JPH04164205A - 三次元像解析装置 - Google Patents
三次元像解析装置Info
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- JPH04164205A JPH04164205A JP2290225A JP29022590A JPH04164205A JP H04164205 A JPH04164205 A JP H04164205A JP 2290225 A JP2290225 A JP 2290225A JP 29022590 A JP29022590 A JP 29022590A JP H04164205 A JPH04164205 A JP H04164205A
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- 230000001360 synchronised effect Effects 0.000 claims description 5
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 claims 1
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 abstract description 9
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- 238000003384 imaging method Methods 0.000 description 3
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
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Landscapes
- Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)
- Image Processing (AREA)
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は、特に曲面を有する出土品、美術品、人体等の
物体の採寸を非接触にて効率的に行う装置に関するもの
で、さらに詳しく言えば、帯状のレーザビームを三次元
方向がら物体に照射して得た軌跡をカメラ等で撮像して
寸法を測定、解析する三次元像解析装置に関するもので
ある。
物体の採寸を非接触にて効率的に行う装置に関するもの
で、さらに詳しく言えば、帯状のレーザビームを三次元
方向がら物体に照射して得た軌跡をカメラ等で撮像して
寸法を測定、解析する三次元像解析装置に関するもので
ある。
三次元物体を図面化する等の目的で寸法を測定する方法
として、従来よりステレオ写真等の技術が知られている
。これは、異なる角度より撮影された画像を解析して三
次元物体の寸法を測定するものである。
として、従来よりステレオ写真等の技術が知られている
。これは、異なる角度より撮影された画像を解析して三
次元物体の寸法を測定するものである。
然るに、この従来方式では測定精度を高めることが難し
く、解析に時間がかかると共に、精密な解析には、コン
ピュータによる高度で繁雑な画像解析作業が必要とされ
るという問題があった。
く、解析に時間がかかると共に、精密な解析には、コン
ピュータによる高度で繁雑な画像解析作業が必要とされ
るという問題があった。
本発明はこのような点に鑑みて創作されたもので、簡易
且つコンパクトな構成で、極めて高精度に計測、採寸が
可能な三次元像解析装置を提供することを目的とするも
のである。
且つコンパクトな構成で、極めて高精度に計測、採寸が
可能な三次元像解析装置を提供することを目的とするも
のである。
本発明は、静置された三次元物体に対しＸ軸方向に移動
するレーザ光源と、Ｙ軸方向に移動するレーザ光源と、
前記三次元物体の両側に位置し、照射方向が直交するよ
う配置されていてＸ軸方向に順次移動するレーザ光源と
、同一垂直面上に配置されていて前記三次元物体に向け
られた４台のカメラと、前記４台のカメラにおけるＸ軸
、Ｙ軸及びＺ軸に対応する画像をそれぞれ個別に合成す
るミキサーと、前記４つの合成像から前記三次元物体の
形状をコンピュータで解析するための座標を求める画像
処理装置とから成る三次元像解析装置、を以て上記課題
を解決した。
するレーザ光源と、Ｙ軸方向に移動するレーザ光源と、
前記三次元物体の両側に位置し、照射方向が直交するよ
う配置されていてＸ軸方向に順次移動するレーザ光源と
、同一垂直面上に配置されていて前記三次元物体に向け
られた４台のカメラと、前記４台のカメラにおけるＸ軸
、Ｙ軸及びＺ軸に対応する画像をそれぞれ個別に合成す
るミキサーと、前記４つの合成像から前記三次元物体の
形状をコンピュータで解析するための座標を求める画像
処理装置とから成る三次元像解析装置、を以て上記課題
を解決した。
Ｘ軸、Ｙ軸についてレーザ光源８．９並びに１０．１１
で順次三次元物体２５」二を走査してレーザビームの線
を表出しつつ、カメラ４〜７で連続的に撮像する。また
、奥行を示すＺ軸についても、レーザ光源１２．１３並
びに１４．１５で順次走査しつつ、カメラ４〜７による
撮像を行なう。各撮像は記憶装置に蓄積された後、ミキ
サーにより各カメラごとにＸ−Ｚ軸対応画像の合成が行
なわれる。そしてＸ−Ｚ軸のすべてが最初に表れたもの
から順に順位付けされ、それぞれにつき、２軸の線を固
定し、残りの１軸の線を移動させて交点座標を求める処
理が行なわれ、それらの座標データをコンピュータによ
る解析に用いる。
で順次三次元物体２５」二を走査してレーザビームの線
を表出しつつ、カメラ４〜７で連続的に撮像する。また
、奥行を示すＺ軸についても、レーザ光源１２．１３並
びに１４．１５で順次走査しつつ、カメラ４〜７による
撮像を行なう。各撮像は記憶装置に蓄積された後、ミキ
サーにより各カメラごとにＸ−Ｚ軸対応画像の合成が行
なわれる。そしてＸ−Ｚ軸のすべてが最初に表れたもの
から順に順位付けされ、それぞれにつき、２軸の線を固
定し、残りの１軸の線を移動させて交点座標を求める処
理が行なわれ、それらの座標データをコンピュータによ
る解析に用いる。
〔実施例］
本発明の好適な実施例を図面に依拠して説明する。
本発明に係る装置は、撮像部と解析部とに大別できる。
第１図ば撮像部の構成を示すもので、図中１はフレーム
で、例えば、側面が８字形に、また、正面が日の字形に
形成される。フレーム１の上段横軸２及び中段横軸３の
左右には、それぞれスチルビデオカメラ等のカメラ４〜
７が固定される。カメラ４．５の間隔とカメラ６．７の
間隔は等しくされ、また、カメラ４とカメラ６、並びに
、カメラ５とカメラ７は、それぞれ同一垂直軸上にある
ように配置される。８〜１５はレーザ光源で、レーザ光
源８は上段横軸２上に、また、レーザ光源９は中段横軸
３上に、それぞれパルスモータ−等を用いた適宜手段に
より、Ｘ軸方向に移動可能に設置される。レーザ光源８
．９は同一垂直軸上に位置させ、且つ、その動きは同期
させ、以て被写体たる三次元物体２５に対し、例えば幅
１ ｍｍで長さが１ｍの１本に重なった光束の線を照射
可能にする。レーザ光源１０．１１は、それぞれフレー
ム１の縦軸１６．１７に、上記同様適宜手段によりＹ軸
方向に移動可能に設置される。レーザ光源１０．１１は
同じ高さに設置し、その動きは同期させ、以て上記同様
１本に重なった光束の線を発生可能にする。
で、例えば、側面が８字形に、また、正面が日の字形に
形成される。フレーム１の上段横軸２及び中段横軸３の
左右には、それぞれスチルビデオカメラ等のカメラ４〜
７が固定される。カメラ４．５の間隔とカメラ６．７の
間隔は等しくされ、また、カメラ４とカメラ６、並びに
、カメラ５とカメラ７は、それぞれ同一垂直軸上にある
ように配置される。８〜１５はレーザ光源で、レーザ光
源８は上段横軸２上に、また、レーザ光源９は中段横軸
３上に、それぞれパルスモータ−等を用いた適宜手段に
より、Ｘ軸方向に移動可能に設置される。レーザ光源８
．９は同一垂直軸上に位置させ、且つ、その動きは同期
させ、以て被写体たる三次元物体２５に対し、例えば幅
１ ｍｍで長さが１ｍの１本に重なった光束の線を照射
可能にする。レーザ光源１０．１１は、それぞれフレー
ム１の縦軸１６．１７に、上記同様適宜手段によりＹ軸
方向に移動可能に設置される。レーザ光源１０．１１は
同じ高さに設置し、その動きは同期させ、以て上記同様
１本に重なった光束の線を発生可能にする。
レーザ光源１２．１４は、それぞれフレーム１の上段ア
ーム１８．１９上に、またレーザ光源１３．１５は、そ
れぞれ中段アーム２０．２１上に、上記同様適宜手段に
よりＸ軸方向に移動可能に設置される。
ーム１８．１９上に、またレーザ光源１３．１５は、そ
れぞれ中段アーム２０．２１上に、上記同様適宜手段に
よりＸ軸方向に移動可能に設置される。
レーザ光源１２．１３は同一垂直軸上に位置させ、両者
の動きは同期させ、以て上記同様１本に重なった光束の
線を発生可能にする。また、レーザ光源Ｉ４．１５を同
一垂直軸上に位置させ、両者の動きを同期させて上記同
様１本に重なった光束の線を発生可能にする。レーザ光
源１２と１４、並びに、レーザ光源１３と１５の向きは
、互いに直交するように配置する。上記各レーザ光源８
〜１５の動きは、例えば数ｍｍ宛の間欠移動とする。
の動きは同期させ、以て上記同様１本に重なった光束の
線を発生可能にする。また、レーザ光源Ｉ４．１５を同
一垂直軸上に位置させ、両者の動きを同期させて上記同
様１本に重なった光束の線を発生可能にする。レーザ光
源１２と１４、並びに、レーザ光源１３と１５の向きは
、互いに直交するように配置する。上記各レーザ光源８
〜１５の動きは、例えば数ｍｍ宛の間欠移動とする。
上述した例は、各軸に対するレーザ光源をいずれも上下
一対としたものであり、三次元物体２５の」二上、左右
及び前後に確実にレーザ光が当たるよう配慮したもので
あるが、各軸共単一のレーザ光源であってもよい。
一対としたものであり、三次元物体２５の」二上、左右
及び前後に確実にレーザ光が当たるよう配慮したもので
あるが、各軸共単一のレーザ光源であってもよい。
第２図（Ａ）、（Ｂ）は解析部を示すもので、そこにお
いて２２は４分割モニターであって、上記４台のカメラ
４〜７に対応する画像を、画面を４分割して同時に表示
すると共に、その４つの分割画面の中で選択された１つ
を全画面に拡大して表示する。２３はＣＯＤカメラで、
上記４つの分割画面及び全画面表示された画面を撮影す
る。ＣＣＤカメラ２３の映像信号は、図示せぬ画像処理
装置に送られる。画像処理装置は、映像信号中の特定の
信号を検出し、４分割モニターに制御信号を送り、単一
の表示画像を選択させる。なお、図示してないが、各カ
メラ４〜７と４分割モニター２２との間に、各カメラ４
〜７において撮影したｘ、ｙ、ｚ軸に関する画像を各カ
メラごとに合成するミキサーを介在させる。
いて２２は４分割モニターであって、上記４台のカメラ
４〜７に対応する画像を、画面を４分割して同時に表示
すると共に、その４つの分割画面の中で選択された１つ
を全画面に拡大して表示する。２３はＣＯＤカメラで、
上記４つの分割画面及び全画面表示された画面を撮影す
る。ＣＣＤカメラ２３の映像信号は、図示せぬ画像処理
装置に送られる。画像処理装置は、映像信号中の特定の
信号を検出し、４分割モニターに制御信号を送り、単一
の表示画像を選択させる。なお、図示してないが、各カ
メラ４〜７と４分割モニター２２との間に、各カメラ４
〜７において撮影したｘ、ｙ、ｚ軸に関する画像を各カ
メラごとに合成するミキサーを介在させる。
上記構成の本装置は、各レーザ光源にて、解析すべき三
次元物体２５にｘ、ｙ、ｚ軸方向に段階状に移動しなが
ら面状に走査するレーザビームを照射し、物体上に物体
に？ａって湾曲させられた光の等寸法線を表出させ、そ
れを三次元物体２５を囲むように配置された４台のカメ
ラ４〜７で４方向から連続的に撮像する。撮像した像は
、メモリ等の記憶装線に蓄積される。次いで、撮像した
画像（線分）のＸ、Ｙ、Ｚ方向の軌跡を、ミキサーで以
て各カメラ４〜７ごとに合成し、それらを４分割モニタ
ー２２の分割画面に表示する。４分割モニター２２に映
し出された４つの画像は、ＣＣＤカメラ２３にて撮像さ
れる。ＣＣＤカメラ２３による受像信号は、画像処理装
置にて処理され、特定の画像が選択される。即ち、４つ
の画面の中で、ｘ、ｙ、ｚの各軸の軌跡のすべてが最初
に表示されたものから順に４つの画面に優先順位がつけ
られ、第１位の画面から順に、４分割モニター２２の画
面−杯に拡大された画像が映し出される。モニター２２
に映し出された画像については、Ｙ軸及びＹ軸の座標（
Ｘｎ、Ｙｎ）を固定し、ｚ軸のみを順次移動させる操作
を行ない、ｚ軸における線が上記Ｙ軸及びＹ軸の線の交
点に交わるＺの座標値Ｚｎを求める。この座標値（Ｘｎ
、 Ｙｎ、 Ｚｎ）を画像処理装置へ出力する。次に、
Ｘｎは固定したままでＹｎを１つずらした（Ｘｎ、 Ｙ
ｒｚ−＋ ）において、上記同様の処理を□ 行ない、更に（す、Ｙｎ＋２）、（Ｘｎ、、Ｙｎ＋３）
−−−−において同様の処理を行なう。そして次に、
Ｙｎの方を固定し、（Ｘｎ、ｒ＋ 、 Ｙｎ）、（Ｘ
ｎ＋２、Ｙｎ）−−−−−−−−において同様の処理を
行なう。かくして第１順位の分割画面についての処理が
終了すると、第２順位から第４順位の分割画面について
も順に、同様の処理が行なわれる。このようにして求め
られた交点座標は、三次元物体２５の形状をコンピュー
タにて解析するための位置の座標を与えることになり、
この座標の情報を用いてコンピュータ解析し、三次元物
体２５の図面を作成したり、計測したりすることは容易
である。
次元物体２５にｘ、ｙ、ｚ軸方向に段階状に移動しなが
ら面状に走査するレーザビームを照射し、物体上に物体
に？ａって湾曲させられた光の等寸法線を表出させ、そ
れを三次元物体２５を囲むように配置された４台のカメ
ラ４〜７で４方向から連続的に撮像する。撮像した像は
、メモリ等の記憶装線に蓄積される。次いで、撮像した
画像（線分）のＸ、Ｙ、Ｚ方向の軌跡を、ミキサーで以
て各カメラ４〜７ごとに合成し、それらを４分割モニタ
ー２２の分割画面に表示する。４分割モニター２２に映
し出された４つの画像は、ＣＣＤカメラ２３にて撮像さ
れる。ＣＣＤカメラ２３による受像信号は、画像処理装
置にて処理され、特定の画像が選択される。即ち、４つ
の画面の中で、ｘ、ｙ、ｚの各軸の軌跡のすべてが最初
に表示されたものから順に４つの画面に優先順位がつけ
られ、第１位の画面から順に、４分割モニター２２の画
面−杯に拡大された画像が映し出される。モニター２２
に映し出された画像については、Ｙ軸及びＹ軸の座標（
Ｘｎ、Ｙｎ）を固定し、ｚ軸のみを順次移動させる操作
を行ない、ｚ軸における線が上記Ｙ軸及びＹ軸の線の交
点に交わるＺの座標値Ｚｎを求める。この座標値（Ｘｎ
、 Ｙｎ、 Ｚｎ）を画像処理装置へ出力する。次に、
Ｘｎは固定したままでＹｎを１つずらした（Ｘｎ、 Ｙ
ｒｚ−＋ ）において、上記同様の処理を□ 行ない、更に（す、Ｙｎ＋２）、（Ｘｎ、、Ｙｎ＋３）
−−−−において同様の処理を行なう。そして次に、
Ｙｎの方を固定し、（Ｘｎ、ｒ＋ 、 Ｙｎ）、（Ｘ
ｎ＋２、Ｙｎ）−−−−−−−−において同様の処理を
行なう。かくして第１順位の分割画面についての処理が
終了すると、第２順位から第４順位の分割画面について
も順に、同様の処理が行なわれる。このようにして求め
られた交点座標は、三次元物体２５の形状をコンピュー
タにて解析するための位置の座標を与えることになり、
この座標の情報を用いてコンピュータ解析し、三次元物
体２５の図面を作成したり、計測したりすることは容易
である。
なお、ＣＣＤカメラ２３を用いることなく、画像認識装
置において上記交点座標を求める処理をなし得ることは
、いうまでもないところである。
置において上記交点座標を求める処理をなし得ることは
、いうまでもないところである。
以上述べたように、本発明によれば、簡易な構成で極め
て高精度に計測、採寸が可能な三次元像解析装置が得ら
れ、その解析データから容易に図面を作成することがで
き、殊に、受光側に死角が生ずることがなく、物体の周
縁につい＝９− ても正確な計測を可能ならしめる効果がある。
て高精度に計測、採寸が可能な三次元像解析装置が得ら
れ、その解析データから容易に図面を作成することがで
き、殊に、受光側に死角が生ずることがなく、物体の周
縁につい＝９− ても正確な計測を可能ならしめる効果がある。
第１図は本発明における撮像部の機構図、第２図（Ａ）
、（Ｂ）は解析部を示す図である。 符号の説明 ■・・−・フレーム、 ２− 上段横軸３・−中段
横軸、 ４〜７− カメラ８〜１５− レーザ
光源、１６．１７− 縦軸１８．１９−・−上段アー
ム、２０．２１−・中段アーム２２−４分割モニター、
２３−ＣＣＤカメラ２５−−−−三次元物体
、（Ｂ）は解析部を示す図である。 符号の説明 ■・・−・フレーム、 ２− 上段横軸３・−中段
横軸、 ４〜７− カメラ８〜１５− レーザ
光源、１６．１７− 縦軸１８．１９−・−上段アー
ム、２０．２１−・中段アーム２２−４分割モニター、
２３−ＣＣＤカメラ２５−−−−三次元物体
Claims (1)
- １、静置された三次元物体に対しＸ軸方向に移動するレ
ーザ光源と、Ｙ軸方向に移動するレーザ光源と、前記三
次元物体の両側に位置し、照射方向が直交するよう配置
されていてＺ軸方向に順次移動するレーザ光源と、同一
垂直面上に配置されていて前記三次元物体に向けられた
４台のカメラと、前記４台のカメラにおけるＸ軸、Ｙ軸
及びＺ軸に対応する画像をそれぞれ個別に合成するミキ
サーと、前記４つの合成像から前記三次元物体の形状を
コンピュータで解析するための座標を求める画像処理装
置とから成る三次光像解析装置。２、前記レーザ光源が
、それぞれ上下一対で構成され、上下のレーザ光源の移
動を同期させた請求項１記載の三次元像解析装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2290225A JPH04164205A (ja) | 1990-10-26 | 1990-10-26 | 三次元像解析装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2290225A JPH04164205A (ja) | 1990-10-26 | 1990-10-26 | 三次元像解析装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04164205A true JPH04164205A (ja) | 1992-06-09 |
Family
ID=17753378
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2290225A Pending JPH04164205A (ja) | 1990-10-26 | 1990-10-26 | 三次元像解析装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH04164205A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100471285B1 (ko) * | 2002-11-28 | 2005-03-09 | 현대자동차주식회사 | 자기력을 이용한 3차원 측정 시스템 및 그 방법 |
| JP2009150706A (ja) * | 2007-12-19 | 2009-07-09 | Kawasaki Plant Systems Ltd | 遠隔作業室内位置決め装置 |
| WO2021097744A1 (zh) * | 2019-11-21 | 2021-05-27 | 北京机电研究所有限公司 | 用于三维尺寸的动态测量装置及其测量方法 |
| CN113310430A (zh) * | 2021-04-12 | 2021-08-27 | 中国地质大学（武汉） | 一种四线四目三维激光扫描仪及扫描方法 |
-
1990
- 1990-10-26 JP JP2290225A patent/JPH04164205A/ja active Pending
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100471285B1 (ko) * | 2002-11-28 | 2005-03-09 | 현대자동차주식회사 | 자기력을 이용한 3차원 측정 시스템 및 그 방법 |
| JP2009150706A (ja) * | 2007-12-19 | 2009-07-09 | Kawasaki Plant Systems Ltd | 遠隔作業室内位置決め装置 |
| WO2021097744A1 (zh) * | 2019-11-21 | 2021-05-27 | 北京机电研究所有限公司 | 用于三维尺寸的动态测量装置及其测量方法 |
| CN113310430A (zh) * | 2021-04-12 | 2021-08-27 | 中国地质大学（武汉） | 一种四线四目三维激光扫描仪及扫描方法 |
| CN113310430B (zh) * | 2021-04-12 | 2022-04-01 | 中国地质大学（武汉） | 一种四线四目三维激光扫描仪及扫描方法 |
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