JP6282377B2 - 3次元形状計測システムおよびその計測方法 - Google Patents
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Description
アクティブ方式の3Dセンサは、レーザ光やLED光を計測対象に照射して、照射光が返ってくるまでの時間から、計測対象までの距離を算出する。これにより算出された対象物の距離情報に、3Dセンサの位置座標を加えることで、対象物表面の3次元座標を得ている。
特許文献1に記載されているような距離画像センサは、2次元の距離画像を検出するため高速に測距を行うことができるが、照射光が拡散するために対象までの距離が遠い場合には、反射光を得ることができないため、距離を計測する事ができないことがあった。
特許文献3に記載されているようなステレオカメラ方式の3Dセンサでは、遠い距離の物体形状も撮像できるので、空間の遠い場所の形状も検出することができる。しかし、高い計測精度を得るためには撮像素子の量子化誤差を低減する必量があり、高精細な撮像素子が必要となる。また、ステレオカメラ方式の3Dセンサでは、2つの撮像素子が必要となるため、コスト上の問題が生じる。
前記形状復元装置は、前記距離計測部で計測した距離データと前記撮像部が撮影した画像データを対にして複数組記憶する計測データ記憶部と、前記画像データの特徴点を認識する特徴点認識部と、複数枚の前記画像データから得たそれぞれの前記特徴点を対応付ける対応計算部と、前記対応計算部が計算した対応からスケール未知の仮相対姿勢および仮形状を求める仮相対姿勢・形状推定部と、前記仮形状の大きさと形状を前記距離計測部で計測して得た距離の比率から前記仮相対姿勢・形状推定部が求めた前記仮相対姿勢および前記仮形状のスケールを調整することで正しいスケールの相対姿勢および形状を求めるスケール調整部と、前記スケール調整部によって計算した前記形状および前記相対姿勢から求まる特徴点の画面座標値と前記画像データから得られる特徴点の画面座標値との差異を示す逆投影誤差と、前記スケール調整部によって計算した前記形状を構成する前記特徴点までの距離と前記距離計測部によって計測して得られた距離との差異を示す距離誤差を拘束条件とすることで形状を復元する形状復元部と、を有するようにした。
まず、本実施例の3次元形状計測システムの計測方法の概要を説明する。
実施例の3次元形状計測システムは、測定対象物を異なる方向から視た2次元の画像情報を撮影するCCD(Charge Coupled Device)イメージセンサやCMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor)イメージセンサ等の撮像部と、レーザ光や赤外光を照射して、測定対象物の複数の点までの距離を測定する距離計測部と、前記撮像部で撮影した異なる位置から視た測定対象物の画像情報と前記距離計測部で計測した複数点の距離情報を基に、測定対象物の3次元距離座標を算出する3次元座標算出部と、を備えている。
また、前記撮像部は、RGBカラー画像を撮像するものであってもよいし、モノクロ画像や赤外線画像を撮像するものであってもよい。
さらに、詳細は後述するが、測定空間のすべての測定対象物までの距離情報を必要としないため、レーザスキャナは、スキャナと同じ高さの平面上を2次元走査することで測定対象物の一部の2次元形状を計測するものでなくてもよく、また、連続スキャンをおこなわずに、複数のポイントを計測するものであってもよい。
本実施例の3次元形状計測システムのより具体的な構成例は、後述する。
しかし、実施例の3次元形状計測システムは、撮像部で撮像した計測空間の測定対象物の形状全体の画像の特徴点のうち、距離が計測できた特徴点の3次元座標から得られるスケールと、特徴点から求まるスケール未知の形状を用いることにより、距離が計測できなかった特徴点の3次元座標を算出する。これにより、実施例の3次元形状計測システムは、測定対象物を復元する。
さらに、実施例の3次元形状計測システムは、撮像部で撮像した計測空間の測定対象物の形状全体の画像の特徴点以外の計測点については、エピポーラ幾何の原理に基づいて、エピポーラ線上のみを探索することで対応点を見つけて形状を復元する。
図1は、実施例の3次元形状計測システムの機能ブロックを示す図である。
前記距離計測部100と撮像部101は、同じタイミングで計測をすればよく、計測間隔を一定にする必要はない。
ここで、画像データ104の特徴点は、色相や輝度値の変動に基づいてコーナー検出を行い決定する。より具体的には、ハリスのコーナー検出方法等により算出することができる。または、輪郭線を抽出し、その離散曲率から頂点や変曲点を求めることもできる。
なお、スケール未知とは、姿勢や形状に関する絶対的な長さや大きさが定まらないが、姿勢間・形状内における距離関係や大きさの相対的な関係は正しいことを意味する。
スケール調整部110は、スケール未知の仮相対姿勢・形状算出部120で求めた特徴点のスケール未知の仮形状109と、距離計測部100が計測した距離データ103から全体のスケールを求め、そのスケールに従い仮相対姿勢108のスケールを調整する。
そして、形状復元部112により、全体の形状データ113が復元される。
形状復元部112は、また、特徴点が密でなかった場合には、多視点のエピポーラ拘束により特徴点以外の部分についても、形状復元をおこなうようにしてもよい。
まず、本実施例の3次元形状計測システムは、計測部20(図3参照)により距離データ103と画像データ104(図3参照)を計測して、メモリ23に記憶する計測データ取得処理S300をおこなう。このとき、距離データ103と画像データ104は対で構成されている。また、距離と画像の計測データは、異なる位置または姿勢で計測され、計測対象を異なる方向から測定したものとなっている。この計測データは少なくとも2点あれば良いが、計測データが多いほど各特徴点の位置に関する情報量が増えるため、計測データの点数が多いほど計測範囲や計測精度が向上する。
データ数が十分であれば(S301のYes)、ステップS302に進む。
そして、対応計算部106で、複数の画像データの間で、同じ特徴点を対応付ける対応計算処理を行う(S303)。
つぎに、スケール調整部110で、スケール未知の仮形状109に関する距離と、計測データ取得処理S300において計測した距離データ103によって得られるスケールの正しい距離の比率を用いて、仮相対姿勢108と仮形状109のスケールを調整する(S305)。
この時、形状復元部112は、S302で求めた特徴点の数が少なければ、多視点のエピポーラ拘束により特徴点以外の部分についても、形状復元をおこなうようにしてもよい。
図4(a)の距離データ103は、距離の値を輝度値として画面上に表わしたもので、距離が遠い部位ほど黒に近い色で表わされる。距離が計測できたなかった部位については斜線ハッチング(符号401)で示されている。
図4(a)では、符号403の領域が、距離測定できた部分となっている。
ただし、距離データと画像データの対応関係が予め既知であるならば、同じ座標が同じ部位に対応せずともよい。
詳細は後述するが、本実施例では、図4(a)の白線部402のような画像の特徴点の位置情報から求めたスケール未知の仮形状と、距離が判明している特徴点の距離情報から形状復元を行う。
ここで、特徴点とは、画像内の所定の位置周囲の色相や輝度のパターンが特異な点であり、例えば角や色の境界部など挙げられる。図5に示す例では特徴点501を黒丸で示す。特徴点を選ぶための手法としては、前述のハリスのコーナー検出方法以外にも、SIFT(Scale-Invariant Feature Transform)やSURF(Speeded Up Robust Features)、FAST(Features from Accelerated Segment Test)のコーナー特徴など挙げられる。ただし、所定の座標周囲の画像パターンを記録するもので、異なる画像間で対応付けられるものであれば上記手法に限らない。
特徴点602は、特徴点認識部105により、画像データ600から抽出された特徴点のひとつであり、特徴点603は、特徴点認識部105により、画像データ601から抽出された特徴点のひとつとなっている。特徴点602と特徴点603は、同じ計測対象の存在物の特徴点であるが、画像データ600と画像データ601では異なる位置に撮像される。
図6(a)と図6(b)においては、点線で結ばれた黒点が、対応付けられた特徴点を表わしている。
図7は、撮像部101で撮像した2つの画像データにおいて、対応する特徴点と撮像部101の位置関係を示した図である。仮相対姿勢・形状推定部107は、各画像間の複数の特徴点の座標の対応関係から、スケール未知の撮影地点間の仮相対姿勢108および仮形状109を推定する。
図7(a)は、撮像部101で撮像した画像データ700を示している。また、図7(b)は、同じ測定対象物を異なる位置から撮像した画像データ701を示している。図7(a)の符号702は、測定対象物の特徴点のひとつを表わし、図7(b)の符号703は、符号702に対応する同じ測定対象物の特徴点を表わしているとする。
測定対象物707の角部708は、画像データ700の特徴点である符号702に対応し、画像データ701の特徴点である符号703に対応している。
図7(c)の測定対象物の角部708と特徴点の符号702、703の位置関係はつぎの式で表わすことができる。
図8は、距離計測部100が計測した前記距離データ103を用いて、仮形状109のスケールを調整する方法を示す図である。
そこで、スケール調整部110では、距離計測部100によって得られている一部領域のスケール情報を、距離計測はできていないがスケール未知の形状が計算できた領域に与え、当該領域内のスケールを復元できるように調整する比率を求める。
一方、特徴点801は、仮相対姿勢・形状推定部107の算出結果として、スケール未知の距離805の位置に形状が推定されたとする。
このように、距離計測できた特徴点が複数ある場合には、最適なスケールの計算は各スケールの平均を取ることとする。
図9は、計測対象物の形状の復元方法を説明する図である。
形状復元部112は、スケール調整部110によって調整した全体のスケールを初期値として、仮相対姿勢・形状推定部107で求めた逆投影誤差に、スケールの調整を拘束条件として更に追加して、スケールの正しい相対姿勢と形状の復元を行う。
本発明では、撮像部で複数の異なる位置から撮影した画像を用いて得られるスケール未知の形状と、距離計測部100で得られたセンサ付近の一部の形状から得られるスケールを組み合わせることで、距離計測部100で直接計測できない遠方の形状についても3次元形状計測することが可能となる。
また、式(5)において1、2番目の項は式(2)と同様であり、逆投影誤差を示す。
3番目の項は前記距離誤差を示しており、dは距離計測部によって計測した距離、sは式(1)によって得られるセンサから仮に設定した特徴点までの距離をそれぞれ示している。
測定空間の点1001は、画像データ1004上の点1000に対応し、撮像部1003と点1000を結んだ線の延長線のどこかにあることになる。点1001を含む線を、他の視点から撮像したときの画像データ1005の直線1002をエピポーラ線と呼ぶ。測定空間の点1001を他の視点から撮像したときの画像データ1005上の点は、このエピポーラ線1002上に限定される。この原理をエピポーラ幾何と呼ぶ。
前記形状復元部112では、重みwの値を特徴点認識精度と距離認識精度のバランスによって設定しているが、このうち距離認識精度は、測定対象物の材質や色、距離等によってそれぞれ異なる場合がある。
そこで、距離データ利用領域設定部115により、距離精度の高さに応じて、前記距離精度に従う重みwを設定し、前記距離精度を満たす画像データの領域と前記重みwを対にして複数種類設定し、画像データ内の領域に応じて、この重みwに従いスケール調整部110でスケールを決定しつつ、形状復元部112が式(5)を最適化する。
図11では、距離データ利用領域設定部115が、画像データ1101に基づいて、3種類の重みを設定する例を示している。図11の例においては、特徴点1102の部位を距離計測部100で計測した時に、精度が最も高く、特徴点1104の部位では、精度が次に高く、特徴点1106の部位では、精度が最も低いこととする。
なお、重みwを設定しなかった領域には所定の重みwを設定することとする。
なお、設定の種類は3種類に限らないものとする。また、何も設定しなかった場合は所定の固定値を重みwとして採用する。所定の領域の重みを所定の値wとし、それ以外の重みをゼロにすることで、領域内の距離データのみを使うということでもよい。
前記形状復元部112では、重みwの値を特徴点認識精度と距離認識精度のバランスによって設定しているが、このうち特徴点認識精度は、撮像した画像の解像度や各特徴点の鮮明さによって、それぞれ異なる場合がある。
そこで、特徴点利用領域設定部116により、特徴点の距離認識精度の高さに応じて、前記重みwを画像データの領域毎に複数種類設定し、この重みwに従いスケール調整部110はスケールを決定し、また形状復元部112は式(5)を最適化する。なお、重みwの設定値は、式(5)に示すように距離認識精度に関する項に係るものであるため、特徴点認識精度が高いほど重みwを小さくする。
図12では、特徴点利用領域設定部116で、画像データ1201に基づいて、3種類の重みを設定する例を示している。図12の例においては、特徴点1202の部位を特徴点認識精度が最も高く、特徴点1204の部位の特徴点認識精度が次に高く、特徴点1206は特徴点認識精度が最も低いこととする。
なお重みwを設定しなかった領域には、所定の重みwを設定することとする。
なお、設定の種類は3種類に限らないものとする。また、何も設定しなかった場合は所定の固定値を重みwとして採用する。所定の領域の重みを所定の値wとし、それ以外の重みをゼロにすることで、領域内の特徴点のみを使うということでもよい。
上述の実施形態では、距離計測部100がレーザスキャナや距離画像センサ等で構成される例を説明したが、距離計測部100で計測できた特徴点までの距離データを基に、全体の形状データを復元している。言いかえれば、距離計測部100で測定対象物の全ての点までの距離を測定する必要はなく、撮像画像の一部の特徴点までの距離が測定できればよい。
本実施例は、距離計測部100に平面上を走査することで測定対象物の一部の2次元形状を測定する2D距離センサを使用し、この2D距離センサで計測した距離から、空間の形状を復元するものである。
本実施例では、式(5)における重みwを、固定の所定値に設定して処理をおこなう。
本実施例の計測装置は、撮像装置1300を2D距離センサである距離計測部1301の上に乗せる構成となっている。そして、本実施例の計測装置を移動して、異なる方向から測定対象物の撮像と距離測定を行う。
より具体的には、撮像装置1300によって撮像した画像データ101の特徴点が中心を通る水平線に存在する際には、2D距離センサである距離計測部1301のレーザ光のスキャンもその水平線に対応させる。このため、距離計測部1301の向きや傾きを変更可能にし、距離計測部1301が、レーザ光の走査位置を変更して、画像データの任意の位置の距離を計測できるようにする。
本実施例の3次元形状計測システムの計測装置は、上記の撮像部1300と距離計測部1301の測定結果に基づいて、図2に示した形状復元装置21と同じ構成により、測定対象物の復元をおこなう。このため、本実施例の計測装置における、復元処理を行う装置構成については、説明を省略する。
距離計測部1301は、2D距離センサであり、レーザ光1402を測定対象物1401に走査して、照射したレーザ光の反射光を受光し、照射光と反射光の位相差から照射してから受光するまでに時間を求めて、測定対象物1401までの距離を算出する。レーザ光の走査を一方向に行うことで、走査線の2次元的な形状を測定する。このとき、レーザ光1403の照射方向には測定対象物がないので、反射光を受光することがない。このため、距離測定不能とする。
距離計測部1301は、計測方向φを角度分解能δφずつ変化させながらn個のデータを順次計測する。ここではi番目の計測データの計測方向をφi、計測結果を距離riとする。この時の距離と方向の組み合わせ(ri,φi)が、距離計測部1301を中心とした測定対象物の相対的な極座標系で表される位置となる。
また、本実施例によれば、距離計測部1301に安価な2D距離センサを使用して3次元形状計測システムを構成できるので、低コストでシステムを得ることができる。
また、レーザ光の走査期間が短くなるので、一回の計測に掛かる距離の計測時間が短くなり、多くの方向から測定対象物の計測を行うことができ、3次元計測の計測精度が向上する。
上述したように本実施例の3次元形状計測システムでは、複数の方向から撮像した画像データの特徴点の対応関係から3次元空間のスケール未知の仮相対姿勢と仮形状を求め、特徴点の距離データを用いて仮相対姿勢と仮形状のスケールを調整して、3次元空間の形状復元を行っている。
つまり、距離計測部は、画像データの特徴点の距離データを求めればよい。
図16は、本実施例の3次元形状計測システムの装置外観を示す図である。
本実施例の計測装置は、距離計測部1601と撮像部1600備え、移動して異なる方向から計測対象の撮像と距離測定を行って、3次元空間の形状を算出する。
距離計測部1601は、ある方向のレーザ光1602を照射し、測定対象物上の一点までの距離を計測するレーザ距離計が設けられ、このレーザ距離計のレーザ光1602の照射方向と傾きを変えるために、レーザ距離計の向きを制御する雲台1603を備えている。この雲台1603は、画像データの任意の一点に対応する測定対象物に向けてレーザ光を照射できるように制御されている。
本実施例の3次元形状計測システムは、上記の撮像部1600と距離計測部1601の測定結果に基づいて、図2に示した形状復元装置21と同じ構成により、測定対象物の復元をおこなう。このため、本実施例における復元処理を行う装置構成については、説明を省略する。
まず、本実施例の3次元形状計測システムは、撮像部1600により、測定空間の測定対象物を撮像し、複数の方向から測定対象物を撮影した画像データを取得する(S171)。
つぎに、ステップS171で取得した画像データを解析し、画像上の特徴点を認識する特徴点認識処理を行う(S172)。
そして、複数の画像データの間で、同じ特徴点の対応付ける対応計算処理を行う(S173)。
その後、ステップS172で決めた画像データの特徴点に対応する測定対象物の一点の方向にレーザ光を照射するように、雲台1603を制御し、距離計測部1600により特徴点に対応する測定対象物の一点までの距離測定を行う(S175)。この距離測定は、画像データの特徴点の数分行う。
最後に、仮相対姿勢および仮形状と、計測した特徴点の距離データから計測対象物の形状を復元する(S177)。
この時、ステップS172で求めた特徴点の数が少なければ、多視点のエピポーラ拘束により特徴点以外の部分についても、形状復元をおこなうようにしてもよい。
ところで、ステップS173とステップS174の処理は、プロセッサ等の処理リソースを多く必要とし、処理時間が掛かる。また、ステップS175の距離測定も、特徴点の数が多いと向きの調整に時間が掛かり、距離データの取得時間が長くなる。このため、図17のフロー全体の処理時間が長くなり、計測時間が長くなる場合や、多くの視点方向からの測定が行えない場合が生じる可能性がある。
また、本実施例によれば、画像データの特徴点に対応する測定対象物の点までの距離測定を高精度に行えるので、3次元計測システムの測定精度の向上を容易に行うことができる。
測定対象物を含む測定空間を撮像して画像データを取得する撮像部と、
前記撮像部により異なる方向から撮像した複数の画像データのそれぞれに対応する画像データの特徴点を複数点求め、前記特徴点から成るスケール未知の仮相対姿勢と仮形状とを算出する仮相対姿勢・形状算出部と、
前記特徴点に対応する前記測定対象物までの距離を測定する距離計測部と、
前記距離計測部により距離を測定できなかった特徴点の3次元座標値を、前記距離計測部により距離を測定できた特徴点の距離とスケール未知の仮相対姿勢と仮形状から算出して、前記全体形状を復元する実形状算出部と、
を備えることを特徴とするものである。
測定対象物の複数の点までの距離を測定する距離計測部と、前記測定対象物を含む測定空間を撮像して画像データを取得する撮像部と、を備えて、測定空間の形状を計測する3次元形状計測システムの計測方法であって、
前記撮像部により異なる方向から撮像した複数の画像データのそれぞれに対応する画像データの特徴点を複数点求め、前記特徴点から成るスケール未知の仮相対姿勢と仮形状とを算出するステップと、
前記距離計測部により距離を測定できなかった特徴点の3次元座標値を、前記距離計測部により距離を測定できた特徴点の距離とスケール未知の仮相対姿勢と仮形状から算出して、前記全体形状を復元するステップと、
を有することを特徴とするものである。
101 撮像部
102 計測データ記憶部
103 距離データ
104 画像データ
105 特徴点認識部
106 対応計算部
114 特徴点対応
107 仮相対姿勢・形状推定部
108 仮相対姿勢
109 仮形状
110 スケール調整部
111 相対姿勢
112 形状復元部
113 形状データ
115 距離データ利用領域設定部
116 特徴点利用領域設定部
120 仮相対姿勢・形状算出部
121 実形状算出部
Claims (13)
- 測定対象物の複数の点までの距離を測定する距離計測部と、
前記測定対象物を含む測定空間を撮像して画像データを取得する撮像部と、
前記撮像部により異なる方向から撮像した複数の画像データのそれぞれに対応する画像データの特徴点を複数点求め、
前記複数点の特徴点の画像データにおける位置情報から、スケール未知の仮相対姿勢および仮形状を求め、
前記距離計測部により計測した前記特徴点までの距離に基づいて、前記スケール未知の仮相対姿勢および仮形状の3次元座標値を算出して、
測定対象物の形状を復元する形状復元装置と、
を備え、
前記形状復元装置は、
前記距離計測部で計測した距離データと前記撮像部が撮影した画像データを対にして複数組記憶する計測データ記憶部と、
前記画像データの特徴点を認識する特徴点認識部と、
複数枚の前記画像データから得たそれぞれの前記特徴点を対応付ける対応計算部と、
前記対応計算部が計算した対応からスケール未知の仮相対姿勢および仮形状を求める仮相対姿勢・形状推定部と、
前記仮形状の大きさと形状を前記距離計測部で計測して得た距離の比率から前記仮相対姿勢・形状推定部が求めた前記仮相対姿勢および前記仮形状のスケールを調整することで正しいスケールの相対姿勢および形状を求めるスケール調整部と、
前記スケール調整部によって計算した前記形状および前記相対姿勢から求まる特徴点の画面座標値と前記画像データから得られる特徴点の画面座標値との差異を示す逆投影誤差と、前記スケール調整部によって計算した前記形状を構成する前記特徴点までの距離と前記距離計測部によって計測して得られた距離との差異を示す距離誤差を拘束条件とすることで形状を復元する形状復元部と、
を有する
ことを特徴とする3次元形状計測システム。 - 請求項1に記載の3次元形状計測システムにおいて、
前記距離計測部は、前記画像データの前記特徴点の位置を含む測定空間の一方向の距離を計測する2D距離センサである
ことを特徴とする3次元形状計測システム。 - 請求項1に記載の3次元形状計測システムにおいて、
前記距離計測部は、前記画像データの前記特徴点の位置に対応する測定空間の測定対象物までの計測するレーザ距離計である
ことを特徴とする3次元形状計測システム。 - 請求項1に記載の3次元形状計測システムにおいて、
前記形状復元部は前記撮像部が撮影した画像データと前記相対姿勢を用いてエピポーラ幾何の原理を用いて前記特徴点以外の部位について形状を復元する
ことを特徴とする3次元形状計測システム。 - 請求項1に記載の3次元形状計測システムにおいて、
前記形状復元部は、前記逆投影誤差と前記距離誤差とのバランスを設定する重み係数を有する
ことを特徴とする3次元形状計測システム。 - 請求項1に記載の3次元形状計測システムにおいて、
前記距離計測部は、測定空間の測定対象物の撮像に対応して、測定対象物までの距離を一度に測定する
ことを特徴とする3次元形状計測システム。 - 請求項1に記載の3次元形状計測システムにおいて、
前記距離計測部は、前記特徴点認識部が認識した特徴点ごとに、前記特徴点までの距離を計測する
ことを特徴とする3次元形状計測システム。 - 請求項1に記載の3次元形状計測システムにおいて、
前記距離計測部は、前記特徴点に対応する点を含む測定対象物の一部の2次元形状を一度に測定し、
前記形状復元部は、前記相対姿勢に基づいて、前記距離計測部で計測した特徴点の距離を3次元座標値に変換することで形状を復元する
ことを特徴とする3次元形状計測システム。 - 請求項1に記載の3次元形状計測システムにおいて、
前記画像データに対して、距離精度の高さに応じて重み係数を設定し、前記距離精度を満たす画像データの領域と前記重み係数を対にして複数種類設定する距離データ利用領域設定部を有し、
前記スケール調整部および前記形状復元部は前記重み係数を用いてスケール算出と形状復元をおこなう
ことを特徴とする3次元形状計測システム。 - 請求項1に記載の3次元形状計測システムにおいて、
前記画像データに対して、距離精度の高さに応じて重み係数を設定し、前記距離精度を満たす対応画像データの領域と前記重み係数を対にして複数種類設定する距離データ利用領域設定部を有し、
前記スケール調整部および前記形状復元部は前記重み係数毎に前記領域内に含まれる距離データを用いてスケール算出と形状復元をおこなう
ことを特徴とする3次元形状計測システム。 - 請求項1に記載の3次元形状計測システムにおいて、
前記画像データに対して、特徴点認識精度に応じた重み係数を設定し、前記特徴点認識精度を満たす画像データの領域と前記重み係数を対にして複数種類設定する特徴点利用領域設定部を有し、
前記スケール調整部および前記形状復元部は前記重み係数を用いてスケール算出と形状復元をおこなう
ことを特徴とする3次元形状計測システム。 - 請求項1に記載の3次元形状計測システムにおいて、
前記画像データに対して、特徴点認識精度に応じた重み係数を設定し、前記特徴点認識精度を満たす画像データの領域と前記重み係数を対にして複数種類設定する特徴点利用領域設定部を有し、
前記スケール調整部および前記形状復元部は前記重み係数毎に前記領域内に含まれる特徴点を用いる
ことを特徴とする3次元形状計測システム。 - 測定空間の形状を計測する3次元形状計測システムの計測方法であって、
距離計測部で計測した距離データと撮像部が撮影した画像データを対にして複数組記憶し、
前記画像データの特徴点を認識し、
複数枚の前記画像データから得たそれぞれの前記特徴点を対応付け、
対応付けられた特徴点からスケール未知の仮相対姿勢および仮形状を求め
前記距離計測部が計測した距離によって前記仮相対姿勢および前記仮形状のスケールを調整することで正しいスケールの相対姿勢および形状を求め、
前記正しいスケールの相対姿勢および形状から求まる特徴点の画面座標値と前記画像データから得られる特徴点の画面座標値との差異を示す逆投影誤差と、前記正しいスケールの形状を構成する前記特徴点までの距離と前記距離計測部によって計測して得られた距離との差異を示す距離誤差を拘束条件として形状を復元する
ことを特徴とする3次元形状計測システムの計測方法。
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