專利名稱：測(cè)量裝置、測(cè)量方法、程序以及計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)的制作方法
測(cè)量裝置、測(cè)量方法、程序以及計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)技術(shù)領(lǐng)域[OOOl]本發(fā)明涉及測(cè)量裝置、測(cè)量方法、程序以及計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)。本發(fā)明尤其涉及用于對(duì)測(cè)量對(duì)象的三維位置執(zhí)行測(cè)量的測(cè)量裝置、測(cè)量方法、 程序以及計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)。
背景技術(shù)：
在利用安裝在移動(dòng)設(shè)備上的單眼攝像機(jī)來(lái)執(zhí)行物體的三維位置測(cè) 量的情況下，通過(guò)推算單眼攝像機(jī)的運(yùn)動(dòng)以及檢測(cè)圖像中物體的移動(dòng)來(lái)計(jì)算 所述三維位置。物體的三維位置的測(cè)量精度受到攝像機(jī)的運(yùn)動(dòng)推算的精度以 及圖像中的移動(dòng)檢測(cè)精度二者的影響。
已知-一種具有控制視角以使圖像中物體的尺寸變得恒定的自動(dòng)視 角控制功能的攝像裝置(參見(jiàn)公開號(hào)為9-135380的日本專利申請(qǐng) (JP-A-9畫135380))。
然而，需要利用具有廣視角的圖像來(lái)提高運(yùn)動(dòng)推算的精度，同時(shí) 需要利用擴(kuò)大對(duì)象物體的影像的窄視角圖像來(lái)提高移動(dòng)檢測(cè)精度。在公開號(hào) 為9-135380的日本專利申請(qǐng)(JP-A-9-135380)中所描述的技術(shù)中，控制視角 以使圖像中物體的尺寸保持恒定。因此，即使在物體位于遠(yuǎn)處的情況下也能 夠提高圖像中的移動(dòng)檢測(cè)精度。然而，在這種情況下，視角變窄，使得運(yùn)動(dòng) 推算的精度劣化。因此，不能充分地提高三維位置的測(cè)量精度。發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供了能夠?qū)y(cè)量對(duì)象的三維位置執(zhí)行高精度測(cè)量的測(cè)量 裝置、方法、程序以及計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)。
根據(jù)第一方案或示例的一種測(cè)量裝置，包括攝像部，其安裝在 移動(dòng)設(shè)備中，所述攝像部輸出以第一視角拍攝的并且包含測(cè)量對(duì)象的多個(gè)圖 像以及以比所述第一視角小的第二視角拍攝的并且包含所述測(cè)量對(duì)象的多個(gè) 圖像；檢索部，其從由所述攝像部以所述第二視角拍攝的至少兩個(gè)圖像中，7檢索出各為所述測(cè)量對(duì)象上的特征點(diǎn)并且在所述至少兩個(gè)圖像之間相對(duì)應(yīng)的 點(diǎn)；位置/姿勢(shì)計(jì)算部，其基于由所述攝像部以所述第一視角拍攝的多個(gè)圖像，計(jì)算在對(duì)所述多個(gè)圖像的各次拍攝時(shí)所述攝像部的位置及姿勢(shì)的相對(duì)關(guān)系；位置/姿勢(shì)推算部，其基于由所述位置/姿勢(shì)計(jì)算部計(jì)算出的所述位置及姿勢(shì) 的相對(duì)關(guān)系，推算在以所述第二視角拍攝所述至少兩個(gè)圖像時(shí)所述攝像部的位置及姿勢(shì)的相對(duì)關(guān)系；以及位置測(cè)量部，其基于檢索出的所述點(diǎn)以及由所 述位置/姿勢(shì)推算部推算出的所述位置及姿勢(shì)的相對(duì)關(guān)系，測(cè)量由所述檢索部 檢索出的所述點(diǎn)的三維位置。
根據(jù)本發(fā)明的第二方案或示例的一種程序或計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)為一 種包括計(jì)算機(jī)可執(zhí)行代碼的程序或計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)，其使得計(jì)算機(jī)從由攝像部輸出的至少兩個(gè)圖像中，檢索出各為測(cè)量對(duì)象上的特征點(diǎn)并且在所述至 少兩個(gè)圖像之間相對(duì)應(yīng)的點(diǎn)，所述攝像部安裝在移動(dòng)設(shè)備中，并輸出以第一 視角拍攝的并且包含所述測(cè)量對(duì)象的多個(gè)圖像以及以比所述第一視角小的第二視角拍攝的并且包含所述測(cè)量對(duì)象的多個(gè)圖像；基于由所述攝像部以所述 第一視角拍攝的多個(gè)圖像，計(jì)算在對(duì)所述多個(gè)圖像的各次拍攝時(shí)所述攝像部 的位置及姿勢(shì)的相對(duì)關(guān)系；基于計(jì)算出的所述位置及姿勢(shì)的相對(duì)關(guān)系，推算 在以所述第二視角拍攝所述至少兩個(gè)圖像時(shí)所述攝像部的位置及姿勢(shì)的相對(duì) 關(guān)系；以及基于檢索出的所述點(diǎn)以及推算出的所述位置及姿勢(shì)的相對(duì)關(guān)系， 測(cè)量通過(guò)所述檢索而檢索出的所述點(diǎn)的三維位置。
根據(jù)本發(fā)明的第三方案或示例的一種用于包括安裝在移動(dòng)設(shè)備中 的攝像部的測(cè)量方法，該方法包括輸出由所述攝像部以第一視角拍攝的并 且包含測(cè)量對(duì)象的多個(gè)圖像，以及輸出由所述攝像部以比所述第一視角小的 第二視角拍攝的并且包含所述測(cè)量對(duì)象的多個(gè)圖像；從由所述攝像部以所述 第二視角拍攝的至少兩個(gè)圖像中，檢索出各為所述測(cè)量對(duì)象上的特征點(diǎn)并且 在所述至少兩個(gè)圖像之間相對(duì)應(yīng)的點(diǎn)；基于由所述攝像部以所述第一視角拍 攝的多個(gè)圖像，計(jì)算在對(duì)所述多個(gè)圖像的各次拍攝時(shí)所述攝像部的位置及姿 勢(shì)的相對(duì)關(guān)系；基于計(jì)算出的所述位置及姿勢(shì)的相對(duì)關(guān)系，推算在以所述第 二視角拍攝所述至少兩個(gè)圖像時(shí)所述攝像部的位置及姿勢(shì)的相對(duì)關(guān)系；以及 基于檢索出的所述點(diǎn)以及推算出的所述位置及姿勢(shì)的相對(duì)關(guān)系，測(cè)量檢索出 的所述點(diǎn)的三維位置。
根據(jù)上述第一、第二和第三方案或示例，從以相對(duì)窄的第二視角 拍攝的圖像中，檢索出測(cè)量對(duì)象上的特征點(diǎn)的對(duì)應(yīng)點(diǎn)，并且從以相對(duì)廣的第 一視角拍攝的圖像中，推算攝像部的位置及姿勢(shì)的相對(duì)關(guān)系，從而能夠提高 攝像部的運(yùn)動(dòng)推算的精度以及測(cè)量對(duì)象上的對(duì)應(yīng)點(diǎn)的檢測(cè)精度。因此，能夠 高精度地測(cè)量出測(cè)量對(duì)象的三維坐標(biāo)。在上述方案或示例中，所述攝像部可以在從所述第一視角和所述 第二視角中的一個(gè)視角切換到所述第一視角和所述第二視角中的另一個(gè)視角 的同時(shí)連續(xù)地拍攝所述測(cè)量對(duì)象。根據(jù)所述構(gòu)造，以相對(duì)廣的第一視角拍攝 的圖像和以相對(duì)窄的第二視角拍攝的圖像均能夠經(jīng)由一個(gè)攝像部而獲得。此外，所述攝像部可以交替地以所述第一視角拍攝和以所述第二 視角拍攝。在上述方案或示例中，所述位置/姿勢(shì)計(jì)算部可以從由所述攝像部 以所述第--視角拍攝的兩個(gè)圖像中檢索出作為特征點(diǎn)并且在所述兩個(gè)圖像之 間相對(duì)應(yīng)的至少八組點(diǎn)，并且可以基于檢索出的所述至少八組點(diǎn)來(lái)計(jì)算在對(duì) 所述兩個(gè)圖像的各次拍攝時(shí)的所述攝像部的位置及姿勢(shì)的相對(duì)關(guān)系。此外， 所述位置及姿勢(shì)的相對(duì)關(guān)系可以包括位移量和轉(zhuǎn)動(dòng)量。因此，基于在所述兩 個(gè)圖像之間相對(duì)應(yīng)的所述至少八組點(diǎn)，能夠以良好的精度計(jì)算出位置及姿勢(shì) 的相對(duì)關(guān)系。在上述方案或示例中，所述至少八組點(diǎn)中的每一組可以在移動(dòng)方 面與其它至少七組點(diǎn)不同。此外，將要對(duì)于不在以所述第二視角拍攝的任一圖像中而是在以 所述第一視角拍攝的圖像中的點(diǎn)測(cè)量三維位置，并且所述位置測(cè)量部可以從 以所述第一視角拍攝的且已由所述位置/姿勢(shì)計(jì)算部檢索出相對(duì)應(yīng)的點(diǎn)的所 述兩個(gè)圖像中檢索出作為特征點(diǎn)并且在所述兩個(gè)圖像之間相對(duì)應(yīng)的點(diǎn)，并且 所述位置測(cè)量部可以基于檢索出的所述點(diǎn)以及由所述位置/姿勢(shì)計(jì)算部計(jì)算 出的所述位置及姿勢(shì)之間的相對(duì)關(guān)系來(lái)測(cè)量檢索出的所述點(diǎn)的三維位置。根 據(jù)所述構(gòu)造，還能夠測(cè)量出僅出現(xiàn)在具有第一視角的圖像中的特征點(diǎn)的三維 位置。因此，能夠在廣角視野中測(cè)量出測(cè)量對(duì)象的三維位置。在上述方案或示例中，所述位置及姿勢(shì)的相對(duì)關(guān)系可以包括三個(gè) 軸向上的位移量和關(guān)于三個(gè)軸的轉(zhuǎn)動(dòng)量。
在上述方案或示例中，所述檢索部可以從由所述攝像部以所述第 二視角拍攝的第一圖像和由所述攝像部在拍攝所述第一圖像之后以所述第二 視角拍攝的第二圖像中，檢索出各為所述測(cè)量對(duì)象上的特征點(diǎn)并且在所述第 一圖像和所述第二圖像之間相對(duì)應(yīng)的點(diǎn)。所述位置/姿勢(shì)計(jì)算部可以計(jì)算三個(gè) 軸向上的第一位移量和關(guān)于三個(gè)軸的第一轉(zhuǎn)動(dòng)量，所述第一位移量和所述第 一轉(zhuǎn)動(dòng)量表示在由所述攝像部拍攝所述第一圖像之前以所述第一視角拍攝 第三圖像時(shí)所述攝像部的位置及姿勢(shì)與在由所述攝像部拍攝所述第一圖像與 拍攝所述第二圖像之間以所述第一視角拍攝第四圖像時(shí)所述攝像部的位置及 姿勢(shì)之間的相對(duì)關(guān)系。所述位置/姿勢(shì)計(jì)算部可以計(jì)算所述三個(gè)軸向上的第二 位移量和關(guān)于所述三個(gè)軸的第二轉(zhuǎn)動(dòng)量，所述第二位移量和所述第二轉(zhuǎn)動(dòng)量 表示在拍攝所述第四圖像時(shí)所述攝像部的位置及姿勢(shì)與在由所述攝像部拍 攝所述第二圖像之后以所述第一視角拍攝第五圖像時(shí)所述攝像部的位置及姿 勢(shì)之間的相對(duì)關(guān)系。基于由所述位置/姿勢(shì)計(jì)算部計(jì)算出的所述第一位移量、 所述第二位移量、所述第一轉(zhuǎn)動(dòng)量以及所述第二轉(zhuǎn)動(dòng)量，所述位置/姿勢(shì)推算 部可以推算第三位移量和第三轉(zhuǎn)動(dòng)量，所述第三位移量和所述第三轉(zhuǎn)動(dòng)量表 示在拍攝所述第一圖像時(shí)所述攝像部的位置及姿勢(shì)與在拍攝所述第二圖像 時(shí)所述攝像部的位置及姿勢(shì)之間的相對(duì)關(guān)系。根據(jù)所述構(gòu)造，基于根據(jù)在拍 攝具有窄的第二視角的圖像之前和之后拍攝的具有較廣的第一視角的圖像所 計(jì)算出的位移量和轉(zhuǎn)動(dòng)量，能夠以良好的精度推算出在拍攝具有窄的第二視 角的圖像時(shí)攝像部的位移量和轉(zhuǎn)動(dòng)量。在上述構(gòu)造或示例中，所述位置/姿勢(shì)計(jì)算部可以從所述第三圖像 和所述第四圖像中檢索出作為特征點(diǎn)并且在所述第三圖像和所述第四圖像之 間相對(duì)應(yīng)的至少八組點(diǎn)，并且可以基于檢索出的所述至少八組點(diǎn)來(lái)計(jì)算所述 第一位移量和所述第一轉(zhuǎn)動(dòng)量，所述第一位移量和所述第一轉(zhuǎn)動(dòng)量表示在 拍攝所述第三圖像和所述第四圖像時(shí)所述攝像部的位置及姿勢(shì)之間的相對(duì)關(guān) 系，并且所述位置/姿勢(shì)計(jì)算部可以從所述第四圖像和所述第五圖像中檢索出 作為特征點(diǎn)并且在所述第四圖像和所述第五圖像之間相對(duì)應(yīng)的至少八組點(diǎn)， 并且可以基于檢索出的所述至少八組點(diǎn)來(lái)計(jì)算所述第二位移量和所述第二轉(zhuǎn) 動(dòng)量，所述第二位移量和所述第二轉(zhuǎn)動(dòng)量表示在拍攝所述第四圖像和所述 第五圖像時(shí)所述攝像部的位置及姿勢(shì)之間的相對(duì)關(guān)系。根據(jù)上述構(gòu)造，基于在第三圖像和第四圖像之間相對(duì)應(yīng)的至少八組點(diǎn)以及在第四圖像和第五圖像 之間相對(duì)應(yīng)的至少八組點(diǎn)，能夠以良好的精度計(jì)算出位移量和轉(zhuǎn)動(dòng)量。根據(jù)上述構(gòu)造或示例，所述位置測(cè)量部可以連續(xù)地測(cè)量所述三維 位置。而且，所述測(cè)量裝置可以進(jìn)一步包括視角確定部，其確定所述第二 視角，使得先前測(cè)量出的所述三維位置距所述移動(dòng)設(shè)備的距離越遠(yuǎn)，所述視 角越小。根據(jù)上述構(gòu)造，能夠提高從以窄的第二視角拍攝的圖像中檢索出的 測(cè)量對(duì)象上的對(duì)應(yīng)點(diǎn)的檢測(cè)精度。在上述方案或示例中，所述測(cè)量裝置可以進(jìn)一步包括速度測(cè)量 部，其測(cè)量所述移動(dòng)設(shè)備的移動(dòng)速度；以及攝像控制部，其控制所述攝像部，
使得由所述速度測(cè)量部測(cè)量出的所述移動(dòng)速度越低，所述攝像部的拍攝間隔 越長(zhǎng)。根據(jù)所述構(gòu)造，可合適地使從圖像中檢索出的對(duì)應(yīng)點(diǎn)的移動(dòng)變大。因 此，能夠提高關(guān)于攝像部的運(yùn)動(dòng)推算的精度。在上述構(gòu)造中，所述位置測(cè)量部可以連續(xù)地測(cè)量所述三維位置。 而且，所述測(cè)量裝置可以進(jìn)一步包括攝像控制部，其控制所述攝像部，使
得先前測(cè)量出的所述三維位置距所述移動(dòng)設(shè)備的距離越遠(yuǎn)，所述攝像部的拍 攝間隔越長(zhǎng)。根據(jù)所述構(gòu)造，可合適地使從圖像中檢索出的對(duì)應(yīng)點(diǎn)的移動(dòng)變 大。因此，能夠提高關(guān)于攝像部的運(yùn)動(dòng)推算的精度。如上所述，根據(jù)本發(fā)明的測(cè)量裝置、測(cè)量方法、程序以及計(jì)算機(jī)
可讀介質(zhì)，從以窄的第二視角拍攝的圖像中檢索出測(cè)量對(duì)象上的特征點(diǎn)的對(duì) 應(yīng)點(diǎn)，并且從以廣的第一視角拍攝的圖像中推算攝像部的位置及姿勢(shì)的相對(duì) 關(guān)系，從而能夠提高攝像部的運(yùn)動(dòng)推算的精度以及測(cè)量對(duì)象上的對(duì)應(yīng)點(diǎn)的檢 測(cè)精度。因此，能夠高精度地測(cè)量出測(cè)量對(duì)象的三維坐標(biāo)。應(yīng)當(dāng)可以清楚地看出，本發(fā)明能夠提供多個(gè)有益特征和益處。應(yīng) 當(dāng)理解的是，在實(shí)踐本發(fā)明的方面，能夠?qū)⒁粋€(gè)實(shí)施例構(gòu)造為包括此處所公 開的實(shí)施例中的一個(gè)或多個(gè)特征或者益處，而非包括全部特征或益處。因此， 應(yīng)當(dāng)理解的是，特別是由于能夠形成各種實(shí)施例以實(shí)踐不包括所公開示例的 每一個(gè)特征的本發(fā)明，因此，本文所討論的優(yōu)選實(shí)施例被作為示例而并非解 釋為限制。


通過(guò)結(jié)合附圖對(duì)優(yōu)選實(shí)施例的下列描述，本發(fā)明的上述和進(jìn)一步 的目的、特征和優(yōu)點(diǎn)將變得明顯，其中，相似的附圖標(biāo)記用于表示相似的元 件，并且其中
圖1為示出了根據(jù)本發(fā)明的第一實(shí)施例的測(cè)量裝置的方框圖2為示出了在本發(fā)明的第一實(shí)施例中當(dāng)在窄視角與廣視角之間切換視 角的同時(shí)連續(xù)地拍攝圖像的狀態(tài)的概念圖3為用于圖示在本發(fā)明的第一實(shí)施例中表示位置/姿勢(shì)的變化的平移 向量和轉(zhuǎn)動(dòng)矩陣的圖表；
圖4為示出了根據(jù)本發(fā)明的第一實(shí)施例的測(cè)量裝置中的測(cè)量處理程序的 流程圖5為示出了根據(jù)本發(fā)明的第二實(shí)施例的測(cè)量裝置的方框圖；以及 圖6為示出了根據(jù)本發(fā)明的第二實(shí)施例的測(cè)量裝置中的測(cè)量處理程序的 流程圖。
具體實(shí)施例方式以下將結(jié)合附圖來(lái)詳細(xì)地描述本發(fā)明的實(shí)施例或示例。如圖1所示，根據(jù)一個(gè)實(shí)施例或示例的測(cè)量裝置10包括攝像裝 置12，其安裝在車輛(未示出)中，并且通過(guò)在改變視角的同時(shí)拍攝測(cè)量對(duì) 象來(lái)生成圖像；速度測(cè)量部14，其測(cè)量車輛的行駛速度；以及計(jì)算機(jī)16，其 存儲(chǔ)了用于基于從攝像裝置12獲得的圖像來(lái)實(shí)現(xiàn)測(cè)量測(cè)量對(duì)象的三維坐標(biāo) 的測(cè)量處理程序的測(cè)量程序。所述測(cè)量程序包括計(jì)算機(jī)可執(zhí)行代碼，并且能 夠被存儲(chǔ)在諸如光盤、磁盤、ROM、 RAM等的計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)上或中。攝像裝置12包括攝像部18，其由單眼攝像機(jī)構(gòu)成，拍攝測(cè)量對(duì) 象并且生成圖像的圖像信號(hào)；A/D轉(zhuǎn)換部20，其對(duì)由攝像部18生成的圖像 信號(hào)進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換；圖像存儲(chǔ)器22，其用于暫時(shí)地存儲(chǔ)經(jīng)A/D轉(zhuǎn)換的圖像 信號(hào)；視角控制部24，其通過(guò)改變變焦放大倍率來(lái)控制視角；以及攝像控制 部26，其基于拍攝間隔來(lái)控制攝像正時(shí)，并且根據(jù)攝像正時(shí)來(lái)控制由視角控 制部24所執(zhí)行的改變視角的正時(shí)。存儲(chǔ)在計(jì)算機(jī)16中的測(cè)量程序包括計(jì)算機(jī)可執(zhí)行程序代碼，實(shí)施 為特征點(diǎn)提取部30，其從由攝像裝置12獲得的每個(gè)圖像中，提取圖像中 易于追蹤的多個(gè)特征點(diǎn)；對(duì)應(yīng)點(diǎn)檢索部32，其從由特征點(diǎn)提取部30獲得的兩個(gè)圖像的特征點(diǎn)中，檢索出在所述兩個(gè)圖像之間相對(duì)應(yīng)的對(duì)應(yīng)點(diǎn)；運(yùn)動(dòng)計(jì)
算部34，其使用由對(duì)應(yīng)點(diǎn)檢索部32獲得的對(duì)應(yīng)點(diǎn)處的圖像的圖像坐標(biāo)作為 輸入，計(jì)算出從攝像裝置12拍攝已經(jīng)檢索出對(duì)應(yīng)點(diǎn)的圖像中的一個(gè)圖像時(shí)攝 像裝置12的位置/姿勢(shì)(用作基準(zhǔn)位置姿勢(shì))到攝像裝置12拍攝已經(jīng)檢索出 對(duì)應(yīng)點(diǎn)的圖像中的另一個(gè)圖像時(shí)攝像裝置12的位置/姿勢(shì)的變化(也就是說(shuō)， 計(jì)算兩者之間的位置/姿勢(shì)的相對(duì)關(guān)系)，作為攝像裝置12在X、 Y和Z軸上 運(yùn)動(dòng)的位移量和關(guān)于X、 Y和Z軸的轉(zhuǎn)動(dòng)量；運(yùn)動(dòng)內(nèi)插部36，其基于由運(yùn)動(dòng) 計(jì)算部34計(jì)算出的位移量和轉(zhuǎn)動(dòng)量，通過(guò)線性內(nèi)插法，對(duì)從攝像裝置12拍 攝已經(jīng)檢索出對(duì)應(yīng)點(diǎn)的圖像中的所述一個(gè)圖像的時(shí)刻到攝像裝置12拍攝已 經(jīng)檢索出對(duì)應(yīng)點(diǎn)的圖像中的所述另一個(gè)圖像的時(shí)刻攝像裝置12的位移量和 轉(zhuǎn)動(dòng)量進(jìn)行內(nèi)插；三維坐標(biāo)測(cè)量部38，其測(cè)量測(cè)量對(duì)象的三維坐標(biāo)；以及輸 出部40，其輸出來(lái)自三維坐標(biāo)測(cè)量部38的結(jié)果。所述測(cè)量程序進(jìn)一步包括拍攝間隔確定部42，其基于由速度測(cè) 量部14測(cè)量出的行駛速度，確定攝像裝置12的拍攝間隔；以及視角確定部 44，其基于先前由三維坐標(biāo)測(cè)量部38測(cè)量出的測(cè)量對(duì)象的三維坐標(biāo)，確定攝 像裝置12的視角。如圖2所示，攝像裝置12通過(guò)經(jīng)由視角控制部24在廣視角與窄 視角之間切換視角，來(lái)交替地拍攝具有廣視角的圖像和具有窄視角的圖像。 而且，通過(guò)攝像控制部26，拍攝間隔時(shí)間t得到了控制，從而以拍攝間隔時(shí) 間t的間隔來(lái)連續(xù)地拍攝圖像。計(jì)算機(jī)16的拍攝間隔確定部42確定這樣的時(shí)間作為拍攝間隔 所述時(shí)間使得具有廣視角的圖像之間的對(duì)應(yīng)點(diǎn)在圖像中的移動(dòng)量的預(yù)測(cè)值的 平均值或最大值變得大于或等于臨界值。例如，下面將考慮在圖2中的時(shí)刻
t2拍攝廣角圖像時(shí)的拍攝間隔的確定。這時(shí)，利用由速度測(cè)量部14測(cè)量出的行駛速度。假設(shè)從速度測(cè)量 部14推算出的在從時(shí)刻to到時(shí)刻t2 (參見(jiàn)圖2)的時(shí)間量2t期間車輛的三維 位移量為(mx, my, mz)。在拍攝廣角圖像時(shí)所使用的攝像部18的校準(zhǔn)矩陣K 由以下等式(1)來(lái)定義<formula>formula see original document page 14</formula>在以上等式中，f;為攝像部18在X方向上的焦距，fy為攝像部18 在Y方向上的焦距，而(Cu,Cv)為圖像中心。順便提及，定義圖像中的圖像 坐標(biāo)由與X方向相對(duì)應(yīng)的U方向上的坐標(biāo)u和與Y方向相對(duì)應(yīng)的V方向上 的坐標(biāo)v來(lái)表示。然后，如果利用以下等式(2)來(lái)表示在時(shí)刻to時(shí)三維坐標(biāo)測(cè)量為 (x，y,z)的對(duì)應(yīng)點(diǎn)在時(shí)刻t2時(shí)在圖像中的圖像坐標(biāo)，則通過(guò)利用以下等式(3) 來(lái)計(jì)算所述圖像坐標(biāo)。
<formula>formula see original document page 14</formula> ... (2)
<formula>formula see original document page 14</formula> ... (3)
其中
<formula>formula see original document page 14</formula>
(4)如果對(duì)應(yīng)點(diǎn)在時(shí)刻to時(shí)的圖像坐標(biāo)為(u,v)，則通過(guò)以下等式(5) 來(lái)表示移動(dòng)量的預(yù)測(cè)值
<formula>formula see original document page 14</formula>…(5)因此，求出三維位移量(mx，my，mz)，使得由等式(5)所表示的移 動(dòng)量的預(yù)測(cè)值的平均值或最大值變得大于或等于臨界值，然后，根據(jù)三維位移量和從速度測(cè)量部14獲得的行駛速度來(lái)確定拍攝間隔時(shí)間t。因此，確定 拍攝間隔時(shí)間t，使得車輛的行駛速度越低，則拍攝間隔變得越長(zhǎng)。而且，基于經(jīng)由三維坐標(biāo)測(cè)量部38在先前的測(cè)量正時(shí)獲得的對(duì)應(yīng) 點(diǎn)的三維坐標(biāo)的分布，視角確定部44確定窄視角，使得三維坐標(biāo)距車輛的距 離越遠(yuǎn)則視角變得越窄。例如，當(dāng)通過(guò)上述方法來(lái)確定拍攝間隔時(shí)間t時(shí)， 設(shè)定焦距使得存在于車輛前方附近的圖像中的測(cè)量對(duì)象上的對(duì)應(yīng)點(diǎn)的移動(dòng)量 的預(yù)測(cè)值的平均值或最大值變得大于或等于臨界值。然后，基于設(shè)定的焦距 來(lái)確定窄視角。另外，關(guān)于廣視角，能夠?qū)⒃摻嵌却_定為攝像部18所能夠設(shè) 定的最大視角。特征點(diǎn)提取部30從由攝像裝置12獲得的、在不同的時(shí)刻以相同 視角拍攝的兩個(gè)圖像中分別提取特征點(diǎn)。所述特征點(diǎn)是指可與周圍的點(diǎn)區(qū)別 開的并且使得不同圖像之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系容易被發(fā)現(xiàn)的點(diǎn)。通過(guò)使用檢測(cè)具有 對(duì)比密度的斜率的二維放大值的像素的方法(例如，Harris算子等)來(lái)自動(dòng) 地提取所述特征點(diǎn)。在利用Harris算子的方法中，如下所述地提取特征點(diǎn)。 首先，用I(u,v)來(lái)表示圖像中的點(diǎn)(u，v)的亮度，在等式(6)中計(jì)算矩陣M。在等式(6)中，Iu、 Iv分別表示水平方向上的微分和垂直方向上 的微分，而G。表示用標(biāo)準(zhǔn)偏差o通過(guò)Gauss分布進(jìn)行的平滑。然后，利用在等式(6)中計(jì)算出的矩陣M的本征值人l、 X2，在 以下等式(7)中計(jì)算角強(qiáng)度(corner strength)。
A .義2 — A:. (A +義2)2 …(7)在等式中，k是預(yù)先設(shè)定的常數(shù)，并且其值通常為0.04至0.06。 在利用Harris算子的方法中，選擇角強(qiáng)度比臨界值大且為最大值的點(diǎn)，并且 提取所選擇的點(diǎn)作為特征點(diǎn)。關(guān)于由特征點(diǎn)提取部30從兩個(gè)圖像中的每一個(gè)中提取出的特征 點(diǎn)，對(duì)應(yīng)點(diǎn)檢索部32使所述兩個(gè)圖像之間的特征點(diǎn)關(guān)聯(lián)，從而檢索出在兩個(gè) 對(duì)象之間相對(duì)應(yīng)的對(duì)應(yīng)點(diǎn)。在兩個(gè)圖像之間的特征點(diǎn)的關(guān)聯(lián)中，在特征點(diǎn)的周圍設(shè)定小區(qū)域，并且選擇其周圍的小區(qū)域具有相似的亮度分布的一組特征 點(diǎn)，并且所選擇的該組點(diǎn)被確定為對(duì)應(yīng)點(diǎn)。對(duì)于兩個(gè)特征點(diǎn)是否彼此相似的 判定，適于利用諸如SSD (差值的平方和)等的值。關(guān)于由特征點(diǎn)提取部30從兩個(gè)廣角圖像中的每一個(gè)中提取出的特 征點(diǎn)，例如，對(duì)應(yīng)點(diǎn)檢索部32檢索出在兩個(gè)廣角圖像之間相對(duì)應(yīng)的至少八組 對(duì)應(yīng)點(diǎn)。通過(guò)由對(duì)應(yīng)點(diǎn)檢索部32獲得的兩個(gè)廣角圖像中的至少八組對(duì)應(yīng)點(diǎn) 的圖像坐標(biāo)，運(yùn)動(dòng)計(jì)算部34計(jì)算在拍攝兩個(gè)廣角圖像的時(shí)刻之間攝像裝置 12的位置及姿勢(shì)的變化(在X、 Y和Z軸方向上的位移量和關(guān)于X、 Y和Z 軸方向上的轉(zhuǎn)動(dòng)量)。如圖3所示，位置/姿勢(shì)的變化為由從第一圖像到第二 圖像的轉(zhuǎn)動(dòng)矩陣R (關(guān)于X軸的轉(zhuǎn)動(dòng)量、關(guān)于Y軸的轉(zhuǎn)動(dòng)量，以及關(guān)于Z 軸的轉(zhuǎn)動(dòng)量)和平移向量(在X軸方向上的位移量tx、在Y軸方向上的位移 量ty，以及在Z軸方向上的位移量t》這六個(gè)元素組成的運(yùn)動(dòng)。順便提及， 轉(zhuǎn)動(dòng)矩陣R和平移向量t元素為表示兩個(gè)圖像之間的圖像坐標(biāo)變換的物理量。將對(duì)用于從第一圖像到第二圖像的轉(zhuǎn)動(dòng)矩陣R的計(jì)算方法以及用 于平移向量t的計(jì)算方法進(jìn)行描述。關(guān)于第一圖像中的n個(gè)對(duì)應(yīng)點(diǎn)的圖像坐 標(biāo)Ii以及第二圖像中的n個(gè)對(duì)應(yīng)點(diǎn)的圖像坐標(biāo)V (n2 8)，如果對(duì)應(yīng)點(diǎn)正確 且沒(méi)有誤差，則存在滿足以下等式(8)的3x3矩陣F。<formula>formula see original document page 16</formula>(8)在等式中，Ii = (Ui,Vi, 1)T，Ii^(Ui，,Vi，， 1)T，而第二圖像中的與第
一圖像中的圖像坐標(biāo)(Ui, Vi)相對(duì)應(yīng)的點(diǎn)的圖像坐標(biāo)為(Ui',Vi')。這里應(yīng)當(dāng)注意到的是，滿足等式(8)的矩陣F具有恒定倍數(shù)的不 定性。具體地，如果Fs滿足等式(8)，則oiFs也滿足等式(8)(其中，(x為 實(shí)數(shù))。因此，矩陣F可以表示為以下等式(9):<formula>formula see original document page 16</formula>」...(9)通過(guò)等式(8)和(9)，以下等式(10)成立。
<formula>formula see original document page 17</formula>
(10)這里應(yīng)當(dāng)注意到的是，如果存在八組或八組以上的對(duì)應(yīng)點(diǎn)Ii、 V， 則可以通過(guò)等式(10)獲得至少八個(gè)等式，從而可以求出八個(gè)變量fn到&。 順便提及，由于所獲得的八個(gè)等式需要彼此獨(dú)立，所以即使在包含誤差時(shí)也 能夠執(zhí)行穩(wěn)定的計(jì)算，因此，優(yōu)選的是，檢索出與其它組對(duì)應(yīng)點(diǎn)進(jìn)行盡可能 不相同移動(dòng)的一組特征點(diǎn)。如果能夠如上所述地計(jì)算出矩陣F，或者已知攝像部18的校準(zhǔn)矩 陣K，則能夠通過(guò)以下等式(11)和以下等式(12)計(jì)算出轉(zhuǎn)動(dòng)矩陣R和平 移向量t。
F4lL'...(11)關(guān)于在拍攝兩個(gè)圖像的時(shí)刻之間的期間(在該期間由運(yùn)動(dòng)計(jì)算部 34計(jì)算出位置/姿勢(shì)的變化)所拍攝的圖像，運(yùn)動(dòng)內(nèi)插部36通過(guò)對(duì)經(jīng)由運(yùn)動(dòng) 計(jì)算部34獲得的位置/姿勢(shì)的變化進(jìn)行線性內(nèi)插來(lái)求出攝像裝置12的位置/ 姿勢(shì)的變化(轉(zhuǎn)動(dòng)矩陣和平移向量)。例如，通過(guò)對(duì)由關(guān)于圖2中的時(shí)刻t0 和時(shí)刻t2的廣角圖像計(jì)算出的轉(zhuǎn)動(dòng)矩陣所表示的平移向量和轉(zhuǎn)動(dòng)量進(jìn)行線性 內(nèi)插，計(jì)算由t,時(shí)刻的窄角圖像相對(duì)于時(shí)刻to的廣角圖像的轉(zhuǎn)動(dòng)矩陣所表示
的平移向量和轉(zhuǎn)動(dòng)量。而且，通過(guò)對(duì)關(guān)于時(shí)刻t2和t4時(shí)的廣角圖像計(jì)算出的
平移向量和轉(zhuǎn)動(dòng)矩陣進(jìn)行線性內(nèi)插，計(jì)算時(shí)刻t3的窄角圖像相對(duì)于時(shí)刻t2的 廣角圖像的平移向量和轉(zhuǎn)動(dòng)矩陣。然后，基于時(shí)刻t,、 13時(shí)的窄角圖像的轉(zhuǎn)
動(dòng)矩陣和平移向量，計(jì)算時(shí)刻t,的窄角圖像與時(shí)刻t3的窄角圖像之間的轉(zhuǎn)動(dòng)
矩陣和平移向量。通過(guò)利用由對(duì)應(yīng)點(diǎn)檢索部32獲得的兩個(gè)窄角圖像之間的對(duì)應(yīng)點(diǎn)的 圖像坐標(biāo)以及由運(yùn)動(dòng)內(nèi)插部36獲得的兩個(gè)窄角圖像之間的轉(zhuǎn)動(dòng)矩陣和平移
17向量，三維坐標(biāo)測(cè)量部38計(jì)算測(cè)量對(duì)象上的對(duì)應(yīng)點(diǎn)的三維坐標(biāo)。能夠通過(guò)以 下方法來(lái)計(jì)算對(duì)應(yīng)點(diǎn)的三維坐標(biāo)。首先，在如下情況下，在以下等式(13)和(14)中定義了矩陣P、
P，兩個(gè)窄角圖像的對(duì)應(yīng)點(diǎn)的圖像坐標(biāo)為(U，V)和(U，，V，)，窄角圖像之間的轉(zhuǎn)
動(dòng)矩陣為R，其間的平移向量為t，并且攝像部18的校準(zhǔn)矩陣為K。
<formula>formula see original document page 18</formula>然后，如果pi、 p'i為矩陣P、 P'中的第一行的向: 為等式(15)的解的對(duì)應(yīng)點(diǎn)的三維坐標(biāo)X二(x，y,z， 1)T。
1 = 0 ... (15)
其中
<formula>formula see original document page 18</formula>
接下來(lái)，將對(duì)根據(jù)本實(shí)施例或示例的測(cè)量裝置10的操作進(jìn)行描述。 將結(jié)合以下示例進(jìn)行下列描述在裝備有測(cè)量裝置10的車輛正在行駛的同 時(shí)，測(cè)量測(cè)量對(duì)象的三維坐標(biāo)。首先，當(dāng)攝像裝置12指向測(cè)量對(duì)象并且攝像裝置12開始連續(xù)地 拍攝測(cè)量對(duì)象時(shí)，計(jì)算機(jī)16執(zhí)行如圖4所示的用于測(cè)量測(cè)量對(duì)象的三維坐標(biāo) 的測(cè)量處理程序。圖4的測(cè)量處理程序可以實(shí)施為存儲(chǔ)在諸如光盤、磁盤、 ROM、 RAM等的計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)中或上的計(jì)算機(jī)可執(zhí)行代碼。首先在步驟100中，作為初始設(shè)定，計(jì)算機(jī)16將廣視角和窄視角 設(shè)定為攝像部18的預(yù)定的最大視角。隨后在步驟102中，獲得由速度測(cè)量部 14測(cè)量出的車輛的行駛速度。然后，在步驟104中，基于在步驟102中獲得 的行駛速度來(lái)確定拍攝間隔時(shí)間t，并且控制攝像裝置12的拍攝間隔，從而 以確定出的拍攝間隔時(shí)間t執(zhí)行連續(xù)拍攝。因此，拍攝裝置12在設(shè)定的廣視 角與設(shè)定的窄視角之間切換視角，以設(shè)定的拍攝間隔時(shí)間t交替地拍攝具有 廣視角的圖像和具有窄視角的圖像。隨后在步驟106中，計(jì)算機(jī)16從攝像裝置12順次地獲得具有廣 視角的第一廣角圖像(例如，拍攝時(shí)刻to)、具有窄視角的第一窄角圖像(拍 攝時(shí)刻t,二to + t)、具有廣視角的第二廣角圖像(拍攝時(shí)刻t2二t。 + 2t)、具有 窄視角的第二窄角圖像(拍攝時(shí)刻t3-to + 3t)，以及具有廣視角的第三廣角 圖像(t4 = t0 + 4t)。然后在步驟108中，計(jì)算機(jī)16從第一廣角圖像和第二廣角圖像中 的每一個(gè)中提取特征點(diǎn)，并且在步驟110中，從在步驟108中提取出的特征 點(diǎn)中檢索出在第一廣角圖像與第二窄角圖像之間相對(duì)應(yīng)的至少八組對(duì)應(yīng)點(diǎn)。 然后，在步驟112中，基于在步驟110中檢索出的至少八組對(duì)應(yīng)點(diǎn)的圖像坐 標(biāo)，計(jì)算機(jī)16計(jì)算表示在拍攝第二廣角圖像時(shí)攝像裝置12的位置/姿勢(shì)相對(duì) 于在拍攝第一廣角圖像時(shí)攝像裝置12的位置/姿勢(shì)的變化的平移向量和轉(zhuǎn)動(dòng) 矩陣。隨后在步驟114中，計(jì)算機(jī)16從第二廣角圖像和第三廣角圖像中 的每一個(gè)中提取多個(gè)特征點(diǎn)，并且在步驟116中，從在步驟114中提取出的 特征點(diǎn)中檢索出在第二廣角圖像與第三廣角圖像之間相對(duì)應(yīng)的至少八組對(duì)應(yīng) 點(diǎn)。然后，在步驟118中，基于在步驟116中檢索出的至少八組對(duì)應(yīng)點(diǎn)的圖 像坐標(biāo)，計(jì)算機(jī)16計(jì)算表示在拍攝第三廣角圖像時(shí)攝像裝置12的位置/姿勢(shì)相對(duì)于在拍攝第二廣角圖像時(shí)攝像裝置12的位置/姿勢(shì)的變化的平移向量和 轉(zhuǎn)動(dòng)矩陣。然后，在步驟120中，計(jì)算機(jī)16對(duì)在步驟112中計(jì)算出的平移向 量和轉(zhuǎn)動(dòng)矩陣進(jìn)行內(nèi)插，從而計(jì)算表示在拍攝第一窄角圖像時(shí)攝像裝置12 的位置/姿勢(shì)相對(duì)于在拍攝第一廣角圖像時(shí)攝像裝置12的位置/姿勢(shì)的變化的 平移向量和轉(zhuǎn)動(dòng)矩陣。隨后在步驟122中，計(jì)算機(jī)16對(duì)在步驟118中計(jì)算出 的平移向量和轉(zhuǎn)動(dòng)矩陣進(jìn)行內(nèi)插，從而計(jì)算表示在拍攝第二窄角圖像時(shí)攝像 裝置12的位置/姿勢(shì)相對(duì)于在拍攝第二廣角圖像時(shí)攝像裝置12的位置/姿勢(shì) 的變化的平移向量和轉(zhuǎn)動(dòng)矩陣。然后，在步驟124中，基于在步驟120、 122中計(jì)算出的平移向量 和轉(zhuǎn)動(dòng)矩陣，計(jì)算機(jī)16計(jì)算表示在拍攝第二窄角圖像時(shí)攝像裝置12的位置/ 姿勢(shì)相對(duì)于在拍攝第一窄角圖像時(shí)攝像裝置12的位置/姿勢(shì)的變化的平移向 量和轉(zhuǎn)動(dòng)矩陣。然后，在步驟126中，計(jì)算機(jī)16從第一窄角圖像和第二窄角圖像 中的每一個(gè)中提取特征點(diǎn)。在步驟128中，從在步驟126中提取出的特征點(diǎn) 中，計(jì)算機(jī)16檢索出在第一窄角圖像與第二窄角圖像之間相對(duì)應(yīng)的至少一組 對(duì)應(yīng)點(diǎn)。隨后在步驟130中，基于在步驟124中計(jì)算出的第一窄角圖像與 第二窄角圖像之間的平移向量和轉(zhuǎn)動(dòng)矩陣以及在步驟128中檢索出的第一窄 角圖像和第二窄角圖像中的對(duì)應(yīng)點(diǎn)的圖像坐標(biāo)，計(jì)算機(jī)16計(jì)算對(duì)應(yīng)點(diǎn)指示的 測(cè)量對(duì)象上的特征點(diǎn)的三維坐標(biāo)。在步驟132中，在計(jì)算機(jī)16的顯示器中顯 示所計(jì)算出的測(cè)量對(duì)象上的特征點(diǎn)的三維坐標(biāo)。然后，在步驟134中，基于在步驟134中計(jì)算出的三維坐標(biāo)來(lái)確 定窄視角，并且控制攝像裝置12的窄視角，使其變得等于確定出的窄視角。 然后，所述處理返回至步驟102，其中，基于具有設(shè)定的廣視角的圖像和具 有新確定出的窄視角的圖像，測(cè)量在下一個(gè)測(cè)量正時(shí)測(cè)量對(duì)象上的特征點(diǎn)的 三維坐標(biāo)。如上所述，根據(jù)依照第一實(shí)施例或示例的測(cè)量裝置，基于以窄視 角拍攝的兩個(gè)圖像，從測(cè)量對(duì)象上的特征點(diǎn)中檢索對(duì)應(yīng)點(diǎn)。然后，根據(jù)以廣 視角拍攝的多個(gè)圖像，推算表示在拍攝兩個(gè)窄角圖像的時(shí)刻攝像裝置的位置/ 姿勢(shì)的變化的平移向量和轉(zhuǎn)動(dòng)矩陣。因而，能夠提高攝像裝置的運(yùn)動(dòng)推算的精度和測(cè)量對(duì)象上的對(duì)應(yīng)點(diǎn)的檢測(cè)精度。因此，能夠高精度地測(cè)量出測(cè)量對(duì) 象的三維坐標(biāo)。此外，在拍攝的同時(shí)，測(cè)量裝置在廣視角與窄視角之間切換視角。 因此，由于基于從廣角圖像的廣的區(qū)域范圍檢索出的多個(gè)對(duì)應(yīng)點(diǎn)而進(jìn)行的高 精度運(yùn)動(dòng)推算的結(jié)果以及窄角圖像中特征點(diǎn)的移動(dòng)的高精度檢測(cè)的結(jié)果，能 夠高精度地測(cè)量出測(cè)量對(duì)象的三維坐標(biāo)。此外，由于攝像部的視角在廣視角與窄視角之間切換，因此能夠 經(jīng)由一個(gè)攝像部來(lái)獲得以廣視角拍攝的圖像和以窄視角拍攝的圖像。此外，基于在兩個(gè)廣角圖像之間相對(duì)應(yīng)的至少八組對(duì)應(yīng)點(diǎn)，能夠 以良好的精度計(jì)算出平移向量和轉(zhuǎn)動(dòng)矩陣中的每一個(gè)?；诟鶕?jù)在拍攝具有窄視角的圖像之前和之后拍攝的具有廣視角 的兩個(gè)圖像所計(jì)算出的平移向量和轉(zhuǎn)動(dòng)矩陣，能夠以良好的精度推算出在拍 攝窄視角的圖像的時(shí)刻攝像裝置的平移向量和轉(zhuǎn)動(dòng)矩陣。此外，由于窄視角被確定為使得先前測(cè)量出的測(cè)量對(duì)象的三維坐 標(biāo)距車輛的距離越遠(yuǎn)則其越小，因此可以提高測(cè)量對(duì)象上的從以窄視角拍攝 的圖像中檢索出的對(duì)應(yīng)點(diǎn)的檢測(cè)精度。此外，由于用于運(yùn)動(dòng)推算和移動(dòng)檢測(cè)的圖像之間的拍攝間隔被確 定為使得車輛的行駛速度變得越低則其變得越長(zhǎng)，因此合適地使得從圖像中 檢索出的對(duì)應(yīng)點(diǎn)的移動(dòng)變大。因此，可以提高關(guān)于攝像部的運(yùn)動(dòng)推算的精度， 以及移動(dòng)檢測(cè)的精度。此外，利用由單眼攝像機(jī)拍攝的連續(xù)圖像，能夠高精度地測(cè)量出 測(cè)量對(duì)象的三維坐標(biāo)。盡管在上述實(shí)施例中，從由兩個(gè)圖像中提取出的多個(gè)特征點(diǎn)中檢 索出在兩個(gè)圖像之間相對(duì)應(yīng)的點(diǎn)，但是也可以允許以下情況從兩個(gè)圖像中 的一個(gè)中提取特征點(diǎn)，而從圖像中的另一個(gè)中檢索出與提取出的特征點(diǎn)中的 任一個(gè)相對(duì)應(yīng)的對(duì)應(yīng)點(diǎn)。此外，盡管以上作為示例與本實(shí)施例相結(jié)合描述了僅對(duì)從窄角圖 像中檢索出的對(duì)應(yīng)點(diǎn)執(zhí)行三維坐標(biāo)的測(cè)量的情況，但是也可以允許以下情況: 對(duì)在未由窄角圖像覆蓋而是出現(xiàn)在廣角圖像中的范圍內(nèi)的對(duì)應(yīng)點(diǎn)也執(zhí)行三維
坐標(biāo)的測(cè)量。在這種情況下，滿足從已檢索出對(duì)應(yīng)點(diǎn)從而計(jì)算平移向量和 轉(zhuǎn)動(dòng)矩陣的第一廣角圖像和第二廣角圖像中的特征點(diǎn)中，檢索出在第一廣角圖像與第二廣角圖像之間相對(duì)應(yīng)的對(duì)應(yīng)點(diǎn)；以及基于第一廣角圖像和第二廣 角圖像中檢索出的對(duì)應(yīng)點(diǎn)的圖像坐標(biāo)以及在第一廣角圖像與第二廣角圖像之 間計(jì)算出的平移向量和轉(zhuǎn)動(dòng)矩陣，計(jì)算由對(duì)應(yīng)點(diǎn)所指示的測(cè)量對(duì)象上的特征 點(diǎn)的三維坐標(biāo)。因此，在通過(guò)利用窄角圖像增強(qiáng)出現(xiàn)在圖像的中心部(大致 沿移動(dòng)設(shè)備的前方的方向)中的測(cè)量對(duì)象的距離精度的同時(shí)，還可以計(jì)算僅 在廣角圖像中出現(xiàn)的特征點(diǎn)的三維坐標(biāo)，從而能夠在廣角的視野中獲得測(cè)量 對(duì)象的三維坐標(biāo)。此外，盡管以上作為示例描述了當(dāng)拍攝圖像時(shí)視角在窄視角與廣
視角之間交替切換的情況，但這不是限制性的。舉另一個(gè)非限制性示例，也
可以切換視角使得以窄視角或廣視角接連拍攝圖像。在這種情況下，滿足 通過(guò)對(duì)關(guān)于在窄角圖像之前和之后拍攝的廣角圖像的、或在窄角圖像之前拍 攝的兩個(gè)廣角圖像的、或在窄角圖像之后拍攝的兩個(gè)廣角圖像的平移向量和 轉(zhuǎn)動(dòng)矩陣進(jìn)行線性內(nèi)插，求出在拍攝窄角圖像的時(shí)刻攝像裝置的平移向量和 轉(zhuǎn)動(dòng)矩陣。此外，盡管以上所述的情況為這樣一種情況其中，在求關(guān)于兩
個(gè)窄角圖像中的每一個(gè)的平移向量和轉(zhuǎn)動(dòng)矩陣時(shí)，對(duì)通過(guò)利用對(duì)于該兩個(gè)圖 像來(lái)說(shuō)共用的一廣角圖像所計(jì)算出的平移向量和轉(zhuǎn)動(dòng)矩陣進(jìn)行內(nèi)插，但這不
是限制性的。舉另一個(gè)非限制性示例，可以允許以下情況利用第一廣角圖 像和第二廣角圖像通過(guò)對(duì)平移向量和轉(zhuǎn)動(dòng)矩陣進(jìn)行內(nèi)插，來(lái)計(jì)算關(guān)于第一窄
角圖像的平移向量和轉(zhuǎn)動(dòng)矩陣；并且利用第三廣角圖像和第四廣角圖像通過(guò)
對(duì)平移向量和轉(zhuǎn)動(dòng)矩陣進(jìn)行內(nèi)插，來(lái)計(jì)算關(guān)于第二窄角圖像的平移向量和轉(zhuǎn)
動(dòng)矩陣。在這種情況下，適于確定用作基準(zhǔn)的廣角圖像(例如，將第一廣
角圖像用作基準(zhǔn))；以及基于基準(zhǔn)廣角圖像與第一窄角圖像之間的平移向量和
轉(zhuǎn)動(dòng)矩陣、基準(zhǔn)廣角圖像與第二窄角圖像之間的平移向量和轉(zhuǎn)動(dòng)矩陣以及關(guān) 于第一窄角圖像及第二窄角圖像各自的平移向量和轉(zhuǎn)動(dòng)矩陣，計(jì)算第一窄角
圖像與第二窄角圖像之間的平移向量和轉(zhuǎn)動(dòng)矩陣。而且還可以允許通過(guò)對(duì) 兩個(gè)廣角圖像之間的平移向量和轉(zhuǎn)動(dòng)矩陣進(jìn)行線性內(nèi)插，計(jì)算關(guān)于第一窄角 圖像的平移向量和轉(zhuǎn)動(dòng)矩陣以及關(guān)于第二窄角圖像的平移向量和轉(zhuǎn)動(dòng)矩陣。盡管以上作為示例描述了將單眼攝像機(jī)用作攝像裝置的情況，但 是也可以允許使用這樣一種復(fù)眼攝像機(jī)其包括用于拍攝具有廣視角的圖像的攝像機(jī)以及用于拍攝具有窄視角的圖像的攝像機(jī)。在這種情況下，復(fù)眼攝 像機(jī)中的攝像機(jī)不適于獨(dú)立移動(dòng)而是在位置及姿勢(shì)上一同變化。此外，盡管以上所述的情況為這樣一種情況其中，例如，測(cè)量 并且輸出測(cè)量對(duì)象上的對(duì)應(yīng)點(diǎn)的三維坐標(biāo)，但是也可以允許以下情況基于 測(cè)量出的三維坐標(biāo)來(lái)測(cè)量從車輛到對(duì)應(yīng)點(diǎn)的距離，并且輸出所測(cè)量出的距離。另外，盡管以上所述的情況為這樣一種情況其中，從兩個(gè)窄角 圖像中檢索出對(duì)應(yīng)點(diǎn)，但這不是限制性的。也可以允許從三個(gè)或更多個(gè)窄角 圖像中檢索出對(duì)應(yīng)點(diǎn)。在從三個(gè)窄角圖像中檢索出對(duì)應(yīng)點(diǎn)的情況下，通過(guò)檢 索出在第一窄角圖像與第二窄角圖像之間相對(duì)應(yīng)的對(duì)應(yīng)點(diǎn)并且檢索出在第二 窄角圖像與第三窄角圖像之間相對(duì)應(yīng)的對(duì)應(yīng)點(diǎn)，來(lái)檢索出在第一窄角圖像、 第二窄角圖像與第三窄角圖像之間相對(duì)應(yīng)的點(diǎn)。然后，根據(jù)第一窄角圖像和 第二窄角圖像中的對(duì)應(yīng)點(diǎn)的坐標(biāo)來(lái)計(jì)算三維坐標(biāo)，并且根據(jù)第一窄角圖像和 第三窄角圖像的坐標(biāo)來(lái)計(jì)算三維坐標(biāo)。在如上所述計(jì)算出的兩個(gè)三維坐標(biāo)之 間僅具有小偏差的情況下，根據(jù)彼此相距最遠(yuǎn)的第一窄角圖像和第三窄角圖 像所計(jì)算出的三維坐標(biāo)可以用作校正測(cè)量值。另一方面，在計(jì)算出的兩個(gè)三 維坐標(biāo)具有大偏差的情況下，由于考慮到在對(duì)應(yīng)點(diǎn)之間存在相對(duì)應(yīng)的誤差， 所以可以丟棄計(jì)算出的兩個(gè)三維坐標(biāo)。此外，盡管以上作為示例與上述實(shí)施例或示例相結(jié)合描述了計(jì)算
平移向量和轉(zhuǎn)動(dòng)矩陣作為表示攝像裝置的位置/姿勢(shì)變化的因素的情況，但這 不是限制性的。舉另一個(gè)非限制性示例，還可以允許計(jì)算另一指標(biāo)作為表示 攝像裝置的位置/姿勢(shì)變化的因素。接下來(lái)，將對(duì)第二實(shí)施例或示例進(jìn)行描述。第二實(shí)施例中與第一 實(shí)施例的部分具有基本相同構(gòu)造的部分由相同的附圖標(biāo)記來(lái)指代，并且其描 述將被省略。第二實(shí)施例與第一實(shí)施例的不同之處在于基于先前測(cè)量出的測(cè) 量對(duì)象上的對(duì)應(yīng)點(diǎn)的三維坐標(biāo)來(lái)確定拍攝間隔。如圖5所示，根據(jù)第二實(shí)施例的測(cè)量裝置210包括攝像裝置12和 計(jì)算機(jī)216。存儲(chǔ)在計(jì)算機(jī)216中的測(cè)量程序包括計(jì)算機(jī)可執(zhí)行程序代碼，
實(shí)施為特征點(diǎn)提取部30;對(duì)應(yīng)點(diǎn)檢索部32;運(yùn)動(dòng)計(jì)算部34;運(yùn)動(dòng)內(nèi)插部
36;三維坐標(biāo)測(cè)量部38;輸出部40;拍攝間隔確定部242，其基于由三維坐標(biāo)測(cè)量部38先前測(cè)量出的測(cè)量對(duì)象的三維坐標(biāo)，確定攝像裝置12的拍攝間
隔；以及視角確定部44?；谙惹皽y(cè)量出的測(cè)量對(duì)象的三維坐標(biāo)，拍攝間隔確定部242將 這樣的時(shí)間確定為拍攝間隔使得具有廣視角的圖像之間的對(duì)應(yīng)點(diǎn)在圖像中 的移動(dòng)量的預(yù)測(cè)值的平均值或最大值變得大于或等于臨界值。例如，從先前 測(cè)量出的測(cè)量對(duì)象的三維坐標(biāo)獲得的測(cè)量對(duì)象距車輛的距離越遠(yuǎn)，移動(dòng)量的 預(yù)測(cè)值越小，因此，相應(yīng)地將拍攝間隔時(shí)間確定為更長(zhǎng)以增加拍攝間隔，使 得具有廣視角的圖像之間的對(duì)應(yīng)點(diǎn)的圖像中的移動(dòng)量的預(yù)測(cè)值的平均值或最 大值變得大于或等于臨界值。接下來(lái)，將結(jié)合圖6來(lái)描述根據(jù)第二實(shí)施例或示例的測(cè)量處理程 序。圖6的測(cè)量處理程序可以實(shí)施為存儲(chǔ)在諸如光盤、磁盤、ROM、 RAM 等的計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)中或上的計(jì)算機(jī)可執(zhí)行代碼。與第一實(shí)施例中的處理基 本相同的處理用相同的附圖標(biāo)記來(lái)指代，并且其詳細(xì)的描述將被省略。首先，在步驟100中，作為初始設(shè)定，將廣視角和窄視角設(shè)定為 攝像部18的廣視角和窄視角各自的預(yù)定最大視角。然后，在步驟250中，將 拍攝間隔時(shí)間t設(shè)定為初始值，并且控制攝像裝置12的拍攝間隔，從而以設(shè) 定為初始值的拍攝間隔時(shí)間t連續(xù)地拍攝圖像。隨后在步驟106中，從拍攝裝置12順次地獲得第一廣角圖像、第 一窄角圖像、第二廣角圖像、第二窄角圖像以及第三廣角圖像。然后，在步 驟108中，從第一廣角圖像和第二廣角圖像中的每一個(gè)中提取多個(gè)特征點(diǎn)。 在步驟110中，檢索出在第一廣角圖像與第二廣角圖像之間相對(duì)應(yīng)的至少八 組對(duì)應(yīng)點(diǎn)。隨后在步驟112中，計(jì)算表示在拍攝第二廣角圖像的時(shí)刻攝像裝 置12的位置/姿勢(shì)相對(duì)于在拍攝第一廣角圖像的時(shí)刻攝像裝置12的位置/姿 勢(shì)的變化的平移向量和轉(zhuǎn)動(dòng)矩陣。隨后在步驟114中，從第二廣角圖像和第三廣角圖像中的每一個(gè) 中提取多個(gè)特征點(diǎn)。在步驟116中，檢索出在第二廣角圖像與第三廣角圖像 之間相對(duì)應(yīng)的至少八組對(duì)應(yīng)點(diǎn)。隨后在步驟118中，計(jì)算表示在拍攝第三廣 角圖像的時(shí)刻攝像裝置12的位置/姿勢(shì)相對(duì)于在拍攝第二廣角圖像的時(shí)刻攝 像裝置12的位置/姿勢(shì)的變化的平移向量和轉(zhuǎn)動(dòng)矩陣。隨后在步驟120中，計(jì)算表示在拍攝第一窄角圖像的時(shí)刻拍攝裝 置12的位置/姿勢(shì)的變化的平移向量和轉(zhuǎn)動(dòng)矩陣。接下來(lái)，在步驟122中，計(jì)算表示在拍攝第二窄角圖像的時(shí)刻拍攝裝置12的位置/姿勢(shì)的變化的平移 向量和轉(zhuǎn)動(dòng)矩陣。然后，在步驟124中，計(jì)算表示在拍攝第二窄角圖像的時(shí)
刻攝像裝置12的位置/姿勢(shì)相對(duì)于在拍攝第一窄角圖像的時(shí)刻攝像裝置12的
位置/姿勢(shì)的變化的平移向量和轉(zhuǎn)動(dòng)矩陣。接下來(lái)，在步驟126中，從第一窄角圖像和第二窄角圖像中的每 一個(gè)中提取多個(gè)特征點(diǎn)。在步驟128中，檢索出在第一窄角圖像與第二窄角 圖像之間相對(duì)應(yīng)的至少一組對(duì)應(yīng)點(diǎn)。接下來(lái)，在步驟130中，計(jì)算由對(duì)應(yīng)點(diǎn) 所指示的測(cè)量對(duì)象上的特征點(diǎn)的三維坐標(biāo)。在步驟132中，在計(jì)算機(jī)16的顯 示器中顯示所計(jì)算出的測(cè)量對(duì)象上的特征點(diǎn)的三維坐標(biāo)。然后，在步驟134中，基于在步驟134中計(jì)算出的三維坐標(biāo)來(lái)確 定窄視角，并且控制攝像裝置12的窄視角，使其變得等于確定出的窄視角。 接下來(lái)，在步驟252中，基于在步驟134中計(jì)算出的三維坐標(biāo)來(lái)確定拍攝間 隔時(shí)間，并且控制攝像裝置12的拍攝間隔，使其變得等于確定出的拍攝間隔 時(shí)間。因此，當(dāng)視角在設(shè)定的廣視角與新確定出的窄視角之間切換的同時(shí)， 以新確定出的拍攝間隔時(shí)間t交替地拍攝具有廣視角的圖像和具有窄視角的 圖像。然后，所述處理返回至步驟106，其中，基于具有設(shè)定的廣視角的圖 像和具有新確定出的窄視角的圖像，測(cè)量在下一個(gè)測(cè)量正時(shí)測(cè)量對(duì)象上的特 征點(diǎn)的三維坐標(biāo)。因此，先前測(cè)量出的先前測(cè)量的三維坐標(biāo)距車輛的距離越長(zhǎng)，則 拍攝間隔越長(zhǎng)，因而，合適地使得從圖像中檢索出的對(duì)應(yīng)點(diǎn)的移動(dòng)變得更大。 因此，能夠提高拍攝裝置的運(yùn)動(dòng)推算的精度。顯然，根據(jù)以上教導(dǎo)，本發(fā)明的各種其它的改進(jìn)和變化是可能的， 因此，需要理解的是，在所附權(quán)利要求的范圍內(nèi)，可以在與本文具體所述不 同的情況下實(shí)施本發(fā)明。
權(quán)利要求
1、一種測(cè)量裝置，包括攝像部，其安裝在移動(dòng)設(shè)備中，所述攝像部輸出以第一視角拍攝的并且包含測(cè)量對(duì)象的多個(gè)圖像以及以比所述第一視角小的第二視角拍攝的并且包含所述測(cè)量對(duì)象的多個(gè)圖像；檢索部，其從由所述攝像部以所述第二視角拍攝的至少兩個(gè)圖像中，檢索出各為所述測(cè)量對(duì)象上的特征點(diǎn)并且在所述至少兩個(gè)圖像之間相對(duì)應(yīng)的點(diǎn)；位置/姿勢(shì)計(jì)算部，其基于由所述攝像部以所述第一視角拍攝的多個(gè)圖像，計(jì)算在對(duì)所述多個(gè)圖像的各次拍攝時(shí)所述攝像部的位置及姿勢(shì)的相對(duì)關(guān)系；位置/姿勢(shì)推算部，其基于由所述位置/姿勢(shì)計(jì)算部計(jì)算出的所述位置及姿勢(shì)的相對(duì)關(guān)系，推算在以所述第二視角拍攝所述至少兩個(gè)圖像時(shí)所述攝像部的位置及姿勢(shì)的相對(duì)關(guān)系；以及位置測(cè)量部，其基于檢索出的所述點(diǎn)以及由所述位置/姿勢(shì)推算部推算出的所述位置及姿勢(shì)的相對(duì)關(guān)系，測(cè)量由所述檢索部檢索出的所述點(diǎn)的三維位置。
2、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的測(cè)量裝置，其中，在從所述第一視角和所述第 二視角中的一個(gè)視角切換到所述第一視角和所述第二視角中的另一個(gè)視角的 同時(shí)，所述攝像部連續(xù)地拍攝所述測(cè)量對(duì)象。
3、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的測(cè)量裝置，其中，所述攝像部交替地以所述第 一視角拍攝和以所述第二視角拍攝。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1至3中任一項(xiàng)所述的測(cè)量裝置，其中，所述位置/姿 勢(shì)計(jì)算部從由所述攝像部以所述第一視角拍攝的兩個(gè)圖像中檢索出作為特征 點(diǎn)并且在所述兩個(gè)圖像之間相對(duì)應(yīng)的至少八組點(diǎn)，并且基于檢索出的所述至 少八組點(diǎn)來(lái)計(jì)算在對(duì)所述兩個(gè)圖像的各次拍攝時(shí)的所述攝像部的位置及姿勢(shì) 的相對(duì)關(guān)系。
5、 根據(jù)權(quán)利要求4所述的測(cè)量裝置，其中，對(duì)于不在以所述第二視角拍 攝的任一圖像中而是在以所述第一視角拍攝的圖像中的點(diǎn)測(cè)量三維位置，并 且所述位置測(cè)量部從以所述第一視角拍攝的且已由所述位置/姿勢(shì)計(jì)算部檢 索出相對(duì)應(yīng)的點(diǎn)的所述兩個(gè)圖像中檢索出作為特征點(diǎn)并且在所述兩個(gè)圖像之間相對(duì)應(yīng)的點(diǎn)，并且所述位置測(cè)量部基于檢索出的所述點(diǎn)以及由所述位置/ 姿勢(shì)計(jì)算部計(jì)算出的所述位置及姿勢(shì)之間的相對(duì)關(guān)系來(lái)測(cè)量檢索出的所述點(diǎn) 的三維位置。
6、 根據(jù)權(quán)利要求4所述的測(cè)量裝置，其中，所述位置及姿勢(shì)的相對(duì)關(guān)系 包括位移量和轉(zhuǎn)動(dòng)量。
7、 根據(jù)權(quán)利要求1至5中任一項(xiàng)所述的測(cè)量裝置，其中，所述位置及姿勢(shì)的相對(duì)關(guān)系包括三個(gè)軸向上的位移量和關(guān)于三個(gè)軸的轉(zhuǎn)動(dòng)量。
8、 根據(jù)權(quán)利要求1至7中任一項(xiàng)所述的測(cè)量裝置，其中，所述檢索部從由所述攝像部以所述第二視角拍攝的第一圖像和由 所述攝像部在拍攝所述第一圖像之后以所述第二視角拍攝的第二圖像中，檢 索出各為所述測(cè)量對(duì)象上的特征點(diǎn)并且在所述第一圖像和所述第二圖像之間 相對(duì)應(yīng)的點(diǎn)；并且其中，所述位置/姿勢(shì)計(jì)算部計(jì)算三個(gè)軸向上的第一位移量和關(guān)于三個(gè)軸 的第一轉(zhuǎn)動(dòng)量，所述第一位移量和所述第一轉(zhuǎn)動(dòng)量表示在由所述攝像部拍攝所述第一圖像之前以所述第一視角拍攝第三圖像時(shí)所述攝像部的位置及姿 勢(shì)與在由所述攝像部拍攝所述第一圖像與拍攝所述第二圖像之間以所述第一 視角拍攝第四圖像時(shí)所述攝像部的位置及姿勢(shì)之間的相對(duì)關(guān)系，并且 其中，所述位置/姿勢(shì)計(jì)算部計(jì)算所述三個(gè)軸向上的第二位移量和關(guān)于所述三個(gè)軸的第二轉(zhuǎn)動(dòng)量，所述第二位移量和所述第二轉(zhuǎn)動(dòng)量表示在拍攝所述第四圖像時(shí)所述攝像部的位置及姿勢(shì)與在由所述攝像部拍攝所述第二圖像 之后以所述第一視角拍攝第五圖像時(shí)所述攝像部的位置及姿勢(shì)之間的相對(duì)關(guān) 系，并且其中，基于由所述位置/姿勢(shì)計(jì)算部計(jì)算出的所述第一位移量、所述第二 位移量、所述第一轉(zhuǎn)動(dòng)量以及所述第二轉(zhuǎn)動(dòng)量，所述位置/姿勢(shì)推算部推算第 三位移量和第三轉(zhuǎn)動(dòng)量，所述第三位移量和所述第三轉(zhuǎn)動(dòng)量表示在拍攝所 述第一圖像時(shí)所述攝像部的位置及姿勢(shì)與在拍攝所述第二圖像時(shí)所述攝像部 的位置及姿勢(shì)之間的相對(duì)關(guān)系。
9、 根據(jù)權(quán)利要求8所述的測(cè)量裝置，其中，所述位置/姿勢(shì)計(jì)算部從所述第三圖像和所述第四圖像中檢索出作為特征點(diǎn)并且在所述第三圖像和所述 第四圖像之間相對(duì)應(yīng)的至少八組點(diǎn)，并且基于檢索出的所述至少八組點(diǎn)來(lái)計(jì) 算所述第一位移量和所述第一轉(zhuǎn)動(dòng)量，所述第一位移量和所述第一轉(zhuǎn)動(dòng)量表示在拍攝所述第三圖像和所述第四圖像時(shí)所述攝像部的位置及姿勢(shì)之間的 相對(duì)關(guān)系，并且所述位置/姿勢(shì)計(jì)算部從所述第四圖像和所述第五圖像中檢索 出作為特征點(diǎn)并且在所述第四圖像和所述第五圖像之間相對(duì)應(yīng)的至少八組 點(diǎn)，并且基于檢索出的所述至少八組點(diǎn)來(lái)計(jì)算所述第二位移量和所述第二轉(zhuǎn) 動(dòng)量，所述第二位移量和所述第二轉(zhuǎn)動(dòng)量表示在拍攝所述第四圖像和所述 第五圖像時(shí)所述攝像部的位置及姿勢(shì)之間的相對(duì)關(guān)系。
10、 根據(jù)權(quán)利要求1至9中任一項(xiàng)所述的測(cè)量裝置，其中，所述位置測(cè)量部連續(xù)地測(cè)量所述三維位置，所述裝置進(jìn)一步包括 視角確定部，其確定所述第二視角，使得先前測(cè)量出的所述三維位置距 所述移動(dòng)設(shè)備的距離越遠(yuǎn)，所述視角越小。
11、 根據(jù)權(quán)利要求1至10中任一項(xiàng)所述的測(cè)量裝置，其中，進(jìn)一步包括 速度測(cè)量部，其測(cè)量所述移動(dòng)設(shè)備的移動(dòng)速度；以及攝像控制部，其控制所述攝像部，使得由所述速度測(cè)量部測(cè)量出的所述 移動(dòng)速度越低，所述攝像部的拍攝間隔越長(zhǎng)。
12、 根據(jù)權(quán)利要求1至10中任一項(xiàng)所述的測(cè)量裝置，其中，所述位置測(cè)量部連續(xù)地測(cè)量所述三維位置，所述裝置進(jìn)一步包括 攝像控制部，其控制所述攝像部，使得先前測(cè)量出的所述三維位置距所 述移動(dòng)設(shè)備的距離越遠(yuǎn)，所述攝像部的拍攝間隔越長(zhǎng)。
13、 根據(jù)權(quán)利要求4至12中任一項(xiàng)所述的測(cè)量裝置，其中，所述至少八組點(diǎn)中的每一組在移動(dòng)方面與其它至少七組點(diǎn)不同。
14、 一種用于包括攝像部的移動(dòng)設(shè)備的測(cè)量方法，包括輸出由所述攝像部以第一視角拍攝的并且包含測(cè)量對(duì)象的多個(gè)圖像，以 及輸出由所述攝像部以比所述第一視角小的第二視角拍攝的并且包含所述測(cè)量對(duì)象的多個(gè)圖像；從由所述攝像部以所述第二視角拍攝的至少兩個(gè)圖像中，檢索出各為所述測(cè)量對(duì)象上的特征點(diǎn)并且在所述至少兩個(gè)圖像之間相對(duì)應(yīng)的點(diǎn)；基于由所述攝像部以所述第一視角拍攝的多個(gè)圖像，計(jì)算在對(duì)所述多個(gè)圖像的各次拍攝時(shí)所述攝像部的位置及姿勢(shì)的相對(duì)關(guān)系；基于計(jì)算出的所述位置及姿勢(shì)的相對(duì)關(guān)系，推算在以所述第二視角拍攝所述至少兩個(gè)圖像時(shí)所述攝像部的位置及姿勢(shì)的相對(duì)關(guān)系；以及基于檢索出的所述點(diǎn)以及推算出的所述位置及姿勢(shì)的相對(duì)關(guān)系，測(cè)量檢 索出的所述點(diǎn)的三維位置。
15、 一種使得計(jì)算機(jī)起到以下作用的程序檢索器件，其用于從由攝像部輸出的至少兩個(gè)圖像中，檢索出各為測(cè)量 對(duì)象上的特征點(diǎn)并且在所述至少兩個(gè)圖像之間相對(duì)應(yīng)的點(diǎn)，所述攝像部安裝 在移動(dòng)設(shè)備中且輸出以第一視角拍攝的并且包含所述測(cè)量對(duì)象的多個(gè)圖像以 及以比所述第一視角小的第二視角拍攝的并且包含所述測(cè)量對(duì)象的多個(gè)圖 像；位置/姿勢(shì)計(jì)算器件，其用于基于由所述攝像部以所述第一視角拍攝的多 個(gè)圖像，計(jì)算在對(duì)所述多個(gè)圖像的各次拍攝時(shí)所述攝像部的位置及姿勢(shì)的相 對(duì)關(guān)系；位置/姿勢(shì)推算器件，其用于基于由所述位置/姿勢(shì)計(jì)算器件計(jì)算出的所 述位置及姿勢(shì)的相對(duì)關(guān)系，推算在以所述第二視角拍攝所述至少兩個(gè)圖像時(shí) 所述攝像部的位置及姿勢(shì)的相對(duì)關(guān)系；以及位置測(cè)量器件，其用于基于檢索出的所述點(diǎn)以及由所述位置/姿勢(shì)推算器 件推算出的所述位置及姿勢(shì)的相對(duì)關(guān)系，測(cè)量由所述檢索器件檢索出的所述 點(diǎn)的三維位置。
16、 一種包括計(jì)算機(jī)可執(zhí)行代碼的計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)，使得包括攝像部的 移動(dòng)設(shè)備中的計(jì)算機(jī)輸出由所述攝像部以第一視角拍攝的并且包含測(cè)量對(duì)象的多個(gè)圖像，以 及輸出由所述攝像部以比所述第一視角小的第二視角拍攝的并且包含所述測(cè)量對(duì)象的多個(gè)圖像；從由所述攝像部以所述第二視角拍攝的至少兩個(gè)圖像中，檢索出各為所 述測(cè)量對(duì)象上的特征點(diǎn)并且在所述至少兩個(gè)圖像之間相對(duì)應(yīng)的點(diǎn)；基于由所述攝像部以所述第一視角拍攝的多個(gè)圖像，計(jì)算在對(duì)所述多個(gè) 圖像的各次拍攝時(shí)所述攝像部的位置及姿勢(shì)的相對(duì)關(guān)系；基于計(jì)算出的所述位置及姿勢(shì)的相對(duì)關(guān)系，推算在以所述第二視角拍攝 所述至少兩個(gè)圖像時(shí)所述攝像部的位置及姿勢(shì)的相對(duì)關(guān)系；以及基于檢索出的所述點(diǎn)以及推算出的所述位置及姿勢(shì)的相對(duì)關(guān)系，測(cè)量檢 索出的所述點(diǎn)的三維位置。
17、 一種測(cè)量裝置，包括用于輸出的器件，其安裝在移動(dòng)設(shè)備中，用于輸出以第一視角拍攝的并 且包含測(cè)量對(duì)象的多個(gè)圖像以及以比所述第一視角小的第二視角拍攝的并且 包含所述測(cè)量對(duì)象的多個(gè)圖像；用于檢索的器件，其從由所述用于輸出的器件以所述第二視角拍攝的至 少兩個(gè)圖像中，檢索出在所述至少兩個(gè)圖像之間相對(duì)應(yīng)的所述測(cè)量對(duì)象上的特征點(diǎn)；用于計(jì)算的器件，其基于由所述用于輸出的器件以所述第一視角拍攝的 多個(gè)圖像，計(jì)算在對(duì)所述多個(gè)圖像的各次拍攝時(shí)所述用于輸出的器件的位置 及姿勢(shì)的相對(duì)關(guān)系；用于推算的器件，其基于由所述用于計(jì)算的器件計(jì)算出的所述位置及姿 勢(shì)的相對(duì)關(guān)系，推算在以所述第二視角拍攝所述至少兩個(gè)圖像時(shí)所述用于輸 出的器件的位置及姿勢(shì)的相對(duì)關(guān)系；以及用于測(cè)量的器件，其基于檢索出的所述點(diǎn)以及由所述用于推算的器件推 算出的所述位置及姿勢(shì)的相對(duì)關(guān)系，測(cè)量由所述用于檢索的器件檢索出的所 述點(diǎn)的三維位置。
全文摘要
當(dāng)在廣視角與窄視角之間切換視角的同時(shí)，交替地以廣視角拍攝和以窄視角拍攝?；谝哉暯桥臄z的圖像，檢測(cè)圖像中的在窄角圖像之間相對(duì)應(yīng)的對(duì)應(yīng)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)?；谝詮V視角拍攝的圖像，計(jì)算表示廣角圖像之間的位置/姿勢(shì)變化的平移向量和轉(zhuǎn)動(dòng)矩陣。通過(guò)對(duì)廣角圖像之間的平移向量和轉(zhuǎn)動(dòng)矩陣進(jìn)行線性內(nèi)插，推算表示窄角圖像之間的位置/姿勢(shì)變化的平移向量和轉(zhuǎn)動(dòng)矩陣。基于圖像中的對(duì)應(yīng)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)以及窄角圖像之間的平移向量和轉(zhuǎn)動(dòng)矩陣，高精度地測(cè)量出測(cè)量對(duì)象上的對(duì)應(yīng)點(diǎn)的三維坐標(biāo)。
文檔編號(hào)G06T7/60GK101681519SQ200880018492
公開日2010年3月24日 申請(qǐng)日期2008年5月15日 優(yōu)先權(quán)日2007年6月1日
發(fā)明者中條直也, 大上健一, 山口晃一郎 申請(qǐng)人:豐田自動(dòng)車株式會(huì)社