JP7438555B2 - 三次元計測方法および三次元計測装置 - Google Patents
三次元計測方法および三次元計測装置 Download PDFInfo
- Publication number
- JP7438555B2 JP7438555B2 JP2021516082A JP2021516082A JP7438555B2 JP 7438555 B2 JP7438555 B2 JP 7438555B2 JP 2021516082 A JP2021516082 A JP 2021516082A JP 2021516082 A JP2021516082 A JP 2021516082A JP 7438555 B2 JP7438555 B2 JP 7438555B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- phase
- temporal
- time
- camera
- depth
- 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.)
- Active
Links
- 238000000691 measurement method Methods 0.000 title claims description 16
- 238000005259 measurement Methods 0.000 title description 38
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 89
- 238000005286 illumination Methods 0.000 claims description 54
- 230000002123 temporal effect Effects 0.000 claims description 41
- 238000003384 imaging method Methods 0.000 claims description 3
- 230000001678 irradiating effect Effects 0.000 claims description 3
- 230000010363 phase shift Effects 0.000 description 30
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 12
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 12
- 238000012795 verification Methods 0.000 description 9
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 7
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 4
- 239000013598 vector Substances 0.000 description 3
- 239000004973 liquid crystal related substance Substances 0.000 description 2
- 239000011505 plaster Substances 0.000 description 2
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 2
- 238000009825 accumulation Methods 0.000 description 1
- 238000007792 addition Methods 0.000 description 1
- 230000000295 complement effect Effects 0.000 description 1
- 238000007796 conventional method Methods 0.000 description 1
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 230000006870 function Effects 0.000 description 1
- 229910044991 metal oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000004706 metal oxides Chemical class 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 1
- 238000006467 substitution reaction Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01B—MEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
- G01B11/00—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01B—MEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
- G01B11/00—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques
- G01B11/24—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring contours or curvatures
- G01B11/25—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring contours or curvatures by projecting a pattern, e.g. one or more lines, moiré fringes on the object
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
- G01S17/00—Systems using the reflection or reradiation of electromagnetic waves other than radio waves, e.g. lidar systems
- G01S17/88—Lidar systems specially adapted for specific applications
- G01S17/89—Lidar systems specially adapted for specific applications for mapping or imaging
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Computer Vision & Pattern Recognition (AREA)
- Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- Radar, Positioning & Navigation (AREA)
- Remote Sensing (AREA)
- Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)
Description
図1は、本発明の一実施形態に係る三次元計測装置100のハードウェア構成図である。本実施形態に係る三次元計測装置100は、プロジェクタ10と、時間相関カメラ20と、コントローラ30とを備えている。プロジェクタ10および時間相関カメラ20は、プロジェクタ10から照射された照明で照らされた空間をカメラ20が撮像可能なように図略の支持部材に位置決めされて固定されている。プロジェクト10および時間相関カメラ20とはケーブルで接続されている。
次に、本実施形態に係る三次元計測装置100による時空間変調照明を使用した三次元計測方法について、時間変調照明を使用するToF法および空間変調照明を使用する位相シフト法と対比して説明する。
次に、本実施形態に係る三次元計測方法の効果を検証するために行った実験とその結果について説明する。検証実験は2つ行った。一つは白色の平面板の三次元計測、もう一つは石膏製の胸像の三次元計測である。
プロジェクタ10から照射される時空間変調照明105は空間的に明るい部分と暗い部分とが交互に現れる明暗パターンであることから、暗い部分については時間相関カメラ20が反射光を受光できずに時間相関値が得られないおそれがある。そこで、時空間変調照明105における最も暗い部分を真っ暗にするのではなく、時間相関カメラ20が当該部分の反射光を検出できる程度の明るさを有するようにしてもよい。あるいは、時空間変調照明105の明暗パターンの間隔を時間相関カメラ20の解像度よりも細かくしてもよい。これより、時間相関カメラ20が撮像画像のすべてのピクセルで時間相関値を取得できるようになり、計測精度を良好に保つことができる。
Claims (10)
- プロジェクタから時間的および空間的に変調された時空間変調照明を空間に照射して時間相関カメラで空間を撮像する第1のステップと、
前記時間相関カメラの撮像画像の各ピクセルについて、当該ピクセルの時間相関値から時間位相および空間位相を算出する第2のステップと、
前記時間相関カメラの撮像画像の各ピクセルについて、前記算出された時間位相および空間位相のペアに対応する奥行きを求める第3のステップと、
を備えた三次元計測方法。 - 前記第2のステップにおいて、一連の複数の時間相関値から時間位相および空間位相を一度に算出する、請求項1に記載の三次元計測方法。
- 前記第3のステップにおいて、時間位相、空間位相および奥行きの対応関係が特定されたルックアップテーブルを参照して前記算出された時間位相および空間位相のペアに対応する奥行きを見つける、請求項1または請求項2に記載の三次元計測方法。
- 前記時空間変調照明における最も暗い部分が、前記時間相関カメラが当該部分の反射光を検出できる程度の明るさを有する、請求項1ないし請求項3のいずれかに記載の三次元計測方法。
- 前記時空間変調照明の明暗パターンの間隔が、前記時間相関カメラの解像度よりも細かく設定されている、請求項1ないし請求項3のいずれかに記載の三次元計測方法。
- 時間的および空間的な変調を施した時空間変調照明を生成して空間に照射するプロジェクタと、
前記時空間変調照明が照射された空間を撮像する時間相関カメラと、
前記プロジェクタおよび前記時間相関カメラの動作を制御するコントローラと、を備え、
前記コントローラは、前記時間相関カメラの撮像画像の各ピクセルについて、当該ピクセルの時間相関値から時間位相および空間位相を算出し、当該算出した時間位相および空間位相のペアに対応する奥行きを求めるものである
ことを特徴とする三次元計測装置。 - 前記コントローラが、一連の複数の時間相関値から時間位相および空間位相を一度に算出するものである、請求項6に記載の三次元計測装置。
- 前記コントローラが、時間位相、空間位相および奥行きの対応関係が特定されたルックアップテーブルを参照して前記算出した時間位相および空間位相のペアに対応する奥行きを見つけるものである、請求項6または請求項7に記載の三次元計測装置。
- 前記時空間変調照明における最も暗い部分が、前記時間相関カメラが当該部分の反射光を検出できる程度の明るさを有する、請求項6ないし請求項8のいずれかに記載の三次元計測装置。
- 前記時空間変調照明の明暗パターンの間隔が、前記時間相関カメラの解像度よりも細かく設定されている、請求項6ないし請求項8のいずれかに記載の三次元計測装置。
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2019081347 | 2019-04-22 | ||
JP2019081347 | 2019-04-22 | ||
PCT/JP2020/016921 WO2020218208A1 (ja) | 2019-04-22 | 2020-04-17 | 三次元計測方法および三次元計測装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPWO2020218208A1 JPWO2020218208A1 (ja) | 2020-10-29 |
JP7438555B2 true JP7438555B2 (ja) | 2024-02-27 |
Family
ID=72942706
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2021516082A Active JP7438555B2 (ja) | 2019-04-22 | 2020-04-17 | 三次元計測方法および三次元計測装置 |
Country Status (2)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP7438555B2 (ja) |
WO (1) | WO2020218208A1 (ja) |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN115507773A (zh) * | 2021-06-07 | 2022-12-23 | 广州视源电子科技股份有限公司 | 三维测量方法及系统 |
Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US20150062558A1 (en) | 2013-09-05 | 2015-03-05 | Texas Instruments Incorporated | Time-of-Flight (TOF) Assisted Structured Light Imaging |
JP2019504313A (ja) | 2016-01-15 | 2019-02-14 | フェイスブック・テクノロジーズ・リミテッド・ライアビリティ・カンパニーFacebook Technologies, Llc | 構造化光およびタイムオブフライトを用いた深度マッピング |
-
2020
- 2020-04-17 JP JP2021516082A patent/JP7438555B2/ja active Active
- 2020-04-17 WO PCT/JP2020/016921 patent/WO2020218208A1/ja active Application Filing
Patent Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US20150062558A1 (en) | 2013-09-05 | 2015-03-05 | Texas Instruments Incorporated | Time-of-Flight (TOF) Assisted Structured Light Imaging |
JP2019504313A (ja) | 2016-01-15 | 2019-02-14 | フェイスブック・テクノロジーズ・リミテッド・ライアビリティ・カンパニーFacebook Technologies, Llc | 構造化光およびタイムオブフライトを用いた深度マッピング |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPWO2020218208A1 (ja) | 2020-10-29 |
WO2020218208A1 (ja) | 2020-10-29 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US20200166333A1 (en) | Hybrid light measurement method for measuring three-dimensional profile | |
US10234561B2 (en) | Specular reflection removal in time-of-flight camera apparatus | |
JP6309459B2 (ja) | ストライプ照明の飛行時間型カメラ | |
KR102191688B1 (ko) | 동적 위상 보상을 가진 레이저 빔 투사 시스템 | |
JP6120611B2 (ja) | ビーム走査型表示装置 | |
US9267790B2 (en) | Measuring device of measurement object, calculating device, measurement method, and method for producing item | |
US20130148102A1 (en) | Method to Compensate for Errors in Time-of-Flight Range Cameras Caused by Multiple Reflections | |
US20170115230A1 (en) | Inspection system and inspection method | |
US20120307260A1 (en) | Hybrid system | |
JP7228690B2 (ja) | 対向配置チャネルを有する三次元センサ | |
KR101562467B1 (ko) | 스마트 폰을 이용한 3차원 형상 측정 장치 | |
WO2019008330A1 (en) | MOTION COMPENSATION IN PHASE SHIFT STRUCTURED LIGHT LIGHT FOR MEASURING DIMENSIONS OF OBJECTS LIKELY TO MOVE FREELY | |
JP2020144136A (ja) | 深度感知システムおよび方法 | |
JP2017201760A (ja) | 撮像装置および測距装置 | |
JP2007240344A (ja) | 動的形状計測方法及び動的形状計測装置 | |
JP7438555B2 (ja) | 三次元計測方法および三次元計測装置 | |
EP3552044B1 (en) | Time-of-flight imaging apparatus and method | |
KR100982051B1 (ko) | Dmd를 이용한 모아레 측정 장치 | |
KR100982050B1 (ko) | Dmd를 이용한 모아레 측정 장치 | |
JP6362058B2 (ja) | 被検物の計測装置および物品の製造方法 | |
JP3672731B2 (ja) | レンジファインダ装置 | |
JP2023001122A (ja) | 撮像装置 | |
Nobuhara et al. | A single-shot multi-path interference resolution for mirror-based full 3D shape measurement with a correlation-based ToF camera | |
JP2016008837A (ja) | 形状測定方法、形状測定装置、構造物製造システム、構造物製造方法、及び形状測定プログラム | |
Kushida et al. | Spatio-temporal phase disambiguation in depth sensing |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20230414 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20231205 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20231207 |
|
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: 20240109 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20240206 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 7438555 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |