JP2692603B2

JP2692603B2 - 三次元計測方法

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Publication number: JP2692603B2
Application number: JP6183041A
Authority: JP
Inventors: 達雄林; 喜久雄堀
Original assignee: Murata Machinery Ltd
Current assignee: Murata Machinery Ltd
Priority date: 1994-07-13
Filing date: 1994-07-13
Publication date: 1997-12-17
Anticipated expiration: 2012-12-17
Also published as: DE19525561A1; JPH0829136A; DE19525561C2

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、対象物の三次元形状の
計測を行う三次元計測装置に関し、さらに詳しくは両眼
立体視法とアクティブステレオ法とを組み合わせた三次
元計測装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】対象物の三次元形状の計測を行う方法
は、両眼立体視法（ステレオ画像法）、三眼視法、単眼
視法、連続画像法、レンズ焦点法等の受動型と、光レー
ダ法、アクティブステレオ法、モアレ法等の能動型とに
分類される。受動型の代表例である両眼立体視法は、左
右一対のカメラで撮られた画像上で、情景（シーン）中
では同じ点に対応する一対の点（対応点）の位置を各画
像中で求め、三角測量の原理で距離が得られるというも
のである。能動型の代表例であるアクティブステレオ法
は、対象物にスリット光やパターン光を照射し、他の角
度から１台のカメラで撮像した画像から同じく三角測量
の原理で距離を得ようとするものである。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】両眼立体視法において
は、直接に点を対応させることはできず、左右の画像に
ついてエッジを抽出し、エッジの交点の座標を求める処
理を経て左右の点を対応させる過程を経るので、誤差が
大きくなりやすい。特に、奥行き方向すなわち撮像方向
に沿った方向の計測誤差が上下左右方向に比べて著しく
大きくなるという傾向がある。左右のカメラにより取り
込まれる２つの画像データはそれぞれ（ｕ，ｖ）の平面
的なカメラ座標値からなり、実際に計測される三次元の
ワールド座標は（ｘ，ｙ，ｚ）と表わした場合、撮像を
上方から行ったとすると、画像データ上のｕ，ｖ各方向
のズレは、高さ方向に最も影響する。具体例を挙げる
と、ある三次元計測装置において、もしも対応点座標が
ｕ，ｖ方向のいずれかに１ピクセルずれたとすると、
ｘ，ｙ平面上では２ｍｍの誤差で済むのに対し、ｚ方向
には約１０ｍｍの誤差が発生し、ｕ，ｖ方向におのおの
１ピクセルずれると、その２倍以上の２０ｍｍ以上の誤
差に反映する。

【０００４】一方、アクティブステレオ法は対応点を多
数選ぶことができるが、光を照射するプロジェクタのキ
ャリブレーションの問題がある。カメラキャリブレーシ
ョンは既知の格子テーブルを撮像するのみで自動的に行
うことができるが、プロジェクタキャリブレーション
は、光の当たる位置を作業員が目視で計測して調整しな
ければならず、測定誤差が大きく、作業に長い時間を要
する。また光学系の歪みも問題で、カメラについては対
応点を二次元の座標で観測できるため、多数の対応点に
より歪み補正がかなり正確に行える。プロジェクタは一
次元の座標しか有さないので、歪み補正が困難であっ
た。

【０００５】よって本発明の目的は、特に撮像方向につ
いて奥行き方向における計測誤差を最小限にすることの
できるとともに、プロジェクタキャリブレーションの不
要な三次元計測方法を提供することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に請求項１に記載の発明は、ステレオ撮像方向に略対面
する対象物の一平面上にパターン光を照射して表れる複
数の切断線につき、一方のカメラ中心と一本の切断線と
を含む複数の観測平面と、他方のカメラ中心と一本の切
断線上の点とを含む複数の観測直線とを求め、各切断線
ごとに観測平面と観測視線との交点座標値を求め、複数
の交点座標値より一平面の平面方程式を求める過程を含
んで三次元計測方法を構成した。

【０００７】請求項２に記載の発明は、上記一平面は、
略水平面上に載置された直方体形状の対象物の上面であ
り、ステレオ撮像方向は下方向きであって、上面の平面
方程式はいずれかの高さの水平面を表わす式として求め
られるように請求項１に記載の三次元計測方法を構成し
た。

【０００８】請求項３に記載の発明は、対象物の一平面
に含まれると推測される画像データ中の対応点は、求め
た平面方程式で表わされる平面に含まれるように三次元
座標値が決定される過程を含んで請求項１に記載の三次
元計測方法を構成した。

【０００９】

【作用】本発明は上記の構成としたので、次のような作
用を奏する。

【００１０】請求項１に記載の発明に係る三次元計測方
法は、パターン光を照射しつつステレオ撮像を行う三次
元計測に適用される。計測する際に対象物にパターン光
を照射すると、パターン光の照射方向はステレオ撮像方
向と同様の方向なので、ステレオ撮像方向に略対面する
対象物の一平面上には複数の切断線が表れる。これらの
切断線につき、一方のカメラ中心と一本の切断線とを含
む観測平面と、他方のカメラ中心と一本の切断線上の点
とを含む観測直線とを求める。観測平面は結像面上では
一本の線として、観測直線は結像面上では一つの点とし
て表れるが、画像データ上ではそれぞれのカメラ中心を
含んで広がりを持つ平面、延びる直線として捉えること
ができる。両者は、同じ切断線に関しては、切断線が表
れる一平面上で交差する。よって両者の交点は一平面上
に含まれるので、複数の交点の座標値を求め、求めた座
標値より一平面の平面方程式を求める。

【００１１】請求項２に記載の発明に係る三次元計測方
法は、計測の対象物は直方体形状であって、略水平面上
に載置されており、上方から下方向きにステレオ撮像す
る場合に適用される。このとき対象物の上面は略水平面
なので、上面の平面方程式を高さのみで特定される水平
面を表わす式として求める。

【００１２】請求項３に記載の発明に係る三次元計測方
法においては、平面方程式は、対象物の一平面に含まれ
ると推測される画像データ中の対応点の三次元座標値を
決定する時に、平面方程式により表わされる平面に含ま
れるようにするために利用される。

【００１３】

【実施例】以下図示の実施例について説明する。

【００１４】図１は、本発明に係る三次元計測方法の一
実施例による計測の状態を示す図であり、図２は左右の
カメラ画像を示す図であり、図３は同じ実施例を実施す
る三次元計測装置の構成を示すブロック図である。

【００１５】図１において、ほぼ水平な面上に載置され
た直方体形状の対象物Ｏは、異なる位置に配置された左
右一対のＣＣＤカメラ１Ｒ、１Ｌによって上方より撮像
される。これにより、図２に示すような２つの画像デー
タが得られる。ＣＣＤカメラ１Ｒ、１Ｌが対象物Ｏを撮
像する方向とほぼ同じ方向（すなわち上方）から空間コ
ード化パターン光を照射するように、パターン光投光器
２が配置されている。図３に示すように、パターン光投
光器２の液晶シャッタは、液晶シャッタコントローラ３
によりコントロールされる。

【００１６】ＣＣＤカメラ１Ｒ、１Ｌはそれぞれ空間コ
ード画面作成部４に接続されて、画像データを送る。空
間コード画面作成部４は液晶シャッタコントローラ３を
制御して投光パターンを変化させつつ画像データを取り
入れる。作成した空間コード画面は、空間コード画面処
理部５、コード値割付け部６、上面データ作成部７に送
られる。また、計測を行う前にはＣＣＤカメラ１Ｒ、１
Ｌそれぞれについて、既知の三次元座標値を持つ格子テ
ーブルを撮像して、三次元座標値と撮像画像座標を対応
付けし、カメラパラメータを求めるという公知の方法に
よりカメラキャリブレーションが行われるが、この過程
については説明を省略する。

【００１７】空間コード画面処理部５は、画像データに
Ｍグラジェエント処理、二値化、エッジ情報抽出・整
理、対応点座標の作成、歪み補正等の処理を施す。これ
らは従来の三次元計測方法における処理とほとんど同様
である。これにより得られた対応点データは、コード値
割付け部６において空間コード値が割り付けられる。上
面データ作成部７は、対象物Ｏの上面の平面方程式を演
算して求める。三次元座標作成部８は、対応点に割り付
けられた空間コード値と平面方程式とにより対応点の三
次元座標を作成する。エリア・ブロック分割部９は、対
応点の三次元座標に基づいてエリア・ブロック分割を行
う。なお本実施例の三次元計測装置はデパレタイズに利
用され、対象物Ｏは直方体形状の物品がパレタイズされ
たものである。

【００１８】以上の過程をさらに詳しく説明する。本実
施例における三次元計測の過程は、図４に示されるよう
に空間コード画面の作成（ステップ１）、空間コード画
面加工（ステップ２）、エッジ情報抽出・整理、対応点
の座標作成（ステップ３）、対応点の空間コードの割付
け（ステップ４）、対象物の上面データの作成（ステッ
プ５）、三次元座標値の作成（ステップ６）、エリア・
ブロックの分割（ステップ７）の順である。

【００１９】まず空間コード画面の作成（ステップ１）
は、空間コード画面作成部４が液晶シャッタコントロー
ラ３を制御しつつ、ＣＣＤカメラ１Ｒ、１Ｌより画像デ
ータを取り込み、加算することにより行われる。

【００２０】図５に示すように、パターン光投光器２か
らはそれぞれ８種類ずつのポジパターンとネガパターン
とが投光され、それぞれについてポジ画像とネガ画像を
得ることができる。撮像は左右のＣＣＤカメラ１Ｒ、１
Ｌにより行われるので、計３２回になる。図は左のＣＣ
Ｄカメラ１Ｌの画面について示す。

【００２１】まず２⁰ 投光パターン（画面を２分割する
パターン）により左ポジ、右ポジ、左ネガ、右ネガの各
画像を作成し、左右ごとに差を取って差分画像を作成
し、さらに適当なしきい値を設けることにより二値化画
像を得る。得られた二値化画像を空間コード画面とす
る。次に２¹ 投光パターン（４分割パターン）により同
様に二値化画像を作成し、２⁰ 投光パターンにより作成
した空間コード画面の値を２倍して加え、これを改めて
空間コード画面とする。

【００２２】この過程を２² 投光パターン、２³ 投光パ
ターン・・・２⁷ 投光パターンまで繰り返すと、二値化
画像を８枚加算した空間コード画面が作成できる。ただ
し、加算の際には従前の空間コード画面の値を２倍して
いるために、空間コード画面はコード化された（重みづ
けされた）多数の領域に分割されている。すなわち全て
の二値化画像において「１」であった領域は２５５の値
を有し、「０」であった領域は０の値を有する。それ以
外の領域は、１から２５４までの値で区別される。

【００２３】なお本実施例においては、パターン光が各
カメラの画面を正確に上下方向に分割するように各ＣＣ
Ｄカメラ１Ｌ、１Ｒ及びパターン光投光器２を配置して
いるので、領域相互の境界を切断する切断線は、対象物
Ｏの上面が水平面である限りは、パターン光投光器２の
光学系歪みがなければ画面のカメラ座標上ｕ方向に平行
に表れる。パターン光投光器２の光学的歪みがあったと
しても、切断線がｕ方向に平行に近いほど、ｖ方向の読
み取り精度が上がることは明らかである。

【００２４】次に空間コード画面処理部５において空間
コード画面の加工を行う（ステップ２）。図６に示すよ
うに、空間コード画面はＭグラジェント処理されてグレ
ーコード値のエッジ抽出画面とされ、二値化処理され
て、チェン探索候補点が選択される。チェン探索とは、
個々の画素の連結を探索する過程を言う。チェン探索候
補点は対象物Ｏのコーナーからは選ばれず、その近くか
ら選ばれる。これはコーナーはしばしば変形しているか
らである。

【００２５】エッジ情報の抽出（ステップ３）は、チェ
ン探索候補点の近傍のデータを読み込み、連結すること
により、対象物Ｏのエッジを決定する過程であり、エッ
ジ情報の整理（ステップ３）は、エッジ抽出データから
基準の長さ以下の辺を除去し、ノイズを除去する過程で
ある。これにより対象物Ｏの上面のエッジのみが得られ
る。さらに対応点の座標作成（ステップ３）の過程で
は、カメラの光学系歪みに基づく抽出した辺の歪みを補
正した上で、カメラ座標上の交点座標を作成する。交点
座標は対象物Ｏの、実際には変形していても、変形して
いないと仮想されるコーナーの点であり、これが対応点
となる。

【００２６】なお、ステップ１〜３は１台のカメラとパ
ターン光投光器とを利用した従来ののアクティブステレ
オ法における処理とほぼ同様の処理である。但し、ステ
ップ１、２は左右いずれのデータ画面についても行われ
るが、ステップ３についてはいずれか一方、ここでは左
データ画面についてのみ行われる。これは後述するよう
にステップ３の処理はいずれか一方のデータ画面につい
て行えば足り、両方のデータ画面に行う必要はないから
である。従来のアクティブステレオ法では、この後１台
のカメラとパターン光投光器とのパラメータに基づい
て、ワールド座標上の三次元座標に変換する処理が行わ
れるが、本実施例では以下のような従来とは異なる処理
を行う。

【００２７】図７に示すように、次に対応点の空間コー
ド値の割付けが行われ（ステップ４）、対応点データと
空間コード画面とが照合されて、空間コード画面の分割
された領域のうちの対応点が属する領域の値が割りつけ
られる。すなわち対応点は、その存在する位置により、
０から２５５までのいずれかの値が割りつけられる。こ
の処理も左データ画面についてのみ行う。

【００２８】すなわち図７に示すように、ステップ１で
得られた空間コード画面と、ステップ３で得られた対応
点データとを重ね合わせると、対応点Ｐは「５」の値の
領域内にあることが分かるので、この値を割り付ける。
割付処理は各対応点について行われる。

【００２９】次に、上面データ作成部７において、対象
物Ｏの上面データが作成される（ステップ６）。上面デ
ータは、対象物Ｏの上面を表わす面方程式である。この
過程を図１、２、及び図８以下を参照しつつ説明する。

【００３０】図８は上面を表わす面方程式を求める過程
を示すフローチャートである。まず空間コード画面と対
応点座標とを使用して、観測する切断線（４本）の空間
コード値を作成する（ステップ５１）。すなわち図９に
示すように、エッジに含まれる４つの対応点のうちｖ座
標が最大の点Ｐ_max と最小の点Ｐ_min とを選び、ｖ座標
方向に略５等分して４本の切断線Ｓｐ１〜４を決定す
る。切断線Ｓｐ１〜４は前述のように、異なる値の空間
コード領域間の境界線であり、パターン光投光器２の光
学系歪みに基づく切断線の画像座標上の傾きに拘らず、
直線として求められる。これは、切断線が画像全体から
みて局所的に観測されるためにほぼ直線となり、直線と
して認識しても大きな誤差は生じないからである。

【００３１】次に、切断線のｕ方向の探索間隔を作成す
る（ステップ５２）。ここでは４つの対応点のうちｕ座
標が最大の点Ｐ_max と最小の点Ｐ_min 間で任意のスキャ
ンステップ間隔を決定する。図１０では、１０（ピクセ
ル）ステップで７本のサンプリングｕ座標を作成した状
態を示す。

【００３２】次に、左空間コード画面にて、観測する切
断線Ｓｐ１〜４ごとに始点、終点座標を調べる（ステッ
プ５３）。ｖ座標の最小座標値または前回探索空間コー
ド値のｖ座標値を探索始点とし、最大座標値を探索終点
として、探索空間コードの切替位置をｖ座標とする。こ
のとき、対象物Ｏのエッジ付近で同一空間コードの幅に
差が発生するため、平均座標を取るのでなく変化点で座
標を決定することにする。ｕ座標の探索も同様に行う。
切断線Ｓｐの本数は４本であるから、それぞれの始点及
び終点の座標はＰ₁₁〜Ｐ₁₈の８つ得られる。

【００３３】なお、このとき各切断線Ｓｐ１〜４は、パ
ターン光投光器２の光学系歪みに基づく切断線の画像座
標上の傾き、読み取り座標誤差がある程度生じるので、
画像座標上ｖ方向の座標値が一定の基準値を超える点は
取り除くようにして、許容誤差の設定をしている。また
探索点の数が基準以下（例えば３）の場合には、誤差が
大きくなるので探索点検出は無効として処理する。

【００３４】さらに右空間コード画面にて、観測する切
断線Ｓｐ１〜４ごとに始点、終点座標を調べる（ステッ
プ５４）。右空間コード画面については、左画面の対象
物の中心座標値ｖを右画面の中心として、左画面のスキ
ャン範囲の２倍の範囲をスキャンすることにより、左画
面に対応する対象物Ｏの上面の切断線Ｓｐ１〜４を確実
に検出できるようにする。探索ステップは左画面と同一
のステップとする。各切断線Ｓｐ１〜４は左画面と同様
直線として求められる。

【００３５】右画面の始点、終点座標は、空間コード画
面から得られる。図１１に示すように、パターン光を斜
め方向から対象物Ｏに照射した場合、切断線Ｓｐのｖ座
標値の最小となる部分が対象物Ｏの上面を切断する切断
線となる。それぞれの始点及び終点の座標は、図２
（Ｒ）に示すようにＰ₂₁〜Ｐ₂₈の８つが得られる。

【００３５】各始点及び終点の座標が求まったら、右画
面について、切断線Ｓｐ１〜４を観測する観測平面をそ
れぞれ作成する（ステップ５５）。この過程を図１を参
照しつつ説明する。

【００３６】観測平面は、カメラ１Ｒのカメラ座標上の
始点、終点座標と、カメラパラメータとにより作成され
る。切断線Ｓｐ２について観測平面を作成する場合、カ
メラ中心Ｐ₂₀から始点Ｐ₂₃、終点Ｐ₂₄へのベクトル
ｖ₂₃、ｖ₂₄は、カメラ座標上の始点、終点からカメラ中
心への単位視線ベクトルｖ_C23 、ｖ_C24 で表わすことが
できる。すなわち、ｖ₂₃＝ｋ₂₃ｖ_C23 、ｖ₂₄＝ｋ₂₄ｖ
_C24 となる。ｋ₂₃、ｋ₂₄は係数であるが、ここでは任意
の数である。

【００３７】次に２つの単位視線ベクトルｖ_C23 、ｖ
_C24 より、法線ベクトルＬ_CO2 を作成する。法線ベクト
ルＬ_CO2 に直交する平面が、切断線Ｓｐ２を含む観測平
面Ｓ２である。同様にして、４本の切断線Ｓｐ１〜４に
ついて法線ベクトルＬ_CO1 〜Ｌ_CO4 を作成する。

【００３８】続いて左画面について視線ベクトルを作成
する（ステップ５６）。ステップ５５と同様に８つの視
線ベクトルｖ₁₁〜ｖ₁₈は、それぞれ単位視線ベクトルｖ
_C11〜ｖ_C18 を用いて表わすことができる。

【００３９】次に観測平面Ｓ１〜４と視線ベクトルｖ₁₁
〜ｖ₁₈とについて、切断線Ｓｐを同じくするものについ
て交点座標を求める（ステップ５７）。

【００４０】例えば切断線Ｓｐ２について交点座標を求
めるとすると、ワールド座標上のＰ₁₃、Ｐ₁₄までのベク
トルｖ_P13 、ｖ_P14 は、それぞれ、ｖ_P13 ＝ｖ₁₃＋ｖ
_P10 ＝ｋ₁₃ｖ_C13 ＋ｖ_P10 、ｖ_P14 ＝ｖ₁₄＋ｖ_P10 ＝ｋ
₁₄ｖ_C14 ＋ｖ_P10 と表わすことができる。ｖ_P10 はワー
ルド座標上のカメラ中心Ｐ₁₀までのベクトルである。

【００４１】観測平面Ｓ２と、視線ベクトルｖ₁₃、ｖ₁₄
との交点では、法線ベクトルＬ_C02と視線ベクトル
ｖ₁₃、ｖ₁₄とが、Ｌ_C02 ・（ｖ₁₃−ｖ_P20 ）＝０、Ｌ
_C02 ・（ｖ₁₄−ｖ_P20 ）＝０（ｖ_P20 はワールド座標上
のカメラ中心Ｐ₂₀までのベクトル）という関係になるの
で、この式を満たすｋ₁₃、ｋ₁₄をそれぞれ求めることに
より、Ｐ₁₃、Ｐ₁₄の三次元座標を求めることができる。
同様にして、Ｐ₁₁〜Ｐ₁₈の８つの交点座標値を求める。

【００４２】８つの交点座標値が求まったら、これらの
交点座標値より対象物Ｏの上面の面方程式を求める（ス
テップ５８）。理論的には三次元空間上に３点の位置を
求めれば１つの面を決定できるが、ここでは８点のデー
タを用いて精度を上げるようにしている。具体的には８
つの座標値を用いて、最小二乗法により面方程式を求め
る。このとき、平面は一般式ａｘ＋ｂｙ＋ｃｚ＝ｄで表
わされるが、本実施例では、対象物Ｏの上面はほぼ水平
面なので、ｚ＝ｈ₀ の水平面として求めるようにしてい
る。

【００４３】面方程式が求められたら、三次元座標作成
部８において各対応点Ｐの三次元座標値が作成される
（ステップ６）。ここでは対象物Ｏの上面に対応点Ｐが
含まれるように、対応点Ｐの三次元座標を確定する。図
１２に示すように、まず上面データ作成部７より上面デ
ータが読み込まれ（ステップ６１）、左画面の対応点Ｐ
の視線ベクトルが作成され（ステップ６２）、面方程式
により表わされる対象物Ｏの上面と視線ベクトルとの交
点座標（ｘ、ｙ、ｚ）が求められる（ステップ６３）。
対象物Ｏの上面はカメラ撮像方向について奥行き方向の
座標と見ることができ、よって対応点がこれに含まれる
ように三次元座標を作成することにより、奥行き方向の
座標を精度よく得ることができる。これにより対象物Ｏ
のサイズが得られる。

【００４４】対象物Ｏのサイズより、エリア・ブロック
分割部９がエリア・ブロックの分割を行い、パレタイズ
データ、品種サイズデータに基づいてエリアの切り外
し、ブロックの分割を行う。得られたデータは、パレタ
イズロボットに送信され、デパレタイズ作業に資する。

【００４５】以上のように本実施例に係る三次元計測方
法においては、パターン光投光器２による空間パターン
化によって得た局所的な対象物Ｏの上面の複数の切断線
について、左右のＣＣＤカメラ１Ｒ、１Ｌの観測平面と
観測直線の交点の座標値より平面方程式を求め、この平
面方程式により表わされる平面に対応点を含むものとと
して対応点の座標値を求めるようにしている。

【００４６】よって従来のアクティブステレオ法等の能
動型の方法において、精度が悪く、手間がかかっていた
パターン光投光器２のキャリブレーションが不必要とな
る。また、従来の両眼立体視法等の受動型の方法におい
て、左右の画面についてエッジ情報を抽出・整理し、対
応点の座標をそれぞれ作成した後に対応させていたのに
対し、左右の対応に観測座標をそのまま利用できるの
で、三次元計測誤差を最小限にすることができる。

【００４７】以上本発明の実施例について説明したが、
本発明は上記実施例に限定されるものではなく、本発明
の要旨の範囲内において適宜変形実施可能であることは
言うまでもない。

【００４８】例えば、図示の実施例においては切断線は
空間パターン化領域の境界線としたが、スリット光によ
る切断光とすることもできる。

【００４９】

【発明の効果】以上のように請求項１に記載の発明に係
る三次元計測方法によれば、従来のアクティブステレオ
法等の能動型の方法に必要なプロジェクタキャリブレー
ションなしに、左右のカメラの観測座標をそのまま利用
して対象物の一平面の平面方程式を求めることができ
る。よって、能動型の方法において、歪み補正が困難で
手間のかかっていたプロジェクタキャリブレーションを
省略することができ、また両眼立体視法等の受動型の方
法において、左右の画面についてエッジ情報を抽出・整
理し、対応点の座標をそれぞれ作成した後に対応させて
いたのに対し、三次元計測誤差を最小限にすることがで
きる。

【００５０】請求項２に記載の発明に係る三次元計測方
法によれば、複数の交点の座標値により求められる平面
は、略水平面上に載置された直方体形状の対象物の上面
であり、高さのみで特定される水平面を表わす平面方程
式を求めるようにしたので、平面方程式を求める演算が
容易であり、また平面方程式を利用する演算も容易に行
うことができる。

【００５１】請求項３に記載の発明に係る三次元計測方
法によれば、平面方程式により表わされる平面に対応点
が含まれるように、対応点の三次元座標値を決定するの
で、特にカメラ撮像方向についての奥行き方向の誤差を
最小限にすることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は、本発明に係る三次元計測方法の一実施
例を実施する三次元計測装置の構成を示す図である。

【図２】図２は、図１の三次元計測装置の左右のカメラ
の画像の一例を示す図である。

【図３】図３は、図１の実施例の画像処理構造を示すブ
ロック図である。

【図４】図４は、図１の実施例の処理の過程を示すメイ
ンフローである。

【図５】図５は、図１の実施例における空間コード画面
の作成過程を視覚的に示す図である。

【図６】図６は、図１の実施例におけるエッジ情報の抽
出・整理の過程を視覚的に示す図である。

【図７】図７は、図１の実施例における対応点の座標作
成の過程を視覚的に示す図である。

【図８】図８は、図１の実施例における対象物の上面デ
ータの作成の過程を示すフローチャートである。

【図９】図９は、図８における切断線のｕ方向の探索間
隔作成の過程を視覚的に示す図である。

【図１０】図１０は、図８における左空間コード画面始
点終点座標探索の過程を視覚的に示す図である。

【図１１】図１１は、図８における観測平面作成過程の
上面の切断線認識の原理を示す図である。

【図１２】図１２は、図１の実施例における三次元座標
値の作成の過程を示すフローチャートである。

【符号の説明】

１Ｒ、１ＬＣＣＤカメラ２パターン光投光器３対象物Ｚ＝ｈ₀ 面方程式Ｓｐ２切断線Ｐ₂₃ 始点Ｐ₂₄ 終点Ｐ₁₃ 始点Ｐ₁₄ 終点Ｓ２観測平面ｖ₁₃、ｖ₁₄ 観測視線ベクトル

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】ステレオ撮像方向に略対面する対象物の
一平面上にパターン光を照射して表れる複数の切断線に
つき、一方のカメラ中心と一本の切断線とを含む複数の
観測平面と、他方のカメラ中心と一本の切断線上の点と
を含む複数の観測直線とを求め、各切断線ごとに観測平
面と観測視線との交点座標値を求め、複数の交点座標値
より一平面の平面方程式を求める過程を含む三次元計測
方法。
【請求項２】上記一平面は、略水平面上に載置された
直方体形状の対象物の上面であり、ステレオ撮像方向は
下方向きであって、上面の平面方程式はいずれかの高さ
の水平面を表わす式として求められる請求項１に記載の
三次元計測方法。
【請求項３】対象物の一平面に含まれると推測される
画像データ中の対応点は、求めた平面方程式で表わされ
る平面に含まれるように三次元座標値が決定される過程
を含む請求項１に記載の三次元計測方法。