JP2011114363A - Imaging apparatus - Google Patents

Imaging apparatus Download PDF

Info

Publication number
JP2011114363A
JP2011114363A JP2009266099A JP2009266099A JP2011114363A JP 2011114363 A JP2011114363 A JP 2011114363A JP 2009266099 A JP2009266099 A JP 2009266099A JP 2009266099 A JP2009266099 A JP 2009266099A JP 2011114363 A JP2011114363 A JP 2011114363A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
image data
imaging
light
unit
subject
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.)
Withdrawn
Application number
JP2009266099A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Shigeru Matsumura
繁 松村
Xu Gang
剛 徐
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Kyoto Robotics Corp
Original Assignee
3D Media Co Ltd
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 3D Media Co Ltd filed Critical 3D Media Co Ltd
Priority to JP2009266099A priority Critical patent/JP2011114363A/en
Publication of JP2011114363A publication Critical patent/JP2011114363A/en
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Images

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an imaging apparatus providing images of different light projection states without changing the state of an object to be a photographing object. <P>SOLUTION: The imaging apparatus includes a light projection means 5 for projecting an object X, an imaging means 3 for photographing the object X and acquiring image data, a timing control means 6 for controlling the light projection timing of the light projection means 5 and the photographing timing of the imaging means 3, an image data storage means 7 for storing the acquired image data, and an interface 12 for transferring the image data stored in the image data storage means 7 to a computer 11. The timing control means 6 causes the imaging means 3 to perform continuous photographing, and switches the light projection state by the light projection means 5 in synchronism with continuous photographing. The image data storage means 7 stores continuously photographed image data, and when the continuous photographing is ended, the image data stored in the image data storage means 7 are transferred through the interface 12 to the computer 11. <P>COPYRIGHT: (C)2011,JPO&INPIT

Description

本発明は、撮像装置に関し、特に3次元物体の計測や認識に用いる画像を好適に取得するための撮像装置に関する。   The present invention relates to an imaging apparatus, and more particularly to an imaging apparatus for suitably acquiring an image used for measurement and recognition of a three-dimensional object.

従来から、物体の3次元形状を求める方法としては、例えば、レーザー光を計測対象物に投光して、その反射光を計測することにより各点までの距離を計測する方法や計測対象物にパターン光を投光して、計測対象物に投影されたパターンの形状を測定することにより計測対象物の3次元形状を計測する方法等の能動的手法がある。   Conventionally, as a method for obtaining the three-dimensional shape of an object, for example, a method of measuring a distance to each point by projecting a laser beam onto a measurement object and measuring the reflected light is used. There are active methods such as a method of measuring a three-dimensional shape of a measurement object by projecting pattern light and measuring the shape of the pattern projected onto the measurement object.

また、異なる位置に設けられた基準カメラと参照カメラとの2台以上のカメラで計測対象物を撮影して得られた複数の画像の間で対応する画素を特定し、対応付けられた基準画像上の画素と、参照画像上の画素との位置の差(視差)に三角測量の限定を適用することにより、基準カメラから当該画素に対応する計測対象物上の点までの距離を計測するステレオ法と呼ばれるもの等がある。これらの方法には、一般的に同性能の2個のカメラを、両眼と同じ間隔で左右に並べ同一の被写体を同時に撮影するステレオカメラ(例えば、特許文献1参照)が利用される。   In addition, the corresponding reference image is specified by identifying corresponding pixels among a plurality of images obtained by photographing the measurement object with two or more cameras of a reference camera and a reference camera provided at different positions. Stereo that measures the distance from the reference camera to the point on the measurement object corresponding to the pixel by applying triangulation limitation to the difference in position (parallax) between the upper pixel and the pixel on the reference image There are things called laws. In these methods, a stereo camera (see, for example, Patent Document 1) is generally used in which two cameras having the same performance are arranged side by side at the same interval as both eyes and the same subject is simultaneously photographed.

特開2001−091245号公報JP 2001-091245 A

しかしながら、ステレオカメラでは、計測する対象物を際立たせて検出し易くするために、対象物を投光する照明の状態が異なる画像の取得が要求される場合があるが、特許文献1や従来のステレオカメラにおいては、照明状態の異なる画像を撮影する際、その都度照明状態を切り替え、シャッターを押す作業が必要となるため、対象物が移動したりすることにより状態が変化してしまうという問題が生じる場合がある。   However, in a stereo camera, in order to make an object to be measured stand out and be easy to detect, there are cases where acquisition of an image with a different illumination state for projecting the object is required. In stereo cameras, when shooting images with different lighting conditions, it is necessary to switch the lighting state each time and press the shutter, so there is a problem that the state changes as the object moves. May occur.

本発明は、上記のような課題に鑑みてなされたものであって、撮影対象となる被写体の状態が変化することなく、投光状態の異なる画像を取得することができる撮像装置を提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of the problems as described above, and provides an imaging apparatus capable of acquiring images with different projection states without changing the state of a subject to be photographed. With the goal.

上記目的を達成するために、請求項1記載の撮像装置は、撮像対象となる被写体に対して光を投光する投光手段と、前記被写体を撮影して画像データを取得する撮像手段と、前記投光手段による投光タイミング及び前記撮像手段による撮影タイミングを制御するタイミング制御手段と、前記撮像手段により取得した画像データを蓄積する画像データ蓄積手段と、該画像データ蓄積手段に蓄積された前記画像データをコンピュータへと転送するインターフェースと、を備え、前記タイミング制御手段は、前記撮像手段に連続撮影させるとともに、前記投光手段による投光状態を前記撮像手段による連続撮影に同期させて切り替え、前記画像データ蓄積手段は、異なる投光状態で連続撮影された画像データを蓄積しておき、前記撮像手段による連続撮影が終了すると、前記画像データ蓄積手段に蓄積された前記画像データは、前記インターフェースを介して前記コンピュータへと転送されることを特徴としている。   In order to achieve the above object, the imaging apparatus according to claim 1, a light projecting unit that projects light onto a subject to be imaged, an image capturing unit that captures image data by capturing the subject, Timing control means for controlling the light projection timing by the light projecting means and the photographing timing by the imaging means, image data storage means for storing image data acquired by the imaging means, and the image data stored in the image data storage means An interface for transferring image data to a computer, and the timing control unit causes the imaging unit to continuously shoot, and switches a light projection state by the light projecting unit in synchronization with continuous shooting by the imaging unit, The image data accumulating unit accumulates image data continuously photographed in different light projection states, and is connected by the image capturing unit. When the picture is taken, the image data stored in said image data storage means is characterized in that is transferred to the computer via the interface.

請求項2記載の撮像装置は、前記投光手段が、前記被写体に照明光を投光する複数の照明装置であって、前記タイミング制御手段は、前記撮像手段に連続撮影させるとともに、前記複数の照明装置による照明状態を前記撮像手段による連続撮影に同期させて切り替えることを特徴としている。   The imaging apparatus according to claim 2, wherein the light projecting unit projects a plurality of illumination devices that project illumination light onto the subject, and the timing control unit causes the image capturing unit to continuously shoot, and The illumination state by the illumination device is switched in synchronism with the continuous photographing by the imaging means.

請求項3記載の撮像装置は、前記投光手段は、前記被写体にパターン光を投光するパターン投影機又は前記被写体に閃光を投光するストロボであって、前記タイミング制御手段は、前記撮像手段に連続撮影させるとともに、前記パターン投影機又は前記ストロボの投光と非投光の切り替えを前記前記撮像手段による連続撮影に同期させて行うことを特徴としている。   The imaging apparatus according to claim 3, wherein the light projecting unit is a pattern projector that projects pattern light onto the subject or a strobe that projects flash light onto the subject, and the timing control unit includes the imaging unit. The pattern projector or the strobe is switched between light projection and non-light projection in synchronism with the continuous photographing by the image pickup means.

請求項4記載の撮像装置は、前記画像データ蓄積手段に蓄積された画像データを前記コンピュータに転送するインターフェースとして、ギガビットイーサネット(登録商標)を使用し、電源の供給として、該ギガビットイーサネット(登録商標)で使用する通信ケーブルで行うPoE(パワーオーバーイーサネット)を用いることを特徴としている。   The imaging apparatus according to claim 4 uses Gigabit Ethernet (registered trademark) as an interface for transferring the image data stored in the image data storage means to the computer, and supplies the power to the Gigabit Ethernet (registered trademark). The PoE (Power over Ethernet) performed by the communication cable used in (1) is used.

請求項1記載の撮像装置によれば、撮像手段だけでなく、投光手段も制御して、投光状態を変えて連続撮影することにより、異なる写り方の画像を取得できるので、差分を取ることで計測する対象となる被写体を際立たせることができ、輪郭抽出等の処理を容易にすることが可能になる。また、被写体を連続撮影し、連続撮影された画像は画像データ蓄積手段へと蓄積しておき、連続撮影が終了した後に、それらの画像データをコンピュータへと転送するため、画像データを取得する毎にコンピュータへと画像データを転送する時間を省くことができるので、連続撮影の間の時間をより短くすることできる。これにより、撮影対象となる被写体の移動等の影響による状態の変化等を防止することができるので、3次元物体の計測や認識に好適な画像を取得することができる。   According to the imaging apparatus of the first aspect, by controlling not only the imaging unit but also the light projecting unit and changing the light projection state to continuously capture images, it is possible to obtain images with different image capture methods, so a difference is taken. In this way, the subject to be measured can be made to stand out, and processing such as contour extraction can be facilitated. In addition, the subject is continuously shot, and the continuously shot images are stored in the image data storage means. After the continuous shooting is completed, the image data is transferred to the computer. Since the time for transferring image data to the computer can be saved, the time between continuous shooting can be shortened. As a result, it is possible to prevent a change in the state due to the influence of the movement of the subject to be imaged and so on, so that an image suitable for measurement and recognition of a three-dimensional object can be acquired.

請求項2記載の撮像装置によれば、被写体に照明光を投光する複数の照明装置を備えているので、撮像手段による連続撮影に同期させてそれら複数の照明装置の照明状態を切り換えることにより、照明状態が異なる画像を好適に取得することができる。   According to the imaging device of the second aspect, since the plurality of illumination devices that project the illumination light to the subject are provided, the illumination state of the plurality of illumination devices is switched in synchronization with the continuous shooting by the imaging unit. Images with different illumination states can be suitably acquired.

請求項3記載の撮像装置によれば、パターン投光機を撮像手段による連続撮影に同期させて投光と非投光の切り替えを行うので、パターン光が投影された被写体の画像及びパターン光が投影されていない被写体の画像を迅速に取得することができる。また、ストロボを撮像手段による連続撮影に同期させて投光と非投光の切り替えを行うことにより、閃光が投光された被写体の画像及び非投光の被写体の画像を迅速に取得することができるので、これらの差分画像を得るのに効率が良い。   According to the imaging apparatus of the third aspect, since the pattern projector is switched between projection and non-projection in synchronization with the continuous shooting by the imaging means, the image of the subject onto which the pattern light is projected and the pattern light are An image of a subject that is not projected can be quickly acquired. Also, by switching between light projection and non-light projection in synchronism with continuous shooting by the imaging means, it is possible to quickly acquire an image of a subject to which a flash is projected and an image of a non-projection subject. Therefore, it is efficient to obtain these difference images.

請求項4記載の撮像装置によれば、画像データ等をコンピュータへ転送するインターフェースとして、ギガビットイーサネット(登録商標)を使用しているので、撮像装置とコンピュータの位置関係を多様なバリエーションに設定することができるとともに、電源の供給にもPoEを用いて行うことができるので、利便性に優れている。   According to the imaging device of the fourth aspect, since the Gigabit Ethernet (registered trademark) is used as an interface for transferring image data to the computer, the positional relationship between the imaging device and the computer can be set in various variations. In addition, since PoE can be used to supply power, it is highly convenient.

本発明の第1の実施形態に係る撮像装置の外観の一例を示す概略模式図である。It is a schematic diagram showing an example of the appearance of the imaging device concerning a 1st embodiment of the present invention. 第1の実施形態に係る撮像装置の構成の一例を示す概略ブロック図である。It is a schematic block diagram which shows an example of a structure of the imaging device which concerns on 1st Embodiment. 第1の実施形態に係る撮像装置の投光タイミング及び撮影タイミングの一例を説明するための説明図である。It is explanatory drawing for demonstrating an example of the light projection timing and imaging | photography timing of the imaging device which concerns on 1st Embodiment. 撮像装置の投光タイミング及び撮影タイミングを説明するための説明図である。It is explanatory drawing for demonstrating the light projection timing and imaging | photography timing of an imaging device. 第2の実施形態に係る撮像装置の構成の一例を示す概略ブロック図である。It is a schematic block diagram which shows an example of a structure of the imaging device which concerns on 2nd Embodiment. 第2の実施形態に係る撮像装置の投光タイミング及び撮影タイミングの一例を説明するための説明図である。It is explanatory drawing for demonstrating an example of the light projection timing and imaging | photography timing of the imaging device which concerns on 2nd Embodiment. 第3の実施形態に係る撮像装置の外観の一例を示す概略模式図である。It is a schematic diagram which shows an example of the external appearance of the imaging device which concerns on 3rd Embodiment. 第3の実施形態に係る撮像装置の構成の一例を示す概略ブロック図である。It is a schematic block diagram which shows an example of a structure of the imaging device which concerns on 3rd Embodiment.

以下、本発明の第1の実施形態に係る撮像装置1について、図面を参照しつつ説明する。この撮像装置1は、3次元物体の計測や認識に好適な画像を取得するための所謂ステレオカメラであって、図1に示すようにその外観は、3次元計測に必要な機能を内蔵した筐体2に2つの撮像部3(3a、3b)がステレオ計測に必要な位置関係を保って一体として設けられおり、筐体2の外部には、2本の信号ケーブル4を介して照明装置5(5a、5b)が設けられている。   Hereinafter, an imaging device 1 according to a first embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. This imaging device 1 is a so-called stereo camera for acquiring an image suitable for measurement and recognition of a three-dimensional object, and as shown in FIG. 1, the appearance thereof is a housing containing functions necessary for three-dimensional measurement. Two imaging units 3 (3a, 3b) are integrally provided on the body 2 while maintaining a positional relationship necessary for stereo measurement, and the illumination device 5 is provided outside the housing 2 via two signal cables 4. (5a, 5b) are provided.

撮像装置1は、図2に示すように、撮影対象となる被写体Xに照明光を投光する照明装置5(5a、5b)と、被写体Xを撮影して画像データを取得する撮像部3(3a、3b)と、該撮像部3の撮影タイミング及び照明装置5における照明光の投光タイミング等を制御するタイミング制御部6と、撮像部3により取得した画像データを蓄積する画像データ蓄積部7と、各部の設定等に応じて処理動作を制御する制御部8と、各種設定等を行うための操作部9と、撮像部3により取得した画像データ等を表示する表示部10と、外部のコンピュータ11等とデータの通信等を行うためのインターフェース12とを備えるものである。   As shown in FIG. 2, the imaging device 1 includes an illumination device 5 (5a, 5b) that projects illumination light onto a subject X to be imaged, and an imaging unit 3 that captures the subject X and acquires image data. 3a, 3b), a timing control unit 6 for controlling the imaging timing of the imaging unit 3 and the illumination light projection timing in the illumination device 5, and the image data storage unit 7 for storing the image data acquired by the imaging unit 3. A control unit 8 that controls processing operations according to settings of each unit, an operation unit 9 for performing various settings, a display unit 10 that displays image data acquired by the imaging unit 3, and an external unit An interface 12 for performing data communication or the like with the computer 11 or the like is provided.

照明装置5a、5bは、例えば、光源としてLED照明等を利用したものであり、それぞれ異なる角度から被写体Xに照明光を投光できるように配置されている。撮像部3a、3bは、同性能の機能を有するCCDやCMOSといった撮像素子を備えるものであって、この撮像部3a、3bから同時に被写体Xを撮影して画像データを取得する。   The illumination devices 5a and 5b use, for example, LED illumination as a light source, and are arranged so that illumination light can be projected onto the subject X from different angles. The imaging units 3a and 3b are provided with imaging elements such as CCD and CMOS having the same performance function, and the subject X is simultaneously photographed from the imaging units 3a and 3b to obtain image data.

タイミング制御部6は、撮像部3の撮影タイミング及び照明装置5における照明光の投光タイミング等を制御するものである。また、この撮像部3による撮影タイミング、露光時間、及び照明装置5による投光タイミング、投光時間等は、例えば、予め外部のコンピュータ11から送られてくるコマンドにより設定され、その設定に応じてタイミング制御部は、撮像部3及び照明装置5を制御する。従って、予めこれらの設定を行っておけば、後はコンピュータ11又は操作部9からのシャッターコマンドによってトリガを与えるだけで、自動的に処理が行われる。   The timing control unit 6 controls the photographing timing of the imaging unit 3, the illumination light projection timing of the illumination device 5, and the like. Further, the shooting timing, exposure time by the imaging unit 3, and the light projection timing, light projection time, etc. by the illumination device 5 are set in advance by commands sent from the external computer 11, for example, and according to the settings. The timing control unit controls the imaging unit 3 and the illumination device 5. Therefore, if these settings are made in advance, the processing is automatically performed only after a trigger is given by a shutter command from the computer 11 or the operation unit 9.

画像データ蓄積部7は、撮像部3により撮影された被写体の画像データを蓄積するためのものであり、撮像部3a、3bが互いに撮影タイミングを同期させて連続撮影した4枚1組の画像データを蓄積するものである。制御部8は、操作部9等からの操作によって、ゲイン設定、ホワイトバランス、輝度変換、コントラスト変換等のカメラ制御手段、及び画像データ蓄積部7に蓄積された画像データ等の転送を制御する転送制御手段として機能するものである。   The image data storage unit 7 is for storing the image data of the subject photographed by the imaging unit 3, and a set of four pieces of image data continuously photographed by the imaging units 3a and 3b with their photographing timings synchronized with each other. Is to accumulate. The control unit 8 is a camera control unit such as gain setting, white balance, luminance conversion, and contrast conversion, and transfer that controls transfer of image data stored in the image data storage unit 7 by an operation from the operation unit 9 or the like. It functions as a control means.

操作部9は、上記のような各部の設定を行うための操作ボタンやシャッターボタン等を備えるものである。表示部10は、例えば、液晶ディスプレイ等からなるものであり、撮像部3により取得した画像を表示したり、その他各部の設定情報等を表示する。また、インターフェース12は、外部のコンピュータ11との通信等を行うためのものであり、画像データ蓄積手段7に蓄積された画像データは、このインターフェース12を介してコンピュータ11へと転送される。このインターフェース12としては、例えば、GigE(ギガビットイーサネット)インターフェースを使用し、撮像装置1への電源の供給をこのギガビットイーサネット(登録商標)で使用する通信ケーブルで行うPoE(パワーオーバーイーサネット)を用いることにより行う。尚、インターフェース12は、これに限定されるものではなく、RS−232CやUSB等の有線インターフェース、又は赤外線信号等を送受する無線インターフェース等の公知のものを適用することもできる。また、コンピュータ11には、3次元計測や3次元認識等を行うためのプログラムが予め格納されており、画像データ蓄積手段7に蓄積された画像データを用いることにより、これらの処理が行われる。   The operation unit 9 includes an operation button, a shutter button, and the like for setting each unit as described above. The display unit 10 includes, for example, a liquid crystal display or the like, and displays an image acquired by the imaging unit 3 or displays setting information of each other unit. The interface 12 is used for communication with an external computer 11, and the image data stored in the image data storage unit 7 is transferred to the computer 11 via the interface 12. As this interface 12, for example, a GigE (Gigabit Ethernet) interface is used, and PoE (Power over Ethernet) is used to supply power to the imaging apparatus 1 with a communication cable used in the Gigabit Ethernet (registered trademark). To do. The interface 12 is not limited to this, and a known interface such as a wired interface such as RS-232C or USB, or a wireless interface that transmits and receives an infrared signal can also be applied. The computer 11 stores in advance a program for performing three-dimensional measurement, three-dimensional recognition, and the like, and these processes are performed by using the image data stored in the image data storage unit 7.

次に、撮像装置1の処理動作について説明する。撮像装置1では、予めコンピュータ11からのコマンドによって、撮像部3による撮影タイミング、露光時間、及び照明装置5による投光タイミング、投光時間が設定され、この設定に基づいて、タイミング制御部7は撮像部3の連続撮影及び照明装置5の投光を制御する。図3は、撮像装置1の処理の一例を示すものであり、撮影Aは、連続撮影における前半の撮影タイミングを示しており、横方向の長さは撮像3a、3bの露光時間を含む撮影に要する時間間隔を表している。同様に撮影Bは、連続撮影における後半の撮影タイミングを示している。   Next, the processing operation of the imaging apparatus 1 will be described. In the imaging device 1, the shooting timing and exposure time by the imaging unit 3 and the light projection timing and light projection time by the illumination device 5 are set in advance by a command from the computer 11, and based on this setting, the timing control unit 7 The continuous shooting of the imaging unit 3 and the light projection of the illumination device 5 are controlled. FIG. 3 shows an example of the processing of the imaging apparatus 1. Photographing A shows the first half of the photographing timing in continuous photographing, and the length in the horizontal direction is for photographing including the exposure time of the photographing 3a and 3b. It represents the time interval required. Similarly, shooting B shows the shooting timing in the latter half of the continuous shooting.

撮像装置1は、図3に示すように、コンピュータ11又は操作部9からシャッターコマンドによってトリガが与えられると、一連の処理動作を自動的に行うものであり、図3では、照明制御信号S1は、前半の撮影Aの際にローレベルを出力して照明光を投光させ、照明制御信号S2は、後半の撮影Bの際にローベルを出力して照明光を投光させる場合の例を示している。具体的には、撮像部3a、3bの撮影タイミング及び動作タイミングは完全に同期しており、この撮像部3a、3bの連続撮影の前半の撮影Aと同期するように照明制御信号S1はローレベルを出力して撮影Aの間、照明装置5aにより被写体Xを投光し、撮影Aが終了するとともに、照明装置5aによる投光を終了するように切り替える。そして、撮像部3a、3bの連続撮影の後半の撮影Bと同期するように照明制御信号S2はローレベルを出力して撮影Bの間、照明装置5bにより被写体Xを投光し、撮影Bが終了するとともに、照明装置5bによる投光を終了するように切り替える。つまり、タイミング制御部6では、それぞれの組の画像撮影のタイミングで照明装置5a、5bの状態を切り替えるように照明制御信号S1及びS2を出力するよう制御している。   As shown in FIG. 3, the imaging apparatus 1 automatically performs a series of processing operations when a trigger is given by a shutter command from the computer 11 or the operation unit 9. In FIG. 3, the illumination control signal S <b> 1 is In the first half of shooting A, a low level is output to project illumination light, and the illumination control signal S2 shows an example of outputting the low level to project illumination light in the second half of shooting B. ing. Specifically, the shooting timing and operation timing of the imaging units 3a and 3b are completely synchronized, and the illumination control signal S1 is at a low level so as to synchronize with the first shooting A of the continuous shooting of the imaging units 3a and 3b. During shooting A, the subject X is projected by the lighting device 5a, and the shooting A is terminated and the projection by the lighting device 5a is terminated. Then, the illumination control signal S2 outputs a low level so as to synchronize with the second half of the continuous shooting of the continuous shooting of the imaging units 3a and 3b. At the same time, the lighting device 5b switches so as to end the light projection. That is, the timing control unit 6 controls to output the illumination control signals S1 and S2 so as to switch the states of the illumination devices 5a and 5b at the timing of each set of image capturing.

このように照明条件を変えて、連続で撮影された4枚1組の画像データは、画像データ蓄積手段7へと蓄積される。そして、連続撮影が終了した後、これらの画像データは、インターフェース12を介してコンピュータ11へと転送される。従って、1枚の撮影毎に画像データはコンピュータ11へと転送されずに、一旦画像データ蓄積装置7に4枚1組の画像データが蓄積され、連続撮影終了後にコンピュータ11へと転送されるので、連続撮影する合間の時間間隔を短くすることができる。これにより、被写体Xの移動等の影響によって状態が変化してしまう恐れを軽減することができるので、3次元物体の計測や認識に好適な画像を取得することができる。また、照明状態を変えた映像を連続で撮影することにより、写り方が異なる画像データが取得できるので、計測する対象物を際立たせて検出し易くできるので、輪郭抽出等が容易になる。   In this way, a set of four pieces of image data continuously shot under different illumination conditions is stored in the image data storage means 7. Then, after the continuous shooting is completed, these image data are transferred to the computer 11 via the interface 12. Therefore, the image data is not transferred to the computer 11 for each shooting, but a set of four image data is temporarily stored in the image data storage device 7 and transferred to the computer 11 after the continuous shooting is completed. The time interval between continuous shooting can be shortened. As a result, the possibility that the state changes due to the influence of the movement of the subject X and the like can be reduced, so that an image suitable for measurement and recognition of a three-dimensional object can be acquired. In addition, by continuously capturing images with different illumination states, image data with different ways of capturing can be acquired, so that an object to be measured can be made to stand out and easily detected, and thus contour extraction and the like are facilitated.

尚、図3では、照明制御信号S1、S2の信号レベルが、ローレベルの際にそれぞれ照明装置5a、5bから照明光を投光させる例を示しているが、照明制御信号S1、S2の信号レベルが、ハイレベルの際にそれぞれ照明装置5a、5bから照明光を投光させるように構成しても良い。また、本実施形態では、2つの照明装置5a、5bを配置した例を示しているが、本発明では、被写体Xへの照明光の照明状態が異なる画像を連続撮影できれば良く、3つ以上の照明装置を利用して連続撮影を行うことにより、4枚1組の画像データを取得しても良い。例えば、3つの照明装置5を利用した場合には、前半の撮影Aでは2つの照明装置5から照明光を投光させた被写体Xを撮影し、後半の撮影Bでは残りの1つの照明装置5から照明光を投光させた被写体Xを撮影するように照明制御信号S1、S2により照明状態を切り替える等の構成にすることも当然可能である。   3 shows an example in which illumination light is projected from the illumination devices 5a and 5b when the signal levels of the illumination control signals S1 and S2 are low, respectively, the signals of the illumination control signals S1 and S2 are shown. You may comprise so that illumination light may be projected from illuminating device 5a, 5b, respectively, when a level is a high level. Further, in the present embodiment, an example in which two illumination devices 5a and 5b are arranged is shown. However, in the present invention, it is only necessary to continuously shoot images with different illumination states of the illumination light on the subject X. A set of four pieces of image data may be acquired by performing continuous shooting using an illumination device. For example, when three illumination devices 5 are used, the subject X in which illumination light is projected from the two illumination devices 5 is photographed in the first shooting A, and the remaining one illumination device 5 is photographed in the second shooting B. It is of course possible to adopt a configuration in which the illumination state is switched by the illumination control signals S1 and S2 so that the subject X projected with the illumination light is photographed.

また、本実施形態では、撮影Aの際に、照明制御信号S1により一方の照明装置3aを投光させ、撮影Bの際に、照明制御信号S2によりもう一方の照明装置3bを投光させる例を示しているが、投光タイミングの例はこれに限られるものではなく、図4に示すように、照明制御信号S1及び照明制御信号S2による投光のON/OFFの切り替え及びその投光タイミングの変更によって、16(2)通りのパターンが考えられる。 Further, in the present embodiment, an example in which one illumination device 3a is projected by the illumination control signal S1 at the time of shooting A, and another illumination device 3b is projected by the illumination control signal S2 at the time of shooting B. However, the example of the light projection timing is not limited to this, and as shown in FIG. 4, the ON / OFF switching of the light projection by the illumination control signal S1 and the illumination control signal S2 and the light projection timing thereof Depending on the change, 16 (2 4 ) patterns can be considered.

次に、第2の実施形態に係る撮像装置1aについて図5,6を用いて説明する。第2の実施形態に係る撮像装置1aは、撮像装置1の照明装置3a、3bの代わりにストロボ13を設けたものであり、その他の第1の実施形態に係る撮像装置1と同様の構成要素については、同一の符号を付して、その詳細な説明は省略する。   Next, an imaging apparatus 1a according to the second embodiment will be described with reference to FIGS. The imaging device 1a according to the second embodiment is provided with a strobe 13 instead of the illumination devices 3a and 3b of the imaging device 1, and the other components similar to those of the imaging device 1 according to the first embodiment. Are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof is omitted.

ストロボ13は、一般的なカメラにも搭載されている電子閃光を利用した写真用人工光源である。撮像装置1aでは、このストロボ13による閃光を投光した場合の画像データと投光しない場合の画像データを撮像手段3a、3bにより取得するものである。撮像装置1aは、予めコンピュータ11からのコマンドによって、撮像部3による撮影タイミング、露光時間、及びストロボ13による投光タイミング、投光時間が設定され、この設定に基づいて、タイミング制御部6は撮像部3による連続撮影及びストロボ13による投光を制御する。   The strobe 13 is a photographic artificial light source using an electronic flash mounted on a general camera. In the imaging device 1a, the image data when the flash by the strobe 13 is projected and the image data when the flash is not projected are acquired by the imaging means 3a and 3b. In the imaging apparatus 1a, the shooting timing by the imaging unit 3, the exposure time, and the projection timing and projection time by the strobe 13 are set in advance by a command from the computer 11, and the timing control unit 6 performs imaging based on these settings. The continuous shooting by the unit 3 and the light projection by the strobe 13 are controlled.

図6は、撮像装置1aの処理の一例を示すものであり、図3と同様に撮影Aは、連続撮影における前半の撮影タイミングを示しており、横方向の長さは撮像3a、3bの露光時間を含む撮影に要する時間間隔を表しており、撮影Bは、連続撮影における後半の撮影タイミングを示している。撮像装置1aは、図6に示すように、コンピュータ11又は操作部9からシャッターコマンドによってトリガが与えられると、撮像部3a、3bの連続撮影の前半の撮影Aと同期するように照明制御信号S1はローレベルを出力して撮影Aの間、ストロボ13により被写体Xを投光し、撮影Aが終了するとともに、ストロボ13による投光を終了するように切り替える。そして、撮像部3a、3bの連続撮影の後半の撮影Bでは、ストロボ13による閃光が投光されていない状態で、撮像部3a、3bによって被写体Xが撮影される。これにより、ストロボ13による閃光が投光された状態の画像データとストロボ13による閃光が投光されていない状態の画像データの4枚1組を取得することができる。この4枚1組の画像データは、画像データ蓄積手段7へと蓄積され、連続撮影が終了した後、インターフェース12を介してコンピュータ11へと転送される。   FIG. 6 shows an example of processing of the image pickup apparatus 1a. Like FIG. 3, the shooting A shows the first half shooting timing in the continuous shooting, and the horizontal length is the exposure of the shooting 3a and 3b. The time interval required for shooting including time is shown, and shooting B indicates the shooting timing in the latter half of the continuous shooting. As shown in FIG. 6, when a trigger is given by a shutter command from the computer 11 or the operation unit 9, the imaging device 1 a has an illumination control signal S <b> 1 so as to synchronize with the first shooting A of the continuous shooting of the imaging units 3 a and 3 b. Outputs a low level and projects the subject X with the flash 13 during shooting A, and switches to finish shooting A and end the projection with the flash 13. Then, in shooting B in the latter half of the continuous shooting by the imaging units 3a and 3b, the subject X is shot by the imaging units 3a and 3b in a state where the flash by the strobe 13 is not projected. As a result, a set of four pieces of image data in a state where the flash by the strobe 13 is projected and image data in a state where the flash by the strobe 13 is not projected can be acquired. The set of four pieces of image data is stored in the image data storage unit 7 and is transferred to the computer 11 via the interface 12 after the continuous shooting is completed.

尚、図6では、照明制御信号S1によりストロボ13が、撮像部3a、3bによる連続撮影の前半の撮影Aと同期して被写体Xを投光する場合の例を示しているが、連続撮影の前半の撮影Aの際に、ストロボ13は投光せずに、撮像部3a、3bによる連続撮影の後半の撮影Bの際にストロボ13が投光するように構成することも当然可能である。   FIG. 6 shows an example in which the strobe 13 projects the subject X in synchronization with the shooting A in the first half of the continuous shooting by the imaging units 3a and 3b by the illumination control signal S1. Of course, it is also possible to configure the strobe 13 not to emit light during the first half of shooting A, but to project the flash 13 during shooting B in the second half of the continuous shooting by the imaging units 3a and 3b.

第3の実施形態に係る撮像装置1bは、撮像装置1aのストロボに代えて、図7,8に示すように、撮像部3a、3bの間にパターン光を被写体Xに投影するパターン投影機14を一体として設けたものである。このパターン投影機14は、プロジェクタ機能を持つ特殊な模様を照明として被写体Xに当てるものであり、例えば、パターン光としては、非周期的なランダムパターン等を投光する。   The imaging apparatus 1b according to the third embodiment replaces the strobe of the imaging apparatus 1a with a pattern projector 14 that projects pattern light onto the subject X between the imaging units 3a and 3b as shown in FIGS. Are integrated. The pattern projector 14 applies a special pattern having a projector function to the subject X as illumination. For example, a non-periodic random pattern is projected as pattern light.

また、この撮像装置1bでも、予めコンピュータ11からのコマンドによって、撮像部3による撮影タイミング、露光時間、及びパターン投影機14による投光タイミング、投光時間が設定され、この設定に基づいて、タイミング制御部6は撮像部3による連続撮影及びパターン投影機14による投光を制御する。   Also in the imaging apparatus 1b, the shooting timing and exposure time by the imaging unit 3 and the projection timing and projection time by the pattern projector 14 are set in advance by a command from the computer 11, and the timing is set based on this setting. The control unit 6 controls continuous shooting by the imaging unit 3 and light projection by the pattern projector 14.

この撮像装置1bは、撮像装置1aと同様に図6に示すように、コンピュータ11又は操作部9からシャッターコマンドによってトリガが与えられると、撮像部3a、3bの連続撮影の前半の撮影Aと同期するように照明制御信号S1はローレベルを出力して撮影Aの間、パターン投影機14により被写体Xを投光し、撮影Aが終了するとともに、パターン投影機14による投光を終了するように切り替える。そして、撮像部3a、3bの連続撮影の後半の撮影Bでは、パターン投影機14によるパターン光が投光されていない状態で、撮像部3a、3bによって被写体Xが撮影される。これにより、パターン光が投光された状態の画像データと投光されていない状態の画像データの4枚1組を取得することができる。また、撮像装置1bでも同様に、この取得した4枚1組の画像データは、画像データ蓄積手段7へと蓄積され、連続撮影が終了した後、インターフェース12を介してコンピュータ11へと転送される。また、本実施形態においても、連続撮影の前半の撮影Aの際は、パターン光を投光せずに、撮像部3a、3bによる連続撮影の後半の撮影Bの際にパターン光を投光するように構成することも当然可能である。また、パターン光に代えて、ラインレーザー等を投影する投影機を設けても良い。   Similar to the imaging device 1a, the imaging device 1b is synchronized with the first shooting A of the continuous shooting of the imaging units 3a and 3b when a trigger is given from the computer 11 or the operation unit 9 as shown in FIG. As described above, the illumination control signal S1 outputs a low level so that the subject X is projected by the pattern projector 14 during the photographing A, and the photographing by the pattern projector 14 is finished while the photographing A is finished. Switch. Then, in shooting B in the latter half of the continuous shooting of the imaging units 3a and 3b, the subject X is shot by the imaging units 3a and 3b in a state where pattern light from the pattern projector 14 is not projected. Thereby, it is possible to acquire a set of four pieces of image data in a state where the pattern light is projected and image data in a state where the pattern light is not projected. Similarly, in the image pickup apparatus 1b, the acquired set of four pieces of image data is stored in the image data storage unit 7, and after continuous shooting is completed, the image data is transferred to the computer 11 via the interface 12. . Also in the present embodiment, the pattern light is not projected during the first half of the continuous shooting, but the pattern light is projected during the second half of the continuous shooting B by the imaging units 3a and 3b. Of course, it is also possible to make such a configuration. Further, a projector for projecting a line laser or the like may be provided instead of the pattern light.

尚、本発明の実施の形態は上述の形態に限るものではなく、本発明の思想の範囲を逸脱しない範囲で適宜変更することができることは云うまでもない。   Note that the embodiment of the present invention is not limited to the above-described embodiment, and it is needless to say that the embodiment can be appropriately changed without departing from the scope of the idea of the present invention.

本発明に係る撮像装置は、3次元物体の計測や認識のために用いる画像を好適に取得するための撮像装置として有効に利用することができる。   The imaging apparatus according to the present invention can be effectively used as an imaging apparatus for suitably acquiring an image used for measuring or recognizing a three-dimensional object.

1、1a、1b 撮像装置
3、3a、3b 撮像部
5、5a、5b 照明装置(投光手段)
6 タイミング制御部
7 画像データ蓄積部
11 コンピュータ
12 インターフェース
13 ストロボ(投光手段)
14 パターン投影機(投光手段)
1, 1a, 1b Imaging device 3, 3a, 3b Imaging unit 5, 5a, 5b Illumination device (light projection means)
6 Timing control unit 7 Image data storage unit 11 Computer 12 Interface 13 Strobe (light projection means)
14 Pattern projector (light projection means)

Claims (4)

撮像対象となる被写体に対して光を投光する投光手段と、
前記被写体を撮影して画像データを取得する撮像手段と、
前記投光手段による投光タイミング及び前記撮像手段による撮影タイミングを制御するタイミング制御手段と、
前記撮像手段により取得した画像データを蓄積する画像データ蓄積手段と、
該画像データ蓄積手段に蓄積された前記画像データをコンピュータへと転送するインターフェースと、を備え、
前記タイミング制御手段は、前記撮像手段に連続撮影させるとともに、前記投光手段による投光状態を前記撮像手段による連続撮影に同期させて切り替え、前記画像データ蓄積手段は、異なる投光状態で連続撮影された画像データを蓄積しておき、前記撮像手段による連続撮影が終了すると、前記画像データ蓄積手段に蓄積された前記画像データは、前記インターフェースを介して前記コンピュータへと転送されることを特徴とする撮像装置。
A light projecting means for projecting light onto a subject to be imaged;
Imaging means for capturing the subject and acquiring image data;
Timing control means for controlling the light projection timing by the light projection means and the photographing timing by the imaging means;
Image data storage means for storing image data acquired by the imaging means;
An interface for transferring the image data stored in the image data storage means to a computer,
The timing control unit causes the imaging unit to continuously shoot and switches the light projection state by the light projecting unit in synchronization with the continuous shooting by the imaging unit, and the image data storage unit continuously shoots in different light projection states. The image data stored is stored, and when the continuous shooting by the imaging unit is completed, the image data stored in the image data storage unit is transferred to the computer via the interface. An imaging device.
前記投光手段は、前記被写体に照明光を投光する複数の照明装置であって、
前記タイミング制御手段は、前記撮像手段に連続撮影させるとともに、前記複数の照明装置による照明状態を前記撮像手段による連続撮影に同期させて切り替えることを特徴とする請求項1記載の撮像装置。
The light projecting means is a plurality of illumination devices that project illumination light onto the subject,
2. The imaging apparatus according to claim 1, wherein the timing control unit causes the imaging unit to continuously shoot and switches the illumination state of the plurality of lighting devices in synchronization with continuous shooting by the imaging unit.
前記投光手段は、前記被写体にパターン光を投光するパターン投影機又は前記被写体に閃光を投光するストロボであって、
前記タイミング制御手段は、前記撮像手段に連続撮影させるとともに、前記パターン投影機又は前記ストロボの投光と非投光の切り替えを前記前記撮像手段による連続撮影に同期させて行うことを特徴とする請求項1記載の撮像装置。
The light projecting means is a pattern projector that projects pattern light onto the subject or a strobe that projects flash onto the subject,
The timing control unit causes the imaging unit to continuously shoot, and performs switching between projection and non-projection of the pattern projector or the strobe in synchronization with continuous shooting by the imaging unit. Item 2. The imaging device according to Item 1.
前記画像データ蓄積手段に蓄積された画像データを前記コンピュータに転送するインターフェースとして、ギガビットイーサネット(登録商標)を使用し、電源の供給として、該ギガビットイーサネット(登録商標)で使用する通信ケーブルで行うPoE(パワーオーバーイーサネット)を用いることを特徴とする請求項1乃至3のいずれかに記載の撮像装置。   As an interface for transferring the image data stored in the image data storage means to the computer, a Gigabit Ethernet (registered trademark) is used, and as a power supply, PoE is performed using a communication cable used in the Gigabit Ethernet (registered trademark). The imaging apparatus according to claim 1, wherein (Power over Ethernet) is used.
JP2009266099A 2009-11-24 2009-11-24 Imaging apparatus Withdrawn JP2011114363A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2009266099A JP2011114363A (en) 2009-11-24 2009-11-24 Imaging apparatus

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2009266099A JP2011114363A (en) 2009-11-24 2009-11-24 Imaging apparatus

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2011114363A true JP2011114363A (en) 2011-06-09

Family

ID=44236417

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2009266099A Withdrawn JP2011114363A (en) 2009-11-24 2009-11-24 Imaging apparatus

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2011114363A (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2013108948A (en) * 2011-11-24 2013-06-06 Ricoh Co Ltd Image analyzer and object detection device using the same
CN106773509A (en) * 2017-03-28 2017-05-31 成都通甲优博科技有限责任公司 A kind of photometric stereo three-dimensional rebuilding method and beam splitting type photometric stereo camera

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2013108948A (en) * 2011-11-24 2013-06-06 Ricoh Co Ltd Image analyzer and object detection device using the same
CN106773509A (en) * 2017-03-28 2017-05-31 成都通甲优博科技有限责任公司 A kind of photometric stereo three-dimensional rebuilding method and beam splitting type photometric stereo camera
WO2018176534A1 (en) * 2017-03-28 2018-10-04 成都通甲优博科技有限责任公司 Photometric stereoscopic three-dimensional reconstruction method and spectrophotometric stereoscopic camera

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5683025B2 (en) Stereoscopic image capturing apparatus and stereoscopic image capturing method
CN105681656B (en) System and method for bullet time shooting
EP3010223B1 (en) Apparatus for illuminating a scene and control method thereof
US20140267427A1 (en) Projector, method of controlling projector, and program thereof
JP5769032B2 (en) Imaging apparatus, imaging method, and program
JP2006030127A (en) Camera calibrating system and three-dimensional measuring system
JP2004132829A (en) Method and apparatus for three-dimensional imaging, and stereo adapter
JP2006005608A (en) Imaging device
JP2002344800A (en) Synchronized photographing method and photographing system
JP2014137482A (en) Photographing device and photographing illumination device
JP2010157850A (en) Camera, and camera system
JP2022003730A (en) Imaging method, imaging system, manufacturing system, and method for manufacturing article
JP2004289613A (en) Three-dimensional image acquisition apparatus, method therefor, light projection unit and three-dimensional reconstruction system, and light projection method of light projection unit
JP2001346090A (en) Electronic camera system and electronic camera
JP2016111689A (en) Image reading apparatus
JP2011114363A (en) Imaging apparatus
JP2011040990A (en) Imaging apparatus
JP2016058995A (en) Imaging device, imaging control method and program
JP2011064859A (en) Projection type image display device and focus control circuit
JP6044272B2 (en) Auxiliary imaging device
JP2018537884A (en) How to take a picture with a mobile device
KR101816781B1 (en) 3D scanner using photogrammetry and photogrammetry photographing for high-quality input data of 3D modeling
JP2022003728A (en) Imaging method, imaging system, manufacturing system, and method for manufacturing article
JP2022003729A (en) Imaging method, imaging system, manufacturing system, and method for manufacturing article
JP2012027302A (en) Imaging apparatus with projection function

Legal Events

Date Code Title Description
A761 Written withdrawal of application

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A761

Effective date: 20110721

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A821

Effective date: 20110722