機械の目が見たセカイ　-コンピュータビジョンがつくるミライ (8) カメラを用いた3次元計測(2) - ステレオカメラ

「第6回カメラを用いた3次元計測(1)」の続きです。今回はSubaruのEyeSightで採用されているステレオカメラ(パッシブステレオ法)にフォーカスを当て、OpenCVに実装されている一般的な手法について説明します。

ステレオカメラによる3次元計測は、下記の要素技術に大別できます。

カメラキャリブレーション
レクティフィケーション
対応点探索(ステレオマッチング)

○カメラキャリブレーションとレクティフィケーション

ステレオカメラでは、図1に示すとおり視点の異なる2台(または3台以上)を用いて、三角測量の原理で距離を求めます。たとえば、実空間中の3次元点P1をCameraLとCameraRで撮影すると、CameraLで撮像された点の座標pLと、CameraRで撮像された点の座標pRにズレが生じます。この見え方の差(視差)から距離を計測する手法です。

視差を求めるためには、CameraLの画像中の点に対応する点をCameraRの画像中から見つけ出す必要があります(対応点探索、ステレオマッチング)。そして、視差から3次元座標を計算するためには、CameraLとCameraRの内部パラメータ、歪係数、さらにカメラAとカメラB間の外部パラメータが必要となります。