JP3149923B2 - 曲線長計測装置及びその計測方法並びに曲線の長さを計測するための制御プログラムを格納した記憶媒体 - Google Patents

曲線長計測装置及びその計測方法並びに曲線の長さを計測するための制御プログラムを格納した記憶媒体

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    • G06COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06TIMAGE DATA PROCESSING OR GENERATION, IN GENERAL
    • G06T7/00Image analysis
    • G06T7/60Analysis of geometric attributes

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、測定対象物を撮影
して得られる画像データを処理して当該測定対象物の表
面上の任意の曲線の長さを計測する曲線長計測装置及び
その計測方法並びに電子計算機を用いてそのような曲線
の長さを計測するための制御プログラムを格納した記憶
媒体関する。
【0002】
【従来の技術】この種の測定対象物の表面上の曲線の長
さを測定する従来技術として、例えば特開昭56−12
7268号公報「画像処理装置」や、特開平4−328
406号公報「画像計測装置」に開示された技術があ
る。これらの公報に記載された技術は、いずれも、画像
中に設定された曲線を追跡することにより、当該曲線の
長さを測定し出力する。
【0003】上記従来技術のうち、特開平4−3284
06号公報に開示された装置は、図9に示すように、画
像蓄積部91、画像表示部92、画像入力部93、座標
蓄積部94、ソート部95、解析部96、データ蓄積部
97を備える。画像蓄積部91は、測定対象物を撮影し
て得られた画像デ−タを格納する。画像表示部92は、
画像蓄積部91に格納された画像デ−タに基づいて画像
を表示する。座標入力部93は、表示された画像上の曲
線の所定の点の座標を入力する。座標蓄積部94は、入
力された曲線上の各点の座標を格納する。ソ−ト部95
は、座標蓄積部94に格納されている各点の座標を所定
の規則に基づいて並べ替える。すなわち、最も近い位置
にある点どうしを接続して線分を生成し、次に生成され
た線分の端点どうしを接続する処理を繰り返す。生成さ
れた線分が1本の曲線として接続されたとき、当該曲線
上の点の順序を座標の順序とする。解析部96は、並べ
替えられた座標に基づいて当該曲線の長さを算出する。
デ−タ蓄積部97は、算出結果を格納する。
【0004】以上のように、ソート部95にて入力座標
の並べ替えを行うことにより、曲線上の点を任意の順序
で入力できるため、操作性が向上する。また、ソ−ト部
95は簡単な処理で座標の並べ替えを行うので、短時間
で曲線の長さを算出することができるという特徴を有し
ている。
【0005】上述したように、上記公報に記載された従
来の曲線長測定技術は、測定対象物の画像データを処理
して所望の曲線の長さを計算する技術であるが、いずれ
も測定対象物に対する単一の画像データを処理対象とし
て用いていた。したがって、測定対象物を撮影する際の
当該測定対象物と撮影装置(カメラ)との位置関係によ
って、測定しようとする曲線の長さが異なっていた。例
えば、測定対象物の表面上の同じ曲線であっても、遠く
から撮影した場合と近くから撮影した場合とでは、遠く
から撮影した場合の方が当該曲線の見かけの長さが短く
なる。また、曲線の見かけの長さは測定対象物を撮影す
る際の撮影装置に対する測定対象物の向きにも依存す
る。したがって、得られた曲線の長さは、必ずしも実際
の測定対象物における対応する曲線の長さを反映してい
なかった。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】上述したように、従来
の曲線長測定技術は、測定対象物に対する単一の画像デ
ータを処理対象として曲線の長さを計算していたため、
測定対象物と撮影装置との位置関係により画像上の曲線
の長さが異なってしまうという欠点があった。
【0007】当該従来技術における欠点は、3次元的な
形状を有する測定対象物の表面上の複雑な曲線の長さを
計算する場合に特に顕著であった。
【0008】本発明の目的は、測定対象物と撮影装置と
の間の距離や、撮影装置に対する測定対象物の向きとい
った、測定対象物と撮影装置との位置関係に依存せず、
測定対象物の表面上の所望の曲線の長さを正確に計測す
ることができる曲線長計測装置及びその計測方法並びに
曲線の長さを計測するための制御プログラムを格納した
記憶媒体を提供することにある。
【0009】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成する本
発明は、測定対象物を撮影して得られる画像データを処
理して、該測定対象物の表面上の任意の曲線の長さを計
測する曲線長計測装置において、前記測定対象物を少な
くとも2つの相異なる視点から撮影して複数の画像デー
タを取得する撮影手段と、前記撮影手段により撮影され
た前記画像上で、計測対象となる曲線に沿って測定点列
を設定する測定点設定手段と、前記撮影手段が前記測定
対象物の前記画像を取得した撮影位置における所定の基
準点から、前記測定点設定手段により設定された前記各
測定点列へ向かう放射状の半直線を設定し、該半直線群
を補間して曲面を求める曲面計算手段と、前記曲面計算
手段の処理により求められた複数の前記曲面の交線を求
める交線計算手段と、前記交線計算手段の処理により求
められた前記交線の長さを求める交線長計算手段と、前
記交線計算手段の処理により求められた前記交線の長さ
をディスプレイ装置に表示する交線長表示手段とを備え
ることを特徴とする。
【0010】請求項2の本発明の曲線長計測装置は、前
記交線計算手段が、前記曲面の一方の端にある前記半直
線から他方の端にある前記半直線まで順番に、前記半直
線と前記曲面との交差判定および交点生成を行うことを
特徴とする。
【0011】請求項3の本発明の曲線長計測装置は、前
記撮影手段が前記測定対象物に対して視点の異なる2種
類の画像データを取得する場合、前記交線計算手段が、
所定の交点が、第1の前記画像データを取得した際にお
ける前記撮影手段の前記基準点から伸びる所定の前記半
直線と、第2の前記画像データを取得した際における前
記撮影装置の前記基準点から伸びる前記半直線を補間し
て得られた前記曲面のうち隣り合う前記半直線で区切ら
れた部分である所定の部分曲面とが交差して生じている
場合に、該交点の次の交点を求める処理として、第1の
前記画像データに対応する前記半直線の中で、前記所定
の半直線の次の前記半直線が、前記所定の部分曲面と交
差するかどうかを判定し、交差する場合に、当該交差し
ている点を交点とし、交差しない場合に、第2の前記画
像データに対応する前記半直線の中で、前記所定の部分
曲面を形成する前記半直線のうち前記交差判定および交
点生成の処理の順番が後である方の前記半直線が、第1
の前記画像データを取得した際における前記撮影装置の
前記基準点から伸びる前記半直線を補間して得られた前
記曲面の中で、前記所定の半直線と次の前記半直線とで
形成される部分曲面と交差するかどうかを判定し、交差
する場合に、当該交差している点を交点とし、前記曲面
の他方の端にある前記半直線に到達するまで以上の各処
理を繰り返して実行し、前記曲面の他方の端にある前記
半直線に到達した後、得られた交点列を結んで交線を生
成することを特徴とする。
【0012】上記目的を達成する他の本発明は、測定対
象物を撮影して得られる画像データを処理して、該測定
対象物の表面上の任意の曲線の長さを計測する曲線長計
測方法において、前記測定対象物を少なくとも2つの相
異なる視点から撮影して複数の画像データを取得し、撮
影された前記画像上で、計測対象となる曲線に沿って測
定点列を設定し、前記測定対象物の前記画像を取得した
撮影位置における所定の基準点から、前記各測定点列へ
向かう放射状の半直線を設定し、前記半直線群を補間し
て曲面を求め、得られた複数の前記曲面の交線を求め、
得られた前記交線の長さを求め、得られた前記交線の長
さをディスプレイ装置に表示する各工程を含むことを特
徴とする。
【0013】請求項5の本発明の曲線長計測方法は、前
記交線を求める工程において、前記曲面の一方の端にあ
る前記半直線から他方の端にある前記半直線まで順番
に、前記半直線と前記曲面との交差判定および交点生成
を行うことを特徴とする。
【0014】請求項6の本発明の曲線長計測方法は、前
記撮影手段が前記測定対象物に対して視点の異なる2種
類の画像データを取得する場合、前記交線を求める工程
において、所定の交点が、第1の前記画像データを取得
した際における前記撮影手段の前記基準点から伸びる所
定の前記半直線と、第2の前記画像データを取得した際
における前記撮影装置の前記基準点から伸びる前記半直
線を補間して得られた前記曲面のうち隣り合う前記半直
線で区切られた部分である所定の部分曲面とが交差して
生じている場合に、該交点の次の交点を求める処理とし
て、第1の前記画像データに対応する前記半直線の中
で、前記所定の半直線の次の前記半直線が、前記所定の
部分曲面と交差するかどうかを判定し、交差する場合
に、当該交差している点を交点とし、交差しない場合
に、第2の前記画像データに対応する前記半直線の中
で、前記所定の部分曲面を形成する前記半直線のうち前
記交差判定および交点生成の処理の順番が後である方の
前記半直線が、第1の前記画像データを取得した際にお
ける前記撮影装置の前記基準点から伸びる前記半直線を
補間して得られた前記曲面の中で、前記所定の半直線と
次の前記半直線とで形成される部分曲面と交差するかど
うかを判定し、交差する場合に、当該交差している点を
交点とし、前記曲面の他方の端にある前記半直線に到達
するまで以上の各処理を繰り返して実行し、前記曲面の
他方の端にある前記半直線に到達した後、得られた交点
列を結んで交線を生成する各工程を含むことを特徴とす
る。
【0015】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て図面を参照して詳細に説明する。
【0016】図1は、本発明の一実施形態による曲線長
計測装置の構成を示すブロック図である。図1を参照す
ると、本実施形態の曲線長計測装置は、被写体を撮影し
て画像データを取得する撮影部11と、撮影部11で撮
影された画像上で計測対象となる曲線に測定点を設定す
る測定点設定部12と、画像上の所定の測定点と撮影部
11が測定対象物の画像を取得した撮影位置における所
定の点とを通る曲面を求める曲面計算部13と、画像デ
ータごとに求められた曲面の交線を求める交線計算部1
4と、求められた交線である曲線の長さを求める曲線長
計算部15と、求められた曲線の長さを表示する曲線長
表示部16とを備える。なお、図1には本実施形態にお
ける特徴的な構成のみを記載し、他の一般的な構成につ
いては記載を省略してある。
【0017】上記構成において、測定点設定部12、曲
面計算部13、交線計算部14、曲線長計算部15、お
よび曲線長表示部16は、例えば、ワークステーション
やパーソナルコンピュータその他のデータ処理装置にお
けるプログラム制御されたCPUと内部メモリとで実現
される。この場合、CPUを制御するコンピュータプロ
グラムは、図1に示す記憶媒体20に格納して提供さ
れ、内部メモリにロードされることにより上記各機能実
行部の機能を実行する。記憶媒体20としては、磁気デ
ィスクや光ディスク、半導体メモリ、その他の、一般的
な記憶媒体を用いることができる。また、撮影部11
は、測定対象物を撮影するカメラと、撮影した画像をデ
ジタルデータ(以下、画像データ)に変換して出力する
画像データ生成手段とで実現される。カメラにCCD
(Charge Coupled Device)を接
続することにより、カメラにて撮影した画像を直接画像
データとして取得することができる。
【0018】本実施形態の各構成において、撮影部11
は、測定対象物に対して少なくとも2方向から撮影を行
なう。この場合、2台以上のカメラを用いて撮影を行な
ってもよいし、1台のカメラを用い、測定対象物を回転
させて2回以上撮影するか、またはカメラを移動させて
2回以上撮影してもよい。以下の説明では、簡単のた
め、2台のカメラ(カメラA、カメラB)を用いて、測
定対象物を2方向から撮影したものとして説明する。ま
た、カメラAにて撮影された画像を画像A、デジタル化
された画像データを画像データAと呼び、カメラBにて
撮影された画像を画像B、デジタル化された画像データ
を画像データBと呼ぶ。なお、カメラAとカメラBの相
対的な位置関係は、予め求めておく。
【0019】測定点設定部12は、画像A中の測定対象
物における長さを測定しようとする曲線に沿って、測定
点a[0]、a[1]、a[2]、…a[imax]
(imax≧1)を順番に設定する。同様に、画像B中
の測定対象物における長さを測定しようとする曲線に沿
って、測定点b[0]、b[1]、b[2]、…b[j
max](jmax≧1)を順番に設定する。imax
=5、jmax=2の場合を図2に示す。図2に示すよ
うな測定点の設定は、人間がディスプレイ装置に表示さ
れた画像を見ながら手作業で行ってもよいし、画像処理
手法であるエッジ抽出や細線化などの手法を用いて自動
的に行ってもよい。これらの手法については、例えば、
文献「画像処理ハンドブック」(画像処理ハンドブック
編集委員会編、昭晃堂、昭和62年発行)に記載されて
いる。
【0020】曲面計算部13は、撮影部11のカメラの
レンズの中心から画像上の各測定点に向かう放射状の半
直線を設定し、これらの半直線群を補間して曲面を求め
る。具体的には、カメラAのレンズ中心からカメラAの
撮像面上にある点a[i]に向かう半直線をp[i]と
し、カメラBのレンズ中心からカメラBの撮像面上にあ
る点b[j]に向かう半直線をq[j]としたときに、
半直線群p[i](1≦i≦imax)を補間する曲面
を生成する。同様に、半直線群q[j](1≦j≦jm
ax)を補間する曲面を生成する。測定点の密度を十分
に高く設定すれば、以上の処理で得られた曲面は、長さ
を計測しようとする対象の曲線(以下、計測対象曲線)
をほぼ含むこととなる。
【0021】交線計算部14は、2つの画像A、Bにお
いてそれぞれ得られた曲面の交線を求める。こうして得
られた曲面の交線の3次元構造は、計測対象曲線の3次
元構造とほぼ一致するとみなすことができる。なお、交
差する曲面の交線を求める手法としては、従来からこの
種の画像処理に用いられている種々の方法を用いること
ができる。
【0022】曲線長計算部15は、交線計算部14によ
り求められた2つの曲面の交線、すなわち計測対象曲線
の長さを求める。この場合、当該曲面の交線の3次元構
造が分かっているので、カメラと計測対象曲線との位置
関係に依存しない、計測対象曲線の正確な長さを求める
ことができる。なお、曲線の長さを算出する手法は、従
来技術で説明したような、画像上の曲線の長さを求める
一般的な方法を用いることができる。
【0023】曲線長表示部16は、曲線長計算部15の
計算結果をCRTモニタや液晶ディスプレイその他のデ
ィスプレイ装置に表示する。
【0024】次に、図3のフローチャートを参照して、
本実施形態の動作について説明する。図3を参照する
と、本実施形態の曲線長計測装置は、まず、撮影部11
により測定対象物を撮影して2つ以上の画像を取得する
(ステップ301)。なお、上述したように、各画像を
取得した際の撮影部11のカメラの相対的な位置関係
は、予め決定してある。
【0025】次に、測定点設定部12により、取得した
各画像において、長さを測定しようとする計測対象曲線
上に適当な数の測定点を設定する(ステップ302)。
上述したように、測定点の密度が高い、すなわち測定点
の数が多い方が、高い測定精度を得ることができるが、
測定点を増やすと、それだけ計算時間を要することとな
るので、装置の性能(演算速度)や測定目的等を勘案し
て測定点の適切な数を定める。
【0026】次に、曲面計算部13により、撮影部11
のカメラのレンズの中心から画像上の各測定点に向かう
放射状の半直線を設定し(ステップ303)、当該半直
線を補間して曲面を設定する(ステップ304)。そし
て、交線計算部14により、各画像に関して得られた曲
面の交線を求める(ステップ305)。次に、曲線長計
算部15により、当該曲面の交線の長さを求める(ステ
ップ306)。最後に、得られた交線の長さをディスプ
レイ装置に表示する(ステップ307)。
【0027】上述した実施形態では、曲面の交線を求め
る手法は、従来からこの種の画像処理に用いられている
種々の方法を用いることができるとし、何ら特定してい
なかった。しかし、当該手法を工夫することにより、曲
面の交線を求める処理を効率よく行なうことができる。
そこで、次に、交線計算手段の動作について詳細に説明
する。
【0028】ここでは、2つの半直線p[i−1]とp
[i]を含む曲面の中で、特にp[i−1]とp[i]
に挟まれた領域を部分曲面R[i](1≦i≦imax
−1)とし、同様に、直線q[j−1]とq[j]を含
む曲面の中で、特にq[j−1]とq[j]に挟まれた
領域を部分曲面S[j](1≦j≦jmax−1)とす
る。なお、部分曲面R[i]および部分曲面S[j]は
平面であってもよく、その場合には交点計算が簡単にな
る。以下、部分曲面R[i](1≦i≦imax−1)
の集合を曲面Rと呼び、部分曲面S[j](1≦j≦j
max−1)の集合を曲面Sと呼ぶ。本実施形態におい
て、交線計算部14は、以下に説明する動作により、曲
面Rと曲面Sとの交線を求める。
【0029】図4は、本実施形態の交線計算部14によ
る交線の計算手法を説明する概念図である。図4を参照
すると、カメラAのレンズ中心Caから3本の半直線p
[0]、p[1]、p[2]が伸びており、各半直線の
間に2つの部分曲面R[1]、R[2]が存在する。同
様に、カメラBのレンズ中心Cbから3本の半直線q
[0]、q[1]、q[2]が伸びており、各半直線の
間に2つの部分曲面S[1]、S[2]が存在する。こ
の中で、例えば、半直線p[1]は部分曲面S[1]あ
るいはS[2]のどちらか一方と交差する場合と、どち
らとも交差しない場合とがある。すべての半直線につい
て、このような可能性をすべて調べ上げるのは、特に測
定点の数が多い場合、処理に要する時間が増大し効率が
悪い。そこで、次のようにして処理を削減し、処理効率
を向上させる。
【0030】図4の例において、x[0]、x[1]、
x[2]、x[3]という順番で交点を求め、その交点
を結んで交線を生成する。ここでは、交点x[0]と交
点x[1]が求められており、次に交点x[2]を求め
る場合について述べる。交点x[1]は、半直線p
[1]と部分曲面S[1]が交差してできたA型交点で
ある。交点x[1]に隣接する交点となる可能性がある
点は、半直線p[2]と部分曲面S[1]が交差してで
きる交点、および部分曲面R[2]と半直線q[1]が
交差してできる交点である。この2つの交点が同時に存
在する事はなく、半直線p[2]と部分曲面S[1]と
が交差していれば、部分曲面R[2]と半直線q[1]
とが交差することはない。同様に、部分曲面R[2]と
半直線q[1]とが交差していれば、半直線p[2]と
部分曲面S[1]が交差することはない。したがって、
どちらかの場合を調べて、交差が発生していれば、もう
一方の場合を調べる必要がなくなり、処理の量が削減さ
れる。図4の場合では、部分曲面R[2]と半直線q
[1]とが交差しているので、これが分かっていれば、
半直線p[2]と部分曲面S[1]の交差を調べる必要
はない。
【0031】次に、図5ないし図8のフローチャートを
参照して交線計算部14の動作を詳細に説明する。以下
の説明では、直線pと曲面Sとが交差してできた交点を
A型交点と呼び、直線qと曲面Rとが交差してできた交
点をB型交点と呼ぶ。図5を参照すると、交線計算部1
5の動作は、大きく分けて初期処理(図5)、A型交点
処理(図6)、B型交点処理(図7)、非交差処理(図
8)の4つの処理からなる。曲面計算部13により所定
の曲面が設定された後、交線計算部14に処理が移る
と、交線計算部14は、最初に初期処理を実行する。
【0032】図5に示す初期処理において、交線計算部
14は、まず半直線p[0]と部分曲面S[1]とが交
差するかどうか判定し(ステップ501)、交差する場
合は当該交点の三次元座標を交点x[0]に格納して
(ステップ502)、A型交点処理に進む。一方、半直
線p[0]と部分曲面S[1]とが交差しない場合は、
部分曲面R[0]と半直線q[1]とが交差するかどう
か判定し(ステップ503)、交差する場合は当該交点
の三次元座標を交点x[0]に格納して(ステップ50
4)、B型交点処理に進む。上記の交点がどちらも存在
しなかった場合は、エラーメッセージを出力し、ユーザ
に測定点の再設定を促して処理を終了する(ステップ5
05)。
【0033】次に、図6に示すA型交点処理について説
明する。ここでは、曲面の一部である部分曲面S[i]
と直線半直線p[j]の交点が交点x[k]であるもの
とする。図5のステップ502からA型交点処理に進ん
だ場合、まず、半直線p[j+1]と部分曲面S[i]
とが交差するかどうか判定する(ステップ601)。交
差する場合は、当該交点の座標を交点x[k+1]に格
納する(ステップ602)。一方、半直線p[j+1]
と部分曲面S[i]とが交差しない場合は、後述するB
型交点処理のステップ705に移行する。
【0034】次に、交点生成処理が曲面計算部13によ
り設定された曲面の端まで到達しているかどうか、すな
わちi=imaxあるいはj=jmaxであるかを判定
する(ステップ603)。そして、交点生成処理が曲面
の端まで到達していない場合(i=imaxでもj=j
maxでもない場合)、ステップ601に戻って、次の
交点判定を行う。一方、交点生成処理が曲面の端まで到
達した場合(i=imaxあるいはj=jmaxである
場合)、得られた交点の数をkmaxとして記録し(ス
テップ604)、処理を終了する。
【0035】また、後述するB型交点処理のステップ7
01において、半直線q[j+1]と部分曲面R[i]
とが交差しない場合は、次に、半直線p[i]と部分曲
面S[j+1]とが交差するかどうか判定する(ステッ
プ605)。交差する場合は、当該交点の座標を交点x
[k+1]に格納する(ステップ602)。一方、交差
しない場合は、非交差処理に進む。ステップ602以降
の処理は上記の通りである。
【0036】次に、図7に示すB型交点処理について説
明する。ここでは、曲面の一部である部分曲面R[i]
と直線半直線q[j]の交点が交点x[k]であるもの
とする。図5のステップ504からB型交点処理に進ん
だ場合、まず、半直線q[j+1]と部分曲面R[i]
とが交差するかどうか判定する(ステップ701)。交
差する場合は、当該交点の座標を交点x[k+1]に格
納する(ステップ702)。一方、半直線q[j+1]
と部分曲面R[i]とが交差しないばいは、上記A型交
点処理のステップ605に移行する。
【0037】次に、交点生成処理が曲面計算部13によ
り設定された曲面の端まで到達しているかどうか、すな
わちi=imaxあるいはj=jmaxであるかを判定
する(ステップ703)。そして、交点生成処理が曲面
の端まで到達していない場合(i=imaxでもj=j
maxでもない場合)、ステップ701に戻って、次の
交点判定を行う。一方、交点生成処理が曲面の端まで到
達した場合(i=imaxあるいはj=jmaxである
場合)、得られた交点の数をkmaxとして記録し(ス
テップ704)、処理を終了する。
【0038】また、上述したA型交点処理のステップ6
01において、半直線p[j+1]と部分曲面S[i]
とが交差しない場合は、次に、半直線q[i]と部分曲
面R[j+1]とが交差するかどうか判定する(ステッ
プ705)。交差する場合は、当該交点の座標を交点x
[k+1]に格納する(ステップ702)。一方、交差
しない場合は、非交差処理に進む。ステップ702以降
の処理は上記の通りである。
【0039】次に、図8に示す非交差処理について説明
する。非交差処理は、交線計算処理の途中で交点を追跡
できなくなった場合に、処理をスタートした側の端部の
交点と反対側の端部の交点とを見つける処理である。す
なわち、半直線p[imax]と部分曲面S[jma
x]とが交差するかどうか判定し(ステップ801)、
交差する場合は、当該交点の座標を交点x[k+1]に
格納する(ステップ802)。そして、得られた交点の
数をkmaxとして記録し(ステップ803)、処理を
終了する。一方、半直線p[imax]と部分曲面S
[jmax]とが交差しない場合は、続いて、半直線q
[jmax]と部分曲面R[imax]とが交差するか
どうか判定し(ステップ804)、交差する場合は、当
該交点の座標を交点x[k+1]に格納する(ステップ
805)。そして、得られた交点の数をkmaxとして
記録し(ステップ803)、処理を終了する。半直線p
[imax]と部分曲面S[jmax]または部分曲面
R[imax]と半直線q[jmax]のどちらも交差
しない場合は、エラーメッセージを出力し、ユーザに測
定点の再設定を促して処理を終了する(ステップ80
6)。
【0040】以上のようにして、交線計算部14による
交線の算出処理が終了した後、交線長計算部15が、次
式を用いて交点列x[k](1≦k≦kmax)の長さ
を算出する。
【0041】
【数1】
【0042】ただし、|x[k+1]−x[k]|は、
x[k+1]とx[k]との間の距離を表す。
【0043】以上好ましい実施形態をあげて本発明を説
明したが、本発明は必ずしも上記実施例に限定されるも
のではない。
【0044】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の曲線長計
測装置及びその計測方法並びに曲線の長さを計測するた
めの制御プログラムを格納した記憶媒体は、測定対象物
を複数の視点から撮影し、それぞれの視点から得られた
画像情報に基づいて計測対象である曲線の3次元構造を
推定して、当該曲線の長さを求める。このため、測定対
象物と当該測定対象物を撮影する撮影装置との間の距離
や、撮影装置に対する測定対象物の向きといった、測定
対象物と撮影装置との位置関係に依存しない正確な曲線
長計測を行うことができるという効果がある。
【0045】また、計測対象である曲線の3次元構造を
推定する処理において、撮影装置と測定対象物との位置
関係に基づいて、曲線の3次元構造を示す座標値の算出
処理を適宜削減することにより、処理に要する時間を短
縮し、処理効率を向上させることができるという効果が
ある。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の一実施形態による曲線長計測装置の
構成を示すブロック図である。
【図2】 本実施形態の撮影部により取得される画像の
例を示す概略図である。
【図3】 本実施形態の動作を示すフローチャートであ
る。
【図4】 本実施形態における計測対象曲線の3次元構
造を推定する処理を説明する概念図である。
【図5】 本実施形態の交線計算部による動作を示すフ
ローチャートであり、初期処理を示す図である。
【図6】 本実施形態の交線計算部による動作を示すフ
ローチャートであり、A型交点処理を示す図である。
【図7】 本実施形態の交線計算部による動作を示すフ
ローチャートであり、B型交点処理を示す図である。
【図8】 本実施形態の交線計算部による動作を示すフ
ローチャートであり、非交差処理を示す図である。
【図9】 従来の曲線長計測装置の構成を示すブロック
図である。
【符号の説明】
11 撮影部 12 測定点設定部 13 曲面計算部 14 交線計算部 15 曲線長計算部 16 曲線長表示部

Claims (9)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 測定対象物を撮影して得られる画像デー
    タを処理して、該測定対象物の表面上の任意の曲線の長
    さを計測する曲線長計測装置において、 前記測定対象物を少なくとも2つの相異なる視点から撮
    影して複数の画像データを取得する撮影手段と、 前記撮影手段により撮影された前記画像上で、計測対象
    となる曲線に沿って測定点列を設定する測定点設定手段
    と、 前記撮影手段が前記測定対象物の前記画像を取得した撮
    影位置における所定の基準点から、前記測定点設定手段
    により設定された前記各測定点列へ向かう放射状の半直
    線を設定し、該半直線群を補間して曲面を求める曲面計
    算手段と、 前記曲面計算手段の処理により求められた複数の前記曲
    面の交線を求める交線計算手段と、 前記交線計算手段の処理により求められた前記交線の長
    さを求める交線長計算手段と、 前記交線計算手段の処理により求められた前記交線の長
    さをディスプレイ装置に表示する交線長表示手段とを備
    えることを特徴とする曲線長計測装置。
  2. 【請求項2】 前記交線計算手段が、 前記曲面の一方の端にある前記半直線から他方の端にあ
    る前記半直線まで順番に、前記半直線と前記曲面との交
    差判定および交点生成を行うことを特徴とする請求項1
    に記載の曲線長計測装置。
  3. 【請求項3】 前記撮影手段が前記測定対象物に対して
    視点の異なる2種類の画像データを取得する場合、 前記交線計算手段が、所定の交点が、第1の前記画像デ
    ータを取得した際における前記撮影手段の前記基準点か
    ら伸びる所定の前記半直線と、第2の前記画像データを
    取得した際における前記撮影装置の前記基準点から伸び
    る前記半直線を補間して得られた前記曲面のうち隣り合
    う前記半直線で区切られた部分である所定の部分曲面と
    が交差して生じている場合に、該交点の次の交点を求め
    る処理として、 第1の前記画像データに対応する前記半直線の中で、前
    記所定の半直線の次の前記半直線が、前記所定の部分曲
    面と交差するかどうかを判定し、 交差する場合に、当該交差している点を交点とし、 交差しない場合に、第2の前記画像データに対応する前
    記半直線の中で、前記所定の部分曲面を形成する前記半
    直線のうち前記交差判定および交点生成の処理の順番が
    後である方の前記半直線が、第1の前記画像データを取
    得した際における前記撮影装置の前記基準点から伸びる
    前記半直線を補間して得られた前記曲面の中で、前記所
    定の半直線と次の前記半直線とで形成される部分曲面と
    交差するかどうかを判定し、 交差する場合に、当該交差している点を交点とし、 前記曲面の他方の端にある前記半直線に到達するまで以
    上の各処理を繰り返して実行し、 前記曲面の他方の端にある前記半直線に到達した後、得
    られた交点列を結んで交線を生成することを特徴とする
    請求項2に記載の曲線長計測装置。
  4. 【請求項4】 測定対象物を撮影して得られる画像デー
    タを処理して、該測定対象物の表面上の任意の曲線の長
    さを計測する曲線長計測方法において、 前記測定対象物を少なくとも2つの相異なる視点から撮
    影して複数の画像データを取得し、 撮影された前記画像上で、計測対象となる曲線に沿って
    測定点列を設定し、 前記測定対象物の前記画像を取得した撮影位置における
    所定の基準点から、前記各測定点列へ向かう放射状の半
    直線を設定し、 前記半直線群を補間して曲面を求め、 得られた複数の前記曲面の交線を求め、 得られた前記交線の長さを求め、 得られた前記交線の長さをディスプレイ装置に表示する
    各工程を含むことを特徴とする曲線長計測方法。
  5. 【請求項5】 前記交線を求める工程において、 前記曲面の一方の端にある前記半直線から他方の端にあ
    る前記半直線まで順番に、前記半直線と前記曲面との交
    差判定および交点生成を行うことを特徴とする請求項4
    に記載の曲線長計測方法。
  6. 【請求項6】 前記撮影手段が前記測定対象物に対して
    視点の異なる2種類の画像データを取得する場合、 前記交線を求める工程において、所定の交点が、第1の
    前記画像データを取得した際における前記撮影手段の前
    記基準点から伸びる所定の前記半直線と、第2の前記画
    像データを取得した際における前記撮影装置の前記基準
    点から伸びる前記半直線を補間して得られた前記曲面の
    うち隣り合う前記半直線で区切られた部分である所定の
    部分曲面とが交差して生じている場合に、該交点の次の
    交点を求める処理として、 第1の前記画像データに対応する前記半直線の中で、前
    記所定の半直線の次の前記半直線が、前記所定の部分曲
    面と交差するかどうかを判定し、 交差する場合に、当該交差している点を交点とし、 交差しない場合に、第2の前記画像データに対応する前
    記半直線の中で、前記所定の部分曲面を形成する前記半
    直線のうち前記交差判定および交点生成の処理の順番が
    後である方の前記半直線が、第1の前記画像データを取
    得した際における前記撮影装置の前記基準点から伸びる
    前記半直線を補間して得られた前記曲面の中で、前記所
    定の半直線と次の前記半直線とで形成される部分曲面と
    交差するかどうかを判定し、 交差する場合に、当該交差している点を交点とし、 前記曲面の他方の端にある前記半直線に到達するまで以
    上の各処理を繰り返して実行し、 前記曲面の他方の端にある前記半直線に到達した後、得
    られた交点列を結んで交線を生成する各工程を含むこと
    を特徴とする請求項5に記載の曲線長計測方法。
  7. 【請求項7】 測定対象物を撮影して得られる画像デー
    タを処理して、該測定対象物の表面上の任意の曲線の長
    さを計測するようにデータ処理装置を制御する制御プロ
    グラムを格納した記憶媒体において、 前記測定対象物を少なくとも2つの相異なる視点から撮
    影して得られた複数の画像データを取得し、 撮影された前記画像上で、計測対象となる曲線に沿って
    測定点列を設定し、 前記測定対象物の前記画像を取得した撮影位置における
    所定の基準点から、前記各測定点列へ向かう放射状の半
    直線を設定し、 前記半直線群を補間して曲面を求め、 得られた複数の前記曲面の交線を求め、 得られた前記交線の長さを求め、 得られた前記交線の長さをディスプレイ装置に表示する
    各工程を含むことを特徴とする制御プログラムを格納し
    た記憶媒体。
  8. 【請求項8】 前記交線を求める工程において、 前記曲面の一方の端にある前記半直線から他方の端にあ
    る前記半直線まで順番に、前記半直線と前記曲面との交
    差判定および交点生成を行うことを特徴とする請求項7
    に記載の制御プログラムを格納した記憶媒体。
  9. 【請求項9】 前記撮影手段が前記測定対象物に対して
    視点の異なる2種類の画像データを取得する場合、 前記交線を求める工程において、所定の交点が、第1の
    前記画像データを取得した際における前記撮影手段の前
    記基準点から伸びる所定の前記半直線と、第2の前記画
    像データを取得した際における前記撮影装置の前記基準
    点から伸びる前記半直線を補間して得られた前記曲面の
    うち隣り合う前記半直線で区切られた部分である所定の
    部分曲面とが交差して生じている場合に、該交点の次の
    交点を求める処理として、 第1の前記画像データに対応する前記半直線の中で、前
    記所定の半直線の次の前記半直線が、前記所定の部分曲
    面と交差するかどうかを判定し、 交差する場合に、当該交差している点を交点とし、 交差しない場合に、第2の前記画像データに対応する前
    記半直線の中で、前記所定の部分曲面を形成する前記半
    直線のうち前記交差判定および交点生成の処理の順番が
    後である方の前記半直線が、第1の前記画像データを取
    得した際における前記撮影装置の前記基準点から伸びる
    前記半直線を補間して得られた前記曲面の中で、前記所
    定の半直線と次の前記半直線とで形成される部分曲面と
    交差するかどうかを判定し、 交差する場合に、当該交差している点を交点とし、 前記曲面の他方の端にある前記半直線に到達するまで以
    上の各処理を繰り返して実行し、 前記曲面の他方の端にある前記半直線に到達した後、得
    られた交点列を結んで交線を生成する各工程を含むこと
    を特徴とする請求項8に記載の制御プログラムを格納し
    た記憶媒体。
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