JP2002230529A - 物体の三次元形状モデル作製装置及び方法並びにその方法を実現するソフトウェアを記録した記録媒体 - Google Patents
物体の三次元形状モデル作製装置及び方法並びにその方法を実現するソフトウェアを記録した記録媒体Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 縦横比の大きな対象物を一つのフレーム内に
入れる必要が無く、画像中の余白の割合を抑え、画像デ
ータを有効活用できる物体の三次元形状モデル作製装置
を提供するにある。 【解決手段】 先ず、絶対座標系で表される対象物体
を、一部重複して分割して撮影し、それぞれ対象物体座
標系で表される三次元形状データを求め、次に、撮影箇
所の重複部（データも重複）を介してこれらの三次元形
状データを結合して結合座標系で表し、そして、結合座
標系で表される三次元形状データを結合データ平面に座
標変換し、更に、結合データ平面に座標変換される三次
元形状データを結合三次元形状データ配列に量子化して
メモリに格納するのである。
入れる必要が無く、画像中の余白の割合を抑え、画像デ
ータを有効活用できる物体の三次元形状モデル作製装置
を提供するにある。 【解決手段】 先ず、絶対座標系で表される対象物体
を、一部重複して分割して撮影し、それぞれ対象物体座
標系で表される三次元形状データを求め、次に、撮影箇
所の重複部（データも重複）を介してこれらの三次元形
状データを結合して結合座標系で表し、そして、結合座
標系で表される三次元形状データを結合データ平面に座
標変換し、更に、結合データ平面に座標変換される三次
元形状データを結合三次元形状データ配列に量子化して
メモリに格納するのである。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、物体の三次元形状
モデル作製装置及び方法並びにその方法を実現するソフ
トウェアを記録した記録媒体に関する。詳しくは、カメ
ラによって得られた画像データを使用して、工業部品等
の対象物体の三次元形状データを生成し、それにより物
体認識処理等に用いる物体の三次元形状モデルを作製す
る装置に関するものである。
モデル作製装置及び方法並びにその方法を実現するソフ
トウェアを記録した記録媒体に関する。詳しくは、カメ
ラによって得られた画像データを使用して、工業部品等
の対象物体の三次元形状データを生成し、それにより物
体認識処理等に用いる物体の三次元形状モデルを作製す
る装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】三次元形状モデルを作製する方法として
幾つかの提案を行っている。特開平11-323864号、特開
平11-323865号、特願2000-40858号、特願2000-93627号
（以降これらを”先件提案”と呼ぶ）では、画面上で設
定した長方形範囲内（以降これを”モデル計測範囲”と
呼ぶ）に格子状に設定した点（以降これを”モデル計測
点”と呼ぶ）についてステレオ計測により三次元位置デ
ータを計測し、三次元位置データを持つ点データ（以降
これを”モデル構成点”と呼ぶ）の集合（以降これを”
三次元形状データ”と呼ぶ）として物体の三次元形状モ
デルを構成した。
幾つかの提案を行っている。特開平11-323864号、特開
平11-323865号、特願2000-40858号、特願2000-93627号
（以降これらを”先件提案”と呼ぶ）では、画面上で設
定した長方形範囲内（以降これを”モデル計測範囲”と
呼ぶ）に格子状に設定した点（以降これを”モデル計測
点”と呼ぶ）についてステレオ計測により三次元位置デ
ータを計測し、三次元位置データを持つ点データ（以降
これを”モデル構成点”と呼ぶ）の集合（以降これを”
三次元形状データ”と呼ぶ）として物体の三次元形状モ
デルを構成した。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】先件提案では、物体の
三次元形状モデルをモデル構成点の集合で構成するた
め、対象物体が多面体のように角張っている場合はもち
ろん、円柱や球面のような滑らかな曲面から構成される
場合でも、対象物の三次元形状データを生成でき、これ
により三次元形状モデルを作製することができる。ま
た、データの入力手段としてカメラによる入力画像を用
いているため、対象物体がどのような大きさのものであ
っても、カメラで撮影可能な範囲内に存在する物体であ
れば、例えば、建造物、若しくは山肌、崖といった自然
の地形のような工業部品以外の対象であっても、物体の
三次元形状モデルを作製することができる。
三次元形状モデルをモデル構成点の集合で構成するた
め、対象物体が多面体のように角張っている場合はもち
ろん、円柱や球面のような滑らかな曲面から構成される
場合でも、対象物の三次元形状データを生成でき、これ
により三次元形状モデルを作製することができる。ま
た、データの入力手段としてカメラによる入力画像を用
いているため、対象物体がどのような大きさのものであ
っても、カメラで撮影可能な範囲内に存在する物体であ
れば、例えば、建造物、若しくは山肌、崖といった自然
の地形のような工業部品以外の対象であっても、物体の
三次元形状モデルを作製することができる。
【０００４】この場合、作製される三次元形状モデルの
精巧さはカメラの解像度やカメラで撮影された対象物体
の画像の分解能に依存する。このため、例えば、建造
物、若しくは山肌、崖といった自然の地形のような大き
な対象物をカメラのフレーム内に入るようにして撮影し
た左右一組の画像より三次元形状モデルを作製した場
合、各部分に対する分解能は小さくなるため精巧なモデ
ルは期待できない。また、例えば、柱、棒、橋のような
縦横比の大きな対象物の全体がカメラのフレーム内に入
るようにして撮影した場合、対象物の映っている部分に
対する余白部分の割合が大きく、画像データの無駄が大
きい。
精巧さはカメラの解像度やカメラで撮影された対象物体
の画像の分解能に依存する。このため、例えば、建造
物、若しくは山肌、崖といった自然の地形のような大き
な対象物をカメラのフレーム内に入るようにして撮影し
た左右一組の画像より三次元形状モデルを作製した場
合、各部分に対する分解能は小さくなるため精巧なモデ
ルは期待できない。また、例えば、柱、棒、橋のような
縦横比の大きな対象物の全体がカメラのフレーム内に入
るようにして撮影した場合、対象物の映っている部分に
対する余白部分の割合が大きく、画像データの無駄が大
きい。
【０００５】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決する本発
明の請求項１に係る物体の三次元形状モデル作製装置及
び方法並びにその方法を実現するソフトウェアを記録し
たフロッピー（登録商標）ディスク、ＣＤ−ＲＯＭ等の
媒体は、対象物体を複数箇所に分けて撮影し、複数組の
左右画像を用いてステレオ計測により、複数個の三次元
形状データを作製した後、結合座標系を絶対座標系と各
対象物座標系の原点位置から設定し、複数個の三次元形
状データを貼り付けるための結合データ平面を対象物体
の長手方向に対する結合座標系の軸平面に平行な平面に
設定し、複数個の三次元形状データの構成点を結合座標
系上の点へ座標変換した後結合データ平面へ正射影し、
正射影した位置に対応する結合三次元形状データ配列上
の位置へ結合座標系へ座標変換した複数個の三次元形状
データのモデル構成点のデータを保存し、結合三次元形
状データ配列の一つの枠に複数個のモデル構成点が対応
する場合はその平均値を結合モデル構成点のデータとす
ることで、複数個の三次元形状データを一つの結合三次
元形状データヘ結合し、三次元形状モデルを構成するこ
とを特徴とする。
明の請求項１に係る物体の三次元形状モデル作製装置及
び方法並びにその方法を実現するソフトウェアを記録し
たフロッピー（登録商標）ディスク、ＣＤ−ＲＯＭ等の
媒体は、対象物体を複数箇所に分けて撮影し、複数組の
左右画像を用いてステレオ計測により、複数個の三次元
形状データを作製した後、結合座標系を絶対座標系と各
対象物座標系の原点位置から設定し、複数個の三次元形
状データを貼り付けるための結合データ平面を対象物体
の長手方向に対する結合座標系の軸平面に平行な平面に
設定し、複数個の三次元形状データの構成点を結合座標
系上の点へ座標変換した後結合データ平面へ正射影し、
正射影した位置に対応する結合三次元形状データ配列上
の位置へ結合座標系へ座標変換した複数個の三次元形状
データのモデル構成点のデータを保存し、結合三次元形
状データ配列の一つの枠に複数個のモデル構成点が対応
する場合はその平均値を結合モデル構成点のデータとす
ることで、複数個の三次元形状データを一つの結合三次
元形状データヘ結合し、三次元形状モデルを構成するこ
とを特徴とする。
【０００６】上記課題を解決する本発明の請求項２に係
る物体の三次元形状モデル作製装置及び方法並びにその
方法を実現するソフトウェアを記録したフロッピーディ
スク、ＣＤ−ＲＯＭ等の媒体は、請求項１記載の装置の
結合座標系を設定する部分において、結合座標を絶対座
標系と各対象物座標系の原点位置から設定する代わり
に、結合座標系を各対象物座標系の平均化によって設定
し、複数個の三次元形状データを一つの結合三次元形状
データヘ結合し、三次元形状モデルを構成することを特
徴とする。
る物体の三次元形状モデル作製装置及び方法並びにその
方法を実現するソフトウェアを記録したフロッピーディ
スク、ＣＤ−ＲＯＭ等の媒体は、請求項１記載の装置の
結合座標系を設定する部分において、結合座標を絶対座
標系と各対象物座標系の原点位置から設定する代わり
に、結合座標系を各対象物座標系の平均化によって設定
し、複数個の三次元形状データを一つの結合三次元形状
データヘ結合し、三次元形状モデルを構成することを特
徴とする。
【０００７】上記課題を解決する本発明の請求項３に係
る物体の三次元形状モデル作製装置及び方法並びにその
方法を実現するソフトウェアを記録したフロッピーディ
スク、ＣＤ−ＲＯＭ等の媒体は、請求項１記載の装置の
処理により結合三次元形状データを生成した後、結合モ
デル構成点を設定する際に発生した結合データ欠落点に
ついて、その上下および左右方同に結合モデル構成点が
あるかどうかを検査し、上下左右方向に結合モデル構成
点が予め設定しておいた数以上存在した場合はこの結合
データ欠落点を結合補間対象点とし、検出した結合モデ
ル構成点と結合データ欠落点の結合三次元データ配列上
の位置から結合補間点距離を計算し、その結合補間点距
離を結合補間点距離の総計で割った値を重みとして、結
合補間対象点の奥行きデータを先に検出した結合モデル
構成点の重み付き平均により求め、その奥行きデータと
結合三次元形状データ配列上の位置から結合補間対象点
の三次元位置を計算して結合モデル構成点を設定するこ
とで、データ欠落部分のない結合三次元形状データを生
成し、三次元形状モデルを構成することを特徴とする。
る物体の三次元形状モデル作製装置及び方法並びにその
方法を実現するソフトウェアを記録したフロッピーディ
スク、ＣＤ−ＲＯＭ等の媒体は、請求項１記載の装置の
処理により結合三次元形状データを生成した後、結合モ
デル構成点を設定する際に発生した結合データ欠落点に
ついて、その上下および左右方同に結合モデル構成点が
あるかどうかを検査し、上下左右方向に結合モデル構成
点が予め設定しておいた数以上存在した場合はこの結合
データ欠落点を結合補間対象点とし、検出した結合モデ
ル構成点と結合データ欠落点の結合三次元データ配列上
の位置から結合補間点距離を計算し、その結合補間点距
離を結合補間点距離の総計で割った値を重みとして、結
合補間対象点の奥行きデータを先に検出した結合モデル
構成点の重み付き平均により求め、その奥行きデータと
結合三次元形状データ配列上の位置から結合補間対象点
の三次元位置を計算して結合モデル構成点を設定するこ
とで、データ欠落部分のない結合三次元形状データを生
成し、三次元形状モデルを構成することを特徴とする。
【０００８】上記課題を解決する本発明の請求項４に係
る物体の三次元形状モデル作製装置及び方法並びにその
方法を実現するソフトウェアを記録したフロッピーディ
スク、ＣＤ−ＲＯＭ等の媒体は、請求項３記載の装置の
処理により結合三次元形状データを生成した後、メディ
アンフィルタによりデータの平滑化処理を行い、平滑化
した結合モデル構成点により結合三次元形状データを生
成し、三次元形状モデルを構成することを特徴とする。
る物体の三次元形状モデル作製装置及び方法並びにその
方法を実現するソフトウェアを記録したフロッピーディ
スク、ＣＤ−ＲＯＭ等の媒体は、請求項３記載の装置の
処理により結合三次元形状データを生成した後、メディ
アンフィルタによりデータの平滑化処理を行い、平滑化
した結合モデル構成点により結合三次元形状データを生
成し、三次元形状モデルを構成することを特徴とする。
【０００９】
【発明の実施の形態】(1）基本的な考え方 本発明の目的は、カメラで撮影で撮影した画像から対象
物の三次元形状データを生成し、それにより物体の三次
元形状モデルを作製することである。先件提案では、基
準画面上で設定したモデル計測範囲に格子状に設定した
モデル計測点についてステレオ計測により三次元位置デ
ータを計測し、三次元位置データを持つモデル構成点の
集合である三次元形状データを生成し、物体の三次元形
状モデルを構成した。
物の三次元形状データを生成し、それにより物体の三次
元形状モデルを作製することである。先件提案では、基
準画面上で設定したモデル計測範囲に格子状に設定した
モデル計測点についてステレオ計測により三次元位置デ
ータを計測し、三次元位置データを持つモデル構成点の
集合である三次元形状データを生成し、物体の三次元形
状モデルを構成した。
【００１０】本発明による物体の三次元形状モデル作製
装置は、図３に示すように、画像入力部１００、三次元
形状データ生成部２００、結合画像系設定部３００、結
合データ平面設定部４００、データ射影部５００、結合
三次元形状データ配列データ保存部６００及びメモリ７
００とからなり、以下の手順〜により、三次元形状
モデルを作製する。
装置は、図３に示すように、画像入力部１００、三次元
形状データ生成部２００、結合画像系設定部３００、結
合データ平面設定部４００、データ射影部５００、結合
三次元形状データ配列データ保存部６００及びメモリ７
００とからなり、以下の手順〜により、三次元形状
モデルを作製する。
【００１１】 先ず、画像入力部１００は、対象物体
を複数箇所に分けて撮影し、三次元形状データ生成部２
００は、複数組の左右画像を用いて先件提案の方法によ
り複数個の三次元形状データを作製する。例えば、図１
（ａ）に示すように、ステレオカメラａ，ｂの二箇所か
ら、左右に長い対象物体ｃを一部重複して撮影した場
合、ステレオカメラａ，ｂで撮影した左右画像は、同図
（ｂ）（ｃ）に示すように異なる座標系により表示され
ることになる。
を複数箇所に分けて撮影し、三次元形状データ生成部２
００は、複数組の左右画像を用いて先件提案の方法によ
り複数個の三次元形状データを作製する。例えば、図１
（ａ）に示すように、ステレオカメラａ，ｂの二箇所か
ら、左右に長い対象物体ｃを一部重複して撮影した場
合、ステレオカメラａ，ｂで撮影した左右画像は、同図
（ｂ）（ｃ）に示すように異なる座標系により表示され
ることになる。
【００１２】別々にステレオ計測され、求めた三次元形
状データは、それぞれ座標系が異なるために、単純には
結合できない。ここで、三次元形状データとは、対象物
体ｃの表面の座標データのことを言う。尚、図１におい
て、対象物体ｃに対する絶対座標系（ｘ−ｙ−ｚ）に対
し、各ステレオカメラａ，ｂで撮影した左右画像におけ
る座標系はそれぞれ座標系（ｘ a−ｙa−ｚa），（ｘb−
ｙb−ｚb）とする。
状データは、それぞれ座標系が異なるために、単純には
結合できない。ここで、三次元形状データとは、対象物
体ｃの表面の座標データのことを言う。尚、図１におい
て、対象物体ｃに対する絶対座標系（ｘ−ｙ−ｚ）に対
し、各ステレオカメラａ，ｂで撮影した左右画像におけ
る座標系はそれぞれ座標系（ｘ a−ｙa−ｚa），（ｘb−
ｙb−ｚb）とする。
【００１３】 次に、結合座標系設定部３００は、複
数箇所で撮影された各対象物体上に設定された座標系
（以降これを”対象物座標系”と呼ぶ）を代表する座標
系（以降この代表の座標系を”結合座標系”と呼ぶ）１
０を後述する「結合座標系設定方法１」により設定す
る。結合座標系１０は、個々の座標系に基づいた新たな
座標系をいい、例えば、図２に示すように、座標系
（ｘ′−ｙ′−ｚ′）で表されるとする。図２における
中央部分ｄは、結合座標系１０で複数の画像が重複する
領域である。
数箇所で撮影された各対象物体上に設定された座標系
（以降これを”対象物座標系”と呼ぶ）を代表する座標
系（以降この代表の座標系を”結合座標系”と呼ぶ）１
０を後述する「結合座標系設定方法１」により設定す
る。結合座標系１０は、個々の座標系に基づいた新たな
座標系をいい、例えば、図２に示すように、座標系
（ｘ′−ｙ′−ｚ′）で表されるとする。図２における
中央部分ｄは、結合座標系１０で複数の画像が重複する
領域である。
【００１４】 引き続き、結合データ平面設定部４０
０は、複数個の三次元形状データを貼り付けるために対
象物体の長手方向に対する結合座標系１０の軸平面に平
行な平面（以降この平面を”結合データ平面”と呼ぶ）
２０を設定する。結合座標系１０が、上述したように、
座標系（ｘ′−ｙ′−ｚ′）で表されるとすると、結合
データ平面２０は、同図中に示すように座標系（ｘ′−
ｙ′）で表されることになる。
０は、複数個の三次元形状データを貼り付けるために対
象物体の長手方向に対する結合座標系１０の軸平面に平
行な平面（以降この平面を”結合データ平面”と呼ぶ）
２０を設定する。結合座標系１０が、上述したように、
座標系（ｘ′−ｙ′−ｚ′）で表されるとすると、結合
データ平面２０は、同図中に示すように座標系（ｘ′−
ｙ′）で表されることになる。
【００１５】 そして、データ射影部５００は、複数
個の三次元形状データの構成点を結合座標系１０上の点
へ座標変換した後、例えば、図２に示すように、結合デ
ータ平面２０へ正射影する。
個の三次元形状データの構成点を結合座標系１０上の点
へ座標変換した後、例えば、図２に示すように、結合デ
ータ平面２０へ正射影する。
【００１６】 その後、結合三次元形状データ配列デ
ータ保存部６００は、結合データ平面２０へ正射影した
位置に対応する複数個の三次元形状データを一つのデー
タとしてまとめるために用意した二次元配列状データ
（以降これを”結合三次元形状データ配列”と呼ぶ）３
０上の位置へ結合データ平面２０へ座標変換したモデル
構成点の位置データを保存する。例えば、図９（ａ）に
示すように、結合データ平面２０上のデータの集合（ｘ
0′，ｙ0′）…（ｘn′，ｙn′）が、結合三次元形状デ
ータ配列３０上の位置である（ｕ0，ｖ0）…（ｕn，
ｖn）に座標変換されることになる。
ータ保存部６００は、結合データ平面２０へ正射影した
位置に対応する複数個の三次元形状データを一つのデー
タとしてまとめるために用意した二次元配列状データ
（以降これを”結合三次元形状データ配列”と呼ぶ）３
０上の位置へ結合データ平面２０へ座標変換したモデル
構成点の位置データを保存する。例えば、図９（ａ）に
示すように、結合データ平面２０上のデータの集合（ｘ
0′，ｙ0′）…（ｘn′，ｙn′）が、結合三次元形状デ
ータ配列３０上の位置である（ｕ0，ｖ0）…（ｕn，
ｖn）に座標変換されることになる。
【００１７】結合三次元形状データ配列３０は、メモリ
空間上の座換（インデックス）としてデータを管理する
場合の集合であり、コンピュータで扱いやすいようにス
ケールを変更したものである。また、結合三次元形状デ
ータ配列３０の（ｕ，ｖ）は、整数化されたものである
ため、図９（ｂ）で格子状の枠で仕切られる。結合デー
タ平面２０からメモリに格納される時には、図１０
（ａ）（ｂ）に示すように、データの量子化が行われ
る。また、結合三次元形状データ配列３０の（ｕ，ｖ）
は、データを参照するためのインデックスであり、実デ
ータにはｚ′が格納される。
空間上の座換（インデックス）としてデータを管理する
場合の集合であり、コンピュータで扱いやすいようにス
ケールを変更したものである。また、結合三次元形状デ
ータ配列３０の（ｕ，ｖ）は、整数化されたものである
ため、図９（ｂ）で格子状の枠で仕切られる。結合デー
タ平面２０からメモリに格納される時には、図１０
（ａ）（ｂ）に示すように、データの量子化が行われ
る。また、結合三次元形状データ配列３０の（ｕ，ｖ）
は、データを参照するためのインデックスであり、実デ
ータにはｚ′が格納される。
【００１８】 更に、結合三次元形状データ配列３０
の一つの枠に複数個のモデル構成点が対応する場合は、
その平均値を結合三次元形状データ配列３０のその枠の
もつ点のデータ（以降この点を”結合モデル構成点”と
呼ぶ）とする。例えば、図１０（ａ）に示すように、結
合データ平面２０において、データ（ｘ0′，ｙ0′），
（ｘ1′，ｙ1′）が下式（１）で表される結合平面上の
同一の枠に含まれるため、量子化によって（ｎ，ｍ）の
代表点（メモリ空間のインデックス）に移される。 （ｎ−１）ｋ＜ｘ′≦ｎｋ →ｕ＝ｎ （ｍ−１）ｋ＜ｙ′≦ｍｋ →ｖ＝ｍ …（１） 斜影平面上でのデータの重複部等によって、図１０
（ａ）のように複数点が対応する場合、同図（ｂ）のよ
うにｚを平均値とする。
の一つの枠に複数個のモデル構成点が対応する場合は、
その平均値を結合三次元形状データ配列３０のその枠の
もつ点のデータ（以降この点を”結合モデル構成点”と
呼ぶ）とする。例えば、図１０（ａ）に示すように、結
合データ平面２０において、データ（ｘ0′，ｙ0′），
（ｘ1′，ｙ1′）が下式（１）で表される結合平面上の
同一の枠に含まれるため、量子化によって（ｎ，ｍ）の
代表点（メモリ空間のインデックス）に移される。 （ｎ−１）ｋ＜ｘ′≦ｎｋ →ｕ＝ｎ （ｍ−１）ｋ＜ｙ′≦ｍｋ →ｖ＝ｍ …（１） 斜影平面上でのデータの重複部等によって、図１０
（ａ）のように複数点が対応する場合、同図（ｂ）のよ
うにｚを平均値とする。
【００１９】 これにより、複数個の三次元形状デー
タを一つの大きなデータ（以降結合した三次元形状デー
タを”結合三次元形状データ”と呼ぶ）ヘ結合する。本
実施例に係る物体の三次元形状モデル作製装置は、物体
の三次元形状モデルをモデル構成点の集合で構成するた
め、対象物体が多面体のように角張っている場合はもち
ろん、円柱や球面のような滑らかな曲面から構成される
場合でも、対象物の三次元形状データを生成でき、これ
により三次元形状モデルを作製することができる。ま
た、対象物が大きい場合や縦横比が大きい場合、対象物
を撮影する箇所を複数箇所に分割して撮影した複数組の
画像データから一つの結合三次元形状データを生成でき
るため、精巧な三次元形状データを得ることができる。
更に、対象物体が比較的小さな場合でもより精巧な三次
元形状データを得たい場合、対象物体を拡大した複数個
の部分の画像データを利用することで対応できる。
タを一つの大きなデータ（以降結合した三次元形状デー
タを”結合三次元形状データ”と呼ぶ）ヘ結合する。本
実施例に係る物体の三次元形状モデル作製装置は、物体
の三次元形状モデルをモデル構成点の集合で構成するた
め、対象物体が多面体のように角張っている場合はもち
ろん、円柱や球面のような滑らかな曲面から構成される
場合でも、対象物の三次元形状データを生成でき、これ
により三次元形状モデルを作製することができる。ま
た、対象物が大きい場合や縦横比が大きい場合、対象物
を撮影する箇所を複数箇所に分割して撮影した複数組の
画像データから一つの結合三次元形状データを生成でき
るため、精巧な三次元形状データを得ることができる。
更に、対象物体が比較的小さな場合でもより精巧な三次
元形状データを得たい場合、対象物体を拡大した複数個
の部分の画像データを利用することで対応できる。
【００２０】(2）結合座標系設定方法 (2.1）結合座標系設定方法１ この方法は、図４に示すように、結合座標系１０を各座
標系の基準となる絶対座標系４０と各対象物座標系１〜
４の原点位置から設定するものである。 先ず、結合座標系１０の原点位置を各対象物座標系
１〜４の原点位置の重心位置に設定する。 次に、結合座標系１０のｙ軸を絶対座標系４０のｚ
軸と同じ方向に設定する。
標系の基準となる絶対座標系４０と各対象物座標系１〜
４の原点位置から設定するものである。 先ず、結合座標系１０の原点位置を各対象物座標系
１〜４の原点位置の重心位置に設定する。 次に、結合座標系１０のｙ軸を絶対座標系４０のｚ
軸と同じ方向に設定する。
【００２１】 引き続き、各対象物座標系１〜４の原
点位置を結ぶ直線を最小二乗法等で求め、その直線を絶
対座標系４０のｘ−ｙ平面へ投影した直線の方向ベクト
ルを結合座標系１０のｘ軸に設定する。ただし、結合す
る箇所が一つの場合は、カメラから見て横軸にあたる対
象物座標系１〜４のｘ軸を絶対座標系４０のｘ−ｙ平面
へ投影した軸を結合座標系１０のｘ軸に設定する。 更に、ｘ軸とｙ軸との外積の方向を結合座標系１０
のｚ軸に設定する。各対象物の三次元形状データを構成
する全ての点について、設定した結合座標系１０におけ
る各軸の最小値最大値を求め、ｙ軸に対してはその中央
位置へ、ｘ軸に対してはその中央位置へ、ｚ軸に対して
はその最小位置へ原点をシフトし、これを新たに結合座
標系１０の原点として設定する。
点位置を結ぶ直線を最小二乗法等で求め、その直線を絶
対座標系４０のｘ−ｙ平面へ投影した直線の方向ベクト
ルを結合座標系１０のｘ軸に設定する。ただし、結合す
る箇所が一つの場合は、カメラから見て横軸にあたる対
象物座標系１〜４のｘ軸を絶対座標系４０のｘ−ｙ平面
へ投影した軸を結合座標系１０のｘ軸に設定する。 更に、ｘ軸とｙ軸との外積の方向を結合座標系１０
のｚ軸に設定する。各対象物の三次元形状データを構成
する全ての点について、設定した結合座標系１０におけ
る各軸の最小値最大値を求め、ｙ軸に対してはその中央
位置へ、ｘ軸に対してはその中央位置へ、ｚ軸に対して
はその最小位置へ原点をシフトし、これを新たに結合座
標系１０の原点として設定する。
【００２２】この方法で設定した結合座標系１０は、作
られる結合データ平面２０の縦軸方向が絶対座標系４０
のｚ軸方向と同じであるため、結合モデル構成点の位置
データが感覚的に分かり易く、また、絶対座標系４０を
基準に考えた等高線や断面形状などの、結合三次元形状
データを利用した以降の計算処理での加工が行い易いメ
リットがある。
られる結合データ平面２０の縦軸方向が絶対座標系４０
のｚ軸方向と同じであるため、結合モデル構成点の位置
データが感覚的に分かり易く、また、絶対座標系４０を
基準に考えた等高線や断面形状などの、結合三次元形状
データを利用した以降の計算処理での加工が行い易いメ
リットがある。
【００２３】(2.2）結合座標系設定方法２ この方法は、図５に示すように、結合座標系１０を各対
象物座標系１〜４の平均化によって設定するものであ
る。 先ず、結合座標系１０の原点位置を各対象物座標系
１〜４の原点位置の重心位置に設定する。 次に、各対象物座標系１〜４のカメラから見て縦軸
にあたるｙ軸の方向成分を平均した成分を持つ方向ベク
トルを結合座標系１０の仮のｙ軸に設定する。 引き続き、各対象物座標系１〜４の原点位置を結ぶ
直線を最小二乗法等で求め、その直線の方向ベクトルを
結合座標系１０のｘ軸に設定する。 ただし、結合する箇所が一つの場合は、カメラから見て
横軸にあたる対象物座標系１〜４のｘ軸を結合座標系１
０のｘ軸に設定する。
象物座標系１〜４の平均化によって設定するものであ
る。 先ず、結合座標系１０の原点位置を各対象物座標系
１〜４の原点位置の重心位置に設定する。 次に、各対象物座標系１〜４のカメラから見て縦軸
にあたるｙ軸の方向成分を平均した成分を持つ方向ベク
トルを結合座標系１０の仮のｙ軸に設定する。 引き続き、各対象物座標系１〜４の原点位置を結ぶ
直線を最小二乗法等で求め、その直線の方向ベクトルを
結合座標系１０のｘ軸に設定する。 ただし、結合する箇所が一つの場合は、カメラから見て
横軸にあたる対象物座標系１〜４のｘ軸を結合座標系１
０のｘ軸に設定する。
【００２４】 更に、ｘ軸と仮のｙ軸との外積の方向
を結合座標系１０のｚ軸に設定する。 そして、ｚ軸とｘ軸との外積の方向を結合座標系１
０のｙ軸に設定する。 また、各対象物の三次元形状データを構成する全て
の点について、設定した結合座標系１０における各軸の
最小値最大値を求め、ｙ軸に対してはその中央位置へ、
ｘ軸に対してはその中央位置へ、ｚ軸に対してはその最
小位置へ原点をシフトし、これを新たに結合座標系１０
の原点として設定する。
を結合座標系１０のｚ軸に設定する。 そして、ｚ軸とｘ軸との外積の方向を結合座標系１
０のｙ軸に設定する。 また、各対象物の三次元形状データを構成する全て
の点について、設定した結合座標系１０における各軸の
最小値最大値を求め、ｙ軸に対してはその中央位置へ、
ｘ軸に対してはその中央位置へ、ｚ軸に対してはその最
小位置へ原点をシフトし、これを新たに結合座標系１０
の原点として設定する。
【００２５】この方法で設定した結合座標系１０は、対
象物の各計測箇所と平均的に正対するため、結合三次元
形状データ配列３０へ結合モデル構成点を設定する際、
元のデータであるモデル構成点が結合三次元形状データ
配列３０の一つの枠に重複する場合が少なく、データを
有効に利用できる。また、正対することでカメラ光軸と
結合座標系１０のｚ軸の方向が近くなり、三次元形状デ
ータの見かけ上の形が感覚的に分かり易いメリットがあ
る。
象物の各計測箇所と平均的に正対するため、結合三次元
形状データ配列３０へ結合モデル構成点を設定する際、
元のデータであるモデル構成点が結合三次元形状データ
配列３０の一つの枠に重複する場合が少なく、データを
有効に利用できる。また、正対することでカメラ光軸と
結合座標系１０のｚ軸の方向が近くなり、三次元形状デ
ータの見かけ上の形が感覚的に分かり易いメリットがあ
る。
【００２６】(3）その他の実施例 (3.1）結合座標系設定方法２を用いた三次元形状モデル
作製装置 この装置は、基本的な考え方で述べた装置のうち、図６
に示すように、結合座標系１０を設定する部分におい
て、結合座標系設定方法１を用いる結合座標系設定部３
００に代えて、結合座標系設定方法２により結合座標系
１０を設定する結合座標系設定部３０１を使用して結合
三次元形状データを生成し、三次元形状モデルを作製す
るものである。
作製装置 この装置は、基本的な考え方で述べた装置のうち、図６
に示すように、結合座標系１０を設定する部分におい
て、結合座標系設定方法１を用いる結合座標系設定部３
００に代えて、結合座標系設定方法２により結合座標系
１０を設定する結合座標系設定部３０１を使用して結合
三次元形状データを生成し、三次元形状モデルを作製す
るものである。
【００２７】従って、この装置は、物体の三次元形状モ
デルをモデル構成点の集合で構成するため、対象物体が
多面体のように角張っている場合はもちろん、円柱や球
面のような滑らかな曲面から構成される場合でも、対象
物の三次元形状データを生成でき、これにより三次元形
状モデルを作製することができる。また、対象物が大き
い場合や縦横比が大きい場合、対象物を撮影する箇所を
複数箇所に分割して撮影した複数組の画像データから一
つの結合三次元形状データを生成できるため、精巧な三
次元形状データを得ることができる。
デルをモデル構成点の集合で構成するため、対象物体が
多面体のように角張っている場合はもちろん、円柱や球
面のような滑らかな曲面から構成される場合でも、対象
物の三次元形状データを生成でき、これにより三次元形
状モデルを作製することができる。また、対象物が大き
い場合や縦横比が大きい場合、対象物を撮影する箇所を
複数箇所に分割して撮影した複数組の画像データから一
つの結合三次元形状データを生成できるため、精巧な三
次元形状データを得ることができる。
【００２８】更に、対象物体が比較的小さな場合でも精
巧な三次元形状データを得たい場合、対象物体を拡大し
た複数個の部分の画像データを利用することで対応でき
る。また、この装置による結合座標系１０は対象物の各
計測箇所と平均的に正対するため、結合三次元形状デー
タ配列３０へ結合モデル構成点を設定する際、元のデー
タであるモデル構成点が結合三次元形状データ配列３０
の一つの枠に重複する場合が少なく、データを有効に利
用できる。また、正対することでカメラ光軸と結合座標
系１０の奥行き方向の水平軸が近くなり、三次元形状デ
ータの見かけ上の形が感覚的に分かり易い。
巧な三次元形状データを得たい場合、対象物体を拡大し
た複数個の部分の画像データを利用することで対応でき
る。また、この装置による結合座標系１０は対象物の各
計測箇所と平均的に正対するため、結合三次元形状デー
タ配列３０へ結合モデル構成点を設定する際、元のデー
タであるモデル構成点が結合三次元形状データ配列３０
の一つの枠に重複する場合が少なく、データを有効に利
用できる。また、正対することでカメラ光軸と結合座標
系１０の奥行き方向の水平軸が近くなり、三次元形状デ
ータの見かけ上の形が感覚的に分かり易い。
【００２９】(3.2）補間処理を加えた三次元形状モデル
作製装置 この装置は、図７に示すように、基本的な考え方で述べ
た装置に対して、補完処理部８００を追加したものであ
る。この補完処理部８００は、以下の手順〜によ
り、三次元形状モデルを作製する。 先ず、基本的な考え方で述べた装置の処理により、
結合三次元形状データを生成した後、結合モデル構成点
を設定する際に結合三次元形状データ配列３０の枠へ入
れるための量子化等によって結合モデル構成点が得られ
なかった点（以降これを”結合データ欠落点”と呼ぶ）
について、その上下及び左右方向に結合モデル構成点が
あるかどうかを検査する。 次いで、上下左右方向に結合モデル構成点が予め設
定しておいた数以上存在した場合は、この結合データ欠
落点を補間の必要な点（以降これを”結合補間対象点”
と呼ぶ）とする。
作製装置 この装置は、図７に示すように、基本的な考え方で述べ
た装置に対して、補完処理部８００を追加したものであ
る。この補完処理部８００は、以下の手順〜によ
り、三次元形状モデルを作製する。 先ず、基本的な考え方で述べた装置の処理により、
結合三次元形状データを生成した後、結合モデル構成点
を設定する際に結合三次元形状データ配列３０の枠へ入
れるための量子化等によって結合モデル構成点が得られ
なかった点（以降これを”結合データ欠落点”と呼ぶ）
について、その上下及び左右方向に結合モデル構成点が
あるかどうかを検査する。 次いで、上下左右方向に結合モデル構成点が予め設
定しておいた数以上存在した場合は、この結合データ欠
落点を補間の必要な点（以降これを”結合補間対象点”
と呼ぶ）とする。
【００３０】 引き続き、結合補間対象点から検出し
た結合モデル構成点の結合三次元データ配列上での距離
（以降これを”結合補間点距離”と呼ぶ）を計算し、そ
の結合補間点距離を結合補間点距離の総計で割った値を
重みとして、結合補間対象点の奥行きデータを先に検出
した結合モデル構成点の重み付き平均により求める。例
えば、図１１において、結合モデル構成点が得られた点
を有データとして斜線を入れて示し、また、結合モデル
構成点が得られなかった結合データ欠落点を白抜きで示
すように、結合データ欠落点（ｎ，ｍ）の結合データ三
次元形状データは、ｘ′，ｙ′については特定されるが
（ｘ′＝ｎｋx，ｙ′＝ｍｋy）、ｚ′については不明と
なる。
た結合モデル構成点の結合三次元データ配列上での距離
（以降これを”結合補間点距離”と呼ぶ）を計算し、そ
の結合補間点距離を結合補間点距離の総計で割った値を
重みとして、結合補間対象点の奥行きデータを先に検出
した結合モデル構成点の重み付き平均により求める。例
えば、図１１において、結合モデル構成点が得られた点
を有データとして斜線を入れて示し、また、結合モデル
構成点が得られなかった結合データ欠落点を白抜きで示
すように、結合データ欠落点（ｎ，ｍ）の結合データ三
次元形状データは、ｘ′，ｙ′については特定されるが
（ｘ′＝ｎｋx，ｙ′＝ｍｋy）、ｚ′については不明と
なる。
【００３１】そこで、例えば、下式（２）に示すよう
に、ｕｖ平面上で上下左右の最も近い有データ部（図中
におけるａ，ｂ，ｃ，ｄ）のｚ′座標の重み付き平均値
（距離に反比例）を求めることとする。 Ｚ＝（Ｚa／Ｌa＋Ｚb／Ｌb＋Ｚc／Ｌc＋Ｚd／Ｌd）／Σ（１／Ｌ） …（２） 但し、 Ｚ：（ｎ，ｍ→ｘ′，ｙ′のときのｚ′の座標） Ｌa，Ｌb，Ｌc，Ｌd：点ａ，ｃ，ｂ，ｄの結合平面上で
の距離 従って、（ｕｖ平面での距離）×ｋx（又はｋy）であ
る。 Ｚa，Ｚb，Ｚc，Ｚd：点ａ，ｃ，ｂ，ｄのｚ′座標 Σ（１／Ｌ）：１／Ｌa〜１／Ｌdの総和（重みを正規化
するため）
に、ｕｖ平面上で上下左右の最も近い有データ部（図中
におけるａ，ｂ，ｃ，ｄ）のｚ′座標の重み付き平均値
（距離に反比例）を求めることとする。 Ｚ＝（Ｚa／Ｌa＋Ｚb／Ｌb＋Ｚc／Ｌc＋Ｚd／Ｌd）／Σ（１／Ｌ） …（２） 但し、 Ｚ：（ｎ，ｍ→ｘ′，ｙ′のときのｚ′の座標） Ｌa，Ｌb，Ｌc，Ｌd：点ａ，ｃ，ｂ，ｄの結合平面上で
の距離 従って、（ｕｖ平面での距離）×ｋx（又はｋy）であ
る。 Ｚa，Ｚb，Ｚc，Ｚd：点ａ，ｃ，ｂ，ｄのｚ′座標 Σ（１／Ｌ）：１／Ｌa〜１／Ｌdの総和（重みを正規化
するため）
【００３２】 更に、その奥行きデータと結合三次元
形状データ配列３０上の位置から結合補間対象点の三次
元位置を計算して結合モデル構成点を設定することで、
データ欠落部分のない結合三次元形状データを生成し、
三次元形状モデルを構成する。従って、この装置は、物
体の三次元形状モデルをモデル構成点の集合で構成する
ため、対象物体が多面体のように角張っている場合はも
ちろん、円柱や球面のような滑らかな曲面から構成され
る場合でも、対象物の三次元形状データを生成でき、こ
れにより三次元形状モデルを作製することができる。
形状データ配列３０上の位置から結合補間対象点の三次
元位置を計算して結合モデル構成点を設定することで、
データ欠落部分のない結合三次元形状データを生成し、
三次元形状モデルを構成する。従って、この装置は、物
体の三次元形状モデルをモデル構成点の集合で構成する
ため、対象物体が多面体のように角張っている場合はも
ちろん、円柱や球面のような滑らかな曲面から構成され
る場合でも、対象物の三次元形状データを生成でき、こ
れにより三次元形状モデルを作製することができる。
【００３３】また、対象物が大きい場合や縦横比が大き
い場合、対象物を撮影する箇所を複数箇所に分割して撮
影した複数組の画像データから一つの結合三次元形状デ
ータを生成できるため、精巧な三次元形状データを得る
ことができる。更に、対象物体が比較的小さな場合でも
精巧な三次元形状データを得たい場合、対象物体を拡大
した複数個の部分の画像データを利用することで対応で
きる。また、各対象物毎の三次元形状データを結合三次
元形状データヘ移す際の量子化等によるデータの欠落を
抑えるため、データ欠落のない結合三次元形状データを
得ることができる。
い場合、対象物を撮影する箇所を複数箇所に分割して撮
影した複数組の画像データから一つの結合三次元形状デ
ータを生成できるため、精巧な三次元形状データを得る
ことができる。更に、対象物体が比較的小さな場合でも
精巧な三次元形状データを得たい場合、対象物体を拡大
した複数個の部分の画像データを利用することで対応で
きる。また、各対象物毎の三次元形状データを結合三次
元形状データヘ移す際の量子化等によるデータの欠落を
抑えるため、データ欠落のない結合三次元形状データを
得ることができる。
【００３４】(3.3）平滑化処理を加えた三次元形状モデ
ル作製装置 この装置は、(3.2）で述べた装置に対し、図８に示すよ
うに平滑化処理部９００を追加したものである。即ち、
平滑化処理部９００は、補完処理部８００の処理により
結合三次元形状データが生成された後、メディアンフィ
ルタ（参考「画像解析ハンドブック」高木幹雄，下田陽
久監修，東京大学出版会,pp539-540）によりデータの平
滑化処理を行う機能を加え、平滑化した結合モデル構成
点により結合三次元形状データを生成し、三次元形状モ
デルを構成するものである。
ル作製装置 この装置は、(3.2）で述べた装置に対し、図８に示すよ
うに平滑化処理部９００を追加したものである。即ち、
平滑化処理部９００は、補完処理部８００の処理により
結合三次元形状データが生成された後、メディアンフィ
ルタ（参考「画像解析ハンドブック」高木幹雄，下田陽
久監修，東京大学出版会,pp539-540）によりデータの平
滑化処理を行う機能を加え、平滑化した結合モデル構成
点により結合三次元形状データを生成し、三次元形状モ
デルを構成するものである。
【００３５】この装置は、物体の三次元形状モデルをモ
デル構成点の集合で構成するため、対象物体が多面体の
ように角張っている場合はもちろん、円柱や球面のよう
な滑らかな曲面から構成される場合でも、対象物の三次
元形状データを生成でき、これにより三次元形状モデル
を作製することができる。また、対象物が大きい場合や
縦横比が大きい場合、対象物を撮影する箇所を複数箇所
に分割して撮影した複数組の画像データから一つの結合
三次元形状データを生成できるため、精巧な三次元形状
データを得ることができる。
デル構成点の集合で構成するため、対象物体が多面体の
ように角張っている場合はもちろん、円柱や球面のよう
な滑らかな曲面から構成される場合でも、対象物の三次
元形状データを生成でき、これにより三次元形状モデル
を作製することができる。また、対象物が大きい場合や
縦横比が大きい場合、対象物を撮影する箇所を複数箇所
に分割して撮影した複数組の画像データから一つの結合
三次元形状データを生成できるため、精巧な三次元形状
データを得ることができる。
【００３６】更に、対象物体が比較的小さな場合でも精
巧な三次元形状データを得たい場合、対象物体を拡大し
た複数個の部分の画像データを利用することで対応でき
る。また、各対象物毎の三次元形状データを結合三次元
形状データヘ移す際の量子化等によるデータの欠落を抑
えるため、データ欠落のない結合三次元形状データを得
ることができる。更に、平滑化処理を行うことにより各
箇所の三次元形状データを滑らかに接合した結合三次元
形状データを得ることができる。
巧な三次元形状データを得たい場合、対象物体を拡大し
た複数個の部分の画像データを利用することで対応でき
る。また、各対象物毎の三次元形状データを結合三次元
形状データヘ移す際の量子化等によるデータの欠落を抑
えるため、データ欠落のない結合三次元形状データを得
ることができる。更に、平滑化処理を行うことにより各
箇所の三次元形状データを滑らかに接合した結合三次元
形状データを得ることができる。
【００３７】上述したように、本発明の全体的なイメー
ジは、図１２に示すように、先ず、絶対座標系で表され
る対象物体を、一部重複して分割して撮影し、それぞれ
対象物体座標系で表される三次元形状データを求め、次
に、撮影箇所の重複部（データも重複）を介してこれら
の三次元形状データを結合して結合座標系で表し、そし
て、結合座標系で表される三次元形状データを結合デー
タ平面に座標変換し、更に、結合データ平面に座標変換
される三次元形状データを結合三次元形状データ配列に
量子化してメモリに格納するのである。
ジは、図１２に示すように、先ず、絶対座標系で表され
る対象物体を、一部重複して分割して撮影し、それぞれ
対象物体座標系で表される三次元形状データを求め、次
に、撮影箇所の重複部（データも重複）を介してこれら
の三次元形状データを結合して結合座標系で表し、そし
て、結合座標系で表される三次元形状データを結合デー
タ平面に座標変換し、更に、結合データ平面に座標変換
される三次元形状データを結合三次元形状データ配列に
量子化してメモリに格納するのである。
【００３８】
【発明の効果】本発明は物体の三次元形状モデルを作製
する処理に関するものである。 (1）データの入力手段としてカメラによる入力画像を用
いているため、対象物体がどのような大きさのものであ
っても、カメラで撮影可能な範囲内に存在する物体であ
れば、例えば、建造物、若しくは山肌、崖といった自然
の地形のような工業部品以外の対象であっても、物体の
三次元形状モデルを作製することができる。 (2）データの入力手段としてカメラによる入力画像を用
いているため、対象物に触ることなく非接触で物体の三
次元形状モデルを作製することができる。 (3）三次元形状データを構成するデータとして、三次元
位置データを持つモデル構成点の集合を用いるため、円
柱や球面のような滑らかな曲面を持つ物体に対しても三
次元形状モデルを作製することができる。 (4）対象物体上に関してモデル構成点を格子状にまんべ
んなく設定するため、対象物上に異物が存在する場合
は、それを容易に検知できる。 (5）対象物体を複数箇所に分割して撮影できるため、大
きな対象物を一つのフレーム内に入れる必要が無く、必
要な精度に合わせた分解能の画像を用いることで、大き
な対象物に対しても高精度な三次元形状モデルを作製で
きる。 (6）対象物体を複数箇所に分割して撮影できるため、縦
横比の大きな対象物を一つのフレーム内に入れる必要が
無く、適当な箇所に分割して各部分を大きく撮影した画
像データを用いることで画像中の余白の割合を抑え、画
像データを有効活用できる。 (7）対象物体を複数箇所に分割して撮影できるため、精
巧な三次元形状モデルを得たい場合は対象物体を複数箇
所に分けて大きく映した画像データを取得し、それらの
箇所の三次元形状データを結合することで、全体として
精巧な結合三次元形状データを生成することができる。
する処理に関するものである。 (1）データの入力手段としてカメラによる入力画像を用
いているため、対象物体がどのような大きさのものであ
っても、カメラで撮影可能な範囲内に存在する物体であ
れば、例えば、建造物、若しくは山肌、崖といった自然
の地形のような工業部品以外の対象であっても、物体の
三次元形状モデルを作製することができる。 (2）データの入力手段としてカメラによる入力画像を用
いているため、対象物に触ることなく非接触で物体の三
次元形状モデルを作製することができる。 (3）三次元形状データを構成するデータとして、三次元
位置データを持つモデル構成点の集合を用いるため、円
柱や球面のような滑らかな曲面を持つ物体に対しても三
次元形状モデルを作製することができる。 (4）対象物体上に関してモデル構成点を格子状にまんべ
んなく設定するため、対象物上に異物が存在する場合
は、それを容易に検知できる。 (5）対象物体を複数箇所に分割して撮影できるため、大
きな対象物を一つのフレーム内に入れる必要が無く、必
要な精度に合わせた分解能の画像を用いることで、大き
な対象物に対しても高精度な三次元形状モデルを作製で
きる。 (6）対象物体を複数箇所に分割して撮影できるため、縦
横比の大きな対象物を一つのフレーム内に入れる必要が
無く、適当な箇所に分割して各部分を大きく撮影した画
像データを用いることで画像中の余白の割合を抑え、画
像データを有効活用できる。 (7）対象物体を複数箇所に分割して撮影できるため、精
巧な三次元形状モデルを得たい場合は対象物体を複数箇
所に分けて大きく映した画像データを取得し、それらの
箇所の三次元形状データを結合することで、全体として
精巧な結合三次元形状データを生成することができる。
【図１】図１（ａ）は対象物体の全体外観図、図１
（ｂ）（ｃ）はそれぞれ異なるカメラで撮影された対象
物体の部分的な外観図である。
（ｂ）（ｃ）はそれぞれ異なるカメラで撮影された対象
物体の部分的な外観図である。
【図２】結合座標系と結合データ平面の関係を示す説明
図である。
図である。
【図３】本発明の第一の実施例に係る物体の三次元形状
モデル作製装置を示すブロック図である。
モデル作製装置を示すブロック図である。
【図４】結合座標系設定方法１により設定された結合座
標系の説明図である。
標系の説明図である。
【図５】結合座標系設定方法２により設定された結合座
標系の説明図である。
標系の説明図である。
【図６】本発明の第二の実施例に係る物体の三次元形状
モデル作製装置を示すブロック図である。
モデル作製装置を示すブロック図である。
【図７】本発明の第三の実施例に係る物体の三次元形状
モデル作製装置を示すブロック図である。
モデル作製装置を示すブロック図である。
【図８】本発明の第四の実施例に係る物体の三次元形状
モデル作製装置を示すブロック図である。
モデル作製装置を示すブロック図である。
【図９】図９（ａ）は結合データ平面と結合三次元形状
データ配列との関係を示すイメージ図、図９（ｂ）は結
合三次元形状データ配列のイメージ図である。
データ配列との関係を示すイメージ図、図９（ｂ）は結
合三次元形状データ配列のイメージ図である。
【図１０】結合データ平面から結合三次元形状データ配
列へ変換される際のデータの量子化を示す説明図であ
る。
列へ変換される際のデータの量子化を示す説明図であ
る。
【図１１】データ欠落部に対する補間を示す説明図であ
る。
る。
【図１２】本発明の全体的なイメージを示す説明図であ
る。
る。
１０ 結合座標系 ２０ 結合データ平面 ３０ 結合三次元形状データ配列 １００ 画像入力部 ２００ 三次元形状データ生成部 ３００，３０１ 結合画像系設定部 ４００ 結合データ平面設定部 ５００ データ射影部 ６００ 結合三次元形状データ配列データ保存部 ７００ メモリ ８００ 補間処理部 ９００ 平滑化処理部
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 5B046 DA02 FA02 FA04 FA17 FA18 5B050 BA07 BA09 BA10 DA07 EA12 EA27 EA28 5B057 BA02 BA13 CA08 CA13 CA16 CB08 CB13 CB18 CC02 CD01 CD06 CE06 CG09
Claims (4)
- 【請求項１】 対象物体を複数箇所に分けて撮影し、複
数組の左右画像を用いてステレオ計測により、複数個の
三次元形状データを作製した後、結合座標系を絶対座標
系と各対象物座標系の原点位置から設定し、複数個の三
次元形状データを貼り付けるための結合データ平面を対
象物体の長手方向に対する結合座標系の軸平面に平行な
平面に設定し、複数個の三次元形状データの構成点を結
合座標系上の点へ座標変換した後結合データ平面へ正射
影し、正射影した位置に対応する結合三次元形状データ
配列上の位置へ結合座標系へ座標変換した複数個の三次
元形状データのモデル構成点のデータを保存し、結合三
次元形状データ配列の一つの枠に複数個のモデル構成点
が対応する場合はその平均値を結合モデル構成点のデー
タとすることで、複数個の三次元形状データを一つの結
合三次元形状データヘ結合し、三次元形状モデルを構成
することを特徴とする物体の三次元形状モデル作製装置
及び方法並びにその方法を実現するソフトウェアを記録
した記録媒体。 - 【請求項２】 請求項１記載の装置の結合座標系を設定
する部分において、結合座標を絶対座標系と各対象物座
標系の原点位置から設定する代わりに、結合座標系を各
対象物座標系の平均化によって設定し、複数個の三次元
形状データを一つの結合三次元形状データヘ結合し、三
次元形状モデルを構成することを特徴とする物体の三次
元形状モデル作製装置及び方法並びにその方法を実現す
るソフトウェアを記録した記録媒体。 - 【請求項３】 請求項１記載の装置の処理により結合三
次元形状データを生成した後、結合モデル構成点を設定
する際に発生した結合データ欠落点について、その上下
および左右方同に結合モデル構成点があるかどうかを検
査し、上下左右方向に結合モデル構成点が予め設定して
おいた数以上存在した場合はこの結合データ欠落点を結
合補間対象点とし、検出した結合モデル構成点と結合デ
ータ欠落点の結合三次元データ配列上の位置から結合補
間点距離を計算し、その結合補間点距離を結合補間点距
離の総計で割った値を重みとして、結合補間対象点の奥
行きデータを先に検出した結合モデル構成点の重み付き
平均により求め、その奥行きデータと結合三次元形状デ
ータ配列上の位置から結合補間対象点の三次元位置を計
算して結合モデル構成点を設定することで、データ欠落
部分のない結合三次元形状データを生成し、三次元形状
モデルを構成することを特徴とする物体の三次元形状モ
デル作製装置及びこれを実現するソフトウェアを記録し
た記録媒体。 - 【請求項４】 請求項３記載の装置の処理により結合三
次元形状データを生成した後、メディアンフィルタによ
りデータの平滑化処理を行い、平滑化した結合モデル構
成点により結合三次元形状データを生成し、三次元形状
モデルを構成することを特徴とする物体の三次元形状モ
デル作製装置及び方法並びにその方法を実現するソフト
ウェアを記録した記録媒体。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001029448A JP3991595B2 (ja) | 2001-02-06 | 2001-02-06 | 物体の三次元形状モデル作製装置 |
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