JP2011530071A5 - - Google Patents

Description

図３を参照するに、検知器４０での利用に適した３次元表面走査システムを一般的に１０で示す。検知器４０を含むシステム全体の統合の他に、特徴画像プロセッサ１５およびその３次元表面点計算器１８とのやり取り３８が特に注目されよう。特徴画像プロセッサ１５は、センサ座標系内の計算された３次元低解像度表面点の集合により誘導されて、テクスチャ、すなわちこの場合はカラーテクスチャ、および／または形状をより微細な解像度で抽出することができる。また、各特徴画像１３において抽出されたテクスチャパッチ７４（図４参照）を大域座標系内の復元された部分形状にマッピングするテクスチャ積分器２５もまた特に注目されよう。

Claims (18)

1. 物体の表面点を表すデータを取得するシステムであって、
   前記物体表面上に射影パターンを生成するパターンプロジェクタ、前記物体の少なくとも一部の基本２次元画像を表す基本２次元画像データを基本解像度で取得する少なくとも１つの基本カメラ、および前記物体の少なくとも一部の特徴画像を表す特徴画像データを取得する特徴カメラを有する検知器であって、前記特徴カメラがテクスチャカメラおよび高解像度カメラの少なくとも一方であり、前記テクスチャカメラが前記物体の前記一部に関する特徴テクスチャ情報を取得すべく適合されたカメラであり、前記高解像度カメラが前記物体の前記一部に関する高解像度情報を高解像度で取得すべく適合されたカメラであり、
   前記投影パターンの少なくとも一部が前記特徴画像上で明らかであり、前記高解像度が前記基本解像度より高く、前記射影パターンが前記基本画像上で明らかであり、センサ座標系内における前記基本カメラ、前記パターンプロジェクタ、および前記特徴カメラの空間関係が既知であり、前記特徴カメラと前記基本カメラが同期化されて、該基本カメラと該特徴カメラが、それぞれ、前記基本２次元画像データと前記特徴画像データを取得すると同時に、前記パターンが前記パターンプロジェクタによって前記物体の表面に投影されている、検知器と、
   前記表面上での前記射影パターンの反射により得られた２次元表面点の少なくとも１つの集合を表す２次元点データを前記基本２次元画像データから抽出する基本画像プロセッサと、
   ２次元表面点の集合を表す前記２次元点データを用いて前記センサ座標系内の３次元表面点の集合を計算する３次元表面点計算器と、
   前記３次元表面点の集合を前記特徴画像データへ数学的に射影して前記特徴画像データ内における前記３次元表面点の位置を取得すると共に、前記特徴画像データにおける前記射影された３次元表面点を用いて前記３次元表面点の集合の特徴データの抽出を誘導する特徴画像プロセッサとを含み、
   前記特徴カメラが前記高分解能カメラならば、前記抽出の誘導は局所画像処理を含み、前記特徴カメラが前記テクスチャカメラならば、前記誘導は、前記抽出された特徴データ上の投影パターンによる干渉を避け、
   前記抽出の誘導の特徴データを用いて、前記特徴カメラが前記高分解能カメラならば前記３次元表面点の精度が向上した位置を取得し、前記特徴カメラが前記テクスチャカメラならば前記３次元表面点のテクスチャを取得する、システム。
2. 変換パラメータを取得し、前記変換パラメータが前記センサ座標系と大域座標系との空間関係を表す測位システムと、
   前記変換パラメータを用いて前記３次元表面点の集合を前記大域座標系内の変換された３次元表面点の集合に変換する３次元表面点変換器と
   を更に含む、請求項１に記載のシステム。
3. 前記測位システムが、
   前記物体上の目標測位特徴の集合、すなわち前記目標測位特徴の各々が前記物体上の固定位置に置かれていて、大域座標系が前記目標測位特徴を用いて定義され、前記目標測位特徴の集合の少なくとも一部が前記基本２次元画像において明らかであって、前記目標測位特徴の集合が前記画像プロセッサにより前記基本２次元画像から抽出されている集合を含み、
   前記システムが更に、
   前記測位システムを用いて前記変換パラメータを計算する３次元測位計算器を含む、請求項２に記載のシステム。
4. 前記変換された３次元表面点の集合および前記３次元表面点の前記特徴データを集積して前記物体の３次元表面モデルを生成する表面再構成装置を更に含む、請求項３に記載のシステム。
5. 前記表面再構成装置が、前記変換された３次元表面点の集合の前記集積の解像度を調整するモデル解像度調整器を含む、請求項４に記載のシステム。
6. 前記大域座標系内の前記変換された３次元表面点の集合から、局所接平面の集合を計算する局所接平面計算器を更に含み、
   前記表面再構成装置が前記局所接平面を用いて前記物体の前記３次元表面モデルを生成する、請求項４および５のいずれか一項に記載のシステム。
7. 前記局所接平面計算器が、前記局所接平面の集合の計算の解像度を調整する接平面解像度調整器を含む、請求項６に記載のシステム。
8. 前記特徴カメラがテクスチャカメラであり、前記特徴画像がテクスチャ画像であって、前記特徴画像プロセッサがテクスチャ画像プロセッサを含んでいて、前記特徴データがテクスチャパッチ内で得られたテクスチャデータである、請求項１〜５のいずれか一項に記載のシステム。
9. 前記特徴カメラがテクスチャカメラであり、前記特徴画像がテクスチャ画像であって、前記特徴画像プロセッサがテクスチャ画像プロセッサを含んでいて、前記特徴データが画像テクスチャパッチ内で得られたテクスチャデータである、請求項６〜７のいずれか一項に記載のシステム。
10. 前記テクスチャパッチの集合を前記局所接平面の集合にマッピングおよび集積して、２次元テクスチャマップの集合および局所テクスチャ付き接平面の集合を生成するテクスチャ積分器を更に含む、請求項９に記載のシステム。
11. 前記特徴カメラが高解像度カメラであり、前記特徴画像が高解像度２次元画像であって、前記特徴画像プロセッサが高解像度画像プロセッサを含んでいて、前記特徴データが高解像度２次元表面点である、請求項１〜１０のいずれか一項に記載のシステム。
12. 前記特徴カメラが高解像度テクスチャカメラであり、前記特徴画像が高解像度テクスチャ画像であって、前記特徴画像プロセッサがテクスチャ画像プロセッサおよび高解像度画像プロセッサを含んでいて、前記特徴データが高解像度２次元表面点および画像テクスチャパッチ内で得られたテクスチャデータを含む、請求項１〜１１のいずれか一項に記載のシステム。
13. 物体の表面点を表すデータを取得する方法であって、
    少なくとも１つの基本カメラを基本解像度で用いて、前記物体の少なくとも一部の基本２次元画像を表す基本２次元画像データを、前記物体の表面へ射影された射影パターンが前記基本画像上で明らかな状態で取得するステップと、
    特徴カメラを用いて前記物体の少なくとも一部の特徴画像を表す特徴画像データを取得するステップであって、前記物体の前記表面に投影された前記投影パターンの少なくとも一部が、前記特徴画像上で明らかであり、前記特徴カメラがテクスチャカメラおよび高解像度カメラの少なくとも一方であり、前記テクスチャカメラが前記物体の前記一部に関する特徴テクスチャ情報を取得すべく適合されたカメラであり、前記高解像度カメラが前記物体の前記一部に関する高解像度情報を高解像度で取得すべく適合されたカメラであって、前記高解像度が前記基本解像度より高いステップと、
    前記表面上での前記射影パターンの反射により得られた２次元表面点の少なくとも１つの集合を表す２次元点データを前記基本２次元画像データから抽出するステップと、
    センサ座標系内における前記基本カメラ、前記パターンプロジェクタ、および前記特徴カメラの空間関係が既知であり、２次元表面の集合を表す前記２次元点データを用いてセンサ座標系内の３次元表面点の集合を計算するステップと、
    前記３次元表面の集合を前記特徴画像データへ数学的に射影して前記特徴画像データ内における前記３次元表面点の位置を取得するステップと、
    前記特徴画像データにおける前記射影された３次元表面点を用いて前記３次元表面点の集合の特徴データの抽出を誘導するステップとを含み、
    前記特徴カメラが前記高分解能カメラならば、前記誘導は局所画像処理を含み、前記特徴カメラが前記テクスチャカメラならば、前記誘導は、前記抽出された特徴データ上の投影パターンによる干渉を避け、
    前記抽出の誘導の特徴データを用いて、前記特徴カメラが前記高分解能カメラならば前記３次元表面点の精度が向上した位置を少なくとも一つ取得し、前記特徴カメラが前記テクスチャカメラならば前記３次元表面点のテクスチャを取得する、方法。
14. 前記基本２次元画像および前記特徴画像が、前記物体の前記表面上に前記射影パターンを生成するパターンプロジェクタ、前記物体の基本２次元画像を取得する少なくとも１つの基本カメラ、および前記物体の特徴画像を取得する特徴カメラを有する検知器を用いて得られ、センサ座標系内における前記基本カメラ、前記パターンプロジェクタ、および前記特徴カメラの空間関係が既知であり、
    前記特徴カメラと前記基本カメラが同期化されて、該基本カメラと該特徴カメラが、それぞれ、前記基本２次元画像データと前記特徴画像データを取得すると同時に、前記パターンが前記パターンプロジェクタによって前記物体の表面に投影されている、請求項１３に記載の方法。
15. 前記センサ座標系と大域座標系との空間関係を表す変換パラメータを取得するステップと、
    前記変換パラメータを用いて前記３次元表面点の集合を前記大域座標系内の変換された３次元表面点の集合に変換するステップと
    を更に含む、請求項１３および１４のいずれか一項に記載の方法。
16. 前記変換された３次元表面点の集合を集積して前記物体の３次元表面モデルを生成するステップを更に含む、請求項１５に記載の方法。
17. 前記大域座標系内の前記変換された３次元表面点の集合から局所接平面の集合を計算するステップと、
    前記局所接平面を用いて前記物体の前記３次元表面モデルを生成するステップとを更に含む、請求項１６に記載の方法。
18. 前記検知器のパターンプロジェクタが、レーザーパターンプロジェクタである、請求項１に記載のシステム。

Images