JP2019020314A - Line sensor optical axis adjustment device and line sensor optical axis adjustment method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、ラインセンサ光軸調整装置およびラインセンサ光軸調整方法に関する。 The present invention relates to a line sensor optical axis adjusting device and a line sensor optical axis adjusting method.
従来、同一箇所を撮像する複数台のラインセンサカメラを用いていわゆるステレオ計測を行う技術が知られている。ここで、エリアカメラを使用してステレオ計測を行う場合には、エリアカメラの画像間でソフトウエアにより幾何学的な対応点を探索すればよく、複数のエリアカメラの位置を厳密に設定する必要がないのに対し、ラインセンサカメラを用いてステレオ計測を行う場合、ラインセンサカメラは一次元のセンサであるため、エリアカメラを用いてステレオ計測を行う場合とは異なり、全てのラインセンサカメラの受光素子を一直線上に配置する必要がある。 2. Description of the Related Art Conventionally, a technique for performing so-called stereo measurement using a plurality of line sensor cameras that image the same portion is known. Here, when performing stereo measurement using an area camera, it is only necessary to search for geometrical corresponding points by software between area camera images, and it is necessary to set the positions of multiple area cameras strictly. On the other hand, when performing stereo measurement using a line sensor camera, the line sensor camera is a one-dimensional sensor, so unlike the case of performing stereo measurement using an area camera, all line sensor cameras It is necessary to arrange the light receiving elements on a straight line.
このラインセンサカメラの光軸の調整に関連する技術としては、以下のような方法が提案されている。 As a technique related to the adjustment of the optical axis of the line sensor camera, the following method has been proposed.
すなわち、下記特許文献1には、4種類の指標によって構成される指標パターンを表示体上に描き、この表示体またはラインセンサカメラを移動させながらラインセンサカメラにより表示体を撮像し、出力信号をモニタしながら表示体とラインセンサカメラとの相対位置を調整することにより、ラインセンサカメラの光軸を調節する技術が開示されている。 That is, in Patent Document 1 below, an index pattern composed of four types of indices is drawn on a display body, the display body or the line sensor camera is moved while the display body is imaged, and an output signal is output. A technique for adjusting the optical axis of a line sensor camera by adjusting the relative position between the display body and the line sensor camera while monitoring is disclosed.
また、下記特許文献2には、目盛が設けられたテストチャートを利用して、複数台のラインセンサカメラを一体化して一台の画素数の多いラインセンサカメラとして扱う技術が開示されている。 Further, Patent Document 2 below discloses a technique for handling a single line sensor camera having a large number of pixels by integrating a plurality of line sensor cameras using a test chart provided with a scale.
また、下記特許文献3には、5つ以上の高さ方向の絶対座標が分かるキャリブレーションターゲットをラインセンサカメラにより撮像し、ラインセンサカメラの姿勢、焦点距離および位置を求める技術が開示されている。
また、下記特許文献4には、矩形の板状部材に複数の菱形形状をその対向点同士が接するように配置した撮影ライン修正用部材を利用して、ラインセンサカメラの撮影ラインの傾きを修正する技術が開示されている。 Patent Document 4 listed below corrects the inclination of the photographing line of the line sensor camera by using a photographing line correcting member in which a plurality of rhombus shapes are arranged on a rectangular plate-shaped member so that their opposing points are in contact with each other. Techniques to do this are disclosed.
また、下記特許文献5には、中心線の両側に対称に三角パターンを描いた横長の長方形のガラス板からなるマークプレートをラインセンサカメラで撮像し、ラインセンサカメラの視野を調整する技術が開示されている。 Patent Document 5 below discloses a technique for adjusting the field of view of a line sensor camera by imaging a mark plate made of a horizontally long rectangular glass plate having a triangular pattern symmetrically drawn on both sides of a center line with a line sensor camera. Has been.
上記特許文献1に開示された技術は、ラインセンサカメラのステレオ計測用光軸調整のための技術ではないもののラインセンサカメラのステレオ計測用光軸調整として流用は可能である。しかしながら、後述で定義するパン角およびチルト角の調整が考慮されていないといった問題があった。 Although the technique disclosed in Patent Document 1 is not a technique for adjusting the optical axis for stereo measurement of a line sensor camera, it can be used for adjusting the optical axis for stereo measurement of a line sensor camera. However, there is a problem that the adjustment of the pan angle and the tilt angle defined later is not taken into consideration.
また、上記特許文献2に開示された技術は、ラインセンサカメラのステレオ計測用光軸調整として流用は可能で、カメラ角度の調整可否を判断することが可能であるものの、全てのラインセンサカメラの調整を行う必要があり、作業が煩雑であるという問題があった。 Moreover, although the technique disclosed in Patent Document 2 can be used as an optical axis adjustment for stereo measurement of a line sensor camera and can determine whether or not the camera angle can be adjusted, There is a problem that adjustment is required and the work is complicated.
また、上記特許文献3に開示された技術は、ラインセンサカメラのステレオ計測用光軸調整として流用は可能であるものの、上記特許文献2と同様に全てのラインセンサカメラの調整を行う必要があり、作業が煩雑であるという問題があった。
Moreover, although the technique disclosed in
また、上記特許文献4に開示された技術は、撮影ライン修正用部材を固定しているため、ラインセンサカメラの向きの調整が煩雑であり、複数台のラインセンサの調整を行うことが困難であるという問題があった。 Moreover, since the technique disclosed in Patent Document 4 fixes the photographing line correction member, adjustment of the direction of the line sensor camera is complicated, and it is difficult to adjust a plurality of line sensors. There was a problem that there was.
また、上記特許文献5に開示された技術は、マークプレートを固定しているため、ラインセンサの向きの調整が煩雑であり、複数台のラインセンサの調整を行うことが困難であるという問題があった。 Moreover, since the technique disclosed in Patent Document 5 fixes the mark plate, adjustment of the direction of the line sensor is complicated, and it is difficult to adjust a plurality of line sensors. there were.
このようなことから本発明は、複数のラインセンサカメラの光軸調整を容易に行うことを可能としたラインセンサカメラ光軸調整装置およびラインセンサカメラ光軸調整方法を提供することを目的とする。 In view of the above, an object of the present invention is to provide a line sensor camera optical axis adjustment device and a line sensor camera optical axis adjustment method capable of easily adjusting the optical axes of a plurality of line sensor cameras. .
上記の課題を解決するための第1の発明に係るラインセンサ光軸調整装置は、
左右方向の幅が上下の端部に向かって連続的に減少するマークパターンが、左右方向に連続して複数配置されてなる第一の図形群を表示する第一の表示装置と、
前記第一の表示装置とは前後方向および左右方向に異なる位置に設置され、前記マークパターンが左右方向に連続して複数配置されてなる第二の図形群を表示する第二の表示装置と、
前記第一の図形群および前記第二の図形群を同時に撮像する一つのラインセンサカメラと、
前記一つのラインセンサカメラとは左右方向に相互に異なる位置に設置され、前記第一の図形群および前記第二の図形群を同時に撮像する一以上の他のラインセンサカメラと、
前記第一および第二の図形群の上下方向の中心線が前記一つのラインセンサカメラの撮像ラインと一致するように、前記第一の図形群および前記第二の図形群の位置および回転角度をそれぞれ調整可能な図形調整装置と、
前記他のラインセンサカメラの撮像ラインが前記第一および第二の図形群の中心線と一致するように、前記他のラインセンサカメラの位置および角度を調整可能なラインセンサ調整装置と
を備えることを特徴とする。
The line sensor optical axis adjusting device according to the first invention for solving the above-mentioned problems is
A first display device for displaying a first graphic group in which a plurality of mark patterns in which the width in the left-right direction continuously decreases toward the upper and lower end portions are continuously arranged in the left-right direction;
A second display device that displays a second graphic group that is installed in different positions in the front-rear direction and the left-right direction from the first display device, and in which a plurality of the mark patterns are continuously arranged in the left-right direction;
One line sensor camera that simultaneously images the first graphic group and the second graphic group;
The one line sensor camera is installed at different positions in the left-right direction, and one or more other line sensor cameras that simultaneously image the first graphic group and the second graphic group;
The positions and rotation angles of the first graphic group and the second graphic group are set so that the vertical center lines of the first and second graphic groups coincide with the imaging line of the one line sensor camera. A figure adjustment device that can be adjusted individually,
A line sensor adjustment device capable of adjusting a position and an angle of the other line sensor camera so that an imaging line of the other line sensor camera coincides with a center line of the first and second graphic groups. It is characterized by.
また、上記の課題を解決するための第2の発明に係るラインセンサ光軸調整装置は、
前記ラインセンサ調整装置は、前記他のラインセンサカメラの上下方向の位置、チルト角、およびロール角を調整可能なラインセンサ調整台である
ことを特徴とする。
Moreover, the line sensor optical axis adjusting device according to the second invention for solving the above-mentioned problems is as follows.
The line sensor adjusting device is a line sensor adjusting table capable of adjusting a vertical position, a tilt angle, and a roll angle of the other line sensor camera.
また、上記の課題を解決するための第3の発明に係るラインセンサ光軸調整装置は、
前記一つのラインセンサカメラおよび前記ラインセンサ調整台を固定可能なラインセンサ固定台を備える
ことを特徴とする。
Further, a line sensor optical axis adjusting device according to a third invention for solving the above-described problem is
A line sensor fixing base capable of fixing the one line sensor camera and the line sensor adjusting base is provided.
また、上記の課題を解決するための第4の発明に係るラインセンサ光軸調整装置は、
前記マークパターンは、菱形である
ことを特徴とする。
Moreover, the line sensor optical axis adjusting device according to the fourth invention for solving the above-described problem is
The mark pattern is a rhombus.
また、上記の課題を解決するための第5の発明に係るラインセンサ光軸調整方法は、
第一の表示装置により、左右方向の幅が上下の端部に向かって連続的に減少するマークパターンを左右方向に連続して複数配置してなる第一の図形群を表示し、
前記第一の表示装置とは前後方向および左右方向に異なる位置に設置された第二の表示装置により、前記マークパターンを左右方向に連続して複数配置してなる第二の図形群を表示し、
一つのラインセンサカメラにより、前記第一の図形群および前記第二の図形群を同時に撮像し、
前記一つのラインセンサカメラとは左右方向に相互に異なる位置に設置された一以上の他のラインセンサカメラにより、前記第一の図形群および前記第二の図形群を同時に撮像し、
前記一つのラインセンサカメラにより撮像した画像に基づいて、前記第一の図形群および前記第二の図形群の上下方向の中心線が前記一つのラインセンサカメラの撮像ラインと一致するように前記第一の図形群および前記第二の図形群の位置および回転角度をそれぞれ調整し、
前記他のラインセンサカメラにより位置および回転角度を調整された前記第一の図形群および前記第二の図形群を撮像した画像に基づいて、前記他のラインセンサカメラの撮像ラインが前記第一および第二の図形群の中心線と一致するように、当該他のラインセンサカメラの位置および角度を調整する
ことを特徴とする。
Moreover, the line sensor optical axis adjustment method according to the fifth aspect of the invention for solving the above problem is as follows:
The first display device displays a first graphic group in which a plurality of mark patterns in which the width in the left-right direction continuously decreases toward the upper and lower end portions are continuously arranged in the left-right direction,
A second display device installed at a position different from the first display device in the front-rear direction and the left-right direction displays a second graphic group in which a plurality of the mark patterns are continuously arranged in the left-right direction. ,
The first figure group and the second figure group are simultaneously imaged by one line sensor camera,
The first graphic group and the second graphic group are simultaneously imaged by one or more other line sensor cameras installed at different positions in the left-right direction from the one line sensor camera,
Based on an image captured by the one line sensor camera, the first graphic group and the second graphic group have a vertical center line that coincides with an imaging line of the one line sensor camera. Adjusting the position and rotation angle of one graphic group and the second graphic group,
Based on the images of the first graphic group and the second graphic group whose position and rotation angle are adjusted by the other line sensor camera, the imaging lines of the other line sensor camera are the first and the second graphic sensors. The position and angle of the other line sensor camera are adjusted so as to coincide with the center line of the second graphic group.
また、上記の課題を解決するための第6の発明に係るラインセンサ光軸調整方法は、
前記他のラインセンサカメラの上下方向の位置、チルト角、およびロール角を調整可能なラインセンサ調整台により、前記他のラインセンサカメラの位置および角度を調整する
ことを特徴とする。
Moreover, the line sensor optical axis adjustment method according to the sixth invention for solving the above-mentioned problems is as follows.
The position and angle of the other line sensor camera are adjusted by a line sensor adjustment base capable of adjusting the vertical position, tilt angle, and roll angle of the other line sensor camera.
また、上記の課題を解決するための第7の発明に係るラインセンサ光軸調整方法は、
ラインセンサ固定台により、前記一つのラインセンサカメラおよび前記ラインセンサ調整台を固定する
ことを特徴とする。
Further, a line sensor optical axis adjustment method according to a seventh invention for solving the above-described problem is as follows.
The one line sensor camera and the line sensor adjustment base are fixed by a line sensor fixing base.
また、上記の課題を解決するための第8の発明に係るラインセンサ光軸調整方法は、
前記マークパターンは、菱形である
ことを特徴とする。
Moreover, the line sensor optical axis adjustment method according to the eighth invention for solving the above-mentioned problems is as follows.
The mark pattern is a rhombus.
本発明に係るラインセンサ光軸調整装置およびラインセンサ光軸調整方法によれば、複数のラインセンサカメラの光軸調整を容易に行うことができる。 According to the line sensor optical axis adjusting device and the line sensor optical axis adjusting method according to the present invention, the optical axes of a plurality of line sensor cameras can be easily adjusted.
以下、図面を用いて本発明に係るラインセンサ光軸調整装置およびラインセンサ光軸調整方法について説明する。 Hereinafter, a line sensor optical axis adjusting device and a line sensor optical axis adjusting method according to the present invention will be described with reference to the drawings.
ラインセンサカメラは、受光素子が一直線上に配置された線状の視野(撮像ライン)を有するカメラである。このラインセンサカメラでステレオ三角測量を行うには、二台以上のラインセンサカメラを用い、各ラインセンサカメラの撮像ラインを一直線上に並べる必要がある。各ラインセンサカメラの撮像ラインが一直線上に並んでいないと測定誤差につながる。 The line sensor camera is a camera having a linear field of view (imaging line) in which light receiving elements are arranged on a straight line. In order to perform stereo triangulation with this line sensor camera, it is necessary to use two or more line sensor cameras and to line up the imaging lines of each line sensor camera on a straight line. If the imaging lines of the line sensor cameras are not aligned on a straight line, a measurement error will occur.
そこで、本発明では、液晶モニタなどの二つの表示装置にそれぞれ表示した図形群を複数台のラインセンサカメラで撮像し、各ラインセンサカメラの撮像ラインと、二つの図形群の中心線とを同一平面上に位置させるように調整することにより複数のラインセンサカメラの撮影ラインを一直線上に配置させる。 Therefore, in the present invention, a group of figures respectively displayed on two display devices such as a liquid crystal monitor is imaged by a plurality of line sensor cameras, and the image line of each line sensor camera and the center line of the two figures group are the same. The photographing lines of the plurality of line sensor cameras are arranged on a straight line by adjusting so as to be positioned on the plane.
これにより、二つの表示装置にそれぞれ表示した図形群の中心線とラインセンサカメラの受光素子の配置方向(撮影ライン)との合計三つの直線がねじれの位置にある場合でも、簡単に複数のラインセンサカメラの撮影ラインを一直線上に配置させることができる。 As a result, even if a total of three straight lines, that is, the center line of the graphic group displayed on each of the two display devices and the arrangement direction (photographing line) of the light receiving elements of the line sensor camera are at the twisted position, a plurality of lines can be easily obtained. The imaging line of the sensor camera can be arranged on a straight line.
なお、本発明において、図形群は、左右方向(図1のX方向参照)の幅が上下の端部に向かって連続的に減少する形状のマークパターンを、当該マークパターンの左右方向の幅が最も広い位置同士が接するように、左右方向に連続して複数隣接配置させたものとし、図形群の中心線は、マークパターンの左右方向の幅が最も広い位置(隣接するマークパターン同士が接する位置)を通る直線とする。 In the present invention, the graphic group is a mark pattern having a shape in which the width in the left-right direction (refer to the X direction in FIG. 1) continuously decreases toward the upper and lower ends. It is assumed that a plurality of adjacent lines are arranged continuously in the left-right direction so that the widest positions touch each other, and the center line of the figure group is the position where the width of the mark pattern in the left-right direction is the widest (position where adjacent mark patterns touch ).
図1から図4を用いて本発明の一実施例に係るラインセンサ光軸調整装置およびラインセンサ光軸調整方法について詳細に説明する。 A line sensor optical axis adjusting apparatus and a line sensor optical axis adjusting method according to an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to FIGS.
図1に示すように、本実施例に係るラインセンサ光軸調整装置は、二台の表示装置(第一,第二の表示装置)11,12と、図形調整装置13と、二台のラインセンサカメラ(第一,第二のラインセンサカメラ)21,22と、画像処理装置23とを含んで構成される。
As shown in FIG. 1, the line sensor optical axis adjustment device according to the present embodiment includes two display devices (first and second display devices) 11 and 12, a
第一,第二の表示装置11,12は液晶モニタであり、それぞれ表示画面上に、菱形形状(マークパターン)を左右方向に連続して複数配置した第一,第二の菱形群(図形群)11A,12Aを表示する。第一,第二の菱形群11A,12Aは、菱形形状の対向点同士が接した状態で配置されている。なお、本実施例では、第一,第二の菱形群11A,12Aを白色で表示し、背景を黒色で表示した例を示す。
The first and
また、この第一,第二の表示装置11,12は、左右方向および前後方向(図1のY方向参照)に沿った位置が相互に異なるように配置されている。なお、第一,第二の表示装置11,12の、左右方向に沿った位置は、第一,第二の菱形群11A,12Aを第一,第二のラインセンサカメラ21,22によってそれぞれ同時に撮像することができる位置となっている(第一,第二のラインセンサカメラ21,22の撮像ライン21a,22a(図3参照)上に第一,第二の菱形群11A,12Aが位置するようになっている)。
The first and
図形調整装置13は、第一,第二の菱形群11A,12Aそれぞれの表示画面上の位置および回転角度の調整を行う。
The
第一,第二のラインセンサカメラ21,22は、上述したように受光素子が一直線に並んだカメラである。第一のラインセンサカメラ21および第二のラインセンサカメラ22は、それぞれ撮像ライン21a,22aが左右方向に延びるように設置され、第一,第二の表示装置11,12にそれぞれ表示された第一,第二の菱形群11A,12Aを同時に撮像する。
また、第一のラインセンサカメラ21は、ラインセンサ固定台24に固定され、第二のラインセンサカメラ22は、ラインセンサ調整台25に固定されている。ラインセンサ調整台25は、ラインセンサ固定台24上に設置されている。
The first and second
The first
画像処理装置23は、第一,第二のラインセンサカメラ21,22から入力される画像データを時系列的に並べた画像30(図4参照)を作成し、表示部26に表示する。
The
ラインセンサ調整台25は、高さ調整機構と、チルト角調整(図1に示すX軸周りの回転角調整)機構と、ロール角調整(図1に示すY軸周りの回転角調整)機構とを備え、第二のラインセンサカメラ22の高さ、チルト角、ロール角の調整を行う。
The line
以下、図2から図4を用いて本実施例に係るラインセンサ光軸調整方法について説明する。 The line sensor optical axis adjustment method according to the present embodiment will be described below with reference to FIGS.
まず、図2から図4に基づいて第一,第二の菱形群11A,12Aの表示画面上の位置および回転角度を調整する方法について説明する。
First, a method for adjusting the positions and rotation angles of the first and
(ステップS1) 第一のラインセンサカメラ21による撮像
まず、第一のラインセンサカメラ21により第一,第二の表示装置11,12を撮像する。第一のラインセンサカメラ21により撮像した画像データは画像処理装置23により時系列的に並べられて表示部26に表示される。
(Step S <b> 1) Imaging by the first
ここで、図3(a)〜図3(d)に破線で示す位置を第一のラインセンサカメラ21によって撮像した場合、それぞれ図4(a)〜図4(d)に示すように、画像30には、左側に第一の菱形群11Aに対応する第一の白色部分31、画像の右側に第二の菱形群12Aに対応する第二の白色部分32が表示される。なお、図3(a)〜図3(d)中に示す一点鎖線11Aa,12Aaは第一,第二の菱形群11A,12Aの中心線である。
Here, when the position indicated by the broken line in FIGS. 3A to 3D is imaged by the first
より詳しくは、図3(a)および図3(b)に示すように、第一のラインセンサカメラ21の撮像ライン21aと第一の菱形群11Aの中心線11Aaとが一致していなければ、図4(a)および図4(b)に示すように画像30上で第一の菱形群11Aに対応する第一の白色部分31は非連続に複数表示される(縞状に表示される)。
More specifically, as shown in FIGS. 3A and 3B, if the
これに対し、図3(c)および図3(d)に示すように、第一のラインセンサカメラ21の撮像ライン21aと第一の菱形群11Aの中心線11Aaとが一致していれば、図4(c)および図4(d)に示すように画像30上で第一の菱形群11Aに対応する第一の白色部分31が連続して表示される。
On the other hand, as shown in FIGS. 3C and 3D, if the
(ステップS2) 第一の表示装置11の菱形(第一の菱形群11A)の高さ調整
次に、図形調整装置13により、第一の菱形群11Aの表示画面上の高さを調整する。具体的には、第一の白色部分31の幅が増加するように、より詳しくは、複数の第一の白色部分31のうち、任意の一つ(例えば、左右方向の中心に位置する一つ)の白色部分31の幅が最大となるように第一の菱形群11Aを上下方向に移動させる(図3(a)および図3(b)に示す例では、第一の菱形群11Aを上方へ移動させる)。
(Step S2) Height adjustment of rhombus (
(ステップS3) 第一の表示装置11の菱形(第一の菱形群11A)の回転調整
次に、図形調整装置13により、第一の菱形群11Aの表示画面上の回転角度を調整する。具体的には、画像30上で白色部分31が全て同一の幅となり且つその幅が増加するように第一の菱形群11Aを表示画面に直交する軸周りで回転させる(例えば図3(b)に示す例では、第一の菱形群11Aをその左端を中心にして反時計回りに回転させる)。
第一の菱形群11Aの回転角度調整を行っても画像30上の第一の白色部分31が全て連続した状態で表示されなければ、再度、上記ステップS2に戻る。
(Step S3) Rotation adjustment of the rhombus (
If the first
なお、上記ステップS2,ステップS3において、画像30上の第一の白色部分31が全て連続した状態で表示されていれば、第一の菱形群11Aの中心線11Aaと第一のラインセンサカメラ21の撮像ライン21aとが一致していると判断し、後述するステップS4に移行する。
If the first
(ステップS4) 第二の表示装置12の菱形(第2の菱形群12A)の高さおよび回転調整
上述したステップS1,ステップS2,ステップS3と同様に画像30上で第二の白色部分32が連続した状態で表示されるように、第二の菱形群12Aの高さおよび回転角度の調整を行う。
(Step S4) Height and rotation adjustment of the rhombus (
上述の処理により、図3(d)に示すように、第一のラインセンサカメラ21の撮像ライン21aと、第一,第二の菱形群11A,12Aの中心線11Aa,12Aaとをそれぞれ一致させ、図4(d)に示すように、画像30上で白色部分31,32がそれぞれ連続した状態で表示されたら第一,第二の菱形群11A,12Aの調整は終了となる。このとき、第一のラインセンサカメラ21の撮像ライン21aと、第一,第二の菱形群11A,12Aの中心線11Aa,12Aaとは同一平面上に位置した状態となっている。
3D, the
続いて、第二のラインセンサカメラ22の位置および角度を調整する方法について説明する。
Next, a method for adjusting the position and angle of the second
(ステップS5) 第二のラインセンサカメラ22による撮像
まず、第二のラインセンサカメラ22により第一,第二の表示装置11,12を撮像する。第二のラインセンサカメラ22により撮像した画像データは画像処理装置23により時系列的に並べられて表示部26に表示される。なお、第二のラインセンサカメラ22によって撮像した画像から得られる画像30についても、図4に示し上述した第一のラインセンサカメラ21によって撮像した画像から得られる画像30と同様に、左側に第一の菱形群11Aに対応する第一の白色部分31、画像の右側に第二の菱形群12Aに対応する第二の白色部分32が表示される。
(Step S5) Imaging with the Second
(ステップS6) 第二のラインセンサカメラ22の高さ調整
次に、ラインセンサ調整台25の高さ調整機構を利用して画像30上の白色部分31,32の幅が広くなるように、第二のラインセンサカメラ22の高さを調整する。高さを調整することで第一の白色部分31または第二の白色部分32の幅が狭くなる場合は、第一,第二の白色部分31,32のうちどちらかの幅(例えば、第二の白色部分32のうち、任意の一つの幅)が増加するように第二のラインセンサカメラ22の高さを上下方向に移動させる。
(Step S6) Height Adjustment of the Second
(ステップS7) 第二のラインセンサカメラ22のチルト角調整
次に、ラインセンサ調整台25のチルト角調整機構を利用して画像30上の第一,第二の白色部分31,32の幅が平均して広くなるように、第二のラインセンサカメラ22のチルト角を調整する。チルト角を調整することで第一の白色部分31または第二の白色部分32の幅が狭くなる場合は、第一,第二の白色部分31,32のうちどちらかの幅(例えば、第一の白色部分31のうち、任意の一つの幅)が広くなるように、第二のラインセンサカメラ22のチルト角を調整する。チルト角を調整することで第一の白色部分31および第二の白色部分32の幅が狭くなる場合は上述したステップS6の処理に戻る。
(Step S7) Tilt Angle Adjustment of the Second
(ステップS8) 第二のラインセンサカメラ22のロール角調整
ラインセンサ調整台25のロール角調整機構を利用して画像30上の第一,第二の白色部分31,32の幅が平均して広くなるように、第二のラインセンサカメラ22のロール角を調整する。ロール角を調整することで第一の白色部分31または第二の白色部分32の幅が狭くなる場合は、第一,第二の白色部分31,32のうちどちらかの幅(例えば、第一の白色部分31のうちの任意の一つの幅が増加するように第二のラインセンサカメラ22のロール角を調整する。ロール角を調整することで第一の白色部分31および第二の白色部分32の幅が狭くなる場合は上述したステップS6の処理に戻る。
(Step S8) Roll Angle Adjustment of Second
以上の処理により、図3(d)に示すように、第二のラインセンサカメラ22の撮像ライン22aと、第一,第二の菱形群11A,12Aの中心線11Aa,12Aaとをそれぞれ一致させ、図4(d)に示すように、画像30上で白色部分31,32がそれぞれ連続した状態で表示されたら第二のラインセンサカメラ22の調整は終了となる。このとき第一,第二のラインセンサカメラ21,22の撮像ライン21a,22aは一直線上に位置した状態となっている。
With the above processing, as shown in FIG. 3D, the
第二のラインセンサカメラ22の位置および角度の調整が終了したら、ラインセンサ調整台25により第二のラインセンサカメラ22の姿勢を固定し、第一,第二のラインセンサカメラ21,22、ラインセンサ固定台24、およびラインセンサ調整台25をステレオ計測装置として一体的に移動・設置する。例えば、特開2012−52939号公報に開示されているステレオ計測装置として適用する場合は、このステレオ計測装置を車両の屋根上に設置する。
When the adjustment of the position and angle of the second
このように構成される本実施例に係るラインセンサ光軸調整装置およびラインセンサ光軸調整方法によれば、次のような作用効果が得られる。 According to the line sensor optical axis adjusting apparatus and the line sensor optical axis adjusting method according to the present embodiment configured as described above, the following operational effects can be obtained.
すなわち、前後左右に異なる位置に第一,第二の表示装置11,12を設置し、第一のラインセンサカメラ21によって第一,第二の菱形群11A,12Aを撮像した画像に基づいて、第一,第二の表示装置11,12の表示画面上で第一,第二の菱形群11A,12Aの位置および回転角度を調整する構成としたため、第一のラインセンサカメラ21の位置および角度の調整が不要になり、ラインセンサカメラの光軸調整を簡素化することができる。
That is, the first and
また、第一,第二の菱形群11A,12Aの中心線11Aa,12Aaと第一のラインセンサカメラ21の撮像ライン21a(受光素子の配置方向)との三直線の位置関係がねじれの位置にある場合、第一のラインセンサカメラ21の光軸調整を行うだけでは三直線を同一平面上に位置させることは困難であるのに対し、本実施例では、固定された第一のラインセンサカメラ21に対し、第一、第二の菱形群11A,12Aの高さおよび回転角度を調整することで三直線のねじれを解消して同一平面上に三直線を位置させることが可能になるため、高精度にかつ容易にステレオ計測を行うことができる。
Further, the positional relationship of the three straight lines between the center lines 11Aa and 12Aa of the first and
また、第一,第二の菱形群11A,12Aをそれぞれ第一,第二の表示装置11,12に表示するようにしたため、第一,第二の菱形群11A,12Aが発光することにより第一,第二のラインセンサカメラ21,22により菱形形状を撮像する際に照明が不要になり、装置の簡素化につながる。
In addition, since the first and
また、第一,第二の表示装置11,12を前後方向に同一の位置に配置した場合は第一,第二のラインセンサカメラ21,22の撮像ライン(スキャン面)が交差するおそれがあるが、本実施例では第一,第二の表示装置11,12を前後方向に異なる位置に配置するようにしたため、第一,第二のラインセンサカメラ21,22の撮像ライン(スキャン面)21a,22aを確実に同一平面上に位置させることができる。
In addition, when the first and
なお、本実施例では表示装置11,12として液晶モニタを用いる例を示したが、表示装置11,12としては液晶モニタに限らず、ノート型パソコンの画面等、設置が比較的容易で図形群を表示することができる表示装置であればよい。例えば、ノート型パソコンにマルチモニタを接続して二台の表示装置とすれば、より効率的である。
In the present embodiment, an example in which a liquid crystal monitor is used as the
また、本実施例では第一のラインセンサカメラ21をラインセンサ固定台24に固定する一方、ラインセンサ調整台25により第二のラインセンサカメラ22の高さ、チルト角およびロール角を調整する例を示したが、本発明は上述した実施例に限定されるものではなく、例えば、第一のラインセンサカメラ21および第二のラインセンサカメラ22をそれぞれ異なるラインセンサ調整台に設置し、当該ラインセンサカメラ21,22によって撮像した画像の状態を確認したうえで、一方のラインセンサカメラ21または22は固定し(調整は行わず)、他方のラインセンサカメラ22または21はラインセンサ調整台により高さ、チルト角およびロール角を調整するなど、一台のラインセンサカメラについては調整を行わず、他のラインセンサカメラのみ高さ、チルト角およびロール角の調整を行うようにすればよい。
In this embodiment, the first
また、本実施例では表示装置11,12に表示するマークパターンとして菱形を適用する例を示したが、マークパターンは菱形に限定されるものではなく、左右方向の幅が上下の端部に向かって連続的に減少する形状であれば、楕円又はその他の形状であってもよい。また、本実施例では図形群として五つの菱形(マークパターン)を有する例を示したが、マークパターンは二つ以上であればよい。
In the present embodiment, a rhombus is applied as a mark pattern to be displayed on the
また、本実施例では、ラインセンサ調整台25が高さ調整機構、チルト角調整機構、およびロール角調整機構を備える例を示したが、ラインセンサ調整台25としては、パン角調整(図1に示すZ軸周りの回転角調整)機構を備えるものであってもよい。
In the present embodiment, the line
11 第一の表示装置
11A 第一の菱形群
11Aa 第一の菱形群の中心線
12 第二の表示装置
12A 第二の菱形群
12Aa 第二の菱形群の中心線
13 図形調整装置
21 第一のラインセンサカメラ
21a 第一のラインセンサカメラの撮像ライン
22 第二のラインセンサカメラ
22a 第二のラインセンサカメラの撮像ライン
23 画像処理装置
24 ラインセンサ固定台
25 ラインセンサ調整台
26 表示部
30 画像
31,32 白色部分
DESCRIPTION OF
Claims (8)
前記第一の表示装置とは前後方向および左右方向に異なる位置に設置され、前記マークパターンが左右方向に連続して複数配置されてなる第二の図形群を表示する第二の表示装置と、
前記第一の図形群および前記第二の図形群を同時に撮像する一つのラインセンサカメラと、
前記一つのラインセンサカメラとは左右方向に相互に異なる位置に設置され、前記第一の図形群および前記第二の図形群を同時に撮像する一以上の他のラインセンサカメラと、
前記第一および第二の図形群の上下方向の中心線が前記一つのラインセンサカメラの撮像ラインと一致するように、前記第一の図形群および前記第二の図形群の位置および回転角度をそれぞれ調整可能な図形調整装置と、
前記他のラインセンサカメラの撮像ラインが前記第一および第二の図形群の中心線と一致するように、前記他のラインセンサカメラの位置および角度を調整可能なラインセンサ調整装置と
を備えることを特徴とするラインセンサ光軸調整装置。 A first display device for displaying a first graphic group in which a plurality of mark patterns in which the width in the left-right direction continuously decreases toward the upper and lower end portions are continuously arranged in the left-right direction;
A second display device that displays a second graphic group that is installed in different positions in the front-rear direction and the left-right direction from the first display device, and in which a plurality of the mark patterns are continuously arranged in the left-right direction;
One line sensor camera that simultaneously images the first graphic group and the second graphic group;
The one line sensor camera is installed at different positions in the left-right direction, and one or more other line sensor cameras that simultaneously image the first graphic group and the second graphic group;
The positions and rotation angles of the first graphic group and the second graphic group are set so that the vertical center lines of the first and second graphic groups coincide with the imaging line of the one line sensor camera. A figure adjustment device that can be adjusted individually,
A line sensor adjustment device capable of adjusting a position and an angle of the other line sensor camera so that an imaging line of the other line sensor camera coincides with a center line of the first and second graphic groups. A line sensor optical axis adjusting device characterized by the above.
ことを特徴とする請求項1記載のラインセンサ光軸調整装置。 2. The line sensor optical axis adjustment according to claim 1, wherein the line sensor adjustment device is a line sensor adjustment base capable of adjusting a vertical position, a tilt angle, and a roll angle of the other line sensor camera. apparatus.
ことを特徴とする請求項2記載のラインセンサ光軸調整装置。 The line sensor optical axis adjusting device according to claim 2, further comprising a line sensor fixing base capable of fixing the one line sensor camera and the line sensor adjusting base.
ことを特徴とする請求項1から請求項3のいずれか1項に記載のラインセンサ光軸調整装置。 The line sensor optical axis adjusting device according to any one of claims 1 to 3, wherein the mark pattern is a rhombus.
前記第一の表示装置とは前後方向および左右方向に異なる位置に設置された第二の表示装置により、前記マークパターンを左右方向に連続して複数配置してなる第二の図形群を表示し、
一つのラインセンサカメラにより、前記第一の図形群および前記第二の図形群を同時に撮像し、
前記一つのラインセンサカメラとは左右方向に相互に異なる位置に設置された一以上の他のラインセンサカメラにより、前記第一の図形群および前記第二の図形群を同時に撮像し、
前記一つのラインセンサカメラにより撮像した画像に基づいて、前記第一の図形群および前記第二の図形群の上下方向の中心線が前記一つのラインセンサカメラの撮像ラインと一致するように前記第一の図形群および前記第二の図形群の位置および回転角度をそれぞれ調整し、
前記他のラインセンサカメラにより位置および回転角度を調整された前記第一の図形群および前記第二の図形群を撮像した画像に基づいて、前記他のラインセンサカメラの撮像ラインが前記第一および第二の図形群の中心線と一致するように、当該他のラインセンサカメラの位置および角度を調整する
ことを特徴とするラインセンサ光軸調整方法。 The first display device displays a first graphic group in which a plurality of mark patterns in which the width in the left-right direction continuously decreases toward the upper and lower end portions are continuously arranged in the left-right direction,
A second display device installed at a position different from the first display device in the front-rear direction and the left-right direction displays a second graphic group in which a plurality of the mark patterns are continuously arranged in the left-right direction. ,
The first figure group and the second figure group are simultaneously imaged by one line sensor camera,
The first graphic group and the second graphic group are simultaneously imaged by one or more other line sensor cameras installed at different positions in the left-right direction from the one line sensor camera,
Based on an image captured by the one line sensor camera, the first graphic group and the second graphic group have a vertical center line that coincides with an imaging line of the one line sensor camera. Adjusting the position and rotation angle of one graphic group and the second graphic group,
Based on the images of the first graphic group and the second graphic group whose position and rotation angle are adjusted by the other line sensor camera, the imaging lines of the other line sensor camera are the first and the second graphic sensors. A line sensor optical axis adjustment method, wherein the position and angle of the other line sensor camera are adjusted so as to coincide with the center line of the second graphic group.
ことを特徴とする請求項5記載のラインセンサ光軸調整方法。 6. The position and angle of the other line sensor camera are adjusted by a line sensor adjustment base capable of adjusting the vertical position, tilt angle, and roll angle of the other line sensor camera. Line sensor optical axis adjustment method.
ことを特徴とする請求項6記載のラインセンサ光軸調整方法。 The line sensor optical axis adjustment method according to claim 6, wherein the one line sensor camera and the line sensor adjustment base are fixed by a line sensor fixing base.
ことを特徴とする請求項5から請求項7のいずれか1項に記載のラインセンサ光軸調整方法。 The line sensor optical axis adjustment method according to claim 5, wherein the mark pattern is a rhombus.
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