JPH0619243B2 - 座標測定方法及びその装置 - Google Patents

座標測定方法及びその装置

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JPH0619243B2
JPH0619243B2 JP60207676A JP20767685A JPH0619243B2 JP H0619243 B2 JPH0619243 B2 JP H0619243B2 JP 60207676 A JP60207676 A JP 60207676A JP 20767685 A JP20767685 A JP 20767685A JP H0619243 B2 JPH0619243 B2 JP H0619243B2
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    • G06T7/50Depth or shape recovery
    • G06T7/55Depth or shape recovery from multiple images
    • G06T7/593Depth or shape recovery from multiple images from stereo images

Description

【発明の詳細な説明】 3A 産業上の利用分野 本発明は座標測定方法及び装置、さらに詳しくは、物体
上の測定点の3次元座標あるいはステレオ画像中に任意
を設けた測定点の3次元座標を非接触で測定するための
方法及び装置に関する。
3B 従来技術 従来の非接触型の3次元座標測定方法の例としては、1
対のステレオ写真の双方において対応した測定点を抽出
し、これら測定点の座標値から3次元座標値を算出する
方法が知られている。
3C 発明が解決しようとする問題点 上記従来の3次元座標の測定方法においては、測定点の
抽出に熟練と時間を要し、特に測定対象物の形状が複雑
で測定点が多い場合の疲労は多大であり、極めて非能率
的な作業が必要とされていた。
本発明は従来の3次元座標測定方法の上記問題に鑑みな
されたものであって、測定点の指定を一つの画像データ
にのみに入力し、他の画像データにおける対応点は相関
処理によって自動的に決められ何ら熟練を要せず、容易
に測定可能な座標測定方法及び装置を提供することを目
的とする。
本発明は、さらに、指定された測定点に対し誤った対応
点を抽出(以下、「ミスマッチング」という)がなされ
た場合、該測定点の座標測定を中止し、ミスマッチング
による誤測定を有効に防止する座標測定方法及び装置を
提供することを目的とする。
3D 発明の構成 本発明は、同一点につき少なくとも3方向から得た画像
を形成する情報を第1ないし第3情報として得る検出部
と、 測定すべき参照点を上記第2情報にとり、上記第1及び
第2情報の相関をとることにより上記参照点に対応する
第1対応点を第1情報に、また上記第2及び第3情報の
相関をとることにより上記参照点に対応する第2対応点
を第3情報に求める相関部と、 上記参照点と上記第1対応点との位置関係から第1座標
を、また上記参照点と上記第2対応点との位置関係から
第2座標を演算す演算手段と、 上記第1座標及び上記第2座標が略一致していないとき
に相関部が求めた対応点が誤っていることを意味するミ
スマッチングと判定する判定手段と、 を包含することを特徴とする座標測定装置である。
本発明はまた、同一点につき少なくとも3方向から得た
画像を形成する情報を第1ないし第3情報として得る第
1ステップと、 測定すべき参照点を上記第2情報にとる第2ステップ
と、 上記第1及び第2情報の相関をとることにより上記参照
点に対応する第1対応点を第1情報に得る第3ステップ
と、 上記参照点と上記第1対応点との位置関係から第1座標
を求める第4ステップと、 上記第2及び第3情報の相関をとることにより上記参照
点に対応する第2対応点を第3情報に得る第5ステップ
と、 上記参照点と上記第2対応点との位置関係から第2座標
を求める第6ステップと、 上記第1及び第2座標が略一致していないといは上記第
3又は第5ステップで求めた対応点が誤っていることを
意味するミスマッチングと判断する第6ステップと、 上記第1及び第2対応点並びに上記参照点のうちの2つ
から測定座標を求める第7ステップとから成ることを特
徴とする座標測定法である。
3E 発明の原理 以下、本発明の原理を図に基づいて説明する。
本発明は例えば、第1図に示すように、測定点Pの像
を3つの対物レンズOL,OL,OLによってリ
ニアイメージセンサLG,LG,LG上に投影し
て構成される。そして、リニアイメージセンサLS
LS,LSのそれぞれにおける構成素子の間隔を
β、対物レンズLOLとOLの中心間隔及び対物レ
ンズOLとOLの中心間隔をL、対物レンズOL
,OL,OLとリニアイメージセンサLS,L
,LSの間隔をf、とする。
また、対物レンズOLの中心を原点とする座標系O
において、測定点Pの座標を(X,Z)とし、対
物レンズOLの中心を原点とする座標系Oにおい
て、測定点Pの座標を(X,Z)とする。リニア
イメージセンサLS,LS,LSのそれぞれの構
成検出素子を左端部のものから順にUS1,US
2,…とするとき、リニアイメージセンサLS,L
,LSの各構成検出素子US1が対物レンズO
,OL,OLの中心からX軸方向に距離L
け離れているものとする。
上記の符号を使用して、リニアイメージセンサLS
LSの出力X1,X2から、 により座標値(X,Z)を得るとができる。同様
に、リニアイメージセンサLS,LSの出力X
2,Xp3から、 により座標値(X,Z)を得ることができる。続い
て、上記座標値より X=X+L′ ……(5) Z=Z ……(6) を演算し、式(5),(6)が成立したときは、リニアイメー
ジセンサLS,LSの出力Xp1とXp3の画像デ
ータが正しい対応点であると判断する。対物レンズOL
の中心を原点とする座標系において、測定点Pの座
標Pの座標(X Z)は、リニアイメージセンサL
,LSの出力Xp1,Xp3から次式により求め
る。
また、第2図は、測定点Pが指定され、これがリニア
イメージセンサLSに関し死角に当り、ミスマッチン
グが生じた状態を示す。そして、点P′が測定点P
画像データ上において類似している場合、リニアイメー
ジセンサLSは点P′を測定点として検出し、リニア
イメージセンサLSは測定点Pを測定点として検出
する。従って、リニアイメージセンサLS,LS
出力X′1,X′2による測定p″は直線O,
P′と直値Oの延長線の交点上の座標(X′,
′)となる。一方、リニアイメージセンサLS
LSの出力Xp2′,X3による測定点は指定され
た座標(X′,Z′)となる。
従って、式(5),(6)については、 X≠X′+L≠Z となり、本測定においてミスマッチングが行われている
ことが判別される。
3F 実施例 以下、本発明の実施例について説明する。
(データ読取り系) データ読取り系100は、第3図に示すように、測定の
対象物体3の光学像を得るための光学系と該光学像を光
電式に検出する手段からなる検出部10と、検出部10
からのデータを得てこれを処理する制御系20と、制御
系20から得られるデータを記憶する記憶部30とから
なる。
まず、対象物体3を考慮して、第3図に示すように、
x,y,z座標を定める。検出部10は、対象物体3の
上方位置に3つの対物レンズOL,OL,OL
x軸方向に並べて配置し、さらに対物レンズOL,O
,OLによる対象物体3の結像位置にリニアイメ
ージセンサLS,LS,LSを、検出方向がx軸
方向と平行となるように配置する。センサLS,LS
,LS及び対物レンズOL,OL,OLはそ
れぞれ検出装置101,102,103を構成し、これ
らは一体とってパルスモータ107によってy軸方向に
移動可能である。
検出装置101,102,103の近傍には、対物レン
ズ109,パターンフイルム110及び光源111から
なる照明ユニット108が配置される。照明ユニット1
08は、対象物体3の表面に模様がない場合に、その表
面に格子状、ストライプ状、あるいは濃度や周期に係る
ランダムパターンを投影するために使用される。
制御系20は、センサLS,LS,LSの出力を
A/D変換して記憶部30へ出力する第1ないし第3A
/D変換器121,122,123と、センサLS
LS,LS及び第1ないし第3A/D変換器12
1,122,123のタイミングをとるタイミングパル
スを発生するタイミングパルス発生部128と、装置の
電気系全体を制御する制御部130とを包含する。
(処理出力系) 処理出力系200は、第4図に示すように、記憶部30
に記憶された3つの画線データ(1),(2),(3)から、対
象物体3の画像をモニタTV254上に交互に表示し、
これを左右交互に開閉するシヤッターを有する分離用メ
ガネ259によって観察して対象物体画像を立体視する
とともに、対象物体3上の任意の測定点のx,y,z軸
の座標を演算して表示する。
処理出力系200は、第4図に示すように、ステレオ画
像を形成する画像データ(1),(2),(3)を記憶する記憶
部210と、画像データ(2)における測定点を設定する
測定点設定部220と、上記測定点に対する画像データ
(1),(2)及び(2),(3)における対応点を相関処理によっ
て求める相関部230と、設定部220によって設定さ
れた測定点に基づいて画像データ(2)に測定点マークデ
ータを加え、かつ相関部230からの対応点に基づいて
画像データ(1),(3),(2)及び(2),(3)における対応点
を相関処理によって求める相関部230と、設定部22
0によって設定された測定点に基づいて画像データ(2)
に測定点マークデータを加え、かつ相関部230からの
対応点に基づいて画像データ(1),(3)に対応点マークデ
ータを加えて出力するマーカ部240と、マーカ部24
0から出力された、上記対応点マークデータを含む画像
データ(1),(3)によって画像を形成する画像形成部25
0と、上記測定点マークデータと上記対応点マークデー
タから測定点を表示する表示部260とから構成され
る。上記構成の処理出力系200は制御部130によっ
て制御され、制御部130は、所望の制御を行うように
操作部4と接続される。
画像形成部250の映像信号制御部252は、カウンタ
等により構成された発振部251の出力信号をクロック
信号として水平同期信号H、垂直同期信号V及びブラン
キング信号BをモニタTV254に出力し、また記憶部
210の映像メモリVRAM(1)213、及びVRAM
(3)215の画像データをモニタTV254上の所定位
置に表示するためのアドレスデータをアドレスデータ線
ADVを通してVRAM213,214に出力する。そ
して、映像信号制御部252は、制御部130から信号
線VCEを通して出力される禁止信号が入力されるとア
ドレスデータをVRAM(1)213,VRAM(2)21
4,VRAM(3)215に出力するとを停止するが、そ
れ以外の時には常にアドレスデータをVRAM(1)21
3,VRAM(2)214,VRAM(3)215に繰返して
出している。なお、制御部130は、操作部4によって
記憶部30にある画像データのうち所望とする領域の画
像データをVRAM(1)213,VRAM(2)214,V
RAM(3)215に入力する。
VRAM(1)213,VRAM(3)215の出力データ
は、マーカ部240のマーカ(A)242、マーカ(B)24
4を介して画像形成部250の切換器256に入力さ
れ。切換器256は映像信号制御部252の垂直同期信
号Vがフリップフロップ258を通して1/2に分周され
た周波数の信号を入力され、これに基づいてマーカ(A)
242、(B)244からの出力を交互に切換えてブラン
キング257に出力する。従って、モニタTV254
は、切換器256のこの切換え作動により画像データ
(1),(3)による対象物体像を交互に表示することにな
る。
ブランキング部257は、映像信号制御部252から出
力されるブランキング信号BによってモニタTV254
の帰線時に画像データの出力を停止し、その他の時は切
換器256の出力をD/A変換器258に出力する。D
/A変換器258はブランキング部257からのデジタ
ル画像データ信号をアナログ信号に変換してモニタTV
254に出力する。
測定者がモニタTV254を観察するときに使用する分
離用メガネ259は、液晶等によって作られた光学シャ
ッタを左右メガネレンズ枠用に設け、該光学シャッタ
を、フリップフロップ258の出力により、モニタTV
254上の切換え画像に同期されて左右交互に開閉させ
ることにより、画像データ(1),(3)による対象物体像を
それぞれ測定者の左右眼により観察させて対象物体3の
立体視を可能にする。
測定点設定部220はモニタTV254上における測定
点を設定するために座標X,Yを入力するためのも
のであり、測定点の座標を入力するタブレット又はキイ
ー221の出力は設定部222に入力される。設定部2
22は入力された測定点座標Xp2,Yp2を記憶して
これを後述の比較器に出力するとともに、座標Xp2
関してあらかじめ入力されているウインドウ定数±ωを
加えて、(X2+ω)、(X2−ω)をそれぞれ比
較器224に出力する。
後述する相関器においては画像データ(2)における測定
点近傍のデータ列に対し類似したデータ列を画像データ
(1),(3)から抽出するものであるから、ウインド定数
(±ω)はこの時のデータ列長さを規制するものであ
る。
比較器224は、映像信号制御部252からのアドレス
データと設定部222からのウインド定数信号(X
+ω)、(X2−ω)とを受取り、x軸方向に関する
アドレスデータが (X2+ω)と(X2−ω)との間にある時に出力
信号を発生する。比較器226は映像信号制御部252
からのアドレスデータと設定部 222からの座標Y
p2とを受取り、y軸方向に関するアドレスデータがY
p2と一致した時に出力信号を発生する。
相関部230のAND回路232は比較器224及び比
較器226の出力信号の両方を受けると出力を発生す
る。相関器(A)234は発振部251の出力信号を端子
CLを通してクロック信号として受取り、端子AにAN
D回路232の出力信号が入力している時にはVRAM
(2)214からの出力データを端子DAを通して入力さ
れる。
一方、端子Bに比較器226の出力信号が入力している
時にはVRAM(1)213からの出力データを端子DB
を通して入力される。すなわち、相関器(A)234に
は、相関用データとしてVRAM(1)213に記憶され
ている座標Yp2の行の “X2±ω”の範囲の画像データと、VRAM(2)2
14に記憶されているYp2の行の一走査分の画像デー
タとが入力される。相関器(A)234は、端子DBから
入力した一走査分の画像データの中から端子DAから入
力した(X2±ω)の画像データに類似した画像デー
タの部分を検出して、この部分の位置に係る位置信号い
いかえると座標Xに対応する画像データ(1)に係る対
応点の座標Xp1を比較器236へ出力する。相関器
(B)235の作用も同様であって、座標Xに対応する
画像データ(3)に係る対応点の座標X3′を比較器2
38へ出力する。
相関部230の比較器236は、相関器(B)235から
入力されたデータX1の信号と、映像信号制御部25
2からx軸方向のアドレスデータ信号とを受取り、両者
が一致した時に出力を発生してこれをマーカ部240の
マーカ(A)242に出力する。マーカ(A)242は比較器
226と比較器236の両方から出力信号が入力される
と、VRAM(1)213からの出力データをマークデー
タ、例えば画像データの最大値が16進数で“FF”よ
り小さい時はマークデータを“FF”に置換えて出力す
る。すなわち、VRAM(1)213からの画像データ(1)
は測定点を示すマークデータ(例えば、記号や輝点)の
入った画像データ(1)となってマーカ(A)242から出力
される。
比較器236は、相関器(A)234から出力される座標
p2に対応した対応点の座標X1の信号と、映像信
号制御部252からx軸方向のアドレスデータ信号を受
取り、両者が一致した時に出力を発生してこれをマーカ
(B)244に出力する。マーカ(B)244は、比較器22
6と比較器236に接続され、両比較器226,236
の出力が入力されると、VRAM(3)215からの出力
データをマークデータに置換えて出力する。すなわち、
VRAM(3)215からの画像データ(3)は対応点を示す
マークデータの入った画像データ(3)としてマーカ(B)2
44から出力される。
マーカ(A)243、(B)244から出力されたマークデー
タを含む画像データ(1),(3)は、切換器256、ブラン
キング257、D/A変換器258を介してモニタTV
254に入力されて、モニタTV254に対象物体像と
して表示され、該対象物体像は分離メガネ259を通し
て立体的に観察される。しかし、もしセンサLS,L
の出力によって検出された測定点を座標を、センサ
LS,LSの出力によって検出された測定点の座標
とが異なっていると、すなわちミスマッチングが行われ
ていると、測点は近傍の高低に比較して著しく浮沈して
観察される。
測定点の(X,Y,Z)を計算して表示するための表示
部260は、演算処理部(Y)及び演算処理部(X,Z)
264を包含する。演算処理部(Y)262は、設定部2
22からの座標Y2の信号を受け、Y=α・Yp2
Yoを演算する。ここで、αはパルスモータ107によ
るY軸方向の移動ピッチを示し、Yoは対象物体3を置
く台に任意に定められた原点に対するVRAM(2)21
4の基準アドレス(例えば、x=0,y=0)のY軸方
向の位置を示す。
演算処理部(X,Z)264は設定部222から入力さ
れた座標信号X2と、相関器234,235により検
出された座標信号X1,X3から、上記3E発明の
原理の中で説明した式(1)ないし(8)により座標X,Zを
求める。
演算処理部262,264の作動を、第8図に示すフロ
ーチャートに基づいて説明する。ステップS1におい
て、測定点設定部220によりセンサLS上の測定点
の座標X2を選定する。ステップS2において、セン
サLS,LSにより検出された座標信号X1,X
3を取込む。ステップS3において、センサLS
LSの出力X1,X2により式(1),(2)を演算し
て、 X=f(X1,X2)、 Z=g(X1,X2)を求める。次いで、ステ
ップS4において、センサLS,LSの出力X
1,X2により式(3),(4)を演算して X=f(X2,X3)、 Z=g(X2,X3)を求める。ステップS5
において、式(5),(6)の両方が成立するか否かが判別さ
れ、成立する場合にはステップS6へ進む。ステップS
6において、センサLS,LSの出力X1,X
3に基づいて式(7),(8)を演算して、X=f(X
1,X3), Z=g(X1,X3)を求め、ステップS7にお
いて、X,Zの表示信号を表示部266へ出力する。ス
テップS8において作動が終了か否かが判別され、まだ
終了でないと判別されるとステップS1へ戻る ステップS5において、式(5),(6)の少なくとも一方の
式が成立ないと判別されると、ステップS9へ進んで、
ミスマッチングの表示信号を表示部266へ出力してス
テップS8へ進む。
(相関器) 次に、上述の相関器234、235について説明する。
相関器の原理としては、絶対差法と相関係数法がある。
以下データ群Axpnとデータ群Bxpnとで相関をと
る場合について説明する。絶対差法は、 において、X′を順次変化させ、Gが最小となるX
′を求める方法である。一方、相関係数法は、 において、X′を順次変化させ、Gが最も“1”に
近づいた時のX′を求める方法である。ここで
xp,Bxp′は平均値を意味する。
以下に、上記絶対差法による相関器234の構成につい
て、第5図を参照して説明する。AND回路232の出
力が入力する端子Aは、AND回路301及び切換器3
04に接続され、比較器226の出力が入力する端子B
は、カウンタ(1)307のリセット端子RST、AND
回路308、RAM305及びインバータ306に接続
される。VRAM(2)214の出力が入力する端子DA
は切換器304に接続され、VRAM(1)213の出力
が入力する端子DBはRAM305に接続される。発振
器251の出力が入力する端子CLはカウンタ(1)30
7のクロック端子CL,AND回路301、302、R
AM305、累積加算器(1)、(2)314、315に接続
される。
カウンタ(1)307の出力端子は、カウンタ(2)309、
累積加算器(1)314、最小値検出器317累積加算器(2)
315、さらに加算器310及び比較器320に接続さ
れる。AND回路308の出力端子はカウンタ(2)30
9に接続される。インバータ306の出力端子はAND
回路302及び遅延素子322に接続され、AND回路
301、302の出力はシフトレジスタ303に入力さ
れる。切換器304の出力はシフトレジスタ303に入
力され、シフトレジスタ303の出力は切換器304及
び減算器312に入力される。
カウンタ2)309の出力は加算器(1)310及び加算器
(2)323に入力され、加算器(1)310の出力はRAM
305及び比較器(END)311に入力される。比較
器(END)311の出はカウンタ(2)309及びAN
D回路321に入力され、AND回路321には遅延素
子322の出力も入力される。
一方、RAM305の出力は減算器312、絶対値演算
器313を介して累積加算器(1)314及び累積加算器
(2)315に入力され。累積加算器(1)314及び累加算
器(2)315の出力は合成器316に入力され、合成器
316の出力は最小値検出器317に入力される。AN
D回路321の出力はラッチ319及び最小値検出器3
17に入力される。さらに、加算器(2)の出力はアドレ
スラッチ318を介してラッチ319に入力され、アド
レスラッチ318には最小値検出器317の出力が入力
される。ラッチ319の出力は相関器234の出力とな
る。
相関器234は、上記構成において、端子AにAND回
路232から信号が入力ると、端子CLから入力したク
ロッ信号がAND回路301を通してシフトレジスタ3
03に入力し、また端子DAから入力したVRAM(2)
214からの出力データが切換器304を通してシフト
レジスタ303に順次入力する。シフトレジスタ303
は、(Xp2±ω)のデータに対応した(2ω+1)段
のシフトレジスタがデータを構成するビット数と等しい
数だけ並列に配置してあり、データ内容を並列にシフト
する。一方、端子AにAND回路232から信号が入力
しなくなると、切換器304はシフトレジスタ303の
出力データをシフトレジスタ303の入力に供給する。
従って、切換器304とシフトレジスタ303によって
リング状のシフトレジスタ、すなわちリングレジスタが
形成される。
端子Bに比較器226から信号が入力すると、カウンタ
(1)307はリセット状態、RAM305は書込み状
態、カウンタ(2)309はAND回路308を通してク
ロック信号を受取って計数状態となる。すなわち、カウ
ンタ(1)307のカウントは0であるから、RAM30
5は、カウンタ(2)309の内容をそのまま加算器(1)3
10を通してアドレス信号として受取り、端子DBから
のデータをカウンタ(2)309の出力に従ったアドレス
位置に書込む。比較器(END)311は、対応点検出
のための対象となる一走査分のデータ数nと加算器(1)
310からの値を比較し、一致した時はカウンタ(2)3
09をリセットする。
なお、端子Bに比較器226から信号が入力している時
には、インバータ306によりAND回路302とAN
D回路321は禁止状態となり、それらは信号を発生し
ない。ここで、遅延素子322は、カウンタ(2)30
9、加算器(1)310及び比較器(END)311によ
る遅延時間によってAND回路321が信号を発生する
ことを防止する。
前述したように、映像信号制御部252からのy軸に関
するアドレスデータがyp2である間、端子Bに信号が
発生し、さらにその発生期間でx軸に関するアドドレス
データが(xp2±ω)の範囲にある間、端子Aに信号
が発生する。従って、RAM305にはVRAM(1)213
に記憶されている画像データ(1)のうちのyp2行の一
走査分の画像データが入力され、一方シフトレジスタ3
03にはVRAM(2)214に画像データ(2)のうちy
p2行の“Xp2±ω”の範囲の画像データが順次入力
される。
端子Bにおける信号発生終了は、相関処理の開始を意味
する。なわち、端子Bに比較器(yp2)226から信
号が印加さなくなると、カウンタ(1)307はクロック
信号を計数し始め、また切換器304とシフトレジスタ
303によって構成される上記リングレジスタがAND
回路302の禁止解除によりクロック信号に従って作動
する。
端子Bにおける信号発生終了はまた、RAM305を読
取り状態にし、かつAND回路321を少し遅延させて
禁止解除状態、すなわち比較器(END)311の出力
状態をラッチ319に伝達可能とする。
カウンタ(1)307は計数が(2ω+1)で1サイクル
するカウンタであり、上記リングレジスタと同期して作
動する。カウンタ(1)307の計数値は式(9)のiを意味
し、相関器234はカウンタ(1)307が1サイクルす
るごとに式(9)のGを演算することになる。
カウンタ(2)309の計値は、(Xp1−ω)を意味
し、カウンタ(1)307が1サイクルする毎に1増加す
る。加算器(1)310カウンタ(1)307とカウンタ(2)
309の計数値を加算し、この加算値をアドレスデータ
としてRAM305に入力する。従って、RAM305
カウンタ(1)307の最初のサイクル時にはB
、…、Bωの出力データを出力し、次のサイクル
時にはB、B、…、Bω±1の出力データを出力
し、さらに次のサイクル時にはB、B、…Bω+
2の出力データを出力する。すなわち、RAM305の
出力はカウンタ(1)307の1サイクル毎に1データだ
けずれたデータ列となる。
シフトレジスタ303は、カウンタ(2)309の1サイ
クル毎にA、A、…、Aωのデータ列を繰り返し
て出力する。カウンタ(1)307のこの動作は、加算器
(1)311が出力値がnとなって比較器(ENA)31
1が出力信号を発生して相関処理が終了するまで続けら
れる。
減算器312はシフトレジスタ303の出力データから
RAM305の出力データを減じて出力する。絶対値演
算器313は減算器312の出力データが負の時、正に
変換して出力する。
累積加算器(1)314は加算器とラッチから構成され、
カウンタ(1)307が1サイクルする間、絶縁値演算器
313の出力データをラッチ内に順次加算する。合成器
316は後で詳しく説明するが、ここでは説明の便宜上
累積加算器(1)314の出力を最小値検出器317に入
力させるものとする。
最小値検出器317は比較器とラッチから構成される。
該ラッチはリセット状状態で最も大きな値(例えば8bi
tの場合“FF”)をとり、上記比較器が入力データと
ラッチの内容とを比較して入力データが小さければ入力
データが上記ラッチに入力し、上記ラッチ内のデータ変
更を意味する出力信号を最小値検出器317からアドレ
スラッチ318へ出力する。累積加算器(1)314及び
最小値検出器317にはカウンタ(1)307の出力信号
が供給されており、カウンタ(1)307が1サイクルす
る毎にその出力信号の発生により最小値検出器317が
動作する。そして、カウンタ(1)307の出力信号の発
生終了により累積加算器(1)314はリセットされ、最
小値検出器317の出力信号は停止する。
アドレスラッチ318には、加算器(2)323によりカ
ウンタ(2)309の計数値にωを加えた値、すなわちカ
ウンタ(2)309の計数値が(Xp1−ω)であるから
p1−ω+ω=Xp1の値が供給され、該Xp1は最
小値検出器317の出力信号の発生に伴いラッチ319
に記憶される。従って、より小さいGが得られる時の
p1の値がアドレスラッチ318に記憶される。比較
器(END)311の出力信号はAND回路321を通
してラッチ319及び最小値検出器317に供給され
る。これによりアドレスラッチ318の内容がラッチ3
19に記憶され、相関器234の外部に出力データとし
て出力される。一方、最小値検出器317はリセット状
態となり次の相関処理に備える。
ところで、相関処理におけるウインド幅(2ω)は広い
程測定点に対する対応点の不一致、すなわちミスマッチ
ングは少ないがXp1の変化に対するGの値が滑らか
であり、検出感度は低い。一方、ウインド幅(2ω)が
狭いと、検出感度は高くなるが、相関演算の対象となる
データが少ないためミスマッチングが多くなる。本実施
例の相関器234はこの不具合をなくすため、ウインド
幅を2つ以上使用し、その各々から得られる相関状態を
合成して最終的な対応点を検出するように構成されてお
り、以下に説明する合成器316、累積加算器(2)31
5、比較器320はこのために作用する。
比較器320はカウンタ(1)307の出力値が(ω±
ω′)の範囲で出力信号を発生する。カウンタ(1)30
7がωの時、シフトレジスタ303の出力はXである
から、(ω+ω′)は (Xp1±ω′)を意味する(但し、ω>ω′)。
累積加算器(2)315は比較器320が出力信号を発生
している時だけ累積の加算をする。合成器316は累加
算器(1)314と累積加算器(2)315の値を合成して最
小値検出器317に出力する。
次に合成器316について説明する。第1実施例の合成
器は、第6図に示すように、累積加算器(1)314の出
力が入力する比較器401と、比較器401と累積加算
器(2)315の出力が入力するゲート402とから構成
される。そして、比較器401は、第6図に示す累積加
算器(1)314からの出力とあらかじめ設定されたス
レッシヨルドレベルとを比較し、累積加算器(1)314
からの出力がより小さい場合は、ゲート402を解除
して累積加算器(2)315の出力を、一方出力が上
記スレッシヨルドレベルよりも大きい場合は、ゲート4
02を禁止して最も大きな値(8bitの場合、“F
F”)を出力として最小値検出器317に出力する。
従って、第1実施例の合成器においては、大きなウイン
ド幅での相関状態が良くない時には、小さなウインド幅
での相関状態を無視して相関状態にないとし、一方大き
なウインド幅での相関状態が良い時には、より正確な相
関処理が期待できる小さなウインド幅での相関状態によ
って対応点を検出するものである。
第2実施例の合成器は、第7図に示すように加算器40
3によって構成され、累積加算器(1)314の出力と
累積加算器(2)315の出力を加算器403によって
加算した出力を最小値検出器317に出力する。
相関器(B)の構造は上述した相関器(A)と同様の構成を有
しており、端子DBにVRAM(1)213の出力の代わ
りにVRAM(3)の出力を入力させている点が相違する
のみなのでその詳細な説明は省略する。
次に、本発明により航空写真を解析する他の実施例につ
いて説明する。第9図に示すように、撮影位置を異にし
て3枚の航空写真AP、BP、CPを撮影したものとす
る。そして、第2の実施例においては、第10図に示す
ように、対物レンズOL10とリニアイメージセンサL
10からなる検出装置105を構成し、検出装置10
5の合焦位置へ航空写真AP、BP、CPを順次配置し
て、各出力信号X2、X3を得る。
また、この実施例の変形例の一つは、第11図に示すよ
うに、3つの対物レンズOL1、OL2、OL
と3つのリニアイメージセンサLS1、LS2、L
3から3つの検出装置106、107、108を構
成し、各検出装置106、107、108の合焦位置に
航空写真AP、BP、CPを配置して、各出力信号X
1、X2、X3を得る。
3G.発明の効果 上述の構成を有する本発明においては、測定点の指定を
一つの画像データについてのみ入力し、観察によって他
の画像データについてはその対応点を抽出することを要
しないから、作業者は何ら熟練を要せず容易かつ正確に
座標測定を行うことができる効果を有する。
また、本発明においては、座標測定装置がミスマッチン
グを起こしたことを判定可能であり、そのときの測定座
標を測定結果として取扱わないことにより、信頼性の高
い座標測定を可能にする効果を有する。
さらに、本発明においては、3つの異なった視準角度を
もった画像データのうち中間の視準角度をもった画像デ
ータにおいて測定点を指定し、他の2つの画像データに
よって最終的な座標測定を行うように構成することによ
り、座標測定用画像データの視準角度のなす角度を大き
くして高精度の座標測定を可能とすることができる。
さらに、本発明は、被測定物にランダムパターンを投影
する室内的測定に限らず、写真測量にも応用可能であ
り、写真測量の測量効率や測定精度を有効に向上させる
効果を有する。
【図面の簡単な説明】
第1図及び第2図は本発明の原理説明図、第3図は本発
明の実施例の座標測定装置のデータ読取り系のブロツク
図、第4図は処理出力系のブロツク図、第5図は相関器
のブロツク図、第6図は上記実施例の合成記のブロツク
図、第7図は第6図に示した合成器の波形図、第8図は
上記実施例の演算処理部のフローチャート図、第9図は
他の実施例で使用する航空写真の撮影方法の説明図、第
10図及び第11図は第9図に示した航空写真による座
標測定方法の説明図である。 OL、OL、OL……対物レンズ LS、LS、LS……リニアイメージセンサ 10……検出部 100……データ読取り系 101、102、103……検出装置 107……パルスモータ 130……制御部 200……処理出力系 220……測定点設定部 230……相関部 250……画像形成部。

Claims (7)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】同一点につき少なくとも3方向から得た画
    像を形成する情報を第1ないし第3情報として得る検出
    部と、 測定すべき参照点を上記第2情報にとり、上記第1及び
    第2情報の相関をとることにより上記参照点に対応する
    第1対応点を第1情報に求め、また上記第2及び第3情
    報の相関をとることにより上記参照点に対応する第2対
    応点を第3情報上に求める相関部と、 上記参照点と上記第1対応点との位置関係から第1座標
    を、また上記参照点と上記第2対応点との位置関係から
    第2座標を演算する演算手段と、 上記第1座標及び上記第2座標が略一致していないとき
    に相関部が求めた対応点が誤っていることを意味するミ
    スマッチングと判定する判定手段と、 を包含することを特徴とする座標測定装置。
  2. 【請求項2】特許請求の範囲第1項記載の座標測定装置
    において上記検出部が、3方向から重複部分を有して被
    測定物の像を形成する3つの光学系と、上記光学系によ
    って形成される像位置に配置される3つのイメージセン
    サから構成されることを特徴とする座標測定装置。
  3. 【請求項3】特許請求の範囲第2項記載の座標測定装置
    において、上記第2情報が、上記第1情報と上記第3情
    報とを得た方向の間の方向から得たものであり、上記演
    算手段が、さらに上記第1対応点と上記第2対応点から
    第3座標を測定座標として演算することを特徴とする座
    標測定装置。
  4. 【請求項4】特許請求の範囲第1項記載の座標測定装置
    において、上記検出部がイメージセンサを有し、視差を
    もって形成された少なくとも3枚の写真からイメージセ
    ンサにより第1ないし第3情報を検出することを特徴と
    する座標測定装置。
  5. 【請求項5】特許請求の範囲第4項記載の座標測定装置
    において、上記イメージセンサが、上記写真ごとに対応
    して配置されていることを特徴とする座標測定装置。
  6. 【請求項6】同一点につき少なくとも3方向から得た画
    像を形成する情報を第1ないし第3情報として得る第1
    ステップと、 測定すべき参照点を上記第2情報にとる第2ステップ
    と、 上記第1及び第2情報の相関をとることにより上記参照
    点に対応する第1対応点を第1情報に得る第3ステップ
    と、 上記参照点と上記第1対応点との位置関係から第1座標
    を求める第4ステップと、 上記第2及び第3情報の相関をとることにより上記参照
    点に対応する第2対応点を第3情報に得る第5ステップ
    と、 上記参照点と上記第2対応点との位置関係から第2座標
    を求める第6ステップと、 上記第1及び第2座標が略一致していないといは上記第
    3又は第5ステップで求めた対応点が誤っていることを
    意味するミスマッチングと判断する第6ステップと、 上記第1及び第2対応点並びに上記参照点のうちの2つ
    から測定座標を求める第7ステップとから成ることを特
    徴とする座標測定法。
  7. 【請求項7】特許請求の範囲第6項記載の座標測定方法
    において、上記第1ステップが第2の情報を第1情報と
    第3情報の間の方向から求めたものであり、また上記第
    7ステップが上記第1及び第2対応点から測定座標を求
    めることを特徴とする座標測定方法。
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