JP2001147110A5 - - Google Patents

Description

【特許請求の範囲】
【請求項１】
三次元形状の計測において測定対象に投光する投光パターンを生成するランダムパターン生成装置において、
乱数を用いた異なる複数の非周期的投光パターンを生成可能な投光パターン生成手段と、
前記投光パターン生成手段において生成された投光パターンの評価を実行する投光パターン評価手段とを有し、
前記投光パターン評価手段は、前記投光パターン生成手段の生成した投光パターンのパターンとしての適性度を示すパターン適性度指標値を該生成投光パターンに基づいて算出し、算出したパターン適性度指標値を予め定めた閾値と比較することによって、生成投光パターンが三次元形状計測用の投光パターンとして適性を持つか否かを判定する構成を有することを特徴とするランダムパターン生成装置。
【請求項２】
前記投光パターン生成手段は、正規乱数を規定する標準偏差ｓを変更することによって、異なる非周期的投光パターンを生成する構成を有し、生成した投光パターンが前記投光パターン評価手段において、三次元形状計測用の投光パターンとしての適性を持たないと判定された場合に、前記標準偏差ｓを変更した新たな非周期的投光パターンを生成する構成を有することを特徴とする請求項１に記載のランダムパターン生成装置。
【請求項３】
前記投光パターン生成手段は、正規乱数からなる画像を閾値Ｔを用いて二値化した二値画像を生成する構成を有するとともに、前記閾値Ｔを変更することによって、異なる非周期的投光パターンを生成する構成を有し、生成した投光パターンが前記投光パターン評価手段において、三次元形状計測用の投光パターンとしての適性を持たないと判定された場合に、前記閾値Ｔを変更した新たな非周期的投光パターンを生成する構成を有することを特徴とする請求項１に記載のランダムパターン生成装置。
【請求項４】
前記投光パターン生成手段は、正規乱数に基づく濃淡画像を生成する構成を有し、生成した投光パターンが前記投光パターン評価手段において、三次元形状計測用の投光パターンとしての適性を持たないと判定された場合に、正規乱数を規定するパラメータを変更した新たな非周期的投光パターンを生成する構成を有することを特徴とする請求項１に記載のランダムパターン生成装置。
【請求項５】
前記パターン適性度指標値は、投光パターンを構成する画素値の周期的変化を示す変化率であることを特徴とする請求項１に記載のランダムパターン生成装置。
【請求項６】
前記パターン適性度指標値は、投光パターンを構成する画像の画素値に基づく特徴行列の固有値から算出される特徴量であることを特徴とする請求項１に記載のランダムパターン生成装置。
【請求項７】
前記パターン適性度指標値は、投光パターンを構成する異なる部分領域の類似度を示す領域間相関値であることを特徴とする請求項１に記載のランダムパターン生成装置。
【請求項８】
前記パターン適性度指標値は、投光パターンを構成する画像の分散値であることを特徴とする請求項１に記載のランダムパターン生成装置。
【請求項９】
前記投光パターン評価手段は、前記投光パターン生成手段の生成した投光パターンから部分領域であるウィンドーを少なくとも１以上抽出して前記パターン適性度指標値を算出する構成であることを特徴とする請求項１に記載のランダムパターン生成装置。
【請求項１０】
三次元形状の計測において測定対象に投光する投光パターンを生成するランダムパターン生成方法において、
（ａ）乱数を用いた非周期的投光パターンを生成する投光パターン生成ステップと、
（ｂ）前記投光パターン生成ステップにおいて生成された投光パターンを評価する評価ステップであり、
（ｃ）前記投光パターン生成ステップにおいて生成した投光パターンのパターンとしての適性度を示すパターン適性度指標値を該生成投光パターンに基づいて算出するパターン適性度指標値算出ステップと、
（ｄ）算出したパターン適性度指標値を予め定めた閾値と比較することによって、生成投光パターンが三次元形状計測用投光パターンとして適性を持つか否かを判定する適性判定ステップと、
を含む評価ステップと、を有し、
前記適性判定ステップにおいて適正ありとの判定がでるまで、前記ステップ（ａ）において異なる投光パターンを生成し、（ａ）〜（ｄ）のステップを繰り返し実行し、
前記評価ステップ中の適性判定ステップにおいて適正ありと判定された投光パターンを三次元形状計測用投光パターンとすることを特徴とするランダムパターン生成方法。
【請求項１１】
測定対象を異なる視点から撮影した画像を用いて前記測定対象の三次元形状を計測して距離画像を生成する距離画像生成装置において、
乱数を用いた異なる複数の非周期的投光パターンを生成可能な投光パターン生成手段と、
前記測定対象の投光パターン画像を撮り込む基準カメラと、
前記基準カメラと異なる視点において投光パターン画像を撮り込む参照カメラと、
前記基準カメラまたは参照カメラによって撮り込まれた投光パターン画像の少なくともいずれかの投光パターン画像におけるパターン適性を評価し、距離画像生成用の投光パターン画像として適性を有するか否かを評価する投光パターン評価手段と、
前記基準カメラおよび参照カメラによって撮り込まれた各投光パターン画像間の対応を検出し視差データを出力する画像間対応付け手段と、
前記画像間対応付け手段の出力する視差データに基づいて距離画像を生成する距離画像生成手段とを有し、
前記投光パターン生成手段は、生成した投光パターンに基づいて得られる投光パターン画像が前記投光パターン評価手段によって距離画像生成用投光パターン画像として適性なしと判定された場合、新たな非周期的投光パターンを生成し、
前記画像間対応付け手段および前記距離画像生成手段は、生成した投光パターンに基づいて得られる投光パターン画像が前記投光パターン評価手段によって距離画像生成用投光パターン画像として適性ありと判定されたことを条件として処理を実行する構成であることを特徴とする距離画像生成装置。
【請求項１２】
前記投光パターン評価手段は、投光パターン画像のパターンとしての適性度を示すパターン適性度指標値を投光パターン画像に基づいて算出し、算出したパターン適性度指標値を予め定めた閾値と比較することによって、前記投光パターン画像が距離画像生成用投光パターン画像として適性を有するか否かを判定する構成を有することを特徴とする請求項１１に記載の距離画像生成装置。
【請求項１３】
前記投光パターン生成手段は、正規乱数を規定する標準偏差ｓを変更することによって、異なる非周期的投光パターンを生成する構成を有し、生成した投光パターンに基づいて得られる投光パターン画像が前記投光パターン評価手段において、距離画像生成用投光パターンとして適性をなしと判定された場合に、前記標準偏差ｓを変更した新たな非周期的投光パターンを生成する構成を有することを特徴とする請求項１１に記載の距離画像生成装置。
【請求項１４】
前記投光パターン生成手段は、正規乱数からなる画像を閾値Ｔを用いて二値化した二値画像を生成する構成を有するとともに、前記閾値Ｔを変更することによって、異なる非周期的投光パターンを生成する構成を有し、生成した投光パターンに基づいて得られる投光パターン画像が前記投光パターン評価手段において、距離画像生成用投光パターンとして適性をなしと判定された場合に、前記閾値Ｔを変更した新たな非周期的投光パターンを生成する構成を有することを特徴とする請求項１１に記載の距離画像生成装置。
【請求項１５】
測定対象を異なる視点から撮影した画像を用いて前記測定対象の三次元形状を計測して距離画像を生成する距離画像生成装置において、
測定対象に対して投光するパターンを生成する投光パターン生成手段であり、乱数を用いた異なる複数の非周期的投光パターンを生成可能であるとともに、パターンとしての適性度を示すパターン適性度指標値を生成投光パターンに基づいて算出し、算出したパターン適性度指標値を予め定めた閾値と比較することで距離画像生成用投光パターンとしての適性を判定し、適性ありと判定されたパターンのみを投光パターンとして設定する投光パターン生成手段と、
前記測定対象の投光パターン画像を撮り込む基準カメラと、
前記基準カメラと異なる視点において投光パターン画像を撮り込む参照カメラと、
前記基準カメラおよび参照カメラによって撮り込まれた各投光パターン画像間の対応を検出し視差データを出力する画像間対応付け手段と、
前記画像間対応付け手段の出力する視差データに基づいて距離画像を生成する距離画像生成手段と、
前記距離画像生成手段の生成した距離画像中のミスマッチング領域を検出するミスマッチング領域検出手段と、
を有し、
前記投光パターン生成手段は、前記ミスマッチング領域検出手段が予め定めた閾値以上のミスマッチング領域を検出した場合に新たな非周期的投光パターンを生成する構成を有することを特徴とする距離画像生成装置。

【請求項１６】
測定対象を異なる視点から撮影した画像を用いて前記測定対象の三次元形状を計測して距離画像を生成する距離画像生成方法において、
乱数を用いた非周期的投光パターンを生成する投光パターン生成ステップと、
前記測定対象の投光パターン画像を基準カメラと、前記基準カメラと異なる視点において投光パターン画像を参照カメラによって同期して撮り込む画像撮り込みステップと、
前記基準カメラまたは参照カメラによって撮り込まれた投光パターン画像の少なくともいずれかの投光パターン画像におけるパターン適性を評価し、距離画像生成用の投光パターン画像として適性を有するか否かを評価する投光パターン評価ステップと、
前記基準カメラおよび参照カメラによって撮り込まれた各投光パターン画像間の対応を検出し視差データを出力する画像間対応付けステッップと、
前記画像間対応付け手段の出力する視差データに基づいて距離画像を生成する距離画像生成ステップとを有し、
前記投光パターン生成ステップは、生成した投光パターンに基づいて得られる投光パターン画像が前記投光パターン評価ステップにおいて距離画像生成用投光パターン画像として適性なしと判定された場合、新たな非周期的投光パターンを繰り返し生成し、
前記画像間対応付けステップおよび前記距離画像生成ステップは、生成した投光パターンに基づいて得られる投光パターン画像が前記投光パターン評価ステップにおいて距離画像生成用投光パターン画像として適性ありと判定されたことを条件として処理を実行することを特徴とする距離画像生成方法。
【請求項１７】
測定対象を異なる視点から撮影した画像を用いて前記測定対象の三次元形状を計測して距離画像を生成する距離画像生成方法において、
乱数を用いた非周期的投光パターンを生成するとともに、パターンとしての適性度を示すパターン適性度指標値を生成投光パターンに基づいて算出し、算出したパターン適性度指標値を予め定めた閾値と比較することで距離画像生成用投光パターンとしての適性を判定し、適性ありと判定されたパターンのみを投光パターンとして設定する投光パターン生成ステップと、
前記測定対象の投光パターン画像を基準カメラと、前記基準カメラと異なる視点において投光パターン画像を参照カメラによって同期して撮り込む画像撮り込みステップと、
前記基準カメラおよび参照カメラによって撮り込まれた各投光パターン画像間の対応を検出し視差データを出力する画像間対応付けステップと、
前記画像間対応付けステップにおいて出力される視差データに基づいて距離画像を生成する距離画像生成ステップと、
前記距離画像生成ステップにおいて生成された投光パターン画像に基づく距離画像中のミスマッチング領域を検出するミスマッチング領域検出ステップと、
を有し、
前記投光パターン生成ステップは、生成した投光パターンに基づいて得られる距離画像について前記ミスマッチング領域検出ステップにおいて予め定めた閾値以上のミスマッチング領域が検出された場合に新たな非周期的投光パターンを生成することを特徴とする距離画像生成方法。
【請求項１８】
測定対象を異なる視点から撮影した画像を用いて前記測定対象の三次元形状を計測する三次元形状計測を実行するために用いられる投光パターン生成処理をコンピュータ・システム上で実行せしめるコンピュータ・プログラムを有形的に提供するプログラム提供媒体であって、前記コンピュータ・プログラムは、
（ａ）乱数を用いた非周期的投光パターンを生成する投光パターン生成ステップと、
（ｂ）前記投光パターン生成ステップにおいて生成された投光パターンを評価する評価ステップであり、
（ｃ）前記投光パターン生成ステップにおいて生成した投光パターンのパターンとしての適性度を示すパターン適性度指標値を該生成投光パターンに基づいて算出するパターン適性度指標値算出ステップと、
（ｄ）算出したパターン適性度指標値を予め定めた閾値と比較することによって、生成投光パターンが三次元形状計測用投光パターンとして適性を持つか否かを判定する適性判定ステップと、
を含む評価ステップと、を有し、
前記適性判定ステップにおいて適正ありとの判定がでるまで、前記ステップ（ａ）において異なる投光パターンを生成し、（ａ）〜（ｄ）のステップを繰り返し実行し、
前記評価ステップ中の適性判定ステップにおいて適正ありと判定された投光パターンを三次元形状計測用投光パターンとして決定するステップと、を含むことを特徴とするプログラム提供媒体。