JP3346662B2 - 移動物体の３次元位置と速度の同時計測法 - Google Patents
移動物体の３次元位置と速度の同時計測法Info
- Publication number
- JP3346662B2 JP3346662B2 JP25740394A JP25740394A JP3346662B2 JP 3346662 B2 JP3346662 B2 JP 3346662B2 JP 25740394 A JP25740394 A JP 25740394A JP 25740394 A JP25740394 A JP 25740394A JP 3346662 B2 JP3346662 B2 JP 3346662B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- moving object
- image
- input unit
- image input
- optical axis
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Landscapes
- Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)
- Image Input (AREA)
- Image Processing (AREA)
- Image Analysis (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、移動物体の３次元位置
と３次元移動速度を非接触で同時に計測するものであ
る。
と３次元移動速度を非接触で同時に計測するものであ
る。
【０００２】
【従来の技術】従来の画像処理による移動物体の３次元
計測は、数台のカメラを用い、三角測量の原理により計
測するものがある。
計測は、数台のカメラを用い、三角測量の原理により計
測するものがある。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】従来の技術にはつぎの
ような欠点があった。
ような欠点があった。
【０００４】（イ）数台のカメラを用いているため、カ
メラ間の画像の対応をとる必要があり、その処理が非常
に難しい。
メラ間の画像の対応をとる必要があり、その処理が非常
に難しい。
【０００５】（ロ）計測のための校正が複雑なため計測
精度が悪い。
精度が悪い。
【０００６】（ハ）数台のカメラでは計測装置そのもの
が大きくなり、可搬性が悪い。
が大きくなり、可搬性が悪い。
【０００７】本発明は、１台のテレビカメラ等の画像入
力装置のみを用い、処理が簡単かつ装置の設置が簡単
で、これらの欠点を除くことができる。
力装置のみを用い、処理が簡単かつ装置の設置が簡単
で、これらの欠点を除くことができる。
【０００８】
【課題を解決するための手段】かかる課題を解決した本
発明の構成は、 １） 移動物体を撮像する画像入力部の光軸の前方に、
光軸に平行な入射光を平行に屈折させる光方向変更体を
設置し、同光方向変更体を光軸まわりに一定速度で回転
させ、画像入力部の画像受像面に撮像された画像上の 移
動物体のらせん軌跡の径と位置および径の変化量とピッ
チより移動物体の３次元位置と３次元移動速度を同時に
計測する移動物体の３次元位置と速度の同時計測法２） 光方向変更体が光軸に対して傾むいた平行な一対
の鏡面からなり、画像入力部から移動物体までの光軸方
向の距離に応じて、光方向変更体の鏡面の傾き又 は鏡面
間距離を変えるようにして画像上の移動物体のらせん軌
跡の径を調整するようにした前記１）記載の移動物体の
３次元位置と速度の同時計測法 ３） 移動物体を撮像する画像入力部を、その光軸と平
行な軸を中心に且つ画像入力部の画像受像面に撮像され
た画像の水平が画像受像面に対して平行を保つように一
定速度で回転移動させ、画像入力部の画像受像面に撮像
された画像上の移動物体のらせん軌跡の径と位置及び径
の変化量とピッチより移動物体の３次元位置と３次元移
動速度を同時計測する、移動物体の３次元位置と速度の
同時計測法 ４） 画像入力部から移動物体までの光軸方向の距離に
応じて画像入力部と回転中心の平行な軸との回転半径を
変える前記３）記載の移動物体の３次元位置と速度の同
時計測法 ５） 画像入力部で撮像された画像を連続的に取り込
み、画像間で対応するらせん形軌跡を比較することによ
り、移動物体の状態変化を判定する前記１）又は３）記
載の移動物体の３次元位置と速度の同時計測法にある。
発明の構成は、 １） 移動物体を撮像する画像入力部の光軸の前方に、
光軸に平行な入射光を平行に屈折させる光方向変更体を
設置し、同光方向変更体を光軸まわりに一定速度で回転
させ、画像入力部の画像受像面に撮像された画像上の 移
動物体のらせん軌跡の径と位置および径の変化量とピッ
チより移動物体の３次元位置と３次元移動速度を同時に
計測する移動物体の３次元位置と速度の同時計測法２） 光方向変更体が光軸に対して傾むいた平行な一対
の鏡面からなり、画像入力部から移動物体までの光軸方
向の距離に応じて、光方向変更体の鏡面の傾き又 は鏡面
間距離を変えるようにして画像上の移動物体のらせん軌
跡の径を調整するようにした前記１）記載の移動物体の
３次元位置と速度の同時計測法 ３） 移動物体を撮像する画像入力部を、その光軸と平
行な軸を中心に且つ画像入力部の画像受像面に撮像され
た画像の水平が画像受像面に対して平行を保つように一
定速度で回転移動させ、画像入力部の画像受像面に撮像
された画像上の移動物体のらせん軌跡の径と位置及び径
の変化量とピッチより移動物体の３次元位置と３次元移
動速度を同時計測する、移動物体の３次元位置と速度の
同時計測法 ４） 画像入力部から移動物体までの光軸方向の距離に
応じて画像入力部と回転中心の平行な軸との回転半径を
変える前記３）記載の移動物体の３次元位置と速度の同
時計測法 ５） 画像入力部で撮像された画像を連続的に取り込
み、画像間で対応するらせん形軌跡を比較することによ
り、移動物体の状態変化を判定する前記１）又は３）記
載の移動物体の３次元位置と速度の同時計測法にある。
【０００９】画像受像面の回転移動と物体の移動より、
らせん形の軌跡（図３）が画像に撮像され、この径は、
テレビカメラ等の画像入力部から物体までの光軸方向距
離に反比例するので、画像上のらせん軌跡の位置とらせ
ん軌跡の径より、物体の３次元位置を判定する。
らせん形の軌跡（図３）が画像に撮像され、この径は、
テレビカメラ等の画像入力部から物体までの光軸方向距
離に反比例するので、画像上のらせん軌跡の位置とらせ
ん軌跡の径より、物体の３次元位置を判定する。
【００１０】連続的に取り込まれた画像間で、対応する
らせん形軌跡を比較することにより、加速度等、移動物
体の状態変化を判定する。
らせん形軌跡を比較することにより、加速度等、移動物
体の状態変化を判定する。
【００１１】また、撮像された移動物体のらせん形の軌
跡（図３）の径の変化量およびピッチより移動物体の３
次元速度を判定する。
跡（図３）の径の変化量およびピッチより移動物体の３
次元速度を判定する。
【００１２】画像入力部（画像受像面）を回転移動させ
る速度は、移動物体の大まかな移動速度より決定する。
る速度は、移動物体の大まかな移動速度より決定する。
【００１３】上記を実現するために、テレビカメラ等の
画像入力部１と移動物体４の間に鏡２，３を用いた光方
向変更体を設置し、撮影中に回転させながら、撮像す
る。
画像入力部１と移動物体４の間に鏡２，３を用いた光方
向変更体を設置し、撮影中に回転させながら、撮像す
る。
【００１４】このとき、テレビカメラ等の画像入力部１
から移動物体４までの光軸５方向距離に応じて、鏡等の
光方向変更体の間隔３２または鏡２，３等の光方向変更
体の傾きを変更し、らせん形軌跡の径を調整する。
から移動物体４までの光軸５方向距離に応じて、鏡等の
光方向変更体の間隔３２または鏡２，３等の光方向変更
体の傾きを変更し、らせん形軌跡の径を調整する。
【００１５】または、テレビカメラ等の画像入力部２１
を光軸２５に平行な軸２２を中心に画像の水平を保ちな
がら回転移動させ、移動物体２４を撮影することによ
り、らせん形の軌跡を撮影する。
を光軸２５に平行な軸２２を中心に画像の水平を保ちな
がら回転移動させ、移動物体２４を撮影することによ
り、らせん形の軌跡を撮影する。
【００１６】このとき、テレビカメラ等の画像入力部２
１から物体までの光軸２５方向距離に応じて、画像入力
部の回転半径２６や画像入力部の傾き６１を変更するこ
とにより、らせん形軌跡の形を調整する。
１から物体までの光軸２５方向距離に応じて、画像入力
部の回転半径２６や画像入力部の傾き６１を変更するこ
とにより、らせん形軌跡の形を調整する。
【００１７】
【作用】物体は、画像上でらせん形の軌跡（図３）を描
き、画像上のらせん軌跡の位置とらせん軌跡の形より、
物体の３次元位置を判定できる。
き、画像上のらせん軌跡の位置とらせん軌跡の形より、
物体の３次元位置を判定できる。
【００１８】ここで、らせん軌跡（図３）の径は、テレ
ビカメラ等の画像入力部から物体までの光軸方向距離に
関係し、この径とらせん軌跡の位置により、物体の３次
元計測が可能となる。
ビカメラ等の画像入力部から物体までの光軸方向距離に
関係し、この径とらせん軌跡の位置により、物体の３次
元計測が可能となる。
【００１９】また、らせん軌跡の径の変化量および、ら
せん軌跡のピッチより３次元移動速度を判定できる。
せん軌跡のピッチより３次元移動速度を判定できる。
【００２０】
【実施例】流体流れ場の中に、多数の可視化用トレーサ
粒子を混入する。流れと共に運動するトレーサ粒子の３
次元位置と速度を計測することにより、３次元流れ場の
解析を行う。装置（図１）を設置し、鏡２，３等の光方
向変更体Ａをテレビカメラの画像取り込み周期に同期さ
せながら回転させ、トレーサ粒子群を撮影すると、それ
ぞれのトレーサ粒子は、光方向変更体Ａの回転と粒子の
移動より、図３の如く画像上でらせん状の軌跡を描く。
その映像を連続的にフレームメモリに取り込み、コンピ
ュータによって処理を行う。コンピュータはラベリング
処理により、それぞれのらせん形状を抽出し、最小２乗
法等を用いて各々のらせん形の中心位置と径を求める。
次に連続する画面間で同一の粒子によるらせん形を抽出
し、中心位置の移動距離を求める。画面間で対応するら
せん形を比較することにより、径の変化量や中心位置の
移動量及び画像の取り込み周期から３次元移動速度を判
定する。
粒子を混入する。流れと共に運動するトレーサ粒子の３
次元位置と速度を計測することにより、３次元流れ場の
解析を行う。装置（図１）を設置し、鏡２，３等の光方
向変更体Ａをテレビカメラの画像取り込み周期に同期さ
せながら回転させ、トレーサ粒子群を撮影すると、それ
ぞれのトレーサ粒子は、光方向変更体Ａの回転と粒子の
移動より、図３の如く画像上でらせん状の軌跡を描く。
その映像を連続的にフレームメモリに取り込み、コンピ
ュータによって処理を行う。コンピュータはラベリング
処理により、それぞれのらせん形状を抽出し、最小２乗
法等を用いて各々のらせん形の中心位置と径を求める。
次に連続する画面間で同一の粒子によるらせん形を抽出
し、中心位置の移動距離を求める。画面間で対応するら
せん形を比較することにより、径の変化量や中心位置の
移動量及び画像の取り込み周期から３次元移動速度を判
定する。
【００２１】
【発明の効果】本方法は、テレビカメラ等の画像入力装
置を１台だけ用いるため、可般性に優れている上に、後
の画像処理が簡単である。直感的にも、撮影されたらせ
ん形状から３次元の運動状態を把握することができるた
め非常に有効である。
置を１台だけ用いるため、可般性に優れている上に、後
の画像処理が簡単である。直感的にも、撮影されたらせ
ん形状から３次元の運動状態を把握することができるた
め非常に有効である。
【図１】本発明の合わせ鏡等の光方向変更体を用いた実
施例の説明図である。
施例の説明図である。
【図２】本発明の画像入力部を回転させる実施例の説明
図である。
図である。
【図３】本発明の画像上の移動物体のらせん形軌跡の例
を示す説明図である。
を示す説明図である。
【図４】画像入力部から、移動物体までの光軸方向距離
に応じて、鏡等の光方向変更体の間隔や光方向変更体の
鏡の傾きを変更する他の実施例の説明図である。
に応じて、鏡等の光方向変更体の間隔や光方向変更体の
鏡の傾きを変更する他の実施例の説明図である。
【図５】画像入力部から、移動物体までの光軸方向距離
に応じて、画像入力部の傾きを変更する例の説明図であ
る。
に応じて、画像入力部の傾きを変更する例の説明図であ
る。
１ 画像入力部 ２ 鏡 ３ 鏡 ４ 移動物体 ５ 光軸 ６ 入射光 ２１ 画像入力部 ２２ 光軸と平行な軸 ２４ 移動物体 ２５ 光軸 ２６ 画像入力部の回転半径 ３２ 光方向変更体の鏡の間隔 ６１ 画像入力部の傾きＡ 光方向変更体
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 石松 隆和 長崎県西彼杵郡長与町三根郷53−131公 務員宿舎５−11 (56)参考文献 特開 昭55−44986（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−233813（ＪＰ，Ａ) 実開 昭64−25713（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭63−92211（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) G01B 11/00 - 11/30 G06T 7/00 - 7/60
Claims (5)
- 【請求項１】 移動物体を撮像する画像入力部の光軸の
前方に、光軸に平行な入射光を平行に屈折させる光方向
変更体を設置し、同光方向変更体を光軸まわりに一定速
度で回転させ、画像入力部の画像受像面に撮像された画
像上の移動物体のらせん軌跡の径と位置および径の変化
量とピッチより移動物体の３次元位置と３次元移動速度
を同時に計測する移動物体の３次元位置と速度の同時計
測法。 - 【請求項２】 光方向変更体が光軸に対して傾むいた平
行な一対の鏡面からなり、画像入力部から移動物体まで
の光軸方向の距離に応じて、光方向変更体の鏡面の傾き
又は鏡面間距離を変えるようにして画像上の移動物体の
らせん軌跡の径を調整するようにした請求項１記載の移
動物体の３次元位置と速度の同時計測法。 - 【請求項３】 移動物体を撮像する画像入力部を、その
光軸と平行な軸を中心に且つ画像入力部の画像受像面に
撮像された画像の水平が画像受像面に対して平行を保つ
ように一定速度で回転移動させ、画像入力部の画像受像
面に撮像された画像上の移動物体のらせん軌跡の径と位
置及び径の変化量とピッチより移動物体の３次元位置と
３次元移動速度を同時計測する、移動物体の３次元位置
と速度の同時計測法。 - 【請求項４】 画像入力部から移動物体までの光軸方向
の距離に応じて画像入力部と回転中心の平行な軸との回
転半径を変える請求項３記載の移動物体の３次元位置と
速度の同時計測法。 - 【請求項５】 画像入力部で撮像された画像を連続的に
取り込み、画像間で対応するらせん形軌跡を比較するこ
とにより、移動物体の状態変化を判定する請求項１又は
３記載の移動物体の３次元位置と速度の同時計測法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25740394A JP3346662B2 (ja) | 1994-09-26 | 1994-09-26 | 移動物体の３次元位置と速度の同時計測法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25740394A JP3346662B2 (ja) | 1994-09-26 | 1994-09-26 | 移動物体の３次元位置と速度の同時計測法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0894323A JPH0894323A (ja) | 1996-04-12 |
| JP3346662B2 true JP3346662B2 (ja) | 2002-11-18 |
Family
ID=17305898
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP25740394A Expired - Fee Related JP3346662B2 (ja) | 1994-09-26 | 1994-09-26 | 移動物体の３次元位置と速度の同時計測法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3346662B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100615576B1 (ko) | 2003-02-06 | 2006-08-25 | 주식회사 고영테크놀러지 | 3차원형상 측정장치 |
| JP3816913B2 (ja) | 2003-10-14 | 2006-08-30 | 独立行政法人科学技術振興機構 | 三次元計測装置及び三次元計測方法 |
-
1994
- 1994-09-26 JP JP25740394A patent/JP3346662B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0894323A (ja) | 1996-04-12 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US6304284B1 (en) | Method of and apparatus for creating panoramic or surround images using a motion sensor equipped camera | |
| CN110986770A (zh) | 一种用于3d采集系统中相机及相机选择方法 | |
| KR102032156B1 (ko) | 패턴을 이용한 회전 감지 시스템 | |
| JP3346662B2 (ja) | 移動物体の３次元位置と速度の同時計測法 | |
| Gao et al. | Single-event-camera-based 3D trajectory measurement method for high-speed moving targets | |
| JP2927179B2 (ja) | ３次元形状入力装置 | |
| CN107274447B (zh) | 深度图像获取装置和深度图像获取方法 | |
| Sueishi et al. | Mirror-based high-speed gaze controller calibration with optics and illumination control | |
| JPH1023465A (ja) | 撮像方法及び装置 | |
| JP2007093479A (ja) | ３次元座標測定方法 | |
| KR960005483B1 (ko) | 열화상검출수단을 가진 비데오카메라시스템 | |
| CN108540727B (zh) | 一种psp技术用运动模糊消除装置及其方法 | |
| Lin et al. | High speed 3D motion capture system for flying golf ball | |
| RU2804376C1 (ru) | Устройство для панорамной пространственной фотосъемки | |
| JPH01320431A (ja) | 三次元位置計測装置 | |
| JP3816913B2 (ja) | 三次元計測装置及び三次元計測方法 | |
| JP2001012911A (ja) | 物体の三次元位置形状速度の計測方法 | |
| JPH0837615A (ja) | 移動体撮影装置 | |
| JP2007322368A (ja) | 距離測定方法及び装置 | |
| JPH11127375A (ja) | パノラマ撮像装置 | |
| JP2005175852A (ja) | 撮影装置及び撮影装置の制御方法 | |
| JPH02151828A (ja) | 全方位観測装置 | |
| JPH0914914A (ja) | レーザスペックルパターンによる移動量の測定装置におけるレーザ光の照射方法ならびにその装置 | |
| CN112584047B (zh) | 一种面阵相机连续扫描成像的控制方法 | |
| JP4824861B2 (ja) | 高さ測定方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20070906 Year of fee payment: 5 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080906 Year of fee payment: 6 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080906 Year of fee payment: 6 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090906 Year of fee payment: 7 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090906 Year of fee payment: 7 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100906 Year of fee payment: 8 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100906 Year of fee payment: 8 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110906 Year of fee payment: 9 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120906 Year of fee payment: 10 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120906 Year of fee payment: 10 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130906 Year of fee payment: 11 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |