JP2006234597A - Position measurement system - Google Patents
Position measurement system Download PDFInfo
- Publication number
- JP2006234597A JP2006234597A JP2005050067A JP2005050067A JP2006234597A JP 2006234597 A JP2006234597 A JP 2006234597A JP 2005050067 A JP2005050067 A JP 2005050067A JP 2005050067 A JP2005050067 A JP 2005050067A JP 2006234597 A JP2006234597 A JP 2006234597A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- light
- light source
- lens
- measurement system
- position measurement
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Images
Abstract
Description
本発明は、光源の3次元(1次元、2次元を含む)位置を光学レンズを利用して計測する位置計測システムに関するものである。 The present invention relates to a position measurement system that measures a three-dimensional (including one-dimensional and two-dimensional) position of a light source using an optical lens.
この種の位置計測システムは、例えば特許文献1に記載されている。従来、発光体(あるいは輝度の高い対象物)の3次元位置を高精度、高分解能で計測するには、自動焦点機構を持ったカメラが2台必要でコストが高い、あるいは焦点合わせに時間がかかるために計測の高速化が困難、あるいはレーザを利用するために、安全面での注意が必要である等の問題があった。特許文献1に記載の位置計測システムは、このような問題を解決するものであり、光を用いて位置計測を単純かつ低コストで行うものである。そのため、この位置計測システムは、光源と、前記光源からの光を透過して球面収差により光集中領域を形成する光学レンズ系と、前記光学レンズ系により形成された光集中領域を検出する受光素子と、前記受光素子により検出された光集中領域の検出情報に基づいて前記光源の位置を計測する演算装置とを備えて構成されている。
This type of position measurement system is described in
一方、従来から、水平出しが必要な構造物の設置組立作業においては水準器が利用されている。一般の水準器は、いわゆる気泡水準器である。これは、やや湾曲したガラス管にアルコールかエーテルを入れ、気泡を残しておいて、水平になったとき気泡が中央に来るようにしたものである。この水準器は次のようにして用いられる。例えば、ユニットバスの防水パンの施工などでは、正常な排水のために防水パンのフレームのレベル調整が重要な工程である。この工程は、図16に示すように、フレーム171上に気泡水準器172を複数置いて、その気泡位置を観察しながら、高さ調整用の調整部材(例えばナット)173を適宜締め付け調整するものである。本図では、調整部材173は6箇所あり、それらを個々に調整しながら、排水がうまくいくように施工を行う。しかしながら、この工程を1人で行うには、高さ調整用の調整部材を締めては水準器を確認するという作業の繰り返しとなり効率が悪い。短時間で済ませるには2人で行うことになるが、コスト的に不利である。
これに関連して、例えば、特許文献2には、特に熟練を必要とせずに床用据付枠の水平出しを短時間で簡単に行えるようにした床用据付枠の水平出し治具が提案されている。この治具は、棒状の本体と、該本体の両端部に螺着された一対のねじ式レベル調節脚と、該本体に枠を取り付けるため該本体に所定の間隔をあけて設けられた一対のフックボルトとを備えて構成されている。
In this regard, for example,
上述のように、従来、構造物の水平出しは、一般の気泡水準器を用い、あるいは専用の水平出し治具を用いて作業を行っていた。しかしながら、これらの方法では作業効率としては不十分であった。そこで、さらに作業効率を上げてコスト削減をするため、構造物の水平出しに係る作業効率を一層向上できる技術が望まれている。 As described above, conventionally, leveling of a structure has been performed using a general bubble level or using a dedicated leveling jig. However, these methods are insufficient in work efficiency. Therefore, in order to further increase the work efficiency and reduce the cost, a technique that can further improve the work efficiency related to leveling of the structure is desired.
従って本発明の目的は、構造物の水平出しを効率よく行うことができる位置計測システムを提供することにある。 Accordingly, an object of the present invention is to provide a position measurement system that can efficiently level a structure.
上記目的は、少なくとも1つの光源と、前記光源からの光で球面収差により光リングを形成するレンズおよび前記レンズにより形成される光リングを検出する受光素子を有する撮像手段と、前記受光素子による光リングの検出情報を演算処理する演算処理装置とを備え、前記演算処理装置により前記レンズの光軸に対する前記光源の鉛直方向座標値に係る情報を算出し、前記情報に基づいて前記光源および撮像手段の少なくとも一方の高さ方向の調整を行うための指示を出力する位置計測システムにより、達成される。
ここで、前記高さ方向の調整を行うための指示は、ディスプレイ装置で例えば図や数値を画面に表示し、光の点滅や色の変化等を用いて行うことができ、また、音または音声で行うことができる。前記高さ方向の調整は、モータにより行うことができ、この場合、前記高さ方向の調整を行うための指示は、前記モータへの制御信号とされる。また、前記高さ方向の調整を行うための指示は、前記光源の鉛直方向座標値が予め設定された範囲内にない場合に出力することができる。さらに、前記光源は、発光ダイオードまたは透明ガラスグローブ付の電球とすることができ、また、照明光を反射する反射部材で構成することもできる。
An object of the present invention is to provide at least one light source, an imaging unit having a lens that forms a light ring by spherical aberration with light from the light source, a light receiving element that detects the light ring formed by the lens, and light from the light receiving element. An arithmetic processing unit that performs arithmetic processing on detection information of the ring, the information processing unit calculates information related to a vertical coordinate value of the light source with respect to the optical axis of the lens, and the light source and the imaging unit based on the information This is achieved by a position measurement system that outputs an instruction to perform adjustment in at least one of the height directions.
Here, the instruction for adjusting the height direction can be performed by, for example, displaying a figure or a numerical value on a screen on a display device, and using a flashing light, a color change, or the like. Can be done. The adjustment in the height direction can be performed by a motor. In this case, an instruction for performing the adjustment in the height direction is a control signal to the motor. The instruction for adjusting the height direction can be output when the vertical coordinate value of the light source is not within a preset range. Furthermore, the light source can be a light-emitting diode or a light bulb with a transparent glass globe, and can also be composed of a reflective member that reflects illumination light.
本発明に係る位置計測システムは、少なくとも1つの光源と、前記光源からの光で球面収差により光リングを形成するレンズおよび前記レンズにより形成される光リングを検出する受光素子を有する撮像手段と、前記受光素子による光リングの検出情報を演算処理する演算処理装置とを備え、前記光源および前記撮像手段の少なくとも一方を高さ調整が可能な調整部材を介して設置し、前記演算処理装置により前記レンズの光軸に対する前記光源の鉛直方向座標値に係る情報を算出し、前記情報に基づいて前記調整部材の高さ調整を行うようにしたものである。 The position measurement system according to the present invention includes at least one light source, a lens that forms a light ring by spherical aberration with light from the light source, and an imaging unit that has a light receiving element that detects the light ring formed by the lens, An arithmetic processing unit that performs arithmetic processing on detection information of the light ring by the light receiving element, and at least one of the light source and the imaging unit is installed via an adjustment member capable of adjusting height, and the arithmetic processing unit Information on the vertical coordinate value of the light source with respect to the optical axis of the lens is calculated, and the height of the adjusting member is adjusted based on the information.
また、本発明に係る位置計測システムは、光源からの光で球面収差により光リングを形成するレンズおよび前記レンズにより形成される光リングを検出する受光素子を有する撮像手段と、前記受光素子による光リングの検出情報を演算処理する演算処理装置とを備え、前記演算処理装置により前記レンズの光軸に対する前記光源の鉛直方向座標値に係る情報を算出し、前記情報に基づいて前記光源および撮像手段の少なくとも一方の高さ方向の調整を行うための指示を出力するものである。
ここで、前記撮像手段は、360度のパノラマ画像を撮影することができる光学系を備えたパノラマカメラとすることができ、この場合、前記光学系は、カメラ全周から光を取り込んで前記レンズ方向に反射するミラーを有することができる。また、前記レンズの光軸が水平方向を維持するように前記撮像手段を保持する台座を備えることができる。前記レンズは半球レンズとすることができる。
Further, the position measurement system according to the present invention includes a lens that forms a light ring by spherical aberration with light from a light source, a light receiving element that detects a light ring formed by the lens, and light from the light receiving element. An arithmetic processing unit that performs arithmetic processing on detection information of the ring, the information processing unit calculates information related to a vertical coordinate value of the light source with respect to the optical axis of the lens, and the light source and the imaging unit based on the information An instruction for performing adjustment in at least one of the height directions is output.
Here, the imaging unit may be a panoramic camera including an optical system capable of capturing a 360-degree panoramic image. In this case, the optical system captures light from the entire circumference of the camera and the lens. It can have a mirror that reflects in the direction. Moreover, the base which hold | maintains the said imaging means can be provided so that the optical axis of the said lens may maintain a horizontal direction. The lens may be a hemispherical lens.
さらに、本発明に係る位置計測システムは、高さ調整可能な複数の調整部材を介してフレーム上に設置された複数の光源と、前記各光源からの光で球面収差により光リングをそれぞれ形成するレンズおよび前記レンズにより形成される各光リングを検出する受光素子を有する撮像手段と、前記受光素子による各光リングの検出情報を演算処理する演算処理装置と、前記演算処理装置により算出された前記レンズの光軸に対する前記各光源の鉛直方向座標値に係る情報を表示するディスプレイ装置とを備えるものである。 Furthermore, the position measurement system according to the present invention forms a plurality of light sources installed on the frame via a plurality of height-adjustable adjustment members, and an optical ring by spherical aberration with light from each of the light sources. An imaging means having a lens and a light receiving element that detects each optical ring formed by the lens, an arithmetic processing unit that performs arithmetic processing on detection information of each optical ring by the light receiving element, and the calculation unit calculated by the arithmetic processing unit And a display device that displays information related to the vertical coordinate value of each light source with respect to the optical axis of the lens.
また、本発明に係る位置計測システムは、高さ調整可能な複数の調整部材を介してフレーム上に設置された複数の光源と、前記各光源からの光で球面収差により光リングをそれぞれ形成するレンズおよび前記レンズにより形成される各光リングを検出する受光素子を有する撮像手段と、前記受光素子による各光リングの検出情報を演算処理する演算処理装置と、前記演算処理装置により算出された前記レンズの光軸に対する前記各光源の鉛直方向座標値に係る情報に基づいて選択された前記調整部材へのフィードバック量を算出するフィードバック量算出装置と、前記フィードバック量に基づいて前記選択された調整部材に対して作業を指示する作業指示装置とを備えるものである。 In the position measurement system according to the present invention, a plurality of light sources installed on the frame via a plurality of height-adjustable adjustment members, and light rings from the respective light sources by spherical aberration are formed. An imaging means having a lens and a light receiving element that detects each optical ring formed by the lens, an arithmetic processing unit that performs arithmetic processing on detection information of each optical ring by the light receiving element, and the calculation unit calculated by the arithmetic processing unit A feedback amount calculation device for calculating a feedback amount to the adjustment member selected based on information relating to a vertical coordinate value of each light source with respect to the optical axis of the lens, and the adjustment member selected based on the feedback amount And a work instruction device for instructing the work.
また、本発明に係る位置計測システムは、高さ調整可能な複数の調整部材を介してフレーム上に設置された複数の光源と、前記各光源からの光で球面収差により光リングをそれぞれ形成するレンズおよび前記レンズにより形成される各光リングを検出する受光素子を有する撮像手段と、前記受光素子による各光リングの検出情報を演算処理する演算処理装置と、前記演算処理装置により算出された前記レンズの光軸に対する前記各光源の鉛直方向座標値に係る情報に基づいて選択された前記調整部材へのフィードバック量を算出するフィードバック量算出装置と、前記フィードバック量に基づいて前記選択された調整部材の高さを変えるモータを制御するモータ制御装置とを備えるものである。 In the position measurement system according to the present invention, a plurality of light sources installed on the frame via a plurality of height-adjustable adjustment members, and light rings from the respective light sources by spherical aberration are formed. An imaging means having a lens and a light receiving element that detects each optical ring formed by the lens, an arithmetic processing unit that performs arithmetic processing on detection information of each optical ring by the light receiving element, and the calculation unit calculated by the arithmetic processing unit A feedback amount calculation device for calculating a feedback amount to the adjustment member selected based on information relating to a vertical coordinate value of each light source with respect to the optical axis of the lens, and the adjustment member selected based on the feedback amount And a motor control device that controls a motor that changes the height of the motor.
ここで、前記各光源に給電するための光源用電源線は、前記フレームに沿って配置することができる。前記光源用電源線は、前記撮像手段経由で前記演算処理装置に接続することができ、あるいは前記各光源に共通の電源供給部に接続することができる。 Here, the light source power line for supplying power to each of the light sources can be disposed along the frame. The light source power line can be connected to the arithmetic processing unit via the imaging means, or can be connected to a power supply unit common to the light sources.
本発明によれば、従来複数人で試行錯誤の繰り返しで行うような水平出しの作業を、1人で短時間で精度良く行うことができる位置計測システムを得ることができる。 According to the present invention, it is possible to obtain a position measurement system in which a leveling operation that is conventionally performed by trial and error by a plurality of persons can be performed accurately by a single person in a short time.
本発明に係る位置計測システムは、要するに、構造物上に配置された複数の光源の位置座標を計測することにより、その構造物の水平出しを行うものである。すなわち、詳細は後述するが、例えば光源(点光源)からの光により半球レンズで生成された光リング(光集中領域)を検出する撮像手段によって、レンズ光軸に垂直な方向の光源の位置計測を行う。光源は1つでも複数でもよい。撮像手段は鉛直に設置される。撮像手段は、測定する点が形成する多角形の端部に配置される。また、撮像手段は、測定する点が形成する多角形の内部に配置することができ、この場合、パノラマ画像が得られる光学系を搭載する。光源の位置座標から点光源と撮像手段との位置関係を判定する。判定した結果をディスプレイ装置や音声によって表示する。また、判定した結果から、どの光源をどれだけ上下させればよいかのフィードバック情報を算出し、これをディスプレイ装置や音声によって表示する。光源の高さ調整用の調整部材はモータ駆動とすることができ、この場合、光源の座標の計測結果をフィードバック情報としてモータ制御装置へ送出する。各光源用の電源線は構造物を構成するフレームに沿って配置または埋め込まれており、各光源への電源供給を1箇所から行うことができるように構成するか、または電源供給を撮像手段経由でパソコン等から行うように構成する。以下、この撮像手段をカメラとして説明する。 In short, the position measurement system according to the present invention levels the structure by measuring the position coordinates of a plurality of light sources arranged on the structure. That is, although the details will be described later, for example, the position of the light source in the direction perpendicular to the lens optical axis is detected by an imaging unit that detects a light ring (light concentration region) generated by a hemispherical lens by light from a light source (point light source). I do. One or a plurality of light sources may be used. The imaging means is installed vertically. The imaging means is disposed at the end of the polygon formed by the points to be measured. Further, the imaging means can be arranged inside a polygon formed by the points to be measured, and in this case, an optical system capable of obtaining a panoramic image is mounted. The positional relationship between the point light source and the imaging means is determined from the position coordinates of the light source. The determined result is displayed by a display device or voice. Also, feedback information indicating which light source should be moved up and down is calculated from the determined result, and this is displayed by a display device or sound. The adjustment member for adjusting the height of the light source can be driven by a motor, and in this case, the measurement result of the coordinates of the light source is sent as feedback information to the motor control device. The power supply line for each light source is arranged or embedded along the frame constituting the structure, and is configured so that the power supply to each light source can be performed from one place, or the power supply is via the imaging means. It is configured to be performed from a personal computer. Hereinafter, this imaging means will be described as a camera.
以下、本発明に係る位置計測システムの実施例を説明する。
図1は、本発明に係る位置計測システムの一実施例を示す図である。本発明は、図示のように、半球レンズ11とCCDセンサー等の受光素子13を有するカメラ1と、発光ダイオード(LED)や豆電球などの好ましくは点光源となりうる光源2と、光源2から発せられた光線により半球レンズ11により受光素子13上に形成される後述の光リングを検出し、その検出信号に基づいて光源2の位置(座標)を計測する演算処理装置としてのパソコン(PC)4とを備える。PC4は接続線8によりカメラ1に接続される。位置計測のための演算処理方法については後述する。
Embodiments of the position measurement system according to the present invention will be described below.
FIG. 1 is a diagram showing an embodiment of a position measurement system according to the present invention. As shown in the figure, the present invention includes a
図1において、カメラ1の設置されたフレーム3a(水平だし台座)と光源2を保持する保持部材5の設置されたフレーム3b(水平だし台座)とは、水平の床7に対して上下に高さが調整できるように、例えばボルトやナットなどの回転により手動またはモータ駆動で高さが変わる調整部材6a、6bによってそれぞれ支持されている。これにより、当初、半球レンズ11の光軸10のフレーム3aからの高さと、光源2の光軸のフレーム3bからの高さとが異なっている場合でも、例えばPC4により光リングを後述するように出力画像としてディスプレイに映し出し、これに基づいて調整部材6aおよび6bの少なくとも一方を調整することにより、図1のように、半球レンズ11の光軸10のフレーム3aからの高さと、光源2の光軸のフレーム3bからの高さを、ともに等しくh1とすることができる。
In FIG. 1, the
図2(a)、(b)は、半球レンズと受光素子を有するカメラで光源の位置を検出するための原理を示す図である。図2(a)において、点光源12から発せられた光線は半球レンズ11によって集光され、受光素子13上に図2(b)に示すような光リング14を形成する。その原理は前述の特許文献1に記載のとおりである。
FIGS. 2A and 2B are diagrams showing the principle for detecting the position of the light source by a camera having a hemispherical lens and a light receiving element. In FIG. 2A, the light emitted from the point
すなわち、図2(a)において、点光源12から放射された光は、光線の軌跡に示すように半球レンズ11の第1面である平面に入射する。ここで光はスネルの法則に従って屈折する。次に光は球面形状のレンズ第2面に到達し、屈折する。第2面が球面であるため、光は光軸上に集光されるが、レンズの球面収差が大きいために1点には集光されず、光軸上のある広がりを持った範囲に集光される。光線を追跡すると、光軸に近いレンズ領域を通過した光線はレンズから離れた光軸上に集光するが、光軸から遠いレンズ領域を通過した光線はレンズに近い光軸上に集光することが分かる。従って、図2(a)に示すような光軸上の位置に受光素子(CCDセンサー)13の受光面を設置すると、光がレンズの光軸付近から離れるに従い、最初は、受光面上の光位置も同様に光軸から離れていくが、しかし、光がさらにレンズの光軸から遠ざかると、今度はレンズによる屈折の効果が大きくなり、逆に光軸に近づき始める。つまり、レンズを通過する光が光軸から離れるに従い、受光面上では光は最初光軸から離れていき、途中で折り返して光軸に近づき始め、そしてさらに光軸を通過して反対側に広がっていく挙動を示す。受光面の2次元平面で考えると、この折り返し点は光軸を中心とした円となり、さらにその折り返し点では光密度が高い光集中領域となるために、図2(b)のような光リング14が形成される。
That is, in FIG. 2A, the light emitted from the point
光リング14は、光源が光軸上にある時は真円形をしており、光源がレンズから離れるに従い直径が小さくなり、光源がレンズに近づくと直径が大きくなる。また、光源が光軸に垂直な方向に移動した場合には、光リング全体が光源の移動方向と反対の方向に移動する。従って、光源位置と光リングの形状や座標との関係を数式化することにより、光リングの形状や座標の信号から光源の座標を測定することができる。光源の座標は、例えば次のようにして求めることができる。 The light ring 14 has a perfect circle when the light source is on the optical axis, and the diameter decreases as the light source moves away from the lens, and the diameter increases as the light source approaches the lens. When the light source moves in the direction perpendicular to the optical axis, the entire light ring moves in the direction opposite to the moving direction of the light source. Therefore, by formulating the relationship between the light source position and the shape and coordinates of the optical ring, the coordinates of the light source can be measured from the signal of the optical ring shape and coordinates. The coordinates of the light source can be obtained, for example, as follows.
ここでは2個の光源位置を、1個の半球レンズを用いて同時に計測した例を図3を用いて説明する。図3に示すように、光源2a、2bには波長900nmのLED素子を用いた。この光源2a,2bから放射した光は赤外線透過フィルタ31を通過し、半球レンズ11に入射する。半球レンズ11は屈折率1.51で、曲率半径10mmの形状のものを利用した。半球レンズ11はその平坦面を前面とした。また、余分な光を除去する目的で、Φ6mmのアパーチャ32をレンズ前面に設置した。半球レンズ11はレンズホルダ33で支持されている。
Here, an example in which two light source positions are simultaneously measured using one hemispherical lens will be described with reference to FIG. As shown in FIG. 3, LED elements having a wavelength of 900 nm were used for the light sources 2a and 2b. Light emitted from the light sources 2 a and 2 b passes through the infrared transmission filter 31 and enters the
この半球レンズ11の無限遠光源に対する近軸光線の焦点位置は半球レンズ出射面の後ろ19.5mmにあるが、この半球レンズ11をこれよりレンズ側に設置することにより、大きい球面収差の効果により外周部の光強度が大きいリング像(光リング)を形成することができる。ここでは受光素子(イメージセンサ)13を半球レンズ11の後ろ6mmのところに設置し、光リングを検出した。イメージセンサ13で得られた光リングの検出情報は、PC(演算処理装置)4で演算処理され、その結果をディスプレイ装置34に表示する。
The focal position of the paraxial light beam with respect to the infinity light source of this
この場合に形成されるリング像の一例を図4に示す。図4はシミュレーション結果であるが、実際に撮影した画像も本結果と一致することが確認できている。光源2aは位置座標(1000,0,0)に配置し、光源2bは座標(1000,200,100)に配置した。図4に示されているように、二つの光リングはオーバーラップしているが、外周部の光強度が強い光リングであるために、各々を簡単に識別することができる。各々の光リングの外径と中心位置から、各々の光源2a,2bの3次元位置を計測することができる。 An example of the ring image formed in this case is shown in FIG. FIG. 4 shows the simulation result, and it has been confirmed that the actually captured image matches the present result. The light source 2a is arranged at the position coordinates (1000, 0, 0), and the light source 2b is arranged at the coordinates (1000, 200, 100). As shown in FIG. 4, the two optical rings are overlapped, but each is easily distinguishable because it is an optical ring having a strong light intensity at the outer periphery. From the outer diameter and center position of each light ring, the three-dimensional position of each light source 2a, 2b can be measured.
図5は、光源の位置算出を説明するための光源の3次元座標と光リングとの関係を示す概略図である。光源(LED)の3次元座標を(x,y,z)とすると、x,y,zは近似的に次のようにあらわされる。ここで、θはレンズ平坦面での光軸と光源との角度、sはセンサ面での光軸点に対する鉛直線と光リングの中心との角度である。
x=L*cos(θ) (式1)
y=L*sin(θ)*cos(s) (式2)
z=L*sin(θ)*cos(s) (式3)
FIG. 5 is a schematic diagram showing the relationship between the three-dimensional coordinates of the light source and the optical ring for explaining the calculation of the position of the light source. When the three-dimensional coordinates of the light source (LED) are (x, y, z), x, y, z are approximately expressed as follows. Here, θ is the angle between the optical axis and the light source on the flat surface of the lens, and s is the angle between the vertical line and the center of the optical ring with respect to the optical axis point on the sensor surface.
x = L * cos (θ) (Formula 1)
y = L * sin (θ) * cos (s) (Formula 2)
z = L * sin (θ) * cos (s) (Formula 3)
光リングの直径Dは、レンズ平坦面での光軸点から光源までの距離Lとレンズ特性値aおよびbとから近似的に次のように表される。レンズ特性値aおよびbはレンズの曲率や屈折率から求められる値である。
D=a/L+b (式4)
The diameter D of the optical ring is approximately expressed as follows from the distance L from the optical axis point to the light source on the flat surface of the lens and the lens characteristic values a and b. The lens characteristic values a and b are values obtained from the curvature and refractive index of the lens.
D = a / L + b (Formula 4)
この式4にカメラ画像から得られる直径を代入して光源の距離Lを求め、上述の式1〜式3に代入することで光源の3次元座標が求められる。
By substituting the diameter obtained from the camera image into
このように本位置計測システムは、光源と、光源からの光で球面収差により光リング(光集中領域)を形成する半球レンズ等の光学レンズと、光学レンズにより形成される光集中領域を検出する受光素子と、受光素子により検出された光リングの検出情報に基づいて光源の位置(座標)を計測するPC等の演算処理装置とを備えて構成される。 As described above, this position measurement system detects a light source, an optical lens such as a hemispherical lens that forms a light ring (light concentration region) by spherical aberration with light from the light source, and a light concentration region formed by the optical lens. A light receiving element and an arithmetic processing unit such as a PC for measuring the position (coordinates) of the light source based on the detection information of the light ring detected by the light receiving element are configured.
光リング14は、点光源12が光軸10上にある場合は受光素子13の中央に形成されるが、光軸10からずれると受光素子13面の相当する位置に形成されるので、受光素子13からの検出信号を演算処理することにより、光源の光軸に垂直な面における座標が求められる。これにより点光源12と受光素子13の位置関係を、受光素子13の出力画像としてディスプレイに表示することができる。また上述のとおり、点光源12と半球レンズ11との距離によって光リング14の径が変化するので、その距離が求められる。
The optical ring 14 is formed at the center of the
図6(a)、(b)は、それぞれ受光素子13の出力画像の例を示す図である。図において、光軸10を通るライン20はカメラ1に対して水平な面を示している。すなわち、ライン20は受光素子面における光軸を通過する水平基準線である。図6(a)は光リングの中心14c(光源)が光軸10から水平方向にのみずれている様子を示している。図6(b)は光リングの中心14c(光源)が光軸10から水平および垂直方向にずれている様子を示している。先の図1において、フレーム3a、3bの設置当初は、2つのフレームを水平な位置関係に設置することは困難で、カメラ1の画像は、図6(b)に示すように、例えば、カメラ1を設置したフレーム3aに比べて光源1を設置したフレーム3bのほうが高くなっている。この画像を見ながらフレーム3aおよび3bの少なくとも一方の高さを調整することができ、この調整により図6(a)に示すような画像を得ることができる。これで、フレーム3aとフレーム3bの水平調整が完了したことになる。
6A and 6B are diagrams showing examples of output images of the
本発明に係る位置計測システムにおいて、半球レンズを用いたカメラによる位置計測は、レンズ光軸に平行な方向(カメラからの距離方向)の精度よりも、レンズ光軸に垂直な方向(カメラと相対する面上の座標)のほうが精度がよい。従って、本システムを例えば水準器として利用する場合には十分その機能を発揮できる。これについて図7を用いて説明する。水準器の鉛直方向の分解能Rは、レンズの光軸方向即ち距離方向の分解能Rtと光軸に垂直な方向の分解能Rhにより決定される。光軸の近傍で水準位置を合わせる場合には距離はまったく考慮する必要がないので、その位置分解能は
R=Rh (式5)
で表される。しかし、図7に示すように、点光源12の位置が光軸10から高さh離れた場合、即ち、光軸10から角度θに位置する場合には、位置分解能Rは
R=Rh*cosθ+Rt*sinθ (式6)
で表される。
In the position measurement system according to the present invention, the position measurement by the camera using the hemispherical lens is performed in a direction perpendicular to the lens optical axis (relative to the camera) rather than accuracy in a direction parallel to the lens optical axis (distance direction from the camera). The coordinates on the surface to be performed) are more accurate. Therefore, when this system is used as, for example, a level, the function can be sufficiently exhibited. This will be described with reference to FIG. The resolution R in the vertical direction of the level is determined by the resolution Rt in the optical axis direction of the lens, that is, the distance direction, and the resolution Rh in the direction perpendicular to the optical axis. When the level position is adjusted in the vicinity of the optical axis, the distance does not need to be considered at all, and the position resolution is R = Rh (Equation 5)
It is represented by However, as shown in FIG. 7, when the position of the point
It is represented by
Rtはリング像を構成する多数の画素情報から決定でき分解能は極めて高いことが実験から確認できている。しかし、距離方向の分解能はリング像の半径から決定されるが、距離が1m以上離れるとリング像の半径変化がほとんどなくなり、その位置分解能は急速に低下することが確認されている。例えば、1m離れたLED光源をCマウント半球レンズを搭載したカメラで位置計測した場合、Rhは0.1mm以下であったが、Rtは1mm程度であった。このように、Rtの分解能が低いことから、高い分可能が求められる場合には、式6から分かるようにθを小さく設定する必要がある。 Rt can be determined from a large number of pieces of pixel information constituting a ring image, and it has been confirmed from experiments that the resolution is extremely high. However, although the resolution in the distance direction is determined from the radius of the ring image, it has been confirmed that when the distance is 1 m or more, the radius of the ring image hardly changes and the position resolution rapidly decreases. For example, when the position of an LED light source 1 m away was measured with a camera equipped with a C-mount hemisphere lens, Rh was 0.1 mm or less, but Rt was about 1 mm. Thus, since the resolution of Rt is low, when a high possibility is required, θ needs to be set small as can be seen from Equation 6.
上記の実験結果のようにRtがRhの10程度大きいならば、Rに対するRtの寄与がRhの1/10程度であれば、分解能Rは低下しない。従って、
sinθ<=1/10 (式7)
の条件が得られる。即ち、
θ<=6度 (式8)
の場合には鉛直方向の位置分解能Rはほとんど低下しない。θ=12度の場合においても、sinθ=0.2なので、R=Rh*0.8+Rt*0.2=0.3mmとなり、水準器として利用する場合には十分その機能を発揮できる。このように、点光源12の水準方向の位置はレンズの光軸10となす角度をθとした場合、12度以下が望ましく、さらには6度以下が適切である。
If Rt is about 10 larger than Rh as in the above experimental results, the resolution R does not decrease if the contribution of Rt to R is about 1/10 of Rh. Therefore,
sin θ <= 1/10 (Formula 7)
The following conditions are obtained. That is,
θ <= 6 degrees (Formula 8)
In this case, the position resolution R in the vertical direction hardly decreases. Even in the case of θ = 12 degrees, since sin θ = 0.2, R = Rh * 0.8 + Rt * 0.2 = 0.3 mm, and the function can be sufficiently exhibited when used as a level. Thus, the position of the point
以上の説明では、光学レンズとして半球レンズの例を上げたが、必ずしも半球レンズである必要はなく、球面収差の大きいレンズまたはレンズ系であればよい。たとえば、球体レンズは半球レンズよりも球面収差が大きい効果をもつので、このレンズを用いても光リングを形成できる条件があることは自明のことである。また、半球レンズを用いた場合でも、完全な半球レンズである必要はない。たとえば、半球レンズの平面側を完全な平面から凹レンズとすることで、光源の距離を見かけ上近づけたようにすることができ、光源の光軸方向の移動に対して光リングの変化量が大きくなるという効果がある。 In the above description, an example of a hemispherical lens is given as an optical lens. However, it is not necessarily a hemispherical lens, and any lens or lens system having a large spherical aberration may be used. For example, since a spherical lens has an effect that spherical aberration is larger than that of a hemispherical lens, it is obvious that there is a condition that an optical ring can be formed even if this lens is used. Even when a hemispherical lens is used, it is not necessary to be a complete hemispherical lens. For example, by changing the plane side of the hemispherical lens from a perfect plane to a concave lens, the distance of the light source can be made apparently close, and the amount of change in the optical ring is large with respect to the movement of the light source in the optical axis direction. There is an effect of becoming.
図8は、本発明に係る位置計測システムの他の実施例を示す模式図である。本実施例は、図1の場合と同様の配置構成であるが、光源が複数設置されている点で異なる。すなわち、本実施例では、カメラ1の設置されたフレーム3aと、光源2−1を保持する保持部材5−1の設置されたフレーム3b−1と、光源2−2を保持する保持部材5−2の設置されたフレーム3b−2とが、水平の床に対して上下に高さが調整できるように図示しない調整部材を介して設置されている。本例のように水平度を測る個所や調整個所が増えるほど調整作業は困難となるので、本例の場合は図1のような例よりも本発明による効果が大きい。
FIG. 8 is a schematic diagram showing another embodiment of the position measurement system according to the present invention. The present embodiment has the same arrangement configuration as that of FIG. 1, but differs in that a plurality of light sources are provided. That is, in this embodiment, the
図9は、光源が複数設置された場合のカメラによる受光素子の出力画像の一例を示す図である。光源が複数設置される場合、一方の高さ調整でもう一方の高さが変化してしまうこともあるので、2つの光リングの中心14c−1と14c−2とが水平面ライン20に同時に重なった場合を画像処理や座標の処理によって検出し、音などを発して作業者に知らせるようにする。複数の光源の水平度を判定する際には、例えば、複数の光源間の高低差/距離(レンズと光源間距離)<=1/100となるリング像が得られた場合は水平と判断するなどといった基準を設けても良い。
FIG. 9 is a diagram illustrating an example of an output image of the light receiving element by the camera when a plurality of light sources are installed. When a plurality of light sources are installed, the height of the other may change by adjusting the height of one, so the
以上の例においては、カメラ1のレンズ光軸10の水平度が精度に大きく影響してくる。そこで、カメラ1が常に鉛直に設置されるような装置を設けることが好ましい。例えば、図10に示す例では、カメラ1は筐体70からひも71で吊り下げられて設置されている。筐体70は台座72によりフレーム3aに保持される。このような装置では、カメラ1は自重により常に鉛直に設置されるので、たとえフレーム3aの上面が傾いていたとしても、カメラ1のレンズ光軸10を水平に保つことができる。カメラ1を鉛直に保つ方法は、これに限定されず各種の手法を用いることができる。
In the above example, the level of the optical axis 10 of the
図11は、本発明に係る位置計測システムに用いることができるパノラマカメラの一例を示す図である。パノラマカメラ80は、図示のように、放物面ミラー16をロートの外側に作りこんだ光学系を利用したものである。この放物面ミラー16は支持部材17により半球レンズ11またはその支持部材に固定される。点光源12から入射した光は、放物面ミラー16により曲げられ、半球レンズ11によって受光素子13に光リング像を形成する。半球レンズ11の近軸光線の焦点位置21より、放物面ミラー16に近いところに受光素子(CCDセンサー)13を設置することで、リング像を形成することができる。放物面ミラー16は、点光源12がカメラの周りのどの位置にあっても、360度のパノラマ画像を半球レンズ11の方に反射してリング像を形成する。ここでは全周から光を取り込む光学系を放物面ミラーとしているが、円錐状のミラー面や球面ミラーのような反射光学系を用いてもよい。
FIG. 11 is a diagram showing an example of a panoramic camera that can be used in the position measurement system according to the present invention. As shown in the figure, the
図12は、本発明に係る位置計測システムの他の実施例を示す模式図である。本実施例は、図1の場合と同様の配置構成であるが、光源が複数設置されていること、および、カメラとして図11に示すパノラマカメラ80が用いられる点で異なる。すなわち、本実施例では、パノラマカメラ80の設置されたフレーム3aと、光源2−1を保持する保持部材5−1の設置されたフレーム3b−1と、光源2−2を保持する保持部材5−2の設置されたフレーム3b−2と、光源2−3を保持する保持部材5−3の設置されたフレーム3b−3と、光源2−4を保持する保持部材5−4の設置されたフレーム3b−4とが、水平の床に対して上下に高さ調整ができるように図示しない調整部材によってそれぞれ支持されている。
FIG. 12 is a schematic view showing another embodiment of the position measurement system according to the present invention. This embodiment has the same arrangement configuration as that of FIG. 1, but differs in that a plurality of light sources are installed and a
図13は、光源が複数設置された場合のパノラマカメラによる受光素子の出力画像の一例を示す図である。パノラマカメラを用いた場合、カメラ全周の画像を得ることになるので、受光素子画像において、カメラに水平な面はライン20のように円となり、各光リング14は歪んだ形状となる。各光源がそれぞれカメラに水平な面にある場合は、図示のように、各光リング14の中心は、それぞれ画像下端位置15−1と画像上端位置15−2の間のライン20上に位置することになる。
FIG. 13 is a diagram illustrating an example of an output image of the light receiving element by the panoramic camera when a plurality of light sources are installed. When a panoramic camera is used, an image of the entire circumference of the camera is obtained. Therefore, in the light receiving element image, the plane horizontal to the camera is a circle like the
図13の受光素子の出力画像を展開すると、図14のような光リング14が円となる画像を得ることができる。この画像上で、各光リング14の中心14c−1〜14c−4がいずれもライン20上にある場合は各点光源が所定の水平面に位置すると判断でき、また、それらのいずれかがライン20上にない場合はその点光源が所定の水平面に位置しないと判断することが可能となる。また、図15のように各光源の位置すべき水平面をカメラの水平面であるライン20からシフトさせた場合も、図14の場合と同様に判断することができる。これは複数の光源があり、カメラの高さだけが光源と同じレベルに配置できない場合などに有効である。
When the output image of the light receiving element in FIG. 13 is developed, an image in which the optical ring 14 becomes a circle as shown in FIG. 14 can be obtained. On this image, when the
図17(a)、(b)は、本発明に係る位置計測システムの他の実施例を示す図である。本実施例は、本システムをユニットバスのフレーム施工時の水準器として適用した例である。図17(a)のように、防水パンが設置される1段高い部分のフレーム181a〜dと浴槽が設置される低い部分のフレーム182a〜cとで構成される。カメラ1は、フレーム181a〜dと182a〜cの段差分h2の高さを有するカメラ台183上に設置され、水平に90度以上の画角を持ち、5個の点光源A〜Eを一度に撮影できるようになっている。このような状態で、6箇所の調整部材184a〜fを調整して水平だしを行う。図17(b)にカメラ画像を示す。光リングの直径は光源が近いほど大きくなり、遠くなると小さくなるので、図17(a)の5点の光源は図17(b)のカメラ画像のように現れる。この状態は、光源A、C、Dはカメラ1と同レベル(閾値レベル範囲Th1)に位置し、また光源Eはカメラ1から−h2のレベル(閾値レベル範囲Th2)に位置しているが、光源Bは閾値レベル範囲Th1外にある。この場合、上記カメラ画像を見ながら、調整部材184a〜fの1つまたは複数を調節することにより、全光源を所定の閾値レベル範囲に収まるようにすることができる。このカメラ画像は、カメラ自体に搭載されたディスプレイに表示してもよいし、またカメラに接続されたPC4のディスプレイに表示してもよい。
FIGS. 17A and 17B are diagrams showing another embodiment of the position measurement system according to the present invention. This embodiment is an example in which the present system is applied as a level at the time of constructing a unit bus frame. As shown in FIG. 17 (a), it is composed of
フレーム181a〜dおよび182a〜cに点光源を設置する場合、予めフレームを製作する段階で厳密に高さ方向の位置決めが行われている必要がある。また光源としてLEDなどを用いる場合はその電源供給源が必要となる。フレームを工場で作成する過程でフレームにLEDを組み込むことができるが、その場合にLEDの電源としてボタン電池と共に組み込むこともできる。しかし、ボタン電池などは使い捨てになり環境によくない構成になりかねない。そこでLEDへの光源用電源線191をフレームに沿って配置する。具体的には、図18に示すようにフレーム192内に作りこんでおき、これをカメラ1を設置する部分に引き出し、端子などを設けておく。カメラ電源線194あるいはUSBやIEEE1394などでPC4に接続されたカメラ1をカメラ接続部193に置いたときに、上記端子にカメラ経由で電源が供給されるように配線と端子をカメラ側にも設けておく。また、図19に示すように、フレーム201内に作りこんだ光源用電源線202を1箇所の電源供給部203に接続するようにすることができる。この電源供給部203には電池を設置することができる。この場合、工事の時だけ電池を入れておけばよい。パノラマカメラ80は、カメラ電源線204などでPC4に接続される。また、この電源供給部203に端子を設けてカメラ接続などのUSB線から給電してもよい。点光源の代わりに、球状もしくは半球状の全反射物体とし、それに強い光を当て、その反射光を光源として利用してもよい。この場合にもフレームを製作する段階で厳密に位置決めが行われている必要がある。
When installing point light sources in the
図20(a)〜(c)は、本発明に係る位置計測システムの他の実施例を示すブロック図である。本実施例は、半球レンズを用いたカメラによる水準器システムの構成図である。最も単純な構成は、図20(a)に示すように、カメラ211と、光源の位置座標を演算し判定するための演算処理装置212と、演算処理装置212による処理結果を表示するディスプレイ装置213とから構成される。カメラ211は半球レンズを用いたCCDカメラであり、USBやIEEE1394やカメラリンクなどのインターフェースを有する。演算処理装置212は、具体的にはPC等のCPUを持つコンピュータで実現可能あり、カメラからの画像を得て、画像上のリング像から座標算出処理、および座標値と基準値または閾値との比較判定処理を行う。ディスプレイ装置213は演算処理装置212に接続され、光源の座標値や判定結果を数字や図によって示すものである。
20A to 20C are block diagrams showing another embodiment of the position measurement system according to the present invention. This embodiment is a configuration diagram of a level system using a camera using a hemispherical lens. As shown in FIG. 20A, the simplest configuration includes a
図20(b)は、図20(a)の演算処理装置212に、フィードバック量算出装置214と作業指示装置215を接続したものである。これにより作業者に作業量を指示することが可能になる。フィードバック量算出装置214は、具体的には演算処理装置212と同じコンピュータで実現可能あり、算出座標値と判定結果からどの光源をどれだけ上下させれば、各光源の水平レベルが閾値の範囲内に収まるかを推定処理する。その結果に基づいて、作業指示装置215は、音(信号)または音声(信号)による指示、あるいはディスプレイ装置213に指示内容を画像表示する。ディスプレイ装置213による指示は、例えば指示内容を図や数値で画面に表示し、光の点滅や色の変化等を用いて行うことができる。
FIG. 20B is obtained by connecting a feedback amount calculation device 214 and a work instruction device 215 to the
図20(c)は、図20(b)の作業指示装置215に代えて、モータ制御装置216とモータ217を接続したものである。モータ217は、図1で説明したような例えばモータ駆動で高さが変わる調整部材6a、6bに接続される。これにより自動的に各光源の水平出しの作業を行うことができる。
In FIG. 20C, a
図21は、上記図20(b)の実施例を実行するための処理フローの一例を示す図である。複数の光源(それが設置されたフレーム)を所望の水平面に調節するために、各光源の水準判定処理を開始する(ステップ220)。最初にカメラ1から各光源からの光により形成された光リングのカメラ撮像画像を取得する(ステップ221)。次に、各光源の位置計測演算処理を行う。すなわち、取得画像に対してエッジ検出処理を行い(ステップ222)、光リングの円部分を抽出する。このとき画像を2値化して処理しても良い。抽出された各円に対し、その半径と中心座標を求める。具体的には各円のエッジ座標群のX、Y座標それぞれの最大値、最小値が円の上下端と左右端の座標となるので、これらから算出できる。これらカメラ画像の画素単位で表わされる中心座標(X、Y)と半径から、光源までの距離すなわち座標(x、y、z)が算出できる(ステップ223)。 FIG. 21 is a diagram showing an example of a processing flow for executing the embodiment of FIG. In order to adjust the plurality of light sources (the frames in which the light sources are installed) to a desired horizontal plane, a level determination process for each light source is started (step 220). First, camera-captured images of optical rings formed by light from each light source are acquired from the camera 1 (step 221). Next, position measurement calculation processing of each light source is performed. That is, edge detection processing is performed on the acquired image (step 222), and a circular portion of the optical ring is extracted. At this time, the image may be binarized and processed. For each extracted circle, find its radius and center coordinates. Specifically, since the maximum and minimum values of the X and Y coordinates of the edge coordinate group of each circle are the coordinates of the upper and lower ends and the left and right ends of the circle, they can be calculated from these. The distance to the light source, that is, the coordinates (x, y, z) can be calculated from the center coordinates (X, Y) and the radius expressed in pixel units of these camera images (step 223).
次に、算出座標のレベル判定処理を行う。上記で求めた各円の中心座標のy座標値が、予め設定された範囲(閾値の範囲)内になっているかを判定する(ステップ224、225)。例えばカメラ1と全ての光源(LED)が同じ面内に水平に設置されるべきとすると、設定値を0とし0±0.01の範囲内ならば可とする。また各光源にそれぞれ設定値があるとすれば、例えば(x、y、z)座標のセンチメートル程度の精度の値からどこの場所に設置された光源かを判定することができ、その場所にある光源の設定値が予め入力されており、その値と比較することも可能である。全ての光源が設定された範囲内であれば、その旨をディスプレイ装置などに表示して(ステップ226)、水準判定処理を終了する(ステップ227)。一方、設定された範囲外の光源があれば、その光源が範囲内になるように上下させるべき駆動軸(調整部材)を選択し、その駆動量を設定値と測定値から逆算して決定する(ステップ228)。そして、作業員の便宜のために、調整部材の場所とその駆動量(ナットの回転数など)を音声などで指示する(ステップ229)。
Next, a calculation coordinate level determination process is performed. It is determined whether the y-coordinate value of the center coordinate of each circle determined above is within a preset range (threshold range) (
図22は、上記図20(c)の実施例を実行するための処理フローの一例を示す図である。複数の光源(それが設置されたフレーム)を所望の水平面に調節するために、各光源の水準判定処理を開始する(ステップ230)。最初にカメラ1から各光源からの光により形成された光リングのカメラ撮像画像を取得する(ステップ231)。次に、各光源の位置計測演算処理を行う。すなわち、取得画像に対してエッジ検出処理を行い(ステップ232)、光リングの円部分を抽出する。このとき画像を2値化して処理しても良い。抽出された各円に対し、その半径と中心座標を求める。具体的には各円のエッジ座標群のX、Y座標それぞれの最大値、最小値が円の上下端と左右端の座標となるので、これらから算出できる。これらカメラ画像の画素単位で表わされる中心座標(X、Y)と半径から、光源までの距離すなわち座標(x、y、z)が算出できる(ステップ233)。 FIG. 22 is a diagram showing an example of a processing flow for executing the embodiment of FIG. In order to adjust a plurality of light sources (frames on which the light sources are installed) to a desired horizontal plane, a level determination process for each light source is started (step 230). First, camera-captured images of optical rings formed by light from each light source are acquired from the camera 1 (step 231). Next, position measurement calculation processing of each light source is performed. That is, edge detection processing is performed on the acquired image (step 232), and a circular portion of the optical ring is extracted. At this time, the image may be binarized and processed. For each extracted circle, find its radius and center coordinates. Specifically, since the maximum and minimum values of the X and Y coordinates of the edge coordinate group of each circle are the coordinates of the upper and lower ends and the left and right ends of the circle, they can be calculated from these. The distance to the light source, that is, the coordinates (x, y, z) can be calculated from the center coordinates (X, Y) and the radius expressed in pixel units of these camera images (step 233).
次に、算出座標のレベル判定処理を行う。上記で求めた各円の中心座標のy座標値が、予め設定された範囲(閾値の範囲)内になっているかを判定する(ステップ234、235)。例えばカメラ1と全ての光源(LED)が同じ面内に水平に設置されるべきとすると、設定値を0とし0±0.01の範囲内ならば可とする。また各光源にそれぞれ設定値があるとすれば、例えば(x、y、z)座標のセンチメートル程度の精度の値からどこの場所に設置された光源かを判定することができ、その場所にある光源の設定値が予め入力されており、その値と比較することも可能である。全ての光源が設定された範囲内であれば、その旨をディスプレイ装置などに表示して(ステップ236)、水準判定処理を終了する(ステップ237)。一方、設定された範囲外の光源があれば、その光源が範囲内になるように上下させるべき駆動軸(調整部材)を駆動するモータを選択し、その駆動量を設定値と測定値から逆算して決定する(ステップ238)。そして、モータにより自動的に高さ調整が行われるように、調整部材の場所とその駆動量を含んだ制御コマンドをモータ制御装置に送出する(ステップ239)。
Next, a calculation coordinate level determination process is performed. It is determined whether the y-coordinate value of the center coordinate of each circle determined above is within a preset range (threshold range) (
また、図17(a)のように、カメラのレンズ面と光軸の交点を原点にして、設置座標が図に描かれているように光源をフレームに取り付け、その座標をPC(演算処理装置)に記憶させておく。このようにしておくと図21や図22で説明したレベル判定に利用することができる。光源Aから光源Eまでの判別はx座標の値で判別可能である。光源Aから光源Dまではカメラと水平の位置にあるべきなので、z=0に対して閾値の範囲に入っているかを判定する。また光源Eはカメラよりh2だけマイナス方向にあるべきなので、y=−h2に対して閾値の範囲に入っているかを判定する。図17(b)では、光源Bがプラス方向に範囲外にあるので、調整部材を調節して光源Bの高さを下げるようにする。それに伴って他の光源の座標が範囲外となるときは必要に応じて他の光源に係る調整部材を調節し、該当する光源の高さを下げるようにする。これにより、全光源を所定の閾値レベル範囲に収まるようにすることができる。 Further, as shown in FIG. 17A, with the intersection of the lens surface of the camera and the optical axis as the origin, a light source is attached to the frame so that the installation coordinates are drawn in the figure, and the coordinates are set to a PC (computing device) ). In this way, it can be used for the level determination described in FIG. 21 and FIG. The determination from the light source A to the light source E can be performed by the value of the x coordinate. Since the light source A to the light source D should be in a horizontal position with respect to the camera, it is determined whether z = 0 is within the threshold range. Further, since the light source E should be in the minus direction by h2 from the camera, it is determined whether y = −h2 is within the threshold range. In FIG. 17B, since the light source B is out of the range in the plus direction, the height of the light source B is lowered by adjusting the adjustment member. Accordingly, when the coordinates of the other light source are out of the range, the adjustment member related to the other light source is adjusted as necessary to lower the height of the corresponding light source. Thereby, it is possible to make all light sources fall within a predetermined threshold level range.
本発明は、光源の3次元(1次元、2次元を含む)位置を光学レンズを利用して計測する位置計測システムに関するものであり、産業上の利用可能性がある。 The present invention relates to a position measurement system for measuring a three-dimensional (including one-dimensional and two-dimensional) position of a light source by using an optical lens, and has industrial applicability.
1 カメラ
2 光源
3a、3b フレーム(水平だし台座)
4 パソコン(PC)
5 保持部材
6a、6b 調整部材
7 床
8 接続線
10 レンズ光軸
11 半球レンズ
12 点光源
13 受光素子(イメージセンサー)
14 光リング
14c 光リングの中心点
20 受光素子面における光軸を通過する水平基準線
1
4 PC
5
14
Claims (21)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2005050067A JP2006234597A (en) | 2005-02-25 | 2005-02-25 | Position measurement system |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2005050067A JP2006234597A (en) | 2005-02-25 | 2005-02-25 | Position measurement system |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2006234597A true JP2006234597A (en) | 2006-09-07 |
Family
ID=37042411
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2005050067A Pending JP2006234597A (en) | 2005-02-25 | 2005-02-25 | Position measurement system |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2006234597A (en) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2011242315A (en) * | 2010-05-20 | 2011-12-01 | Topcon Corp | Electronic level |
JP2014025783A (en) * | 2012-07-26 | 2014-02-06 | Tokyo Electric Power Co Inc:The | Flow visualization apparatus |
JP2016224016A (en) * | 2015-06-04 | 2016-12-28 | 株式会社大林組 | Three-dimensional position measurement method, surveying method, surface specification method, three-dimensional position measurement apparatus, and three-dimensional position measurement program |
-
2005
- 2005-02-25 JP JP2005050067A patent/JP2006234597A/en active Pending
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2011242315A (en) * | 2010-05-20 | 2011-12-01 | Topcon Corp | Electronic level |
JP2014025783A (en) * | 2012-07-26 | 2014-02-06 | Tokyo Electric Power Co Inc:The | Flow visualization apparatus |
JP2016224016A (en) * | 2015-06-04 | 2016-12-28 | 株式会社大林組 | Three-dimensional position measurement method, surveying method, surface specification method, three-dimensional position measurement apparatus, and three-dimensional position measurement program |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN104111524B (en) | The method of workflow in digit microscope and optimization digit microscope | |
JP2018173346A (en) | Laser scanner | |
JP2008026236A (en) | Position and attitude measuring instrument, and position and attitude measuring method | |
EP1605231A1 (en) | Surveying apparatus | |
JP5857805B2 (en) | Camera calibration device | |
WO2022078440A1 (en) | Device and method for acquiring and determining space occupancy comprising moving object | |
JP5601179B2 (en) | Gaze detection apparatus and gaze detection method | |
JP2005195335A (en) | Three-dimensional image photographing equipment and method | |
JP2006234597A (en) | Position measurement system | |
JP2014018226A5 (en) | ||
JP2011064636A (en) | Calibration device for thermal image camera | |
CN1126582A (en) | Electronic equipment having viewpoint detection apparatus | |
KR102110941B1 (en) | Apparatus for manhole monitoring | |
CN114071094A (en) | Projection apparatus and projection method | |
KR20150054891A (en) | Optical arrangement for providing a 360° view | |
CN206931094U (en) | The multispectral eyes living body iris harvester of single camera | |
CN1936497A (en) | Outline measurement projector with picture treatment system | |
TW202019567A (en) | Cleaning and wiping device of instruments for underwater monitoring, observation, scanning, photography, perception and detection of various signal collection in wired or wireless manner capable of cleaning and wiping the underwater photography device at the outside of the cabin from any 0 to 360 degree of angles | |
JP6430813B2 (en) | Position detection apparatus, position detection method, gazing point detection apparatus, and image generation apparatus | |
RU175867U1 (en) | PANORAMIC IMAGE INSTRUMENT | |
JP6591647B2 (en) | Image processing device | |
CN104252097B (en) | 360-degree panoramic cylindrical object imaging mirror design method, mirror and imaging device | |
CN112146855A (en) | Calibration method, calibration device and calibration system | |
JP7166607B2 (en) | Method for manufacturing omnidirectional camera device, method for designing omnidirectional camera device | |
KR102464224B1 (en) | IoT-based Lighting system detecting for tilting and earthquake |