特許
J-GLOBAL ID：200903042238364361
位置及び姿勢を利用した電子光学式視覚システム
発明者：
,
出願人/特許権者：
代理人 (1件)：
梅田 明彦
公報種別：公表公報
出願番号（国際出願番号）：特願平7-508656
公開番号（公開出願番号）：特表平9-505138
出願日： 1994年06月16日
公開日（公表日）： 1997年05月20日
要約：
【要約】本発明は、電子視覚装置及び方法に関し、特にナビゲーション、位置及び姿勢装置と組合わせたイメージのオーグメンテーション(増補)に関する。本発明の装置は、その最も簡単な形態において、以下の6つの主要な構成要素を備えると考えることができる。1)本物の景色に関する工学的情報を収集しかつその情報を電子信号として提供するカメラ、2)前記電子信号を受取るコンピュータプロセッサと、3)前記カメラの位置を測定する装置と、4)前記カメラの姿勢(光軸の方向)を測定し、それにより見ている景色を一意的に識別し、かつデータベース内の位置を識別する装置と、5)様々な景色に関連する情報を記憶させた前記データベースと、前記カメラ及び前記データベースからのデータを前記コンピュータプロセッサが結合して、1つのイメージを完成して表示させる表示装置とからなり、そのイメージは使用者が見ている本物の景色に連続的に整合されている。本発明は、現実を増補した装置及び方法からなる視覚装置であって、何らかの本物の景色のイメージがコンピュータプロセッサにより変更されて、その景色の、前記視覚システムのリアルタイムの位置及び姿勢によって識別される記憶位置における記憶された情報を有するデータベースからの情報を含むようにした視覚システムが提供される。本発明の視覚システム第1の機能及び従来技術と対照される点は、該視覚システム使用者が風景を自然に見るように、実際の風景に連続的に整合させたデータ及び増補された実際のイメージを提供することである。増補されたイメージは、本物の景色を表しているが削除、追加及び補足を含んでいる。
請求項（抜粋）：
1) 実際の景色のイメージを生成することができる電子光学式装置において、前記イメージの上下左右の方向が前記景色の上下左右に直接対応しかつ前記イメージの平面に垂直な方向が前記景色の中心の方向を向くように、前記イメージが前記景色に整合し、前記イメージがデータ記憶装置から呼び出された情報からなり、前記情報が前記装置の位置及び姿勢に特有のものである装置。2)前記イメージがイメージ手段によって生成された情報とデータ記憶手段から呼び出された情報とからなり、前記データ記憶装置からの前記情報が前記装置の位置及び姿勢に特有のものである請求項1に記載の装置。3)イメージ手段と、 位置決定手段と、 姿勢決定手段と、 データ記憶装置と、 コンピュータと、 表示装置とからなり、 前記イメージ手段が、対象軸でありかつ見る方向を定義する光軸と、前記軸に関して対象であり、イメージの場(field)を定義するレンズと、前記イメージの場にある電荷結合素子とを有し、 前記位置決定手段が前記イメージ手段に対応する基準点を有し、 前記姿勢決定手段が前記イメージ手段の見る方向を定義する基準方向を有し、 前記データ記憶装置が、予め記録されたデータを格納する記憶場所と、これらの記憶場所を識別する複数の直交変数と、前記位置決定手段及び姿勢決定手段からの値に応答し、前記実際の景色に対応する特定の予め記録されたデータを含む特定の記憶場所を選択するポインタとを有し、 前記コンピュータが、小型で利用者が人力で運搬可能なマイクロプロセッサを主要部とするパーソナルコンピュータであり、前記イメージ手段、位置及び姿勢決定手段、データベース及び表示装置と電子的に連絡しており、図形及び画像処理能力を有し、かつ、 前記表示装置が、表示面に対して直交する垂直方向を有し、前記垂直方向が前記イメージ手段の対象軸と同一直線上にあり、かつ前記コンピュータと連絡している請求項2に記載の装置。4)イメージ手段と、 位置決定手段と、 姿勢決定手段と、 データ記憶装置と、 コンピュータと、 表示装置とからなり、 前記イメージ手段がフォトン入力を感知可能であり、かつ光を前記コンピュータで処理可能な電子信号に変換することができ、 前記位置決定手段が、前記イメージ手段の位置を決定することができ、かつその位置を表す値を前記コンピュータに提供し、 前記姿勢決定手段が、前記イメージ手段の軸によって定義される前記イメージ手段の姿勢を決定することができ、かつその姿勢を表す値を前記コンピュータに提供し、 前記データ記憶装置が、その現在の位置及び姿勢によって定義される前記イメージ手段の現在の視野の中にあることが知られている対象に対応しかつそれを表す、予め記録されているデータを格納し、そのデータを呼び出して前記コンピュータに送信することができ、 前記コンピュータが、前記イメージ手段及びデータ記憶装置から信号を受け取り、かつそれらの信号を複合イメージ信号が形成されるように結合させることができ、かつ更に前記複合イメージを前記表示装置に送信することができ、 前記表示装置が、前記コンピュータの前記複合イメージ信号を変換し、かつ前記イメージ手段が見ている前記軸に整合する、利用者が見ることができる物理的信号に変換することができ、前記利用者がその周囲の状況を、前記利用者に通常見える前記景色に整合したコンピュータ生成増補イメージと共に見ることができる請求項2に記載の装置。5)前記表示装置が、2つの目のそれぞれに対応する光路を有する双眼鏡形式の視覚装置に一体化されている請求項3に記載の装置。6)実際の景色の増補イメージを生成する方法において、前記イメージの上下左右の方向が前記景色の上下左右に直接対応しかつ前記イメージの平面に垂直な方向が前記景色の中心の方向を向くように、前記イメージが前記景色に整合し、 前記イメージ平面の位置及び姿勢に特有のデータ記憶装置からのデータからなるイメージを表示するステップからなることを特徴とする方法。7)前記イメージが更にイメージ手段からのデータからなり、かつ前記イメージ手段及びデータ記憶装置からの前記データの複合物であり、前記データ記憶装置からの前記データが前記イメージ平面の位置及び姿勢に特有のものである請求項6に記載の方法。8)収集ステップと、 変換ステップと、 位置決定ステップと、 姿勢決定ステップと、 データ呼出ステップと、 処理ステップと、 表示ステップとからなり、 前記収集ステップにおいて、実際の景色の対象が、レンズ及びイメージ平面を有するカメラによってイメージ化され、収集された前記イメージが前記変換ステップにおいて電子信号に変換され、 前記変換ステップにおいて、前記カメラへの光学的入力が前記カメラのイメージ平面におけるフォトンイメージから前記処理ステップにおいてコンピュータ処理可能な形式で電子信号に変換され、 前記位置決定ステップにおいて、前記カメラの位置が決定され、 前記姿勢決定位置において、前記カメラの姿勢が決定され、 前記データ呼出ステップにおいて、データベースからの特定のデータが前記処理ステップにおいてコンピュータにより呼び出され、前記データが、前記位置決定ステップ及び前記姿勢決定ステップにおいて決定される前記カメラの位置及び姿勢に特有のものであり、 前記処理ステップにおいて、前記変換ステップの前記電子信号と前記データ呼出ステップの前記データとがコンピュータにより処理され、かつ一体に結合されて複合イメージを形成し、 前記表示ステップにおいて、前記複合イメージが、人間の利用者が見ることができる光学的2次元イメージに変換され、かつ表示されるイメージの上下左右の方向が前記実際の景色の上下左右と直接対応し、かつ表示される前記イメージ平面の垂直方向が前記景色の中心の方向を向くことにより、前記実際の景色に整合しかつ対応するように表示される請求項7に記載の方法。9)実際の景色の増補イメージを生成する方法において、前記イメージの上下左右方向が前記景色の上下左右方向に直接対応し、かつ前記イメージの平面に垂直な方向が前記景色の中心の方向を向いているように前記イメージを前記景色に整合させ、本明細書に記載されるステップからなる方法。
IPC (6件)：
G01C 21/00
, G06T 1/00
, G09G 5/00 510
, G09G 5/00 550
, G09G 5/36 520
, H04N 7/18
G01C 21/00 Z
, G09G 5/00 510 X
, G09G 5/00 550 C
, G09G 5/36 520 N
, H04N 7/18 V
, G06F 15/62 380
