JP2014194436A - 三次元計測装置、三次元計測方法、及びプログラム - Google Patents
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Abstract
【解決手段】パターン光を対象物体に投影し、対象物体により反射された反射パターン光から対象物体の三次元形状情報を算出するための三次元計測装置であって、明部と暗部とが交互に配置された縞パターン光の反射パターン光を第1の画像データとして撮像し、当該縞パターン光の明部と暗部とが反転した逆縞パターン光の反射パターン光を第2の画像データとして撮像する撮像部と、第1画像データおよび第2の画像データに基づき、明部と暗部との境界位置を決定する決定部と、第1の画像データの第1の輝度勾配と、第2の画像データの第2の輝度勾配との相関から境界位置の正確性を示す信頼度を算出する信頼度算出部と、を備える。
【選択図】図5
Description
パターン光を対象物体に投影し、前記対象物体により反射された反射パターン光から前記対象物体の三次元形状情報を算出するための三次元計測装置であって、
明部と暗部とが交互に配置された縞パターン光の反射パターン光を第1の画像データとして撮像し、当該縞パターン光の明部と暗部とが反転した逆縞パターン光の反射パターン光を第2の画像データとして撮像する撮像手段と、
前記第1画像データおよび前記第2の画像データに基づき、前記明部と前記暗部との境界位置を決定する決定手段と、
前記第1の画像データの第1の輝度勾配と、前記第2の画像データの第2の輝度勾配との相関から前記境界位置の正確性を示す信頼度を算出する信頼度算出手段と、
を備えることを特徴とする。
パターン光を対象物体に投影し、前記対象物体により反射された反射パターン光から前記対象物体の三次元形状情報を算出するための三次元計測装置であって、
明部と暗部とが交互に配置された縞パターン光の反射パターン光を第1の画像データとして撮像し、全てが明部である全照明パターン光の反射パターン光を第2の画像データとして撮像し、全てが暗部である全消灯パターン光の反射パターン光を第3の画像データとして撮像する撮像手段と、
前記第1の画像データと前記第2の画像データと前記第3の画像データとに基づき、前記明部と前記暗部との境界位置を決定する決定手段と、
前記第2の画像データおよび前記第3の画像データと、前記第1の画像データの輝度勾配から、前記境界位置の正確性を示す信頼度を算出する信頼度算出手段と、
を備えることを特徴とする。
図4を参照して、本発明に係る三次元形状測定装置の基本構成概略図について説明する。三次元計測装置は、明部と暗部が交互に配置された縞パターン光を被写体407に投影するプロジェクタ402と、縞パターン光が投影された被写体407(対象物体)の反射パターン光を撮像するカメラ403と、種々の演算を実行する計算処理部41を備える。計算処理部41は、縞パターン光の投影や撮像を指示し、撮像された画像データを計算処理する。
各点の座標をそれぞれ点55(Xa,Ya)、点56(Xb,Yb)、点57(Xa,Yd)、点58(Xb,Yc)とする。そして、線分500と線分501との交点を点59(Px,Py)と置く。
式(1)及および式(2)から線分500を通る直線の式は、式(3)のように表される。
同様に、線分501を通る直線の式は、式(3)のように表される。
式(3)及および式(4)から点59の座標(Px,Py)は、式(5)及および式(6)のように表される。
本実施形態では、ポジティブパターンと均一光量の均一パターン光を用いる空間符号化法の信頼度算出方法について説明する。
3と求まる。また、s+1番目の点610と点612の平均値は点614と求まる。そこで点607と点608、点613と点614をそれぞれ直線で結び、その交点615の水平座標を求める。このようにして境界位置N´を算出できる。ここで信頼度は2直線の交わりで形成される角度θと定義する。第1実施形態と同様に、角度θは式(9)で求めることができる。なお、信頼度は角度θではなく、輝度勾配、すなわち境界位置での傾きとしてもよい。
第3実施形態では、明暗領域の反転位置の近傍における画素を選択した場合の信頼度算出方法について説明する。
また、本発明は、以下の処理を実行することによっても実現される。即ち、上述した実施形態の機能を実現するソフトウェア(プログラム)を、ネットワーク又は各種記憶媒体を介してシステム或いは装置に供給し、そのシステム或いは装置のコンピュータ(またはCPUやMPU等)がプログラムを読み出して実行する処理である。
パターンを対象物体に投影し、前記対象物体により反射された反射パターンから前記対象物体の三次元形状情報を導出するための三次元計測装置であって、
明部と暗部とが交互に配置されたパターンの反射パターンを第1の画像データとして撮像し、当該パターンの明部と暗部とが反転したパターンの反射パターンを第2の画像データとして撮像する撮像手段と、
前記第1の画像データに含まれる第1の画素値および前記第2の画像データに含まれる第2の画素値に基づき、前記明部と前記暗部との境界位置を決定する決定手段と、
前記第1の画像データに含まれる第1の画素値および前記第2の画像データに含まれる第2の画素値に基づき、前記境界位置の正確性を示す信頼度を取得する信頼度取得手段と、
前記信頼度に基づいて、前記対象物体の三次元形状情報を導出する導出手段と
を備えることを特徴とする。
パターンを対象物体に投影し、前記対象物体により反射された反射パターンから前記対象物体の三次元形状情報を導出するための三次元計測装置であって、
明部と暗部とが交互に配置されたパターンの反射パターンを第1の画像データとして撮像し、全てが明部である全照明パターンの反射パターンを第2の画像データとして撮像し、全てが暗部である全消灯パターンの反射パターンを第3の画像データとして撮像する撮像手段と、
前記第1の画像データに含まれる画素値と、前記第2の画像データに含まれる画素値および前記第3の画像データに含まれる画素値とに基づき、前記明部と前記暗部との境界位置を決定する決定手段と、
前記第1の画像データに含まれる画素値に基づき前記境界位置の正確性を示す信頼度を取得する信頼度取得手段と、
前記信頼度に基づいて、前記対象物体の三次元形状情報を導出する導出手段と
を備えることを特徴とする。
Claims (9)
- パターン光を対象物体に投影し、前記対象物体により反射された反射パターン光から前記対象物体の三次元形状情報を算出するための三次元計測装置であって、
明部と暗部とが交互に配置された縞パターン光の反射パターン光を第1の画像データとして撮像し、当該縞パターン光の明部と暗部とが反転した逆縞パターン光の反射パターン光を第2の画像データとして撮像する撮像手段と、
前記第1の画像データおよび前記第2の画像データに基づき、前記明部と前記暗部との境界位置を決定する決定手段と、
前記第1の画像データの第1の輝度勾配と、前記第2の画像データの第2の輝度勾配との相関から前記境界位置の正確性を示す信頼度を算出する信頼度算出手段と、
を備えることを特徴とする三次元計測装置。 - 前記信頼度算出手段は、前記信頼度を、前記第1の輝度勾配に対応する直線と、前記第2の輝度勾配に対応する直線とのなす角度に基づき算出すること特徴とする請求項1に記載の三次元計測装置。
- パターン光を対象物体に投影し、前記対象物体により反射された反射パターン光から前記対象物体の三次元形状情報を算出するための三次元計測装置であって、
明部と暗部とが交互に配置された縞パターン光の反射パターン光を第1の画像データとして撮像し、全てが明部である全照明パターン光の反射パターン光を第2の画像データとして撮像し、全てが暗部である全消灯パターン光の反射パターン光を第3の画像データとして撮像する撮像手段と、
前記第1の画像データと前記第2の画像データと前記第3の画像データとに基づき、前記明部と前記暗部との境界位置を決定する決定手段と、
前記第2の画像データおよび前記第3の画像データと、前記第1の画像データの輝度勾配から、前記境界位置の正確性を示す信頼度を算出する信頼度算出手段と、
を備えることを特徴とする三次元計測装置。 - 前記信頼度算出手段は、前記信頼度を、前記縞パターン光の第1の輝度勾配と、前記縞パターン光の明部と暗部とが反転した逆縞パターン光の第2の輝度勾配とのなす角度、もしくは前記縞パターン光の第1の輝度勾配と、前記全照明パターンと前記全消灯パターンの平均を取った平均輝度値の輝度勾配とのなす角度に基づき算出することを特徴とする請求項3に記載の三次元計測装置。
- 前記信頼度算出手段は、前記境界位置における輝度値を第2の信頼度として更に算出し、
前記第2の信頼度が閾値以上である場合に、前記境界位置に対応する位置を表示手段に表示することを禁止する禁止手段を有することを特徴とする請求項1乃至4の何れか1項に記載の三次元計測装置。 - 前記三次元計測装置は、前記縞パターン光を被写体に投影する投影手段を有することを特徴とする請求項1に記載の三次元計測装置。
- パターン光を対象物体に投影し、前記対象物体により反射された反射パターン光から前記対象物体の三次元形状情報を算出する三次元計測方法であって、
撮像手段が、明部と暗部とが交互に配置された縞パターン光の反射パターン光を第1の画像データとして撮像し、当該縞パターン光の明部と暗部とが反転した逆縞パターン光の前記反射パターン光を第2の画像データとして撮像する撮像工程と、
決定手段が、前記第1の画像データおよび前記第2の画像データに基づき、前記明部と前記暗部との境界位置を決定する決定工程と、
信頼度算出手段が、前記第1の画像データの第1の輝度勾配と、前記第2の画像データの第2の輝度勾配との相関から前記境界位置の正確性を示す信頼度を算出する信頼度算出工程と、
を有することを特徴とする三次元計測方法。 - パターン光を対象物体に投影し、前記対象物体により反射された反射パターン光から前記対象物体の三次元形状情報を算出するための三次元計測方法であって、
撮像手段が、暗部と明部とが交互に配置された縞パターン光の反射パターン光を第1の画像データとして撮像し、全てが明部である全照明パターン光の反射パターン光を第2の画像データとして撮像し、全てが暗部である全消灯パターン光の反射パターン光を第3の画像データとして撮像する撮像工程と、
決定手段が、前記第1の画像データと前記第2の画像データと前記第3の画像データとに基づき、前記明部と前記暗部との境界位置を決定する決定工程と、
信頼度算出手段が、前記第2の画像データおよび前記第3の画像データと、前記第1の画像データの輝度勾配から前記境界位置の正確性を示す信頼度を算出する信頼度算出工程と、
を有することを特徴とする三次元計測方法。 - 請求項7または8に記載の三次元計測方法をコンピュータに実行させるためのプログラム。
Priority Applications (1)
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JP2014137063A JP5968370B2 (ja) | 2014-07-02 | 2014-07-02 | 三次元計測装置、三次元計測方法、及びプログラム |
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JP2012103239A (ja) * | 2010-10-12 | 2012-05-31 | Canon Inc | 三次元計測装置、三次元計測方法及びプログラム |
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