JP2002366931A - 形状計測装置およびその方法 - Google Patents
形状計測装置およびその方法Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 被計測者の頭部全体について非接触の三次元
形状計測を高精度に行える形状計測装置およびその方法
を提供する。 【解決手段】 正弦波格子位相シフト法を用いて、複数
の照射部より正弦波状の明暗分布を持つパターンを照射
しながら位相シフトさせ、その位相シフトに同期させ
て、複数の撮影部で撮影したパターン画像をもとに照射
光の位相値を計算する。そして、これら撮影部の相対的
な位置関係から、撮像画像を１つの統一された座標系で
統合し、頭部全体の高精度な三次元形状を得る。
形状計測を高精度に行える形状計測装置およびその方法
を提供する。 【解決手段】 正弦波格子位相シフト法を用いて、複数
の照射部より正弦波状の明暗分布を持つパターンを照射
しながら位相シフトさせ、その位相シフトに同期させ
て、複数の撮影部で撮影したパターン画像をもとに照射
光の位相値を計算する。そして、これら撮影部の相対的
な位置関係から、撮像画像を１つの統一された座標系で
統合し、頭部全体の高精度な三次元形状を得る。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、画像データから人
体頭部の三次元形状を取得する形状計測装置およびその
方法に関するものである。
体頭部の三次元形状を取得する形状計測装置およびその
方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】人間の頭部を計測する方法としては、プ
ローブ（探り針) を頭部に接触させ、その位置を検出す
る接触型方式の他、カメラ等の撮像装置を用いて、得ら
れた画像データから計算する非接触の方式がある。この
非接触の方式は、接触型方式に比べて、被計測者の負担
が小さいこと、計測時に接触することで与える計測誤差
の可能性がないという利点がある。
ローブ（探り針) を頭部に接触させ、その位置を検出す
る接触型方式の他、カメラ等の撮像装置を用いて、得ら
れた画像データから計算する非接触の方式がある。この
非接触の方式は、接触型方式に比べて、被計測者の負担
が小さいこと、計測時に接触することで与える計測誤差
の可能性がないという利点がある。
【０００３】「三次元画像計測」（井口、佐藤、昭晃堂
（１９９０））には、従来の手法である、様々な非接触
の計測方式が記載されている。非接触の方式をさらに細
分化すると、何らかの投射光の照射を行うか否かを基準
にして分類できる。投射光を照射しない方式は、写真測
量で行われてきたステレオ計測をベースにしており、画
像間の対応点を見つけて、三角測量原理で三次元形状を
計算する。この方式は、対応点を見つける処理が難しい
ため、投射光を照射する方式と比べて、計測精度におい
て一般的に劣る。
（１９９０））には、従来の手法である、様々な非接触
の計測方式が記載されている。非接触の方式をさらに細
分化すると、何らかの投射光の照射を行うか否かを基準
にして分類できる。投射光を照射しない方式は、写真測
量で行われてきたステレオ計測をベースにしており、画
像間の対応点を見つけて、三角測量原理で三次元形状を
計算する。この方式は、対応点を見つける処理が難しい
ため、投射光を照射する方式と比べて、計測精度におい
て一般的に劣る。
【０００４】一方、画像間の対応点処理のため投射光の
照射する方式も、三角測量原理に基づいて行われるが、
ステレオ計測における１つのカメラを投光器に置き換え
る点で異なる。この方式は、照射光の位置を見つけるこ
とが、ステレオ計測時の対応点探索よりも容易であるた
め、計測精度は、投射光を照射しない方式よりも良い。
照射する方式も、三角測量原理に基づいて行われるが、
ステレオ計測における１つのカメラを投光器に置き換え
る点で異なる。この方式は、照射光の位置を見つけるこ
とが、ステレオ計測時の対応点探索よりも容易であるた
め、計測精度は、投射光を照射しない方式よりも良い。
【０００５】投射光を照射する方式の中で、安価であ
り、かつ高精度が得られる方法として、光切断法と呼ば
れる方法がある。この方法は、人体にとって有害なレー
ザー光を照射するため、頭部計測には不適切である。こ
れと同様の理由から、非可視光の照射は、人体に有害に
なる可能性があるため、照射光としては、可視光である
ことが望ましい。
り、かつ高精度が得られる方法として、光切断法と呼ば
れる方法がある。この方法は、人体にとって有害なレー
ザー光を照射するため、頭部計測には不適切である。こ
れと同様の理由から、非可視光の照射は、人体に有害に
なる可能性があるため、照射光としては、可視光である
ことが望ましい。
【０００６】可視光を照射する方式の内、良好な計測精
度を与えるものとして、例えば、特開平１１−１４３２
７号公報等に挙げられている方式がある。この方式は、
正弦波状の明暗分布を有するパターンを、可視光で照射
しながら位相シフトさせ、その位相シフトに同期させ
て、画像を３回以上撮像したパターン画像より、各画素
の位相値を計算し、その位相値から三次元座標を計算す
る（以下、これを「正弦波格子位相シフト法」と呼ぶ)
。この方式は、使用する光が可視光であることと、高
い計測精度を得るという要求を満たしている。
度を与えるものとして、例えば、特開平１１−１４３２
７号公報等に挙げられている方式がある。この方式は、
正弦波状の明暗分布を有するパターンを、可視光で照射
しながら位相シフトさせ、その位相シフトに同期させ
て、画像を３回以上撮像したパターン画像より、各画素
の位相値を計算し、その位相値から三次元座標を計算す
る（以下、これを「正弦波格子位相シフト法」と呼ぶ)
。この方式は、使用する光が可視光であることと、高
い計測精度を得るという要求を満たしている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の方式は、いずれも、頭部全体の計測において、以下
の問題点を抱えている。すなわち、１つの画像において
は、頭部の一部しか計測できない。そのため、頭部全体
の計測を行うには、被計測者を動かすか、あるいは撮像
装置を、被計測者のまわりに配置するかのいずれかの方
法で、頭部の異なる箇所を撮像する必要がある。
来の方式は、いずれも、頭部全体の計測において、以下
の問題点を抱えている。すなわち、１つの画像において
は、頭部の一部しか計測できない。そのため、頭部全体
の計測を行うには、被計測者を動かすか、あるいは撮像
装置を、被計測者のまわりに配置するかのいずれかの方
法で、頭部の異なる箇所を撮像する必要がある。
【０００８】一般に良く行われる方法として、ターンテ
ーブル等を用いて被計測者を動かすものがある。しか
し、この方法は、撮影に時間がかかり、その間、被計測
者は静止していなければならないので、被計測者への負
担が大きい。さらには、撮影の間に動作が生じると、計
測結果に誤差が生じるという問題がある。
ーブル等を用いて被計測者を動かすものがある。しか
し、この方法は、撮影に時間がかかり、その間、被計測
者は静止していなければならないので、被計測者への負
担が大きい。さらには、撮影の間に動作が生じると、計
測結果に誤差が生じるという問題がある。
【０００９】また、計測者のまわりに撮像装置を配置す
る方法は、投射光を照射しない方式では容易に実施でき
るが、上述のように、計測制度が低下するという問題点
がある。さらに、上述した正弦波格子位相シフト法は、
正弦波パターンを位相シフトさせる時間が必要となるた
め、その装置を、そのまま複数台使って処理すると、そ
れらを順番に動かすことになり、被計測者を動かす場合
と同様の問題が生じる。
る方法は、投射光を照射しない方式では容易に実施でき
るが、上述のように、計測制度が低下するという問題点
がある。さらに、上述した正弦波格子位相シフト法は、
正弦波パターンを位相シフトさせる時間が必要となるた
め、その装置を、そのまま複数台使って処理すると、そ
れらを順番に動かすことになり、被計測者を動かす場合
と同様の問題が生じる。
【００１０】本発明は、上述の課題に鑑みなてされたも
のであり、その目的とするところは、被計測者の頭部全
体について非接触の三次元形状計測を高精度に行える形
状計測装置およびその方法を提供することである。特
に、ステレオ計測等の非照射型の方法よりも高精度な頭
部三次元形状計測を行える形状計測装置およびその方法
を提供することである。
のであり、その目的とするところは、被計測者の頭部全
体について非接触の三次元形状計測を高精度に行える形
状計測装置およびその方法を提供することである。特
に、ステレオ計測等の非照射型の方法よりも高精度な頭
部三次元形状計測を行える形状計測装置およびその方法
を提供することである。
【００１１】また、本発明の他の目的は、従来の照射型
の方式よりも、被計測者に与える負担が小さい頭部三次
元形状計測を行える形状計測装置およびその方法を提供
することである。
の方式よりも、被計測者に与える負担が小さい頭部三次
元形状計測を行える形状計測装置およびその方法を提供
することである。
【００１２】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
め、第１の発明は、人体頭部の三次元形状を取得する形
状計測装置において、上記頭部の周囲の所定位置に配さ
れた複数の画像取得手段と、上記画像取得手段より得た
パターン画像に対する所定の位相値データを計算する複
数の位相値計算手段と、これらの画像取得手段の相対位
置と上記位相値データをもとに上記頭部の三次元形状を
求める形状取得手段とを備える形状計測装置を提供す
る。
め、第１の発明は、人体頭部の三次元形状を取得する形
状計測装置において、上記頭部の周囲の所定位置に配さ
れた複数の画像取得手段と、上記画像取得手段より得た
パターン画像に対する所定の位相値データを計算する複
数の位相値計算手段と、これらの画像取得手段の相対位
置と上記位相値データをもとに上記頭部の三次元形状を
求める形状取得手段とを備える形状計測装置を提供す
る。
【００１３】好ましくは、上記複数の画像取得手段各々
は、正弦波状の明暗分布を持つパターンを照射しながら
位相シフトさせる投射部と、その位相シフトに同期させ
て上記パターン画像を所定回数以上撮像する撮像部を有
する。また、上記形状取得手段は、上記パターン画像の
各画素に対応する三次元座標を統合して上記頭部の三次
元形状を求める。
は、正弦波状の明暗分布を持つパターンを照射しながら
位相シフトさせる投射部と、その位相シフトに同期させ
て上記パターン画像を所定回数以上撮像する撮像部を有
する。また、上記形状取得手段は、上記パターン画像の
各画素に対応する三次元座標を統合して上記頭部の三次
元形状を求める。
【００１４】好適には、第１の発明に係る形状計測装置
の複数の画像取得手段は、上記投射部から同時に照射さ
れた光が相互に干渉しない組に分けて制御される。さら
に、第１の発明に係る形状計測装置は、上記複数の画像
取得手段の内、近接する任意の２つの画像取得手段の組
により上記頭部のステレオ画像を得るよう制御する手段
を備える。
の複数の画像取得手段は、上記投射部から同時に照射さ
れた光が相互に干渉しない組に分けて制御される。さら
に、第１の発明に係る形状計測装置は、上記複数の画像
取得手段の内、近接する任意の２つの画像取得手段の組
により上記頭部のステレオ画像を得るよう制御する手段
を備える。
【００１５】第２の発明は、人体頭部の周囲に配された
複数の画像取得手段によって、その頭部の三次元形状を
取得する形状計測方法において、上記複数の画像取得手
段に所定の制御命令を送るステップと、上記制御命令に
従って上記画像取得手段が取得し、出力したパターン画
像を蓄積するステップと、上記パターン画像に対する所
定の位相値データを計算するステップと、の画像取得手
段の相対位置と上記位相値データをもとに上記頭部の三
次元形状を求めるステップとを備える形状計測方法を提
供する。
複数の画像取得手段によって、その頭部の三次元形状を
取得する形状計測方法において、上記複数の画像取得手
段に所定の制御命令を送るステップと、上記制御命令に
従って上記画像取得手段が取得し、出力したパターン画
像を蓄積するステップと、上記パターン画像に対する所
定の位相値データを計算するステップと、の画像取得手
段の相対位置と上記位相値データをもとに上記頭部の三
次元形状を求めるステップとを備える形状計測方法を提
供する。
【００１６】好ましくは、上記三次元形状の取得ステッ
プは、上記パターン画像の各画素に対応する三次元座標
を統合して上記頭部の三次元形状を求める。
プは、上記パターン画像の各画素に対応する三次元座標
を統合して上記頭部の三次元形状を求める。
【００１７】好適には、第２の発明は、さらに、上記複
数の画像取得手段の内、近接する任意の２つの画像取得
手段の組を選択するステップと、上記選択された組の画
像取得手段により上記頭部のステレオ画像を得るよう制
御するステップとを備える。
数の画像取得手段の内、近接する任意の２つの画像取得
手段の組を選択するステップと、上記選択された組の画
像取得手段により上記頭部のステレオ画像を得るよう制
御するステップとを備える。
【００１８】また、第３の発明によれば、人体頭部の周
囲に配された複数の画像取得手段によって、その頭部の
三次元形状を取得する形状計測方法をコンピュータに実
行させるプログラムにおいて、上記複数の画像取得手段
に所定の制御命令を送る処理と、上記制御命令に従って
上記画像取得手段が取得し、出力したパターン画像を蓄
積する処理と、上記パターン画像に対する所定の位相値
データを計算する処理と、上記複数の画像取得手段の相
対位置と上記位相値データをもとに上記頭部の三次元形
状を求める処理とをコンピュータに実行させるプログラ
ムが提供される。
囲に配された複数の画像取得手段によって、その頭部の
三次元形状を取得する形状計測方法をコンピュータに実
行させるプログラムにおいて、上記複数の画像取得手段
に所定の制御命令を送る処理と、上記制御命令に従って
上記画像取得手段が取得し、出力したパターン画像を蓄
積する処理と、上記パターン画像に対する所定の位相値
データを計算する処理と、上記複数の画像取得手段の相
対位置と上記位相値データをもとに上記頭部の三次元形
状を求める処理とをコンピュータに実行させるプログラ
ムが提供される。
【００１９】
【発明の実施の形態】以下、添付図面を参照しながら、
本発明の実施の形態を詳細に説明する。 ［実施の形態１］図１は、本発明の実施の形態１に係る
形状計測装置の構成を示すブロック図である。この形状
計測装置は、同図に示すように、頭部三次元形状計測方
法を実行するための装置であり、頭部画像取得部１０
０、制御部２００、位相値計算部３００、そして、三次
元形状計算部４００により構成される。
本発明の実施の形態を詳細に説明する。 ［実施の形態１］図１は、本発明の実施の形態１に係る
形状計測装置の構成を示すブロック図である。この形状
計測装置は、同図に示すように、頭部三次元形状計測方
法を実行するための装置であり、頭部画像取得部１０
０、制御部２００、位相値計算部３００、そして、三次
元形状計算部４００により構成される。
【００２０】頭部画像取得部１００は、複数の頭部側面
画像取得部１０１−１，…，１０１−ｎの組からなり
（ｎは、正の整数）、頭部側面画像取得部各々が、正弦
波状の明暗分布を持つパターンを照射しながら位相シフ
トさせる投射部１２０と、その位相シフトに同期させ
て、画像を３回以上撮像する撮像部１５０を備える（例
えば、頭部側面画像取得部１０１−１の場合、投射部１
２０−１と撮像部１５０−１を有する）。ここで、画像
を撮像する回数については、後述するパラメータの数に
依存する。
画像取得部１０１−１，…，１０１−ｎの組からなり
（ｎは、正の整数）、頭部側面画像取得部各々が、正弦
波状の明暗分布を持つパターンを照射しながら位相シフ
トさせる投射部１２０と、その位相シフトに同期させ
て、画像を３回以上撮像する撮像部１５０を備える（例
えば、頭部側面画像取得部１０１−１の場合、投射部１
２０−１と撮像部１５０−１を有する）。ここで、画像
を撮像する回数については、後述するパラメータの数に
依存する。
【００２１】制御部２００は、例えば、マイクロプロセ
ッサで構成され、頭部側面画像取得部１０１−１，…，
１０１−ｎそれぞれの正弦波パターンの照射、そのシフ
ト駆動、シフト駆動と同期したパターン画像撮影、およ
びパターン画像の蓄積を制御する。また、位相値計算部
３００は、パターン画像を蓄積し、位相値データを計算
する複数の計算部３０１−１，…，３０１−ｍの組から
なる（ｍは、正の整数）。三次元形状計算部４００は、
上記の位相値計算部３００より得た、全ての位相値デー
タから、被計測者の頭部全体の三次元形状を計算する。
ッサで構成され、頭部側面画像取得部１０１−１，…，
１０１−ｎそれぞれの正弦波パターンの照射、そのシフ
ト駆動、シフト駆動と同期したパターン画像撮影、およ
びパターン画像の蓄積を制御する。また、位相値計算部
３００は、パターン画像を蓄積し、位相値データを計算
する複数の計算部３０１−１，…，３０１−ｍの組から
なる（ｍは、正の整数）。三次元形状計算部４００は、
上記の位相値計算部３００より得た、全ての位相値デー
タから、被計測者の頭部全体の三次元形状を計算する。
【００２２】本実施の形態に係る形状計測装置におけ
る、主な信号の流れ、および、装置全体の動作を説明す
る。図６は、本形状計測装置全体の動作手順の概略を示
すフローチャートである。制御部２００は、あらかじめ
決められたスケジュールに従って、頭部側面画像取得部
１０１−１，…，１０１−ｎの投射部１２０−１，…，
１２０−ｎに対して、パターン投射や位相シフトの命令
Ｓ１ａ，…，Ｓｎａを出力し、撮影部１５０−１，…，
１５０−ｎに対しては、位相シフトと同期しながらパタ
ーン画像を撮像する命令Ｓ１ｂ，…，Ｓｎｂを出す。
る、主な信号の流れ、および、装置全体の動作を説明す
る。図６は、本形状計測装置全体の動作手順の概略を示
すフローチャートである。制御部２００は、あらかじめ
決められたスケジュールに従って、頭部側面画像取得部
１０１−１，…，１０１−ｎの投射部１２０−１，…，
１２０−ｎに対して、パターン投射や位相シフトの命令
Ｓ１ａ，…，Ｓｎａを出力し、撮影部１５０−１，…，
１５０−ｎに対しては、位相シフトと同期しながらパタ
ーン画像を撮像する命令Ｓ１ｂ，…，Ｓｎｂを出す。
【００２３】その結果、図６のステップＳ６１に示すよ
うに、頭部側面画像取得部１０１−１，…，１０１−ｎ
において、パターン投射（パターン照射）、および位相
シフトが行われる。そして、続くステップＳ６２で、パ
ターン画像が撮像される。
うに、頭部側面画像取得部１０１−１，…，１０１−ｎ
において、パターン投射（パターン照射）、および位相
シフトが行われる。そして、続くステップＳ６２で、パ
ターン画像が撮像される。
【００２４】さらに、制御部２００は、頭部側面画像取
得部の撮影部からのパターン画像Ｓ１ｃ，…，Ｓｎｃ
を、蓄積に適するように順番を入れ替え（例えば、図１
に示すように、Ｓ２０−１，…，Ｓ２０−ｍ）、それら
を位相値計算部３００に送る。
得部の撮影部からのパターン画像Ｓ１ｃ，…，Ｓｎｃ
を、蓄積に適するように順番を入れ替え（例えば、図１
に示すように、Ｓ２０−１，…，Ｓ２０−ｍ）、それら
を位相値計算部３００に送る。
【００２５】位相値計算部３００内の計算部３０１−
１，…，３０１−ｍは、制御部２００から送られてきた
パターン画像Ｓ２０−１，…，Ｓ２０−ｍを蓄積し（ス
テップＳ６３）、各画素に対応する位相値を計算する。
計算結果は、位相値データＳ３０−１，…，Ｓ３０−ｍ
として出力される（ステップＳ６４）。
１，…，３０１−ｍは、制御部２００から送られてきた
パターン画像Ｓ２０−１，…，Ｓ２０−ｍを蓄積し（ス
テップＳ６３）、各画素に対応する位相値を計算する。
計算結果は、位相値データＳ３０−１，…，Ｓ３０−ｍ
として出力される（ステップＳ６４）。
【００２６】三次元形状計算部４００は、上記の位相値
データＳ３０−１，…，Ｓ３０−ｍと、頭部側面画像取
得部１０１−１，…，１０１−ｎの投射部１２０−１，
…，１２０−ｎや撮影部１５０−１，…，１５０−ｎの
位置情報から、三角測量原理に基づいて、位相値データ
に対応する三次元座標値を計算する（ステップＳ６
５）。そして、求められた計算結果を全て統合して、被
計測者の頭部全体の三次元形状を得る（ステップＳ６
６）。
データＳ３０−１，…，Ｓ３０−ｍと、頭部側面画像取
得部１０１−１，…，１０１−ｎの投射部１２０−１，
…，１２０−ｎや撮影部１５０−１，…，１５０−ｎの
位置情報から、三角測量原理に基づいて、位相値データ
に対応する三次元座標値を計算する（ステップＳ６
５）。そして、求められた計算結果を全て統合して、被
計測者の頭部全体の三次元形状を得る（ステップＳ６
６）。
【００２７】そこで、本実施の形態に係る形状計測装置
の各部の動作を詳細に説明する。頭部画像取得部１００
は、上述のように、複数の頭部側面画像取得部１０１−
１，…，１０１−ｎで構成される。その個数は、頭部側
面画像取得部の投射部１２０−１，…，１２０−ｎの投
影範囲や、撮像部１５０−１，…，１５０−ｎの撮像範
囲等で決まる。以下、その一例を示す。
の各部の動作を詳細に説明する。頭部画像取得部１００
は、上述のように、複数の頭部側面画像取得部１０１−
１，…，１０１−ｎで構成される。その個数は、頭部側
面画像取得部の投射部１２０−１，…，１２０−ｎの投
影範囲や、撮像部１５０−１，…，１５０−ｎの撮像範
囲等で決まる。以下、その一例を示す。
【００２８】図２は、頭部画像取得部１００を頭上（真
上）から見たときの様子を示し、図３は、それを側面か
ら見たときの様子である。これらの図から分かるよう
に、複数の頭部側面画像取得部は、被計測者（不図示）
の全周全体と、頭頂、顎下とが撮影可能な形で配置され
ている。なお、同図に示す構成では、頭頂と顎下の投射
部は、２つの頭部側面画像取得部で投射部を兼ねてい
る。
上）から見たときの様子を示し、図３は、それを側面か
ら見たときの様子である。これらの図から分かるよう
に、複数の頭部側面画像取得部は、被計測者（不図示）
の全周全体と、頭頂、顎下とが撮影可能な形で配置され
ている。なお、同図に示す構成では、頭頂と顎下の投射
部は、２つの頭部側面画像取得部で投射部を兼ねてい
る。
【００２９】これらの投射部にあるプロジェクタや撮像
部のカメラのキャリブレーション（校正）は、表面にチ
ェック模様が描かれた立方体等で、例えば、井口、佐藤
による「三次元画像計測」（昭晃堂（１９９０））や、
Tsai, ”A Versatile CameraCalibration Technique fo
r High-accuracy 3D Machine Vision Metrology Using
Off-the-shelf TV Cameras and Lenses” IEEE Journal
on Robotics and Automation, Vol. RA-3, pp.323-344
(1987)（カメラのみ）のような方法で、あらかじめ行
っておき、相対的な位置関係や機器の内部パラメータを
取得しておく。
部のカメラのキャリブレーション（校正）は、表面にチ
ェック模様が描かれた立方体等で、例えば、井口、佐藤
による「三次元画像計測」（昭晃堂（１９９０））や、
Tsai, ”A Versatile CameraCalibration Technique fo
r High-accuracy 3D Machine Vision Metrology Using
Off-the-shelf TV Cameras and Lenses” IEEE Journal
on Robotics and Automation, Vol. RA-3, pp.323-344
(1987)（カメラのみ）のような方法で、あらかじめ行
っておき、相対的な位置関係や機器の内部パラメータを
取得しておく。
【００３０】図４は、頭部側面画像取得部１０１−１，
…，１０１−ｎの構成を示す図である。同図は、複数の
頭部側面画像取得部の内、ｋ番目の頭部側面画像取得部
１０１−ｋを示しており、プロジェクタ４２の前に、上
下（もしくは、左右）にシフトする、正弦波状のパター
ンフィルム４１が配置された投射部１２０−ｋと、対象
物体にパターンフィルムが投射された画像を撮影するカ
メラ４３を有する撮像部１５０−ｋによって構成されて
いる。
…，１０１−ｎの構成を示す図である。同図は、複数の
頭部側面画像取得部の内、ｋ番目の頭部側面画像取得部
１０１−ｋを示しており、プロジェクタ４２の前に、上
下（もしくは、左右）にシフトする、正弦波状のパター
ンフィルム４１が配置された投射部１２０−ｋと、対象
物体にパターンフィルムが投射された画像を撮影するカ
メラ４３を有する撮像部１５０−ｋによって構成されて
いる。
【００３１】これらの機器の動作制御は、制御部２００
を通して行われる。また、カメラ４３への同期信号４５
も、制御部２００から与えられ、複数の頭部側面画像取
得部の、全てのカメラ同期がとられる構成になってい
る。
を通して行われる。また、カメラ４３への同期信号４５
も、制御部２００から与えられ、複数の頭部側面画像取
得部の、全てのカメラ同期がとられる構成になってい
る。
【００３２】投射部１２０−１，…，１２０−ｎ各々
は、制御部２００から動作開始の命令を受けるまでは、
消灯状態にあり、動作開始命令４３を受けると点灯す
る。なお、点灯、消灯の代わりに、点灯を持続させてお
いて、シャッターの閉開で被計測者への照射、被照射を
制御する方法をとっても良い。さらに、投射部では、撮
影開始命令４４を受けると同時に、パターンフィルム４
１が、一定のスピードで下方向に駆動される。
は、制御部２００から動作開始の命令を受けるまでは、
消灯状態にあり、動作開始命令４３を受けると点灯す
る。なお、点灯、消灯の代わりに、点灯を持続させてお
いて、シャッターの閉開で被計測者への照射、被照射を
制御する方法をとっても良い。さらに、投射部では、撮
影開始命令４４を受けると同時に、パターンフィルム４
１が、一定のスピードで下方向に駆動される。
【００３３】各撮像部１５０−１，…，１５０−ｎは、
撮像開始命令４４を受ける前と、撮像停止命令４４を受
けた後は、ダミーフレーム（ブルーフレーム等) を取り
込み続ける（図５参照）。ここでは、撮像開始命令から
撮像停止命令を受けるまでの間のみ、パターン画像を撮
影し続ける。なお、パターンフィルムの駆動速度、撮像
部の画像撮影間隔、撮影時間（例えば、フィルムの位相
値が撮像フレーム間隔の時間でπ／２ラジアン動き、そ
の動きに合わせてシャッターを切るように撮像し、４フ
レーム撮像する) は、事前に調整しておく。
撮像開始命令４４を受ける前と、撮像停止命令４４を受
けた後は、ダミーフレーム（ブルーフレーム等) を取り
込み続ける（図５参照）。ここでは、撮像開始命令から
撮像停止命令を受けるまでの間のみ、パターン画像を撮
影し続ける。なお、パターンフィルムの駆動速度、撮像
部の画像撮影間隔、撮影時間（例えば、フィルムの位相
値が撮像フレーム間隔の時間でπ／２ラジアン動き、そ
の動きに合わせてシャッターを切るように撮像し、４フ
レーム撮像する) は、事前に調整しておく。
【００３４】制御系以外の各頭部側面画像取得部の動作
は、例えば、小松原、吉澤、「縞走査を導入した格子パ
ターン投影法」（精密工学会誌、vol.58, No.7, pp.181
7-1822, 1899) や、小松原、片瀬、吉澤、「縞走査を導
入した格子パターン投影法（第２報）」（精密工学会
誌、vol.58, No.7, pp.1173-1178, 1992) に記載されて
いる一般的な正弦波格子位相シフト法と同じである。
は、例えば、小松原、吉澤、「縞走査を導入した格子パ
ターン投影法」（精密工学会誌、vol.58, No.7, pp.181
7-1822, 1899) や、小松原、片瀬、吉澤、「縞走査を導
入した格子パターン投影法（第２報）」（精密工学会
誌、vol.58, No.7, pp.1173-1178, 1992) に記載されて
いる一般的な正弦波格子位相シフト法と同じである。
【００３５】制御部２００は、頭部側面画像取得部１０
１−１，…，１０１−ｎそれぞれの動作を制御し、それ
らが出力するパターン画像Ｓ１ｃ，…，Ｓｎｃを位相値
計算部３００内の計算部３０１−１，…，３０１−ｍに
蓄積せよ、という命令を出す。これら頭部側面画像取得
部の制御は、次のようにプログラミングされる。
１−１，…，１０１−ｎそれぞれの動作を制御し、それ
らが出力するパターン画像Ｓ１ｃ，…，Ｓｎｃを位相値
計算部３００内の計算部３０１−１，…，３０１−ｍに
蓄積せよ、という命令を出す。これら頭部側面画像取得
部の制御は、次のようにプログラミングされる。
【００３６】まず、投射部１２０−１，…，１２０−ｎ
の照射が干渉しない組に頭部側面画像取得部１０１−
１，…，１０１−ｎを分ける。頭部側面画像取得部が、
図２，図３に示すように配置された場合、Ａ１とＡ５、
Ａ２とＡ６、Ａ３とＡ７、Ａ４とＡ８、Ａ９とＡ１０の
投射部は、互いに対面となり、被計測者に同時に照射し
ても干渉しない。よって、投射部をＡ１，Ａ２，Ａ３，
Ａ４，Ａ９とＡ５，Ａ６，Ａ７，Ａ８，Ａ１０で組分け
する。同時に、それに随伴する撮像部も、Ａ１，Ａ２，
Ａ３，Ａ４，Ａ９両カメラと、Ａ５，Ａ６，Ａ７，Ａ
８，Ａ１０両カメラで組分けする。
の照射が干渉しない組に頭部側面画像取得部１０１−
１，…，１０１−ｎを分ける。頭部側面画像取得部が、
図２，図３に示すように配置された場合、Ａ１とＡ５、
Ａ２とＡ６、Ａ３とＡ７、Ａ４とＡ８、Ａ９とＡ１０の
投射部は、互いに対面となり、被計測者に同時に照射し
ても干渉しない。よって、投射部をＡ１，Ａ２，Ａ３，
Ａ４，Ａ９とＡ５，Ａ６，Ａ７，Ａ８，Ａ１０で組分け
する。同時に、それに随伴する撮像部も、Ａ１，Ａ２，
Ａ３，Ａ４，Ａ９両カメラと、Ａ５，Ａ６，Ａ７，Ａ
８，Ａ１０両カメラで組分けする。
【００３７】次に、各カメラの撮像タイミング、パター
ンフィルムの駆動タイミング、プロジェクタの点灯タイ
ミングを同期させる。これらの同期をとるため、パター
ンフィルムの駆動の開始前とパターンフィルムの最終位
置で撮像を終えた後は、カメラにダミーフレームを送り
続ける。
ンフィルムの駆動タイミング、プロジェクタの点灯タイ
ミングを同期させる。これらの同期をとるため、パター
ンフィルムの駆動の開始前とパターンフィルムの最終位
置で撮像を終えた後は、カメラにダミーフレームを送り
続ける。
【００３８】これらのタイミングと同期の制御は、カメ
ラの仕様、パターンフィルムの駆動方法に左右される
が、例えば、カメラがＮＴＳＣ方式であり、パターンフ
ィルムの駆動装置、プロジェクタの点灯装置が理想的な
場合には、１／３０秒ごとに位相シフトさせることで、
最速で処理を行える。
ラの仕様、パターンフィルムの駆動方法に左右される
が、例えば、カメラがＮＴＳＣ方式であり、パターンフ
ィルムの駆動装置、プロジェクタの点灯装置が理想的な
場合には、１／３０秒ごとに位相シフトさせることで、
最速で処理を行える。
【００３９】これを、各頭部側面画像取得部で、上述し
た照射光が干渉しない組み合わせを選んで、同時にプロ
ジェクタの点灯、パターンフィルムの駆動、各カメラの
撮像という３つの処理を行う。例えば、頭部側面画像取
得部が、図２，図３に示すように配置され、撮像部のカ
メラがＮＴＳＣ方式であり、投射部のパターンフィルム
の駆動が４回で、パターンフィルムの駆動方法、プロジ
ェクタの点灯方法が理想的な場合、図５に示すタイミン
グで、パターンフィルムの駆動（同図中の個々の枠内に
ある数字１，…，４が駆動回数である）、プロジェクタ
の点灯、カメラの撮像に関するスケジュールをプログラ
ムすることができる。
た照射光が干渉しない組み合わせを選んで、同時にプロ
ジェクタの点灯、パターンフィルムの駆動、各カメラの
撮像という３つの処理を行う。例えば、頭部側面画像取
得部が、図２，図３に示すように配置され、撮像部のカ
メラがＮＴＳＣ方式であり、投射部のパターンフィルム
の駆動が４回で、パターンフィルムの駆動方法、プロジ
ェクタの点灯方法が理想的な場合、図５に示すタイミン
グで、パターンフィルムの駆動（同図中の個々の枠内に
ある数字１，…，４が駆動回数である）、プロジェクタ
の点灯、カメラの撮像に関するスケジュールをプログラ
ムすることができる。
【００４０】図５に示す例の場合、パターンフィルムの
駆動が１フレーム収まると、合計２０（＝４×５）／３
０秒で頭部全体の撮影を終えることができる（ここで、
“４”は、上記のパターンフィルムの駆動回数、“５”
は、全カメラによる撮影終了に要するタイミングスロッ
ト数）。そして、各頭部側面画像取得部の撮影が終了す
ると、パターン画像Ｓ１ｃ，…，Ｓｎｃが生成される。
制御部２００は、これらの画像を、どの順番で、どの計
算部３０１−１，…，３０１−ｍに蓄積するかを命令す
る。
駆動が１フレーム収まると、合計２０（＝４×５）／３
０秒で頭部全体の撮影を終えることができる（ここで、
“４”は、上記のパターンフィルムの駆動回数、“５”
は、全カメラによる撮影終了に要するタイミングスロッ
ト数）。そして、各頭部側面画像取得部の撮影が終了す
ると、パターン画像Ｓ１ｃ，…，Ｓｎｃが生成される。
制御部２００は、これらの画像を、どの順番で、どの計
算部３０１−１，…，３０１−ｍに蓄積するかを命令す
る。
【００４１】図５に示す例では、同時に撮影する組み合
わせは、上記の２組なので、適度に順番を入れ替えれば
（Ｓ２０１，…，Ｓ２０ｍ）、位相値計算部３００は、
最小２つの計算部を用意すればよい。そこで、位相値計
算部３００は、それを構成する計算部３０１−１，…，
３０１−ｍに、パターン画像Ｓ２０−１，…，Ｓ２０−
ｍを蓄積し、そのパターン画像から、各画素に対応する
照射光の位相値を計算する。
わせは、上記の２組なので、適度に順番を入れ替えれば
（Ｓ２０１，…，Ｓ２０ｍ）、位相値計算部３００は、
最小２つの計算部を用意すればよい。そこで、位相値計
算部３００は、それを構成する計算部３０１−１，…，
３０１−ｍに、パターン画像Ｓ２０−１，…，Ｓ２０−
ｍを蓄積し、そのパターン画像から、各画素に対応する
照射光の位相値を計算する。
【００４２】位相値の計算は、２π倍の不定性を持った
相対位相値を計算した後、その後、２π倍の不定性を取
り除いた絶対位相値を計算する。なお、相対位相値の計
算は、小松原、吉澤、「縞走査を導入した格子パターン
投影法」（精密工学会誌、vol.58, No.7, pp.1817-182
2, 1899) や、小松原、片瀬、吉澤、「縞走査を導入し
た格子パターン投影法（第２報）」（精密工学会誌、vo
l.58, No.7, pp.1173-1178, 1992）、あるいは、特開２
０００−１４６５４３号公報記載の数式（４）によって
計算することができる。
相対位相値を計算した後、その後、２π倍の不定性を取
り除いた絶対位相値を計算する。なお、相対位相値の計
算は、小松原、吉澤、「縞走査を導入した格子パターン
投影法」（精密工学会誌、vol.58, No.7, pp.1817-182
2, 1899) や、小松原、片瀬、吉澤、「縞走査を導入し
た格子パターン投影法（第２報）」（精密工学会誌、vo
l.58, No.7, pp.1173-1178, 1992）、あるいは、特開２
０００−１４６５４３号公報記載の数式（４）によって
計算することができる。
【００４３】一方、絶対位相値を計算する方法は、例え
ば、特開２０００−１４６５４３号公報、特開２０００
−１４９０２４号公報、特開平１１−１４３２７号公報
に記載の方法で計算できる。このように、絶対位相値が
計算された位相値データＳ３０−１，…，Ｓ３０−ｍ
は、三次元形状計算部４００に出力される。
ば、特開２０００−１４６５４３号公報、特開２０００
−１４９０２４号公報、特開平１１−１４３２７号公報
に記載の方法で計算できる。このように、絶対位相値が
計算された位相値データＳ３０−１，…，Ｓ３０−ｍ
は、三次元形状計算部４００に出力される。
【００４４】三次元形状計算部４００は、入力された位
相値データＳ３０−１，…，Ｓ３０−ｍと、あらかじめ
キャリブレーションを行って取得しておいたプロジェク
タとカメラの相対的な位置関係、および内部パラメータ
とから、各カメラで撮像された画像の各画素に対応する
三次元座標を、三角測量原理で計算する。これは、一般
的な正弦波格子位相シフト法と同じである。
相値データＳ３０−１，…，Ｓ３０−ｍと、あらかじめ
キャリブレーションを行って取得しておいたプロジェク
タとカメラの相対的な位置関係、および内部パラメータ
とから、各カメラで撮像された画像の各画素に対応する
三次元座標を、三角測量原理で計算する。これは、一般
的な正弦波格子位相シフト法と同じである。
【００４５】さらに、三次元形状計算部４００は、各カ
メラ間の相対的な位置関係から、各カメラで撮像された
画像の各画素に対応する三次元座標を、１つの統一され
た座標系で統合する。その結果、求める被測定者の頭部
全体の三次元形状を取得することができる。
メラ間の相対的な位置関係から、各カメラで撮像された
画像の各画素に対応する三次元座標を、１つの統一され
た座標系で統合する。その結果、求める被測定者の頭部
全体の三次元形状を取得することができる。
【００４６】以上説明したように、本実施の形態によれ
ば、正弦波格子位相シフト法を用いて、複数の照射部よ
り正弦波状の明暗分布を持つパターンを照射しながら位
相シフトさせ、その位相シフトに同期させて、複数の撮
影部で撮影したパターン画像をもとに照射光の位相値を
計算するとともに、これら撮影部の相対的な位置関係か
ら、撮像画像を１つの統一された座標系で統合すること
で、対象物（人体頭部全体）の三次元形状に対する高度
な計測が可能となる。
ば、正弦波格子位相シフト法を用いて、複数の照射部よ
り正弦波状の明暗分布を持つパターンを照射しながら位
相シフトさせ、その位相シフトに同期させて、複数の撮
影部で撮影したパターン画像をもとに照射光の位相値を
計算するとともに、これら撮影部の相対的な位置関係か
ら、撮像画像を１つの統一された座標系で統合すること
で、対象物（人体頭部全体）の三次元形状に対する高度
な計測が可能となる。
【００４７】また、各々が照射部と撮影部を有する複数
の画像取得部の動作に対して、複数の並列処理を同時に
行えるようにスケジューリングすることにより、撮影時
間を削減でき、従来の照射型の方式に比べて被計測者に
与える負担を軽減して、例えば、その頭部三次元形状の
計測を行える、という効果がある。
の画像取得部の動作に対して、複数の並列処理を同時に
行えるようにスケジューリングすることにより、撮影時
間を削減でき、従来の照射型の方式に比べて被計測者に
与える負担を軽減して、例えば、その頭部三次元形状の
計測を行える、という効果がある。
【００４８】さらに、複数の画像データの蓄積処理を同
時に行わず、蓄積装置を兼用するようにスケジューリン
グすることにより、同時に撮影を行う撮像部の数を削減
でき、結果として、画像蓄積装置の数を減らした頭部三
次元形状計測装置の提供が可能となる。
時に行わず、蓄積装置を兼用するようにスケジューリン
グすることにより、同時に撮影を行う撮像部の数を削減
でき、結果として、画像蓄積装置の数を減らした頭部三
次元形状計測装置の提供が可能となる。
【００４９】［実施の形態２］以下、本発明の実施の形
態２について説明する。本実施の形態２に係る画像処理
方法として、ここでは、ステレオカメラを用いた方法を
採用する。なお、本実施の形態２に係る形状計測装置の
構成は、図１に示す、上記実施の形態１に係る装置と同
じであるため、その図示と説明を省略する。よって、頭
部画像取得部は、上記の実施の形態１に係るそれと同じ
である。
態２について説明する。本実施の形態２に係る画像処理
方法として、ここでは、ステレオカメラを用いた方法を
採用する。なお、本実施の形態２に係る形状計測装置の
構成は、図１に示す、上記実施の形態１に係る装置と同
じであるため、その図示と説明を省略する。よって、頭
部画像取得部は、上記の実施の形態１に係るそれと同じ
である。
【００５０】本実施の形態２に係る制御部２００は、ス
テレオ処理を行う組み合わせに、カメラに付随するプロ
ジェクタが投影したときも撮像を行うように制御プログ
ラムを変更する。例えば、頭部側面画像取得部１０１−
１，１０１−２をステレオの組とするときには、プロジ
ェクタ１２０−１が照射しているときは、カメラ１５０
−１，１５０−２で撮像を行い、プロジェクタ１２０−
２が照射しているときも、カメラ１５０−１，１５０−
２で撮像するように制御する。
テレオ処理を行う組み合わせに、カメラに付随するプロ
ジェクタが投影したときも撮像を行うように制御プログ
ラムを変更する。例えば、頭部側面画像取得部１０１−
１，１０１−２をステレオの組とするときには、プロジ
ェクタ１２０−１が照射しているときは、カメラ１５０
−１，１５０−２で撮像を行い、プロジェクタ１２０−
２が照射しているときも、カメラ１５０−１，１５０−
２で撮像するように制御する。
【００５１】図７は、本実施の形態２に係る制御部が与
える制御命令を示すタイミングチャートである。同図
は、頭部側面画像取得部１０１−１，…，１０１−ｎに
ついて、ステレオ処理のため、それら画像取得部の１と
２、３と４、５と６、７と８を組にした場合のタイミン
グチャートである。なお、他の処理については、上記実
施の形態１と同じであるが、ここでは、同時に撮影する
組み合わせは４組になるので、位相値計算部には、最小
４つの計算部が必要になる。
える制御命令を示すタイミングチャートである。同図
は、頭部側面画像取得部１０１−１，…，１０１−ｎに
ついて、ステレオ処理のため、それら画像取得部の１と
２、３と４、５と６、７と８を組にした場合のタイミン
グチャートである。なお、他の処理については、上記実
施の形態１と同じであるが、ここでは、同時に撮影する
組み合わせは４組になるので、位相値計算部には、最小
４つの計算部が必要になる。
【００５２】位相値計算部３００における相対位相値の
計算は、上記実施の形態１と同じである。また、絶対位
相の計算については、例えば、特開２００１−１２９２
５号公報に記載の方法で、各カメラ間の相対的な位置関
係を用いる。ここでの三次元形状計算部４００も、上記
の実施の形態１に係る三次元形状計算部と同じである。
計算は、上記実施の形態１と同じである。また、絶対位
相の計算については、例えば、特開２００１−１２９２
５号公報に記載の方法で、各カメラ間の相対的な位置関
係を用いる。ここでの三次元形状計算部４００も、上記
の実施の形態１に係る三次元形状計算部と同じである。
【００５３】図８は、エピポーラ幾何による幾何学的拘
束により、位相値の２π不定性を取り除く原理を示す図
である。同図に示す方法では、ステレオカメラの一方の
カメラをメインカメラ８０２、他方をサブカメラ８０３
とし、メインカメラ８０２での位相値の２π倍の不定性
を、エピポーラ幾何による幾何学的拘束により取り除く
ことができる。
束により、位相値の２π不定性を取り除く原理を示す図
である。同図に示す方法では、ステレオカメラの一方の
カメラをメインカメラ８０２、他方をサブカメラ８０３
とし、メインカメラ８０２での位相値の２π倍の不定性
を、エピポーラ幾何による幾何学的拘束により取り除く
ことができる。
【００５４】このように、本実施の形態２では、頭部側
面画像取得部の２つをステレオの組として画像のステレ
オ処理を行う構成とすることで、より精度の高い、対象
物（人体頭部全体）の三次元形状を得ることができる。
面画像取得部の２つをステレオの組として画像のステレ
オ処理を行う構成とすることで、より精度の高い、対象
物（人体頭部全体）の三次元形状を得ることができる。
【００５５】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
人体頭部の周囲の所定位置に複数の画像取得手段を配
し、これら画像取得手段より得たパターン画像に対する
所定の位相値データを複数の位相値計算手段で計算し、
画像取得手段の相対位置と位相値データをもとに、形状
取得手段によって頭部の三次元形状を求めることで、非
照射型の方法よりも高精度な頭部三次元形状計測を行え
る。
人体頭部の周囲の所定位置に複数の画像取得手段を配
し、これら画像取得手段より得たパターン画像に対する
所定の位相値データを複数の位相値計算手段で計算し、
画像取得手段の相対位置と位相値データをもとに、形状
取得手段によって頭部の三次元形状を求めることで、非
照射型の方法よりも高精度な頭部三次元形状計測を行え
る。
【００５６】また、複数の画像取得手段を、その投射部
から同時に照射された光が相互に干渉しない組に分けて
制御することで、従来の照射型の方式よりも、被計測者
に与える負担を軽減させつつ、頭部三次元形状計測を行
える。つまり、複数の画像取得手段の動作を並列に行う
処理を同時に行えるようにスケジューリングすることに
より、撮影時間を削減できる。
から同時に照射された光が相互に干渉しない組に分けて
制御することで、従来の照射型の方式よりも、被計測者
に与える負担を軽減させつつ、頭部三次元形状計測を行
える。つまり、複数の画像取得手段の動作を並列に行う
処理を同時に行えるようにスケジューリングすることに
より、撮影時間を削減できる。
【００５７】さらには、位相値計算手段の数と画像取得
手段の組の数とを等しくして、複数の蓄積処理を、蓄積
装置を兼用するようにスケジューリングすることで、同
時に撮影に関与する画像取得手段（撮像装置）を削減で
き、形状計測装置の構成の簡略化が可能となる。
手段の組の数とを等しくして、複数の蓄積処理を、蓄積
装置を兼用するようにスケジューリングすることで、同
時に撮影に関与する画像取得手段（撮像装置）を削減で
き、形状計測装置の構成の簡略化が可能となる。
【図１】本発明の実施の形態１に係る形状計測装置の構
成を示すブロック図である。
成を示すブロック図である。
【図２】頭部画像取得部を頭上から見たときの様子を示
す図である。
す図である。
【図３】頭部画像取得部を側面から見たときの様子を示
す図である。
す図である。
【図４】頭部側面画像取得部の構成を示す図である。
【図５】制御部による制御命令の一例を示すタイミング
チャートである。
チャートである。
【図６】実施の形態１に係る形状計測装置全体の動作手
順の概略を示すフローチャートである。
順の概略を示すフローチャートである。
【図７】ステレオカメラ方式採用時の制御部が与える制
御命令のタイミングチャートの例を示す図である。
御命令のタイミングチャートの例を示す図である。
【図８】エピポーラ幾何による幾何学的拘束により、位
相値の２π不定性を取り除く原理を示す図である。
相値の２π不定性を取り除く原理を示す図である。
４１ パターンフィルム ４２ プロジェクタ ４３ カメラ １００ 頭部画像取得部 １０１−１，…，１０１−ｎ 頭部側面画像取得部 １２０−１，…，１２０−ｎ 投射部 １５０−１，…，１５０−ｎ 撮影部 ２００ 制御部 ３００ 位相値計算部 ３０１−１，…，３０１−ｍ 計算部 ４００ 三次元形状計算部
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｇ０６Ｔ 7/00 Ｇ０６Ｔ 17/40 Ｆ ２００ Ｇ０１Ｂ 11/24 Ｋ 17/40 Ｎ Ｆターム(参考） 2F065 AA53 BB05 CC16 DD06 FF05 FF08 FF09 FF61 FF64 HH06 HH14 JJ03 JJ05 LL30 LL41 LL63 MM11 QQ24 QQ25 QQ28 5B047 AA07 AB02 BA02 BB06 BC11 BC23 CA04 CA19 CB18 5B050 BA04 BA12 DA07 EA28 5B057 BA11 CA12 CA16 CB13 CB20 CH08 DA11 DA17 DB03 DC09 5L096 AA09 BA18 CA05 CA17 DA02 FA06 GA59 HA01
Claims (15)
- 【請求項１】 人体頭部の三次元形状を取得する形状計
測装置において、 前記頭部の周囲の所定位置に配された複数の画像取得手
段と、 前記画像取得手段より得たパターン画像に対する所定の
位相値データを計算する複数の位相値計算手段と、 前記複数の画像取得手段の相対位置と前記位相値データ
をもとに前記頭部の三次元形状を求める形状取得手段と
を備えることを特徴とする形状計測装置。 - 【請求項２】 前記複数の画像取得手段各々は、正弦波
状の明暗分布を持つパターンを照射しながら位相シフト
させる投射部と、その位相シフトに同期させて前記パタ
ーン画像を所定回数以上撮像する撮像部を有することを
特徴とする請求項１記載の形状計測装置。 - 【請求項３】 前記形状取得手段は、前記パターン画像
の各画素に対応する三次元座標を統合して前記頭部の三
次元形状を求めることを特徴とする請求項２記載の形状
計測装置。 - 【請求項４】 前記撮像部は、前記パターン画像を３回
以上撮像することを特徴とする請求項２記載の形状計測
装置。 - 【請求項５】 前記複数の画像取得手段は、前記投射部
から同時に照射された光が相互に干渉しない組に分けて
制御されることを特徴とする請求項２記載の形状計測装
置。 - 【請求項６】 前記複数の画像取得手段は、前記所定位
置として前記頭部の側面、頭頂部、および顎部の各画像
を得る位置に配されていることを特徴とする請求項１記
載の形状計測装置。 - 【請求項７】 さらに、前記複数の画像取得手段の内、
近接する任意の２つの画像取得手段の組により前記頭部
のステレオ画像を得るよう制御する手段を備えることを
特徴とする請求項１記載の形状計測装置。 - 【請求項８】 前記位相値計算手段の数は、前記画像取
得手段の組の数に等しいことを特徴とする請求項５また
は７記載の形状計測装置。 - 【請求項９】 人体頭部の周囲に配された複数の画像取
得手段によって、その頭部の三次元形状を取得する形状
計測方法において、 前記複数の画像取得手段に所定の制御命令を送るステッ
プと、 前記制御命令に従って前記画像取得手段が取得し、出力
したパターン画像を蓄積するステップと、 前記パターン画像に対する所定の位相値データを計算す
るステップと、 前記複数の画像取得手段の相対位置と前記位相値データ
をもとに前記頭部の三次元形状を求めるステップとを備
えることを特徴とする形状計測方法。 - 【請求項１０】 前記制御命令は、前記複数の画像取得
手段各々を構成する、正弦波状の明暗分布を持つパター
ンを照射しながら位相シフトさせる投射部と、その位相
シフトに同期させて前記パターン画像を所定回数以上撮
像する撮像部とを個別に制御する命令であることを特徴
とする請求項９記載の形状計測方法。 - 【請求項１１】 前記三次元形状の取得ステップは、前
記パターン画像の各画素に対応する三次元座標を統合し
て前記頭部の三次元形状を求めることを特徴とする請求
項９記載の形状計測方法。 - 【請求項１２】 前記複数の画像取得手段は、前記投射
部から同時に照射された光が相互に干渉しない組に分け
て制御されることを特徴とする請求項１０記載の形状計
測方法。 - 【請求項１３】 さらに、前記複数の画像取得手段の
内、近接する任意の２つの画像取得手段の組を選択する
ステップと、 前記選択された組の画像取得手段により前記頭部のステ
レオ画像を得るよう制御するステップとを備えることを
特徴とする請求項９記載の形状計測方法。 - 【請求項１４】 人体頭部の周囲に配された複数の画像
取得手段によって、その頭部の三次元形状を取得する形
状計測方法をコンピュータに実行させるプログラムにお
いて、 前記複数の画像取得手段に所定の制御命令を送る処理
と、 前記制御命令に従って前記画像取得手段が取得し、出力
したパターン画像を蓄積する処理と、 前記パターン画像に対する所定の位相値データを計算す
る処理と、 前記複数の画像取得手段の相対位置と前記位相値データ
をもとに前記頭部の三次元形状を求める処理とをコンピ
ュータに実行させることを特徴とするプログラム。 - 【請求項１５】 前記三次元形状を取得する処理は、前
記パターン画像の各画素に対応する三次元座標を統合し
て前記頭部の三次元形状を求める処理であることを特徴
とする請求項１４記載のプログラム。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001174554A JP2002366931A (ja) | 2001-06-08 | 2001-06-08 | 形状計測装置およびその方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001174554A JP2002366931A (ja) | 2001-06-08 | 2001-06-08 | 形状計測装置およびその方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002366931A true JP2002366931A (ja) | 2002-12-20 |
Family
ID=19015826
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001174554A Withdrawn JP2002366931A (ja) | 2001-06-08 | 2001-06-08 | 形状計測装置およびその方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2002366931A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010507079A (ja) * | 2006-10-16 | 2010-03-04 | フラウンホッファー−ゲゼルシャフト ツァー フェーデルング デア アンゲバンテン フォルシュング エー ファー | 三次元輪郭の非接触検出のための装置および方法 |
| JP2013120093A (ja) * | 2011-12-06 | 2013-06-17 | Canon Inc | 情報処理装置、情報処理装置の制御方法、およびプログラム |
| JP2014178173A (ja) * | 2013-03-14 | 2014-09-25 | Artnature Co Ltd | 頭部形状測定装置 |
| JP2019215181A (ja) * | 2018-06-11 | 2019-12-19 | オムロン株式会社 | 計測システムおよび計測方法 |
| JP2020008434A (ja) * | 2018-07-09 | 2020-01-16 | オムロン株式会社 | ３次元測定装置及び方法 |
-
2001
- 2001-06-08 JP JP2001174554A patent/JP2002366931A/ja not_active Withdrawn
Cited By (13)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010507079A (ja) * | 2006-10-16 | 2010-03-04 | フラウンホッファー−ゲゼルシャフト ツァー フェーデルング デア アンゲバンテン フォルシュング エー ファー | 三次元輪郭の非接触検出のための装置および方法 |
| JP2013120093A (ja) * | 2011-12-06 | 2013-06-17 | Canon Inc | 情報処理装置、情報処理装置の制御方法、およびプログラム |
| US9288455B2 (en) | 2011-12-06 | 2016-03-15 | Canon Kabushiki Kaisha | Information processing apparatus, control method of information processing apparatus, and storage medium for determining whether a projection pattern of a current frame differs from that of a previous frame |
| JP2014178173A (ja) * | 2013-03-14 | 2014-09-25 | Artnature Co Ltd | 頭部形状測定装置 |
| CN112105888B (zh) * | 2018-06-11 | 2022-04-15 | 欧姆龙株式会社 | 测量系统以及测量方法 |
| JP2019215181A (ja) * | 2018-06-11 | 2019-12-19 | オムロン株式会社 | 計測システムおよび計測方法 |
| WO2019239847A1 (ja) * | 2018-06-11 | 2019-12-19 | オムロン株式会社 | 計測システムおよび計測方法 |
| JP7212240B2 (ja) | 2018-06-11 | 2023-01-25 | オムロン株式会社 | 計測システムおよび計測方法 |
| CN112105888A (zh) * | 2018-06-11 | 2020-12-18 | 欧姆龙株式会社 | 测量系统以及测量方法 |
| JP2020008434A (ja) * | 2018-07-09 | 2020-01-16 | オムロン株式会社 | ３次元測定装置及び方法 |
| CN112292577A (zh) * | 2018-07-09 | 2021-01-29 | 欧姆龙株式会社 | 三维测量装置以及方法 |
| CN112292577B (zh) * | 2018-07-09 | 2022-08-09 | 欧姆龙株式会社 | 三维测量装置以及方法 |
| WO2020012707A1 (ja) * | 2018-07-09 | 2020-01-16 | オムロン株式会社 | ３次元測定装置及び方法 |
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