JPH08254424A

JPH08254424A - 三次元物体形状計測方法及び装置

Info

Publication number: JPH08254424A
Application number: JP7083272A
Authority: JP
Inventors: Toshiaki Kondo; 俊明近藤; Katsumi Iijima; 克己飯島
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1995-03-15
Filing date: 1995-03-15
Publication date: 1996-10-01

Abstract

(57)【要約】【目的】画像間の対応付けの容易性を向上させ、三次
元物体の形状を高精度に計測することができる三次元物
体形状計測方法及び装置を提供する。【構成】主撮像装置２０１と撮像装置２０２とにより
撮像された画像を用いて物点Ｐの被写体距離Ｚが計測さ
れた後、該計測結果を利用して、主撮像装置２０１と副
撮像装置２０３とにより撮像された画像を用いて物点Ｐ
の被写体距離Ｚが再計測される。一方、主撮像装置２０
３と撮像装置２０４との組合せ、次いで主撮像装置２０
３と副撮像装置２０１との組合せで、同様に物点Ｐの被
写体距離Ｚが計測される。そして、上記２つの被写体距
離計測結果が、撮像装置２０１を主撮像装置としたとき
に得られた結果の方により重きをおいて統合され、物点
Ｐの被写体距離Ｚが算出される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は画像データから地形、環
境、障害物、工業製品等の形状を非接触に計測する三次
元物体形状計測方法及び装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、画像データを用いた三次元物体形
状計測方法として、測定対象物体を同一撮像距離かつ異
なる視点位置から撮像した複数の画像同士の対応付け
（測定対象物における各物点の各撮像面上における結像
点を探索すること）の結果を用いて、三角測量の原理に
基づき測定対象物体までの距離を求める、いわゆるステ
レオ測距法が古くから利用されている。また、前記ステ
レオ測距法の変化形として、測定対象物体を同一の光軸
上で、かつ異なる撮像距離から撮像した複数の画像同
士、あるいは同一光軸上で、かつ異なる画角（焦点距離
を変化させる）から得られた複数の画像同士の対応付け
の結果を用いて、三角測量の原理に従い、対象物体まで
の距離を求める方法が知られている。

【０００３】前記後者の前後視差を利用した距離計測方
法に関して、撮像装置そのものを前後に移動、ないしは
配置して実現する技術については特開平４−１２２１０
号公報に、また、撮像装置の焦点距離を変化させて実現
する技術については特開平５−２０９７３０号公報にそ
れぞれ開示されている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、三角測
量法は次のような特性を有する。すなわち、測定対象物
体上の点と２つの観測点とから形成される三角形の頂角
が鈍角になるほど、すなわち観測点同士が左右あるいは
前後に離れているほど測距精度が高くなる。その一方、
対応点の探索領域の増大や被写体のゆがみ、オクルージ
ョンの発生等のため、画像間の対応付けは観測点同士が
離れているほど困難になっていく。つまり、測距精度と
対応付けの精度は両立しない。

【０００５】そのため、上記従来例では、難しい画像同
士の対応付けをする場合、例えば画像中に十分な特徴が
ないときや、逆に類似パターンが多数存在するときのよ
うに対応付けが困難な場合は、観測点同士を近くする必
要があるが、近くすることにより対象物体上の点の測距
精度が悪化し、結果として実用に足る精度で三次元物体
の形状を計測することが困難であるという問題があっ
た。

【０００６】本発明は、上記した従来の課題を解決する
ためになされたものであり、その目的は、画像間の対応
付けの容易性を向上させ、三次元物体の形状を高精度に
計測することができる三次元物体形状計測方法及び装置
を提供することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明の請求項１の三次元物体形状計測方法は、三次
元物体の各部位を撮像する少なくとも１つの主撮像装置
及び該主撮像装置に対し光軸が略同一かつ前記各部位か
らの前記光軸方向への撮像距離が異なる位置に配置され
た撮像装置により撮像された画像を用いて前記各部位と
前記主撮像装置との間の前記光軸方向への被写体距離を
計測する第１の距離計測工程と、前記主撮像装置及び該
主撮像装置に対し光軸が略平行かつ前記撮像距離が略同
一の位置に配置された副撮像装置により撮像された画像
を用いて前記各部位の被写体距離を計測する第２の距離
計測工程と、前記各部位の被写体距離計測値に基づき前
記各部位の被写体距離を算出する距離算出工程とを備え
た三次元物体形状計測方法であって、前記第１の距離計
測工程で前記各部位の被写体距離を計測した後、前記第
２の距離計測工程で直前の前記被写体距離の計測結果を
利用して、次回の前記各部位の被写体距離計測に用いる
前記副撮像装置を、前記主撮像装置の光軸に最も近い光
軸を有する副撮像装置から徐々に遠い光軸を有する副撮
像装置へと移行して前記各部位の被写体距離を順次計測
し、さらに前記距離算出工程で、前記順次計測され最後
に得られた前記各部位の被写体距離計測値に、前記各部
位と前記各主撮像装置の光軸との間の光軸間距離が近い
ほど重きをおいて前記各部位の被写体距離を算出するこ
とを特徴とする。

【０００８】また、同じ目的を達成する上で本発明の請
求項２の三次元物体形状計測装置は、三次元物体の各部
位を撮像する少なくとも１つの主撮像装置及び該主撮像
装置に対し光軸が略同一かつ前記各部位からの前記光軸
方向への撮像距離が異なる位置に配置された撮像装置に
より撮像された画像を用いて前記各部位と前記主撮像装
置との間の前記光軸方向への被写体距離を計測する第１
の距離計測手段と、前記主撮像装置及び該主撮像装置に
対し光軸が略平行かつ前記撮像距離が略同一の位置に配
置された副撮像装置により撮像された画像を用いて前記
各部位の被写体距離を計測する第２の距離計測手段と、
前記各部位の被写体距離計測値に基づき前記各部位の被
写体距離を算出する距離算出手段とを備えた三次元物体
形状計測装置であって、前記第１の距離計測手段により
前記各部位の被写体距離を計測した後、前記第２の距離
計測手段により直前の前記被写体距離の計測結果を利用
して、次回の前記各部位の被写体距離計測に用いる前記
副撮像装置を、前記主撮像装置の光軸に最も近い光軸を
有する副撮像装置から徐々に遠い光軸を有する副撮像装
置へと移行して前記各部位の被写体距離を順次計測し、
さらに前記距離算出手段は、前記順次計測され最後に得
られた前記各部位の被写体距離計測値に、前記各部位と
前記各主撮像装置の光軸との間の光軸間距離が近いほど
重きをおいて前記各部位の被写体距離を算出することを
特徴とする。

【０００９】

【作用】請求項１の三次元物体形状計測方法及び請求項
２の三次元物体形状計測装置によれば、三次元物体の各
部位の被写体距離が計測され後、直前の前記被写体距離
の計測結果を利用して、次に前記各部位の被写体距離の
計測に用いる副撮像装置を主撮像装置の光軸に最も近い
光軸を有する副撮像装置から徐々に遠い光軸を有する副
撮像装置へと移行して前記各部位の被写体距離が順次計
測され、さらに該順次計測され最後に得られた前記各部
位の被写体距離計測値に、前記各部位と前記各主撮像装
置の光軸との間の光軸間距離が近いほど重きをおいて前
記各部位の被写体距離が算出される。

【００１０】

【実施例】以下に、本発明の一実施例を添付図面を参照
して説明する。

【００１１】図１は本発明の一実施例に係る三次元物体
形状計測装置の構成の概略を示す図である。

【００１２】図中、太線は映像信号の流れを示し、細線
はパラメータや制御信号の流れを示す。

【００１３】また、１０１は三次元物体を撮像する右側
の撮像装置、１０２は同じ三次元物体を撮像する左側撮
像装置（以下「Ｒカメラ１０１，Ｌカメラ１０２」とい
う）である。１０３は、Ｒカメラ１０１及びＬカメラ１
０２の前後方向の移動量を検出する移動量検出手段であ
る。１０４，１０５はそれぞれＲカメラ、Ｌカメラで撮
像した画像データを一定時間（例えばフィールド時間や
フレーム時間）記憶する画像メモリである。

【００１４】また、１０６，１０７はそれぞれＲカメ
ラ，Ｌカメラの前後視差を用いて画像間の対応付けを行
う対応付け手段であり、対応付け手段１０６はＲカメラ
１０１の前後の移動量情報を移動量検出手段１０３から
受け、移動前の画像（画像メモリ１０４に記憶されてい
る画像）と移動後の画像との対応付けを行う。また対応
付け手段１０７は対応付け１０６と同様の動作を、Ｌカ
メラ１０２の撮像画像に基づき行う。さらに１０８，１
０９は左右画像間の対応付け手段であり、対応付け手段
１０８は、対応付け手段１０６の計測結果を利用して
（対応付けする物点の探索領域を限定するための情報と
して利用して）、Ｒカメラ１０１とＬカメラ１０２の撮
像画像同士の対応付けを行う。

【００１５】なお、対応付け手段１０９は、対応付け手
段１０８と同様の動作を左側の画像について行う。次に
１１０は対応付け手段１０８，１０９から得られた三次
元物体上の測定点の測距結果に基づき、あるいはＲカメ
ラ，Ｌカメラから直接得られた測距結果をも考慮して、
後述するように各計測値に適当な重みづけをして統合
し、最終的距離計測値を算出する対応付け手段である。
なお、１１１は距離計測情報を出力する出力端子を示
す。

【００１６】図２は、本実施例に係る三次元物体形状計
測装置と被写体との位置関係を示す図であり、被写体を
左右２つの視点から撮像する場合の各撮像装置の配置
を、上からみた図である。

【００１７】図中２０１乃至２０４のレンズ形状の図
は、１つの撮像装置を象徴するものであり、本図では４
つの視点が表わされている。まず２０１は被写体２０５
上の測定対象点（例えば物点Ｐ）を撮像する主撮像装
置、２０２は主撮像装置と略同一光軸上にある撮像装置
である。ここで図中の各レンズ形状の中心を貫く一点鎖
線は各撮像装置の光軸を示す。また、２０３は左側の撮
像装置であり、被写体上の物点Ｐに対する光軸方向への
距離（以下「撮像距離」という）が撮像装置２０１と略
等しい位置に配置される。２０４は撮像装置２０３と略
同一光軸上にあり、撮像装置２０２と略同一撮像距離に
配置される撮像装置である。

【００１８】なお、右側の撮像装置２０１，２０２と左
側の撮像装置２０３，２０４とは、その光軸が略平行と
なるように配置される。

【００１９】また、撮像装置２０１，２０２，２０３，
２０４の各主点位置をＲ₁，Ｒ₂，Ｌ₁，Ｌ₂で示し、各撮
像装置は等しい焦点距離ｆを有している。各主点位置か
ら焦点距離ｆだけ後方に各光軸と直角を成す撮像面があ
る。求めるべき被写体距離Ｚは、物点Ｐと主撮像装置２
０１との光軸方向の距離である。また、撮像装置の前後
の距離をＷとする。

【００２０】図中の物点Ｐが撮像装置２０１，２０２，
２０３，２０４の撮像面上に結像する点をそれぞれ点
Ａ，点Ｂ，点Ｃ，点Ｄとし、この点の各光軸からの撮像
面上の距離をそれぞれａ，ｂ，ｃ，ｄとする。

【００２１】なお、被写体により近い撮像装置２０１，
２０３は、図１のＲカメラ１０１，Ｌカメラ１０２に対
応し、被写体により遠い撮像装置２０２，２０４は、図
１のＲカメラ１０１，Ｌカメラ１０２をそれぞれ後方に
距離Ｗだけずらして撮像する場合に対応する。従って、
撮像装置は前後移動することにより、最低限２つ（右側
と左側）の撮像装置だけで足りるが、本実施例では以後
の説明の便宜上、前後に２つずつ計４つの撮像装置を有
している場合と同等に扱う。

【００２２】また、計測すべき被写体距離Ｚは、焦点距
離ｆに比べ十分に長いとする。

【００２３】なお、光軸同士（例えば本図では右側の撮
像装置２０１と左側撮像装置２０３の光軸同士）の間の
距離を「光軸間距離」と呼ぶ。

【００２４】また、「対応付け」とは、本図を例にとる
と、点Ｂを基準に点Ａを探索（前後視差を用いる）、あ
るいは点Ａを基準に点Ｃを探索（左右視差を用いる）す
ることであるが、三角測量法によれば探索点が求まれば
被写体距離を求められるので、以降「対応付け」と「距
離計測」とは同義として用いる。

【００２５】ここで三角測量法の問題点について述べ
る。

【００２６】まず、前後視差を利用した三角測量法の演
算式は次式（１）で表わされる。

【００２７】Ｚ＝Ｗ・ｂ／（ａ−ｂ） …（１）前後視差を利用する場合、図２中の物点Ｐについて、例
えば撮像装置２０１，２０２を用い、点Ｂと点Ａとの対
応付けを行うとすると、三角形△Ｒ₂ＰＲ₁の頂角∠Ｒ₂
ＰＲ₁は非常に鋭角であり、対応付けは容易であるがわ
ずかな対応付け誤差により大きな距離計測誤差を引き起
こす。これに対し、左側の撮像装置２０３，２０４を用
い、点Ｄと点Ｃとの対応付けを行うときは、三角形△Ｌ
₂ＰＬ₁の頂角∠Ｌ₂ＰＬ₁がより鈍角になるので、対応付
け誤差に対する距離計測誤差は小さいが、対応付け自体
は困難になる。なお、点Ａと点Ｃとの対応付けはさらに
困難になる。

【００２８】図３に、前後視差を用いた結像点の動きベ
クトルの分布を示す。図３中、中心の点は消失点Ｏであ
り、動きベクトルは消失点Ｏを中心に放射状に分布し、
被写体距離が同一の場合には、前後視差が大きい程動き
ベクトルの大きさも大きくなっていき、対応付けの難易
度が上がっていく。

【００２９】このように、ある特定点を距離計測するの
に、対応付けの困難性若しくは対応付け誤差に対する測
距誤差というどちらかの問題が生じることになる。

【００３０】次に図４、図５を用いて本実施例に係る三
角測量法を用いた三次元物体の形状計測手順を説明す
る。

【００３１】図４は本実施例の三次元物体形状計測方法
の各ステップを示すフローチャートである。本図は略同
一撮像距離上の２つの視点と、これを後方に平行移動し
たときの２つの視点とから撮像される画像に基づく距離
計測処理の流れを示す。図４中ステップＳ４０７，Ｓ４
０８，Ｓ４０９，Ｓ４１０，Ｓ４１１は図１における対
応付け手段１０６，１０７，１０８，１０９，１１０に
よる処理に対応する。

【００３２】また、図５は本実施例に係る三次元物体形
状計測装置の構成概略を上からみた図であり、図２と同
一のものには同一符号が付してある。

【００３３】図中、点Ｐ₁、点Ｐ₂は物点Ｐについて点Ｂ
を基準に点Ａを探索したときの距離計測誤差の下限位置
と上限位置を示し、それぞれの位置の被写体距離を
Ｚ₁，Ｚ₂とする。

【００３４】また、点Ｃ₁，点Ｃ₂は、物点Ｐについて点
Ａを基準に点Ｃを探索するときの探索領域の範囲を示す
点である。点Ｄ₁，点Ｄ₂も同様に点Ｂを基準に点Ｃを探
索するときの探索領域の範囲を示す。

【００３５】まず物点Ｐを測距するに当たって、主撮像
装置を撮像装置２０１と定める。図５の撮像装置２０１
及び２０２に右側の画像が入力され（図４のステップＳ
４０２）、ステップＳ４０６で右側の中心領域を切り出
すことにより、対応点の存在しそうな領域を予め指定し
て、探索を効率化する。

【００３６】次に、ステップＳ４０８で被写体の右側を
重点測距する（第１の距離計測）。

【００３７】すなわち、対応点間の移動量（視差量）の
小さい領域（画像の中心部）を優先的に対応付けする。
ここで優先的に対応付けするには、視差量の小さい領域
のみを対象領域として対応付けを行っても良いし、画像
全域で対応付けした結果に中心部をより重視するような
重み付けをしてもよい。図５において、前記第１の距離
計測とは、点Ｂを基準に点Ａの探索を行うことに該当す
る。この点Ａの探索により求まる物点Ｐの距離計測値Ｚ
は、まだ精度が低いものであり、物点Ｐは図５中のＰ₂
＞Ｐ＞Ｐ₁の範囲内にある。つまり距離計測値ＺはＺ₂＞
Ｚ＞Ｚ₁の範囲内にあることになる。

【００３８】次いで図４のステップＳ４１０へ進み、被
写体右側測距の第２回目を行う。ここでは前記ステップ
Ｓ４０８で得た低精度の計測結果を利用して、図５の点
Ａを基準とした点Ｃの探索を行う（第２の距離計測）。
点Ｃに関する情報は、副撮像装置に該当する左側の撮像
装置２０３より周辺画像として得られる画像（ステップ
Ｓ４０４）から得られる。前記ステップＳ４０８で点Ｐ
の距離がある程度限定されたので、点Ｃの存在する範囲
は図５のＣ₁＞Ｃ＞Ｃ₂の範囲内に限定される。従って、
図４のステップＳ４０８の計測結果は点Ｃの探索領域の
限定情報として役立つ。

【００３９】一方、図５の左側の撮像装置２０３を主撮
像装置として上記同様の手順を図４のステップＳ４０
１，Ｓ４０３，Ｓ４０５，Ｓ４０７，Ｓ４０９により行
うことができ、上記した右側の撮像装置２０１を主撮像
装置としたときの処理と平行して行うことができる。

【００４０】次に左右両撮像装置をそれぞれ主撮像装置
としたときの中精度の計測値（ステップＳ４１０，Ｓ４
０９）に基づいて、ステップＳ４１１で計測値が統合さ
れる。ここで行う統合は、各々の中精度の計測値を求め
たときの主撮像装置に該当する撮像装置と測定対象点と
の光軸間距離に応じて適当な重みづけをして行う。すな
わち光軸間距離が近いものほどその結果が重視される。
例えば図５の物点Ｐに関しては、撮像装置２０１を主撮
像装置としたときのデータＤＲ₁と撮像装置２０３を主
撮像装置としたときのデータＤＬ₁とを統合する場合、
物点Ｐに対して撮像装置２０１の光軸の方がより近いの
で、測距結果をより重視して、データＤＲ₁とデータＤ
Ｌ₁の比率を例えば７：３の割合で加重平均等の処理に
より統合し、被写体距離Ｚの高精度な値を算出する。ま
た、測距結果の統合は、あらゆる画像のペアで求めた被
写体の三次元情報そのものを、例えば平均処理やヒスト
グラムを用いた統計処理により統合してもよい。

【００４１】なお、三次元物体上であって、物点Ｐ以外
の点についても、同様な手順で測距され、点Ｐの測距と
並列に処理される。このようにして得られた各物点の測
距データを三次元物体の全体に亘って集めることによ
り、全体形状を認識することができる。

【００４２】なお、本実施例では右側と左側の撮像装置
の一対を、それぞれ後方に移動することにより、４つの
撮像装置としての機能を果たすようにしたが、これに限
らず前後一対の撮像装置を設け左右に移動して用いても
よく、また、１つの撮像装置を前後左右に移動して用い
てもよい。また、このようにして得られる視点の数は前
後に一対、左右に一対を最低限として、前後左右共によ
り多い方が好ましい。

【００４３】ここで、撮像装置（あるいは視点）を左右
すなわち略同一撮像距離上に３つ以上設けたときの左右
視差を用いた測定対象点の測距（第２の距離計測）にお
ける撮像装置のペアの選択は次のようになる。

【００４４】まず最初は主撮像装置に最も光軸が近い撮
像装置が副撮像装置となり、この両者がペアとなる。次
に前記主撮像装置に対して２番目に光軸が近い撮像装置
が副撮像装置となり、主撮像装置とペアになる。このよ
うに主撮像装置を基準として、略同一撮像距離上の他の
撮像装置のうち主撮像装置にその光軸が近い順に主撮像
装置とペアになって測定対象点の測距を直前の計測結果
を利用しながら行う。

【００４５】ここでいう「直前の計測結果」は、主撮像
装置と第１番目の副撮像装置とのペアのときには前記第
１の距離計測による計測結果が該当し、主撮像装置を第
２番目以降の副撮像装置とのペアのときには前記第２の
距離計測における直前の計測結果が該当する。

【００４６】このような順番でペアを組んでいくことに
より、対応付けの容易な画像ペア同士の対応付けから開
始し、直前の結果を利用して次の画像ペア同士の対応付
けを行うので、本来ならば困難な光軸が離れた撮像装置
の画像同士の対応付けをより容易に行うことができる。
その結果、測距精度の高い「光軸が遠い撮像装置の画像
同士の対応付け」を容易に実現して、対応付け精度と測
距精度を両立させることができる。

【００４７】なお、上述のように主撮像装置を基準に次
々にペアとなる副撮像装置を変えていく代わりに、略同
一撮像距離上の撮像装置のうち、光軸間距離が近いもの
同士から順に組合わせていき、最後に最も光軸間距離が
遠い撮像装置同士の組合せとなるように順次組合わせて
いってもよい。

【００４８】さらに、主撮像装置と略同一の光軸上にあ
る撮像装置を複数設けたときに行う前後視差を用いた測
距（第１の距離計測）についても、互いに近くにある撮
像装置同士のペアから徐々に遠くの撮像装置同士のペア
へと移行するようにしていくのが好ましい。

【００４９】なお、測定対象点の測距に際し、主撮像装
置を１つに限定し、計測結果の統合をすることなく、該
主撮像装置を基準として得られた中精度の１つの解（左
右視差を用いた第２の距離計測による計測結果）を、測
定対象点の最終的な被写体距離としてもよい。

【００５０】この場合の主撮像装置は、測定対象点に光
軸が最も近い装置を選択するのが望ましい。

【００５１】また、主撮像装置は、測定対象点に対して
前方のすなわち撮像距離がより近い方の装置でなくもよ
く、例えば図５の撮像装置２０２を主撮像装置として、
該装置から測定対象点までの被写体距離を求めてもよ
い。この場合の副撮像装置は撮像装置２０４となる。

【００５２】なお、本実施例において焦点距離ｆは一定
としたが、前後移動中の合焦のためピントを微小変化さ
せたり、ズームレンズを用いて積極的に前後移動中にｆ
を変化させる場合も考えられる。これらの場合、そのま
ま前出の式（１）による測距はできないが、いずれの場
合も前後それぞれの位置における結像関係から三角測量
することにより、同様の手法で測距を行うことができ
る。

【００５３】また本実施例では、被写体距離Ｚは焦点距
離ｆに比して十分に大きいとして、光学中心と撮像面と
の距離をｆとしたが、被写体距離Ｚが小さい場合にはレ
ンズの結像公式により、前記光学中心と撮像面との距離
を計算すれば良い。

【００５４】

【発明の効果】請求項１の三次元物体形状計測方法及び
請求項２の三次元物体形状計測装置によれば、三次元物
体の各部位の被写体距離が計測され後、直前の前記被写
体距離の計測結果を利用して、次に前記各部位の被写体
距離の計測に用いる副撮像装置を主撮像装置の光軸に最
も近い光軸を有する副撮像装置から徐々に遠い光軸を有
する副撮像装置へと移行して前記各部位の被写体距離が
順次計測され、さらに該順次計測され最後に得られた前
記各部位の被写体距離計測値に、前記各部位と前記各主
撮像装置の光軸との間の光軸間距離が近いほど重きをお
いて前記各部位の被写体距離が算出されるので、画像間
の対応付けの容易性を維持しつつ、徐々に距離計測精度
を高めていくことができ、三次元物体の形状を高精度に
計測することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例に係る三次元物体形状計測装
置の構成概略を示す図である。

【図２】本発明の一実施例に係る撮像装置の配置図であ
る。

【図３】前後視差を用いた結像点の動きベクトルの分布
図である。

【図４】本発明の一実施例に係る三次元物体形状計測手
順のフローチャートを示す図である。

【図５】本発明の一実施例に係る撮像装置の配置図であ
る。

【符号の説明】

１０１撮像装置（Ｒカメラ）１０２撮像装置（Ｌカメラ）１０６対応付け手段（第１の距離計測手段）１０７対応付け手段（第１の距離計測手段）１０８対応付け手段（第２の距離計測手段）１０９対応付け手段（第２の距離計測手段）１１０対応付け手段

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】三次元物体の各部位を撮像する少なくと
も１つの主撮像装置及び該主撮像装置に対し光軸が略同
一かつ前記各部位からの前記光軸方向への撮像距離が異
なる位置に配置された撮像装置により撮像された画像を
用いて前記各部位と前記主撮像装置との間の前記光軸方
向への被写体距離を計測する第１の距離計測工程と、前
記主撮像装置及び該主撮像装置に対し光軸が略平行かつ
前記撮像距離が略同一の位置に配置された副撮像装置に
より撮像された画像を用いて前記各部位の被写体距離を
計測する第２の距離計測工程と、前記各部位の被写体距
離計測値に基づき前記各部位の被写体距離を算出する距
離算出工程とを備えた三次元物体形状計測方法であっ
て、前記第１の距離計測工程で前記各部位の被写体距離を計
測した後、前記第２の距離計測工程で直前の前記被写体距離の計測
結果を利用して、次回の前記各部位の被写体距離計測に
用いる前記副撮像装置を、前記主撮像装置の光軸に最も
近い光軸を有する副撮像装置から徐々に遠い光軸を有す
る副撮像装置へと移行して前記各部位の被写体距離を順
次計測し、さらに前記距離算出工程で、前記順次計測され最後に得
られた前記各部位の被写体距離計測値に、前記各部位と
前記各主撮像装置の光軸との間の光軸間距離が近いほど
重きをおいて前記各部位の被写体距離を算出することを
特徴とする三次元物体形状計測方法。
【請求項２】三次元物体の各部位を撮像する少なくと
も１つの主撮像装置及び該主撮像装置に対し光軸が略同
一かつ前記各部位からの前記光軸方向への撮像距離が異
なる位置に配置された撮像装置により撮像された画像を
用いて前記各部位と前記主撮像装置との間の前記光軸方
向への被写体距離を計測する第１の距離計測手段と、前
記主撮像装置及び該主撮像装置に対し光軸が略平行かつ
前記撮像距離が略同一の位置に配置された副撮像装置に
より撮像された画像を用いて前記各部位の被写体距離を
計測する第２の距離計測手段と、前記各部位の被写体距
離計測値に基づき前記各部位の被写体距離を算出する距
離算出手段とを備えた三次元物体形状計測装置であっ
て、前記第１の距離計測手段により前記各部位の被写体距離
を計測した後、前記第２の距離計測手段により直前の前記被写体距離の
計測結果を利用して、次回の前記各部位の被写体距離計
測に用いる前記副撮像装置を、前記主撮像装置の光軸に
最も近い光軸を有する副撮像装置から徐々に遠い光軸を
有する副撮像装置へと移行して前記各部位の被写体距離
を順次計測し、さらに前記距離算出手段は、前記順次計測され最後に得
られた前記各部位の被写体距離計測値に、前記各部位と
前記各主撮像装置の光軸との間の光軸間距離が近いほど
重きをおいて前記各部位の被写体距離を算出することを
特徴とする三次元物体形状計測装置。