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カメラのスペック・台数・配置の決め方

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カメラのスペック

カメラスペックはカメラの解像度、フレームレート(FPS)、レンズの焦点距離(視野角)から構成されます。

計測する空間の広さ、求める精度、計測対象の動きの速さ、カメラの設置可能距離によりカメラスペックを選定します。計測条件により一概には言えませんが、例えば10m空間において1mmの精度で最大2msecで移動する対象物を計測する場合、空間を1/10,000で分解する必要があります。

重心座標の計算精度が1/10画素の精度があるため、縦および横方向の画素が1,000画素以上が必要になります。

また、最大で1画面で10mm以内の動きを取得する場合、上記条件の場合、1画面で10mm以内の動きの取得となるため、2m/sec=2,000mm/secである事から200FPS以上のサンプリングが必要となります。

また、レンズの視野角はカメラの設置位置と計測対象空間との距離で決定されます。

 

カメラ台数と配置

1つのマーカーの3次元の位置を算出するには、最低で2台のカメラからマーカーが認識できれば可能です。つまり、キャプチャしたい全てのマーカーが2台のカメラから捉えることがポイントです。

<例①歩行動作>

右の体側についているマーカーは、左側のカメラからは見ることができません。この場合、体の右側に2台以上のカメラを配置する必要があります。左の体側も同時にキャプチャしたい場合、左右各2台以上のカメラが必要となります。

<例②ゴルフスイング>

身体が大きく回転するため、前後左右にカメラを配置する必要があります。マーカーの動き方と動く範囲によってカメラの台数・配置を適宜決めていく必要があります。

また、正しく3次元の位置を認識するにはさらにもう1台、計3台のカメラがマーカーを捉える必要があります。

これは、2台のカメラからの2次元座標だけでは、奥行き方向の情報が少なくなるためです。奥行き方向の平面を見るために、3台目のカメラが必要になります。

このように、高い精度で3次元座標をキャプチャしたい場合、3台のカメラにある程度角度をつけ、全てのマーカーの動きを見ることができるよう、動きを加味してカメラ台数・配置を決めます。

3次元化の精度を上げる原理
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