JP3118047B2 - 三次元座標計測方法 - Google Patents
三次元座標計測方法Info
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、複数台のカメラによる
視差を利用したステレオ法による三次元座標計測に関す
る。
視差を利用したステレオ法による三次元座標計測に関す
る。
【０００２】
【従来の技術】従来より被測定体の三次元的な座標を計
測する三次元座標計測方法の１つとしてステレオ法が採
用されている。図１は、ステレオ法による三次元座標計
測方法の一例を模式的に示した図である。
測する三次元座標計測方法の１つとしてステレオ法が採
用されている。図１は、ステレオ法による三次元座標計
測方法の一例を模式的に示した図である。
【０００３】互いに所定の距離ｄだけ離れた２台のＣＣ
Ｄカメラ２，４により被写体６を撮影する。このとき、
被写体６上の一点Ｐの、２台のＣＣＤカメラ２，４の各
撮像面上の各像点の二次元座標と、点Ｐの実際の三次元
座標（これをワールド座標と称する）との間の座標変換
式を求め得る場合、上記像点の二次元座標から点Ｐのワ
ールド座標を求めることができる。
Ｄカメラ２，４により被写体６を撮影する。このとき、
被写体６上の一点Ｐの、２台のＣＣＤカメラ２，４の各
撮像面上の各像点の二次元座標と、点Ｐの実際の三次元
座標（これをワールド座標と称する）との間の座標変換
式を求め得る場合、上記像点の二次元座標から点Ｐのワ
ールド座標を求めることができる。
【０００４】図２は、上記座標変換式の求め方を説明す
るための図である。２本の直線３，５（図１参照）の交
点によって３次元空間の１点Ｐ（ターゲット点）が決定
できその座標は任意ワールド座標系で記述できる。よっ
て２台のカメラ２，４の視線がなす直線などを数式化
し、得られた方程式を連立させることによって２台のカ
メラ２，４の視線がなす直線などを数式化し、得られた
方程式を連立させることによってそれらの交点つまりタ
ーゲット点Ｐの座標を求めることができる。ここではカ
メラのレンズによる結像光学系をモデル化しそのモデル
を透視変換モデルと呼ぶ。カメラに関するパラメータと
してはその位置、姿勢、画角などがある。
るための図である。２本の直線３，５（図１参照）の交
点によって３次元空間の１点Ｐ（ターゲット点）が決定
できその座標は任意ワールド座標系で記述できる。よっ
て２台のカメラ２，４の視線がなす直線などを数式化
し、得られた方程式を連立させることによって２台のカ
メラ２，４の視線がなす直線などを数式化し、得られた
方程式を連立させることによってそれらの交点つまりタ
ーゲット点Ｐの座標を求めることができる。ここではカ
メラのレンズによる結像光学系をモデル化しそのモデル
を透視変換モデルと呼ぶ。カメラに関するパラメータと
してはその位置、姿勢、画角などがある。
【０００５】図２はピンホールカメラに基づいた透視変
換モデルを表わした図である。カメラを理想化したこの
透視変換モデルは、レンズ面の中心にピンホールが開い
たものであり、視線はこの点を通る１本の直線として定
義される。ガラスレンズを用いた一般の結像系も、歪曲
収差が無視できるほど小さい場合、この簡易なモデルで
表現できる。実際のカメラは対象−レンズ−結像面と配
置されているが、これでは像が逆転してわかりにくいた
め、ここでは仮想的に結像面をレンズの前に置き、対象
−結像面−レンズと配置する。結像面をカメラに固定し
た座標系の基準に考えているため、結像面Ｉの中心を座
標系の原点とする。
換モデルを表わした図である。カメラを理想化したこの
透視変換モデルは、レンズ面の中心にピンホールが開い
たものであり、視線はこの点を通る１本の直線として定
義される。ガラスレンズを用いた一般の結像系も、歪曲
収差が無視できるほど小さい場合、この簡易なモデルで
表現できる。実際のカメラは対象−レンズ−結像面と配
置されているが、これでは像が逆転してわかりにくいた
め、ここでは仮想的に結像面をレンズの前に置き、対象
−結像面−レンズと配置する。結像面をカメラに固定し
た座標系の基準に考えているため、結像面Ｉの中心を座
標系の原点とする。
【０００６】空間内のある１点Ｐ（Ｘ，Ｙ，Ｚ）を結像
面Ｉへ透視した点Ｐ’（Ｘｃ，Ｙｃ，Ｚｃ）、すなわち
測定点Ｐへ向かっている視線と結像面との交点は、
面Ｉへ透視した点Ｐ’（Ｘｃ，Ｙｃ，Ｚｃ）、すなわち
測定点Ｐへ向かっている視線と結像面との交点は、
【０００７】
【数１】
【０００８】但しα≡ｆ／（ｆ＋Ｚ） で与えられる。また、表現を変えれば Ｘｃ＝ｆＸ／（ｆ＋Ｚ）， Ｙｃ＝ｆＹ／（ｆ＋Ｚ）， Ｚｃ＝０ …（２） と表される。透視変換はこのように非線形な変換である
が、３次元の座標を媒介する変数を一つ加え、１次元高
めた表現を用いることにより、線形化することができ
る。これは同次座標系（ｈｏｍｏｇｅｎｅｏｕｓ ｃｏ
ｏｒｄｉｎａｔｅｓ）と呼ばれている。３次元の点
（Ｘ，Ｙ，Ｚ）を、次のようにＷｈを媒介とする４次元
の点（Ｘｈ，Ｙｈ，Ｚｈ，Ｗｈ）で表面したものが同次
表現である。
が、３次元の座標を媒介する変数を一つ加え、１次元高
めた表現を用いることにより、線形化することができ
る。これは同次座標系（ｈｏｍｏｇｅｎｅｏｕｓ ｃｏ
ｏｒｄｉｎａｔｅｓ）と呼ばれている。３次元の点
（Ｘ，Ｙ，Ｚ）を、次のようにＷｈを媒介とする４次元
の点（Ｘｈ，Ｙｈ，Ｚｈ，Ｗｈ）で表面したものが同次
表現である。
【０００９】 Ｘ＝Ｘｈ／Ｗｈ， Ｙ＝Ｙｈ／Ｗｈ， Ｚ＝Ｚｈ／Ｗｈ …（３） この同次座標系により、透視変換は
【００１０】
【数２】
【００１１】の４×４の行列演算で記述することができ
る。上記の透視変換は点Ｐと点Ｐ’が共にカメラに固定
した座標系で表現されているときに適用できるものであ
るが、一般的には測定対象である点Ｐはワールド座標系
で表わされ、点Ｐ’はカメラ中心を原点としカメラから
みた座標系であるカメラ座標系で表わされる。この二つ
の座標系を関係づける変換Ｔは、同次座標系表現では回
転と平行移動を含めて、
る。上記の透視変換は点Ｐと点Ｐ’が共にカメラに固定
した座標系で表現されているときに適用できるものであ
るが、一般的には測定対象である点Ｐはワールド座標系
で表わされ、点Ｐ’はカメラ中心を原点としカメラから
みた座標系であるカメラ座標系で表わされる。この二つ
の座標系を関係づける変換Ｔは、同次座標系表現では回
転と平行移動を含めて、
【００１２】
【数３】
【００１３】で表わすことができる。ワールド座標系で
の点Ｐから座標系での点Ｐ’への変換は、
の点Ｐから座標系での点Ｐ’への変換は、
【００１４】
【数４】
【００１５】と表わすことができる。カメラ座標系での
結像面はＺｃｈ＝０なので、結像面上での二次元座標
（Ｘｃ，Ｙｃ）、つまり入力画像中での画素の位置で上
記の式を簡略化すると、
結像面はＺｃｈ＝０なので、結像面上での二次元座標
（Ｘｃ，Ｙｃ）、つまり入力画像中での画素の位置で上
記の式を簡略化すると、
【００１６】
【数５】
【００１７】と記述される。この３×４のＣ行列がカメ
ラパラメータである。次にこのパラメータをキャリブレ
ーションする方法について述べる。図３は、カメラパラ
メータのキャリブレーションのため校正体をモデル化し
て示した図である。
ラパラメータである。次にこのパラメータをキャリブレ
ーションする方法について述べる。図３は、カメラパラ
メータのキャリブレーションのため校正体をモデル化し
て示した図である。
【００１８】カメラパラメータを求めるには通常図３に
示されるような３次元形状が既知の校正体、すなわち図
３の点１〜点８のようにワールド座標系での座標が既知
の基準となる物体を利用しそれを３次元計測することに
よってパラメータをキャリブレーションする。式（７）
を展開して整理すると、 Ｃ11Ｘ＋Ｃ12Ｙ＋Ｃ13Ｚ＋Ｃ14−Ｃ31ＸＸｃ−Ｃ32ＹＸｃ− Ｃ33ＺＸｃ−Ｃ34Ｘｃ＝０ Ｃ21Ｘ＋Ｃ22Ｙ＋Ｃ23Ｚ＋Ｃ24−Ｃ31ＸＹｃ−Ｃ32ＹＹｃ− Ｃ33ＺＹｃ−Ｃ34Ｙｃ＝０ …（７の２） の二つの式が成立する。
示されるような３次元形状が既知の校正体、すなわち図
３の点１〜点８のようにワールド座標系での座標が既知
の基準となる物体を利用しそれを３次元計測することに
よってパラメータをキャリブレーションする。式（７）
を展開して整理すると、 Ｃ11Ｘ＋Ｃ12Ｙ＋Ｃ13Ｚ＋Ｃ14−Ｃ31ＸＸｃ−Ｃ32ＹＸｃ− Ｃ33ＺＸｃ−Ｃ34Ｘｃ＝０ Ｃ21Ｘ＋Ｃ22Ｙ＋Ｃ23Ｚ＋Ｃ24−Ｃ31ＸＹｃ−Ｃ32ＹＹｃ− Ｃ33ＺＹｃ−Ｃ34Ｙｃ＝０ …（７の２） の二つの式が成立する。
【００１９】従ってカメラパラメータＣ11からＣ34まで
１２個の未知数を求めるにはワールド座標系で基準とな
る点（Ｘ，Ｙ，Ｚ）とそれに対応するカメラ座標系での
位置（Ｘｃ，Ｙｃ）の組が６組以上であればよいことに
なる。通常、キャリブレーションの精度を高めるために
６個を越える多数の基準点を用い、最小２乗法によって
パラメータを同定する。ｎ点の基準点のワールド座標
（Ｘｉ，Ｙｉ，Ｚｉ）とそれに対応するカメラ座標（Ｘ
ｃｉ，Ｙｃｉ）が既知であればＣ34＝１と置くことによ
り
１２個の未知数を求めるにはワールド座標系で基準とな
る点（Ｘ，Ｙ，Ｚ）とそれに対応するカメラ座標系での
位置（Ｘｃ，Ｙｃ）の組が６組以上であればよいことに
なる。通常、キャリブレーションの精度を高めるために
６個を越える多数の基準点を用い、最小２乗法によって
パラメータを同定する。ｎ点の基準点のワールド座標
（Ｘｉ，Ｙｉ，Ｚｉ）とそれに対応するカメラ座標（Ｘ
ｃｉ，Ｙｃｉ）が既知であればＣ34＝１と置くことによ
り
【００２０】
【数６】
【００２１】となる。これを Ａ・Ｃ＝Ｒ …（９） と表わせば、最小２乗法により Ｃ＝（Ａt Ａ）-1Ａt Ｒ …（１０） となりカメラパラメータがキャリブレーションされる。
【００２２】以上のようにしてカメラパラメータを求め
た後、今後はカメラの視野内に、校正体に代えて三次元
座標が未知の被測定体（ターゲット）を配置し、このタ
ーゲットの３次元座標（＝ワールド座標系でのターゲッ
ト座標）（Ｘ，Ｙ，Ｚ）を撮影によって得られたカメラ
座標系のターゲット座標（Ｘｃ，Ｙｃ）から算出する場
合について考察する。
た後、今後はカメラの視野内に、校正体に代えて三次元
座標が未知の被測定体（ターゲット）を配置し、このタ
ーゲットの３次元座標（＝ワールド座標系でのターゲッ
ト座標）（Ｘ，Ｙ，Ｚ）を撮影によって得られたカメラ
座標系のターゲット座標（Ｘｃ，Ｙｃ）から算出する場
合について考察する。
【００２３】式（７）を展開して整理すると、 （Ｃ11−Ｃ31Ｘｃ）Ｘ＋（Ｃ12−Ｃ32Ｘｃ）Ｙ ＋（Ｃ13−Ｃ33Ｘｃ）Ｚ＝Ｃ34Ｘｃ−Ｃ14， （Ｃ21−Ｃ31Ｙｃ）Ｘ＋（Ｃ22−Ｃ32Ｙｃ）Ｙ ＋（Ｃ23−Ｃ33Ｙｃ）Ｚ＝Ｃ34Ｙｃ−Ｃ24 …（７の３） となる。上記の式は未知数がＸ，Ｙ，Ｚの３個であるの
に対し式の本数が２本であるため一意には解けず解は１
本の直線となりターゲットがこの直線に乗っていること
がわかるのみである。
に対し式の本数が２本であるため一意には解けず解は１
本の直線となりターゲットがこの直線に乗っていること
がわかるのみである。
【００２４】そこで空間上の異なる位置に置かれたもう
一つのカメラによる測定結果を同時に用いる。こちらの
カメラについてもあらかじめカメラパラメータＢ11〜Ｂ
34をキャリブレーションしておく。こちらのカメラで得
られたカメラ座標系のターゲット座標を（Ｘｂ，Ｙｂ）
とすると下式が得られる。 （Ｂ11−Ｂ31Ｘｂ）Ｘ＋（Ｂ12−Ｂ32Ｘｂ）Ｙ ＋（Ｂ13−Ｂ33Ｘｂ）Ｚ＝Ｂ34Ｘｂ−Ｂ14， （Ｂ21−Ｂ31Ｙｂ）Ｘ＋（Ｂ22−Ｂ32Ｙｂ）Ｙ ＋（Ｂ23−Ｂ33Ｙｂ）Ｚ＝Ｂ34Ｙｂ−Ｂ24 …（１１） （７の３），（１１）式をまとめて行列の形式で表わす
と
一つのカメラによる測定結果を同時に用いる。こちらの
カメラについてもあらかじめカメラパラメータＢ11〜Ｂ
34をキャリブレーションしておく。こちらのカメラで得
られたカメラ座標系のターゲット座標を（Ｘｂ，Ｙｂ）
とすると下式が得られる。 （Ｂ11−Ｂ31Ｘｂ）Ｘ＋（Ｂ12−Ｂ32Ｘｂ）Ｙ ＋（Ｂ13−Ｂ33Ｘｂ）Ｚ＝Ｂ34Ｘｂ−Ｂ14， （Ｂ21−Ｂ31Ｙｂ）Ｘ＋（Ｂ22−Ｂ32Ｙｂ）Ｙ ＋（Ｂ23−Ｂ33Ｙｂ）Ｚ＝Ｂ34Ｙｂ−Ｂ24 …（１１） （７の３），（１１）式をまとめて行列の形式で表わす
と
【００２５】
【数７】
【００２６】となり、ここで
【００２７】
【数８】
【００２８】とおけば（１２）式は Ｆ＝Ｑ・Ｖ …（１４） と行列演算の形で表現できる。したがってＱの逆行列が
存在するならば Ｖ＝Ｑ-1Ｆ となりワールド座標系のターゲット座標が求められる。
存在するならば Ｖ＝Ｑ-1Ｆ となりワールド座標系のターゲット座標が求められる。
【００２９】
【発明が解決しようとする課題】上記手法を用い、２台
のカメラを用いることにより被測定体（ターゲット）の
三次元座標は求められるが、例えば被写体が人間の頭部
である場合の、上顎に対する下顎の相対的な動き等ワー
ルド座標系に対して移動する基準体に対しさらに相対的
に移動する被測定体の、基準体に対する相対的な動きを
どのようにして測定するかが問題となる。
のカメラを用いることにより被測定体（ターゲット）の
三次元座標は求められるが、例えば被写体が人間の頭部
である場合の、上顎に対する下顎の相対的な動き等ワー
ルド座標系に対して移動する基準体に対しさらに相対的
に移動する被測定体の、基準体に対する相対的な動きを
どのようにして測定するかが問題となる。
【００３０】本発明は、上記事情に鑑み、ステレオ法を
用いて、校正体を用いて定めたワールド座標系に対して
移動する基準体に対してさらに相対的に移動する被測定
体の、基準体に対する座標を求める方法を提供すること
を目的とする。
用いて、校正体を用いて定めたワールド座標系に対して
移動する基準体に対してさらに相対的に移動する被測定
体の、基準体に対する座標を求める方法を提供すること
を目的とする。
【００３１】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
の本発明の三次元座標計測方法は、基準体に対する被測
定体の相対的な三次元座標を求める三次元座標計測方法
であって、複数のカメラで互いに異なる角度から互いに
同一の校正体上の少なくとも６点を観察して該カメラの
撮像面上の二次元座標と前記校正体の三次元座標との変
換式を求め、前記複数のカメラの共通の視野内に前記標
準体と前記被測定体を配置し、前記基準体上の少なくと
も３点の三次元座標を求めることにより該基準体上に基
準座標系を求め、前記被測定体上の所定点の三次元座標
を求めることにより該所定点の前記基準座標系上の位置
を求めることを特徴とするものである。
の本発明の三次元座標計測方法は、基準体に対する被測
定体の相対的な三次元座標を求める三次元座標計測方法
であって、複数のカメラで互いに異なる角度から互いに
同一の校正体上の少なくとも６点を観察して該カメラの
撮像面上の二次元座標と前記校正体の三次元座標との変
換式を求め、前記複数のカメラの共通の視野内に前記標
準体と前記被測定体を配置し、前記基準体上の少なくと
も３点の三次元座標を求めることにより該基準体上に基
準座標系を求め、前記被測定体上の所定点の三次元座標
を求めることにより該所定点の前記基準座標系上の位置
を求めることを特徴とするものである。
【００３２】ここで上記「校正体上」、上記「基準体
上」、上記「被測定体上」とは、必ずしも校正体（ない
し基準体、被測定体）の表面を意味するものではなく、
表面を含めその校正体（ないし基準体、被測定体）に対
する相対的な動きのない点を意味している。
上」、上記「被測定体上」とは、必ずしも校正体（ない
し基準体、被測定体）の表面を意味するものではなく、
表面を含めその校正体（ないし基準体、被測定体）に対
する相対的な動きのない点を意味している。
【００３３】
【作用】前述したように校正体を用いて上記変換式を求
めた後基準体上の少なくとも３点の三次元座標を求める
と、これにより基準体上に基準座標系を定めることがで
きる。このようにして基準座標系を定めると、基準体に
対し相対的に移動する被測定体上の所定点のカメラ座標
を、ワールド座標を経由して上記基準座標に変換するこ
とができることとなり、これにより該所定点の基準座標
系上の位置が求められる。
めた後基準体上の少なくとも３点の三次元座標を求める
と、これにより基準体上に基準座標系を定めることがで
きる。このようにして基準座標系を定めると、基準体に
対し相対的に移動する被測定体上の所定点のカメラ座標
を、ワールド座標を経由して上記基準座標に変換するこ
とができることとなり、これにより該所定点の基準座標
系上の位置が求められる。
【００３４】
【実施例】以下、本発明の実施例について説明する。図
４は、人体の上顎に固定された３点の発光体１０，１
２，１４と下顎に固定された１点の発光体１６を模式的
に表わした図である。図１に示すように、互いに異なる
方向から互いに同一の視野を睨むように２台のカメラ
２，４を配置し、図１に示す被写体６として先ず例えば
図３に示すような校正体を配置してカメラパラメータの
キャリブレーションを行う。
４は、人体の上顎に固定された３点の発光体１０，１
２，１４と下顎に固定された１点の発光体１６を模式的
に表わした図である。図１に示すように、互いに異なる
方向から互いに同一の視野を睨むように２台のカメラ
２，４を配置し、図１に示す被写体６として先ず例えば
図３に示すような校正体を配置してカメラパラメータの
キャリブレーションを行う。
【００３５】次に校正体に代えてＣＣＤカメラ２，４の
視野内に人体の頭部を配置する。この頭部の上顎には、
図３に示す３つの発光体１０，１２，１４が固定されて
おり、下顎には発光体１６が固定されている。ここで、
上顎に固定された３つの発光体１０，１２，１４のそれ
ぞれについて前述したように各三次元座標が求められ
る。
視野内に人体の頭部を配置する。この頭部の上顎には、
図３に示す３つの発光体１０，１２，１４が固定されて
おり、下顎には発光体１６が固定されている。ここで、
上顎に固定された３つの発光体１０，１２，１４のそれ
ぞれについて前述したように各三次元座標が求められ
る。
【００３６】この各三次元座標が求められると、発光体
１０の座標点を原点０とし、２つの発光体１２，１４を
結ぶ直線の中心を通る軸をｚ軸、３つの発光体１０，１
２，１４で作る平面内で上記ｚ軸を直交する方向にｘ
軸、これらのｚ軸、ｘ軸の双方に直交する方向にｙ軸が
定められ、これにより上顎を基準とした基準座標系（上
顎座標系）が定められる。
１０の座標点を原点０とし、２つの発光体１２，１４を
結ぶ直線の中心を通る軸をｚ軸、３つの発光体１０，１
２，１４で作る平面内で上記ｚ軸を直交する方向にｘ
軸、これらのｚ軸、ｘ軸の双方に直交する方向にｙ軸が
定められ、これにより上顎を基準とした基準座標系（上
顎座標系）が定められる。
【００３７】次に下顎に固定された発光体１６の三次元
座標を計測し、この座標の、上記のようにして求めた上
顎座標系における座標が求められる。このような測定方
法を採用することにより、例えば頭部全体（上顎）が動
いた場合であっても上顎に対する下顎の相対的な位置、
動きが検出される。尚ここでは下顎には発光体１６が１
つのみ固定されているが、複数の発光体を固定しておい
て各発光体の各位置座標を順次求めるようにしてもよ
い。
座標を計測し、この座標の、上記のようにして求めた上
顎座標系における座標が求められる。このような測定方
法を採用することにより、例えば頭部全体（上顎）が動
いた場合であっても上顎に対する下顎の相対的な位置、
動きが検出される。尚ここでは下顎には発光体１６が１
つのみ固定されているが、複数の発光体を固定しておい
て各発光体の各位置座標を順次求めるようにしてもよ
い。
【００３８】また、顆頭点（かとうてん）と呼ばれる、
耳の近傍の上顎と下顎の関節部の、上顎に対する相対的
な動きを知ることが求められる場合がある。この場合に
は本発明をさらに発展させて下顎についても座標系を定
め、顆頭点の下顎座標系における位置を定め、下顎座標
系の原点の上顎座標系に対する位置を定めることにより
顆頭点の上顎座標系における位置（上顎に対する顆頭点
の相対移動）を知ることができることとなる。
耳の近傍の上顎と下顎の関節部の、上顎に対する相対的
な動きを知ることが求められる場合がある。この場合に
は本発明をさらに発展させて下顎についても座標系を定
め、顆頭点の下顎座標系における位置を定め、下顎座標
系の原点の上顎座標系に対する位置を定めることにより
顆頭点の上顎座標系における位置（上顎に対する顆頭点
の相対移動）を知ることができることとなる。
【００３９】図５は、本発明の他の実施例を示した図で
ある。自動車のエンジン３０に燃料パイプ３２が接続さ
れている。この燃料パイプ３２は、エンジン３０を動か
すことによりエンジン３０が発熱すると膨張、変形す
る。この燃料パイプ３２の膨張、変形の度合を知ること
が要請されている。この場合、エンジンを動かすとエン
ジン３０が振動するが、この振動分を差し引いた、エン
ジン３０に対する燃料パイプ３２の相対的な膨張、変形
を測定する必要がある。
ある。自動車のエンジン３０に燃料パイプ３２が接続さ
れている。この燃料パイプ３２は、エンジン３０を動か
すことによりエンジン３０が発熱すると膨張、変形す
る。この燃料パイプ３２の膨張、変形の度合を知ること
が要請されている。この場合、エンジンを動かすとエン
ジン３０が振動するが、この振動分を差し引いた、エン
ジン３０に対する燃料パイプ３２の相対的な膨張、変形
を測定する必要がある。
【００４０】本発明は、この場合にも適用され、互いに
異なる方向から２台のＣＣＤカメラ２，４で、エンジン
３０に固定された３つの発光体２０，２２，２４、燃料
パイプ３２に固定された発光体２６を観察することによ
りエンジン３０に対する燃料パイプ３２の相対的な動き
（膨張、変形等）を求めることができる。尚、上記各実
施例ではカメラ２，４で観察する点に発光体が固定され
ているものとして説明したが、各カメラ２，４で互いに
同一点を観察していることが特定できさえすればよく発
光体である必要はない。
異なる方向から２台のＣＣＤカメラ２，４で、エンジン
３０に固定された３つの発光体２０，２２，２４、燃料
パイプ３２に固定された発光体２６を観察することによ
りエンジン３０に対する燃料パイプ３２の相対的な動き
（膨張、変形等）を求めることができる。尚、上記各実
施例ではカメラ２，４で観察する点に発光体が固定され
ているものとして説明したが、各カメラ２，４で互いに
同一点を観察していることが特定できさえすればよく発
光体である必要はない。
【００４１】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の三次元座
標計測方法は、基準体上の少なくとも３点の三次元座標
を求めることにより該基準体上に基準座標系を求め、被
測定体上の所定点の三次元座標を求めることにより該所
定点の上記基準座標系上の位置を求めたため、基準体自
体が動く場合であってもこの基準体に対する被測定体の
相対的な位置、動きが求められる。
標計測方法は、基準体上の少なくとも３点の三次元座標
を求めることにより該基準体上に基準座標系を求め、被
測定体上の所定点の三次元座標を求めることにより該所
定点の上記基準座標系上の位置を求めたため、基準体自
体が動く場合であってもこの基準体に対する被測定体の
相対的な位置、動きが求められる。
【図１】ステレオ法による三次元座標計測方法の一例を
模式的に示した図である。
模式的に示した図である。
【図２】ピンホールカメラに基づいた透視変換モデルを
表わした図である。
表わした図である。
【図３】カメラパラメータのキャリブレーションのため
校正体をモデル化して示した図である。
校正体をモデル化して示した図である。
【図４】人体の上顎に固定された３点の発光体と下顎に
固定された１点の発光体を模式的に表わした図である。
固定された１点の発光体を模式的に表わした図である。
【図５】本発明の他の実施例を示した図である。
２，４ ＣＣＤカメラ ６ 被写体 １０，１２，１４，１６ 発光体 ２０，２２，２４，２６ 発光体 ３０ エンジン ３２ 燃料パイプ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭61−277012（ＪＰ，Ａ) 特開 昭58−208606（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) G01B 11/00 - 11/30 102 G01C 3/00 - 3/32 G06T 1/00 G06T 7/00 G06T 7/60
Claims (1)
- 【請求項１】 第１の基準体と第２の基準体を、該第２
の基準体に連動する所定の被測定点を含めて複数のカメ
ラの共通の視野内に配置し、 前記第１の基準体上の少なくとも３点の各三次元座標お
よび前記第２の基準体上の少なくとも３点の各三次元座
標を求めることにより該第１の基準体および該第２の基
準体上にそれぞれ第１の基準座標系および第２の基準座
標系を求めるとともに、前記被測定点の三次元座標を求
め、 前記被測定点の、前記第２の基準座標系における位置を
求めるとともに前記第２の基準座標系の原点の、前記第
１の基準座標系における位置を求めることにより、前記
被測定点の、前記第１の基準座標系における 位置を求め
ることを特徴とする三次元座標計測方法。
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| JP03334934A JP3118047B2 (ja) | 1991-12-18 | 1991-12-18 | 三次元座標計測方法 |
Applications Claiming Priority (1)
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|---|---|---|---|
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