JPH07229736A - 三次元計測器校正装置 - Google Patents
三次元計測器校正装置Info
- Publication number
- JPH07229736A JPH07229736A JP6020915A JP2091594A JPH07229736A JP H07229736 A JPH07229736 A JP H07229736A JP 6020915 A JP6020915 A JP 6020915A JP 2091594 A JP2091594 A JP 2091594A JP H07229736 A JPH07229736 A JP H07229736A
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- Japan
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- camera
- dimensional measuring
- reference point
- horizontal line
- optical
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 カメラの機械的配置を考慮した参照点、参照
水平線を利用して、カメラの位置決めを行うことによ
り、高精度の計測を可能とする。 【構成】 左右カメラ２，３はそれぞれ位置決め装置を
備えており、この位置決め装置は取付治具５上に配置さ
れている。また取付治具５から校正のため計測したい距
離の位置付近に、取付治具５と平行に白板６を配置す
る。白板６上には目視もターゲットとなる参照点７，
８、及び参照水平線１１を設ける。前記参照点７，８、
参照水平線１１を利用して、カメラの光軸と水平角度を
調整する。
水平線を利用して、カメラの位置決めを行うことによ
り、高精度の計測を可能とする。 【構成】 左右カメラ２，３はそれぞれ位置決め装置を
備えており、この位置決め装置は取付治具５上に配置さ
れている。また取付治具５から校正のため計測したい距
離の位置付近に、取付治具５と平行に白板６を配置す
る。白板６上には目視もターゲットとなる参照点７，
８、及び参照水平線１１を設ける。前記参照点７，８、
参照水平線１１を利用して、カメラの光軸と水平角度を
調整する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は光学方式で被写体位置を
測定する三次元計測機器に用いる光学機器の位置決めに
適用される三次元計測器校正装置に関するものである。
測定する三次元計測機器に用いる光学機器の位置決めに
適用される三次元計測器校正装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】図４及び図５は従来の計測器校正装置に
おける校正方法の説明図である。一般に位置測定には三
角測量方式が使用されるが、こうした測定に用いる測定
用カメラの校正は、従来基準マーク点を設ける方法で行
われていた。図４は基準マーク板３０を使用する場合
で、左カメラと右カメラとを一定距離ｌ1 だけ離して取
付治具５上に配置し、各カメラ２，３からＬ1 離れた所
には各種長さの基準マーク点３１を多数備えた基準マー
ク板３０を置く。こうして三角測量の要領で各基準マー
ク点３１について計測し、Ｌ1 と計測値との関係を求
め、統計的手法を用いて空間的校正係数を求める。また
図５は実物の被写体３２を基準マーク点３１を使用して
校正曲線を求める場合を示す。この様にして得られた実
際の距離と測定距離との関係を空間的校正係数と呼ぶ。
おける校正方法の説明図である。一般に位置測定には三
角測量方式が使用されるが、こうした測定に用いる測定
用カメラの校正は、従来基準マーク点を設ける方法で行
われていた。図４は基準マーク板３０を使用する場合
で、左カメラと右カメラとを一定距離ｌ1 だけ離して取
付治具５上に配置し、各カメラ２，３からＬ1 離れた所
には各種長さの基準マーク点３１を多数備えた基準マー
ク板３０を置く。こうして三角測量の要領で各基準マー
ク点３１について計測し、Ｌ1 と計測値との関係を求
め、統計的手法を用いて空間的校正係数を求める。また
図５は実物の被写体３２を基準マーク点３１を使用して
校正曲線を求める場合を示す。この様にして得られた実
際の距離と測定距離との関係を空間的校正係数と呼ぶ。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記従
来技術では多数の基準マーク点から求めた光学機器の空
間的校正係数は、基準マーク点及び基準マーク板付近に
対するもので、前後に大きく離れた位置に対しては大き
な誤差が生ずる場合があるった。また従来の方法では、
カメラ固有のカメラ光軸廻り誤差の補正が不可能である
等の問題があった。そこで本発明は光学機器を校正する
為に、参照点と参照水平線による光軸合わせの方法を用
い、機械的光軸位置で求められた空間的校正係数を三次
元座標演算式にあてはめる事で、三次元計測距離の範囲
拡大と計測精度の向上を図ることができる新規な三次元
計測校正装置を提案せんとするものである。
来技術では多数の基準マーク点から求めた光学機器の空
間的校正係数は、基準マーク点及び基準マーク板付近に
対するもので、前後に大きく離れた位置に対しては大き
な誤差が生ずる場合があるった。また従来の方法では、
カメラ固有のカメラ光軸廻り誤差の補正が不可能である
等の問題があった。そこで本発明は光学機器を校正する
為に、参照点と参照水平線による光軸合わせの方法を用
い、機械的光軸位置で求められた空間的校正係数を三次
元座標演算式にあてはめる事で、三次元計測距離の範囲
拡大と計測精度の向上を図ることができる新規な三次元
計測校正装置を提案せんとするものである。
【０００４】
【課題を解決するための手段】このため本発明は、光学
方式で被写体位置を測定する三次元計測器であって、同
計測器は光学機器の位置決めを行う位置決め装置と、同
位置決め装置から所定距離離れた所に設けられた参照点
及び参照水平線とを備え、前記光学機器は、光学機器の
映像中心と前記参照点とが一致し、さらに光学機器の水
平基線と参照水平線とが一致するよう前記位置決め装置
により位置調整できるよう構成されているもので、これ
を課題解決のため手段とするものである。また本発明
は、前記参照点及び参照水平線とは白板上に設けられて
いるものであり、また前記参照点及び参照水平線とを用
いて機械的光軸位置で求めた空間的校正係数を使用し
て、計測距離範囲の拡大を図ることができるもので、こ
れを課題解決のための手段とするものである。
方式で被写体位置を測定する三次元計測器であって、同
計測器は光学機器の位置決めを行う位置決め装置と、同
位置決め装置から所定距離離れた所に設けられた参照点
及び参照水平線とを備え、前記光学機器は、光学機器の
映像中心と前記参照点とが一致し、さらに光学機器の水
平基線と参照水平線とが一致するよう前記位置決め装置
により位置調整できるよう構成されているもので、これ
を課題解決のため手段とするものである。また本発明
は、前記参照点及び参照水平線とは白板上に設けられて
いるものであり、また前記参照点及び参照水平線とを用
いて機械的光軸位置で求めた空間的校正係数を使用し
て、計測距離範囲の拡大を図ることができるもので、こ
れを課題解決のための手段とするものである。
【０００５】
【作用】本発明は前記の様に校正されているため、基準
となる参照点を用いてカメラの上下、左右の平行度及び
高さを位置決め装置で調整することができ、従来の空間
的校正が不要である。また参照水平線により各カメラの
基線調節を行うため、前項と相俟って三次元計測機器の
精度が向上し、かつ測定距離の範囲が広くなる。
となる参照点を用いてカメラの上下、左右の平行度及び
高さを位置決め装置で調整することができ、従来の空間
的校正が不要である。また参照水平線により各カメラの
基線調節を行うため、前項と相俟って三次元計測機器の
精度が向上し、かつ測定距離の範囲が広くなる。
【０００６】
【実施例】以下本発明を図面の実施例について説明する
と、図１は本発明の実施例である校正装置の説明図、図
２は位置決め装置の説明図、図３は三次元計測機器のブ
ロック図と調整画像例を示す説明図である。また図１中
の（Ａ）図は三次元計測機器を参照点と位置決め装置を
用いて校正する時の説明図、図１中（Ｂ）図は白板６上
の参照水平線の説明図である。図１の（Ａ）図におい
て、位置決め装置１は左カメラ２，右カメラ３のそれぞ
れに設けられており、同位置決め装置１は取付治具５上
においてカメラ２，３の光軸をｌa 離した位置に配置さ
れている。また取付治具は高さの調整をすることができ
るよう構成されている。一方取付治具５から校正のため
計測したい距離の位置付近に、取付治具５と平行に白板
６を配置する。白板６上には目視のターゲットとなる参
照点（左）７、参照点（右）８が水平距離でｌb 離れた
位置（ｌb 〜ｌa ）に配置されている。（Ａ）図中のカ
メラ光軸の間隔ｌa 及び参照点の間隔ｌb が等しくなる
様に、各位置決め装置１とカメラ位置を調整する。また
取付治具５の高さは図中に示されているｈ1 ，ｈ2 ，ｈ
3 ，ｈ4 が等しくなる様、また取付治具５が水平になる
様既知の適当な治具台（繁雑を避けるため図示していな
い）で調節する。なお、図１中の（Ｂ）図は白板６上に
参照点７，８を結ぶ参照水平線１１を設けたもので、参
照水平線１１が白板６上の鉛直線１３に直角（即ち水
平）になる様参照点７，８が配置されている。次に図２
によりカメラの位置決め装置１の構成を説明すると、同
装置１はＸ軸回転機構１４、Ｙ軸回転機構１５を備えて
おり、更にカメラ２，３の水平角度を調整する水平回転
機構１６を備えている。このため、位置決め装置１によ
りカメラ２，３の光軸及び基線の微調整が容易に行える
様になっている。
と、図１は本発明の実施例である校正装置の説明図、図
２は位置決め装置の説明図、図３は三次元計測機器のブ
ロック図と調整画像例を示す説明図である。また図１中
の（Ａ）図は三次元計測機器を参照点と位置決め装置を
用いて校正する時の説明図、図１中（Ｂ）図は白板６上
の参照水平線の説明図である。図１の（Ａ）図におい
て、位置決め装置１は左カメラ２，右カメラ３のそれぞ
れに設けられており、同位置決め装置１は取付治具５上
においてカメラ２，３の光軸をｌa 離した位置に配置さ
れている。また取付治具は高さの調整をすることができ
るよう構成されている。一方取付治具５から校正のため
計測したい距離の位置付近に、取付治具５と平行に白板
６を配置する。白板６上には目視のターゲットとなる参
照点（左）７、参照点（右）８が水平距離でｌb 離れた
位置（ｌb 〜ｌa ）に配置されている。（Ａ）図中のカ
メラ光軸の間隔ｌa 及び参照点の間隔ｌb が等しくなる
様に、各位置決め装置１とカメラ位置を調整する。また
取付治具５の高さは図中に示されているｈ1 ，ｈ2 ，ｈ
3 ，ｈ4 が等しくなる様、また取付治具５が水平になる
様既知の適当な治具台（繁雑を避けるため図示していな
い）で調節する。なお、図１中の（Ｂ）図は白板６上に
参照点７，８を結ぶ参照水平線１１を設けたもので、参
照水平線１１が白板６上の鉛直線１３に直角（即ち水
平）になる様参照点７，８が配置されている。次に図２
によりカメラの位置決め装置１の構成を説明すると、同
装置１はＸ軸回転機構１４、Ｙ軸回転機構１５を備えて
おり、更にカメラ２，３の水平角度を調整する水平回転
機構１６を備えている。このため、位置決め装置１によ
りカメラ２，３の光軸及び基線の微調整が容易に行える
様になっている。
【０００７】次に図３本発明に係る三次元計測器校正装
置の校正法を説明すると、図３の（Ａ）図は三次元計測
機器のブロック図、同（Ｂ）図、（Ｃ）図及び（Ｄ）図
は画像メモリのフレームを示している。図３（Ａ）図に
おいて、カメラ２又は３は映像素子を内蔵したテレビカ
メラであり、このカメラからのアナログの映像信号は画
像メモリ１９に入力される。画像メモリ１９からの出力
は、デイジタル信号に変換されてコンピュータ２０に入
力され、コンピュータ２０では被写体（図５）の計測し
たい特徴点の座標計算を行い、その結果をプリンタ２２
などに出力する。またカメラ２又は３のアナログ信号
は、画像メモリ１９を介してモニタ２１に送られ図３中
の（Ｂ）図、（Ｃ）図、（Ｄ）図の様なフレーム２３上
の図形が得られる。（Ｂ）図において、モニタフレーム
２３の中心２４は、カメラ２又は３の光学中心であり、
カメラ２の場合は図１に示す参照点７のモニタ２１に映
った像９が、カメラ３の場合は参照点８の像１０が、モ
ニタフレーム２３の中心２４と一致する様に位置決め装
置１のＸ軸回転機構１４、Ｙ軸回転機構１５によってカ
メラ位置を調整する。
置の校正法を説明すると、図３の（Ａ）図は三次元計測
機器のブロック図、同（Ｂ）図、（Ｃ）図及び（Ｄ）図
は画像メモリのフレームを示している。図３（Ａ）図に
おいて、カメラ２又は３は映像素子を内蔵したテレビカ
メラであり、このカメラからのアナログの映像信号は画
像メモリ１９に入力される。画像メモリ１９からの出力
は、デイジタル信号に変換されてコンピュータ２０に入
力され、コンピュータ２０では被写体（図５）の計測し
たい特徴点の座標計算を行い、その結果をプリンタ２２
などに出力する。またカメラ２又は３のアナログ信号
は、画像メモリ１９を介してモニタ２１に送られ図３中
の（Ｂ）図、（Ｃ）図、（Ｄ）図の様なフレーム２３上
の図形が得られる。（Ｂ）図において、モニタフレーム
２３の中心２４は、カメラ２又は３の光学中心であり、
カメラ２の場合は図１に示す参照点７のモニタ２１に映
った像９が、カメラ３の場合は参照点８の像１０が、モ
ニタフレーム２３の中心２４と一致する様に位置決め装
置１のＸ軸回転機構１４、Ｙ軸回転機構１５によってカ
メラ位置を調整する。
【０００８】（Ｃ）図はカメラ２の映像、（Ｄ）図はカ
メラ３の映像であり、（Ｃ）図、（Ｄ）図において図１
（Ｂ）図に示す参照水平線１１を各カメラで撮ったと
き、モニタ２１に映った参照水平線１１の像１２がモニ
タフレーム２３上で水平になる様にカメラ２，３の位置
決めを行う。この位置決めは位置決め装置１の水平回転
機構１６により調節して行う。この様にして三次元計測
機器の左カメラ２及び右カメラ３は、互いに水平、垂
直、かつ左右カメラの光軸距離を一定に調節することが
できる。さらに三次元計測機器の高精度化を図る為に、
校正用に用いた白板６を予め決めた距離に配置し、白板
６の参照点７，８の中間点を通る鉛直線と、参照水平線
１１が交わる点を計測位置とし三角測量する。この方法
で実測距離値と計測距離値を比較して、測長距離に対す
るずれ補正量を予め求めておくことにより、計測したい
任意の目標に対してより精度の高い三次元測定機器を構
築できる。
メラ３の映像であり、（Ｃ）図、（Ｄ）図において図１
（Ｂ）図に示す参照水平線１１を各カメラで撮ったと
き、モニタ２１に映った参照水平線１１の像１２がモニ
タフレーム２３上で水平になる様にカメラ２，３の位置
決めを行う。この位置決めは位置決め装置１の水平回転
機構１６により調節して行う。この様にして三次元計測
機器の左カメラ２及び右カメラ３は、互いに水平、垂
直、かつ左右カメラの光軸距離を一定に調節することが
できる。さらに三次元計測機器の高精度化を図る為に、
校正用に用いた白板６を予め決めた距離に配置し、白板
６の参照点７，８の中間点を通る鉛直線と、参照水平線
１１が交わる点を計測位置とし三角測量する。この方法
で実測距離値と計測距離値を比較して、測長距離に対す
るずれ補正量を予め求めておくことにより、計測したい
任意の目標に対してより精度の高い三次元測定機器を構
築できる。
【０００９】
【発明の効果】以上詳細に説明した如く本発明によれ
ば、カメラの機械的配置を考慮した参照点、参照水平線
を利用してカメラの位置決めを行うことにより、従来の
空間的校正係数を求める必要がなく、機械的光軸位置で
求めた空間的校正係数を使用することにより容易に高精
度の計測が可能となる。また予め基準距離に対する計測
を行って実測値と比較補正することにより、計測したい
任意の目標に対する計測距離範囲が拡大出来、かつ精度
の向上が可能である等の優れた効果を奏するものでる。
ば、カメラの機械的配置を考慮した参照点、参照水平線
を利用してカメラの位置決めを行うことにより、従来の
空間的校正係数を求める必要がなく、機械的光軸位置で
求めた空間的校正係数を使用することにより容易に高精
度の計測が可能となる。また予め基準距離に対する計測
を行って実測値と比較補正することにより、計測したい
任意の目標に対する計測距離範囲が拡大出来、かつ精度
の向上が可能である等の優れた効果を奏するものでる。
【図１】本発明の実施例に係る校正装置の説明図であ
る。
る。
【図２】カメラの位置決め装置の斜視図である。
【図３】三次元計測機器のブロック図と調整画像例を示
す説明図である。
す説明図である。
【図４】従来の校正方法を示す説明図である。
【図５】従来の他の校正方法を示す説明図である。
１ 位置決め装置 ２ 左カメラ ３ 右カメラ ５ 取付治具 ６ 白板 ７ 参照点（左） ８ 参照点（右） ９ 参照点（左）７の像 １０ 参照点（右）８の像 １１ 参照水平線 １２ 参照水平線１１の像 １３ 鉛直線 １４ Ｘ軸回転機構 １５ Ｙ軸回転機構 １６ 水平回転機構 １９ 画像メモリ ２０ コンピュータ ２１ モニタ ２２ プリンタ ２３ モニタフレーム ２４ フレーム中心
Claims (3)
- 【請求項１】 光学方式で被写体位置を測定する三次元
計測器であって、同計測器は光学機器の位置決めを行う
位置決め装置と、同位置決め装置から所定距離離れた所
に設けられた参照点及び参照水平線とを備え、前記光学
機器は、光学機器の映像中心と前記参照点とが一致し、
さらに光学機器の水平基線と参照水平線とが一致するよ
う前記位置決め装置により位置調整できるよう構成され
ていることを特徴とする三次元計測器校正装置。 - 【請求項２】 前記参照点及び参照水平線とは白板上に
設けられていることを特徴とする請求項１記載の三次元
計測器校正装置。 - 【請求項３】 前記参照点及び参照水平線とを用いて機
械的光軸位置で求めた空間的校正係数を使用して、計測
距離範囲の拡大を図ることができるようにしたことを特
徴とする請求項１記載の三次元計測器校正装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6020915A JPH07229736A (ja) | 1994-02-18 | 1994-02-18 | 三次元計測器校正装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6020915A JPH07229736A (ja) | 1994-02-18 | 1994-02-18 | 三次元計測器校正装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07229736A true JPH07229736A (ja) | 1995-08-29 |
Family
ID=12040526
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6020915A Withdrawn JPH07229736A (ja) | 1994-02-18 | 1994-02-18 | 三次元計測器校正装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07229736A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH1193220A (ja) * | 1997-09-16 | 1999-04-06 | Ohbayashi Corp | 建設機械用遠隔操作装置 |
| WO2008075632A1 (ja) * | 2006-12-19 | 2008-06-26 | Panasonic Corporation | 複眼測距装置の検査方法および検査装置並びにそれに用いるチャート |
| JP2012074827A (ja) * | 2010-09-28 | 2012-04-12 | Fujitsu Ltd | 撮像装置及び撮像装置における視軸整合方法 |
| JP2013533982A (ja) * | 2010-06-16 | 2013-08-29 | シネツール シーオー．，エルティーディ | 映像撮影用光軸整列装置 |
| JP2020112438A (ja) * | 2019-01-11 | 2020-07-27 | 学校法人福岡工業大学 | 海面計測システム、海面計測方法および海面計測プログラム |
-
1994
- 1994-02-18 JP JP6020915A patent/JPH07229736A/ja not_active Withdrawn
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH1193220A (ja) * | 1997-09-16 | 1999-04-06 | Ohbayashi Corp | 建設機械用遠隔操作装置 |
| WO2008075632A1 (ja) * | 2006-12-19 | 2008-06-26 | Panasonic Corporation | 複眼測距装置の検査方法および検査装置並びにそれに用いるチャート |
| JP2013533982A (ja) * | 2010-06-16 | 2013-08-29 | シネツール シーオー．，エルティーディ | 映像撮影用光軸整列装置 |
| JP2012074827A (ja) * | 2010-09-28 | 2012-04-12 | Fujitsu Ltd | 撮像装置及び撮像装置における視軸整合方法 |
| JP2020112438A (ja) * | 2019-01-11 | 2020-07-27 | 学校法人福岡工業大学 | 海面計測システム、海面計測方法および海面計測プログラム |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20010508 |