JP2996067B2 - 三次元計測装置 - Google Patents
三次元計測装置Info
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- JP2996067B2 JP2996067B2 JP5213536A JP21353693A JP2996067B2 JP 2996067 B2 JP2996067 B2 JP 2996067B2 JP 5213536 A JP5213536 A JP 5213536A JP 21353693 A JP21353693 A JP 21353693A JP 2996067 B2 JP2996067 B2 JP 2996067B2
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Description
【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
立体視法を基礎とした三次元計測装置に関する。
計測を行う三次元計測装置に関し、さらに詳しくは両眼
立体視法を基礎とし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と
して、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、レンズ焦点法等が提案され、実用
されている。
して、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、レンズ焦点法等が提案され、実用
されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】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
中で求めれば、三角測量の原理で距離が得られる。この
方法においては、対応探索、すなわち左右の画像上での
対応点を求める操作が困難だった。
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
中で求めれば、三角測量の原理で距離が得られる。この
方法においては、対応探索、すなわち左右の画像上での
対応点を求める操作が困難だった。
【０００４】よって本発明の目的は、対応点を容易且つ
迅速に求めることを可能にする両眼立体視法を利用した
三次元計測装置を提供することにある。
迅速に求めることを可能にする両眼立体視法を利用した
三次元計測装置を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明は、対象物を異なる位置から撮像するステレオ
撮像手段と、対象物に空間コード化パターン光を照射す
るパターン光投光手段と、ステレオ撮像手段が異なる位
置で撮像した２つの空間コード化画像データの共通する
コード領域中から対応点を求める画像信号処理手段とか
ら三次元計測装置を構成した。
に本発明は、対象物を異なる位置から撮像するステレオ
撮像手段と、対象物に空間コード化パターン光を照射す
るパターン光投光手段と、ステレオ撮像手段が異なる位
置で撮像した２つの空間コード化画像データの共通する
コード領域中から対応点を求める画像信号処理手段とか
ら三次元計測装置を構成した。
【０００６】
【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。
用を奏する。
【０００７】本発明に係る三次元計測装置によると、ス
テレオ撮像手段が対象物を撮像している時に、パターン
光投光手段が対象物に空間コード化パターン光を照射す
ると、空間コード化画像データを２つ得ることができ
る。各空間コード化画像データは、コードごとに領域分
けされている。画像信号処理手段は、２つの空間コード
化画像データの共通するコード領域中から対応点を求め
る。
テレオ撮像手段が対象物を撮像している時に、パターン
光投光手段が対象物に空間コード化パターン光を照射す
ると、空間コード化画像データを２つ得ることができ
る。各空間コード化画像データは、コードごとに領域分
けされている。画像信号処理手段は、２つの空間コード
化画像データの共通するコード領域中から対応点を求め
る。
【０００８】
【実施例】以下図示の実施例について説明する。
【０００９】図１は、本発明に係る三次元計測装置の一
実施例の構成を示すブロック図である。
実施例の構成を示すブロック図である。
【００１０】同図において、対象物は、異なる位置に配
置された左右一対のＣＣＤカメラ１Ｒ、１Ｌにより撮像
される。ＣＣＤカメラ１Ｒ、１Ｌが対象物を撮像するの
と同じ方向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。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。なお、パターン光投光器２
が対象物にパターン光を投光する方向は、対象物の表面
にパターン光を照射できれば、ＣＣＤカメラ１Ｒ、１Ｌ
とは異なる方向であってもよい。
置された左右一対のＣＣＤカメラ１Ｒ、１Ｌにより撮像
される。ＣＣＤカメラ１Ｒ、１Ｌが対象物を撮像するの
と同じ方向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。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。なお、パターン光投光器２
が対象物にパターン光を投光する方向は、対象物の表面
にパターン光を照射できれば、ＣＣＤカメラ１Ｒ、１Ｌ
とは異なる方向であってもよい。
【００１１】ＣＣＤカメラ１Ｒ、１Ｌはそれぞれ、コー
ド化画像データ処理装置４及びステレオ画像データ処理
装置５に接続されている。コード化画像データ処理装置
４は液晶シャッタコントローラ３及びコード化画像デー
タ記憶装置６に接続されており、ステレオ画像データ処
理装置５はステレオ画像データ記憶装置７に接続されて
いる。また、コード化画像データ処理装置４とステレオ
画像データ処理装置５とは相互に接続されている。
ド化画像データ処理装置４及びステレオ画像データ処理
装置５に接続されている。コード化画像データ処理装置
４は液晶シャッタコントローラ３及びコード化画像デー
タ記憶装置６に接続されており、ステレオ画像データ処
理装置５はステレオ画像データ記憶装置７に接続されて
いる。また、コード化画像データ処理装置４とステレオ
画像データ処理装置５とは相互に接続されている。
【００１２】図２はＣＣＤカメラ１Ｒ、１Ｌ及びパター
ン光投光器２の配置を示す図であって、パターン光投光
器２は、ＣＣＤカメラ１ＲとＣＣＤカメラ１Ｌとの間に
配置されており、対象物である物品Ｗに向かって空間コ
ード化パターン光を照射している。ＣＣＤカメラ１Ｒ、
１Ｌはそれぞれ、左右の異なった位置から物品Ｗを撮像
する。
ン光投光器２の配置を示す図であって、パターン光投光
器２は、ＣＣＤカメラ１ＲとＣＣＤカメラ１Ｌとの間に
配置されており、対象物である物品Ｗに向かって空間コ
ード化パターン光を照射している。ＣＣＤカメラ１Ｒ、
１Ｌはそれぞれ、左右の異なった位置から物品Ｗを撮像
する。
【００１３】次に本実施例の作用につき、図３を参照し
つつ説明する。
つつ説明する。
【００１４】計測を行う時には、まずコード化画像デー
タ処理装置４が液晶シャッタコントローラ３に図３
（ａ）のようなパターンを照射するよう指示を出し、パ
ターン光投光器２が照射を行う。これに連動して各ＣＣ
Ｄカメラ１Ｒ、１Ｌが図３（ａ）の対象物を撮影し、コ
ード化画像データ処理装置４は得た各画像を二値化す
る。すなわち画像において明部、暗部それぞれの平均明
度から明部、暗部を分けるための適当なしきい値を求
め、これにより画像の二値化を行う。二値化された画像
に対し、明領域に含まれる全ての画素に画素値４を与
え、暗領域に含まれる全ての画素に画素値０を与えて重
みづけを行い、コード化画像データ記憶装置６に一旦格
納する。
タ処理装置４が液晶シャッタコントローラ３に図３
（ａ）のようなパターンを照射するよう指示を出し、パ
ターン光投光器２が照射を行う。これに連動して各ＣＣ
Ｄカメラ１Ｒ、１Ｌが図３（ａ）の対象物を撮影し、コ
ード化画像データ処理装置４は得た各画像を二値化す
る。すなわち画像において明部、暗部それぞれの平均明
度から明部、暗部を分けるための適当なしきい値を求
め、これにより画像の二値化を行う。二値化された画像
に対し、明領域に含まれる全ての画素に画素値４を与
え、暗領域に含まれる全ての画素に画素値０を与えて重
みづけを行い、コード化画像データ記憶装置６に一旦格
納する。
【００１５】同様に、図３（ｂ）のようなパターンで撮
影した画像を二値化して、明領域に含まれる画素に画素
値２を与え、暗領域に含まれる全ての画素に画素値０を
与えてコード化画像データ記憶装置６に格納する。さら
に、図３（ｃ）のようなパターンで撮影した画像を二値
化し、各画素に１もしくは０の画素値を与えて重みづけ
を行う。
影した画像を二値化して、明領域に含まれる画素に画素
値２を与え、暗領域に含まれる全ての画素に画素値０を
与えてコード化画像データ記憶装置６に格納する。さら
に、図３（ｃ）のようなパターンで撮影した画像を二値
化し、各画素に１もしくは０の画素値を与えて重みづけ
を行う。
【００１６】以上の処理により得られた左右３つづつの
画像を、それぞれ左右の画像ごとに重ね合わせ、それぞ
れ重ね合わされる画素の画素値を加えて、あらためてそ
の画素の画素値とすると、画像データはコード化され、
図３（ｄ）のように、画像は０〜７のコードごとに８つ
の領域に分割されたことになる。これをコード化画像デ
ータ記憶装置６に格納しておく。
画像を、それぞれ左右の画像ごとに重ね合わせ、それぞ
れ重ね合わされる画素の画素値を加えて、あらためてそ
の画素の画素値とすると、画像データはコード化され、
図３（ｄ）のように、画像は０〜７のコードごとに８つ
の領域に分割されたことになる。これをコード化画像デ
ータ記憶装置６に格納しておく。
【００１７】次にパターン光を照射することなくＣＣＤ
カメラ１Ｒ、１Ｌで対象物を撮影し、ステレオ画像デー
タ処理装置７がそれぞれの画像に対してエッジ抽出等の
特徴抽出処理をした結果の左右の画像それぞれをステレ
オ画像データ処理装置７に格納する。
カメラ１Ｒ、１Ｌで対象物を撮影し、ステレオ画像デー
タ処理装置７がそれぞれの画像に対してエッジ抽出等の
特徴抽出処理をした結果の左右の画像それぞれをステレ
オ画像データ処理装置７に格納する。
【００１８】ステレオ画像データ処理装置７は、ステレ
オ画像データ記憶装置８に格納した１つの画像（例えば
ＣＣＤカメラ１Ｒで撮影した方の画像）で、測定ポイン
トとして注目したポイントの画素アドレスを求め、コー
ド化画像データ記憶装置６に格納された対応する画像
（ＣＣＤカメラ１Ｒで撮影した方の画像）と同じアドレ
スの画素の画素値を求める。例えば、図３（ｄ）の対象
物の頂点を対応点Ｐとすると、画素値は「６」となる。
オ画像データ記憶装置８に格納した１つの画像（例えば
ＣＣＤカメラ１Ｒで撮影した方の画像）で、測定ポイン
トとして注目したポイントの画素アドレスを求め、コー
ド化画像データ記憶装置６に格納された対応する画像
（ＣＣＤカメラ１Ｒで撮影した方の画像）と同じアドレ
スの画素の画素値を求める。例えば、図３（ｄ）の対象
物の頂点を対応点Ｐとすると、画素値は「６」となる。
【００１９】対応点Ｐが含まれるコード領域は、ＣＣＤ
カメラ１Ｌで撮影した方の画像でも画素値は同じ「６」
であるから、ステレオ画像データ処理装置７は、ＣＣＤ
カメラ１Ｌで撮影したコード化画像の「６」のコード領
域の画素アドレス中から、ステレオ画像における対応点
Ｐを探す。
カメラ１Ｌで撮影した方の画像でも画素値は同じ「６」
であるから、ステレオ画像データ処理装置７は、ＣＣＤ
カメラ１Ｌで撮影したコード化画像の「６」のコード領
域の画素アドレス中から、ステレオ画像における対応点
Ｐを探す。
【００２０】以上のような処理により、２つのステレオ
画像における対応点の探索領域が、画像全てではなく、
同じコード領域のみに限定されるので、探索時間の短縮
が図れるとともに、誤対応の可能性も減少する。
画像における対応点の探索領域が、画像全てではなく、
同じコード領域のみに限定されるので、探索時間の短縮
が図れるとともに、誤対応の可能性も減少する。
【００２１】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。
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。
【００２２】例えば、図示の実施例では３種類のパター
ンで空間コード化パターン光を照射し、画像を８つのコ
ード化領域に分割したが、さらに多くの種類、例えば８
種類のパターンを使用して２５６領域に分割することも
可能である。また図示の実施例では縦方向にのみ分割し
ているが、横方向にも分割して格子状に分割することも
可能である。
ンで空間コード化パターン光を照射し、画像を８つのコ
ード化領域に分割したが、さらに多くの種類、例えば８
種類のパターンを使用して２５６領域に分割することも
可能である。また図示の実施例では縦方向にのみ分割し
ているが、横方向にも分割して格子状に分割することも
可能である。
【００２３】
【発明の効果】以上、本発明に係る三次元計測装置によ
れば、対応点の探索において、画像の全体を探索領域と
する必要がなく、２つの空間コード化データの共通する
コード領域のみを探索すれば足りるので、探索時間の短
縮が図れるとともに、誤対応の可能性も減少する。
れば、対応点の探索において、画像の全体を探索領域と
する必要がなく、２つの空間コード化データの共通する
コード領域のみを探索すれば足りるので、探索時間の短
縮が図れるとともに、誤対応の可能性も減少する。
【図１】図１は、本発明に係る三次元計測装置の一実施
例の構成を示すブロック図である。
例の構成を示すブロック図である。
【図２】図２は、図１の実施例のＣＣＤカメラ及びパタ
ーン光投光器の配置を示す斜視図である。
ーン光投光器の配置を示す斜視図である。
【図３】図３は、画像データの各領域のコード化の過程
を説明する図である。
を説明する図である。
１Ｒ、１Ｌ ＣＣＤカメラ ２ パターン光投光器 ３ 対象物
Claims (1)
- 【請求項１】 対象物を異なる位置から撮像するステレ
オ撮像手段と、対象物に空間コード化パターン光を照射
するパターン光投光手段と、ステレオ撮像手段が異なる
位置で撮像した２つの空間コード化画像データの共通す
るコード領域中から対応点を求める画像信号処理手段と
からなることを特徴とする三次元計測装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5213536A JP2996067B2 (ja) | 1993-08-06 | 1993-08-06 | 三次元計測装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5213536A JP2996067B2 (ja) | 1993-08-06 | 1993-08-06 | 三次元計測装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0791927A JPH0791927A (ja) | 1995-04-07 |
| JP2996067B2 true JP2996067B2 (ja) | 1999-12-27 |
Family
ID=16640819
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5213536A Expired - Fee Related JP2996067B2 (ja) | 1993-08-06 | 1993-08-06 | 三次元計測装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2996067B2 (ja) |
Families Citing this family (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1143120C (zh) * | 1995-05-25 | 2004-03-24 | 株式会社拓普康 | 激光基准水平面设定装置 |
| US6262801B1 (en) | 1995-05-25 | 2001-07-17 | Kabushiki Kaisha Topcon | Laser reference level setting device |
| US6754370B1 (en) * | 2000-08-14 | 2004-06-22 | The Board Of Trustees Of The Leland Stanford Junior University | Real-time structured light range scanning of moving scenes |
| KR20030085451A (ko) * | 2002-04-30 | 2003-11-05 | 주식회사 에프엔비젼 | 가상공간에 적용되는 아바타 제작 시스템 및 그 제작 방법 |
| DE602004015799D1 (de) * | 2003-07-24 | 2008-09-25 | Cognitens Ltd | Verfahren und system zur dreidimensionalen oberflächenrekonstruktion eines objekts |
| JP4784270B2 (ja) * | 2005-11-08 | 2011-10-05 | 学校法人 中央大学 | 三次元計測方法、計測装置、復元方法および復元装置 |
| DE102006049695A1 (de) * | 2006-10-16 | 2008-04-24 | Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. | Vorrichtung und Verfahren zum berührungslosen Erfassen einer dreidimensionalen Kontur |
| EP2615494B1 (en) | 2010-09-07 | 2016-11-09 | Dai Nippon Printing Co., Ltd. | Projection-type footage display device |
| EP3104059B1 (en) | 2010-09-07 | 2019-08-21 | Dai Nippon Printing Co., Ltd. | Illumination apparatus using coherent light source |
| WO2012032668A1 (ja) | 2010-09-07 | 2012-03-15 | 大日本印刷株式会社 | スキャナ装置および物体の三次元形状測定装置 |
| JP7040147B2 (ja) * | 2018-03-09 | 2022-03-23 | セイコーエプソン株式会社 | 制御装置、ロボット、ロボットシステム，及び、物体を認識する方法 |
-
1993
- 1993-08-06 JP JP5213536A patent/JP2996067B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0791927A (ja) | 1995-04-07 |
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Legal Events
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|---|---|---|---|
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