JPH0352001B2 - - Google Patents
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- JPH0352001B2 JPH0352001B2 JP59197414A JP19741484A JPH0352001B2 JP H0352001 B2 JPH0352001 B2 JP H0352001B2 JP 59197414 A JP59197414 A JP 59197414A JP 19741484 A JP19741484 A JP 19741484A JP H0352001 B2 JPH0352001 B2 JP H0352001B2
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- 238000001228 spectrum Methods 0.000 abstract description 3
- 238000003384 imaging method Methods 0.000 description 25
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 9
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- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 3
- 238000000034 method Methods 0.000 description 3
- 230000000007 visual effect Effects 0.000 description 3
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 2
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Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01C—MEASURING DISTANCES, LEVELS OR BEARINGS; SURVEYING; NAVIGATION; GYROSCOPIC INSTRUMENTS; PHOTOGRAMMETRY OR VIDEOGRAMMETRY
- G01C3/00—Measuring distances in line of sight; Optical rangefinders
- G01C3/02—Details
- G01C3/06—Use of electric means to obtain final indication
- G01C3/08—Use of electric radiation detectors
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01B—MEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
- G01B2210/00—Aspects not specifically covered by any group under G01B, e.g. of wheel alignment, caliper-like sensors
- G01B2210/50—Using chromatic effects to achieve wavelength-dependent depth resolution
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- Physics & Mathematics (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Radar, Positioning & Navigation (AREA)
- Remote Sensing (AREA)
- Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)
- Measurement Of Optical Distance (AREA)
- Processing Or Creating Images (AREA)
- Image Processing (AREA)
- Closed-Circuit Television Systems (AREA)
- Image Analysis (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明はレンジフアインダ、特に産業用ロボツ
トなどの三次元視覚装置に利用されるレンジフア
インダに関する。
トなどの三次元視覚装置に利用されるレンジフア
インダに関する。
ロボツトアームなどを駆動して物体を操作する
場合、物体の位置をセンスするために視覚装置が
利用される。通常、視覚装置はテレビカメラのよ
うな二次元センサであり、物体を画像としてとら
える。この場合、画像の各点に得られるのは情景
の輝度（明るさ）であり、物体が二次元的にとら
えられる。ロボツトアームで物体をつかむために
は物体迄の距離も知る必要があり、このような装
置として能動ステレオ法によるレンジフアインダ
が知られている。
場合、物体の位置をセンスするために視覚装置が
利用される。通常、視覚装置はテレビカメラのよ
うな二次元センサであり、物体を画像としてとら
える。この場合、画像の各点に得られるのは情景
の輝度（明るさ）であり、物体が二次元的にとら
えられる。ロボツトアームで物体をつかむために
は物体迄の距離も知る必要があり、このような装
置として能動ステレオ法によるレンジフアインダ
が知られている。
第６図を参照して第１の従来例として公知であ
るスリツト光を用いた能動ステレオ法によるレン
ジフアイダを説明する（センサ技術、Vol.2、No.
１、18〜25ページ）。第６図では光源１の光はレ
ンズ２により平行光線とされ、スリツト３によつ
て細いスリツト光が射出される。
るスリツト光を用いた能動ステレオ法によるレン
ジフアイダを説明する（センサ技術、Vol.2、No.
１、18〜25ページ）。第６図では光源１の光はレ
ンズ２により平行光線とされ、スリツト３によつ
て細いスリツト光が射出される。
スリツト光は鏡４によつて角度αを与えられ空
間に投射される。この角度αは鏡４を回転するこ
とにより変調される。投射されたスリツト光R1
は物体面５によつて反射される。第６図の７はテ
レビカメラを模式的に描いたもので、反射された
物体面上のスリツト光はレンズ８により結像面９
に結像される。簡単のため説明を二次元で行う
と、物体面５上の上の点P1は結像面９上の点P′1
として撮像される。
間に投射される。この角度αは鏡４を回転するこ
とにより変調される。投射されたスリツト光R1
は物体面５によつて反射される。第６図の７はテ
レビカメラを模式的に描いたもので、反射された
物体面上のスリツト光はレンズ８により結像面９
に結像される。簡単のため説明を二次元で行う
と、物体面５上の上の点P1は結像面９上の点P′1
として撮像される。
以上の系で物体以外の位置関係は既知であると
仮定すると、射出角αは鏡４の制御により知ら
れ、受光角βは撮像された画像から得られる。必
要なのは物体面上の点P1と撮像系間の距離Ｌで
ある。今、鏡面４とレンズ８の間の距離（既知）
をＤと置き、点P1と鏡面４との距離をＭと置く
と、式(1)と式(2)が得られる。
仮定すると、射出角αは鏡４の制御により知ら
れ、受光角βは撮像された画像から得られる。必
要なのは物体面上の点P1と撮像系間の距離Ｌで
ある。今、鏡面４とレンズ８の間の距離（既知）
をＤと置き、点P1と鏡面４との距離をＭと置く
と、式(1)と式(2)が得られる。
Lsinβ＝Msinα (1)
Lcosβ＋Mcosα＝Ｄ (2)
式(1)、(2)からＭを消去すると
Ｌ＝sinα／sin（α＋β）Ｄ (3)
となり、距離Ｌが求められる。
物体面が６の位置にあり、撮像系から遠い場
合、スリツト光は物体面６と点Q1で交わり、こ
の像は結像面９の上の点Q′1として撮像され、P′1
とは位置が異なる。そのため撮像された画面内
で、スリツト光の像の位置を知ることによつて、
物体面迄の距離を知ることができる。このような
レンジフアインダでは１回のスリツトの投影につ
いて１本のスリツトの像上の各点について距離が
得られる。そのため撮像画面全体について距離を
得るには、鏡４の回転により角αを変化させなが
ら１画面ずつ撮像し、全画面を完成する。
合、スリツト光は物体面６と点Q1で交わり、こ
の像は結像面９の上の点Q′1として撮像され、P′1
とは位置が異なる。そのため撮像された画面内
で、スリツト光の像の位置を知ることによつて、
物体面迄の距離を知ることができる。このような
レンジフアインダでは１回のスリツトの投影につ
いて１本のスリツトの像上の各点について距離が
得られる。そのため撮像画面全体について距離を
得るには、鏡４の回転により角αを変化させなが
ら１画面ずつ撮像し、全画面を完成する。
しかし、以上の方式のレンジフアインダでは画
像を例えば256×256画素の２次元格子と考えるデ
イジタル画像処理により距離を求める場合、すべ
ての画素について物体面迄の距離が得られず、ス
リツト光像の存在する画素でのみ距離が得られる
ため、その間の画素では周囲の画素で得られた距
離から内挿する必要があるという欠点があつた。
像を例えば256×256画素の２次元格子と考えるデ
イジタル画像処理により距離を求める場合、すべ
ての画素について物体面迄の距離が得られず、ス
リツト光像の存在する画素でのみ距離が得られる
ため、その間の画素では周囲の画素で得られた距
離から内挿する必要があるという欠点があつた。
また、上記の解像度で距離画像を得るため角α
を256回投射し撮像するとすれば、カメラの１フ
レームの時間を1/30秒として約8.5秒の時間がか
かり、入力後の処理時間を別にしても高速のロボ
ツト視覚システムとしては応用範囲が限られるの
も欠点であつた。
を256回投射し撮像するとすれば、カメラの１フ
レームの時間を1/30秒として約8.5秒の時間がか
かり、入力後の処理時間を別にしても高速のロボ
ツト視覚システムとしては応用範囲が限られるの
も欠点であつた。
上記の欠点を回避するため、最近スリツトの代
わりにグレイコードパターンを投射するレンジ・
フアインダが発表されている。（昭和59年度電子
通信学会総会全国大会S14−５）。この第２の従
来例を第７図を参照して説明する。第２の従来例
ではスリツト光の代わりにコードパターン１０が
ランプ１１により空間に投射されている。物体面
５上にはこのコードパターンが投影される。第７
図の例では点P1が光が当たるので“１”のコー
ド、点P2は光が当たらないので“０”のコード
が対応する。点P1の像はレンズ８によつてテレ
ビカメラ７の結像面９上の点P′1に、同様に点P2
の像はP′2に得られる。コードパターン１０を第
８図ａ，ｂ，ｃに示す３枚のパターンに次々と取
換えることにより、空間を第８図ｄに示すように
スリツト状の３ビツトのコードにコーテイングす
ることができる。即ち、この３回の投射と撮像
で、第１の従来例における、スリツト光の８回の
投射と撮像を代用し、同様に８ビツトのグレイコ
ードを利用すれば、８回の投射と撮像で、第１の
従来例におけるスリツト光の256回の投射と撮像
を代用することができる。
わりにグレイコードパターンを投射するレンジ・
フアインダが発表されている。（昭和59年度電子
通信学会総会全国大会S14−５）。この第２の従
来例を第７図を参照して説明する。第２の従来例
ではスリツト光の代わりにコードパターン１０が
ランプ１１により空間に投射されている。物体面
５上にはこのコードパターンが投影される。第７
図の例では点P1が光が当たるので“１”のコー
ド、点P2は光が当たらないので“０”のコード
が対応する。点P1の像はレンズ８によつてテレ
ビカメラ７の結像面９上の点P′1に、同様に点P2
の像はP′2に得られる。コードパターン１０を第
８図ａ，ｂ，ｃに示す３枚のパターンに次々と取
換えることにより、空間を第８図ｄに示すように
スリツト状の３ビツトのコードにコーテイングす
ることができる。即ち、この３回の投射と撮像
で、第１の従来例における、スリツト光の８回の
投射と撮像を代用し、同様に８ビツトのグレイコ
ードを利用すれば、８回の投射と撮像で、第１の
従来例におけるスリツト光の256回の投射と撮像
を代用することができる。
第２の従来例によれば、８回の撮像された画像
から、各画素についてグレイコードを求め256本
の内の対応するスリツト番号を知ることができ
る。この番号から第１の従来例と同様の式(3)にお
ける角αを得ることができ、撮像面９における各
画素位置から角βが知られるので、同式により各
画素毎に、撮像された物体迄の距離Ｌを求めるこ
とができる。
から、各画素についてグレイコードを求め256本
の内の対応するスリツト番号を知ることができ
る。この番号から第１の従来例と同様の式(3)にお
ける角αを得ることができ、撮像面９における各
画素位置から角βが知られるので、同式により各
画素毎に、撮像された物体迄の距離Ｌを求めるこ
とができる。
第２の従来例によると、撮像の回数は８回で撮
像は8/30秒で終了するので第１の従来例より高速
化が図られている。しかし、第２の従来例では、
空間がグレイコードにより完全にデイジタル化さ
れているため、空間解像度は投射するパターン数
によつて完全に定まり、また第１の従来例より改
善されてはいるが、距離を精度良く得るには撮像
の回数を増さねばならないという欠点は残つてい
る。
像は8/30秒で終了するので第１の従来例より高速
化が図られている。しかし、第２の従来例では、
空間がグレイコードにより完全にデイジタル化さ
れているため、空間解像度は投射するパターン数
によつて完全に定まり、また第１の従来例より改
善されてはいるが、距離を精度良く得るには撮像
の回数を増さねばならないという欠点は残つてい
る。
本発明の目的は、以上に述べたようなレンジフ
アインダの欠点を除き、得られる距離の精度と無
関係に複数回の撮像又は１回のカラー撮像によつ
て物体迄の距離を画素毎に得ることのできるレン
ジフアインダを提供することにある。
アインダの欠点を除き、得られる距離の精度と無
関係に複数回の撮像又は１回のカラー撮像によつ
て物体迄の距離を画素毎に得ることのできるレン
ジフアインダを提供することにある。
本第１の発明によるとスペクトルパターンを空
間に投射するパターン投射装置と、スペクトルパ
ターンが投影された物体面の情景を撮像する画像
入力装置と、該画像入力装置に前置され透過光量
を波の波長別に制御する単数又は複数のカラーフ
イルタと、前記画像入力装置から得られた複数の
画像間の演算を行い、各画素における画像入力装
置から前記物体面迄の距離を求める画像演算装置
とを含むことを特徴とするレンジフアインダが得
られる。
間に投射するパターン投射装置と、スペクトルパ
ターンが投影された物体面の情景を撮像する画像
入力装置と、該画像入力装置に前置され透過光量
を波の波長別に制御する単数又は複数のカラーフ
イルタと、前記画像入力装置から得られた複数の
画像間の演算を行い、各画素における画像入力装
置から前記物体面迄の距離を求める画像演算装置
とを含むことを特徴とするレンジフアインダが得
られる。
また本第２の発明によるとスペクトルパターン
を空間に投射するパターン投射装置と、スペクト
ルパターンが投影された物体面の情景を色分解し
て多バンドのカラー画像として撮像するカラー画
像入力装置と、該カラー画像入力装置から得られ
た多バンド画像の各バンド間の演算を行い各画素
におけるカラー画像入力装置から前記物体面迄の
距離を求める画像演算装置とを含むことを特徴と
するレンジフアインダが得られる。
を空間に投射するパターン投射装置と、スペクト
ルパターンが投影された物体面の情景を色分解し
て多バンドのカラー画像として撮像するカラー画
像入力装置と、該カラー画像入力装置から得られ
た多バンド画像の各バンド間の演算を行い各画素
におけるカラー画像入力装置から前記物体面迄の
距離を求める画像演算装置とを含むことを特徴と
するレンジフアインダが得られる。
〔第１の発明の実施例〕
第１の発明の実施例を第１図を参照して説明す
る。白色光源１２からスリツト１３を通つた光線
はプリズム１４により分光され、スペクトルパタ
ーンとして空間に投射される。このとき、角度α
の方向にはある波長λの光線が射出される。即
ち、αはλの単調函数であり α＝ｆ（λ） (4) と表わされる。スペクトルパターンは物体面５に
投影され、この情景がカメラ７によりフイルタ１
５、レンズ８を介して結像面９に結像される。物
体面５上の点Ｐは波長λの単色光で照明され、そ
の強度は物体面の色により変調され、その像は結
像面９上の点P′に得られるが、ここに得られる信
号強度I1は、 I1γ（λ）・τ1（λ）・ρ（λ） (5) と表わされる。ここでγ（λ）はＰにおける波長
λの反射光の強度、τ1（λ）は第１のフイルタの
波長λにおける透過率、ρ（λ）は波長λにおけ
る撮像素子の感度である。
る。白色光源１２からスリツト１３を通つた光線
はプリズム１４により分光され、スペクトルパタ
ーンとして空間に投射される。このとき、角度α
の方向にはある波長λの光線が射出される。即
ち、αはλの単調函数であり α＝ｆ（λ） (4) と表わされる。スペクトルパターンは物体面５に
投影され、この情景がカメラ７によりフイルタ１
５、レンズ８を介して結像面９に結像される。物
体面５上の点Ｐは波長λの単色光で照明され、そ
の強度は物体面の色により変調され、その像は結
像面９上の点P′に得られるが、ここに得られる信
号強度I1は、 I1γ（λ）・τ1（λ）・ρ（λ） (5) と表わされる。ここでγ（λ）はＰにおける波長
λの反射光の強度、τ1（λ）は第１のフイルタの
波長λにおける透過率、ρ（λ）は波長λにおけ
る撮像素子の感度である。
次にフイルタ１５を第２の透過率の異なるフイ
ルタに交換する。その時得られる信号I2は I2＝γ（λ）τ2（λ）・ρ（λ） (6) と表わされる。信号の比I1／I2はよつて式(7)のよ
うに２つのフイルタの透過率の比となり、物体面
の色γ（λ）によらない。これは波長λの函数と
なる。これをＣ（λ）とおくと I1／I2＝τ1（λ）／τ2（λ）≡Ｃ（λ） (7) で表わされる。
ルタに交換する。その時得られる信号I2は I2＝γ（λ）τ2（λ）・ρ（λ） (6) と表わされる。信号の比I1／I2はよつて式(7)のよ
うに２つのフイルタの透過率の比となり、物体面
の色γ（λ）によらない。これは波長λの函数と
なる。これをＣ（λ）とおくと I1／I2＝τ1（λ）／τ2（λ）≡Ｃ（λ） (7) で表わされる。
Ｃ（λ）が波長λの単調函数であるなら、式(4)
から α＝ｆ＝（C-1（I1／I2）） (8) と書くことができるため、２つの信号の比から単
色光の射出角αを一意に求めることができる。点
Ｐからのカメラ７への光線方向角βは点P′の画素
位置から知られるので、式(3)について各画素につ
いてI1／I2を計算することによつて物体迄の距離
Ｌを求めることができる。
から α＝ｆ＝（C-1（I1／I2）） (8) と書くことができるため、２つの信号の比から単
色光の射出角αを一意に求めることができる。点
Ｐからのカメラ７への光線方向角βは点P′の画素
位置から知られるので、式(3)について各画素につ
いてI1／I2を計算することによつて物体迄の距離
Ｌを求めることができる。
ここで、函数Ｃ（λ）が波長λの単調函数であ
ることが必要であるが、簡単には第２図に示すよ
うな透過率を持つ２枚のフイルタにより実現する
ことができる。この例では投射されるスペクトル
の波長範囲はλ1からλ2としている。第２図ａに示
す第１のフイルタはこの波長範囲で透過率τ1（λ）
が波長λに対して単調減少であり、第２図ｂに示
す第２のフイルタ透過率τ2（λ）が波長λに対し
て単調増加である。このような１組のフイルタを
用いることによつてＣ（λ）は単調減少となり、
２回の撮像と画像間演算によつて距離画像を得る
ことができる。
ることが必要であるが、簡単には第２図に示すよ
うな透過率を持つ２枚のフイルタにより実現する
ことができる。この例では投射されるスペクトル
の波長範囲はλ1からλ2としている。第２図ａに示
す第１のフイルタはこの波長範囲で透過率τ1（λ）
が波長λに対して単調減少であり、第２図ｂに示
す第２のフイルタ透過率τ2（λ）が波長λに対し
て単調増加である。このような１組のフイルタを
用いることによつてＣ（λ）は単調減少となり、
２回の撮像と画像間演算によつて距離画像を得る
ことができる。
また、第２のフイルタの代わりにフイルタ無し
で撮像してもτ2（λ）＝１となり、τ1（λ）が単調
函数であればC1（λ）はやはり単調函数となるた
め２回の撮像と画像間演算によつて距離画像を得
ることができる。
で撮像してもτ2（λ）＝１となり、τ1（λ）が単調
函数であればC1（λ）はやはり単調函数となるた
め２回の撮像と画像間演算によつて距離画像を得
ることができる。
以上の演算を行う画像演算装置１６の実施例を
第３図に示す。第１のフイルタによる入力画像は
Ａ／Ｄ変換器１６０により画素毎にデジタル値に
変換され、必要なビツト数で第１の画像メモリ１
６１に、第２のフイルタによる入力画像は同様に
して第２の画像メモリ１６２に格納される。除算
器１６３は各画素毎に第１の画像メモリ１６１中
の値を第２の画像メモリ１６２中の値で除算し、
商を出力する。各商をｓとすると、変換テーブル
１６４はｓによりアドレスされ、ｆ（C-1（ｓ））
の値を出力するROMであり、式(8)により対応す
る射出角αが出力される。受光角βは画素のアド
レスカウンタ１６５の示す位置に対応するが、こ
れも変換テーブル１６６により画素アドレスを変
換して得られる。αとβの加算は加算器１６７に
より行われ、更に変換テーブル１６８，１６９に
よつて、Ｄ・sinα及びsin（α＋β）が求められ、
両者の商が除算器１７０によつて実行されること
によつて式(3)が実行され、距離Ｌが第３の画像メ
モリ１８０に格納される。このようにして距離画
像を得るための画像演算装置１６を構成すること
ができるが、実行速度などの制約が緩い場合に
は、この全部、又は一部を一般のマイクロコンピ
ユータプログラムなどで置換することもできる。
第３図に示す。第１のフイルタによる入力画像は
Ａ／Ｄ変換器１６０により画素毎にデジタル値に
変換され、必要なビツト数で第１の画像メモリ１
６１に、第２のフイルタによる入力画像は同様に
して第２の画像メモリ１６２に格納される。除算
器１６３は各画素毎に第１の画像メモリ１６１中
の値を第２の画像メモリ１６２中の値で除算し、
商を出力する。各商をｓとすると、変換テーブル
１６４はｓによりアドレスされ、ｆ（C-1（ｓ））
の値を出力するROMであり、式(8)により対応す
る射出角αが出力される。受光角βは画素のアド
レスカウンタ１６５の示す位置に対応するが、こ
れも変換テーブル１６６により画素アドレスを変
換して得られる。αとβの加算は加算器１６７に
より行われ、更に変換テーブル１６８，１６９に
よつて、Ｄ・sinα及びsin（α＋β）が求められ、
両者の商が除算器１７０によつて実行されること
によつて式(3)が実行され、距離Ｌが第３の画像メ
モリ１８０に格納される。このようにして距離画
像を得るための画像演算装置１６を構成すること
ができるが、実行速度などの制約が緩い場合に
は、この全部、又は一部を一般のマイクロコンピ
ユータプログラムなどで置換することもできる。
本第１の発明によれば、ｆ（α）は連続函数で
あるので、撮像信号のＳ／Ｎ比が良ければ良い程
距離が正確に求められる。実際には、τ2（λ）小
さい波長帯域では出力信号が小さくなりＳ／Ｎ比
が悪くなるために、第４図に示すような複数のフ
イルタを用いて撮像することが考えられる。第４
図にはτ1からτ7の７種のフイルタによる分光透過
率が示されている。２つのフイルタの透過率の比
Cij（λ）を式(9)で定義する。
あるので、撮像信号のＳ／Ｎ比が良ければ良い程
距離が正確に求められる。実際には、τ2（λ）小
さい波長帯域では出力信号が小さくなりＳ／Ｎ比
が悪くなるために、第４図に示すような複数のフ
イルタを用いて撮像することが考えられる。第４
図にはτ1からτ7の７種のフイルタによる分光透過
率が示されている。２つのフイルタの透過率の比
Cij（λ）を式(9)で定義する。
Cij（λ）≡τi（λ）／τj（λ） (9)
式(9)の分母の函数が定数ｔより小さいとＳ／Ｎ
が悪くなり、精度が落ちる場合、各Cijの有効範
囲は第４図の下部に示されている。このようにフ
イルタの数を増すことによつて都合の良いフイル
タペアの結果を用いることによつて距離の精度を
増すことができる。またCijの有効範囲が重複し
ている波長領域では、複数の結果を総合して、距
離の精度を増すことができる。この場合画像演算
装置１６は第３図の形から拡張することによつて
容易に構成し直すことができる。
が悪くなり、精度が落ちる場合、各Cijの有効範
囲は第４図の下部に示されている。このようにフ
イルタの数を増すことによつて都合の良いフイル
タペアの結果を用いることによつて距離の精度を
増すことができる。またCijの有効範囲が重複し
ている波長領域では、複数の結果を総合して、距
離の精度を増すことができる。この場合画像演算
装置１６は第３図の形から拡張することによつて
容易に構成し直すことができる。
（第２の発明の実施例）
次に本第２の発明を第５図の実施例を参照して
説明する。第１図に示す第１の発明とは、撮像系
が異なつている。即ち、第１の発明では１つのカ
メラの前にフイルタを置き、これを交換しながら
複数枚の画像を入力するが、第２の発明ではいわ
ゆるカラーテレビカメラ２２を用いる。スペクト
ルパターンが投影された情景はレンズ８を介し、
ダイクロイツクミラーなどで実現される分光素子
１７，１８によつて分光され、撮像素子１９，２
０，２１上に結像する。このように構成した第２
の発明では複数（第４図の実施例では３枚）の画
像が同時に得られる。各撮像素子に得られる画像
信号I1，I2，…は、分光素子１７，１８により、
撮像素子１９，２０，２１に伝えられる特性を
τ1，τ2，τ3とすれば、式(5)、式(6)と同時に与えら
れ、画像演算装置１６は第１の発明と同様に構成
することによつて式(9)のようにC12，C13，C23を
計算することによつて角αを得、ひいては距離画
像を得ることができる。
説明する。第１図に示す第１の発明とは、撮像系
が異なつている。即ち、第１の発明では１つのカ
メラの前にフイルタを置き、これを交換しながら
複数枚の画像を入力するが、第２の発明ではいわ
ゆるカラーテレビカメラ２２を用いる。スペクト
ルパターンが投影された情景はレンズ８を介し、
ダイクロイツクミラーなどで実現される分光素子
１７，１８によつて分光され、撮像素子１９，２
０，２１上に結像する。このように構成した第２
の発明では複数（第４図の実施例では３枚）の画
像が同時に得られる。各撮像素子に得られる画像
信号I1，I2，…は、分光素子１７，１８により、
撮像素子１９，２０，２１に伝えられる特性を
τ1，τ2，τ3とすれば、式(5)、式(6)と同時に与えら
れ、画像演算装置１６は第１の発明と同様に構成
することによつて式(9)のようにC12，C13，C23を
計算することによつて角αを得、ひいては距離画
像を得ることができる。
以上述べたようにスペクトルパターンを空間に
投射し、これが物体に投影された情景を撮像装置
とフイルタの組み合わせで複数回撮像することに
より、または、分光素子によつて各撮像素子が異
なる分光感度を持つように構成されたカラー撮像
装置で撮像することにより、複数枚の画像を入力
し、後置する画像演算装置によつて画像間演算を
行い物体迄の距離を画素毎に得ることができる。
投射し、これが物体に投影された情景を撮像装置
とフイルタの組み合わせで複数回撮像することに
より、または、分光素子によつて各撮像素子が異
なる分光感度を持つように構成されたカラー撮像
装置で撮像することにより、複数枚の画像を入力
し、後置する画像演算装置によつて画像間演算を
行い物体迄の距離を画素毎に得ることができる。
尚、以上はスペクトルパターンの投射装置の要
素にプリズムを用いた場合を説明したが、グレー
テイングなどの他の要素を用いたり、カメラのフ
レーム時間よりもはるかに高速にパターンを走査
しても同様のスペクトルパターンが投射されれば
差し支えない。
素にプリズムを用いた場合を説明したが、グレー
テイングなどの他の要素を用いたり、カメラのフ
レーム時間よりもはるかに高速にパターンを走査
しても同様のスペクトルパターンが投射されれば
差し支えない。
第１図は本第１の発明の実施例の構成図、第２
図は第１の発明で用いられるフイルタの一例の特
性図、第３図は画像演算装置の実施例のブロツク
図、第４図は本第１の発明で用いられる複数のフ
イルタの他の特性図及びフイルタの組み合わせの
有効範囲の説明図、第５図は本第２の発明の実施
例の構成図、第６図は第１の従来例の構成図、第
７図は第２の従来例の構成図、第８図は第２の従
来例で用いられるコードパターンの説明図であ
る。 １……光源、２……レンズ、３……スリツト、
４……鏡、５〜６……物体面、７……カメラ、８
……レンズ、９……結像面、１０……コードパタ
ーン、１１〜１２……光源、１３……スリツト、
１４……プリズム、１５……フイルタ、１６……
画像演算装置、１７〜１８……分光素子、１９〜
２１……撮像素子、２２……カラーカメラ。
図は第１の発明で用いられるフイルタの一例の特
性図、第３図は画像演算装置の実施例のブロツク
図、第４図は本第１の発明で用いられる複数のフ
イルタの他の特性図及びフイルタの組み合わせの
有効範囲の説明図、第５図は本第２の発明の実施
例の構成図、第６図は第１の従来例の構成図、第
７図は第２の従来例の構成図、第８図は第２の従
来例で用いられるコードパターンの説明図であ
る。 １……光源、２……レンズ、３……スリツト、
４……鏡、５〜６……物体面、７……カメラ、８
……レンズ、９……結像面、１０……コードパタ
ーン、１１〜１２……光源、１３……スリツト、
１４……プリズム、１５……フイルタ、１６……
画像演算装置、１７〜１８……分光素子、１９〜
２１……撮像素子、２２……カラーカメラ。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ スペクトルパターンを空間に投射するパター
ン投射装置と、スペクトルパターンが投影された
物体面の情景を撮像する画像入力装置と、該画像
入力装置に前置され、透過光量を光の波長別に制
御する単数又は複数のカラーフイルタと、前記画
像入力装置から得られた複数の画像間の演算を行
い各画素における画像入力装置から前記物体面迄
の距離を求める画像演算装置とを含むことを特徴
とするレンジフアインダ。 ２ スペクトルパターンを空間に投射するパター
ン投射装置と、スペクトルパターンが投影された
物体面の情景を色分解して多バンドのカラー画像
として撮像するカラー画像入力装置と、該カラー
画像入力装置から得られた多バンド画像の各バン
ド間の演算を行い各画素におけるカラー画像入力
装置から前記物体面迄の距離を求める画像演算装
置とを含むことを特徴とするレンジフアインダ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59197414A JPS6175210A (ja) | 1984-09-20 | 1984-09-20 | レンジフアインダ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59197414A JPS6175210A (ja) | 1984-09-20 | 1984-09-20 | レンジフアインダ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6175210A JPS6175210A (ja) | 1986-04-17 |
| JPH0352001B2 true JPH0352001B2 (ja) | 1991-08-08 |
Family
ID=16374115
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59197414A Granted JPS6175210A (ja) | 1984-09-20 | 1984-09-20 | レンジフアインダ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6175210A (ja) |
Families Citing this family (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH07117399B2 (ja) * | 1987-01-20 | 1995-12-18 | 株式会社竹中工務店 | 建築仕上げ下地の平面精度検査方法ならびに装置 |
| JPH0676888B2 (ja) * | 1987-03-20 | 1994-09-28 | 大阪大学長 | 被測定物体からの反射光による距離測定方法 |
| JPS6410116A (en) * | 1987-07-03 | 1989-01-13 | Fanuc Ltd | Measurement system for body position corresponding to picture element |
| JP2003042735A (ja) | 2001-08-01 | 2003-02-13 | Minolta Co Ltd | ３次元計測方法および装置並びにコンピュータプログラム |
| JP2005241340A (ja) | 2004-02-25 | 2005-09-08 | Sharp Corp | マルチ測距装置 |
| US7804585B2 (en) | 2006-01-08 | 2010-09-28 | Visiontools Bildanalyse Systeme Gmbh | Creation of a range image |
| JP5417723B2 (ja) * | 2008-03-18 | 2014-02-19 | 株式会社豊田中央研究所 | 方位測定方法及び方位測定装置 |
| CZ2009133A3 (cs) * | 2009-03-03 | 2009-07-08 | Witrins S.R.O. | Zarízení, zpusob merení vnejších rozmeru testovaného výrobku a použití tohoto zarízení |
| EP2196765A1 (en) * | 2008-12-09 | 2010-06-16 | WiTrins s.r.o. | Measuring the outer dimensions of an object |
| TWI467236B (zh) * | 2012-04-12 | 2015-01-01 | Univ Nat Formosa | 三維形貌遙測系統及方法 |
| CN108801155B (zh) * | 2018-07-18 | 2020-03-06 | 清华大学深圳研究生院 | 一种光谱编码距离传感器系统 |
-
1984
- 1984-09-20 JP JP59197414A patent/JPS6175210A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6175210A (ja) | 1986-04-17 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |