JP5610579B2 - 3D dimension measuring device - Google Patents

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本発明は、3次元寸法測定装置に関する。   The present invention relates to a three-dimensional dimension measuring apparatus.

画像から寸法を求める際に、高倍率(高精細)画像を取得することで、寸法の算出精度が向上する。しかしながら、同じ大きさの受光素子を用いた場合、高倍率画像は撮影範囲が狭くなるため、測定可能な測定対象の大きさが小さくなる。また、測定対象の大きさに応じ撮影範囲を変えた場合、ズーミング、および、フォーカシングの状態によって画像歪みなどのカメラパラメータが変わってしまい、正確な寸法測定ができなくなる。さらに、高倍率で撮影した場合、測定対象の一部しか確認できなくなるため、測定対象全体のうちどの部分を撮影しているのかの判断が難しくなる。   When obtaining the dimension from the image, the dimension calculation accuracy is improved by acquiring a high-magnification (high-definition) image. However, when light receiving elements having the same size are used, a high-magnification image has a narrow photographing range, so that the size of a measurable measurement target is small. In addition, when the shooting range is changed according to the size of the measurement target, camera parameters such as image distortion change depending on zooming and focusing states, and accurate dimension measurement cannot be performed. Further, when shooting at a high magnification, only a part of the measurement object can be confirmed, so it is difficult to determine which part of the entire measurement object is being shot.

これらの課題に対し、特開2008−241491号公報(特許文献1)において廣岡らは、ズーム及びフォーカス機能を有するステレオカメラを用いた3次元計測装置において、ズーム及びフォーカスが変化した場合でも精度のよい3次元計測を行うことが可能な3次元計測装置について述べている。すなわち、ズーム及びフォーカスが可変な撮像手段を1つ以上含む複数の撮像手段と、ズーミング及びフォーカシングの制御手段と、複数の撮像手段が出力した撮像画像をステレオ画像処理し3次元情報を計測するステレオ画像処理手段と、ステレオ画像処理を行うために必要なカメラ情報を格納するカメラ情報格納手段とを有する3次元計測装置において、カメラ情報格納手段は各撮像手段のズームの状態及びフォーカスの状態に依存して変化するカメラ情報については、その状態に応じた複数のカメラ情報を持ち、ステレオ画像処理手段が各撮像手段のズームの状態及びフォーカスの状態を取得して、カメラ情報格納部から対応するカメラ情報を取得し、ステレオ画像処理に用いる方法について述べている。   In response to these problems, in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2008-241491 (Patent Document 1), Sasaoka et al., In a three-dimensional measurement apparatus using a stereo camera having a zoom and focus function, has high accuracy even when the zoom and focus change. A three-dimensional measuring apparatus capable of performing good three-dimensional measurement is described. That is, a plurality of image pickup means including one or more image pickup means with variable zoom and focus, a zooming and focusing control means, and a stereo for processing three-dimensional information by processing a picked-up image output from the plurality of image pickup means. In a three-dimensional measuring apparatus having image processing means and camera information storage means for storing camera information necessary for performing stereo image processing, the camera information storage means depends on the zoom state and focus state of each imaging means. As for the camera information that changes, the camera has a plurality of camera information corresponding to the state, the stereo image processing unit acquires the zoom state and the focus state of each imaging unit, and the corresponding camera from the camera information storage unit It describes a method for acquiring information and using it for stereo image processing.

また、特開2008−70120号公報(特許文献2)において廣岡らは、ズームが可変なステレオ撮像を用いた距離計測装置において、ズームが変化した場合でも正確なステレオ画像処理による距離計測を行う距離計測装置について述べている。すなわち、撮像を行うズームが可変な第一,第二の撮像手段と、第一,第二の撮像手段が出力するステレオ撮像画像を用いてステレオ画像処理を行い、距離情報を演算するステレオ画像処理手段と、第一の撮像手段と第二の撮像手段が出力する撮像画像を用いて画像処理を行い、ズームの変化量を検出するズーム変化量検出手段とを有する。検出した第一,第二の撮像手段のズーム倍率に差がある場合に、その差を補正するように第一,第二の撮像手段を制御する。また、ステレオ画像処理手段がズーム変化量検出手段の出力するズーム変化量を用いてステレオ画像処理を行うことで、ズーム変化時にも精度の良いステレオ画像処理を行い、正確な距離計測を行うことが可能となると述べている。   In Japanese Patent Application Laid-Open No. 2008-70120 (Patent Document 2), Tsujioka et al. In a distance measuring device using stereo imaging with variable zoom, a distance that performs distance measurement by accurate stereo image processing even when the zoom changes. A measuring device is described. In other words, stereo image processing is performed by performing stereo image processing using the first and second imaging means with variable zoom for imaging and the stereo captured images output by the first and second imaging means, and calculating distance information. And a zoom change amount detecting means for performing image processing using the captured images output from the first image pickup means and the second image pickup means and detecting a zoom change amount. When there is a difference between the detected zoom magnifications of the first and second imaging means, the first and second imaging means are controlled so as to correct the difference. Also, the stereo image processing means performs stereo image processing using the zoom change amount output from the zoom change amount detection means, so that accurate stereo image processing can be performed even when the zoom changes, and accurate distance measurement can be performed. States that it will be possible.

また、特開平8−14861号公報(特許文献3)において近藤らは、対象物体の3次元形状を精度良く計測するために、ズームレンズを有する2つの撮像部を用い、それぞれ撮像したステレオ画像から測距部においてステレオ測距法により被写体距離データZSを得る。一方、ズーム比を変えながら測距部においてズーム測距法により距離データZR,ZLを得て、距離データ統合部にて各データZS,ZR,ZLを各々の信頼性に応じて荷重平均する。そして、最終的な被写体距離を求めることで、2つの測距法の計測結果が補い合いながら被写体の3次元形状を高精度に安定して計測する方法について述べている。   Further, in Japanese Patent Laid-Open No. 8-14861 (Patent Document 3), Kondo et al. Used two imaging units having a zoom lens to accurately measure the three-dimensional shape of the target object, and each captured stereo image. The distance measuring unit obtains subject distance data ZS by a stereo distance measuring method. On the other hand, distance data ZR and ZL are obtained by the zoom distance measuring method in the distance measuring unit while changing the zoom ratio, and the load data is averaged according to the reliability of each data ZS, ZR and ZL by the distance data integrating unit. A method of stably measuring the three-dimensional shape of the subject with high accuracy while obtaining the final subject distance and complementing the measurement results of the two distance measuring methods is described.

また、特開2009−284452号公報(特許文献4)において河野らは、従来複数カメラの位置関係を正確に定め、複数カメラを効果的に利用するのに困難であった複数のカメラの正確な位置決めとカメラ操作を容易とし、複数カメラ間の位置関係を常に正確に保ちながら操作容易にした複数のカメラ装着用雲台構成およびそれらを制御操作する複数カメラシステム装置を提供する。この装置では、複数カメラの位置関係を正確に保ちながら制御操作することにより、複数カメラによる複数画像の利用,目標対象物のスピーディかつ的確な捕捉,対象物の位置関係の把握,高速ズームフォーカス、など複数カメラによるより高度な機能を備えたカメラシステム装置について述べている。すなわち、複数のカメラから成る電子カメラシステム装置において、前記複数のカメラはパン方向およびチルト方向に制御可能な雲台上に装着され、前記複数のカメラはそれぞれが連携して操作可能とされることを特徴とする電子カメラシステムについて述べている。   Also, in Japanese Patent Laid-Open No. 2009-284442 (Patent Document 4), Kawano et al. Accurately determined the positional relationship between a plurality of cameras and accurately used a plurality of cameras, which had been difficult to use effectively. Provided are a plurality of camera mounting head configurations that facilitate positioning and camera operation, and are easy to operate while always maintaining a positional relationship between a plurality of cameras, and a plurality of camera system devices that control these. In this device, by controlling and maintaining the positional relationship of multiple cameras accurately, the use of multiple images by multiple cameras, speedy and accurate capture of target objects, grasping of the positional relationship of objects, high-speed zoom focus, It describes a camera system device with more advanced functions using multiple cameras. In other words, in the electronic camera system apparatus including a plurality of cameras, the plurality of cameras are mounted on a pan head that can be controlled in the pan direction and the tilt direction, and the plurality of cameras can be operated in cooperation with each other. An electronic camera system featuring the above is described.

特開2008−241491号公報JP 2008-241491 A 特開2008−70120号公報JP 2008-70120 A 特開平8−14861号公報Japanese Patent Laid-Open No. 8-14861 特開2009−284452号公報JP 2009-284552 A

しかしながら、特許文献1,特許文献2、および、特許文献3で述べられている技術では、高倍率で撮影した場合、測定対象の一部しか確認できなくなるため、測定対象全体のうちどの部分を撮影しているのかの判断が難しくなることに対する解決方法については述べられていない。   However, in the techniques described in Patent Document 1, Patent Document 2, and Patent Document 3, when photographing at a high magnification, only a part of the measurement object can be confirmed, so which part of the entire measurement object is photographed. There is no mention of a solution to the difficulty in determining whether or not you are doing.

また、特許文献4で述べられている技術では、低倍率画像と高倍率画像を同時に取得し、低倍率画像中の所望の場所を高倍率で撮影する技術について述べられているものの、測定対象を1枚の高倍率画像に納まりきらない程のより高い倍率で撮影する方法については述べられていない。   The technique described in Patent Document 4 describes a technique for acquiring a low-magnification image and a high-magnification image at the same time and photographing a desired location in the low-magnification image at a high magnification. There is no description of a method of shooting at a higher magnification that does not fit in a single high-magnification image.

そこで、本発明の目的は、画像を用いた測定において、1枚の画像に納まりきらない程の高い倍率で画像を取得する際にも、容易な操作で画像を取得でき、かつ、寸法を算出する際に、1枚の画像に納まりきらない程の高い倍率で撮影した画像を用いることで、1枚の画像に納まりきる画像から寸法を算出するよりも高い精度で寸法を算出可能な装置を提供することにある。   Accordingly, an object of the present invention is to obtain an image with a simple operation and calculate a size even when acquiring an image at a magnification that is too high to fit in one image in measurement using an image. A device capable of calculating dimensions with higher accuracy than calculating a dimension from an image that can be accommodated in a single image by using an image taken at a magnification that does not fit in a single image. It is to provide.

本発明は、ワイドカメラの画像からワークの輪郭を抽出し、抽出された輪郭情報に基づき、駆動機構の走査軌跡および、複数のカメラの撮像倍率を決定し、決定された走査軌跡を走査中に、複数のカメラから複数枚の画像を取得し、複数枚の画像を合成して、高倍率の画像を生成し、生成された高倍率画像から高精度に輪郭の寸法を求めることを特徴とする。   The present invention extracts a contour of a workpiece from an image of a wide camera, determines a scanning trajectory of a driving mechanism and imaging magnifications of a plurality of cameras based on the extracted contour information, and scans the determined scanning trajectory during scanning. A plurality of images are acquired from a plurality of cameras, a plurality of images are combined to generate a high-magnification image, and a contour dimension is obtained from the generated high-magnification image with high accuracy. .

本発明によれば、画像を用いた測定において、1枚の画像に納まりきらない程の高い倍率で画像を取得する際にも、容易な操作で画像を取得でき、かつ、寸法を算出する際に、1枚の画像に納まりきらない程の高い倍率で撮影した画像を用いることで、1枚の画像に納まりきる画像から寸法を算出するよりも高い精度で寸法を算出可能な装置を提供することができる。   According to the present invention, in measurement using an image, when acquiring an image at a magnification that is too high to fit in one image, the image can be acquired with an easy operation, and the dimensions are calculated. In addition, an apparatus capable of calculating a dimension with higher accuracy than calculating a dimension from an image that can be accommodated in one image by using an image captured at a magnification that does not fit in one image can be provided. be able to.

本発明の第1の実施例における、ワイドカメラと、ズーム機能付きステレオカメラを用いた寸法計測システムの全体構成図を示す図である。It is a figure which shows the whole block diagram of the dimension measurement system using the wide camera and the stereo camera with a zoom function in 1st Example of this invention. 本発明の第1の実施例における、ワイドカメラと、ステレオカメラのX軸方向の位置の違いを説明する図である。It is a figure explaining the difference in the position of the X-axis direction of a wide camera and a stereo camera in 1st Example of this invention. 本発明の第1の実施例における、ワイドカメラと、ステレオカメラのY軸方向の位置の違いを説明する図である。It is a figure explaining the difference in the position of the Y-axis direction of a wide camera and a stereo camera in 1st Example of this invention. 本発明の第1の実施例における、ワイドカメラで撮影された画像と、ワイドカメラで撮影された画像の中の指定された部分をズームカメラで撮影した画像を、各々、別々のモニタで表示させる様子を説明する図である。In the first embodiment of the present invention, an image taken with a wide camera and an image taken with a zoom camera of a specified portion of the image taken with the wide camera are each displayed on separate monitors. It is a figure explaining a mode. 本発明の第1の実施例における、ワイドカメラで撮影された画像と、ワイドカメラで撮影された画像の中の指定された部分をズームカメラで撮影した画像を、同じモニタで表示させる様子を説明する図である。Explained in the first embodiment of the present invention is a state in which an image taken with a wide camera and an image taken with a zoom camera of a specified portion of the image taken with the wide camera are displayed on the same monitor. It is a figure to do. 本発明の第1の実施例における、抽出された注目部位の輪郭と、該輪郭を複数領域に分割した様子と、該分割された領域のうち、抽出された注目部位の輪郭を含む画像を抽出する様子を示す図である。In the first embodiment of the present invention, the extracted outline of the attention site, a state in which the outline is divided into a plurality of areas, and an image including the extracted outline of the attention area among the divided areas are extracted. It is a figure which shows a mode that it does. 本発明の第1の実施例における、抽出された注目部位の輪郭と、該輪郭を複数領域に分割した様子と、該分割された領域のうち、抽出された注目部位の輪郭を含む画像の中心座標をサブピクセル精度で抽出する様子を示す図である。In the first embodiment of the present invention, the outline of the extracted target region, the state of dividing the contour into a plurality of regions, and the center of the image including the extracted contour of the target region out of the divided regions It is a figure which shows a mode that a coordinate is extracted with subpixel precision. 本発明の第1の実施例における、CAD情報と計測結果を比較表示する様子を示す図である。It is a figure which shows a mode that CAD information and a measurement result are compared and displayed in 1st Example of this invention. 本発明の第1の実施例における、計測フローを示す図である。It is a figure which shows the measurement flow in the 1st Example of this invention.

本発明の実施形態を図1から図9を用いて説明する。   An embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.

図1に本発明で用いる計測システムの全体構成について示す。   FIG. 1 shows the overall configuration of a measurement system used in the present invention.

まず、ワイドカメラ3がパン機構6に搭載されており、広い範囲の画像を取得する。ワイドカメラのレンズは、ピント調整不要の固定焦点レンズでも良いし、バリフォーフォーカル機能付きのレンズでも良い。   First, the wide camera 3 is mounted on the pan mechanism 6 and acquires a wide range of images. The lens of the wide camera may be a fixed focus lens that does not require focus adjustment, or a lens with a varifocal function.

次に、上記ワイドカメラ3よりも高い倍率を有するズームカメラ1、および、ズームカメラ2にて、上記ワイドカメラ3で撮影された画像の一部を撮影する。本実施例では、計測対象の3次元形状を求めるために、ズームカメラ1とズームカメラ2でステレオカメラを構成している。ズームカメラ1、および、ズームカメラ2のレンズは、倍率、および、フォーカス調整が可能なズームレンズを用いる。ズームカメラ1、および、ズームカメラ2は、パン機構4およびチルト機構5に搭載されており、任意の方向を撮影できる。また、ズームカメラ1,ズームカメラ2、および、ワイドカメラ3は、パン機構4及びパン機構6に搭載されており、水平方向に回転可能である。図示していないが、ズームカメラ1,ズームカメラ2、および、ワイドカメラ3をチルト機構に搭載すれば、ズームカメラ1,ズームカメラ2、および、ワイドカメラ3を一体で任意の方向に向けることが可能となる。   Next, a part of an image photographed by the wide camera 3 is photographed by the zoom camera 1 and the zoom camera 2 having a higher magnification than the wide camera 3. In this embodiment, the zoom camera 1 and the zoom camera 2 constitute a stereo camera in order to obtain a three-dimensional shape to be measured. As the lenses of the zoom camera 1 and the zoom camera 2, a zoom lens capable of adjusting the magnification and focus is used. The zoom camera 1 and the zoom camera 2 are mounted on the pan mechanism 4 and the tilt mechanism 5 and can photograph an arbitrary direction. The zoom camera 1, the zoom camera 2, and the wide camera 3 are mounted on the pan mechanism 4 and the pan mechanism 6, and can be rotated in the horizontal direction. Although not shown, if the zoom camera 1, the zoom camera 2, and the wide camera 3 are mounted on the tilt mechanism, the zoom camera 1, the zoom camera 2, and the wide camera 3 can be integrally directed in any direction. It becomes possible.

ズームカメラ1,ズームカメラ2、および、ワイドカメラ3は、それぞれ、カメラコントローラ9,10,11を介してコンピュータ15に接続されており、シャッター速度などを設定したり、画像を取り込んだりできる。   The zoom camera 1, the zoom camera 2, and the wide camera 3 are connected to the computer 15 via camera controllers 9, 10, and 11, respectively, and can set a shutter speed and capture an image.

また、パン機構4,6、および、チルト機構5は、それぞれ、パン機構コントローラ12,14、および、チルト機構コントローラ13を介してコンピュータ15に接続され、ズームカメラ1,2、および、ワイドカメラ3の姿勢を制御する。   The pan mechanisms 4 and 6 and the tilt mechanism 5 are connected to the computer 15 via the pan mechanism controllers 12 and 14 and the tilt mechanism controller 13, respectively, and the zoom cameras 1 and 2 and the wide camera 3 are connected. To control the attitude.

撮影画像は、記憶装置18に保存される。また、ディスプレイ19、および、20に映し出される。   The captured image is stored in the storage device 18. Further, the images are displayed on the displays 19 and 20.

ここで、ズームカメラ1,2、および、ワイドカメラ3は、各々、異なる位置に配置されているため、取得される画像において、計測対象の画像上での座標が異なる。寸法の測定を行うためには、画像上で同じ座標系で取り扱うために、座標補正を行う必要がある。これは、バンドル調整法を用いて得られた画像から位置関係を求めてもよい。また、図2、および、図3に示すように、予め回転調整を行う。ズームカメラ1,2、および、ワイドカメラ3は、X軸方向に距離30ずれており、また、ズームカメラ1とワイドカメラ3は、Y軸方向に距離31ずれており、さらに、ズームカメラ2とワイドカメラ3は、Y軸方向に距離32ずれている(すなわち、ズームカメラ1とズームカメラ2はY軸方向に距離33=距離31+距離32ずれており、これが、ステレオカメラを構成しているズームカメラ1とズームカメラ2の視差となる)。このように算出しておけば、画像の位置補正が容易となる。   Here, since the zoom cameras 1 and 2 and the wide camera 3 are respectively arranged at different positions, the coordinates on the measurement target image in the acquired image are different. In order to measure the dimensions, it is necessary to perform coordinate correction in order to handle the same coordinate system on the image. In this case, the positional relationship may be obtained from an image obtained by using the bundle adjustment method. Further, as shown in FIGS. 2 and 3, the rotation adjustment is performed in advance. The zoom cameras 1 and 2 and the wide camera 3 are shifted by a distance of 30 in the X-axis direction, and the zoom camera 1 and the wide camera 3 are shifted by a distance of 31 in the Y-axis direction. The wide camera 3 is shifted by a distance 32 in the Y-axis direction (that is, the zoom camera 1 and the zoom camera 2 are shifted by a distance 33 = distance 31 + distance 32 in the Y-axis direction. This is the parallax between the camera 1 and the zoom camera 2). By calculating in this way, the position correction of the image becomes easy.

図9は、本実施例における形状計測のフローを示している。まず、ワイドカメラ3で測定対象(ワーク)を撮影し、図4に示すようにディスプレイ19に表示される。取得画像は、コンピュータでレンズの収差などに起因する歪みが補正される。次に、図4に示すように、測定対象のうち寸法を算出した部分である注目部位42を含むように、マウス17を用いて測定領域41で囲う。この際、タッチパネルディスプレイを用いてディスプレイ上で測定領域41を指定しても良い。   FIG. 9 shows a flow of shape measurement in this embodiment. First, a measurement object (work) is photographed by the wide camera 3 and displayed on the display 19 as shown in FIG. In the acquired image, distortion caused by lens aberration or the like is corrected by a computer. Next, as shown in FIG. 4, the measurement region 41 is enclosed by using the mouse 17 so as to include a target region 42 that is a portion of the measurement target whose dimension has been calculated. At this time, the measurement area 41 may be designated on the display using a touch panel display.

次に、上記指定された測定領域が画面全体に写るようにズームカメラ1,2をパン,チルト移動させ、画像を取得する。該取得画像は、図4に示すように、ディスプレイ20に写しだされる。この際、図4ではズームカメラ1、または、ズームカメラ2で取得された画像のうちの1つを表示するようにしているが、両方の画像を表示するようにしても良い。また、図4では、ズームカメラ1、および/または、ズームカメラ2の画像を、ワイドカメラ3の画像を映し出すディスプレイ19とは異なるディスプレイ20に表示する例を示しているが、図5に示すように、全ての画像を同じディスプレイ19上に表示しても良い。   Next, the zoom cameras 1 and 2 are moved by panning and tilting so that the designated measurement area appears on the entire screen, and an image is acquired. The acquired image is copied onto the display 20 as shown in FIG. At this time, in FIG. 4, one of the images acquired by the zoom camera 1 or the zoom camera 2 is displayed, but both images may be displayed. FIG. 4 shows an example in which the image of the zoom camera 1 and / or the zoom camera 2 is displayed on a display 20 different from the display 19 that displays the image of the wide camera 3, but as shown in FIG. In addition, all the images may be displayed on the same display 19.

次に、図6に示すように、抽出された輪郭43は複数の分割された領域44に分割される。分割された各々の領域のうち、該抽出された輪郭43を含む領域45について、図7に示すように中心座標がサブピクセル精度で求められる。分割された各々の領域のうちの該抽出された輪郭43を含む全ての領域について、中心座標を求める。求まった中心座標は、ズームカメラ1,2での撮影軌跡となる。すなわち、ズームカメラ1,2での撮影中心が、中心座標47となるように、パン機構4、および、チルト機構5を用いて、ズームカメラ1,2の姿勢を制御する。このとき、ズームカメラ1,2での倍率は、撮影範囲が上記領域45よりも少し大きめになるように自動で設定する。また、その後ピント調整を行った後に、ズームカメラ1,2での画像を取得する。   Next, as shown in FIG. 6, the extracted contour 43 is divided into a plurality of divided regions 44. Among the divided areas, the center coordinates of the area 45 including the extracted outline 43 are obtained with sub-pixel accuracy as shown in FIG. The center coordinates are obtained for all regions including the extracted outline 43 in each of the divided regions. The obtained center coordinates are shooting trajectories with the zoom cameras 1 and 2. That is, the posture of the zoom cameras 1 and 2 is controlled using the pan mechanism 4 and the tilt mechanism 5 so that the center of photographing with the zoom cameras 1 and 2 becomes the center coordinate 47. At this time, the magnifications of the zoom cameras 1 and 2 are automatically set so that the shooting range is slightly larger than the area 45. In addition, after performing focus adjustment thereafter, images with the zoom cameras 1 and 2 are acquired.

次に、上記ズームカメラ1,2で取得された画像の歪補正を行う。この際、ズーム倍率,フォーカスごとの補正パラメータを事前に準備しておくことで、任意の倍率,フォーカス状態での画像補正が行えるようにしておく。この作業を、該抽出された輪郭43を含む全ての領域に対して撮像を終えたら、得られた画像を合成する。その後、合成された画像に対しステレオマッチングを施し、該抽出された輪郭43の3次元座標を求める、半径などの幾何寸法を算出する。   Next, distortion correction of the images acquired by the zoom cameras 1 and 2 is performed. At this time, the zoom magnification and the correction parameter for each focus are prepared in advance so that the image can be corrected at an arbitrary magnification and focus. When this operation is finished for all areas including the extracted outline 43, the obtained images are synthesized. Thereafter, stereo matching is performed on the synthesized image, and a geometric dimension such as a radius for calculating the three-dimensional coordinates of the extracted outline 43 is calculated.

最後に算出された寸法と3次元設計データ(CADデータ)を比較し、算出された寸法と目標形状の寸法の差である残り量を算出し、図8に示すように、ディスプレイ20上に、算出された寸法52,目標形状の寸法51とともに、残り量53を表示する。   Finally, the calculated dimension is compared with the three-dimensional design data (CAD data), and the remaining amount, which is the difference between the calculated dimension and the target shape, is calculated. As shown in FIG. The remaining amount 53 is displayed together with the calculated size 52 and the target shape size 51.

本発明によれば、抽出された輪郭43を含む全ての領域について、中心座標を求め、求まった中心座標は、ズームカメラ1,2での撮影軌跡となる。そのため、画像を用いた測定において、1枚の画像に納まりきらない程の高い倍率で画像を取得する際にも、容易な操作で画像を取得でき、かつ、寸法を算出する際に、1枚の画像に納まりきらない程の高い倍率で撮影した画像を用いることで、1枚の画像に納まりきる画像から寸法を算出するよりも高い精度で寸法を算出可能な装置を提供することができる。   According to the present invention, center coordinates are obtained for all the regions including the extracted outline 43, and the obtained center coordinates become shooting trajectories with the zoom cameras 1 and 2. For this reason, in measurement using an image, even when acquiring an image at a magnification that is too high to fit in one image, the image can be acquired with an easy operation, and when calculating dimensions, one image By using an image taken at a magnification that does not fit in one image, it is possible to provide an apparatus capable of calculating dimensions with higher accuracy than calculating dimensions from an image that fits in one image.

画像からの寸法計測方法および装置に関する。   The present invention relates to a method and apparatus for measuring dimensions from an image.

1,2 ズームカメラ
3 ワイドカメラ
4,6 パン機構
5 チルト機構
9,10,11 カメラコントローラ
12,14 パン機構コントローラ
13 チルト機構コントローラ
15 コンピュータ
16 キーボード
17 マウス
18 記憶装置
19,20 ディスプレイ
30 ズームカメラ1,ズームカメラ2とワイドカメラ3のX軸方向の距離
31 ズームカメラ1とワイドカメラ3のY軸方向の距離
32 ズームカメラ2とワイドカメラ3のY軸方向の距離
33 ズームカメラ1とズームカメラ2のY軸方向の距離(視差)
40 測定対象
41 測定領域
42 注目部位(寸法を算出したい部位)
43 抽出された輪郭
44 分割された領域
45 領域
46 画像の1画素
47 注目部位が写っている分割された画像の中心座標
50 目標形状
51 目標形状の寸法
52 算出された寸法
53 算出された寸法と目標形状の寸法の差(残り量)
1, 2 Zoom camera 3 Wide camera 4, 6 Pan mechanism 5 Tilt mechanism 9, 10, 11 Camera controller 12, 14 Pan mechanism controller 13 Tilt mechanism controller 15 Computer 16 Keyboard 17 Mouse 18 Storage device 19, 20 Display 30 Zoom camera 1 The distance 31 in the X-axis direction between the zoom camera 2 and the wide camera 3 The distance 32 in the Y-axis direction between the zoom camera 1 and the wide camera 3 The distance 33 in the Y-axis direction between the zoom camera 2 and the wide camera 3 The zoom camera 1 and the zoom camera 2 Distance in the Y-axis direction (parallax)
40 Measurement object 41 Measurement area 42 Part of interest (part whose dimensions are to be calculated)
43 extracted contour 44 divided region 45 region 46 one pixel 47 of image 47 center coordinates 50 of the divided image in which the region of interest is shown target shape 51 target shape size 52 calculated size 53 calculated size and Difference in target shape dimensions (remaining amount)

Claims (4)

ズームが可変な複数のズームカメラと、該複数のカメラを一体にしてパン方向およびチルト方向に動作させる駆動機構と、該ズームが可変な複数のカメラよりも撮像範囲が広いワイドカメラを有する3次元寸法測定装置であって、
前記ズームカメラの画像からワークの輪郭を抽出し、該抽出された輪郭情報に基づき、上記駆動機構の走査軌跡および、上記複数のズームカメラの撮像倍率を決定し、該決定された走査軌跡を走査中に、上記複数のズームカメラから複数枚の画像を取得し、該複数枚の画像を合成して、高倍率の画像を生成し、該生成された高倍率画像から高精度に輪郭の寸法を求めることを特徴とする3次元寸法測定装置。
3D having the zoom variable plurality of zoom cameras, and a drive mechanism for operating the pan direction and the tilt direction so as to be integrated with the plurality of cameras, the imaging range than the zoom variable multiple cameras wide wide camera A dimension measuring device,
The contour of the workpiece is extracted from the image of the zoom camera, and based on the extracted contour information, the scanning trajectory of the driving mechanism and the imaging magnification of the plurality of zoom cameras are determined, and the determined scanning trajectory is scanned. During this process, a plurality of images are acquired from the plurality of zoom cameras, the plurality of images are combined to generate a high-magnification image, and the contour dimension is accurately determined from the generated high-magnification image. What is required is a three-dimensional dimension measuring device.
ズームが可変な前記複数のズームカメラは、ステレオカメラで構成していることを特徴とする上記請求項1に記載の3次元寸法測定装置。 The three-dimensional dimension measuring apparatus according to claim 1, wherein the plurality of zoom cameras with variable zoom are configured by stereo cameras. 抽出された形状輪郭と目標形状である設計形状を同時に画面上に表示することを特徴とする上記請求項1に記載の3次元寸法測定装置。   2. The three-dimensional dimension measuring apparatus according to claim 1, wherein the extracted shape contour and the design shape as the target shape are simultaneously displayed on the screen. 求めた寸法と目標形状である設計寸法を同時に画面上に表示することを特徴とする上記請求項1に記載の3次元寸法測定装置。 3D dimension measuring apparatus according to claim 1, characterized in that the display on the obtained dimensions and at the same time on the screen design dimensions is the target shape.
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