JPH0723684Y2 - レンジファインダ - Google Patents
レンジファインダInfo
- Publication number
- JPH0723684Y2 JPH0723684Y2 JP13500089U JP13500089U JPH0723684Y2 JP H0723684 Y2 JPH0723684 Y2 JP H0723684Y2 JP 13500089 U JP13500089 U JP 13500089U JP 13500089 U JP13500089 U JP 13500089U JP H0723684 Y2 JPH0723684 Y2 JP H0723684Y2
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- slit light
- image
- slit
- light
- filter
- 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.)
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- Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)
- Image Processing (AREA)
Description
【考案の詳細な説明】 〈産業上の利用分野〉 本考案は、３次元座標計測を行うレンジファインダにお
ける計測時間の短縮化に関するものである。
ける計測時間の短縮化に関するものである。
〈従来の技術〉 従来より産業用ロボットや移動ロボットの視覚用等とし
て開発が進められている３次元座標計測装置には幾つか
の計測方式があるが、その中でも光切断法を原理とする
レンジファインダは、ハードウェア化が容易であり、計
測のためのアルゴリズム・計算が比較的簡単である等の
点から最も実用的とされている。このレンジファインダ
は第３図の原理構成図に示すように、測定対象物Ｏに縦
方向のスリット光を投影する光源21とスリット22と回転
ミラー23から成る投光装置２と、測定対象物Ｏを映し出
すテレビカメラ３により構成されている。投光装置２か
らのスリット光が測定対象物Ｏに照射された光景をテレ
ビカメラ３で撮像し、スリット光の平面とテレビカメラ
３の位置から三角測量の原理により距離が求められる。
次いでミラー23を回転させ、スリット光を画面全体に移
動させることにより全体の距離画像を得ることができ
る。しかし、上記のように１本のスリット光を移動させ
る場合、一回の画像入力に対してスリット光１本分の距
離情報しか得られないため、画面全体を計測するにはか
なりの時間を要してしまう。そのため、１度に複数のス
リット光を照射すれば、計測時間を短縮することはでき
るが、第４図（イ）に示すように、反射したスリット光
の一部しか撮像素子が促えられない場合や測定対象物の
形状によってスリット光が、第４図（ロ）に示すように
分離される場合にはスリット光の対応付けが問題とな
る。そこで、各スリット光の区別を付けるためにスリッ
ト光１本ごとに符号を付ける方法がとられている。これ
が符号化パターン投射法と呼ばれているものである。こ
の方法を用いたものには、 スリットの開口幅を変える方法 ２値の投影パターンを組み合わせてグレーコードを生
成する方法 RGB（赤緑青）の３色を符号系列化してマトリクス状
に並べたマトリクス符号化法等が考案されている。
て開発が進められている３次元座標計測装置には幾つか
の計測方式があるが、その中でも光切断法を原理とする
レンジファインダは、ハードウェア化が容易であり、計
測のためのアルゴリズム・計算が比較的簡単である等の
点から最も実用的とされている。このレンジファインダ
は第３図の原理構成図に示すように、測定対象物Ｏに縦
方向のスリット光を投影する光源21とスリット22と回転
ミラー23から成る投光装置２と、測定対象物Ｏを映し出
すテレビカメラ３により構成されている。投光装置２か
らのスリット光が測定対象物Ｏに照射された光景をテレ
ビカメラ３で撮像し、スリット光の平面とテレビカメラ
３の位置から三角測量の原理により距離が求められる。
次いでミラー23を回転させ、スリット光を画面全体に移
動させることにより全体の距離画像を得ることができ
る。しかし、上記のように１本のスリット光を移動させ
る場合、一回の画像入力に対してスリット光１本分の距
離情報しか得られないため、画面全体を計測するにはか
なりの時間を要してしまう。そのため、１度に複数のス
リット光を照射すれば、計測時間を短縮することはでき
るが、第４図（イ）に示すように、反射したスリット光
の一部しか撮像素子が促えられない場合や測定対象物の
形状によってスリット光が、第４図（ロ）に示すように
分離される場合にはスリット光の対応付けが問題とな
る。そこで、各スリット光の区別を付けるためにスリッ
ト光１本ごとに符号を付ける方法がとられている。これ
が符号化パターン投射法と呼ばれているものである。こ
の方法を用いたものには、 スリットの開口幅を変える方法 ２値の投影パターンを組み合わせてグレーコードを生
成する方法 RGB（赤緑青）の３色を符号系列化してマトリクス状
に並べたマトリクス符号化法等が考案されている。
〈考案が解決しようとする課題〉 しかしながら上記符号化パターン投射法を用いたレンジ
ファインダにおいて、 の方法においては、スリットの幅や間隔が測定対象物
の形状に応じて変化するため、目的とするスリット光の
対応付けが困難である。
ファインダにおいて、 の方法においては、スリットの幅や間隔が測定対象物
の形状に応じて変化するため、目的とするスリット光の
対応付けが困難である。
の方法においては、ｎビットのグレーコードを生成す
るためにはｎ枚のパターンを照射する必要があり、計測
時間が増大してしまう。
るためにはｎ枚のパターンを照射する必要があり、計測
時間が増大してしまう。
の方法については、情報として色を用いるため特殊な
スリットを用いなければならず、メモリ構成の規模も大
きくなり、装置が複雑になってしまう。等のそれぞれの
課題があった。
スリットを用いなければならず、メモリ構成の規模も大
きくなり、装置が複雑になってしまう。等のそれぞれの
課題があった。
本考案は上記従来技術の課題を踏まえて成されたもので
あり、上記の課題を補うと共に、計測時間を短縮化でき
る符号化パターン投射法を用いたレンジファインダを提
供することを目的としたものである。
あり、上記の課題を補うと共に、計測時間を短縮化でき
る符号化パターン投射法を用いたレンジファインダを提
供することを目的としたものである。
〈課題を解決するための手段〉 上記課題を解決するための本考案の構成は、符号化パタ
ーン投射法を用いたレンジファインダにおいて、マルチ
スリット光を生成するマルチスリットパターンと前記マ
ルチスリット光とは異なる波長分布を有する基準スリッ
ト光を生成する第１のフィルタとを装着したプロジェク
タと、このプロジェクタから前記基準スリット光を有す
るマルチスリット光が測定対象物に投射され前記測定対
象物からの反射スリット光の像を受像する光学系と、こ
の光学系により受像された反射スリット光の像を２方向
に分離するハーフミラーと、このハーフミラーにより分
離された一方の反射スリット光の像から前記基準スリッ
ト光だけの像を取り出す第２のフィルタと、この第２の
フィルタを通過した基準スリット光だけの像を撮像する
第１の撮像素子と、前記ハーフミラーにより分離された
一方の反射スリット光の像を撮像する第２の撮像素子
と、前記第１及び第２の撮像素子に撮像された２つの像
からスリットの座標を求めるための画像処理を行う画像
処理装置を設けた構成としたことを特徴とするものであ
る。
ーン投射法を用いたレンジファインダにおいて、マルチ
スリット光を生成するマルチスリットパターンと前記マ
ルチスリット光とは異なる波長分布を有する基準スリッ
ト光を生成する第１のフィルタとを装着したプロジェク
タと、このプロジェクタから前記基準スリット光を有す
るマルチスリット光が測定対象物に投射され前記測定対
象物からの反射スリット光の像を受像する光学系と、こ
の光学系により受像された反射スリット光の像を２方向
に分離するハーフミラーと、このハーフミラーにより分
離された一方の反射スリット光の像から前記基準スリッ
ト光だけの像を取り出す第２のフィルタと、この第２の
フィルタを通過した基準スリット光だけの像を撮像する
第１の撮像素子と、前記ハーフミラーにより分離された
一方の反射スリット光の像を撮像する第２の撮像素子
と、前記第１及び第２の撮像素子に撮像された２つの像
からスリットの座標を求めるための画像処理を行う画像
処理装置を設けた構成としたことを特徴とするものであ
る。
〈作用〉 本考案によると、測定対象物へのマルチスリット光に、
それとは異なる波長分布を有する基準スリット光を組み
合わせたものを投射し、測定対象物からの反射スリット
光の受像側でも、基準スリット光のみの像とそれを含む
全スリット光の像とが別々の撮像素子に分離されて入力
されるというような構成をとり、基準スリット光の像か
ら全スリット光の像において各スリットの位置決めが成
されるようにしたものである。
それとは異なる波長分布を有する基準スリット光を組み
合わせたものを投射し、測定対象物からの反射スリット
光の受像側でも、基準スリット光のみの像とそれを含む
全スリット光の像とが別々の撮像素子に分離されて入力
されるというような構成をとり、基準スリット光の像か
ら全スリット光の像において各スリットの位置決めが成
されるようにしたものである。
〈実施例〉 以下、本考案を図面に基づいて説明する。
第１図は本考案に係わるレンジファインダの一実施例を
示す構成図である。図において、11はパターン投射用の
プロジェクタ、12は複数本のスリット光（以下、単にマ
ルチスリット光という）を生成するためのマルチスリッ
トパターン12、13はマルチスリット光とは異なる波長分
布を有する基準スリット光を生成するための第１のフィ
ルタであり、このフィルタ13は、例えば第２図に示すよ
うに、Ａ部を通過したスリット光のみが基準スリット光
としてのある波長分布を持ち、又、Ｂ部を通過したスリ
ット光はＡ部を通過したスリット光とは異なる波長分布
を持つようにするフィルタである。マルチスリットパタ
ーン12とフィルタ13はプロジェクタ11に装着されてい
る。14は測定対象物Ｏからの反射スリット光を受像する
光学系、15は光学系14で受像された測定対象物Ｏに投射
されたスリット光の像を２方向に分けるハーフミラー、
16は基準スリット光の波長分布の光のみを透過するため
の第２のフィルタ、17、18は分離された各々の像を撮像
する第１、第２の撮像素子、19は撮像素子17、18に接続
され、スリットの座標を得るための処理を行う画像処理
装置である。
示す構成図である。図において、11はパターン投射用の
プロジェクタ、12は複数本のスリット光（以下、単にマ
ルチスリット光という）を生成するためのマルチスリッ
トパターン12、13はマルチスリット光とは異なる波長分
布を有する基準スリット光を生成するための第１のフィ
ルタであり、このフィルタ13は、例えば第２図に示すよ
うに、Ａ部を通過したスリット光のみが基準スリット光
としてのある波長分布を持ち、又、Ｂ部を通過したスリ
ット光はＡ部を通過したスリット光とは異なる波長分布
を持つようにするフィルタである。マルチスリットパタ
ーン12とフィルタ13はプロジェクタ11に装着されてい
る。14は測定対象物Ｏからの反射スリット光を受像する
光学系、15は光学系14で受像された測定対象物Ｏに投射
されたスリット光の像を２方向に分けるハーフミラー、
16は基準スリット光の波長分布の光のみを透過するため
の第２のフィルタ、17、18は分離された各々の像を撮像
する第１、第２の撮像素子、19は撮像素子17、18に接続
され、スリットの座標を得るための処理を行う画像処理
装置である。
このような構成において、プロジェクタ11から照射され
た光は、マルチスリットパターン12を通ってマルチスリ
ット光となり、フィルタ13を通過して基準スリット光を
有するパターンとなる。このマルチスリット光は測定対
象物Ｏに投射され、その反射スリット光の像を光学系14
が促える。受像されたマルチスリット光は、ハーフミラ
ー15により２方向に分離される。一方のマルチスリット
光の像は基準スリット光を透過するフィルタ16を経て、
撮像素子17には基準スリット光のみの像が撮像される。
他方のマルチスリット光の像は撮像素子18にて、全ての
スリット光の像が撮像される。この２つの像は、画像処
理装置19に送られ、スリットの座標を得るためのノイズ
除去・２値化・細線化等の画像処理が施される。その
後、基準スリット光の像を基準として各スリット光の像
に番号付けを行い、これにより各番号の反射スリット光
の像を元のスリット光の投射角度に対応させることがで
きる。この各スリット光の投射角度と反射スリット光の
撮像素子18上の座標及びプロジェクタ11と受像部側の光
学系14との距離関係から、三角測量の原理によりスリッ
ト光が投射された測定対象物Ｏの３次元座標を計算す
る。以上の処理を受像した反射スリット光全てに行うこ
とにより、１回のマルチスリットパターン分の計測が終
了する。
た光は、マルチスリットパターン12を通ってマルチスリ
ット光となり、フィルタ13を通過して基準スリット光を
有するパターンとなる。このマルチスリット光は測定対
象物Ｏに投射され、その反射スリット光の像を光学系14
が促える。受像されたマルチスリット光は、ハーフミラ
ー15により２方向に分離される。一方のマルチスリット
光の像は基準スリット光を透過するフィルタ16を経て、
撮像素子17には基準スリット光のみの像が撮像される。
他方のマルチスリット光の像は撮像素子18にて、全ての
スリット光の像が撮像される。この２つの像は、画像処
理装置19に送られ、スリットの座標を得るためのノイズ
除去・２値化・細線化等の画像処理が施される。その
後、基準スリット光の像を基準として各スリット光の像
に番号付けを行い、これにより各番号の反射スリット光
の像を元のスリット光の投射角度に対応させることがで
きる。この各スリット光の投射角度と反射スリット光の
撮像素子18上の座標及びプロジェクタ11と受像部側の光
学系14との距離関係から、三角測量の原理によりスリッ
ト光が投射された測定対象物Ｏの３次元座標を計算す
る。以上の処理を受像した反射スリット光全てに行うこ
とにより、１回のマルチスリットパターン分の計測が終
了する。
なお、１回目の計測が終了した後、マルチスリットパタ
ーン12を横方向に数画素分ずらして、再び計測を行い、
更に数画素分ずらして計測を行うということを数回繰り
返すことにより、測定対象物Ｏをより高密度に計測でき
るため、測定対象物の形状等によって計測回数を変えて
も良い。
ーン12を横方向に数画素分ずらして、再び計測を行い、
更に数画素分ずらして計測を行うということを数回繰り
返すことにより、測定対象物Ｏをより高密度に計測でき
るため、測定対象物の形状等によって計測回数を変えて
も良い。
又、マルチスリット光のプロジェクタとして、液晶プロ
ジェクタを用いることも可能であり、液晶プロジェクタ
の液晶部に投射パターンジェネレータでマルチスリット
のパターンを生成すれば良いため、パターンの位置の変
更が容易になり、メカニカルな動作を必要としなくなる
分だけ計測時間が更に短縮できる。
ジェクタを用いることも可能であり、液晶プロジェクタ
の液晶部に投射パターンジェネレータでマルチスリット
のパターンを生成すれば良いため、パターンの位置の変
更が容易になり、メカニカルな動作を必要としなくなる
分だけ計測時間が更に短縮できる。
更に、基準スリット光とその他のスリット光との波長分
布による区分には、スリット光の色を変えること等によ
る区別も含まれており、例えばフィルタにより基準スリ
ット光を赤色光に、その他のスリット光を青色光にする
と、受像側でRGBの各信号の強度を比較すれば、両者を
容易に分離することができる。又、基準スリット光以外
のスリット光から赤外光を除去して両者を区別すること
等もできる。
布による区分には、スリット光の色を変えること等によ
る区別も含まれており、例えばフィルタにより基準スリ
ット光を赤色光に、その他のスリット光を青色光にする
と、受像側でRGBの各信号の強度を比較すれば、両者を
容易に分離することができる。又、基準スリット光以外
のスリット光から赤外光を除去して両者を区別すること
等もできる。
〈考案の効果〉 以上、実施例と共に具体的に説明したように、本考案に
よれば、測定対象物へのマルチスリット光に、それとは
異なる波長分布を有する基準スリット光を組み合わせた
ものを投射し、測定対象物からの反射スリット光の受像
側でも、基準スリット光のみの像とそれを含む全スリッ
ト光の像とが別々の撮像素子に分離されて入力されると
いうような構成をとり、基準スリット光の像から全スリ
ット光の像において各スリットの位置決めが成されるよ
うにしたことにより、高速な３次元座標計測を行うこと
のできる符号化パターン投射法を用いたレンジファイン
ダを実現することができる。
よれば、測定対象物へのマルチスリット光に、それとは
異なる波長分布を有する基準スリット光を組み合わせた
ものを投射し、測定対象物からの反射スリット光の受像
側でも、基準スリット光のみの像とそれを含む全スリッ
ト光の像とが別々の撮像素子に分離されて入力されると
いうような構成をとり、基準スリット光の像から全スリ
ット光の像において各スリットの位置決めが成されるよ
うにしたことにより、高速な３次元座標計測を行うこと
のできる符号化パターン投射法を用いたレンジファイン
ダを実現することができる。
第１図は本考案に係わる符号化パターン投射法を用いた
レンジファインダの一実施例を示す構成図、第２図は第
１図の装置に用いられるフィルタの一具体例を示す構成
図、第３図はレンジファインダの原理を説明するための
原理構成図、第４図は１度に複数のスリット光を測定対
象物に照射した際の撮像素子上に撮像されるスリット光
の像を示す図である。 11……プロジェクタ、12……マルチスリットパターン、
13……第１のフィルタ、14……光学系、15……ハーフミ
ラー、16……第２のフィルタ、17……第１の撮像素子、
18……第２の撮像素子、19……画像処理装置、Ｏ……測
定対象物。
レンジファインダの一実施例を示す構成図、第２図は第
１図の装置に用いられるフィルタの一具体例を示す構成
図、第３図はレンジファインダの原理を説明するための
原理構成図、第４図は１度に複数のスリット光を測定対
象物に照射した際の撮像素子上に撮像されるスリット光
の像を示す図である。 11……プロジェクタ、12……マルチスリットパターン、
13……第１のフィルタ、14……光学系、15……ハーフミ
ラー、16……第２のフィルタ、17……第１の撮像素子、
18……第２の撮像素子、19……画像処理装置、Ｏ……測
定対象物。
Claims (1)
- 【請求項１】符号化パターン投射法を用いたレンジファ
インダにおいて、マルチスリット光を生成するマルチス
リットパターンと前記マルチスリット光とは異なる波長
分布を有する基準スリット光を生成する第１のフィルタ
とを装着したプロジェクタと、このプロジェクタから前
記基準スリット光を有するマルチスリット光が測定対象
物に投射され前記測定対象物からの反射スリット光の像
を受像する光学系と、この光学系により受像された反射
スリット光の像を２方向に分離するハーフミラーと、こ
のハーフミラーにより分離された一方の反射スリット光
の像から前記基準スリット光だけの像を取り出す第２の
フィルタと、この第２のフィルタを通過した基準スリッ
ト光だけの像を撮像する第１の撮像素子と、前記ハーフ
ミラーにより分離された他方の反射スリット光の像を撮
像する第２の撮像素子と、前記第１及び第２の撮像素子
に撮像された２つの像からスリットの座標を求めるため
の画像処理を行う画像処理装置を設けた構成としたこと
を特徴とするレンジファインダ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13500089U JPH0723684Y2 (ja) | 1989-11-21 | 1989-11-21 | レンジファインダ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13500089U JPH0723684Y2 (ja) | 1989-11-21 | 1989-11-21 | レンジファインダ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0374310U JPH0374310U (ja) | 1991-07-25 |
| JPH0723684Y2 true JPH0723684Y2 (ja) | 1995-05-31 |
Family
ID=31682293
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP13500089U Expired - Lifetime JPH0723684Y2 (ja) | 1989-11-21 | 1989-11-21 | レンジファインダ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0723684Y2 (ja) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH10124681A (ja) * | 1996-10-18 | 1998-05-15 | Ricoh Co Ltd | 携帯型情報処理装置及び情報処理方法 |
| DE10143504A1 (de) * | 2001-09-05 | 2003-03-20 | Sick Ag | Überwachungsverfahren und optoelektronischer Sensor |
| EP1663046A4 (en) * | 2003-09-17 | 2011-10-05 | D4D Technologies Llc | HIGH SPEED THREE DIMENSIONAL SCANNING OF MULTIPLE LINES |
| IT1391808B1 (it) * | 2008-10-31 | 2012-01-27 | Sicam Srl | Macchina smontagomme per il montaggio e lo smontaggio di ruote di veicoli |
-
1989
- 1989-11-21 JP JP13500089U patent/JPH0723684Y2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0374310U (ja) | 1991-07-25 |
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