JP2014032114A - Texture measuring device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、対象物に対して様々な照明条件によって画像を撮影し、対象物の質感情報を取得する質感計測装置に関するものである。 The present invention relates to a texture measuring apparatus that captures an image of an object under various illumination conditions and acquires texture information of the object.
対象物の質感とは、対象物の素材の性質の違いから受ける感覚を意味する。人間は、対象物表面の光沢、明るさ、透明感などによって、対象物の質感を知覚する。従って、対象物の質感をコンピュータによって忠実に再現する為には、対象物に対して様々な照明条件によって画像を撮影し、光の当たる角度に応じた光の反射率や拡散などの情報を取得する必要がある。以下では、対象物の質感をコンピュータによって忠実に再現するために必要な情報を「対象物の質感情報」と呼ぶ。 The texture of the object means a sense received from the difference in the nature of the material of the object. Humans perceive the texture of the object by the gloss, brightness, transparency, etc. of the object surface. Therefore, in order to faithfully reproduce the texture of an object with a computer, images of the object are taken under various illumination conditions, and information such as light reflectance and diffusion according to the angle of light is acquired. There is a need to. Hereinafter, information necessary for faithfully reproducing the texture of the object by the computer is referred to as “object texture information”.
対象物の質感情報を取得するための装置の一例として、例えば、特許文献1及び特許文献2に記載の装置がある。 As an example of an apparatus for acquiring texture information of an object, there are apparatuses described in Patent Document 1 and Patent Document 2, for example.
特許文献1には、撮影の対象物を載置する水平方向のターンテーブルと、ターンテーブル上の対象物を中心とした垂直半円弧上に設置された複数台のカメラと、ターンテーブルと同一軸で水平旋回する、複数光源が設置された半円弧状のアームと、これら機器を自動制御するコントローラから成る画像データ計測装置が開示されている。 Patent Document 1 discloses a horizontal turntable on which an object to be photographed is placed, a plurality of cameras installed on a vertical semicircular arc centered on the object on the turntable, and the same axis as the turntable. An image data measuring device is disclosed which comprises a semicircular arc arm having a plurality of light sources installed horizontally and a controller for automatically controlling these devices.
特許文献2には、回転軸Z2を軸心としてθ2方向に回転可能に構成されるとともに、回転軸Z1を軸心としてθ1方向に回転可能に構成された試料テーブルと、回転軸Z1を軸心としてθ1方向に回転可能に構成された支持板、回転軸Z3を軸心としてθ3方向に回転可能に構成され、上端部に照射口を備えた照射アーム、暗箱の外部に配設された光源部及び光源部の光を照射口に導く光ファイバを備える照射部と、暗箱の外部に配設されたカメラとを備えるシェーディング情報取得装置が開示されている。 Patent Document 2 discloses a sample table that is configured to be rotatable in the θ2 direction with the rotation axis Z2 as an axis, and is configured to be rotatable in the θ1 direction with the rotation axis Z1 as an axis, and the rotation axis Z1 as an axis. A support plate configured to be rotatable in the θ1 direction, an irradiation arm configured to be rotatable in the θ3 direction about the rotation axis Z3, and having an irradiation port at the upper end, and a light source unit disposed outside the dark box A shading information acquisition device is disclosed that includes an irradiation unit including an optical fiber that guides light from the light source unit to an irradiation port, and a camera disposed outside the dark box.
しかしながら、特許文献1の画像データ計測装置は、撮影の対象物をターンテーブルに載置する必要があるので、対象物の大きさに比例して画像データ計測装置も大きくする必要がある。逆に言えば、特許文献1の画像データ計測装置は、撮影可能な対象物の大きさに制限がある。また、画像データ計測装置を大きくし過ぎると、容易に持ち運ぶことができないという問題もある。 However, since the image data measuring device of Patent Document 1 needs to place an object to be photographed on a turntable, the image data measuring device needs to be enlarged in proportion to the size of the object. In other words, the image data measuring device of Patent Document 1 is limited in the size of the object that can be photographed. Another problem is that if the image data measuring device is too large, it cannot be easily carried.
同様に、特許文献2のシェーディング情報取得装置も、撮影の対象物を試料テーブルに載置する必要があるので、撮影可能な対象物の大きさに制限がある。また、シェーディング情報取得装置を大きくし過ぎると、容易に持ち運ぶことができないという問題もある。更に、特許文献2のシェーディング情報取得装置は、撮影可能な対象物の形状が、平面的な形状(例えば、布地など)に制限される。 Similarly, the shading information acquisition apparatus disclosed in Patent Document 2 also needs to place an object to be photographed on the sample table, and thus there is a limit to the size of the object that can be photographed. There is also a problem that if the shading information acquisition device is too large, it cannot be easily carried. Furthermore, in the shading information acquisition device of Patent Document 2, the shape of the object that can be photographed is limited to a planar shape (for example, a cloth or the like).
本発明は、前述した問題点に鑑みてなされたものであり、その目的とすることは、撮影可能な対象物の大きさ及び形状に制限が無く、かつ容易に持ち運ぶことが可能な質感計測装置を提供することである。 The present invention has been made in view of the above-described problems, and an object of the present invention is to provide a texture measuring device that can be easily carried without limitation in the size and shape of an object that can be photographed. Is to provide.
前述した目的を達成するための本発明は、支持体と、前記支持体に設けられるカメラと、前記支持体に回転可能に設けられ、四半円の円弧の形状を有するアームと、前記アームの内縁側に等間隔に設けられる複数の光源と、を具備し、前記アームは、四半球の球面の範囲を回転可能であり、前記カメラは、前記四半球の中心部に位置する対象物を撮影可能に設けられる質感計測装置である。 In order to achieve the above-described object, the present invention includes a support, a camera provided on the support, an arm that is rotatably provided on the support and has a quadrant arc shape, A plurality of light sources provided at equal intervals on the edge side, the arm is capable of rotating a range of a spherical surface of the quadrisphere, and the camera can photograph an object located in the center of the quadrisphere It is the texture measuring device provided in the.
本発明の質感計測装置によれば、対象物に対して様々な照明条件によって画像を撮影し、対象物の質感情報を取得することができる。特に、本発明の質感計測装置は、撮影の対象物を載置するテーブルが不要なので、撮影可能な対象物の大きさ及び形状に制限が無く、かつ容易に持ち運ぶことが可能である。 According to the texture measuring device of the present invention, it is possible to capture an image of an object under various illumination conditions and acquire the texture information of the object. In particular, the texture measuring apparatus according to the present invention does not require a table on which an object to be imaged is placed, and thus there is no limitation on the size and shape of the object that can be imaged, and it can be easily carried.
本発明の質感計測装置は、前記アームを任意の回転角度の位置まで回転させるアーム回転用モータ、を更に具備することが望ましい。これによって、正確かつ容易に、アームを任意の位置に移動することができる。ひいては、正確かつ容易に、対象物の質感情報を取得することができる。 It is desirable that the texture measuring device of the present invention further includes an arm rotation motor that rotates the arm to a position of an arbitrary rotation angle. As a result, the arm can be moved to an arbitrary position accurately and easily. As a result, the texture information of the object can be acquired accurately and easily.
また、本発明の質感計測装置における前記アーム回転用モータは、コンピュータからの制御信号に従い、前記アームを任意の回転角度の位置まで回転させ、前記複数の光源は、前記コンピュータからの制御信号に従い、任意のタイミングで1つだけが光を発し、前記カメラは、前記コンピュータからの制御信号に従い、任意のタイミングで前記対象物を撮影することが望ましい。これによって、自動的に、対象物の質感情報を取得することができる。 Further, the arm rotation motor in the texture measuring device of the present invention, according to a control signal from a computer, rotates the arm to a position of an arbitrary rotation angle, the plurality of light sources according to a control signal from the computer, It is desirable that only one emits light at an arbitrary timing, and the camera captures the object at an arbitrary timing according to a control signal from the computer. Thereby, the texture information of the object can be acquired automatically.
また、本発明の質感計測装置における前記支持体の高さは可変であることが望ましい。これによって、対象物の高さに応じて、カメラの位置を決定することができる。 Moreover, it is desirable that the height of the support in the texture measuring device of the present invention is variable. Thereby, the position of the camera can be determined according to the height of the object.
本発明により、撮影可能な対象物の大きさ及び形状に制限が無く、かつ容易に持ち運ぶことが可能な質感計測装置を提供することができる。 According to the present invention, it is possible to provide a texture measuring device that can be easily carried without limitation in the size and shape of an object that can be photographed.
本発明の質感計測装置は、対象物に対して様々な照明条件によって画像を撮影し、対象物の質感情報を取得するための装置である。本発明の質感計測装置は、撮影可能な対象物の大きさ及び形状に制限が無い。例えば、布地など平面的な形状であっても良いし、靴や時計など小さな物体でも良いし、車両など大きな物体でも良いし、建造物など移動できない物体でも良い。布地や小さな物体の場合、テーブルの上に置いて撮影することが考えられる。車両や建造物などの場合、撮影を複数回に分けて撮影することが考えられる。以下図面に基づいて、本発明の実施形態を詳細に説明する。 The texture measuring apparatus of the present invention is an apparatus for capturing an image of an object under various illumination conditions and acquiring the texture information of the object. The texture measuring device of the present invention has no limitation on the size and shape of the object that can be photographed. For example, it may be a flat shape such as a cloth, a small object such as a shoe or a watch, a large object such as a vehicle, or an immovable object such as a building. In the case of fabrics and small objects, it is conceivable to shoot on a table. In the case of a vehicle, a building, etc., it is conceivable to shoot by dividing the shooting into multiple times. Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
図1は、質感計測装置1の側面図である。図1に示すように、質感計測装置1は、三脚2、支持台3、カメラ支持部4及びアーム支持部5と、カメラ6と、アーム7と、複数の光源8a〜8iと、を具備する。以下、光源8a〜8iを総称するときは、「光源8」と表記する場合もある。 FIG. 1 is a side view of the texture measuring apparatus 1. As shown in FIG. 1, the texture measuring apparatus 1 includes a tripod 2, a support base 3, a camera support unit 4 and an arm support unit 5, a camera 6, an arm 7, and a plurality of light sources 8a to 8i. . Hereinafter, the light sources 8a to 8i are sometimes collectively referred to as “light source 8”.
三脚2は、支持台3を固定し、支持する。三脚2の高さ(支持体の高さ)は可変であることが望ましい。三脚2の高さを可変とすることによって、対象物の高さに応じて、カメラ6の位置を決定することができる。三脚2の高さを可変とするためには、例えば、三脚高さ調整つまみ9を設ければ良い。 The tripod 2 fixes and supports the support 3. It is desirable that the height of the tripod 2 (the height of the support) is variable. By making the height of the tripod 2 variable, the position of the camera 6 can be determined according to the height of the object. In order to make the height of the tripod 2 variable, for example, a tripod height adjustment knob 9 may be provided.
支持台3は、カメラ支持部4及びアーム支持部5を固定し、支持する。カメラ支持部4は、カメラ6を固定し、支持する。アーム支持部5は、アーム7を回転可能に固定し、支持する。以下、三脚2、支持台3、カメラ支持部4及びアーム支持部5を総称するときは、単に「支持体」と表記する場合もある。 The support base 3 fixes and supports the camera support unit 4 and the arm support unit 5. The camera support unit 4 fixes and supports the camera 6. The arm support part 5 fixes and supports the arm 7 rotatably. Hereinafter, when the tripod 2, the support 3, the camera support 4, and the arm support 5 are collectively referred to, they may be simply referred to as “support”.
カメラ6は、カメラ支持部4(支持体)に戴置される。カメラ6は、計測範囲Mに位置する対象物を撮影可能に戴置される。計測範囲Mについては後述する。カメラ6の性能及び機能は、対象物の質感情報が取得できれば良く、特に限定するものではない。前述した通り、カメラ6の高さは、三脚2の高さを変えることによって調整可能である。また、カメラ支持部4は、カメラ6の前傾角度(或いは後傾角度)を調整可能に支持しても良い。カメラ6の前傾角度(或いは後傾角度)を調整可能とすれば、対象物、カメラ6及び光源8の位置関係を微調整することができる。 The camera 6 is placed on the camera support 4 (support). The camera 6 is placed so that an object located in the measurement range M can be photographed. The measurement range M will be described later. The performance and function of the camera 6 are not particularly limited as long as the texture information of the object can be acquired. As described above, the height of the camera 6 can be adjusted by changing the height of the tripod 2. Further, the camera support unit 4 may support the camera 6 so that the forward tilt angle (or the backward tilt angle) of the camera 6 can be adjusted. If the forward tilt angle (or backward tilt angle) of the camera 6 can be adjusted, the positional relationship between the object, the camera 6 and the light source 8 can be finely adjusted.
アーム7は、アーム支持部5(支持体)に回転可能に設けられ、四半円の円弧の形状を有する。四半円は、同一の半径及び同一の中心を有する真円に対して、1/4の面積を有する図形である。或いは、四半円は、同一の半径及び同一の中心を有する真円に対して、1/4の円周を有する図形とも言える。アーム7の材質は、複数の光源8の荷重に耐え得れば良く、特に限定するものではない。 The arm 7 is rotatably provided on the arm support portion 5 (support) and has a quadrangular arc shape. The quarter circle is a figure having an area of 1/4 with respect to a perfect circle having the same radius and the same center. Alternatively, the quarter circle can be said to be a figure having a circumference of 1/4 with respect to a perfect circle having the same radius and the same center. The material of the arm 7 is not particularly limited as long as it can withstand the load of the plurality of light sources 8.
アーム7は、計測範囲Mの周囲を回転可能とする。例えば、アーム下端部12には、シャフト(不図示)が第1水平線H1(一点鎖線)方向に貫通されている。シャフトの一端には、アーム回転用モータ10が設けられることが望ましい。アーム回転用モータ10は、第1水平線H1方向を回転軸とし、アーム7を任意の回転角度の位置まで回転させるモータである。アーム回転用モータ10を設けることによって、正確かつ容易に、アーム7を任意の位置に移動することができる。アーム回転用モータ10は、例えばステッピングモータを用いることができる。アーム7の回転範囲Rについては後述する。 The arm 7 is rotatable around the measurement range M. For example, a shaft (not shown) is passed through the arm lower end portion 12 in the direction of the first horizontal line H1 (dashed line). An arm rotation motor 10 is desirably provided at one end of the shaft. The arm rotation motor 10 is a motor that rotates the arm 7 to a position of an arbitrary rotation angle with the first horizontal line H1 direction as a rotation axis. By providing the arm rotation motor 10, the arm 7 can be moved to an arbitrary position accurately and easily. For example, a stepping motor can be used as the arm rotation motor 10. The rotation range R of the arm 7 will be described later.
光源8は、例えば、LED(Light Emitting Diode)ライトである。光源8の性能及び機能は、対象物の質感情報が取得できれば良く、特に限定するものではない。 The light source 8 is, for example, an LED (Light Emitting Diode) light. The performance and function of the light source 8 are not particularly limited as long as the texture information of the object can be acquired.
アーム7の形状を規定する四半円の半径と、光源8が発する光の強さは、互いに依存関係にある。つまり、アーム7の形状を規定する四半円の半径を決めれば、光源8が発する光の強さも適切な値が決まる。逆に言えば、光源8が発する光の強さを決めれば、アーム7の形状を規定する四半円の半径も適切な値が決まる。 The radius of the quarter circle that defines the shape of the arm 7 and the intensity of light emitted from the light source 8 are mutually dependent. That is, if the radius of the quarter circle that defines the shape of the arm 7 is determined, the intensity of light emitted from the light source 8 is also determined as an appropriate value. In other words, if the intensity of light emitted from the light source 8 is determined, an appropriate value is also determined for the radius of the quarter circle that defines the shape of the arm 7.
光源8は、アーム上端部11からアーム下端部12にかけて、アーム7の内縁13側に等間隔に設けられる。尚、アーム7の外縁14側には、光源8のための配線(不図示)が設けられる。図1の例であれば、9個の光源8a〜8iが等間隔に設けられている。アーム7は、四半円の円弧の形状を有することから、四半円の中心角によって、光源8同士の間隔が規定される。例えば、図1のように9個の光源8a〜8iを設ける場合、光源8a及び光源8bの間隔は、四半円の中心と光源8aとを結ぶ線と、四半円の中心と光源8bとを結ぶ線とによってなす角度が、「10度」となるように規定される。その他の間隔も同様である。 The light sources 8 are provided at equal intervals on the inner edge 13 side of the arm 7 from the arm upper end portion 11 to the arm lower end portion 12. A wiring (not shown) for the light source 8 is provided on the outer edge 14 side of the arm 7. In the example of FIG. 1, nine light sources 8a to 8i are provided at equal intervals. Since the arm 7 has a quadrangular arc shape, the interval between the light sources 8 is defined by the center angle of the quadrant. For example, when nine light sources 8a to 8i are provided as shown in FIG. 1, the distance between the light source 8a and the light source 8b is such that the line connecting the center of the quarter circle and the light source 8a connects the center of the quarter circle and the light source 8b. The angle formed by the line is defined to be “10 degrees”. The same applies to other intervals.
対象物は、撮影したい表面が計測範囲Mに入るように配置する。つまり、撮影時には、対象物の撮影したい表面が、アーム上端部11に設けられる光源8aから下ろす鉛直線V(一点鎖線)と、アーム7の回転軸に相当する第1水平線H1とが交差する点の周辺に位置する。 The object is arranged so that the surface to be photographed falls within the measurement range M. That is, at the time of photographing, the surface of the object to be photographed intersects the vertical line V (dashed line) drawn from the light source 8 a provided on the arm upper end portion 11 and the first horizontal line H 1 corresponding to the rotation axis of the arm 7. Located around.
図2は、質感計測装置1の正面図である。図2に示すように、質感計測装置1のアーム7は、アーム下端部12を回転軸として、鉛直方向の左右に90度ずつ、合計180度回転可能とする。つまり、アーム上端部11は、第2水平線H2(一点鎖線)と平行な位置まで移動可能とする。尚、第2水平線H2は、第1水平線H1及び鉛直線Vと直交する。 FIG. 2 is a front view of the texture measuring device 1. As shown in FIG. 2, the arm 7 of the texture measuring device 1 can rotate by 90 degrees left and right in the vertical direction, with the arm lower end 12 as a rotation axis, for a total of 180 degrees. That is, the arm upper end portion 11 is movable to a position parallel to the second horizontal line H2 (dashed line). The second horizontal line H2 is orthogonal to the first horizontal line H1 and the vertical line V.
図3は、回転範囲R及び計測範囲Mを説明する図である。第3水平線H3は、第2水平線H2と平行、かつ鉛直線Vと第1水平線H1との交点を通る。図3に示すように、アーム7の回転範囲Rは、アーム7の形状を規定する四半円と同一の半径及び同一の中心を有する四半球の球面の範囲である。四半球は、同一の半径及び同一の中心を有する真球に対して、1/4の体積を有する図形である。或いは、四半球は、同一の半径及び同一の中心を有する真球に対して、1/4の表面積を有する図形とも言える。 FIG. 3 is a diagram illustrating the rotation range R and the measurement range M. The third horizontal line H3 is parallel to the second horizontal line H2 and passes through the intersection of the vertical line V and the first horizontal line H1. As shown in FIG. 3, the rotation range R of the arm 7 is a quadrangular spherical range having the same radius and the same center as the quadrant that defines the shape of the arm 7. A quarter hemisphere is a figure having a volume of 1/4 with respect to a true sphere having the same radius and the same center. Alternatively, it can be said that the quadrisphere is a figure having a surface area of 1/4 with respect to a true sphere having the same radius and the same center.
カメラ6は、回転範囲Rを規定する四半球の中心部に位置する対象物を撮影可能に戴置される。図3に示す計測範囲Mは、回転範囲Rを規定する四半球の中心部の範囲を示している。計測範囲Mは、アーム7の形状を規定する四半円の半径に依存して決まる。 The camera 6 is placed so as to be able to photograph an object located at the center of the quadrisphere that defines the rotation range R. The measurement range M shown in FIG. 3 shows the range of the central part of the quadrisphere that defines the rotation range R. The measurement range M is determined depending on the radius of a quarter circle that defines the shape of the arm 7.
図4は、質感計測システム100の構成図である。質感計測システム100は、自動的に対象物の質感情報を取得するためのシステムである。質感計測システム100は、質感計測装置1とコンピュータ20とによって構成される。 FIG. 4 is a configuration diagram of the texture measurement system 100. The texture measurement system 100 is a system for automatically acquiring texture information of an object. The texture measurement system 100 includes the texture measurement device 1 and a computer 20.
コンピュータ20は、制御部21、記憶部22、表示部23、入力部24、I/O25などを備える。 The computer 20 includes a control unit 21, a storage unit 22, a display unit 23, an input unit 24, an I / O 25, and the like.
制御部21は、CPU(Central Processing Unit)、ROM(Read Only Memory)、RAM(Random Access Memory)などから構成される。CPUは、記憶部22、ROM、記憶媒体などに格納されるプログラムをRAM上のワークメモリ領域に呼び出して実行し、各装置を駆動制御し、コンピュータ20が行う後述する処理を実現する。ROMは、不揮発性メモリであり、コンピュータ20のブートプログラムやBIOSなどのプログラム、データなどを恒久的に保持している。RAMは、揮発性メモリであり、記憶部22、ROM、記憶媒体などからロードしたプログラム、データなどを一時的に保持するとともに、制御部21が各種処理を行う為に使用するワークエリアを備える。 The control unit 21 includes a CPU (Central Processing Unit), a ROM (Read Only Memory), a RAM (Random Access Memory), and the like. The CPU calls a program stored in the storage unit 22, ROM, storage medium, or the like to a work memory area on the RAM, executes it, controls the drive of each device, and realizes the processing described later performed by the computer 20. The ROM is a non-volatile memory, and permanently stores programs such as a boot program and BIOS for the computer 20, data, and the like. The RAM is a volatile memory, and temporarily holds a program, data, and the like loaded from the storage unit 22, ROM, storage medium, and the like, and includes a work area used by the control unit 21 to perform various processes.
記憶部22は、例えば、HDD(Hard Disk Drive)であり、制御部21が実行するプログラム、プログラム実行に必要なデータ、OS(Operating System)などが格納される。プログラムに関しては、OSに相当する制御プログラムや、後述する処理をコンピュータ20に実行させるためのアプリケーションプログラムが格納されている。これらの各プログラムコードは、制御部21により必要に応じて読み出されてRAMに移され、CPUに読み出されて各種の手段として実行される。 The storage unit 22 is an HDD (Hard Disk Drive), for example, and stores a program executed by the control unit 21, data necessary for program execution, an OS (Operating System), and the like. With respect to the program, a control program corresponding to the OS and an application program for causing the computer 20 to execute processing to be described later are stored. Each of these program codes is read by the control unit 21 as necessary, transferred to the RAM, read by the CPU, and executed as various means.
表示部23は、液晶パネルなどのディスプレイ装置、ディスプレイ装置と連携してコンピュータ20のビデオ機能を実現するための論理回路など(ビデオアダプタなど)を有する。入力部24は、データの入力を行い、例えば、キーボード、マウスなどのポインティングデバイス、テンキーなどの入力装置を有する。入力部24を介して、コンピュータ20に対して、操作指示、動作指示、データ入力などを行うことができる。尚、表示部23及び入力部24は、タッチパネルディスプレイのように、一体となっていても良い。 The display unit 23 includes a display device such as a liquid crystal panel, and a logic circuit (such as a video adapter) for realizing the video function of the computer 20 in cooperation with the display device. The input unit 24 inputs data and includes, for example, a keyboard, a pointing device such as a mouse, and an input device such as a numeric keypad. An operation instruction, operation instruction, data input, and the like can be performed on the computer 20 via the input unit 24. The display unit 23 and the input unit 24 may be integrated like a touch panel display.
I/O25は、コンピュータ20に周辺機器(カメラ6、光源8a〜8i、及びアーム回転用モータ10など)を接続するためのポートや送受信機である。コンピュータ20は、I/O25を介して周辺機器とのデータの送受信を行う。I/O25の一例としては、USB、IEEE1394、RS−232Cなどのポートや、記憶媒体を読み書きするためのドライブ装置や、無線LAN機器や、Bluetooth(登録商標)送受信機などがある。周辺機器との接続形態は、有線、無線を問わない。 The I / O 25 is a port or a transceiver for connecting peripheral devices (such as the camera 6, the light sources 8 a to 8 i, and the arm rotation motor 10) to the computer 20. The computer 20 transmits / receives data to / from peripheral devices via the I / O 25. Examples of the I / O 25 include USB, IEEE 1394, and RS-232C ports, drive devices for reading and writing storage media, wireless LAN devices, and Bluetooth (registered trademark) transceivers. The connection form with the peripheral device may be wired or wireless.
質感計測装置1が具備するカメラ6、光源8a〜8i、及びアーム回転用モータ10は、I/O25を介して、コンピュータ20の制御部21からの制御信号を受信可能となっている。また、カメラ6は、I/O25を介して、撮影した画像のデータを、コンピュータ20の制御部21に送信可能となっている。 The camera 6, the light sources 8a to 8i, and the arm rotation motor 10 included in the texture measuring device 1 can receive a control signal from the control unit 21 of the computer 20 via the I / O 25. Further, the camera 6 can transmit captured image data to the control unit 21 of the computer 20 via the I / O 25.
撮影時における質感計測システム100の動作について説明する。対象物は、計測範囲Mに入るように配置される。対象物は、撮影中に回転したり、向きを変えたりしない。コンピュータ20の制御部21は、アーム回転用モータ10に対して、アーム7を任意の回転角度の位置まで回転させるように指示する制御信号を送信する。アーム回転用モータ10は、コンピュータ20の制御部21からの制御信号に従い、アーム7を任意の回転角度の位置まで回転させる。 The operation of the texture measurement system 100 during shooting will be described. The object is arranged so as to fall within the measurement range M. The object does not rotate or change direction during shooting. The control unit 21 of the computer 20 transmits a control signal instructing the arm rotation motor 10 to rotate the arm 7 to a position of an arbitrary rotation angle. The arm rotation motor 10 rotates the arm 7 to a position of an arbitrary rotation angle in accordance with a control signal from the control unit 21 of the computer 20.
また、コンピュータ20の制御部21は、複数の光源8a〜8iに対して、任意のタイミングで1つだけ光を発するように指示する制御信号を送信する。複数の光源8a〜8iは、コンピュータ20の制御部21からの制御信号に従い、任意のタイミングで1つだけ光を発するように指示する。 The control unit 21 of the computer 20 transmits a control signal instructing the plurality of light sources 8a to 8i to emit only one light at an arbitrary timing. The plurality of light sources 8 a to 8 i instruct to emit only one light at an arbitrary timing in accordance with a control signal from the control unit 21 of the computer 20.
また、コンピュータ20の制御部21は、カメラ6に対して、任意のタイミングで対象物を撮影するように指示する制御信号を送信する。カメラ6は、コンピュータ20の制御部21からの制御信号に従い、任意のタイミングで対象物を撮影する。 In addition, the control unit 21 of the computer 20 transmits a control signal that instructs the camera 6 to photograph the object at an arbitrary timing. The camera 6 captures an object at an arbitrary timing in accordance with a control signal from the control unit 21 of the computer 20.
例えば、コンピュータ20の制御部21は、1.5度ずつ、アーム7を回転させ、各回転角度の位置において、9個の光源8a〜8iに対して1個ずつ光を発するように指示するとともに、光を発するたびに、カメラ6に撮影するように指示する。カメラ6は、アーム7の回転角度の位置及び光源8の光の照射ごとに、1枚だけ撮影しても良いし、露光時間を変えて複数枚撮影しても良い。 For example, the control unit 21 of the computer 20 rotates the arm 7 by 1.5 degrees, and instructs the nine light sources 8a to 8i to emit light one by one at each rotation angle position. Each time the light is emitted, the camera 6 is instructed to take a picture. The camera 6 may shoot only one image for each rotation angle position of the arm 7 and light irradiation of the light source 8, or may shoot a plurality of images while changing the exposure time.
撮影は、暗室を準備する必要はなく、自然光の環境下でも良い。例えば、コンピュータ20の制御部21は、光源8が1つも光を発していない状態で、カメラ5に対象物を撮影させる。そして、コンピュータ20の制御部21は、光源8が1つも光を発していない状態で撮影された画像と、光源8が1つ光を発している状態で撮影された画像との差分に基づいて対象物の質感情報を計算することによって、自然光の影響を無視することができる。 For shooting, it is not necessary to prepare a dark room, and it may be in a natural light environment. For example, the control unit 21 of the computer 20 causes the camera 5 to photograph the object in a state where no light source 8 emits light. And the control part 21 of the computer 20 is based on the difference of the image image | photographed in the state in which none of the light sources 8 emitted light, and the image imaged in the state in which the light source 8 emitted one light. By calculating the texture information of the object, the influence of natural light can be ignored.
例えば、「アーム7を1.5度ずつ回転」、「9個の光源8」、及び「露光時間を変えて4回撮影」という条件であれば、(180/1.5)×9×4=4,320枚の画像を撮影することになる。 For example, if the conditions are “rotate arm 7 by 1.5 degrees”, “9 light sources 8”, and “shoot 4 times with different exposure times”, (180 / 1.5) × 9 × 4 = 4,320 images will be taken.
カメラ6によって撮影される画像は、それぞれ照明条件が異なる。つまり、質感計測システム100によれば、自動的に、対象物に対して様々な照明条件によって画像を撮影し、対象物の質感情報を取得することが可能となる。特に、本実施形態における質感計測装置1は、撮影の対象物を載置するテーブルが不要なので、撮影可能な対象物の大きさ及び形状に制限が無く、かつ容易に持ち運ぶことが可能である。例えば、対象物が車両のように大きくても、撮影したい表面の近くに質感計測装置1を設置することによって、車両の質感情報を取得することができる。また、撮影を複数回に分けることによって、車両のあらゆる表面の質感情報を取得することもできる。 The images taken by the camera 6 have different illumination conditions. That is, according to the texture measurement system 100, it is possible to automatically capture an image of the object under various illumination conditions and acquire the texture information of the object. In particular, the texture measuring apparatus 1 according to the present embodiment does not require a table on which an object to be imaged is placed, and thus there is no limitation on the size and shape of the object that can be imaged, and it can be easily carried. For example, even if the object is large like a vehicle, the texture information of the vehicle can be acquired by installing the texture measuring device 1 near the surface to be photographed. Further, by dividing the photographing into a plurality of times, it is also possible to acquire texture information on every surface of the vehicle.
図5は、質感計測装置1の一例を示す図である。図5に示す例では、光源8の数は、9個である。光源8は、市販のLEDライトである。アーム7の形状を規定する四半円の半径は、90cmである。計測範囲Mを規定する四半球の半径は、10cmである。図2のように質感計測装置1の正面から見たときに、水平方向の計測可能な範囲は、計測範囲Mを規定する四半球の直径に相当し、20cmとなる。 FIG. 5 is a diagram illustrating an example of the texture measuring apparatus 1. In the example shown in FIG. 5, the number of the light sources 8 is nine. The light source 8 is a commercially available LED light. The radius of the quadrant that defines the shape of the arm 7 is 90 cm. The radius of the hemisphere that defines the measurement range M is 10 cm. When viewed from the front of the texture measuring device 1 as shown in FIG. 2, the horizontal measurable range corresponds to the diameter of a quadrisphere that defines the measuring range M, and is 20 cm.
以上、添付図面を参照しながら、本発明に係る質感計測装置の好適な実施形態について説明したが、本発明はかかる例に限定されない。当業者であれば、本願で開示した技術的思想の範疇内において、各種の変更例又は修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。 The preferred embodiments of the texture measuring device according to the present invention have been described above with reference to the accompanying drawings, but the present invention is not limited to such examples. It will be apparent to those skilled in the art that various changes or modifications can be conceived within the scope of the technical idea disclosed in the present application, and these naturally belong to the technical scope of the present invention. Understood.
1………質感計測装置
2………三脚
3………支持台
4………カメラ支持部
5………アーム支持部
6………カメラ
7………アーム
8a〜8i………光源
9………三脚高さ調整つまみ
10………アーム回転用モータ
11………アーム上端部
12………アーム下端部
13………内縁
14………外縁
20………コンピュータ
21………制御部
22………記憶部
23………表示部
24………入力部
25………I/O
100………質感計測システム
V………鉛直線
H1………第1水平線
H2………第2水平線
M………計測範囲
R………回転範囲
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ......... Texture measuring device 2 ......... Tripod 3 ......... Support stand 4 ......... Camera support part 5 ......... Arm support part 6 ......... Camera 7 ......... Arm 8a-8i ......... Light source 9 ..... Tripod height adjustment knob 10 ......... Arm rotation motor 11 ......... Arm upper end 12 ......... Arm lower end 13 ......... Inner edge 14 ......... Outer edge 20 ... …… Computer 21 ... …… Control Section 22 ......... Storage section 23 ......... Display section 24 ......... Input section 25 ......... I / O
100 ......... Material quality measurement system V ......... Vertical line H1 ......... First horizontal line H2 ......... Second horizontal line M ......... Measurement range R ......... Rotation range
Claims (4)
前記支持体に設けられるカメラと、
前記支持体に回転可能に設けられ、四半円の円弧の形状を有するアームと、
前記アームの内縁側に等間隔に設けられる複数の光源と、
を具備し、
前記アームは、四半球の球面の範囲を回転可能であり、
前記カメラは、前記四半球の中心部に位置する対象物を撮影可能に設けられる
質感計測装置。 A support;
A camera provided on the support;
An arm that is rotatably provided on the support and has a quadrant arc shape;
A plurality of light sources provided at equal intervals on the inner edge side of the arm;
Comprising
The arm is rotatable within a range of a spherical surface of a quadrisphere;
The camera is a texture measuring device provided so as to be capable of photographing an object located at the center of the quadrisphere.
を更に具備する請求項1に記載の質感計測装置。 An arm rotation motor for rotating the arm to a position of an arbitrary rotation angle;
The texture measuring device according to claim 1, further comprising:
前記複数の光源は、前記コンピュータからの制御信号に従い、任意のタイミングで1つだけが光を発し、
前記カメラは、前記コンピュータからの制御信号に従い、任意のタイミングで前記対象物を撮影する
請求項2に記載の質感計測装置。 The arm rotation motor rotates the arm to a position of an arbitrary rotation angle according to a control signal from a computer,
According to a control signal from the computer, only one of the plurality of light sources emits light at an arbitrary timing,
The texture measuring apparatus according to claim 2, wherein the camera captures the object at an arbitrary timing according to a control signal from the computer.
請求項1乃至請求項3のいずれかに記載の質感計測装置。 The texture measuring device according to any one of claims 1 to 3, wherein the height of the support is variable.
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