JP5147132B2 - Camera position calculation device - Google Patents
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Description
本発明は、被写体の映像を撮影するために撮影スタジオを移動機構により移動する撮影カメラの位置算出装置に関する。 The present invention relates to an apparatus for calculating a position of a photographing camera that moves a photographing studio by a moving mechanism in order to photograph a subject image.
従来から、被写体の映像を撮影するために撮影スタジオを移動機構により移動する撮影カメラのカメラ位置を算出する技術が知られている。その中には、実写映像(被写体の映像)とCG映像とを違和感なく合成するために、撮影カメラのカメラ位置を算出する技術がある。以下、実写映像とCG映像とを違和感なく合成するために、CG映像と実写映像のカメラ原点を正確にあわせる従来例を2つ説明する。 2. Description of the Related Art Conventionally, there is known a technique for calculating a camera position of a photographing camera that moves a photographing studio by a moving mechanism in order to photograph a subject image. Among them, there is a technique for calculating the camera position of a photographing camera in order to synthesize a live-action image (subject image) and a CG image without a sense of incongruity. In the following, two conventional examples in which the camera origins of the CG video and the live video are accurately aligned in order to synthesize the live video and the CG video without a sense of incongruity will be described.
まず、第1の従来例として、撮影カメラの位置をカメラ原点において位置決めすることで撮影カメラは自らの位置を正確に把握する。その後、撮影カメラの移動が車輪などの移動機構を介して行われ、ある地点で撮影が行われる。 First, as a first conventional example, the position of the photographing camera is positioned at the camera origin so that the photographing camera accurately grasps its own position. Thereafter, the photographing camera is moved through a moving mechanism such as a wheel, and photographing is performed at a certain point.
このとき、撮影カメラを雲台に設けられた車輪によって移動させ、または、撮影用クレーンで移動させていると、撮影カメラ位置の誤差、すなわち、CG映像が有する撮影カメラの位置と現実の撮影カメラの位置の誤差が、雲台の車輪回転及び操舵方向等への滑り、または、車輪や撮影用クレーンの物理的な歪みや磨耗等を原因として、移動を重ねるほど蓄積し、CG映像と実写映像の合成映像に違和感が生じるようになる場合がある。 At this time, if the photographing camera is moved by a wheel provided on the camera platform or moved by a photographing crane, an error in the photographing camera position, that is, the position of the photographing camera included in the CG image and the actual photographing camera. CG images and live-action images accumulate as the movement of the camera heads increases due to wheel head rotation and slipping in the steering direction, or physical distortion or wear of the wheels or the crane for shooting. In some cases, the composite video may become uncomfortable.
このため、CG映像と実写映像の合成映像に違和感が生じるたびに撮影カメラをカメラ原点に戻して再度キャリブレーションを行い、正確なカメラ位置を取得している。
例えば、撮影前のカメラリハーサルの段階で、CG映像と実写映像とを合成するためのキャリブレーション原点から予め計測した任意の点を、撮影カメラの基準位置となるカメラ原点として設定する。そして、その位置において雲台の平面移動方向の直交する2軸方向(X、Y)に物理的に動かして、撮影カメラを通過させて雲台に設置したセンサにより撮影カメラ位置を検出させ、CG映像と実写映像のカメラ原点を正確にあわせる。
For this reason, every time a sense of incongruity occurs in the synthesized image of the CG image and the actual image, the camera is returned to the camera origin and recalibrated to obtain an accurate camera position.
For example, an arbitrary point measured in advance from a calibration origin for synthesizing a CG image and a real image at the stage of camera rehearsal before photographing is set as the camera origin serving as the reference position of the photographing camera. At that position, the camera is physically moved in two axial directions (X, Y) perpendicular to the plane movement direction of the camera platform, and the camera camera position is detected by a sensor installed on the camera platform through the camera camera. Match the camera origin of the video and live-action video accurately.
次に、第2の従来例として、CG映像と実写映像とを違和感なく合成するために、予め形状情報を取得しているマーカを撮影スタジオの実空間内に置いておくものがある(特許文献1参照)。そして、撮影カメラによって実空間内にあるマーカを撮影し、撮影カメラを通した形状情報を取得する。その後、そのマーカの形状情報と実写映像によってマーカを撮影したことにより得られるマーカ情報の比較によって、カメラ位置の誤差を判定することで撮影カメラの位置算出を行う。
しかし、前記した第1の従来例では、番組の撮影が継続している場合には、スタジオ内に他の撮影カメラ、撮影機材、撮影カメラのコード等が存在するため、撮影カメラをカメラ原点に戻して再キャリブレーションするには他の機材が邪魔となり、撮影をスムーズに行うことが難しい。 However, in the first conventional example described above, when the program continues to be shot, there are other shooting cameras, shooting equipment, shooting camera codes, etc. in the studio, so the shooting camera is set to the camera origin. It is difficult to shoot smoothly because other equipment interferes with the recalibration.
なお、雲台に設けられた車輪等の移動機構を使用せず、撮影用クレーンを用いて撮影カメラの移動が行われる場合にも、スタジオ内の空間に設けられたマイクなどの機材により、カメラ原点に撮影カメラを移動することは事実上難しく、演出的に不都合が生じてしまう。 In addition, even when the moving camera such as a wheel provided on the pan head is not used and the moving camera is moved using a shooting crane, the camera can be used with a microphone or other equipment provided in the space in the studio. It is practically difficult to move the photographic camera to the origin, resulting in inconvenience.
また、前記した第2の従来例のように、マーカを撮影スタジオ内の実空間に置いておくことは、以下のような問題点を引き起こす。 In addition, placing the marker in the real space in the shooting studio as in the second conventional example causes the following problems.
まず、マーカの検出精度の向上を追及しマーカ検出用パターンとして特徴的なパターンを使用すると、映像内にマーカが映し出されるだけでなく、マーカは撮影にあわせて変化しないので合成映像が不自然に見えてしまう。そのため、合成映像に違和感の生じない自然なパターンのマーカを使うことも考えられるが、この場合、合成映像内の他の部分とマーカとの識別が困難になり、マーカの安定的で正確な検出が困難になり、撮影カメラの位置算出が難しくなる。 First of all, if a characteristic pattern is used as the marker detection pattern in order to improve the marker detection accuracy, the marker will not be displayed in the video, but the marker will not change with the shooting, so the synthesized video will appear unnatural. I can see it. Therefore, it is conceivable to use a marker with a natural pattern that does not cause a sense of incongruity in the synthesized video, but in this case, it becomes difficult to distinguish the marker from other parts in the synthesized video, and stable and accurate detection of the marker is possible. This makes it difficult to calculate the position of the photographing camera.
本発明は、以上のような問題点に鑑みてなされたものであり、撮影カメラをカメラ原点に戻すことなく、また形状の判明したマーカ(物体)を使用することなく、撮影状況に即して容易にかつ確実にカメラ位置の誤差(ズレ)を修正可能な撮影カメラの位置算出装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above-described problems, and does not return the shooting camera to the camera origin, and does not use a marker (object) whose shape has been determined. An object of the present invention is to provide a photographing camera position calculation device capable of correcting an error (displacement) of a camera position easily and reliably.
まず、請求項1に記載の撮影カメラの位置算出装置は、被写体の映像を撮影する撮影スタジオを移動機構により移動すると共に、パン角とチルト角と高さ位置とを測定するセンサをそれぞれ備える撮影カメラの位置算出装置であって、カメラパラメータ入力手段と、カメラパラメータ記憶手段と、カメラパラメータ更新手段と、カメラ位置情報算出手段と、を備える構成とした。 According to a first aspect of the present invention, there is provided an apparatus for calculating a position of a photographing camera, wherein a photographing studio for photographing a subject image is moved by a moving mechanism, and each of the photographing cameras includes sensors for measuring a pan angle, a tilt angle, and a height position. The camera position calculation device includes a camera parameter input unit, a camera parameter storage unit, a camera parameter update unit, and a camera position information calculation unit.
かかる構成によれば、撮影カメラの位置算出装置は、カメラパラメータ入力手段によって、予め設定された基準向きが入力されると共に、撮影スタジオの予め設定したキャリブレーション原点に向けられた撮影カメラの基準向きに対するパン角とチルト角、及び、カメラ高さを示す高さ位置を示すカメラパラメータとがセンサから入力されることになる。これによって、撮影カメラの位置算出装置は、位置計算を行うために必要な基準を映像内にマーカとして設置する必要がなくなる。 According to such a configuration, the position calculation device of the photographing camera receives the reference direction set in advance by the camera parameter input unit, and the reference direction of the photographing camera directed to the preset calibration origin of the shooting studio The pan angle and tilt angle with respect to, and the camera parameters indicating the height position indicating the camera height are input from the sensor. As a result, the position calculation device for the photographing camera does not need to set a reference necessary for position calculation as a marker in the video.
また、撮影カメラの位置算出装置は、カメラパラメータ記憶手段によって、カメラパラメータを記憶する。これによって、撮影カメラの位置算出装置は、カメラパラメータと更新されたカメラパラメータであるカメラ更新カメラパラメータに対するカメラ更新カメラパラメータを判別することができる。 Further, the photographing camera position calculation device stores the camera parameters by the camera parameter storage means. Thereby, the position calculation device of the photographing camera can determine the camera update camera parameter with respect to the camera update camera parameter which is the camera parameter and the updated camera parameter.
また、撮影カメラの位置算出装置は、カメラパラメータ更新手段によって、前記入力手段に更新された前記カメラパラメータが入力された場合、当該更新されたカメラパラメータを更新カメラパラメータとして前記カメラパラメータ記憶手段に記憶させる。これによって、撮影カメラの位置算出装置は、撮影カメラの位置算出をする場合に、当初のカメラパラメータを再度取得するために撮影カメラをカメラ原点に戻す必要がなくなり、撮影において、例えば、カメラ等の機材、コードが散乱しているケースでも、撮影カメラの位置算出が容易に行えることになる。 In addition, when the camera parameter update unit inputs the updated camera parameter to the input unit, the camera camera position calculation device stores the updated camera parameter as an updated camera parameter in the camera parameter storage unit. Let Thus, the position calculation device of the photographing camera does not need to return the photographing camera to the camera origin in order to obtain the original camera parameters again when calculating the position of the photographing camera. Even if the equipment and code are scattered, the position of the camera can be easily calculated.
そして、撮影カメラの位置算出装置は、カメラ位置情報算出手段によって、カメラパラメータ記憶手段に記憶されたカメラパラメータに基づいて初期カメラ位置を算出し、カメラパラメータ記憶手段に記憶された更新カメラパラメータに基づいて、更新カメラ位置を算出する。これによって、撮影カメラの位置算出装置は、撮影カメラの位置を座標値として取得できるため、座標系を有する映像データに撮影カメラの位置を渡すことができ、例えば、CG合成におけるCG映像の座標系におけるカメラ位置とすることができる。 The photographing camera position calculating device calculates the initial camera position based on the camera parameters stored in the camera parameter storage means by the camera position information calculating means, and based on the updated camera parameters stored in the camera parameter storage means. The updated camera position is calculated. As a result, the position calculation device of the photographing camera can acquire the position of the photographing camera as a coordinate value, so that the position of the photographing camera can be passed to video data having a coordinate system. For example, the coordinate system of a CG image in CG composition The camera position at.
また、請求項2に記載の撮影カメラの位置算出装置は、撮影カメラが、撮影スタジオの床面に対する撮影カメラの傾きを傾斜誤差値として測定する傾斜誤差検出器を備え、カメラパラメータ入力手段が、傾斜誤差検出器から傾斜誤差値が入力されると共に、入力されたカメラパラメータに含まれる高さ位置を傾斜誤差値で補正する構成とした。 According to a second aspect of the present invention, there is provided an apparatus for calculating a position of a photographing camera, wherein the photographing camera includes an inclination error detector that measures the inclination of the photographing camera with respect to the floor surface of the photographing studio as an inclination error value, The tilt error value is input from the tilt error detector, and the height position included in the input camera parameter is corrected by the tilt error value.
かかる構成によれば、撮影カメラの位置算出装置は、カメラパラメータに含まれる高さ位置を傾斜誤差値で補正するため、例えば、撮影スタジオの床面の凹凸によって撮影カメラが傾く場合でも、この影響を最小限に抑えて、精度が高い更新カメラ位置を算出できる。 According to such a configuration, since the position calculation device of the photographing camera corrects the height position included in the camera parameter with the inclination error value, for example, even when the photographing camera is tilted due to the unevenness of the floor surface of the photographing studio, this influence is exerted. Can be calculated with high accuracy.
また、請求項3に記載の撮影カメラの位置算出装置は、撮影カメラが、移動機構の回転誤差値を測定する回転誤差検出器を備え、カメラパラメータ入力手段が、回転誤差検出器から回転誤差値が入力されると共に、入力されたカメラパラメータに含まれるパン角を回転誤差値で補正する構成とした。 According to a third aspect of the present invention, there is provided a photographing camera position calculating apparatus, wherein the photographing camera includes a rotation error detector for measuring a rotation error value of the moving mechanism, and the camera parameter input means receives the rotation error value from the rotation error detector. And a pan angle included in the input camera parameter is corrected with a rotation error value.
かかる構成によれば、撮影カメラの位置算出装置は、カメラパラメータに含まれるパン角を回転誤差値で補正するため、例えば、撮影スタジオの床面の凹凸や車輪のスリップによって移動機構に回転誤差が生じる場合でも、この影響を最小限に抑えて、精度が高い更新カメラ位置を算出できる。 According to such a configuration, since the position calculation device of the shooting camera corrects the pan angle included in the camera parameter with the rotation error value, for example, a rotation error is generated in the moving mechanism due to unevenness of the floor surface of the shooting studio or slip of the wheel. Even if it occurs, it is possible to calculate an updated camera position with high accuracy while minimizing this influence.
また、請求項4に記載の撮影カメラの位置算出装置は、撮影カメラの移動機構が、撮影カメラの撮影スタジオ内における位置を位置情報として出力し、カメラ位置情報算出手段が、更新カメラ位置を算出した撮影カメラ以外の他の撮影カメラの位置情報に基づいて、撮影カメラから見た他の撮影カメラの位置を算出し、撮影カメラのチルト角と撮影カメラの更新カメラ位置との関係から撮影カメラから見たキャリブレーション原点の位置を算出すると共に、他の撮影カメラの位置と撮影カメラから見たキャリブレーション原点の位置との関係から他の撮影カメラから見たキャリブレーション原点の位置を算出する構成とした。 According to a fourth aspect of the present invention, in the photographing camera position calculating device, the moving mechanism of the photographing camera outputs the position of the photographing camera in the photographing studio as position information, and the camera position information calculating means calculates the updated camera position. Based on the position information of other shooting cameras other than the selected shooting camera, the position of the other shooting camera viewed from the shooting camera is calculated, and the shooting camera is calculated from the relationship between the tilt angle of the shooting camera and the updated camera position of the shooting camera. A configuration for calculating the position of the calibration origin seen, and calculating the position of the calibration origin seen from the other photography camera from the relationship between the position of the other photography camera and the position of the calibration origin seen from the photography camera, did.
かかる構成によれば、撮影カメラの位置算出装置は、1台の撮影カメラの更新カメラ位置を算出すれば、他の撮影カメラがキャリブレーション原点を撮影できない位置にある場合でも、この他の撮影カメラの位置と他の撮影カメラから見たキャリブレーション原点の位置とを算出できる。また、撮影カメラの位置算出装置は、複数台の撮影カメラで番組撮影を行う場合でも、カメラの位置とキャリブレーション原点の位置とを算出するために、1台の撮影カメラをキャリブレーション原点に向けるだけで良く、全ての撮影カメラをキャリブレーション原点に向ける必要がなくなり、撮影カメラをキャリブレーション原点に向ける回数を最小限に抑えられる。 According to such a configuration, if the position calculation device of the photographing camera calculates the updated camera position of one photographing camera, even if the other photographing camera is in a position where the calibration origin cannot be photographed, the other photographing camera And the position of the calibration origin as viewed from another photographing camera can be calculated. The photographing camera position calculation device directs one photographing camera to the calibration origin in order to calculate the camera position and the calibration origin position even when a plurality of photographing cameras shoot a program. This eliminates the need to point all the shooting cameras to the calibration origin, and minimizes the number of times the shooting cameras are pointed to the calibration origin.
また、請求項5に記載の撮影カメラの位置算出装置は、撮影予定位置入力手段と、移動量算出手段と、を備える構成とした。 According to a fifth aspect of the present invention, there is provided a photographing camera position calculation device comprising a planned photographing position input unit and a movement amount calculation unit.
かかる構成によれば、撮影カメラの位置算出装置は、撮影予定位置入力手段によって、予め設定される前記撮影カメラの撮影予定位置が入力される。これによって、撮影カメラの位置算出装置は、撮影カメラの移動量及び方向を算出できるため、現在位置から移動先への移動量及び方向が算出可能になり、撮影カメラの移動を行うための撮影カメラの移動量及び方向を出力できる。 According to such a configuration, in the photographing camera position calculation device, the predetermined photographing scheduled position of the photographing camera is input by the photographing planned position input unit. As a result, since the position calculation device of the photographing camera can calculate the movement amount and direction of the photographing camera, the movement amount and direction from the current position to the destination can be calculated, and the photographing camera for moving the photographing camera Can be output.
また、撮影カメラの位置算出装置は、移動量算出手段によって、撮影カメラの次の撮影予定位置までの移動量及び方向を、初期カメラ位置から撮影予定位置までの撮影予定位置ベクトルに対して、更新カメラ位置から初期カメラ位置までのカメラ位置ベクトルを加算することによって算出する。これによって、撮影カメラの位置算出装置は、次の撮影予定位置への正確な移動量及び方向を算出することができる。 Further, the position calculation device of the photographing camera updates the movement amount and direction from the initial camera position to the planned shooting position vector with respect to the planned shooting position vector by the movement amount calculation means. Calculation is performed by adding the camera position vectors from the camera position to the initial camera position. Thereby, the position calculation device of the photographing camera can calculate an accurate movement amount and direction to the next scheduled photographing position.
請求項1に記載の発明によれば、撮影カメラをカメラ原点に戻して位置算出をする必要がなくなるため、撮影スタジオでの番組撮影中に、撮影フロア上に置かれた機材を片付けて撮影カメラをカメラ原点に戻す必要がなくなり、撮影状況に即して容易に撮影カメラの位置算出を行うことができる。また、請求項1に記載の発明によれば、キャリブレーション原点を撮影フロアのタイル目地等にできるため、撮影カメラで撮影する被写体の一部にマーカを用いる必要がなくなり、合成映像の演出上の制限を与えずに撮影カメラの位置を算出することができる。 According to the first aspect of the present invention, it is not necessary to return the shooting camera to the camera origin to calculate the position. Therefore, during the shooting of the program in the shooting studio, the camera placed on the shooting floor is cleaned up. There is no need to return the camera to the camera origin, and the position of the camera can be easily calculated in accordance with the shooting situation. According to the first aspect of the present invention, since the calibration origin can be a tile joint on the photographing floor, it is not necessary to use a marker for a part of the subject photographed by the photographing camera. The position of the photographing camera can be calculated without giving a restriction.
また、請求項2に記載の発明によれば、撮影カメラの傾き影響を最小限に抑えて、精度が高い更新カメラ位置を算出できる。
また、請求項3に記載の発明によれば、移動機構の回転誤差の影響を最小限に抑えて、精度が高い更新カメラ位置を算出できる。
According to the second aspect of the present invention, it is possible to calculate the updated camera position with high accuracy while minimizing the influence of the inclination of the photographing camera.
According to the third aspect of the present invention, it is possible to calculate the updated camera position with high accuracy while minimizing the influence of the rotation error of the moving mechanism.
また、請求項4に記載の発明によれば、キャリブレーション原点を撮影できない位置にある他の撮影カメラの位置を算出できるため、撮影状況に即して容易に、撮影カメラに加えて他の撮影カメラの位置と他の撮影カメラから見たキャリブレーション原点とを算出できる。さらに、請求項4に記載の発明によれば、撮影カメラをキャリブレーション原点に向ける回数を最小限に抑えられるため、各撮影カメラの撮影ショットの自由度を維持しつつ、各撮影カメラの位置を容易に算出できる。 According to the invention described in claim 4, since the position of another photographing camera at a position where the calibration origin cannot be photographed can be calculated, other photographing can be easily performed in addition to the photographing camera. It is possible to calculate the position of the camera and the calibration origin as seen from another shooting camera. Furthermore, according to the invention described in claim 4, since the number of times the photographing camera is directed to the calibration origin can be minimized, the position of each photographing camera is maintained while maintaining the degree of freedom of the photographing shot of each photographing camera. Easy to calculate.
また、請求項5に記載の発明によれば、自律して移動撮影を行う撮影カメラでも使用でき、予め入力された撮影カメラの撮影予定位置に基づいて撮影でき、撮影予定位置が複数であっても撮影カメラの位置の誤差を修正でき、誤差が蓄積することはない。 According to the invention described in claim 5, the camera can be used even with a shooting camera that performs autonomous mobile shooting, and can be shot based on a shooting schedule position of a shooting camera input in advance, and there are a plurality of shooting schedule positions. Also, the camera position error can be corrected and the error will not accumulate.
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。ここで、例えば、本発明をスタジオ内においてロボットカメラである撮影カメラにより被写体を撮影して、CG合成映像を制作する場合に対して適用し、CG合成システムにおける撮影カメラの位置算出装置として説明する。なお、本発明に係るカメラ位置算出装置は、CG合成システムとしてではなく、単独の装置として使用できることは言うまでもない。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. Here, for example, the present invention is applied to a case where a subject is photographed by a photographing camera that is a robot camera in a studio to produce a CG composite image, and will be described as a position calculation device for a photographing camera in a CG composition system. . Needless to say, the camera position calculation apparatus according to the present invention can be used not as a CG synthesis system but as a single apparatus.
〔CG合成システムの概要〕
以下、図1を参照して、本発明におけるCG合成システムZを説明する。図1は、本発明の実施形態に係るCG合成システムの構成を模式的に示す図である。
[Outline of CG synthesis system]
Hereinafter, the CG synthesis system Z according to the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 1 is a diagram schematically showing a configuration of a CG synthesis system according to an embodiment of the present invention.
図1に示すように、CG合成システムZは、互いに回線によって接続された撮影カメラの位置算出装置1と、制御装置Eと、撮影カメラ装置(撮影カメラ)C1と、撮影カメラモニタMと、を用いてCG合成を行っている。 As shown in FIG. 1, the CG composition system Z includes a photographing camera position calculation device 1, a control device E, a photographing camera device (shooting camera) C1, and a photographing camera monitor M, which are connected to each other via a line. CG synthesis is performed.
CG合成システムZは、例えば、クロマキー処理を行うことができる青色のスクリーンSCの前に立つ出演者R1(例えば、アナウンサ)を撮影カメラ装置C1で撮影し、その実写映像E2に含まれるスクリーンSC部分にCG画像(例えば、山の風景)を合成したCG映像E1を出力するものである。 The CG composition system Z photographs, for example, a performer R1 (for example, an announcer) standing in front of a blue screen SC capable of performing chroma key processing with the photographing camera device C1, and the screen SC portion included in the photographed video E2 A CG image E1 obtained by synthesizing a CG image (for example, a mountain landscape) is output.
CG合成システムZによる撮影では、CG合成システムZに予め外部より入力された撮影予定位置に基づいて行われるが、CG合成システムZによって撮影カメラ装置C1の移動を行っていると、CG合成システムZで使用される撮影カメラ装置C1の位置と実際の撮影カメラ装置C1の位置とに誤差が生じてくる場合がある。その結果、撮影カメラモニタMに出力された合成映像に映像上の誤差(ズレ)が生じることになるので、CG合成システムZは、再度正確な撮影カメラの位置を取得して誤差を解消するように制御する。 Shooting by the CG synthesis system Z is performed based on a planned shooting position previously input from the outside to the CG synthesis system Z, but if the photographic camera device C1 is moved by the CG synthesis system Z, the CG synthesis system Z There may be an error between the position of the photographing camera device C1 used in the above and the actual position of the photographing camera device C1. As a result, an image error (deviation) occurs in the synthesized video output to the photographic camera monitor M. Therefore, the CG synthesis system Z again acquires the accurate photographic camera position to eliminate the error. To control.
制御装置Eは、外部より指令を受けて、撮影カメラ装置C1と撮影カメラモニタMを制御する。まず、制御装置Eは、外部より指令を受け、撮影カメラ装置C1を制御し初期カメラ位置P0まで移動させる。さらに、制御装置Eは、撮影カメラモニタMに表示される合成映像に基づいて外部より指令を受け、撮影カメラ装置C1の向きをキャリブレーション原点G1に向けながらキャリブレーション原点G1を撮影させる。このとき、キャリブレーション原点G1は、カメラレンズの中心に写るように手動で調整される。 The control device E receives a command from the outside and controls the photographing camera device C1 and the photographing camera monitor M. First, the control device E receives a command from the outside, controls the photographing camera device C1, and moves it to the initial camera position P0. Further, the control device E receives a command from the outside based on the synthesized video displayed on the photographing camera monitor M, and photographs the calibration origin G1 while directing the orientation of the photographing camera device C1 toward the calibration origin G1. At this time, the calibration origin G1 is manually adjusted so as to appear in the center of the camera lens.
また、制御装置Eは、外部より位置算出の指令を受けると、そのときのカメラパラメータとCG描画軸に正対する基準向きKとを、撮影カメラの位置算出装置1に入力する。 Further, when receiving a position calculation command from the outside, the control device E inputs the camera parameter at that time and the reference direction K directly opposite to the CG drawing axis to the position calculation device 1 of the photographing camera.
また、制御装置Eは、外部より指令を受けると、撮影のために撮影カメラ装置C1を制御し、初期カメラ位置P0から予め外部より制御装置Eに入力された撮影予定位置に従って撮影カメラ装置C1を撮影予定位置の一つに移動させる。そして、制御装置Eは、撮影カメラ装置C1の移動先で撮影カメラ装置C1を制御して被写体である出演者R1とスクリーンSCの撮影を行い、予め入力されたCG映像E1との合成を行い、それを撮影カメラモニタMに表示する。その後、制御装置Eは、撮影カメラモニタMに表示されたCG映像E1と実写映像E2との誤差(ズレ)が発生している場合に、再び撮影カメラ装置C1の位置算出指令が外部よりなされるとカメラパラメータを撮影カメラの位置算出装置1に入力する。なお、カメラパラメータの詳細は、後記する。 In addition, when receiving a command from the outside, the control device E controls the photographing camera device C1 for photographing, and controls the photographing camera device C1 in accordance with the scheduled photographing position previously input to the control device E from the initial camera position P0. Move to one of the planned shooting positions. Then, the control device E controls the photographic camera device C1 at the destination of the photographic camera device C1 to shoot the performer R1 as the subject and the screen SC, and synthesizes the CG video E1 inputted in advance, It is displayed on the photographing camera monitor M. Thereafter, when an error (deviation) between the CG image E1 displayed on the photographing camera monitor M and the actual photographed image E2 has occurred, the control device E again issues a position calculation command for the photographing camera device C1 from the outside. And the camera parameters are input to the position calculation device 1 of the photographing camera. Details of the camera parameters will be described later.
そして、制御装置Eは、次の撮影予定位置P2までの移動量及び方向Rの入力を受けると、その移動量及び方向Rを記憶する。外部より次の撮影予定位置P2への移動指令が制御装置Eになされると、制御装置Eは、記憶された移動量及び方向Rと次の撮影予定位置P2と更新カメラ位置P1に基づいて次の撮影予定位置P2まで撮影カメラ装置C1を移動させる。 When the control device E receives the movement amount and the direction R up to the next scheduled shooting position P2, the control device E stores the movement amount and the direction R. When a movement command to the next scheduled shooting position P2 is given from the outside to the control device E, the control device E performs the next based on the stored movement amount and direction R, the next scheduled shooting position P2, and the updated camera position P1. The photographing camera device C1 is moved to the scheduled photographing position P2.
撮影カメラモニタMは、CG映像E1と実写映像E2との合成映像を表示するものである。予め制御装置Eに入力されたCG映像E1と実写映像E2とは、撮影カメラ装置C1の位置に誤差が生じると画像に違和感が発生してしまう。 The photographing camera monitor M displays a composite video of the CG video E1 and the live-action video E2. If an error occurs in the position of the photographic camera device C1 between the CG video E1 and the live-action video E2 that are input to the control device E in advance, a sense of incongruity occurs in the image.
撮影カメラ装置C1は、被写体を撮影する撮影カメラが、図示しない移動機構によって撮影スタジオを自在に移動可能で、この撮影カメラのパン角とチルト角と高さ位置とを自在に制御可能な雲台に搭載される。また、撮影カメラ装置C1は、図示しないセンサにより撮影カメラのパン角とチルト角と高さ位置とをそれぞれ測定して、制御装置Eを介して、位置算出装置1に出力する。また、撮影カメラ装置C1は、移動機構が検出する撮影スタジオ内における位置(座標)を位置情報として、制御装置Eを介して、位置算出装置1に出力しても良い。 The photographing camera device C1 is a pan head in which a photographing camera for photographing a subject can freely move in a photographing studio by a moving mechanism (not shown), and the pan angle, tilt angle, and height position of the photographing camera can be freely controlled. Mounted on. In addition, the photographing camera device C1 measures the pan angle, the tilt angle, and the height position of the photographing camera by a sensor (not shown), and outputs it to the position calculation device 1 via the control device E. In addition, the photographing camera device C1 may output the position (coordinates) in the photographing studio detected by the moving mechanism as position information to the position calculating device 1 via the control device E.
また、撮影カメラ装置C1は、撮影スタジオの床面に対する撮影カメラ装置C1の傾きを傾斜誤差値(角度情報)として測定する傾斜誤差検出器(不図示)を備えても良い。この傾斜誤差検出器としては、例えば、ジャイロサンサその他センサがある。そして、撮影カメラ装置C1は、傾斜誤差検出器が測定した傾斜誤差値を、制御装置Eを介して、位置算出装置1に出力する。 Further, the photographing camera device C1 may include a tilt error detector (not shown) that measures the tilt of the photographing camera device C1 with respect to the floor surface of the photographing studio as a tilt error value (angle information). Examples of the tilt error detector include a gyro sensor and other sensors. Then, the photographing camera device C1 outputs the tilt error value measured by the tilt error detector to the position calculation device 1 via the control device E.
また、撮影カメラ装置C1は、移動機構の回転誤差値(角度情報)を測定する回転誤差検出器(不図示)を備えても良い。この回転誤差検出器としては、例えば、ジャイロセンサその他のセンサがある。そして、撮影カメラ装置C1は、回転誤差検出器が測定した回転誤差値を、制御装置Eを介して、位置算出装置1に出力する。 Further, the photographing camera device C1 may include a rotation error detector (not shown) that measures the rotation error value (angle information) of the moving mechanism. Examples of the rotation error detector include a gyro sensor and other sensors. The photographing camera device C1 outputs the rotation error value measured by the rotation error detector to the position calculation device 1 via the control device E.
また、撮影カメラ装置C1は、初期カメラ位置P0において、パン角とチルト角と高さ位置とを測定して、制御装置Eを介して、撮影カメラの位置算出装置1に出力する。その後、撮影カメラ装置C1は、更新カメラ位置P1において、パン角とチルト角と高さ位置とを測定して、制御装置Eを介して、撮影カメラの位置算出装置1に出力する。さらに、次の撮影予定位置P2において、撮影カメラ装置C1は、パン角とチルト角と高さ位置とを測定して、制御機構Eを介して、撮影カメラの位置算出装置1に出力する。なお、撮影カメラを構成する雲台は、図示しない撮影用クレーンでも良い。 In addition, the photographing camera device C1 measures the pan angle, the tilt angle, and the height position at the initial camera position P0, and outputs them to the position calculation device 1 of the photographing camera via the control device E. Thereafter, the photographic camera device C1 measures the pan angle, the tilt angle, and the height position at the updated camera position P1, and outputs them to the position calculation device 1 of the photographic camera via the control device E. Furthermore, at the next scheduled shooting position P2, the shooting camera device C1 measures the pan angle, tilt angle, and height position, and outputs them to the position calculation device 1 of the shooting camera via the control mechanism E. The pan head constituting the photographing camera may be a photographing crane (not shown).
基準向きKは、雲台に設けられた移動機構と雲台との角度情報として入力される。
例えば、雲台の正面方向に対して車輪を車輪進行方向に向け、その移動機構である車輪に設けられたセンサでその角度を得るものである。このように基準向きKは、雲台の基準向きに対する角度情報として設定される。
The reference direction K is input as angle information between the moving mechanism provided on the camera platform and the camera platform.
For example, the wheel is directed in the wheel traveling direction with respect to the front direction of the pan head, and the angle is obtained by a sensor provided on the wheel as the moving mechanism. As described above, the reference direction K is set as angle information with respect to the reference direction of the camera platform.
キャリブレーション原点G1は、撮影スタジオにおいていかなる場所でも、何れかの撮影カメラから見える位置に設置されるのが好ましい。 The calibration origin G1 is preferably installed at any position in the shooting studio at a position that can be seen by any shooting camera.
〔撮影カメラの位置算出装置の構成〕
以下、図2を参照(適宜図1を参照)して、図1の撮影カメラの位置算出装置1の構成について説明する。図2は、図1の撮影カメラの位置算出装置の構成を示すブロック図である。
[Configuration of shooting camera position calculation device]
Hereinafter, the configuration of the photographing camera position calculation device 1 of FIG. 1 will be described with reference to FIG. 2 (refer to FIG. 1 as appropriate). FIG. 2 is a block diagram showing the configuration of the position calculation device for the photographing camera in FIG.
図2に示すように、撮影カメラの位置算出装置1は、カメラパラメータ入力手段10と、誤差情報入力手段15と、カメラパラメータ記憶手段20と、カメラパラメータ更新手段30と、カメラ位置情報算出手段40と、撮影予定位置入力手段50と、移動量算出手段60とを備える。
As shown in FIG. 2, the photographing camera position calculation device 1 includes a camera
カメラパラメータ入力手段10は、カメラパラメータが入力されるものであり、カメラパラメータ入力部11と基準向き入力部12を備える。
カメラパラメータ入力部11は、図1の初期カメラ位置P0におけるパン角とチルト角と高さ位置とがセンサから入力される。基準向き入力部12は、基準向きKが入力される。なお、図2では、初期カメラ位置P0におけるパン角は0度とされ、チルト角は0度にはならない。
The camera
The camera
<傾斜誤差及び回転誤差の補正>
誤差情報入力手段15は、傾斜誤差値と回転誤差値との少なくとも一方が入力されるものである。また、誤差情報入力手段15は、入力された傾斜誤差値及び回転誤差値を、カメラパラメータ入力手段10に出力する。以下、図3を参照し、図2のカメラパラメータ入力手段による傾斜誤差値の補正について、説明する(適宜図2を参照)。図3は、図2のカメラパラメータ入力手段による傾斜誤差値の補正を説明する図である。なお、図3では、傾斜している状態の撮影カメラ装置C1を実線で図示し、傾斜していない状態の撮影カメラ装置C1を破線で図示した。
<Correction of tilt error and rotation error>
The error information input means 15 receives at least one of a tilt error value and a rotation error value. Further, the error
図3に示すように、撮影カメラ装置C1が傾斜している場合、カメラパラメータに含まれる高さ位置H’は、撮影カメラ装置C1が傾斜していないときの高さ位置Hと比べて、誤差を含むことになる。この誤差によって、撮影カメラの位置算出装置1が算出する初期カメラ位置及び更新カメラ位置の精度が低くなってしまう。そこで、撮影カメラ装置C1は、J軸の中心に取り付けられた傾斜誤差検出器(不図示)が測定する傾斜誤差値を撮影カメラの位置算出装置1に出力する。そして、カメラパラメータ入力部11は、例えば、下記式(1)を用いて、高さ位置H’を、入力された傾斜誤差値で補正して高さ位置Hを算出する。なお、式(1)では、βは撮影スタジオの床面(撮影フロア)に対する撮影カメラ装置C1の傾き(J軸を基準としたU垂線の傾き)を示す傾斜誤差値である。
H=H’cosβ・・・式(1)
As shown in FIG. 3, when the photographing camera device C1 is tilted, the height position H ′ included in the camera parameters is an error compared to the height position H when the photographing camera device C1 is not tilted. Will be included. Due to this error, the accuracy of the initial camera position and the updated camera position calculated by the position calculation device 1 of the photographing camera is lowered. Therefore, the photographing camera device C1 outputs a tilt error value measured by a tilt error detector (not shown) attached to the center of the J axis to the position calculation device 1 of the photographing camera. Then, the camera
H = H ′ cos β Formula (1)
そして、カメラパラメータ入力部11は、補正した高さ位置Hをカメラパラメータとして、カメラパラメータ記憶手段20及びカメラパラメータ更新手段30に出力する。なお、撮影カメラの位置算出装置1は、撮影カメラ装置C1が初期カメラ位置に位置するときの高さ位置H’、及び、撮影カメラ装置C1が更新カメラ位置に位置するときの高さ位置H’の両方について、補正しても良いことは言うまでもない。
Then, the camera
以下、図4を参照し、図2のカメラパラメータ入力手段による回転誤差値の補正について、説明する(適宜図2を参照)。図4は、図2のカメラパラメータ入力手段による回転誤差値の補正を説明する図である。なお、図4では、移動機構C1aがスリップする等、移動機構C1aに回転誤差が生じている状態の撮影カメラ装置C1を実線で図示し、移動機構C1aに回転誤差が生じていない状態の撮影カメラ装置C1を破線で図示した。 Hereinafter, the correction of the rotation error value by the camera parameter input unit of FIG. 2 will be described with reference to FIG. 4 (refer to FIG. 2 as appropriate). FIG. 4 is a diagram for explaining the correction of the rotation error value by the camera parameter input means of FIG. In FIG. 4, the photographing camera device C1 in a state where a rotation error has occurred in the moving mechanism C1a, such as when the moving mechanism C1a slips, is shown by a solid line, and the photographing camera in a state in which no rotation error has occurred in the moving mechanism C1a. Device C1 is shown in broken lines.
図4に示すように、移動機構C1aに回転誤差が生じている場合、カメラパラメータに含まれるパン角は、移動機構C1aに回転誤差が生じていないときのパン角と比べて、誤差を含むことになる。この誤差によって、撮影カメラの位置算出装置1が算出する初期カメラ位置及び更新カメラ位置の精度が低くなってしまう。そこで、カメラパラメータ入力部11は、例えば、カメラパラメータに含まれるパン角から回転誤差値(角度)γを減算して補正し、誤差のないパン角を算出する。
As shown in FIG. 4, when a rotation error occurs in the movement mechanism C1a, the pan angle included in the camera parameter includes an error compared to a pan angle when no rotation error occurs in the movement mechanism C1a. become. Due to this error, the accuracy of the initial camera position and the updated camera position calculated by the position calculation device 1 of the photographing camera is lowered. Therefore, for example, the camera
そして、カメラパラメータ入力部11は、補正したパン角をカメラパラメータとして、カメラパラメータ記憶手段20及びカメラパラメータ更新手段30に出力する。なお、撮影カメラの位置算出装置1は、撮影カメラ装置C1が初期カメラ位置に位置するときのパン角、及び、撮影カメラ装置C1が更新カメラ位置に位置するときのパン角の両方について、補正しても良いことは言うまでもない。図3及び図4のように、誤差のない高さ位置H及び誤差のないパン角を用いることで、撮影カメラの位置算出装置1は、精度が高い初期カメラ位置及び更新カメラ位置を算出できる。
Then, the camera
以下、図2に戻り、説明を続ける。カメラパラメータ記憶手段20は、カメラパラメータを含むカメラパラメータファイル21と、更新カメラパラメータを含む更新カメラパラメータファイル22と、基準向きの情報を含む基準向きファイル23とを格納している。
ここで、カメラパラメータ記憶手段20は、カメラパラメータ入力手段10から入力されたカメラパラメータをそのまま記憶する。
Hereinafter, returning to FIG. 2, the description will be continued. The camera parameter storage means 20 stores a
Here, the camera parameter storage means 20 stores the camera parameters input from the camera parameter input means 10 as they are.
カメラパラメータファイル21は、カメラパラメータとして、パン角とチルト角と高さ位置を含む。更新カメラパラメータファイル22は、更新カメラパラメータとして、更新されたパン角とチルト角と高さ位置を含む。基準向きファイル23は、基準向きの情報として、基準向きKを表す雲台に対するカメラ車輪軸の角度情報を含む。
The
また、カメラパラメータは、少なくともパン角とチルト角と高さ位置を含めば、他のパラメータを含んでいてもよく、また更新カメラパラメータもパン角とチルト角と高さ位置を含めば、他のパラメータを含んでいても良い。他のパラメータの構成をカメラパラメータと更新カメラパラメータとで変えることも可能である。なお、チルト角は0度にはならない。 The camera parameters may include other parameters as long as at least the pan angle, the tilt angle, and the height position are included, and the updated camera parameters include other parameters as long as the pan angle, the tilt angle, and the height position are included. It may contain parameters. It is also possible to change the configuration of other parameters between the camera parameter and the updated camera parameter. Note that the tilt angle is not 0 degree.
カメラパラメータ更新手段30は、カメラパラメータを更新カメラパラメータに更新するものであり、カメラパラメータ更新部31を備える。また、カメラパラメータ更新手段30は、カメラパラメータ入力手段10に更新されたカメラパラメータが入力された場合、当該更新されたカメラパラメータを更新カメラパラメータとしてカメラパラメータ記憶手段20に記憶させる。
The camera
つまり、カメラパラメータ更新手段30は、更新カメラパラメータが更新されるたびに、上書き変更する。なお、上書き保存せずに、最新の更新情報がわかる手段を用いて更新カメラパラメータを、更新されるたびに全て保存しても良い。その場合、最新の更新情報を把握する手段として、更新フラグを立てる方法がある。
That is, the camera
カメラ位置情報算出手段40は、カメラパラメータ記憶手段20に記憶されたカメラパラメータに基づいて初期カメラ位置P0を算出し、カメラパラメータ記憶手段20に記憶された更新カメラパラメータに基づいてさらに更新カメラ位置P1を算出する。ここで、カメラ位置情報算出手段40は、初期カメラ位置P0及び更新カメラ位置P1を算出するカメラ位置情報算出部41を備える。なお、カメラ位置情報算出手段40による初期カメラ位置P0と更新カメラ位置P1の算出は後記する。
The camera position information calculation means 40 calculates an initial camera position P0 based on the camera parameters stored in the camera parameter storage means 20, and further updates the camera position P1 based on the updated camera parameters stored in the camera parameter storage means 20. Is calculated. Here, the camera position information calculation means 40 includes a camera position information calculation unit 41 that calculates the initial camera position P0 and the updated camera position P1. The calculation of the initial camera position P0 and the updated camera position P1 by the camera position
撮影予定位置入力手段50は、予め設定された撮影カメラ装置C1の撮影予定位置が入力される撮影予定位置入力部51を備える。例えば、撮影において複数の位置で撮影することが考えられ、撮影予定位置は、複数入力されても良い。
The scheduled shooting position input means 50 includes a scheduled shooting
移動量算出手段60は、撮影カメラ装置C1の次の撮影予定位置P2までの移動量及び方向Rを算出する移動量算出部61を備える。なお、移動量算出手段60による移動量及び方向Rの算出は後記する。
The movement amount calculation means 60 includes a movement
<初期カメラ位置P0と更新カメラ位置P1の算出>
以下、図5、図6、図7を参照(適宜図2を参照)して、初期カメラ位置P0と更新カメラ位置P1の算出を説明する。図5は、図1の初期カメラ位置P0において、撮影カメラ装置C1をキャリブレーション原点G1に向けている状態の側面図である。撮影カメラ装置C1は、撮影フロアFと撮影カメラ装置C1の光軸Tとの仰角をチルト角α0としている。撮影カメラ装置C1の光軸Tと撮影フロアF上の初期カメラ位置P0を通る垂線Uとの交点を撮影カメラのJ軸とする。また、撮影フロアFからJ軸までの距離を高さ位置H0とする。
<Calculation of initial camera position P0 and updated camera position P1>
Hereinafter, the calculation of the initial camera position P0 and the updated camera position P1 will be described with reference to FIGS. 5, 6, and 7 (refer to FIG. 2 as appropriate). FIG. 5 is a side view of the state in which the photographing camera device C1 is directed to the calibration origin G1 at the initial camera position P0 in FIG. Photographing camera apparatus C1 is in the tilt angle alpha 0 the elevation angle of the optical axis T of the photographing floor F and shoot camera device C1. The intersection of the optical axis T of the photographing camera device C1 and the perpendicular U passing through the initial camera position P0 on the photographing floor F is defined as the J axis of the photographing camera. Further, the distance to the J axis height H 0 from the photographing floor F.
チルト角α0と高さ位置H0は、J軸に設けられたセンサにより測定されるため、カメラ位置情報算出手段40は、キャリブレーション原点G1に対する初期カメラ位置P0までの距離x0を、H0/tanα0として算出する。
Since the tilt angle α 0 and the height position H 0 are measured by a sensor provided on the J-axis, the camera position
図6は、図1の更新カメラ位置P1において撮影カメラ装置C1をキャリブレーション原点G1に向けている状態の斜視図である。撮影カメラ装置C1は、雲台の上に存在し、撮影フロアFと撮影カメラ装置C1の光軸Tとの仰角をチルト角αとしている。撮影カメラ装置C1の光軸Tと撮影フロアF上の更新カメラ位置P1を通る垂線Uとの交点をJ軸とする。J軸は撮影カメラ装置C1の光軸上に存在する。撮影フロアFからJ軸までの距離を高さ位置Hとする。 FIG. 6 is a perspective view showing a state in which the photographing camera device C1 is directed to the calibration origin G1 at the updated camera position P1 in FIG. The photographing camera device C1 exists on the pan head, and the tilt angle α is the elevation angle between the photographing floor F and the optical axis T of the photographing camera device C1. The intersection of the optical axis T of the photographing camera device C1 and the perpendicular line U passing through the updated camera position P1 on the photographing floor F is defined as the J axis. The J-axis exists on the optical axis of the photographing camera device C1. A distance from the imaging floor F to the J axis is a height position H.
チルト角αと高さ位置Hは、J軸に設けられたセンサにより測定されるため、カメラ位置情報算出手段40は、キャリブレーション原点G1に対する更新カメラ位置P1までの距離xを、H/tanαとして算出する。
Since the tilt angle α and the height position H are measured by a sensor provided on the J-axis, the camera position
図7は、本発明において、撮影フロアF上から撮影フロアFを見下ろした状態を示した図である。図7に示すように、キャリブレーション原点G1を、座標の原点とすると、更新カメラ位置P1の座標は、(xsinθ、−xcosθ)と表されることになる。ここで、図6より、x=H/tanαなので、更新カメラ位置P1の座標は、(Hsinθ/tanα、−Hcosθ/tanα)となる。 FIG. 7 is a view showing a state in which the photographing floor F is looked down on the photographing floor F in the present invention. As shown in FIG. 7, when the calibration origin G1 is the origin of coordinates, the coordinates of the updated camera position P1 are represented as (xsin θ, −x cos θ). Here, from FIG. 6, since x = H / tan α, the coordinates of the updated camera position P1 are (H sin θ / tan α, −H cos θ / tan α).
一方、図6より、初期カメラ位置P0の座標は、(0、−H0/tanα0)と表される。従って、初期カメラ位置P0を原点(0、0)とすると、更新カメラ位置P1は、(Hsinθ/tanα、H0/tanα0−Hcosθ/tanα)と表されることになる。このように、カメラ位置情報算出手段40は、カメラパラメータと更新カメラパラメータより、初期カメラ位置P0と更新カメラ位置P1を算出する。
On the other hand, from FIG. 6, the coordinates of the initial camera position P0 are represented as (0, −H 0 / tan α 0 ). Therefore, when the initial camera position P0 is the origin (0, 0), the updated camera position P1 is represented as (Hsin θ / tan α, H 0 / tan α 0 -H cos θ / tan α). As described above, the camera position
<移動量及び方向の算出>
以下、図8を参照して、移動量及び方向Rの算出を説明する。図8は、図2の移動量算出手段を説明する図である。
<Calculation of travel and direction>
Hereinafter, the calculation of the movement amount and the direction R will be described with reference to FIG. FIG. 8 is a diagram for explaining the movement amount calculation means of FIG.
図8に示すように、移動量算出手段60は、撮影カメラ装置C1の次の撮影予定位置P2までの移動量及び方向Rを、初期カメラ位置P0から次の撮影予定位置P2までの撮影予定位置ベクトルに対して、更新カメラ位置P1から初期カメラ位置P0までのカメラ位置ベクトルを加算する。 As shown in FIG. 8, the movement amount calculation means 60 uses the movement amount and direction R from the initial camera position P0 to the next scheduled shooting position P2 as the movement amount and direction R from the shooting camera device C1 to the next scheduled shooting position P2. The camera position vector from the updated camera position P1 to the initial camera position P0 is added to the vector.
このように、初期カメラ位置P0、更新カメラ位置P1、次の撮影予定位置P2とからベクトルを算出しそれを加算することによって、正確な次の移動位置を算出することができる。なお、移動量算出手段60は、ベクトルの向きを逆にして減算を行っても良い。 In this way, by calculating a vector from the initial camera position P0, the updated camera position P1, and the next scheduled shooting position P2, and adding them, an accurate next movement position can be calculated. Note that the movement amount calculation means 60 may perform subtraction with the vector direction reversed.
<他の撮影カメラ装置の更新カメラ位置の算出>
以下、図9を参照して、他の撮影カメラ装置の更新カメラ位置の算出を説明する(適宜図2を参照)。図9は、図2のカメラ位置情報算出手段による他の撮影カメラ装置の更新カメラ位置の算出を説明する図である。
<Calculation of updated camera position of other shooting camera device>
Hereinafter, with reference to FIG. 9, the calculation of the updated camera position of another photographing camera apparatus will be described (refer to FIG. 2 as appropriate). FIG. 9 is a diagram for explaining the calculation of the updated camera position of another photographing camera apparatus by the camera position information calculating unit of FIG.
図9に示すように、撮影カメラ装置C1は、キャリブレーション原点G1を撮影できる位置にあるため、前記したように、その更新カメラ位置を算出できる。一方で、撮影カメラ装置C2は、例えば、キャリブレーション原点G1までの間に出演者R1が位置するため、キャリブレーション原点G1を撮影できずに、撮影カメラ装置C2の位置と撮影カメラ装置C2から見たキャリブレーション原点G1の位置とを算出できない場合がある。 As shown in FIG. 9, since the photographing camera device C1 is at a position where the calibration origin G1 can be photographed, the updated camera position can be calculated as described above. On the other hand, in the photographing camera device C2, for example, since the performer R1 is located before the calibration origin G1, the calibration origin G1 cannot be photographed, and the position of the photographing camera device C2 and the photographing camera device C2 are viewed. In some cases, the calibration origin G1 cannot be calculated.
この場合、カメラ位置情報算出手段40は、撮影カメラ装置C1のチルト角と撮影カメラ装置C1の更新カメラ位置との関係から撮影カメラ装置C1から見たキャリブレーション原点G1の位置を算出できる(図6参照)。また、カメラ位置情報算出手段40は、撮影カメラ装置C2の位置情報に基づいて、撮影カメラ装置C1から見た他の撮影カメラ装置C2の位置を算出できる。そして、カメラ位置情報算出手段40は、撮影カメラ装置C2の位置と撮影カメラ装置C1から見たキャリブレーション原点G1の位置との関係から他の撮影カメラ装置C2から見たキャリブレーション原点G1の位置を算出できる。これによって、撮影カメラの位置算出装置1は、撮影状況に即して容易に、キャリブレーション原点G1を撮影できる撮影カメラ装置C1の位置を算出するだけでなく、キャリブレーション原点G1を撮影できない位置にある撮影カメラ装置C2の位置と撮影カメラ装置C2から見たキャリブレーション原点G1の位置とを算出できる。 In this case, the camera position information calculation means 40 can calculate the position of the calibration origin G1 viewed from the photographing camera device C1 from the relationship between the tilt angle of the photographing camera device C1 and the updated camera position of the photographing camera device C1 (FIG. 6). reference). Further, the camera position information calculation means 40 can calculate the position of another shooting camera device C2 viewed from the shooting camera device C1 based on the position information of the shooting camera device C2. Then, the camera position information calculation means 40 determines the position of the calibration origin G1 viewed from the other imaging camera apparatus C2 from the relationship between the position of the imaging camera apparatus C2 and the position of the calibration origin G1 viewed from the imaging camera apparatus C1. It can be calculated. As a result, the position calculation device 1 of the photographic camera not only calculates the position of the photographic camera device C1 at which the calibration origin G1 can be photographed easily but also at a position where the calibration origin G1 cannot be photographed. The position of a certain photographing camera device C2 and the position of the calibration origin G1 viewed from the photographing camera device C2 can be calculated.
なお、前記した手法は、撮影カメラ装置C2がキャリブレーション原点G1を撮影できない位置にある場合に限定されない。例えば、撮影カメラ装置C1,C2の両方が、キャリブレーション原点G1を撮影できる位置にある場合でも、カメラ位置情報算出手段40は、撮影カメラ装置C1をキャリブレーション原点G1に向けて撮影カメラ装置C1の更新カメラ位置を算出すれば、撮影カメラ装置C2をキャリブレーション原点G1に向けることなく、撮影カメラ装置C2の位置と撮影カメラ装置C2から見たキャリブレーション原点G1の位置とを算出できる。これによって、撮影カメラの位置算出装置1は、撮影カメラ装置C1,C2をキャリブレーション原点G1に向ける回数を最小限に抑えられ、放送番組中でもカメラの位置を算出し易くなる。
The method described above is not limited to the case where the photographing camera device C2 is in a position where the calibration origin G1 cannot be photographed. For example, even when both of the photographing camera devices C1 and C2 are at a position where the calibration origin G1 can be photographed, the camera position
〔撮影カメラの位置算出装置の動作〕
以下、図10を参照(適宜図2を参照)して、撮影カメラの位置算出装置1の動作について説明する。図10は、図2の撮影カメラの位置算出装置1の動作を示すフローチャートである。
[Operation of the camera position calculation device]
Hereinafter, the operation of the position calculation device 1 of the photographing camera will be described with reference to FIG. 10 (refer to FIG. 2 as appropriate). FIG. 10 is a flowchart showing the operation of the position calculation device 1 for the photographing camera shown in FIG.
撮影カメラの位置算出装置1は、カメラパラメータ入力手段10によって、初期カメラ位置P0におけるカメラパラメータが入力される(ステップS10)。また、撮影カメラの位置算出装置1は、カメラパラメータ入力手段10によって、更新カメラ位置P1における更新されたカメラパラメータ(更新カメラパラメータ)が入力される(ステップS11)。 The camera camera position calculation device 1 receives the camera parameters at the initial camera position P0 by the camera parameter input means 10 (step S10). Further, the camera camera position calculation device 1 receives the updated camera parameter (updated camera parameter) at the updated camera position P1 by the camera parameter input unit 10 (step S11).
ステップS11の処理に続いて、撮影カメラの位置算出装置1は、カメラパラメータ入力手段10によって、カメラパラメータをカメラパラメータ記憶手段20に記憶させ、カメラパラメータ更新手段30によって、更新カメラパラメータをカメラパラメータ記憶手段20に記憶させる(ステップS12)。
Subsequent to the processing in step S11, the camera position calculation device 1 stores the camera parameters in the camera
ステップS12の処理に続いて、撮影カメラの位置算出装置1は、カメラ位置情報算出手段40によって、カメラパラメータ記憶手段20に記憶されたカメラパラメータに基づいて初期カメラ位置P0を算出し、カメラパラメータ記憶手段20に記憶された更新カメラパラメータに基づいてさらに更新カメラ位置P1を算出する(ステップS13)。以上のように、撮影カメラの位置算出装置1は、初期カメラ位置P0および更新カメラ位置P1を算出する。
Following the processing of step S12, the camera position calculation device 1 calculates the initial camera position P0 based on the camera parameters stored in the camera
本発明に係る撮影カメラの位置算出装置は、撮影カメラ装置の更新カメラ位置を算出するため、この更新カメラ位置を用いることで、例えば、撮影カメラのキャリブレーションを容易に行うことができる。また、撮影カメラの位置算出装置は、複数台の撮影カメラ装置のうち、1台の更新カメラ位置を算出できれば、他の撮影カメラ装置の位置と他の撮影カメラ装置から見たキャリブレーション原点の位置とを算出できる。この他の撮影カメラ装置の位置と他の撮影カメラ装置から見たキャリブレーション原点の位置とを用いることで、撮影カメラの位置算出装置は、例えば、キャリブレーション原点を撮影できない位置にある他の撮影カメラ装置についても、キャリブレーションを容易に行うことができる。 Since the position calculation device of the photographing camera according to the present invention calculates the updated camera position of the photographing camera device, for example, calibration of the photographing camera can be easily performed by using the updated camera position. In addition, if the position calculation device of the photographing camera can calculate the position of one updated camera among the plurality of photographing camera devices, the position of the other photographing camera device and the position of the calibration origin viewed from the other photographing camera device And can be calculated. By using the position of the other photographic camera device and the position of the calibration origin viewed from the other photographic camera device, the position calculation device of the photographic camera can, for example, capture other photographic images at positions where the calibration origin cannot be photographed. The camera device can also be easily calibrated.
1 撮影カメラの位置算出装置
10 カメラパラメータ入力手段
20 カメラパラメータ記憶手段
30 カメラパラメータ更新手段
40 カメラ位置情報算出手段
50 撮影予定位置入力手段
60 移動量算出手段
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Shooting camera
Claims (5)
予め設定された基準向きが入力されると共に、前記撮影スタジオの予め設定したキャリブレーション原点に向けられた前記撮影カメラの前記基準向きに対する前記パン角と前記チルト角、及び、カメラ高さを示す前記高さ位置を示すカメラパラメータとが前記センサから入力されるカメラパラメータ入力手段と、
前記カメラパラメータを記憶するカメラパラメータ記憶手段と、
前記カメラパラメータ入力手段に更新された前記カメラパラメータが入力された場合、当該更新されたカメラパラメータを更新カメラパラメータとして前記カメラパラメータ記憶手段に記憶させるカメラパラメータ更新手段と、
前記カメラパラメータ記憶手段に記憶された前記カメラパラメータに基づいて初期カメラ位置を算出し、前記カメラパラメータ記憶手段に記憶された前記更新カメラパラメータに基づいて更新カメラ位置を算出するカメラ位置情報算出手段と、を備えることを特徴とする撮影カメラの位置算出装置。 A position calculation device for a shooting camera that moves a shooting studio for shooting an image of a subject by a moving mechanism and includes sensors that measure a pan angle, a tilt angle, and a height position, respectively.
The preset reference direction is input, and the pan angle and the tilt angle with respect to the reference direction of the photographing camera directed to a preset calibration origin of the photographing studio, and the camera height are indicated. Camera parameter input means for inputting a camera parameter indicating a height position from the sensor;
Camera parameter storage means for storing the camera parameters;
When the updated camera parameters are input to the camera parameter input means, camera parameter update means for storing the updated camera parameters in the camera parameter storage means as updated camera parameters;
Camera position information calculating means for calculating an initial camera position based on the camera parameters stored in the camera parameter storage means and calculating an updated camera position based on the updated camera parameters stored in the camera parameter storage means; A position calculation device for a photographing camera.
前記カメラパラメータ入力手段は、前記傾斜誤差検出器から前記傾斜誤差値が入力されると共に、入力された前記カメラパラメータに含まれる前記高さ位置を前記傾斜誤差値で補正することを特徴とする請求項1に記載の撮影カメラの位置算出装置。 The photographing camera includes a tilt error detector that measures the tilt of the photographing camera with respect to the floor surface of the photographing studio as a tilt error value.
The camera parameter input means receives the tilt error value from the tilt error detector and corrects the height position included in the input camera parameter with the tilt error value. Item 2. The camera camera position calculation device according to Item 1.
前記カメラパラメータ入力手段は、前記回転誤差検出器から前記回転誤差値が入力されると共に、入力された前記カメラパラメータに含まれる前記パン角を前記回転誤差値で補正することを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の撮影カメラの位置算出装置。 The photographing camera includes a rotation error detector that measures a rotation error value of the moving mechanism,
The camera parameter input means receives the rotation error value from the rotation error detector and corrects the pan angle included in the input camera parameter with the rotation error value. The position calculation apparatus of the imaging camera according to claim 1 or 2.
前記カメラ位置情報算出手段は、前記更新カメラ位置を算出した当該撮影カメラ以外の他の撮影カメラの位置情報に基づいて、当該撮影カメラから見た当該他の撮影カメラの位置を算出し、当該撮影カメラの前記チルト角と当該撮影カメラの更新カメラ位置との関係から当該撮影カメラから見たキャリブレーション原点の位置を算出すると共に、当該他の撮影カメラの位置と当該撮影カメラから見たキャリブレーション原点の位置との関係から当該他の撮影カメラから見たキャリブレーション原点の位置を算出することを特徴とする請求項1から請求項3の何れか一項に記載の撮影カメラの位置算出装置。 The moving mechanism of the shooting camera outputs the position of the shooting camera in the shooting studio as position information,
The camera position information calculating means calculates the position of the other shooting camera viewed from the shooting camera based on the position information of the shooting camera other than the shooting camera that calculated the updated camera position, and the shooting The position of the calibration origin seen from the camera is calculated from the relationship between the tilt angle of the camera and the updated camera position of the camera, and the position of the other camera and the calibration origin seen from the camera 4. The position calculation device for a photographing camera according to claim 1, wherein the position of the calibration origin viewed from the other photographing camera is calculated from a relationship with the position of the photographing camera. 5.
前記撮影カメラの次の撮影予定位置までの移動量及び方向を、前記初期カメラ位置から前記撮影予定位置までの撮影予定位置ベクトルに対して、前記更新カメラ位置から前記初期カメラ位置までの初期カメラ位置ベクトルを加算することによって算出する移動量算出手段と、を備えることを特徴とする請求項1から請求項4の何れか一項に記載の撮影カメラの位置算出装置。 A scheduled shooting position input means for inputting a preset shooting position of the shooting camera;
An initial camera position from the updated camera position to the initial camera position with respect to a planned shooting position vector from the initial camera position to the planned shooting position with respect to the movement amount and direction of the shooting camera to the next scheduled shooting position. The position calculation device for a photographing camera according to any one of claims 1 to 4, further comprising movement amount calculation means for calculating by adding vectors.
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