JPH04169805A - 三次元画像測定装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、三次元入力等の物体の形状測定に利用される
三次元画像測定装置に関するものである。

従来の技術 従来の物体の形状測定としては、三角法を応用した形状
計測が主流であり、代表的な例としてステレオ画像計測
がある（特開昭５９−１８２６８８号公報）。

ステレオ画像計測による三次元データの抽出は、以下の
ような手順で行われる。

２箇所の異なった地点に２機の画像測定装置を配置し、
両地点の位置関係を一定とする。２機の画像測定装置に
より、形状測定したい対象を測定し、２枚の画像を得る
。次に、２枚の画像のそれぞれで特徴点を抽出し、両画
像間の特徴点にマツチングを行う。マツチングにより同
一点と同定された両画像上の２点間で、あらかじめ設定
された２測定点の配置パラメータを用いた距離算出を行
う。両画像間で同一点と同定されなかった各点は、近隣
の距離算出点群間で補間する。

発明が解決しようとする課題 ステレオ画像での距離計測では、２枚の画像間の特徴点
のうち、両画像間で同一対象点の写像と同定された点で
しか距離の算出ができない。残りのほとんどの領域は、
距離算出された特徴点の三次元配列からの洞察に頼るこ
ととなり、測定対象全体の距離測定ができないという課
題が残されている。

本発明は上記課題に鑑み、任意の距離領域の切り出し等
の処理を容易に行うことができる三次元画像測定装置を
提供することを目的とする。

課題を解決するための手段 この目的を達成するために、本発明は、可視光による物
体像を形成するカメラと、物体の距離画像を形成するレ
ーザレーダと、可視光による物体像と物体の距離画像を
同軸上で測定する光分離光学系と、可視光による物体像
と物体の距離画像の画素を対応付けることで可視光によ
る物体像上の画素に距離情報を付加する画像処理装置と
を設けるように構成されている。

作用 本発明は、上記構成により、可視光による物体像と物体
の距離画像をオーバーラツプさせることで、任意画像上
の各点の三次元座標値が加わった画像を形成し、任意の
画像上の全ての点に三次元座標を与えるようにしている
。これにより、任意の距離領域の切り出し等の処理を容
易に行うことができる。

実施例 以下、本発明の一実施例について図面を参照しながら説
明する。第１図は本発明の一実施例における三次元画像
測定装置のブロック結線図である。

第１図において、画像測定装置として、ＴＶ右カメラと
赤外レーザを光源とするレーザレーダ２が利用される。

ＴＶカメラコは、可視光による物体像を形成するために
使用され、レーザレーダ２は、物体の距離画像形成のた
めに使用される。画像測定装置は、ＴＶ右カメラ−とレ
ーザレーダ２の画像測定光軸を分離するための赤外反射
ミラー６を含む光軸分離光学系３と画像測定系を構成す
る。

また、計測された２枚の画像に対して処理を施す画像処
理装置４と、処理された画像データを画像あるいはデー
タとして出力する列部出力装置５とから画像処理系が構
成される。

次に動作について説明する。

レーザレーダ２から出射されたレーザ光８は全反射ミラ
ー７で反射され、赤外反射ミラー６によって再度反射さ
れて測定対象物に照射される。赤外反射ミラー６は、赤
外反射ミラー６を透過する可視光と、レーザレーダ２か
らの照射光の光軸が一致するように調整されている。こ
のため、レーザレーダ２で形成される距離画像１０およ
びＴＶ右カメラで形成されるＴＶ画像９は、同一光軸上
で形成される。更に、赤外反射ミラー６からＴＶ右カメ
ラおよびレーザレーダ２までの光路長と、ＴＶ右カメラ
およびレーザレーダ２の画角を等しくすることにより、
全くオーバーラツプしたＴＶ画像９と距離画像１０を得
る。互にオーバーラツプするＴＶ画像９と距離画像１０
は、画像処理装置４によって画素単位で対応付けられ、
色情報と距離情報を合せ持った画像データとして再構成
される。

この合成データを用いて処理した結果を外部出力装置５
にて出力する。この処理の例を第２図に示す。

第２図において、ＴＶ画像２０と距離画像２１は任意の
時刻に同時計測されたものとする。また、距離画像２１
の断面２２のデータを、横軸にデータ値、縦軸に画像上
の画素位置の縦軸をとった場合には、断面グラフ２３の
ようであったとする。

この場合、画像上の球が一番手前にあり、立方体、３角
錐の順にＴＶ右カメラおよびレーザレーダ２から遠ざか
っていることが判る。また、合成データ内の距離情報に
閾値ａまたはｂを設け、ＴＶ切り出し画像２４ａおよび
ｌ〕にそれぞれ示すように、ＴＶ画像２０上の任意距離
範囲内の物体像だけを容易に切り出すことができる。

発明の効果 以上のように本発明は、可視光による物体像を形成する
カメラと、物体の距離画像を形成するレーザレーダと、
可視光による物体像と物体の距離画像を同軸上で測定す
る光分離光学系と、可視光による物体像と物体の距離画
像の画素を対応付けることで可視光による物体像上の画
素に距離情報を付加する画像処理装置とを設けるように
構成したので、可視光による物体像と物体の距離画像を
オーバーラツプさせることで、任意画像上の各点に二次
元座標値が加わった画像を形成し、任意の画像上の全て
の点に三次元座標を与えて、任意の距離領域の切り出し
等の処理を容易に行うことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例における三次元画像測定装置
のブロック結線図、第２図は同実施例における三次元画
像測定装置の動作を説明する概念図である。 １・・・ＴＶカメラ、２・・・レーザレーダ、３・・・
光軸分離光学系、４・・・画像処理装置、５・・・外部
出力装置、６・・・赤外反射ミラー、７・・・全反射ミ
ラー、８・・・レーザ光、９・・・ＴＶ画像、１０・・
・距離画像、２０・・・ＴＶ画像、２１・・・距離画像
、２２・・・断面、２３・・・断面グラフ、２４・・・
ＴＶ切り出し画像。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 可視光による物体像を形成するカメラと、物体の距離画
   像を形成するレーザレーダと、前記可視光による物体像
   と前記物体の距離画像を同軸上で測定する光分離光学系
   と、前記可視光による物体像と前記物体の距離画像の画
   素を対応付けることで前記可視光による物体像上の画素
   に距離情報を付加する画像処理装置とを具備する三次元
   画像測定装置。