JP6975106B2 - 3次元形状計測システム、3次元形状計測方法、及び3次元形状計測プログラム - Google Patents
3次元形状計測システム、3次元形状計測方法、及び3次元形状計測プログラム Download PDFInfo
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Description
上記の実施の形態では、対象物に投影された符号化パターン画像を高速度カメラ20(高速撮像部1)で撮像しているが、この高速度カメラ20に代えて、イベントカメラを用いてもよい。イベントカメラは輝度値の変化量に応じて、画素ごとにイベントを検出することが可能なカメラである。イベントカメラは、高速度カメラよりも小型かつ省メモリで利用できる点で有利である。
上記の実施の形態では、符号化パターン画像として、9種類の色を用いた縦縞模様のパターンを採用しているが、DLPプロジェクタによっては、効果的な符号化列の生成条件も変化する。よって、DLPプロジェクタにおける符号化列の生成条件に従って、符号化パターン画像は、9種類以上の色を用いたり、横縞模様、ドット柄、チェッカー柄等の別の模様であってもよい。
上記の実施の形態では、DLPプロジェクタ10と高速度カメラ20とをそれぞれ1つずつ用いて3次元形状計測システム100を構成したが、DLPプロジェクタ10や高速度カメラ20は、複数であってもい。例えば、1台のDLPプロジェクタと複数台の高速度カメラ20の組み合わせ、複数台のDLPプロジェクタ10と1台の高速度カメラ20との組み合わせ、複数台のDLPプロジェクタ10と複数台のDLPプロジェクタ10と複数台の高速度カメラ20との組み合わせで3次元形状計測システム100を構成してもよい。
上記の実施の形態では、一般的なDLPプロジェクタを用いることを想定したが、高速符号化パターン画像を自前で設計できる特殊なDLPプロジェクタを用いて、符号化と復号化の分離性能を向上させてよい。
2 映像投影部
3 同期制御部
4 高速符号化パターン画像生成部
5 情報処理部
51 相互反射対応復号化部
52 3次元形状計測部
6 3次元形状出力部
10 DLPプロジェクタ
20 高速度カメラ
30 3次元形状計測装置
100 3次元形状計測システム
W ワーク(対象物)
Claims (10)
- 複数種類の符号化パターン画像からなる符号化パターン画像列を順に投影する投影部と、
前記投影部にて前記符号化パターン画像が投影される対象物を順に撮像して、複数の撮像画像からなる撮像画像列を取得する撮像部と、
前記符号化パターン画像列及び前記撮影画像列を用いて、相互反射に対応した復号化を行う復号化部と、
前記復号化部における復号化の結果及び前記投影部と前記撮像部との幾何的関係を用いて、前記符号化パターン画像と前記撮影画像との対応付けを行うことで前記対象物の3次元形状を計測する計測部と、
を備えた、3次元形状計測システム。 - 前記符号化パターン画像列は、各画素がk種類の輝度変化パターンのいずれかで輝度変化するN種類の符号化パターン画像からなり、
前記復号化部は、前記符号化パターン画像列における各画素の前記k種類の輝度変化パターンと、前記k種類の輝度変化パターンの任意の組み合わせによる輝度変化パターンとを記憶しており、前記撮影画像列における各画素の輝度変化パターンと、記憶した輝度変化パターンとのマッチングを行うことにより、相互反射に対応した復号化を行う、
請求項1に記載の3次元形状計測システム。 - 前記計測部は、前記復号化部にて、相互反射であると判断された画素について、組み合わされた複数の輝度変化パターンのそれぞれを用いて前記対象物の複数とおりの3次元形状を計測し、それらの3次元形状のうちの再投影誤差が小さい3次元形状を採用する、請求項2に記載の3次元形状計測システム。
- 前記符号化パターン画像は、縞模様である、請求項1〜3のいずれかに記載の3次元形状計測システム。
- 前記符号化パターン画像列の各画素の輝度は、任意の他の画素の輝度と重なった場合にも前記撮像部の感度限界を超えない大きさである、請求項1〜4のいずれか一項に記載の3次元形状計測システム。
- 前記投影部は、DMDにより前記符号化パターン画像列を生成して投影する、請求項1〜5のいずれか一項に記載の3次元形状計測システム。
- 前記投影部による前記符号化パターン画像の投影と、前記撮像部による撮像とを同期させる同期制御部をさらに備えた、請求項1〜6のいずれか一項に記載の3次元形状計測システム。
- 前記計測部で計測された前記3次元形状の情報を出力する出力部をさらに備えた、請求項1〜7のいずれか一項に記載の3次元形状計測システム。
- 投影部にて、複数種類の符号化パターン画像からなる符号化パターン画像列を順に投影する投影ステップと、
撮影部にて、前記投影ステップにて前記符号化パターン画像が投影される対象物を順に撮像して、複数の撮像画像からなる撮像画像列を取得する撮像ステップと、
前記符号化パターン画像列及び前記撮影画像列を用いて、相互反射に対応した復号化を行う復号化ステップと、
前記復号化部における復号化の結果及び前記投影部と前記撮像部との幾何的関係を用いて、前記符号化パターン画像と前記撮影画像との対応付けを行うことで前記対象物の3次元形状を計測する計測ステップと、
を備えた、3次元形状計測方法。 - 複数種類の符号化パターン画像からなる符号化パターン画像列を順に投影する投影部、及び前記投影部にて前記符号化パターン画像が投影される対象物を順に撮像して、複数の撮像画像からなる撮像画像列を取得する撮像部と接続される情報処理部に、
前記符号化パターン画像列及び前記撮影画像列を用いて、相互反射に対応した復号化を行う復号化ステップと、
前記復号化部における復号化の結果及び前記投影部と前記撮像部との幾何的関係を用いて、前記符号化パターン画像と前記撮影画像との対応付けを行うことで前記対象物の3次元形状を計測する計測ステップと、
を実行させる、3次元形状計測プログラム。
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