索対象移動ベクトルに設定されるように、各回の前記分割探索動作毎に探索対象移動ベクトルに設定する複数の移動ベクトルを切り替える。そして、前記基本探索動作と前記分割探索動作において行う、前記今回の各探索対象移動ベクトルを探索対象とする今回の画像間移動ベクトルの探索動作において、今回の各探索対象移動ベクトルに対応する今回の撮影画像中の領域を、前回設定した被追尾領域を対応する探索対象移動ベクトルで移動した領域として、各探索対象移動ベクトルに対応する領域を合わせた探索領域中に、前回設定された被追尾領域と整合する領域が存在した場合には、画像間移動ベクトルの探索を成功として、存在した領域に対応する探索対象移動ベクトルを今回探索した画像間移動ベクトルとし、存在しなかった場合には、今回の画像間移動ベクトルの探索を失敗とする。
【0008】
この移動量計測システムにおいて、前記分割探索手段は、所定の範囲内の移動ベクトルの全てが探索対象移動ベクトルに設定されたならば、再度、前記分割探索動作を繰り返し実行する間に所定の範囲内の移動ベクトルの全てが探索対象移動ベクトルに設定されるように、各回の前記分割探索動作毎に探索対象移動ベクトルに設定する複数の移動ベクトルを切り替えてよい。
【0009】
また、この移動量計測システムにおいて、前記所定の範囲は、前記探索対象移動ベクトルに設定したときに前記探索領域が撮影画像内の領域となる移動ベクトルの範囲としてよい。
この移動量計測システムにおいて、前記分割探索手段は、各回の前記分割探索動作において、被追尾領域を、撮影画像中の同じ位置に設定してよい。
この場合、前記分割探索手段は、前記分割探索動作を繰り返し実行する間に、前記探索領域が前記被追尾領域に近い位置から遠い位置に向かって移動していくように、各回の探索対象移動ベクトルを設定してよい。
または、この移動量計測システムにおいて、前記分割探索手段は、各回の前記分割探索動作における前記探索領域が撮影画像中の同じ位置となるように、各回の前記分割探索動作において被追尾領域を撮影画像中の異なる位置に設定してよい。
この場合、前記分割探索手段は、前記分割探索動作を繰り返し実行する間に、前記被追尾領域が、前記探索領域に近い位置から遠い位置に向かって移動していくように、各回の前記分割探索動作において、被追尾領域と探索対象移動ベクトルを設定してよい。
または、この移動量計測システムにおいて、前記分割探索手段は、前記分割探索動作を繰り返し実行する間に、被追尾領域の撮影画像中の位置と、探索領域の撮影画像中の位置を変化させてもよい。
また、この移動量計測システムにおいて、前記分割探索手段は、各回の前記分割探索動作において異なる移動ベクトルのセットを、前記基本探索動作で最後に探索に成功した画像間移動ベクトルとの差分の絶対値が小さい順に、順次、探索対象移動ベクトルに設定してもよい。
【0010】
また、この移動量計測システムにおいて、前記分割探索手段は、前記基本探索動作で最後に画像間移動ベクトルの探索に成功した被追尾領域を、各回の前記分割探索動作において被追尾領域に設定し、前記基本探索動作で最後に画像間移動ベクトルの探索に成功した探索領域に近い位置から遠い位置に向かって探索領域が移動していくように、各回の前記分割探索動作において探索対象移動ベクトルを設定してもよい。
(【0011】以降は省略されています)

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