JP2000111320A

JP2000111320A - 立体形状情報取得装置

Info

Publication number: JP2000111320A
Application number: JP10282770A
Authority: JP
Inventors: Toshiyasu Kunii; 利▲泰▼ 國井; Chiyouko Saito; 兆古齋藤
Original assignee: MONORISU KK
Current assignee: MONORISU KK
Priority date: 1998-10-05
Filing date: 1998-10-05
Publication date: 2000-04-18

Abstract

(57)【要約】【課題】任意の対象物について比較的自由に撮影した
画像を用いて、対象物の寸法をほぼ自動的に読み取る。【解決手段】対象とする点を実空間における３次元座
標を表す座標スケールと共に異なる方向から写した複数
の画像を準備し、画像毎に座標原点を原点とした２次元
の画面座標を設定してスケールの端点を画面座標で表現
し、各画像毎に空間座標から画面座標への変換行列を求
め、これらを統合して座標変換行列を作成し、対象点に
ついて各画像毎の画面座標値を算出し、各画像毎の画面
座標値に座標変換行列の逆行列を作用させて対象点の空
間座標値を算出する。こうして取得した複数の点座標値
から対象物の形状を再現表示することができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、対象物を撮影した
複数の写真またはカメラ入力画像を用いて立体形状を計
測する方法と装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】近時、コンピュータにより画像処理を行
って３Ｄ画像化し、対象物を異なる視点から表現する手
法が発達してきた。このような３Ｄ画像は、ゲームや映
像美術として用いられるばかりでなく、コンピュータ通
信を利用したサイバービジネスにおける商品カタログと
して使用したり、美術品の展示に代わる画像表示とした
り、開発品の説明に代えたりというふうに種々の目的に
使用されている。

【０００３】このような画像処理を行うためには、実物
を非接触で高速測定し、コンピュータに直接入力できる
デジタル情報として形状情報を取得するようにすること
が好ましい。なお、立体の形状を正確に計測すること
は、上記のようなコンピュータによる３Ｄ画像表示ばか
りでなく、考古学出土品や美術品の立体的採寸、クレイ
モデルからの製作図作成、彫像モデルもスケッチなど、
各種の技術分野において必要とされている。

【０００４】さて、写真画像は３次元空間中にある対象
点を２次元面に射影した形で取得するものであるから、
画像から直接的に対象点の３次元空間における位置を知
ることはできない。しかし、異なる方向から写した複数
の写真画像があれば、対象点の空間上の位置を推定する
ことができる。実物の形状を非接触で測定しデジタル情
報として取得する方法として、被写体をターンテーブル
に載せて所定角回転させては所定位置に据えたカメラで
撮影し、撮像した写真を解析して形状情報を生成する方
法がある。

【０００５】この方法は、被写体とカメラの位置関係を
撮像時に確定しておき、この位置情報を利用し投影図か
ら実像を求めるようにして解析するもので、対象立体の
正確な寸法を求めることができる。この方法は、ＣＣＤ
カメラを用いてほぼ自動的に対象物の外形寸法を求め
て、デジタル情報化しコンピュータに取り込むことがで
きる。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかし、ターンテーブ
ルを回転させて撮影した画像を利用する方法は、盤上に
搭載して回転できるような比較的小型の対象物に限ら
れ、また特殊な設備を備えた場所で撮影する必要がある
ので、大型の物品や野外の構築物などについては適用が
できない。また、複数の画像を用いれば立体の形状を知
ることができるが、解析に耐えられるような画像情報を
得るためには撮影の条件が決められている必要がある。
したがって、人間ならある程度立体形状を推測できるよ
うな組写真があっても、例えばディスプレイに立体画像
表示したりクレイモデルから金型を作成したりするため
など、対象点の空間上の位置をコンピュータで演算処理
できる程度の精度で正確に測定することは困難である。

【０００７】そこで、本発明が解決しようとする課題
は、任意の対象物について比較的自由に撮影した画像を
用いて、対象物の寸法をほぼ自動的に読み取る方法と装
置を提供することである。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、本発明の座標値取得方法は、対象とする点を実空間
における３次元座標を表すスケールと共に異なる方向か
ら写した複数の画像を準備し、画像毎に座標原点を原点
とした２次元の画面座標を設定してスケールの端点を画
面座標で表現し、各画像毎に空間座標から画面座標への
変換行列を求め、これらを統合して座標変換行列を作成
し、対象点について各画像毎の画面座標値を算出し、各
画像毎の画面座標値に座標変換行列の逆行列を作用させ
て対象点の空間座標値を算出することを特徴とする。

【０００９】本発明で利用する画像には実空間の座標系
を表示するスケールがそれぞれ写し込まれているので、
このスケールに基づいて画面の２次元座標系と実空間の
３次元座標系の変換関数を求めることができる。なお、
画像は撮影後の写真から画像読み取り装置などを用いて
取得することもできるが、ＣＣＤカメラなど撮像装置を
介して必要に応じて直接的に取得しながら利用すること
もできる。

【００１０】複数の画像についてそれぞれ画面座標系の
対象点座標値を求め、これに対して先に求めた変換関数
に基づく逆変換を行うことにより、実空間中の対象点の
位置を確定することができる。なお、対象点の位置を確
定するためには、１次独立の関係にある２枚の画像があ
れば足りるが、それ以上の数の画像を使用すれば、統計
的処理が可能となり、より信頼性が高い位置情報とする
ことができる。

【００１１】なお、普通の撮像装置を用いたときは、撮
像画面の縮尺が方向により変化しないため、実空間の座
標系を示すスケールとしては、座標原点が確定できかつ
少なくとも２軸の方向について既知の長さを示す指標が
付いていれば足りるが、１点で互いに直交する３本の等
長の軸からなるスケールを用いることにより直交座標系
で表した画像情報の取得と換算計数の演算が容易になる
効果がある。

【００１２】この座標値取得方法は、コンピュータが実
行可能なプログラムに組み上げ、このプログラムを記録
した演算処理用チップを構成しコンピュータに組み込ん
だり、記憶装置に記憶させて用いることができる。

【００１３】上記課題を解決するため、本発明の座標値
取得装置は、実空間に設定した３次元座標系の原点と座
標軸方向の既知長を表すスケールと対象点が写し込まれ
た画像を入力する装置と、画像中のスケールの原点と座
標軸方向の既知長を表す映像から、画像中に設定される
画面２次元座標への変換行列を算出する装置と、複数の
画像から取得された複数の変換行列を統合して求めた座
標変換行列もしくはその逆行列を記憶する装置と、各画
像に写し込まれた対象点の画面座標に対し座標変換行列
に基づく逆変換を行って対象点の実空間座標値を求める
演算装置とを備えることを特徴とする。

【００１４】画像を入力する装置は写真の読み取り装置
であってもよく、またＣＣＤカメラあるいはいわゆるデ
ジタルカメラなどにより直接的に画像情報を入力する装
置であっても良い。なお、座標スケールとして１点で互
いに直交する３本の等長の軸からなるスケールを用いる
ことができる。また、画像中の対象点を指定するポイン
ティング装置を備えてもよい。画像中の対象点を抽出す
る画像処理装置をさらに備えることにより、対象点を自
動的に抽出して指定することもできるようになっていて
も良い。

【００１５】さらに、上記課題を解決するため、本発明
の立体形状情報取得装置は、上記座標値取得装置と、対
象点が複数ある時にそれらとの間の関係を指定すること
ができる入力装置と、対象点の属性を記憶する記憶装置
と、対象点の属性に基づいて立体形状情報を調製する情
報処理装置とを備えることを特徴とする。なお、立体形
状情報に基づいて画像表示する表示装置をさらに備えて
もよい。

【００１６】本発明の座標値取得装置により多数の点に
関する位置情報を取得しただけでは、それらの点を含む
立体像を確定することができない。物品の形状を画像か
ら認識するためには、経験に裏付けされた人の持つ高度
なパターン認識力を必要とするからである。例えば１脚
が隠れた４脚付きテーブルの写真を見て隠れた脚の存在
を認識することは、コンピュータにはまだ容易ではな
い。そこで本発明の立体形状情報取得装置は、点の位置
情報ばかりでなく、頂点、稜線の端点、円弧上の点、円
の中心点など、点の図形上の情報や点同士間の関係を表
す属性を入力し、これらの属性情報を用いて立体形状を
表現する情報を生成する。また、この立体形状情報に基
づいて立体図形を表示するようにすることも可能であ
る。

【００１７】

【発明の実施の形態】以下、本発明を、実施例を用い図
面を参照して詳細に説明する。図１は本発明に用いられ
る測定原理を説明する線図、図２は本実施例の立体形状
情報取得装置における情報処理の流れを表示したフロー
チャート、図３は本実施例の立体形状情報取得装置のブ
ロック図、図４は本実施例に入力した対象物の画像、図
５は本実施例の立体形状情報取得装置が理解した立体の
表示例を表す図面である。

【００１８】図１は本発明の根拠となる測定原理を説明
する線図である。写真画面に直交座標系を示すスケール
が写っている。スケールは各軸に関して単位長に相当す
る軸長を有する棒を備えている。これらの棒は１点で交
差するように固定され、それぞれＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸の単
位ベクトルを表すとすることができる。この座標スケー
ルは、対象物が据えられる空間の座標系を規定するもの
であって、被写体の近くに配設され、撮影中移動させな
いようにする。

【００１９】図１（ａ）は対象とする点Ｐをある方向か
ら撮影した画像で、座標スケールが共に写し込んであ
る。座標スケールの各軸棒の先端をそれぞれＸ、Ｙ、Ｚ
とすると、空間における直交座標系で表した座標値はそ
れぞれ、Ｘ（１，０，０）、Ｙ（０，１，０）、Ｚ
（０，０，１）で表される。

【００２０】一方、写真画面は２次平面であるから画面
上に座標系を設定しようとすれば水平方向と垂直方向に
座標軸Ｈ、Ｖを有する２次元の直交座標系が最も妥当な
座標系となる。画面座標系の原点Ｏはどこに設定しても
よいが、空間座標系との変換の容易性を考慮して空間座
標系の原点Ｏの映像位置に取ることにする。なお、写真
画像中の対象点位置の読み取りは撮像装置のピクセル単
位あるいは画面走査信号における座標読み取りのように
装置が機械的に行うことができる。このように装置自体
が自動読み取る場合は、画面の頂点を原点とし水平方向
と垂直方向に座標軸を有する２次元座標系としたときに
最も簡単に処理することができるので、位置読み取り後
に座標系を平行移動して変換に便利な座標系に調整し直
しても良い。

【００２１】写真画像中に決めた画面座標系における
Ｘ、Ｙ、Ｚの座標値を装置が読み取った結果、それぞれ
Ｘ（ｈ_x1，ｖ_x1）、Ｙ（ｈ_y1，ｖ_y1）、Ｚ（ｈ_z1，
ｖ_z1）となったとする。すると、この写真を用いた場
合、３次元座標系である空間座標系（Ｘ，Ｙ，Ｚ）と２
次元座標系である画面座標系（Ｈ₁，Ｖ₁）との変換行列
をＴ₁とすれば、下式（１）のような関係が成立する。

【数１】

【００２２】従って、変換行列Ｔ₁は下式（２）で表さ
れる。

【数２】

【００２３】なお、写真画像中の座標値を読み取る対象
となる座標スケールの原点や軸棒の先端点は、人がモニ
ター画像を見ながらポインティングデバイスで指定して
も良いが、これらの点は画像上の特徴が顕著であるので
簡単な画像処理プログラムを導入して自動的に抽出する
ようにすることもできる。

【００２４】さて、対象点の空間座標中の座標値をＰ
（ｘ，ｙ，ｚ）とすると、ｘ、ｙ、ｚはそれぞれ空間座
標系における各軸方向の成分を表すものであるから、こ
の対象点Ｐの写真画像中の画面座標値Ｑ₁（ｈ₁，ｖ₁）
との間に、下のような関係が成立する。

【数３】

【００２５】ここで、写真上で観察される対象点Ｐは、
撮影中のカメラ内のフィルム上に結ばれた対象点Ｐの映
像位置と実際の対象点Ｐとを結んだ直線上のどこかにあ
るという情報しか与えない。したがって、対象点Ｐの位
置を確定するためには、上記画像と異なる位置から撮影
したもう１枚の写真画像と総合し、少なくとも２本の直
線が交差する点を用いる必要がある。図１（ｂ）は、図
１（ａ）の写真と異なる方向から対象点Ｐを撮影した画
像で、座標スケールが共に写し込まれている。この写真
についても、写真画面中に空間座標系の原点Ｏの映像位
置を原点とする２次元直交座標系（Ｈ₂，Ｖ₂）を設定す
る。

【００２６】画面座標系（Ｈ₂，Ｖ₂）に表れた座標スケ
ール（Ｘ、Ｙ、Ｚ）の座標値を読み取った結果が、Ｘ
（ｈ_x2，ｖ_x2）、Ｙ（ｈ_y2，ｖ_y2）、Ｚ（ｈ_z2，ｖ_z2）
となったとすると、空間座標系（Ｘ，Ｙ，Ｚ）と画面座
標系（Ｈ₂，Ｖ₂）との変換行列をＴ₂とすれば、図１
（ａ）を用いて説明したと同様に、変換行列Ｔ₂は下式
（４）で表される。

【数４】

【００２７】したがって、図１（ａ）と図１（ｂ）の２
枚の写真を用いた場合の変換行列Ｔ ₁₂を用いると、対象
点Ｐ（ｘ，ｙ，ｚ）と画面座標値Ｑ₁（ｈ₁，ｖ₁）、Ｑ₂
（Ｈ ₂，Ｖ₂）と間に下の式（５）の関係が成立する。

【数５】

【００２８】式（５）では、求める対象点Ｐの自由度よ
り１次関係式の数が多くなっているため、方程式がそれ
ぞれ１次独立である限りこの関係式から対象点Ｐの座標
を求めることができる。実際に、画面座標値Ｑ₁（ｈ₁，
ｖ₁）、Ｑ₂（Ｈ₂，Ｖ₂）からなるベクトルに変換行列Ｔ
₁₂の逆行列を掛けることにより対象点Ｐ（ｘ，ｙ，ｚ）
を一義的に求めることができる。

【００２９】対象点座標の自由度を超えて、さらに多数
の写真画像を用いて対象点Ｐの位置を算出すれば、演算
の手数は大きくなるが、統計的扱いが可能となり推定値
の信頼性が向上する。複数の写真を使用したときの変換
行列は、式（２）と式（４）を合成して式（５）を作る
のと同じく、写真画像毎に求めた変換行列を部分行列と
して追加していけばよい。この関係をベクトルにより表
現すると、Ｐ＝Ｔ^-1Ｑ（６）となる。ここで、Ｐは対象点の実空間における３次元座
標値、Ｑは写真画像中の平面座標値、Ｔ^-1は複数の写真
について統合された座標変換行列の逆行列である。

【００３０】なお、写真中に写し込む座標スケールの軸
棒は、長さが規定されていれば必ずしも単位長を直接表
すものでなくても良い。画像から得た長さ情報を簡単に
補正することができるからである。また、実際に原点位
置で交差している必要もなく、軸の方向と原点位置が明
確に確定できるものであれば足りる。さらに、写真が等
しい縮尺で撮影されているので、３次元直交座標系の２
軸について測定することにより、残りの１軸の情報を生
成することができる。したがって、立体的なスケールを
用いることが特に困難な場合は２次元分の軸方向指標し
か持たないスケールを使用することも可能である。

【００３１】以上説明したように、写真画面に座標系を
表すスケールを写し込むことにより対象物までの距離や
方向など写真撮影上の細かい制約を受けることなく、座
標スケールの画像を用いて空間座標と画面座標の変換関
数を簡単に得ることができ、この変換関数を仲介として
空間中における対象点の座標値を簡単にかつ機械的に求
めることができる。また、本原理は撮像を用いるため、
対象物に接触しないで形状測定できる利点がある。

【００３２】本発明は、上記測定原理を応用して、簡便
な座標値取得装置とそれを利用した立体形状測定装置お
よび画像表示装置を開発したものである。座標取得装置
は各種のコンピュータ装置に適用することにより、対象
物体の形状情報について高速で簡単なデジタル情報化が
可能になり、直接にコンピュータに取り込んで使用する
ことができるようになる。

【００３３】図２は本実施例の立体形状情報取得装置に
おける情報処理の流れを表示したフローチャート、図３
は本実施例の立体形状情報取得装置のブロック図であ
る。本実施例の立体形状情報取得装置は、空間座標系を
表すスケールが一緒に写った対象物の写真画像を画像読
取り装置１で画像入力装置２に取り込んで（ステップ
１）、画像中の空間座標スケール映像を認識する（ステ
ップ２）。写真の入力は焼付け済みの写真を画像読取り
装置１にかけてデジタル情報としてコンピュータに取り
込む方法もあるが、デジタルカメラから電気信号として
直接に取り込むこともできる。

【００３４】写真画像に課せられた条件は対象物と座標
スケールが共に表示されていることだけであるので、回
転テーブルに載せることができない大きな物体や建造物
でもそのまま撮影して利用すればよい。また、美術工芸
品を展示状態で撮影したものや、考古学出土品を出土状
態のまま撮影したものでも利用できる。空間座標スケー
ルの原点位置Ｏや軸棒の突端位置Ｘ、Ｙ、Ｚは、取り込
んだ画像を表示するモニター画面３を見ながら人がポイ
ンティングデバイス４で指定しても良いが、軸棒の突端
は直線の途切れるところであり、原点は軸棒が交差する
点であるから、簡単な画像処理手段を備えることにより
容易に検出することができる。

【００３５】座標スケールの原点や軸棒の突端位置を画
像中で認識すると、次に座標読取り装置５により、これ
らの点の画面座標系における座標値を取得する（ステッ
プ３）。写真画像は画像入力装置２に備えた画像メモリ
に格納され、特定の点の座標は画像メモリの画素位置と
して求めることができるので、座標読取り装置５はこれ
を画面座標系に基づいて表現する。画面座標系は原点Ｏ
を実空間中においた座標スケールの原点Ｏの映像位置に
設定されている。座標系変換関数算出装置６が読み取っ
た座標値を要素とする空間座標系から画面座標系への座
標変換行列を生成して、座標変換関数記憶装置７に一時
記録しておく（ステップ４）。

【００３６】また、座標読取り装置５は、ポインティン
グデバイス４で指定した対象点Ｐの画面座標値Ｑを読み
取って対象点座標値記憶装置８に格納する（ステップ
５）。なお、座標を読み込む対象点の数は１個とは限ら
ず、後に立体を再現表示するために必要となる特異点を
できるだけ多数採用するべきである。対象点の属性は対
象点属性入力装置９から入力して（ステップ６）、上記
座標値と組にして対象点座標値記憶装置８に格納してお
く（ステップ７）。対象点の属性とは、対象点が頂点、
交差点、通過点等のいずれなのか、あるいは外のどの点
と繋がっているのかなど、対象点が属する立体物体の形
状を特定し改めて形状描画する上で必要となる各種の情
報を意味する。なお、比較的高度な画像処理装置を用い
ることにより、対象立体における形状を規定する上で特
徴的な特異点と点相互間の関係すなわち属性を画像から
自動的に抽出させることができる。

【００３７】１枚の写真あるいは画像を取り込んで上記
の処理を完了すると、さらに入力すべき画像資料がある
か否かを判定し（ステップ８）、画像データが残ってい
る場合は再び画像を取り込んで同じ処理工程を繰り返
す。こうして写真の数だけ座標変換関数を蓄積したとこ
ろで、座標変換逆関数算出装置１０が蓄積した関数を使
って座標系の逆変換に用いるための関数を算出して座標
変換関数記憶装置７に記憶する（ステップ９）。最も単
純には空間座標系から画面座標系への座標変換行列の逆
行列を求めればよい。ただし、使用する写真の枚数が多
くなれば幾何級数的に演算負荷が増加するので、統計的
手法を用いて次数を低減することが好ましい。

【００３８】対象点空間座標算出装置１１は、対象点の
画面座標値を対象点座標値記憶装置８から取り出し、逆
変換関数を座標変換関数記憶装置７から取り出して、逆
変換演算を行い対象点Ｐの空間座標値を算出する（ステ
ップ１０）。この対象点座標値は、対象点の属性と一緒
に立体表示情報記憶装置１２に格納される（ステップ１
１）。このようにして求められた対象点座標値はデジタ
ル情報として各種の情報処理装置に取り込んで利用する
ことができる。たとえば、３Ｄ画像としてディスプレイ
に表示する場合は、表示情報合成装置１３が立体表示情
報記憶装置１２から必要な位置情報と属性情報を読み出
して目的の応じた描画処理をして（ステップ１２）、３
Ｄディスプレイ１４に画像を表示する（ステップ１
３）。

【００３９】図４は本実施例において性能試験のために
使用した対象物の画像、図５は本実施例の立体形状情報
取得装置がこれらの画像から理解した立体を表示した図
面である。対象物は普通の卓上計算機で、演算の目的は
卓上計算機の各頂点、稜線、表面、及び躯体に関する形
状情報を入手することである。図４（ａ）（ｂ）（ｃ）
はそれぞれ異なる方向から撮影した卓上計算機の写真で
ある。写真映像中には、設定された３次元座標系を表す
定長の直交線分からなる座標スケールが写されている。
座標スケールは撮影空間中の一定の位置に設置されてい
る。各図において卓上計算機の画像に印された小さな点
は、形状情報を求めるために使用する選択点である。

【００４０】この３枚の写真を用い、上記の手順に従っ
て卓上計算機の形状情報を取得し、取得した形状情報に
基づいて卓上計算機形状を再現して表示した１例を図５
に示した。形状情報はコンピュータが扱いやすいデジタ
ル情報として記憶されていて大きさや姿勢を任意に選ん
で３Ｄ画像表示することができる。再現画像は多少いび
つになっているが、実証を目的として画素ピッチも粗い
極めて簡単な装置構成により測定した割には十分満足す
べき水準ということができる。

【００４１】

【発明の効果】以上、本発明の座標値取得方法、座標値
取得装置および立体形状情報取得装置によれば、対象物
を選ばず大きな建造物や現場から動かせない貴重品で
も、座標スケールが写し込まれた対象物の映像に基づい
て３次元空間における座標がほぼ自動的に簡単に読み取
って、デジタル情報としてコンピュータに取り込むこと
ができるから、３Ｄ画像表示あるいはサイバースペース
における映像カタログなどを製作するために極めて有効
なばかりでなく、立体的対象物の外形寸法を非接触で正
確に求めることができるため考古学や美術品管理など学
術的にも有用なものとなる。また、この方法をプログラ
ムとして記録した処理チップを作成してコンピュータに
組み込んだり記憶装置に記録することにより、簡単な写
真入力装置を介して対象物の空間座標をほぼ自動的に求
めて画像処理する装置を簡単に構成することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の１実施例の立体形状情報取得装置にお
ける情報処理の流れを表示したフローチャートである。

【図２】本実施例における作動原理を説明する線図であ
る。

【図３】本実施例の立体形状情報取得装置のブロック図
である。

【図４】本実施例に入力した対象物の画像の例である。

【図５】図４の入力画像から取得された形状情報に基づ
いて対象物を斜視図に表示した例を示す図面である。

【符号の説明】

Ｘ、Ｙ、Ｚ実空間中に設定した空間座標系Ｈ、Ｖ画像中に設定した画面座標系

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続きＦターム(参考） 2F065 AA04 BB05 FF04 JJ03 JJ26 QQ00 QQ41 SS02 SS13 5B057 BA01 CA12 CB13 CC01 CD14 5B080 AA13 BA01 FA08

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】３次元座標原点と座標軸方向の既知長を
表すスケールと対象点とを異なる方向から写し込んだ複
数の画像を準備し、該画像毎に座標原点の撮像位置を原
点とした２次元座標を想定して、前記３次元座標の座標
軸方向の単位長ベクトルの頂点を該２次元座標で表現
し、各画像毎に前記３次元座標から該２次元座標への変
換行列を求め、これらを統合して座標変換行列を作成
し、前記対象点について各画像毎の２次元座標値を算出
し、該各画像毎の２次元座標値に前記座標変換行列の逆
行列を作用させて前記対象点の３次元座標値を算出する
ことにより、対象点の実空間における座標値を求めるこ
とを特徴とする座標値取得方法。
【請求項２】前記スケールは１点で互いに直交する３
本の等長の軸からなることを特徴とする請求項１記載の
座標値取得方法。
【請求項３】実空間における３次元座標系の原点と座
標軸方向の既知長を表すスケールと対象点が写し込まれ
た画像を入力する装置と、該画像中の前記スケールの原
点と座標軸方向の既知長を表す映像から、該画像中に設
定される２次元座標への変換行列を算出する装置と、複
数の画像から取得された複数の前記変換行列を統合して
求めた座標変換行列もしくはその逆行列を記憶する装置
と、前記各画像に写し込まれた前記対象点の２次元座標
に前記座標変換行列に基づく逆変換を行って該対象点の
実空間における座標値を求める演算装置とを備えた座標
値取得装置。
【請求項４】前記スケールは１点で互いに直交する３
本の等長の軸からなることを特徴とする請求項３記載の
座標値取得装置。
【請求項５】前記画像中の対象点を指定するポインテ
ィング装置を備えることを特徴とする請求項３または４
記載の座標値取得装置。
【請求項６】前記画像中の対象点を抽出する画像処理
装置を備えることを特徴とする請求項３から５のいずれ
かに記載の座標値取得装置。
【請求項７】請求項３から５のいずれかに記載の座標
値取得装置と、前記対象点が複数ある時に該対象点の間
の関係を指定することができる入力装置と、該関係を記
憶する記憶装置と、前記点同士の関係に基づいて立体形
状情報を調製する情報処理装置とを備えた立体形状情報
取得装置。
【請求項８】前記立体形状情報に基づいて画像表示す
る表示装置をさらに備えたことを特徴とする請求項７記
載の立体形状情報取得装置
【請求項９】３次元座標原点と座標軸方向の既知長を
表すスケールと対象点とを異なる方向から写し込んだ複
数の画像の情報を取り込む処理と、該画像毎に座標原点
の撮像位置を原点とした２次元座標を規定して、前記３
次元座標の座標軸方向の単位長ベクトルの頂点を該２次
元座標で表現する処理と、各画像毎に前記３次元座標か
ら該２次元座標への変換行列を求め、これらを統合して
座標変換行列を作成して記憶する処理と、前記対象点に
ついて各画像毎の２次元座標値を算出する処理と、該各
画像毎の２次元座標値と前記座標変換行列に基づいて前
記対象点の３次元座標値を算出する処理とをコンピュー
タに実行させるためのプログラムを記録したコンピュー
タ読み取り可能な記録媒体。