JP6029376B2 - Precision measurement method - Google Patents
Precision measurement method Download PDFInfo
- Publication number
- JP6029376B2 JP6029376B2 JP2012174947A JP2012174947A JP6029376B2 JP 6029376 B2 JP6029376 B2 JP 6029376B2 JP 2012174947 A JP2012174947 A JP 2012174947A JP 2012174947 A JP2012174947 A JP 2012174947A JP 6029376 B2 JP6029376 B2 JP 6029376B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- measured
- vertices
- image coordinates
- tilt correction
- image
- 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
Images
Landscapes
- Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)
- Image Analysis (AREA)
Description
本発明は、カメラを利用して、被計測物である平面上の格子点間を精度良く計測する精密計測方法に関する。 The present invention relates to a precision measurement method that uses a camera to accurately measure between lattice points on a plane that is an object to be measured.
近年、コンクリート等の対象物の収縮率を計測するのに、点間距離だけでなく、面的な変位情報を把握したいという要望がでている。面的な管理を行うことで、対象物の変形状態をより正確に知ることができる。一方でデジタルカメラに代表されるデジタル入力機器の解像度は非常に高くなってきた。 In recent years, in order to measure the shrinkage rate of an object such as concrete, there is a demand for grasping not only the distance between points but also surface displacement information. By performing surface management, it is possible to know the deformation state of the object more accurately. On the other hand, the resolution of digital input devices represented by digital cameras has become very high.
デジタルカメラを利用しての画像計測に際して、カメラを校正する方法が開示されている(例えば、特許文献1及び2参照。)。また、画像の変形処理方法についても知られている(例えば、非特許文献1参照。)。さらに、デジタルカメラによるコンクリート収縮の計測も試みられている(例えば、非特許文献2及び3参照。)。
A method of calibrating a camera at the time of image measurement using a digital camera is disclosed (for example, refer to
しかし、例えば、非特許文献2及び3におけるデジタルカメラによるコンクリート収縮の計測方法では、収縮前と収縮後の画像からパターンマッチングを行い、その変位を調べている。この方法においては、収縮の前後でカメラを固定する必要があり、自由度が低い。また、パターンマッチングにより、収縮前後の位置を計測しているために、コンクリート表面の状態(表面に特徴のない領域の場合)によっては、計測できない場合がある。
However, for example, in the methods for measuring concrete shrinkage using digital cameras in Non-Patent
そこで、本発明の目的は、上記欠点を取り除くことができ、デジタル入力機器により、高精度に被計測物の変形状態を計測する精密計測装置及び精密計測方法を提供することである。 SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a precision measuring apparatus and a precision measuring method that can eliminate the above-mentioned drawbacks and measure the deformation state of an object to be measured with high accuracy using a digital input device.
本発明の第1の態様に係る精密計測装置は、
(a)被計測物の周辺に四角形状に指定された4つの頂点について、前記4つの頂点間の長さとして、四角形の周囲4辺と対角2辺のうち、少なくとも5辺の長さを得る計測部と、
(b)前記被計測物の周辺の前記4つの頂点と、前記被計測物の上に指定された複数の格子点と、が写るように、カメラで被計測物及びその周辺を撮影して撮影画像を得る撮影部と、
(c)得られた撮影画像からあおり補正前の前記4つの頂点の画像座標を求める補正前画像座標取得部と、
(d)各頂点間の長さを元にして、あおり補正後の4つの頂点の画像座標を求める補正後画像座標算出部と、
(e)あおり補正前の4つの頂点の画像座標と、あおり補正後の前記4つの頂点の画像座標との間の関係式に基づいて、あおり補正の射影変換の係数を求める射影変換係数算出部と、
(f)撮影画像において、前記被計測物の上の前記複数の格子点の画像座標を得る補正前格子点座標算出部と、
(g)得られた射影変換の係数を用いて、前記複数の格子点の画像座標を射影変換することで、あおり補正後の前記複数の格子点の画像座標を求める補正後格子点座標算出部と、
を含む。
The precision measuring device according to the first aspect of the present invention includes:
(A) For the four vertices designated in a quadrangular shape around the object to be measured, the length between the four vertices is at least five of the four sides and two diagonal sides of the quadrangle. A measuring unit to obtain,
(B) Photographing the object to be measured and its surroundings with a camera so that the four vertices around the object to be measured and a plurality of grid points designated on the object to be measured are photographed. An imaging unit for obtaining images;
(C) a pre-correction image coordinate acquisition unit for obtaining image coordinates of the four vertices before tilt correction from the obtained captured image;
(D) a corrected image coordinate calculation unit for obtaining image coordinates of four vertices after tilt correction based on the length between the vertices;
(E) Projection transformation coefficient calculation unit for obtaining a projection transformation coefficient for tilt correction based on a relational expression between the image coordinates of four vertices before tilt correction and the image coordinates of the four vertices after tilt correction When,
(F) In a captured image, a grid point coordinate calculation unit before correction for obtaining image coordinates of the plurality of grid points on the object to be measured;
(G) A corrected lattice point coordinate calculation unit for obtaining image coordinates of the plurality of lattice points after tilt correction by performing projective conversion of the image coordinates of the plurality of lattice points using the obtained projective transformation coefficient. When,
including.
本発明に係る精密計測装置では、被計測物の周辺に4つの頂点を四角形状に指定すればよく、長方形の頂点に限定されないので、自由度の高い精密計測を行うことができる。 In the precision measuring apparatus according to the present invention, it is only necessary to specify four vertices in a rectangular shape around the object to be measured, and since it is not limited to rectangular vertices, precise measurement with a high degree of freedom can be performed.
本発明の第1の態様に係る精密計測装置は、
(a)被計測物の周辺に四角形状に指定された4つの頂点について、前記4つの頂点間の長さとして、四角形の周囲4辺と対角2辺のうち、少なくとも5辺の長さを得る計測部と、
(b)前記被計測物の周辺の前記4つの頂点と、前記被計測物の上に指定された複数の格子点と、が写るように、カメラで被計測物及びその周辺を撮影して撮影画像を得る撮影部と、
(c)得られた撮影画像からあおり補正前の前記4つの頂点の画像座標を求める補正前画像座標取得部と、
(d)各頂点間の長さを元にして、あおり補正後の4つの頂点の画像座標を求める補正後画像座標算出部と、
(e)あおり補正前の4つの頂点の画像座標と、あおり補正後の前記4つの頂点の画像座標との間の関係式に基づいて、あおり補正の射影変換の係数を求める射影変換係数算出部と、
(f)撮影画像において、前記被計測物の上の前記複数の格子点の画像座標を得る補正前格子点座標算出部と、
(g)得られた射影変換の係数を用いて、前記複数の格子点の画像座標を射影変換することで、あおり補正後の前記複数の格子点の画像座標を求める補正後格子点座標算出部と、
を含む。
The precision measuring device according to the first aspect of the present invention includes:
(A) For the four vertices designated in a quadrangular shape around the object to be measured, the length between the four vertices is at least five of the four sides and two diagonal sides of the quadrangle. A measuring unit to obtain,
(B) Photographing the object to be measured and its surroundings with a camera so that the four vertices around the object to be measured and a plurality of grid points designated on the object to be measured are photographed. An imaging unit for obtaining images;
(C) a pre-correction image coordinate acquisition unit for obtaining image coordinates of the four vertices before tilt correction from the obtained captured image;
(D) a corrected image coordinate calculation unit for obtaining image coordinates of four vertices after tilt correction based on the length between the vertices;
(E) Projection transformation coefficient calculation unit for obtaining a projection transformation coefficient for tilt correction based on a relational expression between the image coordinates of four vertices before tilt correction and the image coordinates of the four vertices after tilt correction When,
(F) In a captured image, a grid point coordinate calculation unit before correction for obtaining image coordinates of the plurality of grid points on the object to be measured;
(G) A corrected lattice point coordinate calculation unit for obtaining image coordinates of the plurality of lattice points after tilt correction by performing projective conversion of the image coordinates of the plurality of lattice points using the obtained projective transformation coefficient. When,
including.
本発明の第2の態様に係る精密計測方法は、
(a)被計測物1の周辺2に4つの頂点を四角形状に指定し、4つの頂点間の長さとして、四角形の周囲4辺と対角2辺のうち、少なくとも5辺を計測するステップと、
(b)被計測物1の周辺2に四角形状に指定された4つの頂点3と、被計測物1の上に指定された複数の格子点4と、が写るようにカメラで被計測物及びその周辺を撮影して撮影画像を得るステップと、
(c)得られた撮影画像からあおり補正前の4つの頂点の画像座標を求めるステップと、
(d)各頂点間の計測された長さを元にして、あおり補正後の前記4つの頂点の画像座標を求めるステップと、
(e)(c)のステップで求められたあおり補正前の前記4つの頂点の画像座標と、(d)のステップで求められたあおり補正後の前記4つの頂点の画像座標との間の関係式に基づいて、あおり補正の射影変換の係数を求めるステップと、
(f)撮影画像において、前記被計測物の上の前記複数の格子点の画像座標を得るステップと、
(g)得られた射影変換の係数を用いて、前記複数の格子点の画像座標を射影変換することで、あおり補正後の前記複数の格子点の画像座標を求めるステップと、
を含む。
The precision measurement method according to the second aspect of the present invention includes:
(A) A step of specifying four vertices in a square shape around the
(B) The object to be measured by the camera so that the four
(C) obtaining image coordinates of four vertices before tilt correction from the obtained captured image;
(D) obtaining image coordinates of the four vertices after tilt correction based on the measured length between the vertices;
(E) Relationship between the image coordinates of the four vertices before the tilt correction obtained in step (c) and the image coordinates of the four vertices after the tilt correction obtained in step (d) Obtaining a projective transformation coefficient for tilt correction based on the equation;
(F) obtaining the image coordinates of the plurality of grid points on the object to be measured in the captured image;
(G) obtaining the image coordinates of the plurality of lattice points after tilt correction by performing projective transformation of the image coordinates of the plurality of lattice points using the obtained projective transformation coefficient;
including.
第3の態様に係るあおり補正方法は、第2の態様において、前記(a)のステップで、前記頂点間の長さとして、四角形の周囲4辺と対角1辺、又は、四角形の周囲3辺と対角2辺、の少なくとも一方を計測する。 The tilt correction method according to the third aspect is the step of (a) in the second aspect, wherein the length between the vertices in the step (a) is four sides and one diagonal side of the quadrangle, or three sides of the quadrangle. At least one of the side and the two diagonal sides is measured.
本発明の第4の態様に係る精密計測用コンピュータプログラムは、
(a)被計測物1の周辺2に四角形状に指定された4つの頂点3と、被計測物1の上に指定された複数の格子点と、が写るように、被計測物及びその周辺を撮影して得られた撮影画像からあおり補正前の4つの頂点の画像座標を求めるステップと、
(b)4つの頂点間の長さとして、四角形の周囲4辺と対角2辺のうち、少なくとも5辺について計測された長さを元にして、あおり補正後の4つの頂点の画像座標を求めるステップと、
(c)(a)のステップで求められたあおり補正前の前記4つの頂点の画像座標と、(b)のステップで求められたあおり補正後の前記4つの頂点の画像座標との間の関係式に基づいて、あおり補正の射影変換の係数を求めるステップと、
(d)撮影画像において、前記被計測物の上の前記複数の格子点の画像座標を得る
(e)得られた射影変換の係数を用いて、前記複数の格子点の画像座標を射影変換することで、あおり補正後の前記複数の格子点の画像座標を求めるステップと、
の各ステップをコンピュータに実行させて、精密計測を行う。
The computer program for precision measurement according to the fourth aspect of the present invention provides:
(A) The object to be measured and its surroundings so that the four
(B) As the length between the four vertices, the image coordinates of the four vertices after tilt correction are calculated based on the length measured for at least five of the four sides and two diagonal sides of the rectangle. Seeking steps,
(C) Relationship between the image coordinates of the four vertices before the tilt correction obtained in step (a) and the image coordinates of the four vertices after the tilt correction obtained in step (b) Obtaining a projective transformation coefficient for tilt correction based on the equation;
(D) Obtain image coordinates of the plurality of grid points on the object to be measured in the photographed image. (E) Projective transform the image coordinates of the plurality of grid points using the obtained projective transformation coefficients. Thus, obtaining image coordinates of the plurality of grid points after tilt correction;
Let the computer execute each of these steps to perform precision measurement.
第5の態様に係るコンピュータ読み取り可能な記録媒体は、第4の態様の前記精密計測用コンピュータプログラムを格納している。 A computer-readable recording medium according to the fifth aspect stores the computer program for precision measurement according to the fourth aspect.
第6の態様に係る変位計測方法は、第1の時間において、第2の態様の前記精密計測方法を行って、前記第1の時間における前記被計測物の上の前記複数の格子点の画像座標を求めるステップと、
前記第1の時間から後の第2の時間において、第2の態様の前記精密計測方法を行って、前記第2の時間における前記被計測物の上の前記複数の格子点の画像座標を求めるステップと、
前記第1の時間における前記被計測物の上の前記複数の格子点の画像座標から、前記第2の時間における前記被計測物の上の前記複数の格子点の画像座標への経時的な変位を求めるステップと、
を含む。
In the displacement measurement method according to the sixth aspect, in the first time, the precision measurement method of the second aspect is performed, and images of the plurality of lattice points on the object to be measured in the first time are obtained. Determining the coordinates;
At a second time after the first time, the precision measurement method of the second aspect is performed to obtain image coordinates of the plurality of grid points on the measurement object at the second time. Steps,
Displacement over time from the image coordinates of the plurality of lattice points on the object to be measured at the first time to the image coordinates of the plurality of lattice points on the object to be measured at the second time A step of seeking
including.
第7の態様に係る変位計測方法は、第6の態様において、前記第1の時間から前記第2の時間にわたって前記カメラを固定しておき、
前記第2の時間における前記被計測物の上の前記複数の格子点の画像座標を求めるステップにおいて、請求項2に記載の前記精密計測方法におけるステップ(b)、(f)、(g)のみを行って、前記被計測物の上の前記複数の格子点の画像座標を求めてもよい。
A displacement measuring method according to a seventh aspect is the sixth aspect, wherein the camera is fixed from the first time to the second time,
In the step of obtaining image coordinates of the plurality of lattice points on the object to be measured at the second time, only steps (b), (f), and (g) in the precision measurement method according to
第8の態様に係る変位計測用コンピュータプログラムは、第6の態様又は第7の態様の前記変位計測方法の各ステップをコンピュータに実行させて、第1の時間から第2の時間にわたる、被計測物の上の複数の格子点の画像座標の経時的な変位を計測する。 A computer program for displacement measurement according to an eighth aspect causes a computer to execute each step of the displacement measurement method according to the sixth aspect or the seventh aspect, and the measurement target is from the first time to the second time. The displacement with time of the image coordinates of a plurality of grid points on the object is measured.
第9の態様に係るコンピュータ読み取り可能な記録媒体は、第8の態様の前記変位計測用コンピュータプログラムを格納している。 A computer-readable recording medium according to a ninth aspect stores the displacement measurement computer program according to the eighth aspect.
(実施の形態1)
<精密計測装置>
図1(a)は、実施の形態1に係る精密計測装置10の構成を示すブロック図である。図1(b)は、制御部13の物理的な構成の一例を示すブロック図である。この精密計測装置10は、被計測物1の周辺2に指定された4つの頂点3(A1〜A4)間の長さを計測する計測部11と、被計測物1及びその周辺2を撮影して、撮影画像を得る撮影部12と、あおり補正前の4つの頂点の画像座標を求める補正前画像座標取得部14と、あおり補正後の4つの頂点の画像座標を求める補正後画像座標算出部15と、あおり補正の射影変換の係数を求める射影変換係数算出部16と、あおり補正前の複数の格子点4(B11〜Bnm)の画像座標を求める補正前格子点座標算出部17と、あおり補正後の複数の格子点の画像座標を求める補正後格子点座標算出部18と、を備える。なお、補正前画像座標取得部14と、補正後画像座標算出部15と、射影変換係数算出部16と、補正前格子点座標算出部17と、補正後格子点座標算出部18と、は、制御部13の機能として実現してもよい。図1(b)に示すように、制御部13は、物理的な構成として、CPU21、メモリ22、記憶手段23、入出力手段24、表示手段25、通信手段26を備えている。
(Embodiment 1)
<Precision measuring device>
FIG. 1A is a block diagram showing the configuration of the
以下に、この精密計測装置の各構成部材について説明する。 Below, each structural member of this precision measuring device is demonstrated.
計測部11は、被計測物1の周辺2に四角形状に指定された4つの頂点3(A1〜A4)について、4つの頂点間の長さ、四角形の周囲4辺と対角2辺のうち、少なくとも5辺の長さを得る。撮像部12は、被計測物1の周辺2の4つの頂点と、被計測物1上の複数の格子点(B11〜Bnm)と、が写るように、カメラで被計測物1及びその周辺2を撮影して撮影画像を得る。補正前画像座標取得部14は、得られた撮影画像からあおり補正前の4つの頂点の画像座標を求める。補正後画像座標算出部15は、4つの頂点間の長さを元にして、あおり補正後の4つの頂点の画像座標を求める。射影変換係数算出部16は、あおり補正前の4つの頂点の画像座標と、あおり補正後の4つの頂点の画像座標との間の関係式に基づいて、あおり補正の射影変換の係数を求める。補正前格子点座標算出部17は、撮影画像からあおり補正前の複数の格子点(B11〜Bnm)の画像座標を求める。補正後格子点座標算出部18は、得られた射影変換の係数を用いて、複数の格子点の画像座標を射影変換することで、あおり補正後の複数の格子点(B11〜Bnm)の画像座標を求める。
For the four vertices 3 (A1 to A4) designated in a quadrangular shape around the
この精密計測装置10では、被計測物1の周辺2に四角形状に指定された4つの頂点について、あおり補正の射影変換の係数を求めることによって、ユーザ自身による補正の必要がないあおり補正を実現できる。
In this
<精密計測方法>
図7は、実施の形態1に係る精密計測方法のフローチャートである。この精密計測方法について以下に説明する。
(a)被計測物1の周辺2に4つの頂点を四角形状に指定し、頂点間の長さ、四角形の周囲4辺と対角2辺のうち、少なくとも5辺(例えば、四角形の周囲3辺と対角2辺又は四角形の周囲4辺と対角1辺)を計測する(S01)。図2は、被計測物1の周辺に四角形状に指定した4つの頂点3と、被計測物1の上に指定した複数の格子点4と、を示す平面図である。図3は、図2の変形例であり、4つの頂点3が長方形以外の四角形を構成する場合の平面図である。図4は、被計測物1の周辺2の4つの頂点3から成る四角形を抽出した平面図である。なお、頂点3として被計測物1の周辺2にマーカを利用することでより正確に長さを計測することができる。そのため、図5(a)〜(j)は、頂点として使用されるマーカの一例を示すものである。また、頂点3は、同一平面内の四角形状を構成するように指定することが好ましい。なお、頂点間の長さの計測は、通常使用される方法、例えば、メジャーによる計測、レーザ計測、あるいは2台のカメラによるステレオ撮影等によって行うことができる。
ここで、被計測物1とは、例えば、コンクリート、モルタル等である。なお、被計測物1は、上記コンクリート、モルタル等に限られない。また、被計測物1の周辺2とは、被計測物1の近傍に配置され、被計測物1に比べて経時的に変位しにくい材料からなる箇所であることが望ましい。被計測物1の周辺2とは、例えば、金属製の枠体等であってもよい。
<Precise measurement method>
FIG. 7 is a flowchart of the precision measurement method according to the first embodiment. This precision measurement method will be described below.
(A) Four vertices are designated in a square shape in the
Here, the
(b)被計測物1の周辺の4つの頂点3と、被計測物1の上の指定された複数の格子点4と、が写るように、カメラにより被計測物1及びその周辺2を撮影して撮影画像を得る(S02)。図6は、4つの頂点を撮影した画像の一例を示す図である。なお、この場合、1台のカメラで撮影を行うことができる。撮像画像内において、4つの頂点に対応する各点は、それぞれα、β、γ、δとする。この場合に、カメラのレンズ歪み(樽形歪み、ピンクッション歪み等)を除去して撮影画像を得るようにしてもよい。
(c)得られた撮影画像からあおり補正前の4つの頂点の画像座標を求める(S03)。4つの頂点の画像座標は、後述するようにピクセル単位で得ることができる。
(d)頂点間の計測された長さを元に、あおり補正後の4つの頂点の画像座標を求める(S04)。この場合、4つの頂点の画像座標は、計測された長さ(m)に基づくので、例えば、m単位となる。
(e)上記(c)のステップで求められたあおり補正前の4つの頂点の画像座標と、上記(d)のステップで求められたあおり補正後の4つの頂点の画像座標との間の関係式に基づいて、あおり補正の射影変換の係数を求める(S05)。
(f)撮影画像からあおり補正前の複数の格子点の画像座標を求める(S06)。
(g)得られた射影変換の係数を用いて、複数の格子点の画像座標を射影変換することで、あおり補正後の複数の格子点の画像座標を求める(S07)。
以上によって、あおり補正後の被計測物1の上の複数の格子点の画像座標を得ることができる。
(B) Photographing the
(C) Image coordinates of four vertices before tilt correction are obtained from the obtained captured image (S03). The image coordinates of the four vertices can be obtained in pixel units as described later.
(D) Based on the measured length between vertices, the image coordinates of the four vertices after tilt correction are obtained (S04). In this case, the image coordinates of the four vertices are based on the measured length (m), and are, for example, m units.
(E) Relationship between the image coordinates of the four vertices before the tilt correction obtained in the step (c) and the image coordinates of the four vertices after the tilt correction obtained in the step (d) Based on the equation, a coefficient for projective transformation for tilt correction is obtained (S05).
(F) Image coordinates of a plurality of grid points before tilt correction are obtained from the captured image (S06).
(G) The image coordinates of the plurality of grid points after tilt correction are obtained by projective transformation of the image coordinates of the plurality of grid points using the obtained projective transformation coefficient (S07).
As described above, the image coordinates of a plurality of grid points on the object to be measured 1 after tilt correction can be obtained.
以下に、この精密計測方法の各ステップの詳細について説明する。
<ステップ(c)について>
実空間上の4つの頂点(A、B、C、D)の各点に対応する撮影された画像上の点α、β、γ、δは、画像から得られる画像座標であって、以下の通りとする。
α=(x1,y1)
β=(x2,y2)
γ=(x3,y3)
δ=(x4,y4)
上記4つの点α、β、γ、δは、4つの頂点を撮影して得られた画像座標であって、あおり補正前の画像座標である。
Below, the detail of each step of this precision measuring method is demonstrated.
<About step (c)>
Points α, β, γ, and δ on the captured image corresponding to the four vertices (A, B, C, and D) in the real space are image coordinates obtained from the image, and Street.
α = (x 1 , y 1 )
β = (x 2 , y 2 )
γ = (x 3 , y 3 )
δ = (x 4 , y 4 )
The four points α, β, γ, and δ are image coordinates obtained by photographing four vertices, and are image coordinates before tilt correction.
<ステップ(d)について>
・四角形の周辺3辺と対角2辺の場合
4つの頂点間の長さとして、周辺3辺と対角2辺の長さを計測した場合に、4つの頂点の各点の座標を以下のようにして求めることができる。
4つの頂点の各点(A、B、C、D)で形成される四角形ABCDのうち、周辺2辺(AB、BC)と、対角1辺(AC)とで構成される三角形ABCについて各点(A、B、C)のうち、点Cの座標(AE、CE)を求める。この時、頂点Aから頂点Bの方向をX軸、頂点Aを原点とする。
まず、三角形ABCについて、三辺の和を2sとし、三角形ABCの面積Sについて、ヘロンの公式により、下記式が得られる。
以上によって、点Cの座標(AE、CE)が得られる。
<About step (d)>
・ In the case of 3 sides and 2 diagonal sides of a rectangle When measuring the length of 3 sides and 2 diagonal sides as the length between 4 vertices, the coordinates of each point of the 4 vertices are as follows Can be obtained in this way.
Among the quadrilateral ABCD formed by four points (A, B, C, D), each of the triangle ABC composed of two peripheral sides (AB, BC) and one diagonal side (AC) Among the points (A, B, C), the coordinates (AE, CE) of the point C are obtained. At this time, the direction from the vertex A to the vertex B is the X axis, and the vertex A is the origin.
First, regarding the triangle ABC, the sum of the three sides is 2 s, and the area S of the triangle ABC is obtained by Heron's formula as follows.
As described above, the coordinates (AE, CE) of the point C are obtained.
次に、周辺2辺(AB、DA)と、対角1辺(BD)とで構成される三角形ABDについて各点(A、B、D)のうち、点Dの座標(AF、DF)を求める。前述と同様に座標系は頂点Aから頂点Bの方向をX軸、頂点Aを原点とする。
三角形ABDについて、三辺の和を2sとし、三角形ABDの面積Sについて、ヘロンの公式より、下記式が得られる。
Next, the coordinates (AF, DF) of the point D among the points (A, B, D) of the triangle ABD composed of two peripheral sides (AB, DA) and one diagonal side (BD) are set. Ask. As described above, the coordinate system uses the direction from vertex A to vertex B as the X axis and vertex A as the origin.
For the triangle ABD, the sum of the three sides is 2 s, and the area S of the triangle ABD is obtained from the Heron formula as follows:
よってABCDの各点の座標は、点Aの座標を原点とした場合、下記のようになる。
A =(0,0) ⇒(X1,Y1)
B =(AB,0) ⇒(X2,Y2)
C =(AE,CE) ⇒(X3,Y3)
D =(AF,DF) ⇒(X4,Y4)
Therefore, the coordinates of each point of ABCD are as follows when the coordinate of point A is the origin.
A = (0, 0) ⇒ (X 1 , Y 1 )
B = (AB, 0) ⇒ (X 2 , Y 2 )
C = (AE, CE) => (X 3 , Y 3 )
D = (AF, DF) => (X 4 , Y 4 )
・四角形の周辺4辺と対角1辺の場合
一方、4つの頂点間の長さとして、四角形の周囲4辺と対角2辺のうち、四角形の周辺4辺と対角1辺の場合を計測した場合について説明する。例えば、周囲4辺と対角ACとを計測した場合、原点を点Aとすると共に、対角ACをX軸とすることによって、上記と同様の取り扱いをすることができる。例えば、三角形ABCについては、点Bから対角ACに垂線を下ろして、垂線の足を点Eとする。その後、上記と同様にヘロンの公式を用いてBE及びAEを算出して、点Bの画像座標を求める。また、三角形ACDについては、点Dから対角ACに垂線を下ろして、垂線の足を点Fとする。その後、上記と同様にヘロンの公式を用いてDF、AFを算出して、点Dの画像座標を求めることができる。
In the case of four sides and one diagonal side of the rectangle On the other hand, as the length between the four vertices, among the four sides and two diagonal sides of the rectangle, the case of the four sides and one diagonal side of the rectangle The case where it measured is demonstrated. For example, when measuring the four surrounding sides and the diagonal AC, the origin can be set to the point A and the diagonal AC can be set to the X-axis to perform the same handling as described above. For example, with respect to the triangle ABC, a perpendicular line is drawn from the point B to the diagonal AC, and a leg of the perpendicular line is taken as a point E. Thereafter, BE and AE are calculated using the Heron formula in the same manner as described above, and the image coordinates of the point B are obtained. For the triangle ACD, a perpendicular line is drawn from the point D to the diagonal AC, and the perpendicular leg is set to the point F. Thereafter, the image coordinates of the point D can be obtained by calculating DF and AF using the Heron formula in the same manner as described above.
<ステップ(e)について>
あおり補正前の画像上の画像座標(xn,yn)から、あおり補正後の画像座標(Xn,Yn)への座標変換(射影変換)は、以下のように示される。なお、下記式中、a、b、c、d、e、f、A、Bは、あおり補正の射影変換におけるパラメータである。
なお、上述のように、あおり補正前の画像上の画像座標(xn,yn)はピクセル単位で得られる。一方、あおり補正後の画像座標(Xn,Yn)は、例えばm単位で得られる。それぞれの単位が相違するので、それぞれの単位系を対応させる任意の定数としてkを設けた。kは、任意の定数であるが、決定の方法の一つとしては、例えば、以下の方法が挙げられる。
k=αβ間の距離(pixel(画素))/AB間の距離(m)
<About step (e)>
The coordinate transformation (projective transformation) from the image coordinates (x n , y n ) on the image before tilt correction to the image coordinates (X n , Y n ) after tilt correction is shown as follows. In the following formula, a, b, c, d, e, f, A, and B are parameters in the projective transformation for tilt correction.
As described above, the image coordinates (x n , y n ) on the image before tilt correction are obtained in units of pixels. On the other hand, the image coordinates (X n , Y n ) after tilt correction are obtained in units of m, for example. Since each unit is different, k is set as an arbitrary constant to correspond to each unit system. k is an arbitrary constant, but one of the determination methods is, for example, the following method.
k = distance between αβ (pixel (pixel)) / distance between AB (m)
上記あおり補正の射影変換の式に、4つの頂点のあおり補正前後の画像座標をそれぞれ代入することによって、8組の方程式を得ることができ、これを解くことによって、あおり補正の射影変換におけるパラメータa、b、c、d、e、f、A、Bを算出することができる。 Eight sets of equations can be obtained by substituting the image coordinates of the four vertices before and after the tilt correction into the above-described tilt correction projective transformation formula, and by solving this, parameters in the tilt correction projective transformation can be obtained. a, b, c, d, e, f, A, and B can be calculated.
<ステップ(f)>
撮影画像上において、被計測物1の上の複数の格子点4の画像座標を得る。
<Step (f)>
Image coordinates of a plurality of
<ステップ(g)>
得られたあおり補正の射影変換におけるパラメータa、b、c、d、e、f、A、Bを用いて、被計測物1の上に配置された複数の格子点4の画像座標を射影変換することで、あおり補正後の被計測物1の複数の格子点の画像座標を求めることができる。
<Step (g)>
Using the obtained parameters a, b, c, d, e, f, A, and B in the projective transformation for tilt correction, the projective transformation is performed on the image coordinates of a plurality of
なお、上記ステップ(a)〜(g)を複数回行って、それぞれで求められる被計測物1の複数の格子点4の画像座標の平均として、被計測物1の複数の格子点4の画像座標を求めてもよい。
In addition, the said step (a)-(g) is performed in multiple times, and the image of the some
<精密計測用コンピュータプログラム>
図8は、実施の形態1に係る精密計測用コンピュータプログラムのフローチャートである。
(a)被計測物1の周辺2に四角形状に指定された4つの頂点3と、被計測物1の上に指定された複数の格子点4と、が写るように、被計測物1及びその周辺2を撮影して得られた撮影画像からあおり補正前の4つの頂点の画像座標を求める(S11)。
(b)4つの頂点3間の長さ、四角形の周囲4辺と対角2辺のうち、少なくとも5辺について計測された長さを元にして、4つの頂点3のあおり補正後の画像座標を求める(S12)。
(c)(a)のステップで求められたあおり補正前の4つの頂点3の画像座標と、(b)のステップで求められたあおり補正後の4つの頂点3の画像座標との間の関係式に基づいて、あおり補正の射影変換の係数を求める(S13)。
(d)撮影された画像上において、被計測物1の上の複数の格子点4の画像座標を得る(S14)。
(e)得られた射影変換の係数を用いて、被計測物1の複数の格子点4の画像座標を射影変換することで、あおり補正後の被計測物1の上の複数の格子点4の画像座標を求める(S15)。
以上の各ステップをコンピュータに実行させることによって、被計測物1の上の複数の格子点4の画像座標を精密計測することができる。
<Computer program for precision measurement>
FIG. 8 is a flowchart of the precision measurement computer program according to the first embodiment.
(A) The
(B) Image coordinates after tilt correction of the four
(C) Relationship between the image coordinates of the four
(D) Image coordinates of a plurality of
(E) Projective transformation is performed on the image coordinates of a plurality of
By causing the computer to execute the above steps, the image coordinates of the plurality of
さらに、上記精密計測用コンピュータプログラムをコンピュータ読み取り可能な記録媒体に格納してもよい。 Further, the computer program for precision measurement may be stored in a computer-readable recording medium.
(実施の形態2)
<変位計測方法>
図9は、実施の形態2に係る第1の時間から第2の時間にわたる、被計測物1の上の複数の格子点4の画像座標の経時的な変位を計測する変位計測方法のフローチャートである。以下に、この変位計測方法について説明する。
(1)第1の時間において、以下の精密計測方法を行って、第1の時間における被計測物1の上の複数の格子点4の画像座標を求める(S21)。
(1−a)被計測物1の周辺2に4つの頂点を四角形状に指定し、頂点間の長さ、四角形の周囲4辺と対角2辺のうち、少なくとも5辺(例えば、四角形の周囲3辺と対角2辺又は四角形の周囲4辺と対角1辺)を計測する(S31)。
(1−b)被計測物1の周辺2の4つの頂点3と、被計測物1の上の指定された複数の格子点4と、が写るように、カメラにより被計測物1及びその周辺2を撮影して撮影画像を得る(S32)。
(1−c)得られた撮影画像からあおり補正前の4つの頂点の画像座標を求める(S33)。
(1−d)頂点間の計測された長さを元に、あおり補正後の4つの頂点の画像座標を求める(S34)。
(1−e)上記(1−c)のステップで求められたあおり補正前の4つの頂点の画像座標と、上記(1−d)のステップで求められたあおり補正後の4つの頂点の画像座標との間の関係式に基づいて、あおり補正の射影変換の係数を求める(S35)。
(1−f)撮影画像からあおり補正前の複数の格子点の画像座標を求める(S36)。
(1−g)得られた射影変換の係数を用いて、複数の格子点の画像座標を射影変換することで、あおり補正後の複数の格子点の画像座標を求める(S37)。
(Embodiment 2)
<Displacement measurement method>
FIG. 9 is a flowchart of a displacement measuring method for measuring the temporal displacement of the image coordinates of a plurality of
(1) At the first time, the following precision measurement method is performed to obtain the image coordinates of the plurality of
(1-a) Four vertices are designated in a square shape in the
(1-b) The
(1-c) Image coordinates of four vertices before tilt correction are obtained from the obtained captured image (S33).
(1-d) Based on the measured length between vertices, the image coordinates of the four vertices after tilt correction are obtained (S34).
(1-e) Image coordinates of four vertices before tilt correction obtained in step (1-c) and images of four vertices after tilt correction obtained in step (1-d) Based on the relational expression between the coordinates, a coefficient for projective transformation for tilt correction is obtained (S35).
(1-f) Image coordinates of a plurality of grid points before tilt correction are obtained from the photographed image (S36).
(1-g) The image coordinates of the plurality of grid points after tilt correction are obtained by projective transformation of the image coordinates of the plurality of grid points using the obtained projective transformation coefficient (S37).
(2)第1の時間から後の第2の時間において、以下の精密計測方法を行って、第2の時間における被計測物1の上の複数の格子点4の画像座標を求める(S22)。
(2−a)被計測物1の周辺2に4つの頂点を四角形状に指定し、頂点間の長さ、四角形の周囲4辺と対角2辺のうち、少なくとも5辺(例えば、四角形の周囲3辺と対角2辺又は四角形の周囲4辺と対角1辺)を計測する(S41)。
(2−b)被計測物1の周辺2の4つの頂点3と、被計測物1の上の指定された複数の格子点4と、が写るように、カメラにより被計測物1及びその周辺2を撮影して撮影画像を得る(S42)。
(2−c)得られた撮影画像からあおり補正前の4つの頂点の画像座標を求める(S43)。
(2−d)頂点間の計測された長さを元に、あおり補正後の4つの頂点の画像座標を求める(S44)。
(2−e)上記(2−c)のステップで求められたあおり補正前の4つの頂点の画像座標と、上記(2−d)のステップで求められたあおり補正後の4つの頂点の画像座標との間の関係式に基づいて、あおり補正の射影変換の係数を求める(S45)。
(2−f)撮影画像からあおり補正前の複数の格子点の画像座標を求める(S46)。
(2−g)得られた射影変換の係数を用いて、複数の格子点の画像座標を射影変換することで、あおり補正後の複数の格子点の画像座標を求める(S47)。
(3)第1の時間における被計測物の上の前記複数の格子点の画像座標から、第2の時間における被計測物の上の複数の格子点の画像座標への経時的な変位を求める(S23)。
以上によって、第1の時間から第2の時間にわたる、被計測物の上の複数の格子点の画像座標の経時的な変位を計測できる。
この変位計測方法によって、被計測物1の上に複数の格子点を指定することによって、例えば、コンクリート上のクラック発生による変位を平面にわたって計測できる。
(2) In the second time after the first time, the following precision measurement method is performed to obtain the image coordinates of the plurality of
(2-a) Four vertices are designated in a square shape around the
(2-b) The
(2-c) Image coordinates of four vertices before tilt correction are obtained from the obtained captured image (S43).
(2-d) Based on the measured length between vertices, the image coordinates of the four vertices after tilt correction are obtained (S44).
(2-e) Image coordinates of four vertices before tilt correction obtained in the step (2-c) and images of four vertices after tilt correction obtained in the step (2-d) Based on the relational expression between the coordinates, a projective transformation coefficient for tilt correction is obtained (S45).
(2-f) Image coordinates of a plurality of grid points before tilt correction are obtained from the photographed image (S46).
(2-g) Projective transformation is performed on the image coordinates of a plurality of grid points using the obtained projective transformation coefficient to obtain image coordinates of the plurality of grid points after tilt correction (S47).
(3) The time-dependent displacement from the image coordinates of the plurality of lattice points on the object to be measured at the first time to the image coordinates of the plurality of lattice points on the object to be measured at the second time is obtained. (S23).
As described above, it is possible to measure the temporal displacement of the image coordinates of the plurality of grid points on the object to be measured from the first time to the second time.
By specifying a plurality of lattice points on the object to be measured 1 by this displacement measuring method, for example, displacement due to the occurrence of a crack on concrete can be measured over a plane.
なお、図9では、第1の時間における被計測物1の上の複数の格子点4の画像座標を求めるステップ(S21)と、第2の時間における被計測物1の上の複数の格子点4の画像座標を求めるステップ(S22)と、第1の時間から第2の時間にわたる被計測物の上の複数の格子点の画像座標の経時的な変位を求めるステップ(S23)と、が記載されているのみである。上記ステップ(1−a)(S31)〜(1−g)(S37)、(2−a)(S41)〜(2−g)(S47)については、それぞれ図7の各ステップ(a)(S01)〜(g)(S07)と実質的に同一であるのでその記載を省略している。
In FIG. 9, a step (S21) of obtaining image coordinates of a plurality of
また、上記の場合において、第1の時間から第2の時間にわたってカメラを固定しておいてもよい。これによって、第2の時間における被計測物1の上の複数の格子点4の画像座標を求めるステップにおいて、上記精密計測方法におけるステップ(b)(S42)、(f)(S46)、(g)(S47)のみを行って、被計測物1の上の複数の格子点4の画像座標を求めることができる。つまり、第1の時間から第2の時間にわたって、カメラを固定しているので、第1の時間と第2の時間における、あおり補正の射影変換の係数が実質的に同じと考えることができるため、2回目の精密計測時のあおり補正のステップ(a)(S41)、(c)(S43)〜(e)(S45)を省くことができる。
In the above case, the camera may be fixed from the first time to the second time. Thereby, in the step of obtaining the image coordinates of the plurality of
<変位計測用コンピュータプログラム>
図10は、実施の形態1に係る精密計測用コンピュータプログラムのフローチャートである。
(1)第1の時間において、以下の精密計測方法を行って、第1の時間における被計測物1の上の複数の格子点4の画像座標を求める(S51)。
(1−a)被計測物1の周辺2に四角形状に指定された4つの頂点3と、被計測物1の上に指定された複数の格子点4と、が写るように、被計測物1及びその周辺2を撮影して得られた撮影画像からあおり補正前の4つの頂点の画像座標を求める(S61)。
(1−b)4つの頂点3間の長さ、四角形の周囲4辺と対角2辺のうち、少なくとも5辺について計測された長さを元にして、4つの頂点3のあおり補正後の画像座標を求める(S62)。
(1−c)(1−a)のステップで求められたあおり補正前の4つの頂点3の画像座標と、(1−b)のステップで求められたあおり補正後の4つの頂点3の画像座標との間の関係式に基づいて、あおり補正の射影変換の係数を求める(S63)。
(1−d)撮影された画像上において、被計測物1の上の複数の格子点4の画像座標を得る(S64)。
(1−e)得られた射影変換の係数を用いて、被計測物1の複数の格子点4の画像座標を射影変換することで、あおり補正後の被計測物1の上の複数の格子点4の画像座標を求める(S65)。
<Computer program for displacement measurement>
FIG. 10 is a flowchart of the precision measurement computer program according to the first embodiment.
(1) In the first time, the following precision measurement method is performed to obtain image coordinates of a plurality of
(1-a) The object to be measured so that the four
(1-b) Based on the length between four
(1-c) Image coordinates of the four
(1-d) Image coordinates of a plurality of
(1-e) Projective transformation is performed on the image coordinates of a plurality of
(2)第1の時間から後の第2の時間において、以下の精密計測方法を行って、第2の時間における被計測物1の上の複数の格子点4の画像座標を求める(S52)。
(2−a)被計測物1の周辺2に四角形状に指定された4つの頂点3と、被計測物1の上に指定された複数の格子点4と、が写るように、被計測物1及びその周辺2を撮影して得られた撮影画像からあおり補正前の4つの頂点の画像座標を求める(S71)。
(2−b)4つの頂点3間の長さ、四角形の周囲4辺と対角2辺のうち、少なくとも5辺について計測された長さを元にして、4つの頂点3のあおり補正後の画像座標を求める(S72)。
(2−c)(2−a)のステップで求められたあおり補正前の4つの頂点3の画像座標と、(2−b)のステップで求められたあおり補正後の4つの頂点3の画像座標との間の関係式に基づいて、あおり補正の射影変換の係数を求める(S73)。
(2−d)撮影された画像上において、被計測物1の上の複数の格子点4の画像座標を得る(S74)。
(2−e)得られた射影変換の係数を用いて、被計測物1の複数の格子点4の画像座標を射影変換することで、あおり補正後の被計測物1の上の複数の格子点4の画像座標を求める(S75)。
(3)第1の時間における被計測物1の上の複数の格子点4の画像座標から、第2の時間における被計測物1の上の複数の格子点4の画像座標への経時的な変位を求める(S53)。
以上の各ステップをコンピュータに実行させることによって、第1の時間から第2の時間にわたる、被計測物1の上の複数の格子点4の画像座標の経時的な変位を計測できる。
(2) In the second time after the first time, the following precision measurement method is performed to obtain the image coordinates of the plurality of
(2-a) The object to be measured so that the four
(2-b) Based on the length between the four
(2-c) Image coordinates of the four
(2-d) Image coordinates of a plurality of
(2-e) Projective transformation is performed on the image coordinates of the plurality of
(3) Over time from the image coordinates of the plurality of
By causing the computer to execute the above steps, it is possible to measure the temporal displacement of the image coordinates of the plurality of
なお、図10では、第1の時間における被計測物1の上の複数の格子点4の画像座標を求めるステップ(S51)と、第2の時間における被計測物1の上の複数の格子点4の画像座標を求めるステップ(S52)と、第1の時間から第2の時間にわたる被計測物の上の複数の格子点の画像座標の経時的な変位を求めるステップ(S53)と、が記載されているのみである。上記ステップ(1−a)(S61)〜(1−e)(S65)、(2−a)(S71)〜(2−e)(S75)については、それぞれ図8の各ステップ(a)(S11)〜(e)(S15)と実質的に同一であるのでその記載を省略している。
In FIG. 10, a step (S51) of obtaining image coordinates of a plurality of
また、上記の場合において、第1の時間から第2の時間にわたってカメラを固定しておいてもよい。これによって、第2の時間における被計測物1の上の複数の格子点4の画像座標を求めるステップにおいて、上記精密計測方法におけるステップ(2−d)(S74)及び(2−e)(S75)のみを行って、被計測物1の上の複数の格子点4の画像座標を求めることができる。つまり、第1の時間から第2の時間にわたって、カメラを固定しているので、第1の時間と第2の時間における、あおり補正の射影変換の係数が実質的に同じと考えることができるため、2回目の精密計測時のあおり補正のステップ(a)(S71)〜(c)(S73)を省くことができる。
In the above case, the camera may be fixed from the first time to the second time. Thereby, in the step of obtaining the image coordinates of the plurality of
さらに、上記変位計測用コンピュータプログラムをコンピュータ読み取り可能な記録媒体に格納してもよい。 Further, the displacement measuring computer program may be stored in a computer-readable recording medium.
本発明に係る精密計測装置、精密計測方法、精密計測用コンピュータプログラム、変位計測方法及び変位計測用コンピュータプログラムでは、被計測物の周辺に4つの頂点を四角形状に指定すればよく、長方形の頂点に限定されないので、自由度の高い精密計測を行うことができる。 In the precision measurement device, precision measurement method, precision measurement computer program, displacement measurement method, and displacement measurement computer program according to the present invention, it is sufficient to designate four vertices around the object to be measured as a quadrangular shape. Therefore, it is possible to perform precise measurement with a high degree of freedom.
1 被計測物
2 周辺
3 頂点(A1〜A4)
4 格子点(B11〜Bnm)
10 精密計測装置
11 計測部
12 撮影部
13 制御部
14 補正前画像座標取得部
15 補正後画像座標算出部
16 射影変換係数算出部
17 格子点座標算出部
21 CPU
22 メモリ
23 記憶手段
24 入出力手段
25 表示手段
26 通信手段
1
4 Lattice points (B11 to Bnm)
DESCRIPTION OF
22
Claims (9)
(b)前記被計測物の周辺の前記4つの頂点と、前記被計測物の上に指定された複数の格子点と、が写るようにカメラで前記被計測物及びその周辺を撮影して撮影画像を得る撮影部と、
(c)得られた前記撮影画像からあおり補正前の前記4つの頂点の画像座標を求める補正前画像座標取得部と、
(d)前記各頂点間の計測された長さを元にして、あおり補正後の前記4つの頂点の画像座標を求める補正後画像座標算出部と、
(e)あおり補正前の前記4つの頂点の画像座標と、あおり補正後の前記4つの頂点の画像座標との間の関係式に基づいて、あおり補正の射影変換の係数を求める射影変換係数算出部と、
(f)前記撮影画像において、前記複数の格子点の画像座標を求める補正前格子点座標算出部と、
(g)前記被計測物の上の複数の格子点について、得られた前記射影変換の係数を用いて、前記複数の格子点の画像座標を射影変換することで、あおり補正後の前記被計測物の上の前記複数の格子点の画像座標を求める格子点座標算出部と、
を含む、精密計測装置。 (A) For the four vertices designated in a quadrangular shape around the object to be measured, the length between the four vertices is the length of at least five of the four sides and two diagonal sides of the quadrilateral. Measuring unit to obtain
(B) Photographing the object to be measured and its surroundings with a camera so that the four vertices around the object to be measured and a plurality of lattice points designated on the object to be measured are photographed. An imaging unit for obtaining images;
(C) a pre-correction image coordinate acquisition unit for obtaining image coordinates of the four vertices before tilt correction from the obtained captured image;
(D) a corrected image coordinate calculation unit for obtaining image coordinates of the four vertices after tilt correction based on the measured length between the vertices;
(E) Projection transformation coefficient calculation for obtaining a projection transformation coefficient for tilt correction based on a relational expression between the image coordinates of the four vertices before tilt correction and the image coordinates of the four vertices after tilt correction And
(F) a pre-correction lattice point coordinate calculation unit for obtaining image coordinates of the plurality of lattice points in the captured image;
(G) For a plurality of grid points on the object to be measured, the image coordinates of the plurality of grid points are subjected to projective transformation using the obtained projective transformation coefficient, so that the measurement after tilt correction is performed. A grid point coordinate calculation unit for obtaining image coordinates of the plurality of grid points on an object;
Including precision measuring equipment.
(b)前記被計測物の周辺の前記4つの頂点と、前記被計測物の上に配置された複数の格子点と、が写るようにカメラで前記被計測物及びその周辺を撮影して撮影画像を得るステップと、
(c)得られた前記撮影画像から、あおり補正前の前記4つの頂点の画像座標を求めるステップと、
(d)前記各頂点間の計測された長さを元にして、あおり補正後の前記4つの頂点の画像座標を求めるステップと、
(e)前記(c)のステップで求められたあおり補正前の前記4つの頂点の画像座標と、前記(d)のステップで求められたあおり補正後の前記4つの頂点の画像座標との間の関係式に基づいて、あおり補正の射影変換の係数を求めるステップと、
(f)前記撮影画像において、前記複数の格子点の画像座標を求めるステップと、
(g)前記被計測物の上に配置された複数の格子点について、得られた前記射影変換の係数を用いて、前記複数の格子点の画像座標を射影変換することで、あおり補正後の前記被計測物の上の前記複数の格子点の画像座標を求めるステップと、
を含む、精密計測方法。 (A) A step of designating four vertices around the object to be measured in a quadrilateral shape, and measuring at least five sides out of four sides and two diagonal sides of the quadrangle as a length between the four vertices. When,
(B) Photographing the object to be measured and its surroundings with a camera so that the four vertices around the object to be measured and a plurality of lattice points arranged on the object to be measured are photographed. Obtaining an image;
(C) obtaining image coordinates of the four vertices before tilt correction from the obtained captured image;
(D) obtaining image coordinates of the four vertices after tilt correction based on the measured length between the vertices;
(E) Between the image coordinates of the four vertices before the tilt correction obtained in the step (c) and the image coordinates of the four vertices after the tilt correction obtained in the step (d) Obtaining a projective transformation coefficient for tilt correction based on the relational expression of
(F) obtaining image coordinates of the plurality of grid points in the captured image;
(G) For a plurality of grid points arranged on the object to be measured, the image coordinates of the plurality of grid points are subjected to projective transformation using the obtained projective transformation coefficient, and after the tilt correction, Obtaining image coordinates of the plurality of grid points on the object to be measured;
Including precision measurement methods.
(b)前記4つの頂点間の計測された長さ、前記四角形の周囲4辺と対角2辺のうち、少なくとも5辺について計測された長さを元にして、あおり補正後の前記4つの頂点の画像座標を求めるステップと、
(c)前記(a)のステップで求められたあおり補正前の前記4つの頂点の画像座標と、前記(b)のステップで求められたあおり補正後の前記4つの頂点の画像座標との間の関係式に基づいて、あおり補正の射影変換の係数を求めるステップと、
(d)得られた前記射影変換の係数を用いて、前記被計測物の上に配置された前記複数の格子点の座標を射影変換することで、あおり補正後の前記被計測物の上に配置された前記複数の格子点の座標を求めるステップと、
の各ステップをコンピュータに実行させて、被計測物の複数の格子点の座標の精密計測を行うための、精密計測用コンピュータプログラム。 (A) Photographing the object to be measured and its surroundings so that four vertices designated in a square shape around the object to be measured and a plurality of lattice points arranged on the object to be measured can be seen. Obtaining the image coordinates of the four vertices before tilt correction from the captured image obtained by
(B) Based on the measured length between the four vertices and the length measured on at least five sides of the four sides and the two diagonal sides of the quadrangle, the four after the tilt correction Obtaining image coordinates of vertices;
(C) Between the image coordinates of the four vertices before the tilt correction obtained in the step (a) and the image coordinates of the four vertices after the tilt correction obtained in the step (b) Obtaining a projective transformation coefficient for tilt correction based on the relational expression of
(D) Using the obtained projective transformation coefficient, the coordinates of the plurality of grid points arranged on the object to be measured are projectively transformed so that the tilt-corrected object on the object to be measured is corrected. Obtaining coordinates of the plurality of grid points arranged;
A computer program for precision measurement that causes a computer to execute each step of and precisely measures the coordinates of a plurality of lattice points of an object to be measured.
前記第1の時間から後の第2の時間において、請求項2に記載の前記精密計測方法を行って、前記第2の時間における前記被計測物の上の前記複数の格子点の画像座標を求めるステップと、
前記第1の時間における前記被計測物の上の前記複数の格子点の画像座標から、前記第2の時間における前記被計測物の上の前記複数の格子点の画像座標への経時的な変位を求めるステップと、
を含む、変位計測方法。 Performing the precision measurement method according to claim 2 at a first time to obtain image coordinates of the plurality of lattice points on the object to be measured at the first time;
In the second time after the first time, the precision measurement method according to claim 2 is performed, and image coordinates of the plurality of lattice points on the measurement object in the second time are obtained. Seeking steps,
Displacement over time from the image coordinates of the plurality of lattice points on the object to be measured at the first time to the image coordinates of the plurality of lattice points on the object to be measured at the second time A step of seeking
Displacement measuring method.
前記第2の時間における前記被計測物の上の前記複数の格子点の画像座標を求めるステップにおいて、請求項2に記載の前記精密計測方法におけるステップ(b)、(f)、(g)のみを行って、前記第2の時間における前記被計測物の上の前記複数の格子点の画像座標を求める、請求項6に記載の変位計測方法。 The camera is fixed from the first time to the second time,
In the step of obtaining image coordinates of the plurality of lattice points on the object to be measured at the second time, only steps (b), (f), and (g) in the precision measurement method according to claim 2. The displacement measurement method according to claim 6, wherein image coordinates of the plurality of lattice points on the object to be measured in the second time are obtained.
第1の時間から第2の時間にわたる、被計測物の上の複数の格子点の画像座標の経時的な変位を計測する変位計測用コンピュータプログラム。 A computer executes each step of the displacement measuring method according to claim 6 or 7,
A computer program for displacement measurement that measures a time-dependent displacement of image coordinates of a plurality of lattice points on an object to be measured over a first time to a second time.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2012174947A JP6029376B2 (en) | 2012-08-07 | 2012-08-07 | Precision measurement method |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2012174947A JP6029376B2 (en) | 2012-08-07 | 2012-08-07 | Precision measurement method |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2014035199A JP2014035199A (en) | 2014-02-24 |
JP6029376B2 true JP6029376B2 (en) | 2016-11-24 |
Family
ID=50284263
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2012174947A Expired - Fee Related JP6029376B2 (en) | 2012-08-07 | 2012-08-07 | Precision measurement method |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP6029376B2 (en) |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP7255251B2 (en) * | 2019-03-14 | 2023-04-11 | 大日本印刷株式会社 | Paper container inspection method, content-filled paper container manufacturing method, content filling system, and content-filled paper container manufacturing apparatus |
Family Cites Families (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP3732653B2 (en) * | 1998-05-26 | 2006-01-05 | 株式会社横河ブリッジ | Appearance measuring method and apparatus by two-dimensional image comparison |
JP4170469B2 (en) * | 1998-10-19 | 2008-10-22 | アジア航測株式会社 | Inspection point position acquisition method and apparatus |
JP2002328096A (en) * | 2001-04-27 | 2002-11-15 | Tokyo Electric Power Co Inc:The | Program, method, and system for detecting crack defect generated on structure |
JP5137448B2 (en) * | 2007-04-17 | 2013-02-06 | 飛島建設株式会社 | Survey system for tunnel face |
JP5097765B2 (en) * | 2009-12-14 | 2012-12-12 | 株式会社ネクスコ東日本エンジニアリング | Measuring method, measuring program and measuring device |
-
2012
- 2012-08-07 JP JP2012174947A patent/JP6029376B2/en not_active Expired - Fee Related
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2014035199A (en) | 2014-02-24 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP6675478B2 (en) | Calibration device, calibration method, optical device, imaging device, projection device, measurement system, and measurement method | |
JP6576945B2 (en) | Calibration apparatus, calibration method, optical apparatus, photographing apparatus, projection apparatus, measurement system, and measurement method | |
JP6299124B2 (en) | Projection system, image processing apparatus, projection method, and program | |
JP6079333B2 (en) | Calibration apparatus, method and program | |
JP6641729B2 (en) | Line sensor camera calibration apparatus and method | |
JP5331047B2 (en) | Imaging parameter determination method, imaging parameter determination device, imaging parameter determination program | |
JP2012202694A (en) | Camera calibration method | |
JP2009230537A (en) | Image processor, image processing program, image processing method, and electronic equipment | |
JPWO2016042779A1 (en) | Triangulation device, triangulation method and program thereof | |
CN107466356A (en) | Measuring method, measurement apparatus, process of measurement and the computer-readable recording medium that have recorded process of measurement | |
Hou et al. | Camera lens distortion evaluation and correction technique based on a colour CCD moiré method | |
JP2020038550A (en) | Calibration device and method for line sensor camera | |
CN116823639A (en) | Image distortion correction method, device, equipment and storage medium | |
JP6029376B2 (en) | Precision measurement method | |
JP6153318B2 (en) | Image processing apparatus, image processing method, image processing program, and storage medium | |
JP5446285B2 (en) | Image processing apparatus and image processing method | |
JP5925109B2 (en) | Image processing apparatus, control method thereof, and control program | |
JP4996585B2 (en) | Image calibration evaluation apparatus and image calibration evaluation program | |
JP2016133356A (en) | Sagging degree simulator and computer program | |
JP5845151B2 (en) | A tilt correction device, a tilt correction method, and a tilt correction computer program | |
JP2019207611A (en) | Image processing device, image processing program, and image processing method | |
JP4775541B2 (en) | Distortion correction method for captured images | |
CN112927299A (en) | Calibration method and device and electronic equipment | |
JP2016015036A (en) | Image processing device, and image processing method | |
JP2004354234A (en) | Camera calibration method for photogrammetry |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20150324 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20160129 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20160223 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20160420 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20160927 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20161018 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 6029376 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |