JPH0835828A - ３次元計測装置のキャリブレーション方法 - Google Patents
３次元計測装置のキャリブレーション方法Info
- Publication number
- JPH0835828A JPH0835828A JP17252394A JP17252394A JPH0835828A JP H0835828 A JPH0835828 A JP H0835828A JP 17252394 A JP17252394 A JP 17252394A JP 17252394 A JP17252394 A JP 17252394A JP H0835828 A JPH0835828 A JP H0835828A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- plane
- image pickup
- coordinate system
- parameter
- calibration
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- Length-Measuring Devices Using Wave Or Particle Radiation (AREA)
- Measurement Of Optical Distance (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 比較的簡単な装置構成で，比較的短時間にキ
ャリブレーションデータを得ることのできる３次元計測
装置のキャリブレーション方法。 【構成】 本方法は，３次元空間に配置され，かつ位置
が既知である複数の格子点を有するキャリブレーション
ターゲット平面を垂直方向に少なくとも１回移動させ，
移動前後で上記平面を２次元の画像面を有する撮像手段
により撮像し（Ｓ１〜Ｓ３），撮像データに基づいて上
記３次元空間の座標系と撮像面の座標系との変換係数で
ある第１のパラメータを演算した後（Ｓ４），スリット
光を上記平面に照射しつつ，上記移動と撮像とをもう１
度繰り返し（Ｓ５，Ｓ６），繰り返し時における撮像デ
ータを上記第１のパラメータを用いて上記撮像面の座標
系に変換し（Ｓ７），変換データに基づいてスリット光
の投光面を呈示する第２のパラメータを演算する（Ｓ
８）ように構成されている。上記構成により，比較的短
時間で各パラメータを求める際のキャリブレーションデ
ータを得ることができる。
ャリブレーションデータを得ることのできる３次元計測
装置のキャリブレーション方法。 【構成】 本方法は，３次元空間に配置され，かつ位置
が既知である複数の格子点を有するキャリブレーション
ターゲット平面を垂直方向に少なくとも１回移動させ，
移動前後で上記平面を２次元の画像面を有する撮像手段
により撮像し（Ｓ１〜Ｓ３），撮像データに基づいて上
記３次元空間の座標系と撮像面の座標系との変換係数で
ある第１のパラメータを演算した後（Ｓ４），スリット
光を上記平面に照射しつつ，上記移動と撮像とをもう１
度繰り返し（Ｓ５，Ｓ６），繰り返し時における撮像デ
ータを上記第１のパラメータを用いて上記撮像面の座標
系に変換し（Ｓ７），変換データに基づいてスリット光
の投光面を呈示する第２のパラメータを演算する（Ｓ
８）ように構成されている。上記構成により，比較的短
時間で各パラメータを求める際のキャリブレーションデ
ータを得ることができる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は，３次元計測装置のキャ
リブレーション方法に係り，詳しくは光切断式視覚セン
サ系を具備した３次元計測装置のキャリブレーション方
法に関するものである。
リブレーション方法に係り，詳しくは光切断式視覚セン
サ系を具備した３次元計測装置のキャリブレーション方
法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】光切断式視覚センサにより，物体の３次
元位置等を精度よく計測するためには，光切断式視覚セ
ンサのカメラパラメータ及びスリット光などの光切断平
面方程式であるプロジェクタパラメータを正確に求めて
おくことが必要である。このため，従来は図９に示すよ
うに，予め定める平面上にある被検出点をＸＹＺテーブ
ル上で移動して，Ｘc ，Ｙc 軸を有する撮像面を有する
撮像手段で少なくとも６点を撮像し，ＸＹＺテーブルの
座標系と撮像手段の座標系との変換係数即ちカメラパラ
メータをまず求める。しかる後，被検出点をＸＹＺテー
ブル上でのスリット光の前記平面上の輝線に交差する直
線方向に移動して，撮像手段によって撮像し，前記平面
上の被検出点のたどる直線と，撮像面での被検出点の像
がたどる曲線との関係を少なくとも３枚以上の前記平面
毎に求めることにより，スリット光の平面の方程式を求
め，キャリブレーションを行っている（特開平２−２７
１２０６号公報参照）。
元位置等を精度よく計測するためには，光切断式視覚セ
ンサのカメラパラメータ及びスリット光などの光切断平
面方程式であるプロジェクタパラメータを正確に求めて
おくことが必要である。このため，従来は図９に示すよ
うに，予め定める平面上にある被検出点をＸＹＺテーブ
ル上で移動して，Ｘc ，Ｙc 軸を有する撮像面を有する
撮像手段で少なくとも６点を撮像し，ＸＹＺテーブルの
座標系と撮像手段の座標系との変換係数即ちカメラパラ
メータをまず求める。しかる後，被検出点をＸＹＺテー
ブル上でのスリット光の前記平面上の輝線に交差する直
線方向に移動して，撮像手段によって撮像し，前記平面
上の被検出点のたどる直線と，撮像面での被検出点の像
がたどる曲線との関係を少なくとも３枚以上の前記平面
毎に求めることにより，スリット光の平面の方程式を求
め，キャリブレーションを行っている（特開平２−２７
１２０６号公報参照）。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】上記したような従来の
３次元計測装置のキャリブレーション方法では，カメラ
パラメータやプロジェクタパラメータを求める際，１つ
のキャリブレーションデータを作成するために，被検出
点をＸＹＺテーブル上で各方向に何度も移動する必要が
ある。このため，キャリブレーションデータ作成に時間
がかかると共に，高価な３軸移動テーブルが必要であっ
た。本発明は，このような従来の技術における課題を解
決するために３次元計測装置のキャリブレーション方法
を改良し，比較的簡単な装置構成でキャリブレーション
用データ作成を比較的短時間に作成し得る３次元計測装
置のキャリブレーション方法を提供することを目的とす
るものである。
３次元計測装置のキャリブレーション方法では，カメラ
パラメータやプロジェクタパラメータを求める際，１つ
のキャリブレーションデータを作成するために，被検出
点をＸＹＺテーブル上で各方向に何度も移動する必要が
ある。このため，キャリブレーションデータ作成に時間
がかかると共に，高価な３軸移動テーブルが必要であっ
た。本発明は，このような従来の技術における課題を解
決するために３次元計測装置のキャリブレーション方法
を改良し，比較的簡単な装置構成でキャリブレーション
用データ作成を比較的短時間に作成し得る３次元計測装
置のキャリブレーション方法を提供することを目的とす
るものである。
【０００４】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に第１の発明は，光切断式視覚センサ系を具備した３次
元計測装置のキャリブレーション方法において，３次元
空間に配置され，かつ位置が既知である複数の格子点を
有する平面を該平面に垂直方向に少なくとも１回移動さ
せ，該移動前後の上記平面を上記センサ系に含まれる２
次元の撮像面を有する撮像手段により撮像し，該撮像デ
ータに基づいて上記３次元空間の座標系と上記撮像面の
座標系との変換係数である第１のパラメータを演算する
ことを特徴とする３次元計測装置のキャリブレーション
方法として構成されている。第２の発明は，光切断式視
覚センサ系を具備した３次元計測装置のキャリブレーシ
ョン方法において，３次元空間に配置され，かつ位置が
既知である複数の格子点を有する平面を該平面に垂直方
向に少なくとも１回移動させ，該移動前後の上記平面を
上記センサ系に含まれる２次元の撮像面を有する撮像手
段により撮像し，該撮像データに基づいて上記３次元空
間の座標系と上記撮像面の座標系との変換係数である第
１のパラメータを演算した後，上記センサ系に含まれる
光源よりスリット光を上記平面に照射しつつ，上記移動
と撮像とをもう１度繰り返し，該繰り返し時における撮
像データを上記第１のパラメータを用いて上記撮像面の
座標系に変換し，該変換データに基づいて上記スリット
光の投光面を定義する第２のパラメータを演算すること
を特徴とする３次元計測装置のキャリブレーション方法
である。第３の発明は，光切断式視覚センサ系を具備し
た３次元計測装置のキャリブレーション方法において，
３次元空間に配置され，かつ位置と大きさとが既知であ
る複数の格子点を有する平面を該平面に垂直方向に少な
くとも１回移動させ，該移動前後の上記平面を上記セン
サ系に含まれる２次元の撮像面を有する撮像手段により
撮像してメモリ内に記憶し，上記センサ系に含まれる光
源によりスリット光を上記平面に照射しつつ，上記撮像
手段により撮像したときに該撮像画面上でスリット光が
ある２つの格子点間を内分する点Ｐの位置及び該内分の
比率を演算し，上記メモリ内に記憶された平面上の上記
点Ｐに対応する点Ｐ′の位置を上記比率を用いて演算
し，上記２つの点Ｐ，Ｐ′の位置の座標の組からなるキ
ャリブレーションデータを用いて上記３次元空間の座標
系と上記メモリ内の座標系との変換係数である第３のパ
ラメータを演算してなることを特徴とする３次元計測装
置のキャリブレーション方法である。
に第１の発明は，光切断式視覚センサ系を具備した３次
元計測装置のキャリブレーション方法において，３次元
空間に配置され，かつ位置が既知である複数の格子点を
有する平面を該平面に垂直方向に少なくとも１回移動さ
せ，該移動前後の上記平面を上記センサ系に含まれる２
次元の撮像面を有する撮像手段により撮像し，該撮像デ
ータに基づいて上記３次元空間の座標系と上記撮像面の
座標系との変換係数である第１のパラメータを演算する
ことを特徴とする３次元計測装置のキャリブレーション
方法として構成されている。第２の発明は，光切断式視
覚センサ系を具備した３次元計測装置のキャリブレーシ
ョン方法において，３次元空間に配置され，かつ位置が
既知である複数の格子点を有する平面を該平面に垂直方
向に少なくとも１回移動させ，該移動前後の上記平面を
上記センサ系に含まれる２次元の撮像面を有する撮像手
段により撮像し，該撮像データに基づいて上記３次元空
間の座標系と上記撮像面の座標系との変換係数である第
１のパラメータを演算した後，上記センサ系に含まれる
光源よりスリット光を上記平面に照射しつつ，上記移動
と撮像とをもう１度繰り返し，該繰り返し時における撮
像データを上記第１のパラメータを用いて上記撮像面の
座標系に変換し，該変換データに基づいて上記スリット
光の投光面を定義する第２のパラメータを演算すること
を特徴とする３次元計測装置のキャリブレーション方法
である。第３の発明は，光切断式視覚センサ系を具備し
た３次元計測装置のキャリブレーション方法において，
３次元空間に配置され，かつ位置と大きさとが既知であ
る複数の格子点を有する平面を該平面に垂直方向に少な
くとも１回移動させ，該移動前後の上記平面を上記セン
サ系に含まれる２次元の撮像面を有する撮像手段により
撮像してメモリ内に記憶し，上記センサ系に含まれる光
源によりスリット光を上記平面に照射しつつ，上記撮像
手段により撮像したときに該撮像画面上でスリット光が
ある２つの格子点間を内分する点Ｐの位置及び該内分の
比率を演算し，上記メモリ内に記憶された平面上の上記
点Ｐに対応する点Ｐ′の位置を上記比率を用いて演算
し，上記２つの点Ｐ，Ｐ′の位置の座標の組からなるキ
ャリブレーションデータを用いて上記３次元空間の座標
系と上記メモリ内の座標系との変換係数である第３のパ
ラメータを演算してなることを特徴とする３次元計測装
置のキャリブレーション方法である。
【０００５】
【作用】光切断式視覚センサ系を具備した３次元計測装
置のキャリブレーションに際し，３次元空間に配備さ
れ，かつ位置が既知である複数の格子点を有する平面が
該平面に垂直方向に少なくとも１回移動させられる。該
移動の前後の上記平面が上記センサ系に含まれる２次元
の撮像面を有する撮像手段により撮像される。該撮像デ
ータに基づいて上記３次元空間の座標系と上記撮像面の
座標系との変換係数である第１のパラメータが演算され
る。このように，比較的簡単な装置構成でカメラパラメ
ータを含む第１のパラメータを容易に得ることができ
る。第２の発明によれば，上記第１の発明により第１の
パラメータが演算された後，上記センサ系に含まれる光
源よりスリット光が上記平面に照射されつつ，上記移動
と撮像とがもう１度繰り返される。該繰り返し時に撮像
データが上記第１のパラメータを用いて上記撮像面の座
標系に変換される。該変換データに基づいて上記スリッ
ト光の投光面を定義する第２のパラメータが演算され
る。このように比較的簡単な装置構成でプロジェクタパ
ラメータである第２のパラメータをも得ることができ
る。第３の発明によれば，光切断式視覚センサ系を具備
した３次元計測装置のキャリブレーションに際し，３次
元空間に配置され，かつ位置と大きさとが既知である複
数の格子点を有する平面が該平面に垂直方向に少なくと
も１回移動させられる。該移動前後の上記平面が上記セ
ンサ系に含まれる２次元の撮像面を有する撮像手段によ
り撮像されメモリ内に記憶される。上記センサ系に含ま
れる光源によりスリット光が上記平面に照射されつつ，
上記撮像手段により撮像された時に該撮像画面上でスリ
ット光が，ある２つの格子点を内分する点Ｐの位置及び
該内分の比率が演算される。上記メモリ内に記憶された
平面上の上記点Ｐに対応する点Ｐ′の位置が上記比率を
用いて演算される。上記２つの点Ｐ，Ｐ′の位置の座標
の組からなるキャリブレーションデータを用いて，上記
３次元空間の座標系と上記メモリ内の座標系との変換係
数である第３のパラメータが演算される。このように比
較的簡単な装置構成でカメラパラメータ及びプロジェク
タパラメータを含む第３のパラメータを得ることができ
る。その結果，いずれの場合も比較的簡単な装置構成
で，各パラメータ求める際のキャリブレーション用デー
タを比較的短時間に作成することができる。
置のキャリブレーションに際し，３次元空間に配備さ
れ，かつ位置が既知である複数の格子点を有する平面が
該平面に垂直方向に少なくとも１回移動させられる。該
移動の前後の上記平面が上記センサ系に含まれる２次元
の撮像面を有する撮像手段により撮像される。該撮像デ
ータに基づいて上記３次元空間の座標系と上記撮像面の
座標系との変換係数である第１のパラメータが演算され
る。このように，比較的簡単な装置構成でカメラパラメ
ータを含む第１のパラメータを容易に得ることができ
る。第２の発明によれば，上記第１の発明により第１の
パラメータが演算された後，上記センサ系に含まれる光
源よりスリット光が上記平面に照射されつつ，上記移動
と撮像とがもう１度繰り返される。該繰り返し時に撮像
データが上記第１のパラメータを用いて上記撮像面の座
標系に変換される。該変換データに基づいて上記スリッ
ト光の投光面を定義する第２のパラメータが演算され
る。このように比較的簡単な装置構成でプロジェクタパ
ラメータである第２のパラメータをも得ることができ
る。第３の発明によれば，光切断式視覚センサ系を具備
した３次元計測装置のキャリブレーションに際し，３次
元空間に配置され，かつ位置と大きさとが既知である複
数の格子点を有する平面が該平面に垂直方向に少なくと
も１回移動させられる。該移動前後の上記平面が上記セ
ンサ系に含まれる２次元の撮像面を有する撮像手段によ
り撮像されメモリ内に記憶される。上記センサ系に含ま
れる光源によりスリット光が上記平面に照射されつつ，
上記撮像手段により撮像された時に該撮像画面上でスリ
ット光が，ある２つの格子点を内分する点Ｐの位置及び
該内分の比率が演算される。上記メモリ内に記憶された
平面上の上記点Ｐに対応する点Ｐ′の位置が上記比率を
用いて演算される。上記２つの点Ｐ，Ｐ′の位置の座標
の組からなるキャリブレーションデータを用いて，上記
３次元空間の座標系と上記メモリ内の座標系との変換係
数である第３のパラメータが演算される。このように比
較的簡単な装置構成でカメラパラメータ及びプロジェク
タパラメータを含む第３のパラメータを得ることができ
る。その結果，いずれの場合も比較的簡単な装置構成
で，各パラメータ求める際のキャリブレーション用デー
タを比較的短時間に作成することができる。
【０００６】
【実施例】以下添付図面を参照して，本発明を具体化し
た実施例につき説明し，本発明の理解に供する。尚，以
下の実施例は，本発明を具体化した一例であって，本発
明の技術的範囲を限定する性格のものではない。ここ
に，図１は第１，第２の発明の一実施例（第１，第２の
実施例）に係る３次元計測装置のキャリブレーション方
法の概略構成を示すフロー図，図２は上記第１，第２の
実施例に係るキャリブレーション方法を適用可能な装置
の概略構成を示す模式図，図３は上記第１，第２の実施
例に係るキャリブレーションターゲット平面を示す例
図，図４は上記第１，第２の実施例に係るキャリブレー
ション方法の基本原理を示す説明図，図５は第３の発明
の一実施例（第３の実施例）に係る３次元計測装置のキ
ャリブレーション方法の概略構成を示すフロー図，図６
は上記第３の実施例に係るキャリブレーション方法の詳
細フロー図，図７は上記第３の実施例に係るキャリブレ
ーションターゲットを示す例図，図８は上記第３の実施
例に係るキャリブレーション方法の基本原理を示す説明
図である。図１に示すごとく，第１の発明の一実施例
（第１の実施例）に係る３次元計測装置のキャリブレー
ション方法は，光切断式センサ系を具備した３次元計測
装置のキャリブレーション方法である点で従来例と同様
である。しかし，本第１の実施例では，３次元空間に配
置され，かつ位置が既知である複数の格子点を有する平
面を該平面に垂直方向に少なくとも１回移動させ，該移
動前後の上記平面を上記センサ系に含まれる２次元の撮
像面を有する撮像手段により撮像し（Ｓ１〜Ｓ３），該
撮像データに基づいて上記３次元空間の座標系と上記撮
像面との変換係数である第１のパラメータを演算する
（Ｓ４）点で従来例と異なる。また第２の発明の一実施
例（第２の実施例）では，上記第１の実施例に係るキャ
リブレーション方法のステップＳ１〜Ｓ４の後，上記セ
ンサ系に含まれる光源によりスリット光を上記平面に照
射しつつ，上記移動と撮像とをもう１度繰り返し（Ｓ
５，Ｓ６），該繰り返し時における撮像データを上記第
１のパラメータを用いて上記撮像面の座標系に変換し
（Ｓ７），該変換データに基づいて上記スリット光の投
光面を定義する第２のパラメータを演算する（Ｓ８）点
で従来例と異なる。
た実施例につき説明し，本発明の理解に供する。尚，以
下の実施例は，本発明を具体化した一例であって，本発
明の技術的範囲を限定する性格のものではない。ここ
に，図１は第１，第２の発明の一実施例（第１，第２の
実施例）に係る３次元計測装置のキャリブレーション方
法の概略構成を示すフロー図，図２は上記第１，第２の
実施例に係るキャリブレーション方法を適用可能な装置
の概略構成を示す模式図，図３は上記第１，第２の実施
例に係るキャリブレーションターゲット平面を示す例
図，図４は上記第１，第２の実施例に係るキャリブレー
ション方法の基本原理を示す説明図，図５は第３の発明
の一実施例（第３の実施例）に係る３次元計測装置のキ
ャリブレーション方法の概略構成を示すフロー図，図６
は上記第３の実施例に係るキャリブレーション方法の詳
細フロー図，図７は上記第３の実施例に係るキャリブレ
ーションターゲットを示す例図，図８は上記第３の実施
例に係るキャリブレーション方法の基本原理を示す説明
図である。図１に示すごとく，第１の発明の一実施例
（第１の実施例）に係る３次元計測装置のキャリブレー
ション方法は，光切断式センサ系を具備した３次元計測
装置のキャリブレーション方法である点で従来例と同様
である。しかし，本第１の実施例では，３次元空間に配
置され，かつ位置が既知である複数の格子点を有する平
面を該平面に垂直方向に少なくとも１回移動させ，該移
動前後の上記平面を上記センサ系に含まれる２次元の撮
像面を有する撮像手段により撮像し（Ｓ１〜Ｓ３），該
撮像データに基づいて上記３次元空間の座標系と上記撮
像面との変換係数である第１のパラメータを演算する
（Ｓ４）点で従来例と異なる。また第２の発明の一実施
例（第２の実施例）では，上記第１の実施例に係るキャ
リブレーション方法のステップＳ１〜Ｓ４の後，上記セ
ンサ系に含まれる光源によりスリット光を上記平面に照
射しつつ，上記移動と撮像とをもう１度繰り返し（Ｓ
５，Ｓ６），該繰り返し時における撮像データを上記第
１のパラメータを用いて上記撮像面の座標系に変換し
（Ｓ７），該変換データに基づいて上記スリット光の投
光面を定義する第２のパラメータを演算する（Ｓ８）点
で従来例と異なる。
【０００７】図２は上記第１，第２の実施例に係るキャ
リブレーション方法に適用可能な装置の概略構成を示
す。図中，センサヘッド３にはＣＣＤカメラ等の撮像装
置１（撮像手段に相当）及びスリット光源２（光源に相
当）が内蔵されている。センサヘッド３の下方には，キ
ャリブレーションターゲット平面４（平面に相当）を設
置した１軸ステージ５が置かれている。ここでは，キャ
リブレーションターゲット平面４は１軸ステージ５の移
動方向に対し，直角方向に設置されている。キャリブレ
ーションターゲット平面４上に設ける第１，第２のパラ
メータ算出用の測定パターンであるキャリブレーション
ターゲットの呈示例を図３に示す。以下，まず第１の実
施例に係るキャリブレーション方法の基本原理について
説明する。本方法では，第１のパラメータ算出の際に，
従来例におけるような３軸ステージではなく，１軸ステ
ージを用いる。ここで，図２に示すように，撮像装置１
にカメラ座標系c ｏ−c ｘc ｙc ｚを設定すると共に，
１軸ステージ５にワーク座標系w ｏ−w ｘw ｙw ｚを設
定する。カメラパラメータを算出する手法に関しては，
すでに日本ロボット学会誌Ｖｏｌ．１０，Ｎｏ．２，ｐ
ｐ１７７〜１８４等に示されているが，ここではその手
法を応用する。図２の装置により第１のパラメータを算
出するためにキャリブレーションデータを作成するに
は，まずスリット光源２を消灯した状態で，１軸ステー
ジ５上に設置したキャリブレーションターゲット平面４
を２か所以上の高さ（２か所以上のw ｚ座標に）位置決
めして撮像装置１により第１のパラメータ算出用測定パ
ターンを撮像する。そして，画像処理により，各撮影画
像内の黒い円（格子に相当）の中心を撮像すると共に，
１軸ステージ５上に設置した実際の第１のパラメータ算
出用測定パターンの黒い円の中心座標をワーク座標系で
求める。
リブレーション方法に適用可能な装置の概略構成を示
す。図中，センサヘッド３にはＣＣＤカメラ等の撮像装
置１（撮像手段に相当）及びスリット光源２（光源に相
当）が内蔵されている。センサヘッド３の下方には，キ
ャリブレーションターゲット平面４（平面に相当）を設
置した１軸ステージ５が置かれている。ここでは，キャ
リブレーションターゲット平面４は１軸ステージ５の移
動方向に対し，直角方向に設置されている。キャリブレ
ーションターゲット平面４上に設ける第１，第２のパラ
メータ算出用の測定パターンであるキャリブレーション
ターゲットの呈示例を図３に示す。以下，まず第１の実
施例に係るキャリブレーション方法の基本原理について
説明する。本方法では，第１のパラメータ算出の際に，
従来例におけるような３軸ステージではなく，１軸ステ
ージを用いる。ここで，図２に示すように，撮像装置１
にカメラ座標系c ｏ−c ｘc ｙc ｚを設定すると共に，
１軸ステージ５にワーク座標系w ｏ−w ｘw ｙw ｚを設
定する。カメラパラメータを算出する手法に関しては，
すでに日本ロボット学会誌Ｖｏｌ．１０，Ｎｏ．２，ｐ
ｐ１７７〜１８４等に示されているが，ここではその手
法を応用する。図２の装置により第１のパラメータを算
出するためにキャリブレーションデータを作成するに
は，まずスリット光源２を消灯した状態で，１軸ステー
ジ５上に設置したキャリブレーションターゲット平面４
を２か所以上の高さ（２か所以上のw ｚ座標に）位置決
めして撮像装置１により第１のパラメータ算出用測定パ
ターンを撮像する。そして，画像処理により，各撮影画
像内の黒い円（格子に相当）の中心を撮像すると共に，
１軸ステージ５上に設置した実際の第１のパラメータ算
出用測定パターンの黒い円の中心座標をワーク座標系で
求める。
【０００８】このようにして，撮影画像内の黒い円の中
心データと，ワーク座標系における第１のパラメータ算
出用測定パターンの黒い円の中心座標が求まると，カメ
ラパラメータに加えて，カメラ座標系とワーク座標系と
を関係づける回転，平行移動を表す座標変換パラメータ
を求めることができる。上記カメラパラメータ及び座標
変換パラメータが第１のパラメータに相当する。以上の
ようにカメラ座標系とワーク座標系とを関係づける座標
変換パラメータが求まると，ワーク座標系からカメラ座
標系への座標変換式は次式で表すことができる。
心データと，ワーク座標系における第１のパラメータ算
出用測定パターンの黒い円の中心座標が求まると，カメ
ラパラメータに加えて，カメラ座標系とワーク座標系と
を関係づける回転，平行移動を表す座標変換パラメータ
を求めることができる。上記カメラパラメータ及び座標
変換パラメータが第１のパラメータに相当する。以上の
ようにカメラ座標系とワーク座標系とを関係づける座標
変換パラメータが求まると，ワーク座標系からカメラ座
標系への座標変換式は次式で表すことができる。
【数１】 次に，第２の実施例に係るキャリブレーション方法の基
本原理について説明する。本第２の実施例では，上記第
１の実施例により第１のパラメータを求めた後第２のパ
ラメータを算出するが，この場合にも図２に示すような
１軸ステージ５を用いる。まずスリット光源２を点灯さ
せた状態で１軸ステージ５上に設置したキャリブレーシ
ョンターゲット平面４を２か所以上の高さ（２箇所以上
のw ｚ座標）に位置決めして，撮像装置１によりキャリ
ブレーションターゲット平面４上に投光されたスリット
光（光切断線）を撮像する。このとき，キャリブレーシ
ョンターゲット平面４上の２か所以上の位置決め高さ（
wｚi ；ｉ＝１〜ｎ）をも同時に図示しないメモリに記
憶しておく。このキャリブレーションターゲット平面４
（Ａ i ；ｉ＝１〜ｎ）の位置決め高さ（w ｚi ；ｉ＝１
〜ｎ）はワーク座標系（ wｏ−w ｘw ｙw ｚ）にて表現
される（図４参照）。
本原理について説明する。本第２の実施例では，上記第
１の実施例により第１のパラメータを求めた後第２のパ
ラメータを算出するが，この場合にも図２に示すような
１軸ステージ５を用いる。まずスリット光源２を点灯さ
せた状態で１軸ステージ５上に設置したキャリブレーシ
ョンターゲット平面４を２か所以上の高さ（２箇所以上
のw ｚ座標）に位置決めして，撮像装置１によりキャリ
ブレーションターゲット平面４上に投光されたスリット
光（光切断線）を撮像する。このとき，キャリブレーシ
ョンターゲット平面４上の２か所以上の位置決め高さ（
wｚi ；ｉ＝１〜ｎ）をも同時に図示しないメモリに記
憶しておく。このキャリブレーションターゲット平面４
（Ａ i ；ｉ＝１〜ｎ）の位置決め高さ（w ｚi ；ｉ＝１
〜ｎ）はワーク座標系（ wｏ−w ｘw ｙw ｚ）にて表現
される（図４参照）。
【０００９】図４において，撮像面上の光切断線上の中
心線は，画像処理により求めることができるが，光切断
線像の中心線上の点c ｐ，c ｑ，c ｒ，c ｓはカメラ座
標系における座標位置として検出される。これらの点c
ｐ，c ｑ，c ｒ，c ｓ，…のカメラ座標系における各座
標置を用いて図４におけるスリット光平面の方程式を算
出するには，カメラ座標系において視線位置ベクトルc
ｏc ｐ，c ｏc ｑ，c ｏc ｒ，c ｏc ｓ，…を延長した
各直線がカメラ座標系により表現されたキャリブレーシ
ョンターゲット平面Ａ1 やＡi と交わる点c Ｐ，c Ｑ，
c Ｒ，c Ｓ，…を求めればよい。しかし，この時点では
キャリブレーションターゲット平面Ａ1 ，Ａi はワーク
座標系にて表現されているため，このままではカメラ座
標系で表された視線位置ベクトルと，ワーク座標系で表
されたキャリブレーションターゲット平面Ａ1 ，Ａi と
の交点を計算できない。しかるに前述したごとく，カメ
ラパラメータ算出の結果より，カメラ座標系とワーク座
標系とを関係づける座標変換式（１）式がすでに求めら
れているので，この（１）式を用いてワーク座標系で表
されているキャリブレーションターゲット平面Ａ1 ，Ａ
i をカメラ座標系にカメラ変換することにより，カメラ
座標系におけるスリット面上の点c Ｐ，c Ｑ，c Ｒ，c
Ｓ，…を算出することが可能となる。この結果，カメラ
座標系におけるスリット光平面の方程式であるプロジェ
クタパラメータは算出されたスリット面上の点c Ｐ，c
Ｑ，c Ｒ，c Ｓ，…の座標値を用いて最小２乗法により
算出できる。上記プロジェクタパラメータが第２のパラ
メータに相当する。
心線は，画像処理により求めることができるが，光切断
線像の中心線上の点c ｐ，c ｑ，c ｒ，c ｓはカメラ座
標系における座標位置として検出される。これらの点c
ｐ，c ｑ，c ｒ，c ｓ，…のカメラ座標系における各座
標置を用いて図４におけるスリット光平面の方程式を算
出するには，カメラ座標系において視線位置ベクトルc
ｏc ｐ，c ｏc ｑ，c ｏc ｒ，c ｏc ｓ，…を延長した
各直線がカメラ座標系により表現されたキャリブレーシ
ョンターゲット平面Ａ1 やＡi と交わる点c Ｐ，c Ｑ，
c Ｒ，c Ｓ，…を求めればよい。しかし，この時点では
キャリブレーションターゲット平面Ａ1 ，Ａi はワーク
座標系にて表現されているため，このままではカメラ座
標系で表された視線位置ベクトルと，ワーク座標系で表
されたキャリブレーションターゲット平面Ａ1 ，Ａi と
の交点を計算できない。しかるに前述したごとく，カメ
ラパラメータ算出の結果より，カメラ座標系とワーク座
標系とを関係づける座標変換式（１）式がすでに求めら
れているので，この（１）式を用いてワーク座標系で表
されているキャリブレーションターゲット平面Ａ1 ，Ａ
i をカメラ座標系にカメラ変換することにより，カメラ
座標系におけるスリット面上の点c Ｐ，c Ｑ，c Ｒ，c
Ｓ，…を算出することが可能となる。この結果，カメラ
座標系におけるスリット光平面の方程式であるプロジェ
クタパラメータは算出されたスリット面上の点c Ｐ，c
Ｑ，c Ｒ，c Ｓ，…の座標値を用いて最小２乗法により
算出できる。上記プロジェクタパラメータが第２のパラ
メータに相当する。
【００１０】以上のように本第１の実施例では，光切断
式視覚センサのカメラパラメータを含む第１のパラメー
タを，また第２の実施例ではさらにプロジェクタパラメ
ータである第２のパラメータを１軸ステージを用いて容
易求めることができる。従っていずれの実施例において
も，キャリブレーションに要する時間が短縮できると共
に，キャリブレーションステージの軸数を従来例よりも
減少させることができる。上記第１，第２の実施例で
は，第１のパラメータと第２のパラメータとを別々に算
出したが，これらのパラメータを一体として算出するこ
とによりさらに効率的にキャリブレーションデータを得
ることができる。第３の発明はこの点に着目したもので
あり，以下述べる。図５に示すごとく，第３の発明の一
実施例（第３の実施例）に係る３次元計測装置のキャリ
ブレーション方法は，光切断式視覚センサ系を具備した
３次元計測装置のキャリブレーション方法である点で従
来例と同様である。しかし，本第３の実施例では，３次
元空間に配置され，かつ位置と大きさとが既知である複
数の格子点を有する平面を該平面に垂直方向に少なくと
も１回移動させ，該移動前後の上記平面を上記センサ系
に含まれる２次元の撮像面を有する撮像手段により撮像
して（Ｓ１１〜Ｓ１３），メモリ内に記憶し（Ｓ１
４），上記センサ系に含まれる光源によりスリット光を
上記平面に照射しつつ，上記撮像手段により撮像したと
きに（Ｓ１５，Ｓ１６），該撮像画面上でスリット光
が，ある２つの光視点間を内分する点Ｐの位置及び該内
分の比率を演算し（Ｓ１７），上記メモリ内に記憶され
た平面上の上記点Ｐに対応する点Ｐ′の位置を上記比率
を用いて演算し（Ｓ１８），上記２つの点Ｐ，Ｐ′の位
置の座標の組からなるキャリブレーションデータを用い
て，上記３次元空間の座標系と上記メモリ内の座標系と
の変換係数である第３のパラメータを演算する（Ｓ１
９）点で従来例と異なる。
式視覚センサのカメラパラメータを含む第１のパラメー
タを，また第２の実施例ではさらにプロジェクタパラメ
ータである第２のパラメータを１軸ステージを用いて容
易求めることができる。従っていずれの実施例において
も，キャリブレーションに要する時間が短縮できると共
に，キャリブレーションステージの軸数を従来例よりも
減少させることができる。上記第１，第２の実施例で
は，第１のパラメータと第２のパラメータとを別々に算
出したが，これらのパラメータを一体として算出するこ
とによりさらに効率的にキャリブレーションデータを得
ることができる。第３の発明はこの点に着目したもので
あり，以下述べる。図５に示すごとく，第３の発明の一
実施例（第３の実施例）に係る３次元計測装置のキャリ
ブレーション方法は，光切断式視覚センサ系を具備した
３次元計測装置のキャリブレーション方法である点で従
来例と同様である。しかし，本第３の実施例では，３次
元空間に配置され，かつ位置と大きさとが既知である複
数の格子点を有する平面を該平面に垂直方向に少なくと
も１回移動させ，該移動前後の上記平面を上記センサ系
に含まれる２次元の撮像面を有する撮像手段により撮像
して（Ｓ１１〜Ｓ１３），メモリ内に記憶し（Ｓ１
４），上記センサ系に含まれる光源によりスリット光を
上記平面に照射しつつ，上記撮像手段により撮像したと
きに（Ｓ１５，Ｓ１６），該撮像画面上でスリット光
が，ある２つの光視点間を内分する点Ｐの位置及び該内
分の比率を演算し（Ｓ１７），上記メモリ内に記憶され
た平面上の上記点Ｐに対応する点Ｐ′の位置を上記比率
を用いて演算し（Ｓ１８），上記２つの点Ｐ，Ｐ′の位
置の座標の組からなるキャリブレーションデータを用い
て，上記３次元空間の座標系と上記メモリ内の座標系と
の変換係数である第３のパラメータを演算する（Ｓ１
９）点で従来例と異なる。
【００１１】本第３の実施例に係るキャリブレーション
方法の詳細フローを図６にしめすが，ここにおいても，
上記第１，第２の実施例と同様の装置を用いることがで
きる。この場合は，キャリブレーションターゲット平面
４には，予め位置と大きさとが既知であるキャリブレー
ションターゲットが呈示されている。キャリブレーショ
ンターゲット平面４上におけるキャリブレーションター
ゲットの呈示のしかたは，例えば，図７に示すように座
標軸にあたる位置には，大きめのキャリブレーションタ
ーゲットを用い，それ以外は小さめのキャリブレーショ
ンターゲットを用いる。これらのキャリブレーションタ
ーゲットの重心を結ぶと格子状になるようにキャリブレ
ーションターゲットの位置を設定し，キャリブレーショ
ンターゲット平面４上での座標系を設定する。このた
め，キャリブレーションターゲット平面４を２次元の撮
像面を有する撮像装置１（撮像手段に相当）で撮像した
際，画像信号が格納されたフレームバッファ（メモリに
相当）におけるそれぞれのキャリブレーションターゲッ
トが，キャリブレーションターゲット平面４においてど
のキャリブレーションターゲットであるかが明白とな
る。また，フレームバッファにおいて，キャリブレーシ
ョンターゲットの重心を求めると格子点となるが，この
格子点にばらつきがある場合は，最小２乗法を用いてキ
ャリブレーションターゲットの重心を求める。以下，こ
の方法における基本原理を説明する。まず，図８（ａ）
に示すように，スリット光をキャリブレーションターゲ
ット平面４に照射し，２次元の撮像面を有する撮像手段
１により撮像する。フレームバッファにおいて，キャリ
ブレーションターゲット平面４は，図８（ｂ）のように
格納されている。被計測点としてスリット光が，ある２
つのキャリブレーションターゲット間を内分する点Ｐを
用いる。被検出点Ｐが２つのキャリブレーションターゲ
ットＴ１，Ｔ２間を内分する比ｍ：ｎは，フレームバッ
ファ上における被検出点Ｐの座標Ｐ′（ｕ，ｖ），２つ
のキャリブレーションターゲットの重心をＴ′１（ｘ
１，ｙ１），Ｔ′２（ｘ２，ｙ２）を用いると次式とな
る。
方法の詳細フローを図６にしめすが，ここにおいても，
上記第１，第２の実施例と同様の装置を用いることがで
きる。この場合は，キャリブレーションターゲット平面
４には，予め位置と大きさとが既知であるキャリブレー
ションターゲットが呈示されている。キャリブレーショ
ンターゲット平面４上におけるキャリブレーションター
ゲットの呈示のしかたは，例えば，図７に示すように座
標軸にあたる位置には，大きめのキャリブレーションタ
ーゲットを用い，それ以外は小さめのキャリブレーショ
ンターゲットを用いる。これらのキャリブレーションタ
ーゲットの重心を結ぶと格子状になるようにキャリブレ
ーションターゲットの位置を設定し，キャリブレーショ
ンターゲット平面４上での座標系を設定する。このた
め，キャリブレーションターゲット平面４を２次元の撮
像面を有する撮像装置１（撮像手段に相当）で撮像した
際，画像信号が格納されたフレームバッファ（メモリに
相当）におけるそれぞれのキャリブレーションターゲッ
トが，キャリブレーションターゲット平面４においてど
のキャリブレーションターゲットであるかが明白とな
る。また，フレームバッファにおいて，キャリブレーシ
ョンターゲットの重心を求めると格子点となるが，この
格子点にばらつきがある場合は，最小２乗法を用いてキ
ャリブレーションターゲットの重心を求める。以下，こ
の方法における基本原理を説明する。まず，図８（ａ）
に示すように，スリット光をキャリブレーションターゲ
ット平面４に照射し，２次元の撮像面を有する撮像手段
１により撮像する。フレームバッファにおいて，キャリ
ブレーションターゲット平面４は，図８（ｂ）のように
格納されている。被計測点としてスリット光が，ある２
つのキャリブレーションターゲット間を内分する点Ｐを
用いる。被検出点Ｐが２つのキャリブレーションターゲ
ットＴ１，Ｔ２間を内分する比ｍ：ｎは，フレームバッ
ファ上における被検出点Ｐの座標Ｐ′（ｕ，ｖ），２つ
のキャリブレーションターゲットの重心をＴ′１（ｘ
１，ｙ１），Ｔ′２（ｘ２，ｙ２）を用いると次式とな
る。
【００１２】
【数２】 ここで，εはアスペクト比である。被検出点Ｐは，キャ
リブレーションターゲット平面４において，同様の比率
でキャリブレーションターゲットＴ１，Ｔ２間を内分す
る。キャリブレーションターゲット平面４におけるキャ
リブレーションターゲットの位置Ｔ１（ｔｘ１，ｔｙ
１，ｔｚ１），Ｔ２（ｔｘ２，ｔｙ２，ｔｚ２）は既知
であるので，被検出点Ｐのワーク座標系における座標
（ｘw ，ｙw ，ｚw ）は次式のようになる。
リブレーションターゲット平面４において，同様の比率
でキャリブレーションターゲットＴ１，Ｔ２間を内分す
る。キャリブレーションターゲット平面４におけるキャ
リブレーションターゲットの位置Ｔ１（ｔｘ１，ｔｙ
１，ｔｚ１），Ｔ２（ｔｘ２，ｔｙ２，ｔｚ２）は既知
であるので，被検出点Ｐのワーク座標系における座標
（ｘw ，ｙw ，ｚw ）は次式のようになる。
【数３】 このようにして得られた（ｘw ，ｙw ，ｚw ，ｕ，ｖ）
をキャリブレーションデータとして用いる。ここで，図
８（ｃ）に示すように，センサ座標系（ｘc ，ｙc ，ｚ
c ）から撮像面座標系（ｘp ，ｙp ，１）への透視変
換，フレームバッファ座標系（ｕ，ｖ）から撮像面座標
系（ｘp ，ｙp ）への変換，センサ座標系（ｘc ，
ｙc ，ｚc）からワーク座標系（ｘw ，ｙw ，ｚw ）へ
の変換は，ワーク座標系とセンサの座標系との交換係数
（１x ，１y ，１z ，α，β，γ），センサ座標系から
撮像面座標系への透視変換の係数ｈ，フレームバッファ
座標系から撮像面座標系へのアフィン変換の係数
（Ｓx ，Ｓy ，ｕ0 ，ｖ0 ）を用いて次式で表すことが
できる。
をキャリブレーションデータとして用いる。ここで，図
８（ｃ）に示すように，センサ座標系（ｘc ，ｙc ，ｚ
c ）から撮像面座標系（ｘp ，ｙp ，１）への透視変
換，フレームバッファ座標系（ｕ，ｖ）から撮像面座標
系（ｘp ，ｙp ）への変換，センサ座標系（ｘc ，
ｙc ，ｚc）からワーク座標系（ｘw ，ｙw ，ｚw ）へ
の変換は，ワーク座標系とセンサの座標系との交換係数
（１x ，１y ，１z ，α，β，γ），センサ座標系から
撮像面座標系への透視変換の係数ｈ，フレームバッファ
座標系から撮像面座標系へのアフィン変換の係数
（Ｓx ，Ｓy ，ｕ0 ，ｖ0 ）を用いて次式で表すことが
できる。
【００１３】
【数４】 ここで，ｆはカメラの焦点距離であり定数である。
【数５】 また，スリット光の平面の方程式は次式表すことができ
る。 ａｘc ＋ｂｙc ＋ｚc ＝ｄ …（５） ここで，（ｈ，Ｓx ，Ｓy ，ｕ0 ，ｖ0 ，ｌx ，ｌy ，
ｌz ，α, β, γ）はカメラパラメータであり，（ａ，
ｂ，ｄ）はスリット光のプロジェクタパラメータであ
る。上記（２），（５）式よりｈは次式となる。
る。 ａｘc ＋ｂｙc ＋ｚc ＝ｄ …（５） ここで，（ｈ，Ｓx ，Ｓy ，ｕ0 ，ｖ0 ，ｌx ，ｌy ，
ｌz ，α, β, γ）はカメラパラメータであり，（ａ，
ｂ，ｄ）はスリット光のプロジェクタパラメータであ
る。上記（２），（５）式よりｈは次式となる。
【数６】 上記（２），（３），（４），（６）式より，フレーム
バッファ座標系から，ワーク座標系への変換は次式で表
すことができる。
バッファ座標系から，ワーク座標系への変換は次式で表
すことができる。
【数７】
【００１４】ここで，ｐ11 〜ｐ13はセンサパラメータ
（ｌX ，ｌy ，ｌz ，α, β, γ，Ｓx ，Ｓy ，ａ，
ｂ，ｄ，ｕ0 ，ｖ0 ）である。これらの値は公称値とし
て与えられるが，公差や設置条件により多少の誤差が発
生する。精度よく計測するためには，これらの誤差を求
める必要がある。そこで，センサパラメータを（ｘw ，
ｙw ，ｚw ，ｕ，ｖ）を用いて求める。１点のデータで
３つの方程式ができるので，１３個の未知数を解くに
は，少なくとも５点のデータを必要とする。従って，３
次元のキャリブレーションを行うためには，少なくとも
キャリブレーションターゲット平面４の移動を２度行う
必要がある。ここで，ヤコビ行列を用いたキャリブレー
ション計算のために，以下の量を提示する。
（ｌX ，ｌy ，ｌz ，α, β, γ，Ｓx ，Ｓy ，ａ，
ｂ，ｄ，ｕ0 ，ｖ0 ）である。これらの値は公称値とし
て与えられるが，公差や設置条件により多少の誤差が発
生する。精度よく計測するためには，これらの誤差を求
める必要がある。そこで，センサパラメータを（ｘw ，
ｙw ，ｚw ，ｕ，ｖ）を用いて求める。１点のデータで
３つの方程式ができるので，１３個の未知数を解くに
は，少なくとも５点のデータを必要とする。従って，３
次元のキャリブレーションを行うためには，少なくとも
キャリブレーションターゲット平面４の移動を２度行う
必要がある。ここで，ヤコビ行列を用いたキャリブレー
ション計算のために，以下の量を提示する。
【数８】 キャリブレーションアルゴリズムは以下のように示す反
復解法を用いる。 （ステップ１）収束判定条件εと初期値ｐp0を与え，ｐ
p ←ｐp0とする。 （ステップ２）ΔＸ＝ＸM −ＸD ｉｆ｜ΔＸ｜≦ε ｔｈｅｎ ｅｎｄ （ステップ３）ΔＸ＝ＪM Δｐp よりΔｐp ＝ＪM + Δ
Ｘ （ここで，ＪM +は擬似逆行列） （ステップ４）ｐp ＝ｐp ＋Δｐp ｇｏｔｏ（ステッ
プ２）
復解法を用いる。 （ステップ１）収束判定条件εと初期値ｐp0を与え，ｐ
p ←ｐp0とする。 （ステップ２）ΔＸ＝ＸM −ＸD ｉｆ｜ΔＸ｜≦ε ｔｈｅｎ ｅｎｄ （ステップ３）ΔＸ＝ＪM Δｐp よりΔｐp ＝ＪM + Δ
Ｘ （ここで，ＪM +は擬似逆行列） （ステップ４）ｐp ＝ｐp ＋Δｐp ｇｏｔｏ（ステッ
プ２）
【００１５】このようにして，上記撮像面上での座標と
上記平面上での座標とを用いて，カメラ系とスリット光
系とを含むセンサパラメータを求めることができる。こ
のセンサパラメータが第３のパラメータに相当する。ま
た，これらは最小２乗法を用いて求めることもできる。
このように比較的簡単な構成で第３のパラメータを容易
に求めることができる。その結果，いずれも比較的簡単
な構成で，各パラメータを求める際のキャリブレーショ
ンデータを比較的短時間に作成することができる。尚，
上記第１の実施例に係るキャリブレーション方法ではカ
メラパラメータを含む第１のパラメータのみを求めてい
るが，この場合は，プロジェクタパラメータである第２
のパラメータについては，従来例と同様の方法により求
めてもよい。但し，第２の実施例に示すごとく，第２の
パラメータを求めた場合には，より短時間にキャリブレ
ーションデータを作成することができる。
上記平面上での座標とを用いて，カメラ系とスリット光
系とを含むセンサパラメータを求めることができる。こ
のセンサパラメータが第３のパラメータに相当する。ま
た，これらは最小２乗法を用いて求めることもできる。
このように比較的簡単な構成で第３のパラメータを容易
に求めることができる。その結果，いずれも比較的簡単
な構成で，各パラメータを求める際のキャリブレーショ
ンデータを比較的短時間に作成することができる。尚，
上記第１の実施例に係るキャリブレーション方法ではカ
メラパラメータを含む第１のパラメータのみを求めてい
るが，この場合は，プロジェクタパラメータである第２
のパラメータについては，従来例と同様の方法により求
めてもよい。但し，第２の実施例に示すごとく，第２の
パラメータを求めた場合には，より短時間にキャリブレ
ーションデータを作成することができる。
【００１６】
【発明の効果】本第１の発明に係る３次元計測装置のキ
ャリブレーション方法は，上記したように構成されてい
るため，比較的簡単な装置構成でカメラパラメータを含
む第１のパラメータを容易に得ることができる。第２の
発明では，比較的簡単な装置構成で上記第１のパラメー
タに加えてプロジェクタパラメータである第２のパラメ
ータをも得ることができる。第３の発明では，比較的簡
単な装置構成でカメラパラメータ及びプロジェクタパラ
メータを含む第３のパラメータを得ることができる。そ
の結果，いずれも比較的簡単な装置構成で，各パラメー
タを求める際のキャリブレーション用データを比較的短
時間に作成することができる。
ャリブレーション方法は，上記したように構成されてい
るため，比較的簡単な装置構成でカメラパラメータを含
む第１のパラメータを容易に得ることができる。第２の
発明では，比較的簡単な装置構成で上記第１のパラメー
タに加えてプロジェクタパラメータである第２のパラメ
ータをも得ることができる。第３の発明では，比較的簡
単な装置構成でカメラパラメータ及びプロジェクタパラ
メータを含む第３のパラメータを得ることができる。そ
の結果，いずれも比較的簡単な装置構成で，各パラメー
タを求める際のキャリブレーション用データを比較的短
時間に作成することができる。
【図１】 第１，第２の発明の一実施例（第１，第２の
実施例）に係る３次元計測装置のキャリブレーション方
法の概略構成を示すフロー図。
実施例）に係る３次元計測装置のキャリブレーション方
法の概略構成を示すフロー図。
【図２】 上記第１，第２の実施例に係るキャリブレー
ション方法を適用可能な装置の概略構成を示す模式図。
ション方法を適用可能な装置の概略構成を示す模式図。
【図３】 上記第１，第２の実施例に係るキャリブレー
ションターゲットを示す例図。
ションターゲットを示す例図。
【図４】 上記第１，第２の実施例に係るキャリブレー
ション方法の基本原理を示す説明図。
ション方法の基本原理を示す説明図。
【図５】 第３の発明の一実施例（第３の実施例）に係
る３次元計測装置のキャリブレーション方法の概略構成
を示すフロー図。
る３次元計測装置のキャリブレーション方法の概略構成
を示すフロー図。
【図６】 上記第３の実施例に係るキャリブレーション
方法の詳細フロー図。
方法の詳細フロー図。
【図７】 上記第３の実施例に係るキャリブレーション
ターゲット平面を示す例図。
ターゲット平面を示す例図。
【図８】 上記第３の実施例に係るキャリブレーション
方法の基本原理を示す説明図。
方法の基本原理を示す説明図。
【図９】 従来の３次元計測装置のキャリブレーション
方法を適用可能な装置の一例における概略構成を示す模
式図。
方法を適用可能な装置の一例における概略構成を示す模
式図。
１…撮像装置（撮像手段に相当） ２…スリット光源（光源に相当） ４…キャリブレーションターゲット平面（平面に相当）
Claims (3)
- 【請求項１】 光切断式視覚センサ系を具備した３次元
計測装置のキャリブレーション方法において，３次元空
間に配置され，かつ位置が既知である複数の格子点を有
する平面を該平面に垂直方向に少なくとも１回移動さ
せ，該移動前後の上記平面を上記センサ系に含まれる２
次元の撮像面を有する撮像手段により撮像し，該撮像デ
ータに基づいて上記３次元空間の座標系と上記撮像面の
座標系との変換係数である第１のパラメータを演算する
ことを特徴とする３次元計測装置のキャリブレーション
方法。 - 【請求項２】 光切断式視覚センサ系を具備した３次元
計測装置のキャリブレーション方法において，３次元空
間に配置され，かつ位置が既知である複数の格子点を有
する平面を該平面に垂直方向に少なくとも１回移動さ
せ，該移動前後の上記平面を上記センサ系に含まれる２
次元の撮像面を有する撮像手段により撮像し，該撮像デ
ータに基づいて上記３次元空間の座標系と上記撮像面の
座標系との変換係数である第１のパラメータを演算した
後，上記センサ系に含まれる光源よりスリット光を上記
平面に照射しつつ，上記移動と撮像とをもう１度繰り返
し，該繰り返し時における撮像データを上記第１のパラ
メータを用いて上記撮像面の座標系に変換し，該変換デ
ータに基づいて上記スリット光の投光面を定義する第２
のパラメータを演算することを特徴とする３次元計測装
置のキャリブレーション方法。 - 【請求項３】 光切断式視覚センサ系を具備した３次元
計測装置のキャリブレーション方法において，３次元空
間に配置され，かつ位置と大きさとが既知である複数の
格子点を有する平面を該平面に垂直方向に少なくとも１
回移動させ，該移動前後の上記平面を上記センサ系に含
まれる２次元の撮像面を有する撮像手段により撮像して
メモリ内に記憶し，上記センサ系に含まれる光源により
スリット光を上記平面に照射しつつ，上記撮像手段によ
り撮像したときに該撮像画面上でスリット光がある２つ
の格子点間を内分する点Ｐの位置及び該内分の比率を演
算し，上記メモリ内に記憶された平面上の上記点Ｐに対
応する点Ｐ′の位置を上記比率を用いて演算し，上記２
つの点Ｐ，Ｐ′の位置の座標の組からなるキャリブレー
ションデータを用いて上記３次元空間の座標系と上記メ
モリ内の座標系との変換係数である第３のパラメータを
演算してなることを特徴とする３次元計測装置のキャリ
ブレーション方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17252394A JPH0835828A (ja) | 1994-07-25 | 1994-07-25 | ３次元計測装置のキャリブレーション方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17252394A JPH0835828A (ja) | 1994-07-25 | 1994-07-25 | ３次元計測装置のキャリブレーション方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0835828A true JPH0835828A (ja) | 1996-02-06 |
Family
ID=15943520
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP17252394A Pending JPH0835828A (ja) | 1994-07-25 | 1994-07-25 | ３次元計測装置のキャリブレーション方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0835828A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1998005922A1 (fr) * | 1996-08-07 | 1998-02-12 | Komatsu Ltd. | Technique d'etalonnage |
| JP2002202122A (ja) * | 2001-01-05 | 2002-07-19 | Olympus Optical Co Ltd | ２次元距離画像センサのキャリブレーション方法 |
| US7274469B2 (en) | 2002-08-22 | 2007-09-25 | Industrial Technology Research Institute | Method and apparatus for calibrating laser 3D digitizing sensor |
| JP2007256091A (ja) * | 2006-03-23 | 2007-10-04 | Space Vision:Kk | レンジファインダ校正方法及び装置 |
| CN112974141A (zh) * | 2021-02-04 | 2021-06-18 | 深圳市腾盛精密装备股份有限公司 | 一种点胶针头和3d传感器标定的方法 |
-
1994
- 1994-07-25 JP JP17252394A patent/JPH0835828A/ja active Pending
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1998005922A1 (fr) * | 1996-08-07 | 1998-02-12 | Komatsu Ltd. | Technique d'etalonnage |
| JP2002202122A (ja) * | 2001-01-05 | 2002-07-19 | Olympus Optical Co Ltd | ２次元距離画像センサのキャリブレーション方法 |
| US7274469B2 (en) | 2002-08-22 | 2007-09-25 | Industrial Technology Research Institute | Method and apparatus for calibrating laser 3D digitizing sensor |
| JP2007256091A (ja) * | 2006-03-23 | 2007-10-04 | Space Vision:Kk | レンジファインダ校正方法及び装置 |
| CN112974141A (zh) * | 2021-02-04 | 2021-06-18 | 深圳市腾盛精密装备股份有限公司 | 一种点胶针头和3d传感器标定的方法 |
| CN112974141B (zh) * | 2021-02-04 | 2022-04-15 | 深圳市腾盛精密装备股份有限公司 | 一种点胶针头和3d传感器标定的方法 |
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