JP2021527285A - 3次元表面のトポグラフィのモデリング - Google Patents
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Abstract
Description
I(x,y)N=min(I(x,y)E*C/maxI,1.0)
上式で、I(x,y)Eは、正規化前のイメージピクセル(x,y)の輝度であり、Cは正の係数、たとえば0.9である。min()関数は、正規化輝度I(x,y)Nが値[0,1.0]の間にあることを保証する。
102 構造的光源
104 第2のカメラ
108 第1のカメラ
112 制御システム
300 イメージ
302 部分イメージ
304 ポイント
306 ポイントクラウド
400、400A、400B 部分イメージ
402、402A、402B 1次ポイント
504A、506A、508A、510A、512A 形状、2次ポイント
504B、506B、508B、510B、512B 形状、2次ポイント
514A、514B 部分イメージ
600A、600B 部分イメージ
602A、602B 1次ポイント
604 サブブロック
616 テンプレート
618A〜618E ピクセル
702、704、706、708 1次ポイント
710、712、714、716 部分エリア
800A、800B 部分イメージ
802A、804A、806A、808A 1次ポイント
802B、804B、806B、808B 1次ポイント
810A、812A、814A、816A 基準
810B、812B、814B、816B 基準
900 装置
902 コントローラまたはプロセッサ
904 メモリ
Claims (20)
- モデリング構成(100)の構造的光源(102)を制御して、モデリングすべき表面上に既知の幾何形状の回折パターンを生成するステップ(200)であって、前記回折パターンが数学的物理的モデルに正確に従い、前記回折パターンのビーム出力角が、前記数学的物理的モデルに基づいて正確に知られている、ステップ(200)と、
前記モデリング構成(100)の第1のカメラ(104)を用いて前記回折パターンを含む前記表面の第1のイメージを記録し、前記モデリング構成(100)の第2のカメラ(108)を用いて前記回折パターンを含む前記表面の第2のイメージをほぼ同時に記録するステップ(202)であって、前記第1のカメラ(104)および前記第2のカメラ(108)が較正され、互いに対する位置が知られている、ステップ(202)と、
前記第1のイメージ内に見える前記回折パターンから1次ポイントを含むポイントクラウド(306)を決定するステップ(204)と、
前記第2のイメージから、対応する1次ポイントを識別するステップと、
前記第1および第2のイメージ内の前記ポイントクラウドの各1次ポイントを、前記第1および第2のイメージ内の2次ポイントを求める探索空間についての初期ポイントとして使用するステップ(206)と
を含む、方法。 - 前記第1のイメージおよび前記第2のイメージを部分イメージ(302)のセットに分割することによって前記第1および第2のイメージの部分イメージ対(400A、400B)を形成するステップであって、各部分イメージ対(400A、400B)が、前記第1のイメージの部分イメージ(400A)と、前記第2のイメージの対応する部分イメージ(400B)とを含み、前記第1のイメージおよび前記第2のイメージの各部分イメージ(400A、400B)が、前記ポイントクラウド(306)の同一の単一の1次ポイント(304)を含む、ステップと、
前記部分イメージ対(400A、400B)内の対応する2次ポイントを識別するステップであって、各2次ポイントがxおよびyイメージ座標を有する、ステップと、
前記2次ポイントの前記xおよびyイメージ座標とカメラ位置とに基づいて、各2次ポイントについての外部座標系でのX、Y、およびZ座標を計算するステップと
をさらに含む、請求項1に記載の方法。 - 前記第1のイメージおよび前記第2のイメージを部分イメージ(302)のセットに分割することによって前記第1および第2のイメージの部分イメージ対(400A、400B)を形成するステップであって、各部分イメージ対(400A、400B)が、前記第1のイメージの部分イメージ(400A)と、前記第2のイメージの対応する部分イメージ(400B)とを含み、前記第1のイメージおよび前記第2のイメージの各部分イメージ対(400A、400B)が、前記ポイントクラウド(306)の少なくとも3つの1次ポイントによって画定された閉じたエリアを含む、ステップと
前記部分イメージ対(400A、400B)内の前記閉じたエリア内の対応する2次ポイントを識別するステップであって、各2次ポイントがxおよびyイメージ座標を有する、ステップと、
前記2次ポイントの前記xおよびyイメージ座標とカメラ位置とに基づいて、各2次ポイントについての外部座標系でのX、Y、およびZ座標を計算するステップと
をさらに含む、請求項1に記載の方法。 - 前記部分イメージ対から前記少なくとも3つの1次ポイントを除外するステップと、
前記少なくとも3つの1次ポイントがそれから除外された、前記第1のイメージの前記部分イメージ(400A)内の第1の最大輝度、および前記第2のイメージの前記部分イメージ(400B)内の第2の最大輝度を決定するステップと、
前記第1の最大輝度に基づいて前記第1のイメージの前記部分イメージ内の各ピクセルの輝度を正規化するステップと、
前記第2の最大輝度に基づいて前記第2のイメージの前記部分イメージ内の各ピクセルの輝度を正規化するステップと
をさらに含む、請求項2または3に記載の方法。 - 各部分イメージ(400A、400B)をサブブロック(604)に分割するステップと、
前記サブブロック(604)内の対応する2次ポイントを識別するステップと
をさらに含む、請求項2から4のいずれか一項に記載の方法。 - 前記部分イメージ対内の対応する2次ポイントを識別するステップが、
前記第2のイメージの前記部分イメージ(400B)内の2次ポイントを探索するステップであって、前記2次ポイントが、前記第1のイメージの前記部分イメージ(400A)内の前記2次ポイントと前記第1のイメージの前記部分イメージ(400A)内の前記1次ポイント(402A)との間の距離とほぼ同一の、前記第2のイメージの前記部分イメージ内の前記1次ポイント(402B)からエピポーラ線に沿った距離を有する、前記第2のイメージの前記部分イメージ(400B)内の対応するエピポーラ線に沿った探索エリア内の、前記第1のイメージの対応する部分イメージ(400A)内の2次ポイントに対応する、ステップ
を含む、請求項2から4のいずれか一項に記載の方法。 - モデリングすべき表面上に既知の幾何形状の回折パターンを生成するように構成された、構造的光源(102)であって、前記回折パターンが数学的物理的モデルに正確に従い、前記回折パターンのビーム出力角が、前記数学的物理的モデルに基づいて正確に知られている、構造的光源(102)と、
前記光源(102)によって放射された波長において、モデリングすべき前記表面を撮影するように構成された第1のカメラ(104)と、
前記光源(102)によって放射された波長において、モデリングすべき前記表面を撮影するように構成された第2のカメラ(108)と
を備えるモデリング構成(100)であって、
前記第1のカメラ(104)と前記第2のカメラ(108)の光軸の相対的向き、および回折軸が知られるように較正され、前記第1のカメラ(104)および前記第2のカメラ(108)に対する前記構造的光源(102)の出力ポイントの位置、距離、および向きが知られている、モデリング構成(100)と、
前記モデリング構成(100)に接続され、
前記構造的光源(102)を制御して、モデリングすべき前記表面上に既知の幾何形状の前記回折パターンを生成すること、
前記第1のカメラ(104)を用いて前記回折パターンを含む前記表面の第1のイメージを記録し、前記第2のカメラ(108)を用いて前記回折パターンを含む前記表面の第2のイメージをほぼ同時に記録すること、
前記第1のイメージ内に見える前記回折パターンから1次ポイント(304)を含むポイントクラウド(306)を決定すること、
前記第2のイメージから、対応する1次ポイントを識別すること、ならびに
前記第1および第2のイメージ内の前記ポイントクラウド(306)の各1次ポイント(304)を、前記第1および第2のイメージ内の2次ポイントを求める探索空間についての初期ポイントとして使用すること
を行うように構成される、制御システム(112)と
を備える、モデリングシステム。 - 前記モデリング構成(100)に接続された前記制御システム(112)が、
前記第1のイメージおよび前記第2のイメージを部分イメージのセットに分割することによって前記第1および第2のイメージの部分イメージ対(400A、400B)を形成することであって、各部分イメージ対(400A、400B)が、前記第1のイメージの部分イメージ(400A)と、前記第2のイメージの対応する部分イメージ(400B)とを含み、前記第1のイメージおよび前記第2のイメージの各部分イメージ(400A、400B)が、前記ポイントクラウド(306)の同一の単一の1次ポイントを含む、形成すること、
前記部分イメージ対(400A、400B)内の対応する2次ポイントを識別することであって、各2次ポイントがxおよびyイメージ座標を有する、識別すること、ならびに
前記2次ポイントの前記xおよびyイメージ座標とカメラ位置とに基づいて、各2次ポイントについての外部座標系でのX、Y、およびZ座標を計算すること
を行うようにさらに構成される、請求項7に記載のモデリングシステム。 - 前記制御システム(112)が、
前記第1のイメージおよび前記第2のイメージを部分イメージのセットに分割することによって前記第1および第2のイメージの部分イメージ対(400A、400B)を形成することであって、各部分イメージ対(400A、400B)が、前記第1のイメージの部分イメージ(400A)と、前記第2のイメージの対応する部分イメージ(400B)とを含み、前記第1のイメージおよび前記第2のイメージの各部分イメージ対(400A、400B)が、前記ポイントクラウド(306)の少なくとも3つの1次ポイントによって画定された閉じたエリアを含む、形成すること、
前記部分イメージ対(400A、400B)内の前記閉じたエリア内の対応する2次ポイントを識別することであって、各2次ポイントがxおよびyイメージ座標を有する、識別すること、ならびに
前記2次ポイントの前記xおよびyイメージ座標とカメラ位置とに基づいて、各2次ポイントについての外部座標系でのX、Y、およびZ座標を計算すること
を行うようにさらに構成される、請求項7に記載のモデリングシステム。 - 前記制御システム(112)が、
前記部分イメージ対から前記少なくとも3つの1次ポイントを除外し、
前記少なくとも3つの1次ポイントがそれから除外された、前記第1のイメージの前記部分イメージ(400A)内の第1の最大輝度、および前記第2のイメージの前記部分イメージ(400B)内の第2の最大輝度を決定し、
前記第1の最大輝度に基づいて前記第1のイメージの前記部分イメージ内の各ピクセルの輝度を正規化し、
前記第2の最大輝度に基づいて前記第2のイメージの前記部分イメージ内の各ピクセルの輝度を正規化する
ようにさらに構成される、請求項8または9に記載のモデリングシステム。 - 前記制御システム(112)が、
各部分イメージ(400A)をサブブロック(604)に分割し、
前記サブブロック(604)内の対応する2次ポイントを識別する
ように構成される、請求項9または10に記載のモデリングシステム。 - 前記制御システム(112)が、
前記第2のイメージの前記部分イメージ(400B)内の2次ポイントを探索することであって、前記2次ポイントが、前記第1のイメージの前記部分イメージ(400A)内の前記2次ポイントと前記第1のイメージの前記部分イメージ(400A)内の前記1次ポイント(402A)との間の距離とほぼ同一の、前記第2のイメージの前記部分イメージ(400B)内の前記1次ポイント(402B)からエピポーラ線に沿った距離を有する、前記第2のイメージの前記部分イメージ(400B)内の対応するエピポーラ線に沿った探索エリア内の、前記第1のイメージの対応する部分イメージ(400A)内の2次ポイントに対応する、探索すること
を行うように構成される、請求項8から10のいずれか一項に記載のモデリングシステム。 - モデリング構成(100)の構造的光源(102)を制御して、モデリングすべき表面上に既知の幾何形状の回折パターンを生成するための手段であって、前記回折パターンが数学的物理的モデルに正確に従い、前記回折パターンのビーム出力角が、前記数学的物理的モデルに基づいて正確に知られている、手段と、
前記モデリング構成(100)の第1のカメラ(104)を用いて前記回折パターンを含む前記表面の第1のイメージを記録し、前記モデリング構成(100)の第2のカメラ(108)を用いて前記回折パターンを含む前記表面の第2のイメージをほぼ同時に記録するための手段であって、前記第1のカメラ(104)および前記第2のカメラ(108)が較正され、互いに対する位置が知られている、手段と、
前記第1のイメージ内に見える前記回折パターンから1次ポイントを含むポイントクラウド(306)を決定するための手段と、
前記第2のイメージから、対応する1次ポイントを識別するための手段と、
前記第1および第2のイメージ内の前記ポイントクラウド(306)の各1次ポイントを、前記第1および第2のイメージ内の2次ポイントを求める探索空間についての初期ポイントとして使用するための手段と
を備える、装置(900)。 - 前記第1のイメージおよび前記第2のイメージを部分イメージ(302)のセットに分割することによって前記第1および第2のイメージの部分イメージ対(400A、400B)を形成するための手段であって、各部分イメージ対(400A、400B)が、前記第1のイメージの部分イメージ(400A)と、前記第2のイメージの対応する部分イメージ(400B)とを含み、前記第1のイメージおよび前記第2のイメージの各部分イメージ(400A、400B)が、前記ポイントクラウド(306)の同一の単一の1次ポイント(304)を含む、手段と、
前記部分イメージ対(400A、400B)内の対応する2次ポイントを識別するための手段であって、各2次ポイントがxおよびyイメージ座標を有する、手段と、
前記2次ポイントの前記xおよびyイメージ座標とカメラ位置とに基づいて、各2次ポイントについての外部座標系でのX、Y、およびZ座標を計算するための手段と
をさらに備える、請求項13に記載の装置(900)。 - 前記第1のイメージおよび前記第2のイメージを部分イメージ(302)のセットに分割することによって前記第1および第2のイメージの部分イメージ対(400A、400B)を形成するための手段であって、各部分イメージ対(400A、400B)が、前記第1のイメージの部分イメージ(400A)と、前記第2のイメージの対応する部分イメージ(400B)とを含み、前記第1のイメージおよび前記第2のイメージの各部分イメージ対(400A、400B)が、前記ポイントクラウド(306)の少なくとも3つの1次ポイントによって画定された閉じたエリアを含む、手段と、
前記部分イメージ対(400A、400B)内の前記閉じたエリア内の対応する2次ポイントを識別するための手段であって、各2次ポイントがxおよびyイメージ座標を有する、手段と、
前記2次ポイントの前記xおよびyイメージ座標とカメラ位置とに基づいて、各2次ポイントについての外部座標系でのX、Y、およびZ座標を計算するための手段と
をさらに備える、請求項13に記載の装置(900)。 - 前記部分イメージ対から前記少なくとも3つの1次ポイントを除外するための手段と、
前記少なくとも3つの1次ポイントがそれから除外された、前記第1のイメージの前記部分イメージ(400A)内の第1の最大輝度、および前記第2のイメージの前記部分イメージ(400B)内の第2の最大輝度を決定するための手段と、
前記第1の最大輝度に基づいて前記第1のイメージの前記部分イメージ内の各ピクセルの輝度を正規化するための手段と、
前記第2の最大輝度に基づいて前記第2のイメージの前記部分イメージ内の各ピクセルの輝度を正規化するための手段と
をさらに備える、請求項14または15に記載の装置(900)。 - 各部分イメージ(400A、400B)をサブブロック(604)に分割するための手段と、
前記サブブロック(604)内の対応する2次ポイントを識別するための手段と
をさらに備える、請求項14から16のいずれか一項に記載の装置(900)。 - 前記第2のイメージの前記部分イメージ(400B)内の2次ポイントを探索するための手段であって、前記2次ポイントが、前記第1のイメージの前記部分イメージ(400A)内の前記2次ポイントと前記第1のイメージの前記部分イメージ(400A)内の前記1次ポイント(402A)との間の距離とほぼ同一の、前記第2のイメージの前記部分イメージ内の前記1次ポイント(402B)からエピポーラ線に沿った距離を有する、前記第2のイメージの前記部分イメージ(400B)内の対応するエピポーラ線に沿った探索エリア内の、前記第1のイメージの対応する部分イメージ(400A)内の2次ポイントに対応する、手段
をさらに備える、請求項14から16のいずれか一項に記載の装置(900)。 - 請求項1から6のいずれか一項に記載の方法を実施するように構成されたプログラムコードを含むコンピュータプログラムであって、前記プログラムコードが少なくとも1つのプロセッサによって実行される、コンピュータプログラム。
- 請求項1から6のいずれか一項に記載の方法を実施するように構成されたプログラムコードを含むコンピュータプログラムを含むコンピュータ可読媒体であって、前記プログラムコードが少なくとも1つのプロセッサによって実行される、コンピュータ可読媒体。
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