[发明专利]信息处理装置及信息处理方法

说明书

技术领域

本发明涉及信息处理装置及信息处理方法。

背景技术

近年来，MR(Mixed Reality，混合现实)技术的研究非常盛行。MR技术是指无缝组合真实空间与计算机生成的虚拟空间的技术。期望将MR技术应用于各种领域，例如在组装操作时叠加显示操作进程及配线状态的组装支援，以及在病人的体表叠加显示病人身体的内部状态的外科手术支援。

为了使用户感觉虚拟物体好像在真实空间中实际存在似的，虚拟物体与真实空间之间的几何一致性是最重要的。MR(Mixed Reality)中的几何一致性包括用于使真实空间的坐标系与虚拟空间的坐标系匹配的一致性以及用于准确地表现真实物体与虚拟物体之间的前后关系的一致性。与前者的一致性有关的问题也被称为MR(Mixed Reality)中的配准问题，并且已经给出了各种研究报告(参见，K.Satoh，S.Uchiyama，andH.Tamura，″Registration Techniques in Mixed Reality，″Transactions of theVirtual Reality Society of Japan，Vol.8，No.2，pp.171-180，2003)。当以观察者的视角拍摄视频的摄像装置与虚拟信息要叠加显示的真实物体之间位置和方位匹配时产生配准问题。在本发明中将解决该配准问题。

作为测量摄像装置的位置和方位的方法，典型地有以下方法(参见，K.Satoh，S.Uchiyama，and H.Tamura，″Registration Techniques in MixedReality，″Transactions of the Virtual Reality Society of Japan，Vol.8，No.2，pp.171-180，2003，and K.Satoh，S.Uchiyama，and H.Yamamoto，″A headtracking method using bird′s-eye view camera and gyroscope，″Proc.3rdIEEE/ACM Int′l Symp.on Mixed and Augmented Reality(ISMAR 2004)，pp.202-211，2004)：

(1)使用由能够同时测量位置和方位二者的传感器获得的测量值的方法，

(2)使用由测量方位的传感器获得的测量值以及从摄像装置拍摄的图像检测的指标(index)的图像信息的方法，

(3)使用从摄像装置拍摄的图像检测的指标的图像信息来校正由能够同时测量位置和方位二者的传感器获得的测量值的方法。通常，磁学或光学传感器用作测量位置和方位的位置方位传感器，而陀螺惯性传感器用作测量方位的方位传感器。

为了在摄像装置上安装方位传感器或位置方位传感器以使用传感器测量值来获得摄像装置或物体的位置或方位，需要预先测量方位传感器或位置方位传感器相对于待测量的摄像装置的位置或方位。以下将获得布置信息(即，传感器相对于待测量物体的位置或方位)称为“传感器校准”。

日本特开第2006-153848号公报公开了传感器校正方法，即在物体上安装指标及位置方位传感器或方位传感器以获得物体上安装的位置方位传感器或方位传感器相对于物体的布置信息，作为校准信息。通过拍摄物体获得图像，输入传感器测量值，以及从图像中检测与指标的图像坐标位置有关的信息，由此使用传感器测量值和与指标的图像坐标位置有关的信息来获得校准信息。以下将使用图像校准传感器所需的、由位置方位传感器或方位传感器获得的测量值以及在图像中检测到的指标的图像信息称为校准输入数据。

为了校准传感器，需要在各种位置和方位获得校准输入数据。另外，由于校准输入数据的精度对传感器校准结果有相当大的影响，所以不仅需要输入由高精度传感器获得的测量值，而且需要从拍摄图像高精度地检测指标。当指标被拍摄成图像中的小物体，或者由于摄像装置高速旋转或移动而在拍摄图像中发生模糊时，指标检测精度降低。因此，当输入并使用在这种情况下获得的传感器校准输入数据进行计算时，校准结果的精度降低。

另外，在日本特开第2008-046687号公报中，为了减少引起传感器校准精度降低的校准输入数据以提高校准精度，在获得校准输入数据时呈现表示目标图像拍摄位置和方位的虚拟三维物体。

然而，如日本特开第2006-153848号公报中，当基于传感器测量值和指标的图像信息来校准传感器时，对于既不了解传感器校准也不具有这方面专门知识的操作者来说很难确定输入数据是否适合这种校准。