JPH0820251B2 - 座標測定装置 - Google Patents
座標測定装置Info
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- JPH0820251B2 JPH0820251B2 JP61099734A JP9973486A JPH0820251B2 JP H0820251 B2 JPH0820251 B2 JP H0820251B2 JP 61099734 A JP61099734 A JP 61099734A JP 9973486 A JP9973486 A JP 9973486A JP H0820251 B2 JPH0820251 B2 JP H0820251B2
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Description
【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、座標測定装置、さらに詳しくは、対象物を
異なる方向から撮影した１組のステレオ写真から対象物
の三次元座標を非接触で測定する座標測定装置に関す
る。
異なる方向から撮影した１組のステレオ写真から対象物
の三次元座標を非接触で測定する座標測定装置に関す
る。
（従来の技術） 従来の座標測定装置においては、一対のステレオ写真
を肉眼で拡大して観察して双方において対応した測定点
を抽出し、この対応した測定点の写真上での座標値から
３次元座標値を算出する装置が知られている。
を肉眼で拡大して観察して双方において対応した測定点
を抽出し、この対応した測定点の写真上での座標値から
３次元座標値を算出する装置が知られている。
（発明が解決しようとする問題点） 上記従来の３次元座標測定装置においては、対応する
測定点を肉眼によって抽出するので熟練と時間を要し、
極めて非能率的な作業が必要とされ、特に測定対象物の
形状が複雑で測定点が多い場合には作業者の疲労は多大
であった。
測定点を肉眼によって抽出するので熟練と時間を要し、
極めて非能率的な作業が必要とされ、特に測定対象物の
形状が複雑で測定点が多い場合には作業者の疲労は多大
であった。
（問題点を解決するための手段） 本発明は上記した従来の座標測定装置の問題点に鑑み
てなされたものであって、その特徴とするところは、 対象物を異なる方向から撮影した１組のステレオ写真
と、 受光面上に形成された像に応じた信号を出力するセン
サを含み上記ステレオ写真にそれぞれ対応した第１及び
第２検出データを出力する受光部と、上記ステレオ写真
の像と上記センサとを相対的に移動させる移動部と、 上記受光面上に上記ステレオ写真の低倍率の像と高倍
率の像を形成する光学部と、 上記光学部が形成する低倍率及び高倍率の上記ステレ
オ写真の像に係る上記第１検出データに関して設定点を
設ける設定部と、 上記第２検出データに関して上記設定点に対応した対
応点を求める対応点検出部と、 上記対応点検出部の出力から上記対象物の座標を求め
る演算部とで構成されることである。
てなされたものであって、その特徴とするところは、 対象物を異なる方向から撮影した１組のステレオ写真
と、 受光面上に形成された像に応じた信号を出力するセン
サを含み上記ステレオ写真にそれぞれ対応した第１及び
第２検出データを出力する受光部と、上記ステレオ写真
の像と上記センサとを相対的に移動させる移動部と、 上記受光面上に上記ステレオ写真の低倍率の像と高倍
率の像を形成する光学部と、 上記光学部が形成する低倍率及び高倍率の上記ステレ
オ写真の像に係る上記第１検出データに関して設定点を
設ける設定部と、 上記第２検出データに関して上記設定点に対応した対
応点を求める対応点検出部と、 上記対応点検出部の出力から上記対象物の座標を求め
る演算部とで構成されることである。
（作用） 本発明によれば、１組のステレオ写真から低倍率及び
高倍率の像を形成し、それぞれから第１検出データ及び
第２検出データを得て第１検出データに設定した設定点
に対応した対応点を第２検出データから求めることによ
って対象物の座標を求めることができる。
高倍率の像を形成し、それぞれから第１検出データ及び
第２検出データを得て第１検出データに設定した設定点
に対応した対応点を第２検出データから求めることによ
って対象物の座標を求めることができる。
（実施例） 以下に、本発明に係る座標測定装置の実施例を図面を
参照しつつ説明する。
参照しつつ説明する。
第１図において、1a、1bは対象物を異なる方向から撮
影した１組のステレオ写真で、 3a、3bは凹レンズを中心に移動可能な２枚の凸レンズ
のズームレンズから成る光学部に対応する変倍光学部
で、5a、5bは受光部に対応するエリアセンサである。
影した１組のステレオ写真で、 3a、3bは凹レンズを中心に移動可能な２枚の凸レンズ
のズームレンズから成る光学部に対応する変倍光学部
で、5a、5bは受光部に対応するエリアセンサである。
ステレオ写真1aは、モータM3によってＸ軸方向及びＹ
軸方向に移動可能な図示せぬテーブルに載置され、また
ステレオ写真1bは、モータM4によってＸ軸、Ｙ軸及びＺ
軸方向に移動でき、また各軸回りに回転可能な図示せぬ
テーブルに載置される。
軸方向に移動可能な図示せぬテーブルに載置され、また
ステレオ写真1bは、モータM4によってＸ軸、Ｙ軸及びＺ
軸方向に移動でき、また各軸回りに回転可能な図示せぬ
テーブルに載置される。
ステレオ写真1a、1bはモータM3、M4によって撮影時に
おける傾き等を補正した状態に載置される。
おける傾き等を補正した状態に載置される。
変倍光学部3a、3bは、それぞれモータM1及びモータM2
によって低倍率時には、実線に示すようにステレオ写真
1a、1bの略全体がエリアセンサ5a、5bの受光面に結像さ
せ、また高倍率時には、点線で示すステレオ写真1a、1b
の一部が拡大されてエリアセンサ5a、5bの受光面に結像
させる。
によって低倍率時には、実線に示すようにステレオ写真
1a、1bの略全体がエリアセンサ5a、5bの受光面に結像さ
せ、また高倍率時には、点線で示すステレオ写真1a、1b
の一部が拡大されてエリアセンサ5a、5bの受光面に結像
させる。
エリアセンサ5aとエリアセンサ5bとは、タイミング信
号発生器10からのクロック信号φ1,φ１′、φ2,φ２′
によって走査されるものである。
号発生器10からのクロック信号φ1,φ１′、φ2,φ２′
によって走査されるものである。
この走査によってエリアセンサ5aとエリアセンサ5bと
は、各画素ごとの内容が取り出され、A/D変換器20aとA/
D変換器20bとにそれぞれ第１及び第２検出データとして
出力される。
は、各画素ごとの内容が取り出され、A/D変換器20aとA/
D変換器20bとにそれぞれ第１及び第２検出データとして
出力される。
A/D変換器20aとA/D変換器20bとは、タイミング信号発
生器10からの信号によってA/D変換を開始し、これが終
了すると、タイミング信号発生器10へA/D変換終了を示
す信号を出力するとともに、A/D変換されたエリアセン
サ5aとエリアセンサ5bとからの検出データを制御演算部
30へ出力する。
生器10からの信号によってA/D変換を開始し、これが終
了すると、タイミング信号発生器10へA/D変換終了を示
す信号を出力するとともに、A/D変換されたエリアセン
サ5aとエリアセンサ5bとからの検出データを制御演算部
30へ出力する。
制御演算部30は、タイミング信号発生器10との間でタ
イミング信号の授受を行なってモータM1ないしM4に対し
て制御信号を出力するとともにA/D変換器20a及びA/D変
換器20bから第１及び第２検出データを受け取って所定
の処理を施し、メモリ40との間でデータの書き込み及び
読み出しを行ない、表示器50に第１及び第２検出データ
を交互に出力し、そのモニタ画面にステレオ写真1a、1b
の像を交互に形成させるとともに表示信号を出力して測
定結果を表示させ、分離用メガネ60に制御信号を出力
し、その視野を交互にシャッタで遮らせ、ライトペン70
からの信号を受け取り、操作部80から種々の指令を受け
取る。
イミング信号の授受を行なってモータM1ないしM4に対し
て制御信号を出力するとともにA/D変換器20a及びA/D変
換器20bから第１及び第２検出データを受け取って所定
の処理を施し、メモリ40との間でデータの書き込み及び
読み出しを行ない、表示器50に第１及び第２検出データ
を交互に出力し、そのモニタ画面にステレオ写真1a、1b
の像を交互に形成させるとともに表示信号を出力して測
定結果を表示させ、分離用メガネ60に制御信号を出力
し、その視野を交互にシャッタで遮らせ、ライトペン70
からの信号を受け取り、操作部80から種々の指令を受け
取る。
なお測定者は、分離用メガネ60を掛けて表示器50のモ
ニタ画面を観察してステレオ写真1a、1bの像を立体視で
き、また後述するマニュアル測定の場合には、ライトペ
ン70でモニタ画面上のステレオ写真像を指示することに
より測定される設定点の設定が行なえる。
ニタ画面を観察してステレオ写真1a、1bの像を立体視で
き、また後述するマニュアル測定の場合には、ライトペ
ン70でモニタ画面上のステレオ写真像を指示することに
より測定される設定点の設定が行なえる。
この制御演算部30は後述するように、設定部、対応点
検出部及び演算部の役割を果たす。
検出部及び演算部の役割を果たす。
次に、本発明に係る座標測定装置の作用を第２図ない
し第５図に示すフローチャート並びに相関処理範囲を示
す第６図ないし第８図に従って説明する。
し第５図に示すフローチャート並びに相関処理範囲を示
す第６図ないし第８図に従って説明する。
測定が開始されると、ステップＳ−100においてステ
レオ写真セットが行なわれ、ステレオ写真1a、1bがテー
ブルに載置され、制御演算部30からの制御によりモータ
M3M4が適当に駆動され、ステレオ写真1a、1bによって立
体視が可能となるよう配置し、ステップＳ−200へ進
む。ステップＳ−200においては、測定モードの選択が
行なわれ測定者がライトペン70によって測定対象となる
設定点を設定し、これに対する座標値を求めるマニュア
ルモードを装置が自動的に適当な密度で設定点を設定
し、これに対する座標値を順次求めて対象物の概略の形
状を知ることができるオートモードとのいずれかが選択
されステップＳ−300へ進む。
レオ写真セットが行なわれ、ステレオ写真1a、1bがテー
ブルに載置され、制御演算部30からの制御によりモータ
M3M4が適当に駆動され、ステレオ写真1a、1bによって立
体視が可能となるよう配置し、ステップＳ−200へ進
む。ステップＳ−200においては、測定モードの選択が
行なわれ測定者がライトペン70によって測定対象となる
設定点を設定し、これに対する座標値を求めるマニュア
ルモードを装置が自動的に適当な密度で設定点を設定
し、これに対する座標値を順次求めて対象物の概略の形
状を知ることができるオートモードとのいずれかが選択
されステップＳ−300へ進む。
ステップＳ−300においては、低倍率の対応点捜索が
行われ設定点に対応する対応点のステレオ写真上での概
略の位置を求め捜索範囲を指定する。この結果は、ステ
ップＳ−400において利用される。
行われ設定点に対応する対応点のステレオ写真上での概
略の位置を求め捜索範囲を指定する。この結果は、ステ
ップＳ−400において利用される。
ステップＳ−400においては、高倍率の対応点捜索が
行われ、ステップＳ−300で得られた概かな対応点の位
置に基づいてその近傍を高倍率で検出し、より高い精度
で対応点を求め、ステップＳ−500へ進む。
行われ、ステップＳ−300で得られた概かな対応点の位
置に基づいてその近傍を高倍率で検出し、より高い精度
で対応点を求め、ステップＳ−500へ進む。
ステップＳ−500においては、マーカー挿入が行わ
れ、輝点である第１マーカーを表示器50のモニタ画面に
現れるステレオ写真1aの像の設定点位置へ挿入し、また
同じく輝点である第２マーカーをモニタ画面に現れるス
テレオ写真1bの像のステップＳ−400で求めた対応点の
位置へ挿入する。
れ、輝点である第１マーカーを表示器50のモニタ画面に
現れるステレオ写真1aの像の設定点位置へ挿入し、また
同じく輝点である第２マーカーをモニタ画面に現れるス
テレオ写真1bの像のステップＳ−400で求めた対応点の
位置へ挿入する。
ステップＳ−600においては、ミスマッチングか否か
が判断され、マーカーが挿入されたモニタ画面を分離用
メガネ60を通して観察し、挿入されているマーカーが立
体視された対象物の表面に現れているかを判断する。
が判断され、マーカーが挿入されたモニタ画面を分離用
メガネ60を通して観察し、挿入されているマーカーが立
体視された対象物の表面に現れているかを判断する。
ここで挿入されているマーカーが立体視した対象物の
表面に現れている場合には、ミスマッチングは生じてお
らず正しい測定であるのでステップＳ−700に進む。
表面に現れている場合には、ミスマッチングは生じてお
らず正しい測定であるのでステップＳ−700に進む。
一方、挿入されているマーカーが立体視した対象物の
表面から大きく浮いたり沈んだりしているときはミスマ
ッチングが生じており、ステップＳ−800において測定
者の操作等により、その測定結果は消去され、ステップ
Ｓ−1000に進み測定を終了するか否かが判断される。
表面から大きく浮いたり沈んだりしているときはミスマ
ッチングが生じており、ステップＳ−800において測定
者の操作等により、その測定結果は消去され、ステップ
Ｓ−1000に進み測定を終了するか否かが判断される。
ステップＳ−700においては、座標演算が行われ、設
定された設定点のデータ及びステップＳ−400において
求められた対応点のデータから三次元座標を求めステッ
プＳ−900に進む。
定された設定点のデータ及びステップＳ−400において
求められた対応点のデータから三次元座標を求めステッ
プＳ−900に進む。
ステップＳ−900においては、座標表示が行われ、ス
テップＳ−800において求められた三次元座標を表示器5
0で表示し、ステップＳ−1000に進む。ステップＳ−100
0においては、測定終了か否かの判断が行われ、測定が
続く場合にはステップＳ−100に戻り、測定終了のとき
はこれで終了する。
テップＳ−800において求められた三次元座標を表示器5
0で表示し、ステップＳ−1000に進む。ステップＳ−100
0においては、測定終了か否かの判断が行われ、測定が
続く場合にはステップＳ−100に戻り、測定終了のとき
はこれで終了する。
前述した本発明の座標測定装置の処理のうちステップ
Ｓ−300における低倍率の対応点捜索、ステップＳ−400
における高倍率の対応点捜索、及びステップＳ−800に
おける座標表示の処理について以下、詳述する。
Ｓ−300における低倍率の対応点捜索、ステップＳ−400
における高倍率の対応点捜索、及びステップＳ−800に
おける座標表示の処理について以下、詳述する。
ステップＳ−300における低倍率の対応点捜索は、第
３図に示すフローチャートに従って行われる。
３図に示すフローチャートに従って行われる。
ステップＳ−200における測定モードの選択が終了す
るとステップＳ−301へ進む。
るとステップＳ−301へ進む。
ステップＳ−301においては、初期値設定が行われ、
低倍率で得た検出データによる最大相関係数gm及び最適
設定点座標km、lmに初期値０を設定し、ステップＳ−30
2へ進む。
低倍率で得た検出データによる最大相関係数gm及び最適
設定点座標km、lmに初期値０を設定し、ステップＳ−30
2へ進む。
ステップＳ−302においては、低倍率セットが行わ
れ、モータM1、M2によって変倍光学部3a、3bを低倍率に
設定し、ステップＳ−303へ進む。
れ、モータM1、M2によって変倍光学部3a、3bを低倍率に
設定し、ステップＳ−303へ進む。
ステップＳ−303においては、検出データ（ａ）及び
検出データ（ｂ）の記憶が行われ、ステレオ写真1a、1b
を低倍率でエリアセンサ5a、5bの受光面に結像させたと
きのエリアセンサ5a、5bの出力をA/D変換器20a、20bでA
/D変換した後、それぞれ低倍率時の検出データ（ａ）、
（ｂ）としてメモリ40で記憶し、ステップＳ−304へ進
む。
検出データ（ｂ）の記憶が行われ、ステレオ写真1a、1b
を低倍率でエリアセンサ5a、5bの受光面に結像させたと
きのエリアセンサ5a、5bの出力をA/D変換器20a、20bでA
/D変換した後、それぞれ低倍率時の検出データ（ａ）、
（ｂ）としてメモリ40で記憶し、ステップＳ−304へ進
む。
ステップＳ−304においては、モニタ表示が行われ、
ステップＳ−304おいて記憶された低倍率時の検出デー
タ（ａ）、（ｂ）からステレオ写真1a、1bの像を表示器
50のモニタ画面に交互に形成するとともに、その形成タ
イミングに合わせて分離用メガネ60へタイミング信号が
出力されることで分離用メガネ60を掛けた測定者は、ス
テレオ写真1a、1bの像を立体視できる。そしてステップ
Ｓ−305へ進む。
ステップＳ−304おいて記憶された低倍率時の検出デー
タ（ａ）、（ｂ）からステレオ写真1a、1bの像を表示器
50のモニタ画面に交互に形成するとともに、その形成タ
イミングに合わせて分離用メガネ60へタイミング信号が
出力されることで分離用メガネ60を掛けた測定者は、ス
テレオ写真1a、1bの像を立体視できる。そしてステップ
Ｓ−305へ進む。
ステップＳ−305においては、オートモードが設定さ
れているか否かが判断され、オートモードが設定されて
いるときはステップＳ−306、Ｓ−307、Ｓ−308へ順に
進み、一方オートモードが設定されていないとき、いい
かえるとマニュアルモードが設定されているときは、ス
テップＳ−309、Ｓ−310、Ｓ−311へ順に進む。
れているか否かが判断され、オートモードが設定されて
いるときはステップＳ−306、Ｓ−307、Ｓ−308へ順に
進み、一方オートモードが設定されていないとき、いい
かえるとマニュアルモードが設定されているときは、ス
テップＳ−309、Ｓ−310、Ｓ−311へ順に進む。
オートモードが設定されていてステップＳ−306に進
むと、設定点の初期値設定が行われる。この設定点の初
期値設定は第６図（ａ）に示すように低倍率で検出され
たステレオ写真1aの左むこう隅に横幅２ω１、縦幅２ω
２のウインドを設けたときの中心座標（i1,j1）を設定
点（i,j）として設定するもので、この設定が終わる
と、ステップＳ−307へ進む。
むと、設定点の初期値設定が行われる。この設定点の初
期値設定は第６図（ａ）に示すように低倍率で検出され
たステレオ写真1aの左むこう隅に横幅２ω１、縦幅２ω
２のウインドを設けたときの中心座標（i1,j1）を設定
点（i,j）として設定するもので、この設定が終わる
と、ステップＳ−307へ進む。
ステップＳ−307においては、検出データ（ａ）から
ウインドデータの抽出が行われ、設定されている設定点
（i,j）を中心とした横幅２ω１、縦幅２ω２のウイン
ド内のデータをメモリ40に記憶された検出データ（ａ）
からウインドデータωａ（i,j）として抽出し、ステッ
プＳ−308へ進む。
ウインドデータの抽出が行われ、設定されている設定点
（i,j）を中心とした横幅２ω１、縦幅２ω２のウイン
ド内のデータをメモリ40に記憶された検出データ（ａ）
からウインドデータωａ（i,j）として抽出し、ステッ
プＳ−308へ進む。
ステップＳ−308においては、対応点の初期値設定が
行われ、第６図（ｂ）に示すように低倍率で検出される
ステレオ写真1bの左むこう隅に横幅２ω１、縦幅２ω２
のウインドを設けたときの中心座標（k1,l1）を設定点
（k,l）として設定するもので、この設定が終わるとス
テップＳ−312へ進む。
行われ、第６図（ｂ）に示すように低倍率で検出される
ステレオ写真1bの左むこう隅に横幅２ω１、縦幅２ω２
のウインドを設けたときの中心座標（k1,l1）を設定点
（k,l）として設定するもので、この設定が終わるとス
テップＳ−312へ進む。
一方、マニュアルモードが設定されており、ステップ
Ｓ−309に進むと測定者によって設定点の設定が行われ
る。
Ｓ−309に進むと測定者によって設定点の設定が行われ
る。
この測定者による設定点の設定は、測定者がライトペ
ン70によって表示器50のモニタ画面上で指示した点
（x1,y1）を設定点（i,j）として設定するもので、この
設定が終わるとステップＳ−310へ進む。
ン70によって表示器50のモニタ画面上で指示した点
（x1,y1）を設定点（i,j）として設定するもので、この
設定が終わるとステップＳ−310へ進む。
ステップＳ−310においては、ウインドデータω
ａ（i,j）の抽出が行われ、設定されている設定点（i,
j）を中心とした横幅２ω１、縦幅２ω２のウインド内
のデータをウインドデータωａ（i,j）としてメモリ40
に記憶された検出データ（ａ）から抽出し、ステップＳ
−311へ進む。
ａ（i,j）の抽出が行われ、設定されている設定点（i,
j）を中心とした横幅２ω１、縦幅２ω２のウインド内
のデータをウインドデータωａ（i,j）としてメモリ40
に記憶された検出データ（ａ）から抽出し、ステップＳ
−311へ進む。
ステップＳ−311においては、対応点の初期値設定が
行われ、第７図（ｂ）に示すように低倍率で検出される
ステレオ写真1b上で設定点（x1,y1）のＹ軸方向の座標
値ｙを持つ左端に横幅２ω１、縦幅２ω２のウインドを
設けたときの中心座標（k1,l1）を対応点の初期値とし
て設定し、この設定が終わると、ステップＳ−312へ進
む。
行われ、第７図（ｂ）に示すように低倍率で検出される
ステレオ写真1b上で設定点（x1,y1）のＹ軸方向の座標
値ｙを持つ左端に横幅２ω１、縦幅２ω２のウインドを
設けたときの中心座標（k1,l1）を対応点の初期値とし
て設定し、この設定が終わると、ステップＳ−312へ進
む。
ステップＳ−312においては、検出データ（ｂ）から
ウインドデータωｂ（k,l）の抽出が行われ、対応点
（k,l）を中心とした横幅２ω１、縦幅２ω２のウイン
ド内のデータをウインドデータωｂ（k,l）としてメモ
リ40に記憶された検出データ（ｂ）から抽出し、ステッ
プＳ−313へ進む。ステップＳ−313においては、低倍率
時の相関係数ｇの演算が行われ、ウインドデータω
ａ（i,j）とウインドデータωｂ（k,l）との相関係数ｇ
が下式によって求められ、ステップＳ−314へ進む。
ウインドデータωｂ（k,l）の抽出が行われ、対応点
（k,l）を中心とした横幅２ω１、縦幅２ω２のウイン
ド内のデータをウインドデータωｂ（k,l）としてメモ
リ40に記憶された検出データ（ｂ）から抽出し、ステッ
プＳ−313へ進む。ステップＳ−313においては、低倍率
時の相関係数ｇの演算が行われ、ウインドデータω
ａ（i,j）とウインドデータωｂ（k,l）との相関係数ｇ
が下式によって求められ、ステップＳ−314へ進む。
ここで、 ai0j0は、ステレオ写真1aの座標（i0,j0）に対応した検
出データ、bk0,l0はステレオ写真1bの座標（k0,j0）に
対応した検出データである。
出データ、bk0,l0はステレオ写真1bの座標（k0,j0）に
対応した検出データである。
ステップＳ−314においては、求められた相関係数ｇ
が既に求められた最大相関係数gmよりも大きいか否かを
判断し、ｇ＞gmのときには、ステップＳ−315に進み、
ｇ＞gmでないときにはステップＳ−316へ進む。
が既に求められた最大相関係数gmよりも大きいか否かを
判断し、ｇ＞gmのときには、ステップＳ−315に進み、
ｇ＞gmでないときにはステップＳ−316へ進む。
ステップＳ−315においては、今回求めた相関係数ｇ
の値を最大相関係数gmの値とし、また今回の対応点の座
標値k,lを最適対応点の座標値km,lmとして記憶し、ステ
ップＳ−316へ進む。
の値を最大相関係数gmの値とし、また今回の対応点の座
標値k,lを最適対応点の座標値km,lmとして記憶し、ステ
ップＳ−316へ進む。
ステップＳ−316においては、右はしのウインドが持
つ座標値がkeとなったか否かが判断され、ｋ＝keとなっ
ていないときにはステップＳ−317へ進み、ｋの値を１
増やし、ステップＳ−312へ戻り、ｋ＝keとなるまで繰
り返す。ｋ＝keとなったときには、ステップＳ−300の
低倍率の対応点捜索の処理が終り、ステップＳ−400の
高倍率の対応点捜索の処理へ進む。
つ座標値がkeとなったか否かが判断され、ｋ＝keとなっ
ていないときにはステップＳ−317へ進み、ｋの値を１
増やし、ステップＳ−312へ戻り、ｋ＝keとなるまで繰
り返す。ｋ＝keとなったときには、ステップＳ−300の
低倍率の対応点捜索の処理が終り、ステップＳ−400の
高倍率の対応点捜索の処理へ進む。
ステップＳ−400における高倍率の対応点捜索は、第
４図に示すフローチャートに従って行われる。
４図に示すフローチャートに従って行われる。
ステップＳ−300における低倍率の対応点捜索が終了
すると、ステップＳ−401へ進む。
すると、ステップＳ−401へ進む。
ステップＳ−401においては、初期値設定が行われ高
倍率で得た検出データによる最大相関係数Gmに初期値０
を設定しステップＳ−402へ進む。
倍率で得た検出データによる最大相関係数Gmに初期値０
を設定しステップＳ−402へ進む。
ステップＳ−402においては、ステレオ写真1aの移動
が行われ、ステップＳ−300において設定された設定点
（i,j）が変倍光学部3aの光軸01上に位置するようにモ
ータM1が制御されて移動し、終わるとステップＳ−403
へ進む。
が行われ、ステップＳ−300において設定された設定点
（i,j）が変倍光学部3aの光軸01上に位置するようにモ
ータM1が制御されて移動し、終わるとステップＳ−403
へ進む。
ステップＳ−403においては、ステレオ写真1bの移動
が行われ、ステップＳ−300において求められた最適設
定点（km,lm）が変倍光学部3bの光軸02上に位置するよ
うにモータM4が制御されて移動し、終わるとステップＳ
−404へ進む。
が行われ、ステップＳ−300において求められた最適設
定点（km,lm）が変倍光学部3bの光軸02上に位置するよ
うにモータM4が制御されて移動し、終わるとステップＳ
−404へ進む。
ステップＳ−404においては、変倍光学部3a、3bの高
倍率セットが行われ、モータM1、M2によってウインドデ
ータとして抽出される範囲がエリアセンサ5a、5bの受光
面と等しくなる程度の高倍率にズーミングしてステップ
Ｓ−405へ進む。
倍率セットが行われ、モータM1、M2によってウインドデ
ータとして抽出される範囲がエリアセンサ5a、5bの受光
面と等しくなる程度の高倍率にズーミングしてステップ
Ｓ−405へ進む。
ステップＳ−405においては、検出データ（Ａ）及び
検出データ（Ｂ）の記憶が行われ、高倍率でステレオ写
真1a、1bの像が形成されているエリアセンサ5a、5bの出
力をA/D変換器20a、20bでA/D変換した後、それぞれ高倍
率時の検出データ（Ａ）、（Ｂ）としてメモリ40で記憶
し、ステップＳ−406へ進む。
検出データ（Ｂ）の記憶が行われ、高倍率でステレオ写
真1a、1bの像が形成されているエリアセンサ5a、5bの出
力をA/D変換器20a、20bでA/D変換した後、それぞれ高倍
率時の検出データ（Ａ）、（Ｂ）としてメモリ40で記憶
し、ステップＳ−406へ進む。
ステップＳ−406においては、モニタ表示が行われ、
先に説明したステップＳ−304と同様にして高倍率でス
テレオ写真1a、1bの像が立体視できるモニタ画面が形成
され、ステップＳ−407へ進む。
先に説明したステップＳ−304と同様にして高倍率でス
テレオ写真1a、1bの像が立体視できるモニタ画面が形成
され、ステップＳ−407へ進む。
ステップＳ−407においては、オートモードが設定さ
れているか否かが判断され、オートモードが設定されて
いるときはステップＳ−408、Ｓ−409、Ｓ−420へ順に
進み、オートモードが設定されていないときは、ステッ
プＳ−411、Ｓ−412、Ｓ−413へ順に進む。
れているか否かが判断され、オートモードが設定されて
いるときはステップＳ−408、Ｓ−409、Ｓ−420へ順に
進み、オートモードが設定されていないときは、ステッ
プＳ−411、Ｓ−412、Ｓ−413へ順に進む。
オートモードが設定されていてステップＳ−408に進
むと、設定点の初期値設定が行われる。
むと、設定点の初期値設定が行われる。
この設定点の初期値設定は、第６図（ｃ）に示すよう
に変倍光学部3aの光軸01上（画面の中心）の座標（I1,J
1）を設定点（I,J）として設定するもので、この設定が
終わるとステップＳ−409へ進む。
に変倍光学部3aの光軸01上（画面の中心）の座標（I1,J
1）を設定点（I,J）として設定するもので、この設定が
終わるとステップＳ−409へ進む。
ステップＳ−409においては、検出データ（Ａ）から
ウインドデータの抽出が行われ、設定されている設定点
（I,J）を中心とした横幅２ω１、縦幅２ω２のウイン
ド内のデータをメモリ40に記憶された検出データ（Ａ）
からウインドデータWA（I,J）として抽出し、ステップ
Ｓ−410へ進む。
ウインドデータの抽出が行われ、設定されている設定点
（I,J）を中心とした横幅２ω１、縦幅２ω２のウイン
ド内のデータをメモリ40に記憶された検出データ（Ａ）
からウインドデータWA（I,J）として抽出し、ステップ
Ｓ−410へ進む。
ステップＳ−410においては、対応点の初期値設定が
行われ、第６図（ｄ）に示すように高倍率で検出される
ステレオ写真1bの左むこう隅に横幅２ω１、縦幅２ω２
のウインドを設けたときの中心座標（K1,L1）を設定点
（K,L）として設定するもので、この設定が終わるとス
テップＳ−414へ進む。
行われ、第６図（ｄ）に示すように高倍率で検出される
ステレオ写真1bの左むこう隅に横幅２ω１、縦幅２ω２
のウインドを設けたときの中心座標（K1,L1）を設定点
（K,L）として設定するもので、この設定が終わるとス
テップＳ−414へ進む。
一方、マニュアルモードが設定されており、ステップ
Ｓ−411に進むと測定者によって設定点の設定が行われ
る。この測定者による設定点の設定は、測定者がライト
ペン70によって再び高倍率の像を形成しているモニタ画
面上で指示した点（X1,Y1）を設定点（I,J）として設定
するもので、この設定が終わるとステップＳ−412へ進
む。
Ｓ−411に進むと測定者によって設定点の設定が行われ
る。この測定者による設定点の設定は、測定者がライト
ペン70によって再び高倍率の像を形成しているモニタ画
面上で指示した点（X1,Y1）を設定点（I,J）として設定
するもので、この設定が終わるとステップＳ−412へ進
む。
ステップＳ−412においては、ウインドデータWA（I,
J）の抽出が行われ、設定されている設定点（I,J）を中
心とした横幅２ω１、縦幅２ω２ウインド内のデータを
ウインドデータWA（I,J）としてメモリ40に記憶された
検出データ（Ｂ）から抽出し、ステップＳ−413へ進
む。
J）の抽出が行われ、設定されている設定点（I,J）を中
心とした横幅２ω１、縦幅２ω２ウインド内のデータを
ウインドデータWA（I,J）としてメモリ40に記憶された
検出データ（Ｂ）から抽出し、ステップＳ−413へ進
む。
ステップＳ−413においては、対応点の初期値設定が
行われ、第７図（ｄ）に示すようにステップＳ−300の
低倍率で求めた最適対応点を中心とした高倍率で検出さ
れるステレオ写真1b上の左むこう隅に横幅２ω１、縦幅
２ω２のウインドを設けたときの中心座標（K1,L1）を
設定点（K,L）として設定するもので、この設定が終わ
るとステップＳ−414へ進む。
行われ、第７図（ｄ）に示すようにステップＳ−300の
低倍率で求めた最適対応点を中心とした高倍率で検出さ
れるステレオ写真1b上の左むこう隅に横幅２ω１、縦幅
２ω２のウインドを設けたときの中心座標（K1,L1）を
設定点（K,L）として設定するもので、この設定が終わ
るとステップＳ−414へ進む。
ステップＳ−414においては、検出データ（Ｂ）から
ウインドデータWB（K,L）の抽出が行われ、対応点（K,
L）を中心とした横幅２ω１、縦幅２ω２のウインド内
のデータをウインドデータWB（K,L）としてメモリ40に
記憶された検出データ（Ｂ）から抽出しステップＳ−41
5へ進む。
ウインドデータWB（K,L）の抽出が行われ、対応点（K,
L）を中心とした横幅２ω１、縦幅２ω２のウインド内
のデータをウインドデータWB（K,L）としてメモリ40に
記憶された検出データ（Ｂ）から抽出しステップＳ−41
5へ進む。
ステップＳ−415においては、高倍率時の相関係数Ｇ
の演算が行われ、ウインドデータWA（I,J）とウインド
データWB（K,L）との相関係数を既出の（１）式ないし
（４）式を用いてステップＳ−313と同様にして求め、
ステップＳ−416へ進む。
の演算が行われ、ウインドデータWA（I,J）とウインド
データWB（K,L）との相関係数を既出の（１）式ないし
（４）式を用いてステップＳ−313と同様にして求め、
ステップＳ−416へ進む。
ステップＳ−314においては、求められた相関係数Ｇ
が既に求められた最大相関係数Gmよりも大きいか否かを
判断し、Ｇ＞GmのときにはステップＳ−417へ進み、Ｇ
＞GmでないときにはステップＳ−418へ進む。
が既に求められた最大相関係数Gmよりも大きいか否かを
判断し、Ｇ＞GmのときにはステップＳ−417へ進み、Ｇ
＞GmでないときにはステップＳ−418へ進む。
ステップＳ−417においては、今回求めた相関係数Ｇ
の値を最大相関係数Gmの値とし、また今回の対応点の座
標値K,Lを最適対応点の座標値Km,Lmとして記憶し、ステ
ップＳ−418へ進む。
の値を最大相関係数Gmの値とし、また今回の対応点の座
標値K,Lを最適対応点の座標値Km,Lmとして記憶し、ステ
ップＳ−418へ進む。
ステップＳ−418においては、対応点のＸ軸方向の座
標値Ｋが検出されるステレオ写真1b上で一番右よりのウ
インドが持つＸ軸方向の座標値Keとなったか否かが判断
され、Ｋ＝KEとなっていないときにはステップＳ−419
へ進み、Ｋの値を１だけ増してステップＳ−414に戻り
Ｋ＝KEとなるまで繰り返す。Ｋ＝KEとなったときには、
ステップＳ−420へ進み、ここで対応点のＹ軸方向の座
標値Ｌが検出されるステレオ写真1b上で一番手前よりの
ウインドが持つＹ軸方向の座標値LEとなったか否かが判
断されＬ＝LEとなっていないときには、ステップＳ−42
1においてＬの値を１だけ増やし、ステップＳ−422にお
いてＩの値をI1としてＬ＝LEとなるまで繰り返し、対応
点（KE,LE）までの相関係数を求める。ステップＳ−418
においてＬ＝LEとなったときには、ステップＳ−400の
高倍率の対応点捜索の処理が終り、ステップＳ−500の
マーカー挿入処理へ進む。
標値Ｋが検出されるステレオ写真1b上で一番右よりのウ
インドが持つＸ軸方向の座標値Keとなったか否かが判断
され、Ｋ＝KEとなっていないときにはステップＳ−419
へ進み、Ｋの値を１だけ増してステップＳ−414に戻り
Ｋ＝KEとなるまで繰り返す。Ｋ＝KEとなったときには、
ステップＳ−420へ進み、ここで対応点のＹ軸方向の座
標値Ｌが検出されるステレオ写真1b上で一番手前よりの
ウインドが持つＹ軸方向の座標値LEとなったか否かが判
断されＬ＝LEとなっていないときには、ステップＳ−42
1においてＬの値を１だけ増やし、ステップＳ−422にお
いてＩの値をI1としてＬ＝LEとなるまで繰り返し、対応
点（KE,LE）までの相関係数を求める。ステップＳ−418
においてＬ＝LEとなったときには、ステップＳ−400の
高倍率の対応点捜索の処理が終り、ステップＳ−500の
マーカー挿入処理へ進む。
ステップＳ−700における座標演算処理は、第５図に
示すフローチャートに従って行われる。
示すフローチャートに従って行われる。
ステップＳ−600においてミスマッチングが生じてい
ないと判断されたときには、ステップＳ−701へ進む。
ないと判断されたときには、ステップＳ−701へ進む。
ステップＳ−701においては座標演算が行われ、設定
点の座標値I,Jと最適対応点の座標値Km、Lmから三次元
座標X,Y,Zを下記式から求め、これが終了するとステッ
プＳ−702へ進む。
点の座標値I,Jと最適対応点の座標値Km、Lmから三次元
座標X,Y,Zを下記式から求め、これが終了するとステッ
プＳ−702へ進む。
第８図に示すステレオ写真1a、1bと設定点（I,J）と
最適対応点（Km,Lm）との関係から三次元座標（X,Y,Z）
は、変倍光学部3aの投影中心を原点とすれば、 によって求められる。
最適対応点（Km,Lm）との関係から三次元座標（X,Y,Z）
は、変倍光学部3aの投影中心を原点とすれば、 によって求められる。
ここでＩ′、Ｊ′は光軸01を原点としてとった設定点
の座標、Km′は光軸02を原点としてとった最適対応点の
座標、ｆは変倍光学部3a、3bからステレオ写真1a、1bま
での距離、Ｂは変倍光学部3a、3bの光軸間距離である。
の座標、Km′は光軸02を原点としてとった最適対応点の
座標、ｆは変倍光学部3a、3bからステレオ写真1a、1bま
での距離、Ｂは変倍光学部3a、3bの光軸間距離である。
ステップＳ−702においては、ステップＳ−701におい
て求められた三次元座標を測定結果として記憶し、記憶
したらステップＳ−703へ進む。
て求められた三次元座標を測定結果として記憶し、記憶
したらステップＳ−703へ進む。
ステップＳ−703においては、アニュアルモードが設
定されているか否かが判断され、マニュアルモードが設
定されているときには、ステップＳ−800へ進み、マニ
ュアルモードが設定されていないとき、すなわちオート
モードが設定されているときには、ステップＳ−704へ
進む。
定されているか否かが判断され、マニュアルモードが設
定されているときには、ステップＳ−800へ進み、マニ
ュアルモードが設定されていないとき、すなわちオート
モードが設定されているときには、ステップＳ−704へ
進む。
ステップＳ−704においては、低倍率における設定点
のＸ軸方向の座標値ｉが検出されるステレオ写真1a上で
一番右よりのウインドが持つＸ軸方向の座標値ieとなっ
たか否かが判断され、ｉ＝ieとなっていないときには、
ステップＳ−705へ進み、ｉの値をΔｉだけ増やし、ス
テップＳ−307まで戻り設定点を移動させて三次元座標
値を求め、ｉ＝ieとなるまで繰り返す。ｉ＝ieとなった
ときには、ステップＳ−706へ進み、ここで設定点のＹ
軸方向の座標値ｊが、検出されるステレオ写真1a上で一
番手前よりのウインドが持つＹ軸方向の座標値jeとなっ
たか否かが判断され、ｊ＝jeとなっていないときには、
ステップＳ−707においてｊの値をΔｊだけ増やし、ス
テップＳ−708においてｉの値をi1としてｊ＝jeとなる
まで繰り返し、設定点（ie,je）に対する三次元座標値
まで求める。
のＸ軸方向の座標値ｉが検出されるステレオ写真1a上で
一番右よりのウインドが持つＸ軸方向の座標値ieとなっ
たか否かが判断され、ｉ＝ieとなっていないときには、
ステップＳ−705へ進み、ｉの値をΔｉだけ増やし、ス
テップＳ−307まで戻り設定点を移動させて三次元座標
値を求め、ｉ＝ieとなるまで繰り返す。ｉ＝ieとなった
ときには、ステップＳ−706へ進み、ここで設定点のＹ
軸方向の座標値ｊが、検出されるステレオ写真1a上で一
番手前よりのウインドが持つＹ軸方向の座標値jeとなっ
たか否かが判断され、ｊ＝jeとなっていないときには、
ステップＳ−707においてｊの値をΔｊだけ増やし、ス
テップＳ−708においてｉの値をi1としてｊ＝jeとなる
まで繰り返し、設定点（ie,je）に対する三次元座標値
まで求める。
ステップＳ−706において、ｊ＝jeと判断したときに
は、オートモードの高倍率の対応点捜索処理が終了し、
ステップＳ−500のマーカー挿入処理へ進む。
は、オートモードの高倍率の対応点捜索処理が終了し、
ステップＳ−500のマーカー挿入処理へ進む。
なおΔｉ、Δｊは設定点の間隔に相当するが、その値
はステレオ写真の撮影倍率、測定に要求される精度に応
じて適宜定められる。
はステレオ写真の撮影倍率、測定に要求される精度に応
じて適宜定められる。
また、上記（７）ないし（９）式によって求められる
三次元座標は、本装置におけるモデル座標であるが、撮
影倍率を乗じて原点を適当にとることによってステレオ
写真1a、1bの対象物の三次元座標とすることもできる。
三次元座標は、本装置におけるモデル座標であるが、撮
影倍率を乗じて原点を適当にとることによってステレオ
写真1a、1bの対象物の三次元座標とすることもできる。
本発明は、上記実施例の構成に限らず種々の変形を許
容するものである。
容するものである。
ステレオ写真から異なる倍率を得る光学部は、ズーム
レンズによる必要はなく、第９図に示すようにハーフミ
ラー100で光路を分割し、高倍率用エリアセンサ102a、
低倍率用エリアセンサ104bに結像させ、検出データを得
るものであってもよい。
レンズによる必要はなく、第９図に示すようにハーフミ
ラー100で光路を分割し、高倍率用エリアセンサ102a、
低倍率用エリアセンサ104bに結像させ、検出データを得
るものであってもよい。
また、第10図に示すように光学部110及びエリアセン
サ112を一組だけ備え、他方のステレオ写真のデータ検
出の際には、これらを一体として移動するものであって
もよい。
サ112を一組だけ備え、他方のステレオ写真のデータ検
出の際には、これらを一体として移動するものであって
もよい。
さらに上記実施例においては低倍率での検出をステレ
オ写真の全範囲をカバーすることで説明を行なったが、
ステレオ写真の一部の検出を行なっても本発明の適用が
できるものである。
オ写真の全範囲をカバーすることで説明を行なったが、
ステレオ写真の一部の検出を行なっても本発明の適用が
できるものである。
（発明の効果） 本発明によれば、測定者に重い負担をかけることな
く、一組のステレオ写真から三次元座標を求めることが
できる。
く、一組のステレオ写真から三次元座標を求めることが
できる。
第１図は本発明を適用した座標測定装置のブロック図、
第２図は本発明を適用した座標測定装置の作用を示すフ
ローチャート、第３図は低倍率の対応点捜索処理を示す
フローチャート、第４図は高倍率の対応点捜索処理を示
すフローチャート、第５図は座標演算処理を示すフロー
チャート、第６図はオートモード設定時のウインドの設
定を示す図、第７図はマニュアルモード設定時のウイン
ドの設定を示す図、第８図は三次元座標演算の原理を示
す図、第９図、第10図は変形例を示す図である。 1a、1b……ステレオ写真、3a、3b……変倍光学部 5a、5b……エリアセンサ、30……演算制御部 40……メモリ、50……表示器 60……分離用メガネ、70……ライトペン M1〜M4……モータ
第２図は本発明を適用した座標測定装置の作用を示すフ
ローチャート、第３図は低倍率の対応点捜索処理を示す
フローチャート、第４図は高倍率の対応点捜索処理を示
すフローチャート、第５図は座標演算処理を示すフロー
チャート、第６図はオートモード設定時のウインドの設
定を示す図、第７図はマニュアルモード設定時のウイン
ドの設定を示す図、第８図は三次元座標演算の原理を示
す図、第９図、第10図は変形例を示す図である。 1a、1b……ステレオ写真、3a、3b……変倍光学部 5a、5b……エリアセンサ、30……演算制御部 40……メモリ、50……表示器 60……分離用メガネ、70……ライトペン M1〜M4……モータ
Claims (4)
- 【請求項１】対象物を異なる方向から撮影した１組のス
テレオ写真と、 受光面上に形成された像に応じた信号を出力するセンサ
を含み、上記ステレオ写真にそれぞれ対応した第１及び
第２検出データを出力する受光部と、上記ステレオ写真
の像と、上記センサとを相対的に移動させる移動部と、 上記受光面上に上記ステレオ写真の低倍率の像と高倍率
の像を形成する光学部と、 上記光学部が形成する低倍率及び高倍率の上記ステレオ
写真の像に係る上記第１検出データに関して設定点を設
ける設定部と、 上記第２検出データに関して上記設定点に対応した対応
点を求める対応点検出部と、 上記対応点検出部の出力から上記対象物の座標を求める
演算部とで構成されることを特徴とする座標測定装置。 - 【請求項２】上記受光部は、センサとして第１及び第２
のエリアセンサを有し、上記光学部は、上記ステレオ写
真の一方の像を上記第１エリアセンサ上に形成する第１
光学系及び上記ステレオ写真の他方の像を上記第２エリ
アセンサ上に形成する第２光学系を有することを特徴と
する特許請求の範囲第１項記載の座標測定装置。 - 【請求項３】上記受光部はセンサとして一つのエリアセ
ンサを有し、上記移動部は上記１組のステレオ写真の像
が交互に上記エリアセンサの受光面上に形成するように
上記１組のステレオ写真を移動させるように構成したこ
とを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の座標測定装
置。 - 【請求項４】上記光学部は、まず低倍率次に高倍率で上
記ステレオ写真の像を上記受光面上に形成し、 上記移動部は上記光学部が低倍率で上記ステレオ写真の
像を上記受光面上に形成したときの上記対応点検出部の
検出結果に基づき上記ステレオ写真の像と上記エリアセ
ンサとを相対的に移動させ、上記演算部は上記光学部が
高倍率で上記ステレオ写真の像を上記受光面上に形成し
たときの上記対応点検出部の出力に基づき上記対象物の
座標を求めるように構成したことを特徴とする特許請求
の範囲第２項又は第３項に記載の座標測定装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61099734A JPH0820251B2 (ja) | 1986-04-30 | 1986-04-30 | 座標測定装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61099734A JPH0820251B2 (ja) | 1986-04-30 | 1986-04-30 | 座標測定装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62255813A JPS62255813A (ja) | 1987-11-07 |
| JPH0820251B2 true JPH0820251B2 (ja) | 1996-03-04 |
Family
ID=14255274
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61099734A Expired - Lifetime JPH0820251B2 (ja) | 1986-04-30 | 1986-04-30 | 座標測定装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0820251B2 (ja) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2804761B2 (ja) * | 1988-03-16 | 1998-09-30 | 株式会社神戸製鋼所 | 走査電子顕微鏡画像からの３次元形状再構成法 |
| JP2584042B2 (ja) * | 1989-01-27 | 1997-02-19 | 松下電器産業株式会社 | ３次元視覚情報処理装置 |
| JPH02268215A (ja) * | 1989-04-10 | 1990-11-01 | Graphics Commun Technol:Kk | 距離検出方法と装置 |
| JP4581512B2 (ja) * | 2004-07-02 | 2010-11-17 | オムロン株式会社 | ３次元画像処理装置、光軸調整方法、光軸調整支援方法 |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5752812A (en) * | 1980-09-16 | 1982-03-29 | Shimadzu Corp | Stereoscopic photograph observing apparatus |
| JPS5948611A (ja) * | 1982-09-13 | 1984-03-19 | Toshiba Corp | ３次元距離測定装置 |
-
1986
- 1986-04-30 JP JP61099734A patent/JPH0820251B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS62255813A (ja) | 1987-11-07 |
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