JP3396949B2 - 三次元形状の測定方法および装置 - Google Patents
三次元形状の測定方法および装置Info
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、連続ステレオ画像（Ｅ
ｐｉｐｏｌａｒ−Ｐｌａｎｅ Ｉｍａｇｅ：ＥＰＩ）を
基に、被測定物体の三次元形状を測定する方法および装
置に係り、特に水平方向に視差の少ない被測定物体にお
いても、その三次元形状を精度よくしかも高速に測定し
得るようにした三次元形状の測定方法および装置に関す
るものである。
ｐｉｐｏｌａｒ−Ｐｌａｎｅ Ｉｍａｇｅ：ＥＰＩ）を
基に、被測定物体の三次元形状を測定する方法および装
置に係り、特に水平方向に視差の少ない被測定物体にお
いても、その三次元形状を精度よくしかも高速に測定し
得るようにした三次元形状の測定方法および装置に関す
るものである。
【０００２】
【従来の技術】一般に、三次元画像測定は、対象とする
被測定物体の立体形状やその三次元位置を非接触で測定
することを目的としている。そして、最近では、このよ
うな三次元画像測定は、幅広い分野で求められてきてお
り、そこで要求される性能もさまざまである。
被測定物体の立体形状やその三次元位置を非接触で測定
することを目的としている。そして、最近では、このよ
うな三次元画像測定は、幅広い分野で求められてきてお
り、そこで要求される性能もさまざまである。
【０００３】すなわち、簡単なものではそれほど精度を
必要としないものから、非常に高い精度を必要とするも
のまで、広い範囲で要求されている。また、目的によっ
て、単に形状や相対的な位置関係のみを測定すればよい
ものと、さらに絶対位置まで必要とするものとの２種類
に分かれる。
必要としないものから、非常に高い精度を必要とするも
のまで、広い範囲で要求されている。また、目的によっ
て、単に形状や相対的な位置関係のみを測定すればよい
ものと、さらに絶対位置まで必要とするものとの２種類
に分かれる。
【０００４】ところで、被測定物体の三次元形状を非接
触で測定する方法としては、受動的な方法（レンズ焦点
法、単眼視、ステレオ法、動画像）と、能動的な方法
（光レーダ法、アクティブステレオ法、照度差ステレオ
法、モアレ法、干渉法）とをあげることができる。
触で測定する方法としては、受動的な方法（レンズ焦点
法、単眼視、ステレオ法、動画像）と、能動的な方法
（光レーダ法、アクティブステレオ法、照度差ステレオ
法、モアレ法、干渉法）とをあげることができる。
【０００５】そして、一般的に、能動的な方法の方が信
頼性が高いが、受動的な方法の方が汎用的であり、形状
を測定する物体の形状大きさ等の制約が少ない。
頼性が高いが、受動的な方法の方が汎用的であり、形状
を測定する物体の形状大きさ等の制約が少ない。
【０００６】本発明は、この受動的な三次元形状測定で
あるステレオ画像法（連続画像法）に関するものであ
る。
あるステレオ画像法（連続画像法）に関するものであ
る。
【０００７】ステレオ画像法は、三角測量の原理を応用
し、被測定物体を異なる位置から撮影して得られた複数
の視差原画から、被測定物体の形状を測定する方法であ
る。
し、被測定物体を異なる位置から撮影して得られた複数
の視差原画から、被測定物体の形状を測定する方法であ
る。
【０００８】このステレオ画像法の最も重要な処理は、
ある原画の中に見えている点が、他の原画のどこに対応
しているかを探し出す処理、いわゆる対応点決定（マッ
チング）の処理である。そして、この対応点決定の方法
としては、画像相関等さまざまな方法が考えられている
が、一般には、対応点を決定する前に、原画像の特徴点
を抽出する処理が行なわれている。
ある原画の中に見えている点が、他の原画のどこに対応
しているかを探し出す処理、いわゆる対応点決定（マッ
チング）の処理である。そして、この対応点決定の方法
としては、画像相関等さまざまな方法が考えられている
が、一般には、対応点を決定する前に、原画像の特徴点
を抽出する処理が行なわれている。
【０００９】すなわち、連続ステレオ画像は、カメラを
連続的に移動させながら、数多くの画像を連続的に積み
上げ、二次元画像化したものである。カメラを直線移動
した場合、対応点は連続ステレオ画像上で直線上に位置
し、その直線の傾きから、その対応点の奥行きを求める
ことができる。
連続的に移動させながら、数多くの画像を連続的に積み
上げ、二次元画像化したものである。カメラを直線移動
した場合、対応点は連続ステレオ画像上で直線上に位置
し、その直線の傾きから、その対応点の奥行きを求める
ことができる。
【００１０】そして、従来では、連続ステレオ画像から
三次元情報を得る方法としては、連続ステレオ画像から
特徴点を抽出し、その特徴点のマッチングを行なうこと
によって、連続ステレオ画像の直線の傾きを計算して、
三次元情報を求める方法が一般的である。
三次元情報を得る方法としては、連続ステレオ画像から
特徴点を抽出し、その特徴点のマッチングを行なうこと
によって、連続ステレオ画像の直線の傾きを計算して、
三次元情報を求める方法が一般的である。
【００１１】しかしながら、このような方法では、適切
な特徴点の抽出が可能な原画でしか三次元情報を得るこ
とができないという問題がある。
な特徴点の抽出が可能な原画でしか三次元情報を得るこ
とができないという問題がある。
【００１２】すなわち、この特徴点の抽出は、対応点決
定を簡単にするために行なわれる処理であるが、原画の
明るさや複雑さ等によって、特徴点抽出の処理を変える
必要があり、汎用性が損なわれている。また、曲面を持
つ物体の場合、対応点決定に誤りが生じる場合が多い。
定を簡単にするために行なわれる処理であるが、原画の
明るさや複雑さ等によって、特徴点抽出の処理を変える
必要があり、汎用性が損なわれている。また、曲面を持
つ物体の場合、対応点決定に誤りが生じる場合が多い。
【００１３】また、原画として３枚以上の視差画像を用
いる場合、対応点決定の処理は、２枚ずつ複数回行な
い、対応点を追跡することによって処理を行なってい
る。このため、処理に非常に時間がかかり、また対応の
誤りが累積されて大きくなる可能性もある。
いる場合、対応点決定の処理は、２枚ずつ複数回行な
い、対応点を追跡することによって処理を行なってい
る。このため、処理に非常に時間がかかり、また対応の
誤りが累積されて大きくなる可能性もある。
【００１４】さらに、従来の処理は、条件判定等の処理
が必要不可欠であり、三次元形状の測定をハードウェア
化するのに適さない。
が必要不可欠であり、三次元形状の測定をハードウェア
化するのに適さない。
【００１５】そこで、このような問題点を解消するため
のものとして、本出願人により、例えば“特願平４−６
７５４９号”、“特願平４−６７５５０号”により、
「三次元形状測定装置」が提案されてきている。
のものとして、本出願人により、例えば“特願平４−６
７５４９号”、“特願平４−６７５５０号”により、
「三次元形状測定装置」が提案されてきている。
【００１６】しかしながら、この種の三次元形状測定装
置では、前述のような問題点を解消することはできるも
のの、水平方向の視差のみを用いた場合、水平方向に視
差の少ない被測定物体（同一濃度が続く被測定物体）の
場合には、水平方向における視差が生じ難く、正しい奥
行きの測定が行なえないばかりでなく、処理に時間がか
かるという問題がある。
置では、前述のような問題点を解消することはできるも
のの、水平方向の視差のみを用いた場合、水平方向に視
差の少ない被測定物体（同一濃度が続く被測定物体）の
場合には、水平方向における視差が生じ難く、正しい奥
行きの測定が行なえないばかりでなく、処理に時間がか
かるという問題がある。
【００１７】
【発明が解決しようとする課題】以上のように、従来の
三次元形状測定装置においては、水平方向に視差の少な
い被測定物体の場合、その三次元形状を正確に測定でき
ないばかりでなく、処理に時間がかかるという問題があ
った。
三次元形状測定装置においては、水平方向に視差の少な
い被測定物体の場合、その三次元形状を正確に測定でき
ないばかりでなく、処理に時間がかかるという問題があ
った。
【００１８】本発明は上述のような問題を解決するため
に成されたもので、水平方向に視差の少ない被測定物体
においても、その三次元形状を精度よくしかも高速に測
定することが可能な三次元形状の測定方法および装置を
提供することを目的とする。
に成されたもので、水平方向に視差の少ない被測定物体
においても、その三次元形状を精度よくしかも高速に測
定することが可能な三次元形状の測定方法および装置を
提供することを目的とする。
【００１９】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、まず、請求項１に係る発明では、被測定物体の視
差画像を複数の撮像手段により取り込み、当該視差画像
列に基づいて前記被測定物体の三次元形状を測定する方
法において、前記被測定物体に対して前記複数の撮像手
段を、前記被測定物体の撮像方向に対して垂直な平面上
に位置する同一中心を持つ互いに異なった大きさの相似
形の複数の幾何学パターンの周上に沿ってそれぞれ配置
し、当該複数の撮像手段からの視差画像を基に前記幾何
学パターンの大きさ毎に前記幾何学パターンの中心から
の方向と同一の方向にデータを取り出し合成することに
よって変換画像を生成し、当該変換画像を前記幾何学パ
ターンの大きさ順に重ねることによって変換立体を生成
し、当該変換立体の錐の成分を抽出し、当該抽出した錘
の頂角の大きさを基に前記被測定物体の三次元形状を求
めることを特徴とする。
めに、まず、請求項１に係る発明では、被測定物体の視
差画像を複数の撮像手段により取り込み、当該視差画像
列に基づいて前記被測定物体の三次元形状を測定する方
法において、前記被測定物体に対して前記複数の撮像手
段を、前記被測定物体の撮像方向に対して垂直な平面上
に位置する同一中心を持つ互いに異なった大きさの相似
形の複数の幾何学パターンの周上に沿ってそれぞれ配置
し、当該複数の撮像手段からの視差画像を基に前記幾何
学パターンの大きさ毎に前記幾何学パターンの中心から
の方向と同一の方向にデータを取り出し合成することに
よって変換画像を生成し、当該変換画像を前記幾何学パ
ターンの大きさ順に重ねることによって変換立体を生成
し、当該変換立体の錐の成分を抽出し、当該抽出した錘
の頂角の大きさを基に前記被測定物体の三次元形状を求
めることを特徴とする。
【００２０】ここで、上記複数の幾何学パターンは、三
角形、四角形であることを特徴とする。
角形、四角形であることを特徴とする。
【００２１】また、請求項３に係る発明では、被測定物
体の視差画像を複数の撮像手段により取り込み、当該視
差画像列に基づいて被測定物体の三次元形状を測定する
方法において、被測定物体の撮像方向に対して垂直な平
面上に位置する同一中心を持つ互いに異なった大きさの
複数の円の周上に沿ってそれぞれ配置した複数の撮像手
段から視差画像を入力し、当該複数の視差画像を基に円
の大きさ毎に円の中心からの方向と同一の方向にデ―タ
を取り出し合成することによって変換画像を生成し、当
該変換画像を円の大きさ順に重ねることによって変換立
体を生成し、当該変換立体の円錐成分を抽出し、当該抽
出した円錐の頂角の大きさを基に被測定物体の三次元形
状を求めるようにしている。
体の視差画像を複数の撮像手段により取り込み、当該視
差画像列に基づいて被測定物体の三次元形状を測定する
方法において、被測定物体の撮像方向に対して垂直な平
面上に位置する同一中心を持つ互いに異なった大きさの
複数の円の周上に沿ってそれぞれ配置した複数の撮像手
段から視差画像を入力し、当該複数の視差画像を基に円
の大きさ毎に円の中心からの方向と同一の方向にデ―タ
を取り出し合成することによって変換画像を生成し、当
該変換画像を円の大きさ順に重ねることによって変換立
体を生成し、当該変換立体の円錐成分を抽出し、当該抽
出した円錐の頂角の大きさを基に被測定物体の三次元形
状を求めるようにしている。
【００２２】ここで、特に上記変換立体の円錐成分を抽
出する方法としては、変換立体と円錐との相関値を求
め、当該相関値が基準値以上である場合に円錐が存在す
ると判定するようにしている。
出する方法としては、変換立体と円錐との相関値を求
め、当該相関値が基準値以上である場合に円錐が存在す
ると判定するようにしている。
【００２３】さらに、請求項５に係る発明では、被測定
物体の視差画像を複数の撮像手段により取り込み、当該
視差画像列に基づいて被測定物体の三次元形状を測定す
る方法において、同一中心を持つ互いに異なった大きさ
の相似形の複数の幾何学パタ―ンの周上に沿ってそれぞ
れ配置した複数の撮像手段から視差画像を入力し、当該
複数の視差画像を基に幾何学パタ―ンの大きさ毎に撮像
手段位置の方向と同一の方向にデ―タを取り出し合成す
ることによって変換画像を生成し、当該変換画像を幾何
学パタ―ンの大きさ順に重ねることによって変換立体を
生成し、当該変換立体から前記幾何学パタ―ンを底面と
する錐の成分を抽出し、当該抽出した錐の頂角の大きさ
を基に被測定物体の三次元形状を求めるようにしてい
る。
物体の視差画像を複数の撮像手段により取り込み、当該
視差画像列に基づいて被測定物体の三次元形状を測定す
る方法において、同一中心を持つ互いに異なった大きさ
の相似形の複数の幾何学パタ―ンの周上に沿ってそれぞ
れ配置した複数の撮像手段から視差画像を入力し、当該
複数の視差画像を基に幾何学パタ―ンの大きさ毎に撮像
手段位置の方向と同一の方向にデ―タを取り出し合成す
ることによって変換画像を生成し、当該変換画像を幾何
学パタ―ンの大きさ順に重ねることによって変換立体を
生成し、当該変換立体から前記幾何学パタ―ンを底面と
する錐の成分を抽出し、当該抽出した錐の頂角の大きさ
を基に被測定物体の三次元形状を求めるようにしてい
る。
【００２４】ここで、特に上記変換立体の錐成分を抽出
する方法としては、変換立体と錐との相関値を求め、当
該相関値が基準値以上である場合に錐が存在すると判定
するようにしている。
する方法としては、変換立体と錐との相関値を求め、当
該相関値が基準値以上である場合に錐が存在すると判定
するようにしている。
【００２５】一方、請求項７に係る発明では、被測定物
体の視差画像を複数の撮像手段により取り込み、当該視
差画像列に基づいて被測定物体の三次元形状を測定する
装置において、被測定物体の撮像方向に対して垂直な平
面上に位置する同一中心を持つ互いに異なった大きさの
複数の円の周上に沿ってそれぞれ配置した複数の撮像手
段により視差画像を入力する視差画像入力手段と、視差
画像入力手段により入力された視差画像を、円の大きさ
毎に円の中心から各撮像手段位置の方向と同一の方向に
切り出し合成することによって変換画像を生成する変換
画像生成手段と、変換画像生成手段により生成された変
換画像を円の大きさ順に重ねることによって変換立体を
生成する変換立体生成手段と、変換立体生成手段により
生成された変換立体において円錐成分を抽出し、かつ当
該抽出した円錐の頂角の大きさを基に対応点までの距離
を求める円錐成分抽出・奥行決定手段と、円錐成分抽出
・奥行決定手段により求められた対応点までの距離を基
に、被測定物体の三次元形状を出力し必要に応じて記憶
する出力手段とを備えて成る。
体の視差画像を複数の撮像手段により取り込み、当該視
差画像列に基づいて被測定物体の三次元形状を測定する
装置において、被測定物体の撮像方向に対して垂直な平
面上に位置する同一中心を持つ互いに異なった大きさの
複数の円の周上に沿ってそれぞれ配置した複数の撮像手
段により視差画像を入力する視差画像入力手段と、視差
画像入力手段により入力された視差画像を、円の大きさ
毎に円の中心から各撮像手段位置の方向と同一の方向に
切り出し合成することによって変換画像を生成する変換
画像生成手段と、変換画像生成手段により生成された変
換画像を円の大きさ順に重ねることによって変換立体を
生成する変換立体生成手段と、変換立体生成手段により
生成された変換立体において円錐成分を抽出し、かつ当
該抽出した円錐の頂角の大きさを基に対応点までの距離
を求める円錐成分抽出・奥行決定手段と、円錐成分抽出
・奥行決定手段により求められた対応点までの距離を基
に、被測定物体の三次元形状を出力し必要に応じて記憶
する出力手段とを備えて成る。
【００２６】ここで、特に上記変換立体の円錐成分の抽
出手段としては、変換立体と円錐との相関値を求め、当
該相関値が基準値以上である場合に円錐が存在すると判
定するものとする。
出手段としては、変換立体と円錐との相関値を求め、当
該相関値が基準値以上である場合に円錐が存在すると判
定するものとする。
【００２７】また、請求項９に係る発明では、被測定物
体の視差画像を複数の撮像手段により取り込み、当該視
差画像列に基づいて被測定物体の三次元形状を測定する
装置において、被測定物体の撮像方向に対して同一中心
を持つ互いに異なった大きさの相似形の複数の幾何学パ
タ―ンに沿ってそれぞれ配置した複数台の撮像手段によ
り視差画像を入力する視差画像入力手段と、視差画像入
力手段により入力された視差画像を、幾何学パタ―ンの
大きさ毎に各撮像手段位置の方向と同一の方向に切り出
し合成することによって変換画像を生成する変換画像生
成手段と、変換画像生成手段により生成された変換画像
を幾何学パタ―ンの大きさ順に重ねることによって変換
立体を生成する変換立体生成手段と、変換立体生成手段
により生成された変換立体から幾何学パタ―ンを底面と
する錐の成分を抽出し、かつ当該抽出した錐の頂角の大
きさを基に対応点までの距離を求める錐成分抽出・奥行
決定手段と、錐成分抽出・奥行決定手段により求められ
た対応点までの距離を基に、被測定物体の三次元形状を
出力し必要に応じて記憶する出力手段とを備えて成る。
体の視差画像を複数の撮像手段により取り込み、当該視
差画像列に基づいて被測定物体の三次元形状を測定する
装置において、被測定物体の撮像方向に対して同一中心
を持つ互いに異なった大きさの相似形の複数の幾何学パ
タ―ンに沿ってそれぞれ配置した複数台の撮像手段によ
り視差画像を入力する視差画像入力手段と、視差画像入
力手段により入力された視差画像を、幾何学パタ―ンの
大きさ毎に各撮像手段位置の方向と同一の方向に切り出
し合成することによって変換画像を生成する変換画像生
成手段と、変換画像生成手段により生成された変換画像
を幾何学パタ―ンの大きさ順に重ねることによって変換
立体を生成する変換立体生成手段と、変換立体生成手段
により生成された変換立体から幾何学パタ―ンを底面と
する錐の成分を抽出し、かつ当該抽出した錐の頂角の大
きさを基に対応点までの距離を求める錐成分抽出・奥行
決定手段と、錐成分抽出・奥行決定手段により求められ
た対応点までの距離を基に、被測定物体の三次元形状を
出力し必要に応じて記憶する出力手段とを備えて成る。
【００２８】ここで、特に上記変換立体の錐成分の抽出
手段としては、変換立体と錐との相関値を求め、かつ当
該相関値が基準値以上である場合に錐が存在すると判定
するものとする。
手段としては、変換立体と錐との相関値を求め、かつ当
該相関値が基準値以上である場合に錐が存在すると判定
するものとする。
【００２９】
【作用】従って、本発明の三次元形状の測定方法および
装置においては、被測定物体の撮像方向に対して垂直な
平面上に位置する同一中心を持つ互いに異なった大きさ
の相似形の複数の円等の幾何学パタ―ンの周上に沿って
それぞれ配置した複数の撮像手段を周上に回転させて入
力した視差画像列を用い、これらの視差画像から視差画
像間の対応点決定処理を簡便にするための立体を、各視
差画像からデ―タ変換することによって生成し、この変
換立体において幾何学パタ―ンの周上のデ―タの相関を
求めることによって対応点決定を行なうことにより、垂
直水平方向の視差を持つ視差画像間の対応点決定の処理
を一度に行なうことが可能になるため、極めて精度のよ
い三次元形状測定を行なうことができる。また、この場
合の処理は並列化が可能であるため、処理の高速化を図
ることができる。
装置においては、被測定物体の撮像方向に対して垂直な
平面上に位置する同一中心を持つ互いに異なった大きさ
の相似形の複数の円等の幾何学パタ―ンの周上に沿って
それぞれ配置した複数の撮像手段を周上に回転させて入
力した視差画像列を用い、これらの視差画像から視差画
像間の対応点決定処理を簡便にするための立体を、各視
差画像からデ―タ変換することによって生成し、この変
換立体において幾何学パタ―ンの周上のデ―タの相関を
求めることによって対応点決定を行なうことにより、垂
直水平方向の視差を持つ視差画像間の対応点決定の処理
を一度に行なうことが可能になるため、極めて精度のよ
い三次元形状測定を行なうことができる。また、この場
合の処理は並列化が可能であるため、処理の高速化を図
ることができる。
【００３０】
【実施例】まず、本発明の考え方について説明する。
【００３１】本発明は、従来では、視差画像列を、直線
上に配置した撮像手段（カメラ）列によって取りこんで
いたのを、三次元形状を測定するために、視差画像を取
り込む撮像手段（カメラ）を、直線上ではなく、被測定
物体の撮像方向に対して垂直な平面上に位置する同一中
心を持つ互いに異なった大きさの相似形の複数の幾何学
パタ―ンの周上に沿ってそれぞれ配置することにより、
水平方向の視差の少ない被測定物体においても、正確な
形状の測定を高速に行なうことを可能とするものであ
る。
上に配置した撮像手段（カメラ）列によって取りこんで
いたのを、三次元形状を測定するために、視差画像を取
り込む撮像手段（カメラ）を、直線上ではなく、被測定
物体の撮像方向に対して垂直な平面上に位置する同一中
心を持つ互いに異なった大きさの相似形の複数の幾何学
パタ―ンの周上に沿ってそれぞれ配置することにより、
水平方向の視差の少ない被測定物体においても、正確な
形状の測定を高速に行なうことを可能とするものであ
る。
【００３２】すなわち、本発明の三次元形状の測定方法
および装置の特徴は、被測定物体の撮像方向に対して垂
直な平面上に位置する同一中心を持つ互いに異なった大
きさの相似形の複数の幾何学パタ―ンの周上に沿ってそ
れぞれ配置された撮像手段（カメラ）を幾何学パタ―ン
の周上に回転させて入力した視差画像列に用い、これら
の視差画像から視差画像間の対応点決定処理を簡便にす
るための立体を、各視差画像からデ―タ変換することに
よって生成し、この変換立体において幾何学パタ―ンの
周上のデ―タの相関を求めることによって対応点決定を
行なうことにより、垂直水平方向の視差を持つ視差画像
間の対応点決定の処理を一度にして、精度の良い形状測
定を高速に行なうものである。
および装置の特徴は、被測定物体の撮像方向に対して垂
直な平面上に位置する同一中心を持つ互いに異なった大
きさの相似形の複数の幾何学パタ―ンの周上に沿ってそ
れぞれ配置された撮像手段（カメラ）を幾何学パタ―ン
の周上に回転させて入力した視差画像列に用い、これら
の視差画像から視差画像間の対応点決定処理を簡便にす
るための立体を、各視差画像からデ―タ変換することに
よって生成し、この変換立体において幾何学パタ―ンの
周上のデ―タの相関を求めることによって対応点決定を
行なうことにより、垂直水平方向の視差を持つ視差画像
間の対応点決定の処理を一度にして、精度の良い形状測
定を高速に行なうものである。
【００３３】以下、上記のような考え方に基づく本発明
の一実施例について、図面を参照して詳細に説明する。
の一実施例について、図面を参照して詳細に説明する。
【００３４】図１は、本発明による三次元形状の測定装
置の全体構成例を示す機能ブロック図である。すなわ
ち、本実施例の三次元形状の測定装置は、図１に示すよ
うに、視差画像入力手段１と、変換画像生成手段２と、
変換立体生成手段３と、円錐成分抽出・奥行決定手段４
と、出力手段である表示手段５とから構成している。
置の全体構成例を示す機能ブロック図である。すなわ
ち、本実施例の三次元形状の測定装置は、図１に示すよ
うに、視差画像入力手段１と、変換画像生成手段２と、
変換立体生成手段３と、円錐成分抽出・奥行決定手段４
と、出力手段である表示手段５とから構成している。
【００３５】ここで、視差画像入力手段１は、例えば図
２に示すように、被測定物体６の撮像方向に対して垂直
な平面上に位置する同一中心を持つ互いに異なった大き
さの複数の円（複数の同心円）の周上に沿って、一定の
間隔をおいてそれぞれ配置した複数（図では１３台）の
撮像手段であるカメラ７からなり、被測定物体６の複数
（図では１３枚）の視差画像を入力するものである。
２に示すように、被測定物体６の撮像方向に対して垂直
な平面上に位置する同一中心を持つ互いに異なった大き
さの複数の円（複数の同心円）の周上に沿って、一定の
間隔をおいてそれぞれ配置した複数（図では１３台）の
撮像手段であるカメラ７からなり、被測定物体６の複数
（図では１３枚）の視差画像を入力するものである。
【００３６】また、変換画像生成手段２は、視差画像入
力手段１により入力された視差画像を、円の大きさ毎に
円の中心から各カメラ７位置の方向と同一の方向に切り
出し合成することによって変換画像を生成するものであ
る。
力手段１により入力された視差画像を、円の大きさ毎に
円の中心から各カメラ７位置の方向と同一の方向に切り
出し合成することによって変換画像を生成するものであ
る。
【００３７】さらに、変換立体生成手段３は、変換画像
生成手段２により生成された変換画像を円の大きさ順に
重ねることによって変換立体を生成するものである。
生成手段２により生成された変換画像を円の大きさ順に
重ねることによって変換立体を生成するものである。
【００３８】また、円錐成分抽出・奥行決定手段４は、
変換立体生成手段３により生成された変換立体において
円錐成分を抽出し、かつこの抽出した円錐の頂角の大き
さを基に対応点までの距離（奥行き）を求めるものであ
る。
変換立体生成手段３により生成された変換立体において
円錐成分を抽出し、かつこの抽出した円錐の頂角の大き
さを基に対応点までの距離（奥行き）を求めるものであ
る。
【００３９】さらに、表示手段５は、例えばＣＲＴ表示
装置からなり、円錐成分抽出・奥行決定手段４により求
められた対応点までの距離を基に、被測定物体６の三次
元形状を表示するものである。
装置からなり、円錐成分抽出・奥行決定手段４により求
められた対応点までの距離を基に、被測定物体６の三次
元形状を表示するものである。
【００４０】次に、以上のように構成した本実施例の三
次元形状の測定装置における三次元形状の測定方法につ
いて、図３に示す示すフロー図を用いて説明する。
次元形状の測定装置における三次元形状の測定方法につ
いて、図３に示す示すフロー図を用いて説明する。
【００４１】図１において、まず、視差画像入力手段１
では、被測定物体５の撮像方向に対して垂直な平面上に
位置する円の周上に沿って、一定の間隔をおいて配置し
た６台のカメラ６によって、被測定物体５の６枚の視差
画像が入力される。
では、被測定物体５の撮像方向に対して垂直な平面上に
位置する円の周上に沿って、一定の間隔をおいて配置し
た６台のカメラ６によって、被測定物体５の６枚の視差
画像が入力される。
【００４２】次に、変換画像生成手段２では、視差画像
入力手段１から入力された視差画像を、円の中心から各
撮像手段位置の方向と同一の方向に切り出し合成するこ
とによって、変換画像が生成される。
入力手段１から入力された視差画像を、円の中心から各
撮像手段位置の方向と同一の方向に切り出し合成するこ
とによって、変換画像が生成される。
【００４３】次に、変換立体生成手段３では、変換画像
生成手段２で生成された変換画像を円の大きさ順に重ね
ることによって変換立体が生成される。
生成手段２で生成された変換画像を円の大きさ順に重ね
ることによって変換立体が生成される。
【００４４】次に、円錐成分抽出・奥行決定手段４で
は、変換立体生成手段３で生成された変換立体において
円錐成分が抽出され、かつこの抽出した円錐の頂角の大
きさを基に対応点までの距離（奥行き）が求められる。
は、変換立体生成手段３で生成された変換立体において
円錐成分が抽出され、かつこの抽出した円錐の頂角の大
きさを基に対応点までの距離（奥行き）が求められる。
【００４５】最後に、表示手段５では、円錐成分抽出・
奥行決定手段４で求められた対応点までの距離を基に、
被測定物体５の三次元形状が画面により表示される。
奥行決定手段４で求められた対応点までの距離を基に、
被測定物体５の三次元形状が画面により表示される。
【００４６】次に、かかる三次元形状の測定方法につい
て、より具体的に説明する。
て、より具体的に説明する。
【００４７】まず、図２に示すように、被測定物体６の
撮像方向に対して垂直な平面上に位置する同一中心を持
つ互いに異なった大きさの複数の円の周上に配置したカ
メラ７列を用いて、被測定物体６の１３枚の視差原画の
撮影を行なう。
撮像方向に対して垂直な平面上に位置する同一中心を持
つ互いに異なった大きさの複数の円の周上に配置したカ
メラ７列を用いて、被測定物体６の１３枚の視差原画の
撮影を行なう。
【００４８】この時、各カメラ７の光軸の方向とカメラ
７位置を示す円の軸を一緒にして撮影を行なう。
７位置を示す円の軸を一緒にして撮影を行なう。
【００４９】このようにして、原画を撮影し作成された
視差原画上の対応点の位置は、図３に示すように、左に
位置するカメラ７では左方向に移動し、右上方向に位置
するカメラ７では右上方向に移動するといったように、
カメラ７位置の円心と各カメラ７位置への方向と一致し
た方向に対応点位置が移動する。また、この移動量は、
カメラ７位置の面と対応点までの距離とカメラ７を配置
した円の大きさに比例する。
視差原画上の対応点の位置は、図３に示すように、左に
位置するカメラ７では左方向に移動し、右上方向に位置
するカメラ７では右上方向に移動するといったように、
カメラ７位置の円心と各カメラ７位置への方向と一致し
た方向に対応点位置が移動する。また、この移動量は、
カメラ７位置の面と対応点までの距離とカメラ７を配置
した円の大きさに比例する。
【００５０】そこで、図３に示すように、各カメラ７位
置の円毎に、各視差原画上の同一位置で、各視差画像の
カメラ７位置の方向の直線上に載るデ―タの内、カメラ
７位置側のデ―タを同一平面上に集めた変換画像を生成
する。そして、この変換画像をカメラ７位置の円の大き
さ順に積み重ねることによって立体を生成する。
置の円毎に、各視差原画上の同一位置で、各視差画像の
カメラ７位置の方向の直線上に載るデ―タの内、カメラ
７位置側のデ―タを同一平面上に集めた変換画像を生成
する。そして、この変換画像をカメラ７位置の円の大き
さ順に積み重ねることによって立体を生成する。
【００５１】この変換画像上では、対応点の軌跡は同心
円上になり、またこの円の大きさ（半径）は、カメラ７
位置の面と対応点の距離およびカメラ７位置の円の大き
さに比例する。そのため、カメラ７位置の円の大きさ順
に変換画像を並べることによって生成した変換立体上
で、対応点は円錐状の形状を持つ。そして、この円錐の
頂角の角度が、カメラ７平面と対応点との距離に相当す
る。
円上になり、またこの円の大きさ（半径）は、カメラ７
位置の面と対応点の距離およびカメラ７位置の円の大き
さに比例する。そのため、カメラ７位置の円の大きさ順
に変換画像を並べることによって生成した変換立体上
で、対応点は円錐状の形状を持つ。そして、この円錐の
頂角の角度が、カメラ７平面と対応点との距離に相当す
る。
【００５２】よって、円錐の頂角の大きさを求めること
により、対応点までの距離（奥行き）を求めることがで
きる。
により、対応点までの距離（奥行き）を求めることがで
きる。
【００５３】すなわち、この場合、対応点の決定を行な
う座標値ＸＹを初期化し、図３に示すように、各カメラ
７位置の同心円毎に各視差画像での座標Ｘ，Ｙを基に、
各視差画像位置方向にデ―タを切り出し合成することに
よって画像を生成する。
う座標値ＸＹを初期化し、図３に示すように、各カメラ
７位置の同心円毎に各視差画像での座標Ｘ，Ｙを基に、
各視差画像位置方向にデ―タを切り出し合成することに
よって画像を生成する。
【００５４】さらに、この変換画像を、カメラ７の撮影
位置の円の半径の大きさ順に積み重ねることによって、
立体を生成する。
位置の円の半径の大きさ順に積み重ねることによって、
立体を生成する。
【００５５】そして、この変換立体上を様々な頂角の円
錐との相関をとり、相関値が基準値以上である場合に円
錐が存在すると判定して、その頂角の角度を基に、対応
点までの距離を求める。
錐との相関をとり、相関値が基準値以上である場合に円
錐が存在すると判定して、その頂角の角度を基に、対応
点までの距離を求める。
【００５６】以上の処理を、全てのＸＹ座標で行なうこ
とによって、被測定物体６の三次元形状を求めることが
できる。
とによって、被測定物体６の三次元形状を求めることが
できる。
【００５７】図４は、かかる処理内容の一例を示すフロ
ー図である。
ー図である。
【００５８】上述したように、本実施例の三次元形状測
定装置は、被測定物体６の撮像方向に対して垂直な平面
上に位置する同一中心を持つ互いに異なった大きさの複
数の円（複数の同心円）の周上に沿って、一定の間隔を
おいてそれぞれ配置した１３台のカメラ７からなり、被
測定物体６の１３枚の視差画像を入力する視差画像入力
手段１と、視差画像入力手段１により入力された視差画
像を、円の大きさ毎に円の中心から各カメラ７位置の方
向と同一の方向に切り出し合成することによって変換画
像を生成する変換画像生成手段２と、変換画像生成手段
２により生成された変換画像を円の大きさ順に重ねるこ
とによって変換立体を生成する変換立体生成手段３と、
変換立体生成手段３により生成された変換立体において
円錐成分を抽出し、かつこの抽出した円錐の頂角の大き
さを基に対応点までの距離（奥行き）を求める円錐成分
抽出・奥行決定手段４と、ＣＲＴ表示装置からなり、円
錐成分抽出・奥行決定手段４により求められた対応点ま
での距離を基に、被測定物体６の三次元形状を表示する
表示手段５とから構成したものである。
定装置は、被測定物体６の撮像方向に対して垂直な平面
上に位置する同一中心を持つ互いに異なった大きさの複
数の円（複数の同心円）の周上に沿って、一定の間隔を
おいてそれぞれ配置した１３台のカメラ７からなり、被
測定物体６の１３枚の視差画像を入力する視差画像入力
手段１と、視差画像入力手段１により入力された視差画
像を、円の大きさ毎に円の中心から各カメラ７位置の方
向と同一の方向に切り出し合成することによって変換画
像を生成する変換画像生成手段２と、変換画像生成手段
２により生成された変換画像を円の大きさ順に重ねるこ
とによって変換立体を生成する変換立体生成手段３と、
変換立体生成手段３により生成された変換立体において
円錐成分を抽出し、かつこの抽出した円錐の頂角の大き
さを基に対応点までの距離（奥行き）を求める円錐成分
抽出・奥行決定手段４と、ＣＲＴ表示装置からなり、円
錐成分抽出・奥行決定手段４により求められた対応点ま
での距離を基に、被測定物体６の三次元形状を表示する
表示手段５とから構成したものである。
【００５９】従って、被測定物体６の撮像方向に対して
垂直な平面上に位置する同一中心を持つ互いに異なった
大きさの複数の円の周上に沿ってそれぞれ配置した複数
のカメラ７を円周上に回転させて入力した視差画像列を
用い、これらの視差画像から視差画像間の対応点決定処
理を簡便にするための立体を、各視差画像からデ―タ変
換することによって生成し、この変換立体において幾何
学パタ―ンの周上のデ―タの相関を求めることによって
対応点決定を行なうことにより、垂直水平方向の視差を
持つ視差画像間の対応点決定の処理を一度に行なうこと
ができるため、極めて精度のよい三次元形状測定を行な
うことが可能となる。
垂直な平面上に位置する同一中心を持つ互いに異なった
大きさの複数の円の周上に沿ってそれぞれ配置した複数
のカメラ７を円周上に回転させて入力した視差画像列を
用い、これらの視差画像から視差画像間の対応点決定処
理を簡便にするための立体を、各視差画像からデ―タ変
換することによって生成し、この変換立体において幾何
学パタ―ンの周上のデ―タの相関を求めることによって
対応点決定を行なうことにより、垂直水平方向の視差を
持つ視差画像間の対応点決定の処理を一度に行なうこと
ができるため、極めて精度のよい三次元形状測定を行な
うことが可能となる。
【００６０】すなわち、従来では水平方向の視差しか存
在しなかったため、水平方向に視差がなく垂直方向に視
差のある被測定物体の三次元形状を精度よく測定できな
かったのに対して、本実施例では、被測定物体６の撮像
方向に対して垂直な平面上に位置する同一中心を持つ互
いに異なった大きさの複数の円の周上に沿って複数のカ
メラ７をそれぞれ配置していることにより、全ての方向
の視差に対して情報が得られるため、被測定物体６の三
次元形状を精度よく測定することが可能となる。
在しなかったため、水平方向に視差がなく垂直方向に視
差のある被測定物体の三次元形状を精度よく測定できな
かったのに対して、本実施例では、被測定物体６の撮像
方向に対して垂直な平面上に位置する同一中心を持つ互
いに異なった大きさの複数の円の周上に沿って複数のカ
メラ７をそれぞれ配置していることにより、全ての方向
の視差に対して情報が得られるため、被測定物体６の三
次元形状を精度よく測定することが可能となる。
【００６１】また、この場合の処理は、並列化が可能で
あるため、処理の高速化を図ることが可能となる。
あるため、処理の高速化を図ることが可能となる。
【００６２】尚、本発明は上記実施例に限定されるもの
ではなく、次のようにしても実施できるものである。
ではなく、次のようにしても実施できるものである。
【００６３】（ａ）上記実施例では、１３台のカメラ７
を設置して、被測定物体６の１３枚の視差原画を得る場
合について説明したが、これに限らず、各々の円毎に１
台のカメラを設置し、この各カメラを一定の間隔（ピッ
チ）で円周上を移動させながら被測定物体６を撮影し
て、複数枚の視差原画を得るようにしてもよい。
を設置して、被測定物体６の１３枚の視差原画を得る場
合について説明したが、これに限らず、各々の円毎に１
台のカメラを設置し、この各カメラを一定の間隔（ピッ
チ）で円周上を移動させながら被測定物体６を撮影し
て、複数枚の視差原画を得るようにしてもよい。
【００６４】（ｂ）上記実施例では、撮像手段であるカ
メラ７を、被測定物体６の撮像方向に対して垂直な平面
上に位置する同一中心を持つ互いに異なった大きさの複
数の円の周上に沿ってそれぞれ配置する場合について説
明したが、これに限らず、カメラ７を、被測定物体６の
撮像方向に対して垂直な平面上に位置する同一中心を持
つ互いに異なった大きさの複数の三角形、四角形等の他
の幾何学パタ―ンの周上に沿ってそれぞれ配置する場合
についても、上記実施例の場合と同様の効果を得ること
が可能である。
メラ７を、被測定物体６の撮像方向に対して垂直な平面
上に位置する同一中心を持つ互いに異なった大きさの複
数の円の周上に沿ってそれぞれ配置する場合について説
明したが、これに限らず、カメラ７を、被測定物体６の
撮像方向に対して垂直な平面上に位置する同一中心を持
つ互いに異なった大きさの複数の三角形、四角形等の他
の幾何学パタ―ンの周上に沿ってそれぞれ配置する場合
についても、上記実施例の場合と同様の効果を得ること
が可能である。
【００６５】なお、この場合、変換画像上での、対応点
の軌跡の形状は視差画像入力時のカメラ７の配置と相似
形になる。
の軌跡の形状は視差画像入力時のカメラ７の配置と相似
形になる。
【００６６】すなわち、上記実施例では、カメラ７の配
置を円としているため、変換立体上での対応点の軌跡は
円となったが、カメラ７の配置が三角形上である場合に
は、変換立体上での対応点の軌跡は三角錐となり、同様
にカメラ７の配置が四角形上である場合には、変換立体
上での対応点の軌跡も四角錐となる。
置を円としているため、変換立体上での対応点の軌跡は
円となったが、カメラ７の配置が三角形上である場合に
は、変換立体上での対応点の軌跡は三角錐となり、同様
にカメラ７の配置が四角形上である場合には、変換立体
上での対応点の軌跡も四角錐となる。
【００６７】よって、この場合には、前記円錐成分抽出
・奥行決定手段４に代えて、変換立体生成手段３により
生成された変換立体から幾何学パタ―ンを底面とする錐
の成分を抽出し、かつこの抽出した錐の頂角の大きさを
基に対応点までの距離を求める錐成分抽出・奥行決定手
段を備えるようにすればよい。
・奥行決定手段４に代えて、変換立体生成手段３により
生成された変換立体から幾何学パタ―ンを底面とする錐
の成分を抽出し、かつこの抽出した錐の頂角の大きさを
基に対応点までの距離を求める錐成分抽出・奥行決定手
段を備えるようにすればよい。
【００６８】また、カメラ７の配置が円でない場合に
は、その配置と相似形を底面とする錐との相関値をとる
ことによって、被測定物体６の三次元形状を求めること
が可能となる。
は、その配置と相似形を底面とする錐との相関値をとる
ことによって、被測定物体６の三次元形状を求めること
が可能となる。
【００６９】以上から、カメラ７を、被測定物体６の撮
像方向に対して垂直な平面上に位置する同一中心を持つ
互いに異なった大きさの複数の幾何学パタ―ンの周上に
沿って配置した場合には、幾何学パタ―ンの周上に沿っ
てそれぞれ配置した複数のカメラ７から視差画像を入力
し、この複数の視差画像を基に幾何学パタ―ンの大きさ
毎にカメラ７位置の方向と同一の方向にデ―タを取り出
し合成することによって変換画像を生成し、この変換画
像を幾何学パタ―ンの大きさ順に重ねることによって変
換立体を生成し、この変換立体から幾何学パタ―ンを底
面とする錐の成分を抽出し、この抽出した錐の頂角の大
きさを基に被測定物体５の三次元形状を求めるようにす
ればよい。
像方向に対して垂直な平面上に位置する同一中心を持つ
互いに異なった大きさの複数の幾何学パタ―ンの周上に
沿って配置した場合には、幾何学パタ―ンの周上に沿っ
てそれぞれ配置した複数のカメラ７から視差画像を入力
し、この複数の視差画像を基に幾何学パタ―ンの大きさ
毎にカメラ７位置の方向と同一の方向にデ―タを取り出
し合成することによって変換画像を生成し、この変換画
像を幾何学パタ―ンの大きさ順に重ねることによって変
換立体を生成し、この変換立体から幾何学パタ―ンを底
面とする錐の成分を抽出し、この抽出した錐の頂角の大
きさを基に被測定物体５の三次元形状を求めるようにす
ればよい。
【００７０】（ｃ）上記実施例では、前記変換画像生成
手段２の機能として、視差画像入力手段１により入力さ
れた視差画像を、各撮像手段位置の方向と同一の方向に
切り出し合成することによって変換画像を生成し、この
変換画像を幾何学パタ―ンの大きさ順に重ねることによ
って変換立体を生成する機能を持たせ、変換画像上での
円錐成分の取り出しに円周上でデ―タの相関を用いる方
法を適用する場合について説明したが、これに限らず、
例えば変換立体上でのコンボリュ―ションを用いる方
法、または円錐表面上のデータの相関を用いる方法等を
適用するようにしてもよい。
手段２の機能として、視差画像入力手段１により入力さ
れた視差画像を、各撮像手段位置の方向と同一の方向に
切り出し合成することによって変換画像を生成し、この
変換画像を幾何学パタ―ンの大きさ順に重ねることによ
って変換立体を生成する機能を持たせ、変換画像上での
円錐成分の取り出しに円周上でデ―タの相関を用いる方
法を適用する場合について説明したが、これに限らず、
例えば変換立体上でのコンボリュ―ションを用いる方
法、または円錐表面上のデータの相関を用いる方法等を
適用するようにしてもよい。
【００７１】（ｄ）上記実施例では、出力手段として表
示手段５を用いる場合について説明したが、これに限ら
ず、出力手段として印字手段、あるいは表示手段と印字
手段の両方を用いる場合についても、上記実施例の場合
と同様の効果を得ることが可能である。
示手段５を用いる場合について説明したが、これに限ら
ず、出力手段として印字手段、あるいは表示手段と印字
手段の両方を用いる場合についても、上記実施例の場合
と同様の効果を得ることが可能である。
【００７２】（ｅ）上記実施例において、出力手段であ
る表示手段５に、被測定物体６の三次元形状を記憶する
機能を、必要に応じて持たせるようにしてもよい。
る表示手段５に、被測定物体６の三次元形状を記憶する
機能を、必要に応じて持たせるようにしてもよい。
【００７３】（ｆ）上記実施例では、撮像手段としてカ
メラを用いる場合について説明したが、これに限らず、
撮像手段としてその他の手段を用いる場合についても、
上記実施例の場合と同様の効果を得ることが可能であ
る。
メラを用いる場合について説明したが、これに限らず、
撮像手段としてその他の手段を用いる場合についても、
上記実施例の場合と同様の効果を得ることが可能であ
る。
【００７４】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、被
測定物体の撮像方向に対して同一中心を持つ互いに異な
った大きさの相似形の複数の幾何学パタ―ンに沿ってそ
れぞれ配置した複数台の撮像手段により視差画像を入力
する視差画像入力手段と、視差画像入力手段により入力
された視差画像を、幾何学パタ―ンの大きさ毎に各撮像
手段位置の方向と同一の方向に切り出し合成することに
よって変換画像を生成する変換画像生成手段と、変換画
像生成手段により生成された変換画像を幾何学パタ―ン
の大きさ順に重ねることによって変換立体を生成する変
換立体生成手段と、変換立体生成手段により生成された
変換立体から幾何学パタ―ンを底面とする錐の成分を抽
出し、かつ当該抽出した錐の頂角の大きさを基に対応点
までの距離を求める錐成分抽出・奥行決定手段と、錐成
分抽出・奥行決定手段により求められた対応点までの距
離を基に、被測定物体の三次元形状を出力し必要に応じ
て記憶する出力手段とを備え、被測定物体の撮像方向に
対して垂直な平面上に位置する同一中心を持つ互いに異
なった大きさの相似形の複数の円等の幾何学パタ―ンの
周上に沿ってそれぞれ配置した複数の撮像手段を周上に
回転させて入力した視差画像列を用い、これらの視差画
像から視差画像間の対応点決定処理を簡便にするための
立体を、各視差画像からデ―タ変換することによって生
成し、この変換立体において幾何学パタ―ンの周上のデ
―タの相関を求めることによって対応点決定を行なうよ
うにしたので、水平方向に視差の少ない被測定物体にお
いても、その三次元形状を精度よくしかも高速に測定す
ることが可能な三次元形状の測定方法および装置が提供
できる。
測定物体の撮像方向に対して同一中心を持つ互いに異な
った大きさの相似形の複数の幾何学パタ―ンに沿ってそ
れぞれ配置した複数台の撮像手段により視差画像を入力
する視差画像入力手段と、視差画像入力手段により入力
された視差画像を、幾何学パタ―ンの大きさ毎に各撮像
手段位置の方向と同一の方向に切り出し合成することに
よって変換画像を生成する変換画像生成手段と、変換画
像生成手段により生成された変換画像を幾何学パタ―ン
の大きさ順に重ねることによって変換立体を生成する変
換立体生成手段と、変換立体生成手段により生成された
変換立体から幾何学パタ―ンを底面とする錐の成分を抽
出し、かつ当該抽出した錐の頂角の大きさを基に対応点
までの距離を求める錐成分抽出・奥行決定手段と、錐成
分抽出・奥行決定手段により求められた対応点までの距
離を基に、被測定物体の三次元形状を出力し必要に応じ
て記憶する出力手段とを備え、被測定物体の撮像方向に
対して垂直な平面上に位置する同一中心を持つ互いに異
なった大きさの相似形の複数の円等の幾何学パタ―ンの
周上に沿ってそれぞれ配置した複数の撮像手段を周上に
回転させて入力した視差画像列を用い、これらの視差画
像から視差画像間の対応点決定処理を簡便にするための
立体を、各視差画像からデ―タ変換することによって生
成し、この変換立体において幾何学パタ―ンの周上のデ
―タの相関を求めることによって対応点決定を行なうよ
うにしたので、水平方向に視差の少ない被測定物体にお
いても、その三次元形状を精度よくしかも高速に測定す
ることが可能な三次元形状の測定方法および装置が提供
できる。
【図１】本発明による三次元形状の測定装置の一実施例
を示す機能ブロック図。
を示す機能ブロック図。
【図２】同実施例の三次元形状の測定装置におけるカメ
ラの配置例を示す概要図。
ラの配置例を示す概要図。
【図３】同実施例の三次元形状の測定装置における三次
元形状の測定方法を説明するための概要図。
元形状の測定方法を説明するための概要図。
【図４】同実施例の三次元形状の測定装置における三次
元形状の測定方法をより具体的に説明するためのフロー
図。
元形状の測定方法をより具体的に説明するためのフロー
図。
１…視差画像入力手段、２…変換画像生成手段、３…変
換立体生成手段、４…円錐成分抽出・奥行決定手段、５
…表示手段、６…被測定物体、７…カメラ。
換立体生成手段、４…円錐成分抽出・奥行決定手段、５
…表示手段、６…被測定物体、７…カメラ。
Claims (10)
- 【請求項１】 被測定物体の視差画像を複数の撮像手段
により取り込み、当該視差画像列に基づいて前記被測定
物体の三次元形状を測定する方法において、 前記被測定物体に対して前記複数の撮像手段を、前記被
測定物体の撮像方向に対して垂直な平面上に位置する同
一中心を持つ互いに異なった大きさの相似形の複数の幾
何学パターンの周上に沿ってそれぞれ配置し、当該複数
の撮像手段からの視差画像を基に前記幾何学パターンの
大きさ毎に前記幾何学パターンの中心からの方向と同一
の方向にデータを取り出し合成することによって変換画
像を生成し、当該変換画像を前記幾何学パターンの大き
さ順に重ねることによって変換立体を生成し、当該変換
立体の錐の成分を抽出し、当該抽出した錘の頂角の大き
さを基に前記被測定物体の三次元形状を求めることを特
徴とする三次元形状の測定方法。 - 【請求項２】 前記複数の幾何学パターンは、三角形、
四角形であることを特徴とする請求項１記載の三次元形
状の測定方法。 - 【請求項３】被測定物体の視差画像を複数の撮像手段に
より取り込み、当該視差画像列に基づいて前記被測定物
体の三次元形状を測定する方法において、 前記被測定物体の撮像方向に対して垂直な平面上に位置
する同一中心を持つ互いに異なった大きさの複数の円の
周上に沿ってそれぞれ配置した複数の撮像手段から視差
画像を入力し、当該複数の視差画像を基に円の大きさ毎
に円の中心からの方向と同一の方向にデータを取り出し
合成することによって変換画像を生成し、当該変換画像
を円の大きさ順に重ねることによって変換立体を生成
し、当該変換立体の円錐成分を抽出し、当該抽出した円
錐の頂角の大きさを基に前記被測定物体の三次元形形状
を求めることを特徴とする三次元形状の測定方法。 - 【請求項４】前記変換立体の円錐成分を抽出する方法と
しては、前記変換立体と前記円錐との相関値を求め、当
該相関値が基準値以上である場合に円錐が存在すると判
定するようにしたことを特徴とする請求項３に記載の三
次元形状の測定方法。 - 【請求項５】被測定物体の視差画像を複数の撮像手段に
より取り込み、当該視差画像列に基づいて前記被測定物
体の三次元形状を測定する方法において、 同一中心を持つ互いに異なった大きさの相似形の複数の
幾何学パターンの周上に沿ってそれぞれ配置した複数の
撮像手段から視差画像を入力し、当該複数の視差画像を
基に幾何学パターンの大きさ毎に撮像手段位置の方向と
同一の方向にデータを取り出し合成することによって変
換画像を生成し、当該変換画像を幾何学パターンの大き
さ順に重ねることによって変換立体を生成し、当該変換
立体から前記幾何学パターンを底面とする錐の成分を抽
出し、当該抽出した錐の頂角の大きさを基に前記被測定
物体の三次元形状を求めることを特徴とする三次元形状
の測定方法。 - 【請求項６】前記変換立体の錐成分を抽出する方法とし
ては、前記変換立体と前記錐との相関値を求め、当該相
関値が基準値以上である場合に錐が存在すると判定する
ようにしたことを特徴とする請求項５に記載の三次元形
状の測定方法。 - 【請求項７】被測定物体の視差画像を複数の撮像手段に
より取り込み、当該視差画像列に基づいて前記被測定物
体の三次元形状を測定する装置において、 前記被測定物体の撮像方向に対して垂直な平面上に位置
する同一中心を持つ互いに異なった大きさの複数の円の
周上に沿ってそれぞれ配置した複数の撮像手段により視
差画像を入力する視差画像入力手段と、 前記視差画像入力手段により入力された視差画像を、円
の大きさ毎に前記円の中心から各撮像手段位置の方向と
同一の方向に切り出し合成することによって変換画像を
生成する変換画像生成手段と、 前記変換画像生成手段により生成された変換画像を前記
円の大きさ順に重ねることによって変換立体を生成する
変換立体生成手段と、 前記変換立体生成手段により生成された変換立体におい
て円錐成分を抽出し、かつ当該抽出した円錐の頂角の大
きさを基に対応点までの距離を求める円錐成分抽出・奥
行決定手段と、 前記円錐成分抽出・奥行決定手段により求められた対応
点までの距離を基に、前記被測定物体の三次元形状を出
力し必要に応じて記憶する出力手段と、 を備えて成ることを特徴とする三次元形状の測定装置。 - 【請求項８】前記変換立体の円錐成分の抽出手段として
は、前記変換立体と前記円錐との相関値を求め、当該相
関値が基準値以上である場合に円錐が存在すると判定す
るようにしたものであることを特徴とする請求項７に記
載の三次元形状の測定装置。 - 【請求項９】被測定物体の視差画像を複数の撮像手段に
より取り込み、当該視差画像列に基づいて前記被測定物
体の三次元形状を測定する装置において、 前記被測定物体の撮像方向に対して同一中心を持つ互い
に異なった大きさの相似形の複数の幾何学パターンに沿
ってそれぞれ配置した複数台の撮像手段により視差画像
を入力する視差画像入力手段と、 前記視差画像入力手段により入力された視差画像を、幾
何学パターンの大きさ毎に各撮像手段位置の方向と同一
の方向に切り出し合成することによって変換画像を生成
する変換画像生成手段と、 前記変換画像生成手段により生成された変換画像を前記
幾何学パターンの大きさ順に重ねることによって変換立
体を生成する変換立体生成手段と、 前記変換立体生成手段により生成された変換立体から前
記幾何学パターンを底面とする錐の成分を抽出し、かつ
当該抽出した錐の頂角の大きさを基に対応点までの距離
を求める錐成分抽出・奥行決定手段と、 前記錐成分抽出・奥行決定手段により求められた対応点
までの距離を基に、前記被測定物体の三次元形状を出力
し必要に応じて記憶する出力手段と、 を備えて成ることを特徴とする三次元形状の測定装置。 - 【請求項１０】前記変換立体の錐成分の抽出手段として
は、前記変換立体と前記錐との相関値を求め、かつ当該
相関値が基準値以上である場合に錐が存在すると判定す
るものであることを掛致とする請求項９に記載の三次元
形状の測定装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP06323594A JP3396949B2 (ja) | 1994-03-31 | 1994-03-31 | 三次元形状の測定方法および装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP06323594A JP3396949B2 (ja) | 1994-03-31 | 1994-03-31 | 三次元形状の測定方法および装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07270139A JPH07270139A (ja) | 1995-10-20 |
| JP3396949B2 true JP3396949B2 (ja) | 2003-04-14 |
Family
ID=13223361
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP06323594A Expired - Fee Related JP3396949B2 (ja) | 1994-03-31 | 1994-03-31 | 三次元形状の測定方法および装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3396949B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100709394B1 (ko) * | 2006-03-15 | 2007-04-20 | 주식회사 에코마이스터 | 이미지 매칭을 이용한 열차 검사시스템 및 이를 이용한열차 검사방법 |
-
1994
- 1994-03-31 JP JP06323594A patent/JP3396949B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Publication date |
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| JPH07270139A (ja) | 1995-10-20 |
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