JPH0942926A - 座標計測方法 - Google Patents

座標計測方法

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JPH0942926A
JPH0942926A JP7196684A JP19668495A JPH0942926A JP H0942926 A JPH0942926 A JP H0942926A JP 7196684 A JP7196684 A JP 7196684A JP 19668495 A JP19668495 A JP 19668495A JP H0942926 A JPH0942926 A JP H0942926A
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JP
Japan
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image
target
coordinates
image signal
led
Prior art date
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Withdrawn
Application number
JP7196684A
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English (en)
Inventor
Kazunari Hirano
一成 平野
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Ono Sokki Co Ltd
Original Assignee
Ono Sokki Co Ltd
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Publication date
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Publication of JPH0942926A publication Critical patent/JPH0942926A/ja
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 本発明は、少なくとも1つのターゲットを含
む画角内を、撮像器で撮像して画像信号を得、その画像
信号に基づく画像処理によりターゲットの座標を求める
座標計測方法に関し、ターゲットの位置を高精度に求め
る。 【解決手段】 撮像器のピントをターゲットから外すこ
とによりターゲットのぼけた像を撮像し、そのぼけた像
を担持した画像信号に基づいてターゲットの座標を求め
る。また、ランダムノイズが重畳された画像信号に基づ
いてターゲットの座標を求める。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、少なくとも1つの
ターゲットを含む画角内を撮像器で撮像して画像信号を
得、その画像信号に基づく画像処理により上記ターゲッ
トの座標を求める座標計測方法に関する。
【0002】
【従来の技術】従来より、ステレオ法による、被測定体
の三次元的な座標の計測が行われている(例えば特開平
5−164517号公報参照)。図7は、ステレオ法に
よる三次元座標計測法の一例を模式的に示した図であ
る。
【0003】互いに所定の距離dだけ離れた2台のCC
Dカメラ2,4により被測定体6を撮影する。このとき
2台のCCDカメラ2,4のそれぞれにより被測定体6
上の互いに同一の各点(ここでは点Pで代表させる)を
睨む角度α、βを求めることにより、2台のCCDカメ
ラ2,4と被測定体6上の点Pとを結ぶ、図に一点鎖線
で示す三角形が一義的に定まり、これにより被測定体6
のP点の位置が測定される。ここで、被測定体が移動し
たり姿勢を変えたりするものの場合、2台のCCDカメ
ラ2,4に固定されたワールド座標系Σ0 から見た、被
測定体6の位置と姿勢を表わす、被測定体6に固定され
た座標系Σを定めるには、被測定体6の互いに異なる3
点について、上記のようにしてその位置を計測する必要
がある。
【0004】このようなステレオ法による三次元座標計
測、あるいは三次元座標計測とは限らず種々の計測の分
野において、画面内に、例えば発光体等、位置測定の基
準となるターゲットを配置しておき、撮像器により得ら
れた画像信号に基づいてそのターゲットの位置座標を求
めることが行なわれる。その場合、ターゲットにも広が
りがあるため、そのターゲットの位置を定める手法の1
つとして、撮像により得られた画面を、ターゲットの領
域とそれ以外の領域とに二値化し、そのターゲットの領
域の重心を求め、その重心をターゲットの位置とする手
法がある。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】ところが、撮像器、例
えばCCDカメラでは、縦横に所定の大きさの離散的な
画素から成る画像が得られ、ターゲットの位置測定もそ
の画素分解能の影響を受け、ターゲットの位置が高精度
に求められないという問題がある。本発明は、上記事情
に鑑み、ターゲットの位置を高精度に求めることのでき
る座標計測方法を提供することを目的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成する本発
明の第1の座標計測方法は、少なくとも1つのターゲッ
トを含む画角内を、所定の画素分解能を有する撮像器で
撮像して画像信号を得、画像信号に基づく画像処理によ
り前記ターゲットの座標を求める座標計測方法におい
て、上記撮像器のピントをターゲットから外すことによ
り、そのターゲットのぼけた像を撮像し、そのぼけた像
を担持した画像信号に基づいてターゲットの座標を求め
ることを特徴とする。
【0007】また、上記目的を達成する本発明の第2の
座標計測方法は、少なくとも1つのターゲットを含む画
角内を、所定の画素分解能を有する撮像器で撮像して画
像信号を得、画像信号に基づく画像処理によりターゲッ
トの座標を求める座標計測方法において、ランダムノイ
ズが重畳された画像信号に基づいてターゲットの座標を
求めることを特徴とする。
【0008】さらに、上記目的を達成する本発明の第3
の座標計測方法は、少なくとも1つのターゲットを含む
画角内を、所定の画素分解能を有する撮像器で撮像して
画像信号を得、該画像信号に基づく画像処理によりター
ゲットの座標を求める座標計測方法において、上記撮像
器で撮像された画像の縦方向および横方向からその画像
内で回転した、互いに直交する斜め二方向に延びる二軸
を座標軸としたときの、ターゲットの座標を求めること
を特徴とする。
【0009】ここで、上記本発明の第1〜第3の座標計
測方法において、上記画像信号に基づいて上記ターゲッ
トの像を表わす画像領域を抽出し、その画像領域の重心
点の座標を、そのターゲットの座標として求めることが
好ましい。
【0010】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て説明する。例えば図7に示すステレオ法による三次元
座標計測システムにおいて、点Pに、位置計測の指標と
なるターゲットとしてLEDを配置し、CCDカメラ
2,4のピントをわざと外して撮像してそのLEDおよ
びその周辺の画像を得る。
【0011】図1は、ピントの合った状態(a)とピン
トが外れた状態(b)のLEDの画像の模式図であり、
ピントが外れた画像は、LEDをより大きく観察でき
る。いずれも一点鎖線で囲まれた領域が、LEDの本来
の画像領域であったとする。これを二値化すると、LE
Dの本来の画像領域の周辺の、斜線を施した画素は、そ
のときそのときのLEDの微妙な光量分布や画像を得る
ときのノイズ等により、LEDの領域に入る場合も外れ
る場合もある。
【0012】LEDの画像領域のうち、斜線部分の画像
をh(i、j)、その内側の白部分の画像をf(i,
j)とすると、LEDの重心座標、Gx,Gyは次式で
計算できる。
【0013】
【数1】
【0014】
【数2】
【0015】ここで、i,jは、それぞれx,y方向の
番地、rはLED画像の半径である。今、LED画像を
1画素の数分の1移動させた場合を考えてみると、式
(1),(2)の左辺第1項の分子Σf(i,j)・i
及びΣf(i,j)・jは移動前の値と同一である。ま
た、分母πr2 +2πrはLED画像の面積がある程度
の大きさをもてば一定値と考えることができる。さて、
ある値を量子化した場合、±1LSBの量子化誤差を伴
うがこの値をn個サンプルし平均化処理を行なった場
合、量子化誤差は±(1/√n)LSBに改善できるこ
とはよく知られている。空間的な標本化を行なった場合
もこれと同様に±1画素の標本化誤差を伴うが、この標
本化誤差は式(1),(2)の左辺第2項の分子±h
(i,j)・i及びΣh(i,j)・jにのみ存在す
る。前記量子化誤差の軽減と同様、斜線部の画素数Σh
(i,j)の平方根だけ標本化誤差は軽減される。つま
りm=Σh(i,j)とすると、重心座標の計測精度は
(1/√m)画素が期待できる。このことにより、LE
D画像の周囲長、つまり面積が大きい方が、重心をより
高精度に求めることが可能となる。
【0016】図2は、図6に示す三次元座標計測システ
ムを用いて、振り子の先端にLEDを配置してその振り
子を何度も振らせたときの軌跡を示す図であり、CCD
カメラ2,4のピントをそのLEDからわざと外したと
きのものである。y軸は上方向、x軸はCCDカメラの
光軸を横切る方向、z軸はCCDカメラの光軸方向であ
る。したがって図2(a)はCCDカメラ側から見た振
り子の動き、図2(b)はCCDカメラの側方から見た
振り子の動きを示している。
【0017】この軌跡は、CCDカメラ2,4で得られ
た、各フレームの画像について、上述のように二値化に
よりLEDの領域を抽出しそのLEDの領域の重心を求
めることによりその各フレームにおける軌跡上の点を求
め、それらの点を順次複数のフレームについて所定の移
動平均を行なうことにより得られたものである。振り子
の軌跡は再現性が良く、したがって図2の軌跡の、全体
としての線幅は計測誤差を表わしている。
【0018】また、図3は、図2と同じ系を用いて、C
CDカメラ2,4のピントをそのLEDに合わせたとき
の軌跡を示す図である。図2と図3とを比べると、ピン
トを外したときの方が、軌跡の、全体としての線幅が狭
い。これは、撮影にあたってピントを外した場合の方
が、より精度が向上していることを示している。
【0019】図4は、本発明のもう1つの実施形態にお
ける回路ブロック図である。ここでは、Z軸方向に往復
運動する物体にLEDを固定し、そのLEDの軌跡を求
めるものとする。CCDカメラ2,4で得られた画像信
号に、ランダムノイズを加算する。ここでは、画像信号
を得るにあたってはLEDにピントの合った状態で撮影
を行なうものとする。
【0020】ランダムノイズが重畳された画像信号は、
上述と同様にして二値化され、重心が求められ、その重
心座標の移動平均が求められる。図5は、Z軸方向に往
復運動する物体についての、図2と同様な図である。こ
の図5には、ピントはLEDに合った状態で撮影を行な
い、その撮影により得られた画像信号にランダムノイズ
を重畳して処理したときの軌跡が示されている。
【0021】また、図6は、図5と同一の系における軌
跡であるが、得られた画像信号にランダムノイズを重畳
していない点のみが図5の場合と異なる。図5と図6と
を比べると、ランダムノイズを重畳したときの方が、軌
跡の、全体としての線幅が狭く、ランダムノイズを重畳
したときの方が計測精度がより向上している。
【0022】尚、ここでは、画像信号とは別にランダム
ノイズを発生させてそのランダムノイズを画像信号に重
畳させているが、ランダムノイズを、画像信号とは別系
統で発生させる必要はなく、ランダムノイズが重畳され
た画像信号を得ることができればよく、例えばCCDカ
メラ2,4の絞りを絞って露光不足ぎみにし、CCDで
得た画像信号を大きく増幅することによりその増幅によ
るノイズを重畳させてもよい。
【0023】また、CCDカメラ2,4は、通常は、y
方向(V方向)は画素が空間的に分離されており、x方
向(H方向)には、サンプリングにより各画素毎の信号
に分離される。したがってH方向の同期信号のジッタを
わざと増やすことによりH方向にノイズを重畳すること
ができる。この場合、H方向についてのみ精度が向上す
ることになるため、CCDカメラ2,4をx−y面内で
45°傾けると、x方向とy方向との双方の方向につい
て精度を向上させることができる。あるいは、CCDカ
メラ2,4を物理的に傾けなくても、座標軸をCCDカ
メラ2,4の画面内で斜めにとることにより、その画面
内の2つの軸双方について精度を向上させることができ
る。
【0024】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によればタ
ーゲットの位置を高精度に求めることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】ピントの合った状態(a)とピントが外れた状
態(b)のLEDの画像の模式図である。
【図2】図6に示す三次元座標計測システムを用いて、
振り子の先端にLEDを配置してその振り子を何度も振
らせたときの軌跡を示す図である。
【図3】図2と同じ系を用いて、CCDカメラ2,4の
ピントをそのLEDに合わせたときの軌跡を示す図であ
る。
【図4】本発明のもう1つの実施形態における回路ブロ
ック図である。
【図5】Z軸方向に往復動する物体についての、図2と
同様な図である。
【図6】図5と同一の系における、斜面を自由落下する
物体の軌跡を示す図である。
【図7】ステレオ法による三次元座標計測法の一例を模
式的に示した図である。
【符号の説明】
2,4 CCDカメラ 6 被測定体

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 少なくとも1つのターゲットを含む画角
    内を、所定の画素分解能を有する撮像器で撮像して画像
    信号を得、該画像信号に基づく画像処理により前記ター
    ゲットの座標を求める座標計測方法において、 前記撮像器のピントを前記ターゲットから外すことによ
    り該ターゲットのぼけた像を撮像し、該ぼけた像を担持
    した画像信号に基づいて前記ターゲットの座標を求める
    ことを特徴とする座標計測方法。
  2. 【請求項2】 少なくとも1つのターゲットを含む画角
    内を、所定の画素分解能を有する撮像器で撮像して画像
    信号を得、該画像信号に基づく画像処理により前記ター
    ゲットの座標を求める座標計測方法において、 ランダムノイズが重畳された画像信号に基づいて前記タ
    ーゲットの座標を求めることを特徴とする座標計測方
    法。
  3. 【請求項3】 少なくとも1つのターゲットを含む画角
    内を、所定の画素分解能を有する撮像器で撮像して画像
    信号を得、該画像信号に基づく画像処理を処理により前
    記ターゲットの座標を求める座標計測方法において、 前記撮像器で撮像された画像の縦方向および横方向から
    該画像内で回転した、互いに直交する斜め二方向に延び
    る二軸を座標軸としたときの、前記ターゲットの座標を
    求めることを特徴とする座標計測方法。
  4. 【請求項4】 前記ターゲットの座標を求めるにあた
    り、前記画像信号に基づいて前記ターゲットの像を表わ
    す画像領域を抽出し、前記ターゲットの座標として、該
    画像領域の重心点の座標を求めることを特徴とする請求
    項1から3のうちいずれか1項記載の座標計測方法。
JP7196684A 1995-08-01 1995-08-01 座標計測方法 Withdrawn JPH0942926A (ja)

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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007017180A (ja) * 2005-07-05 2007-01-25 National Institute Of Information & Communication Technology 光学式モーションキャプチャにおけるマーカー認識方法及び装置
US7830605B2 (en) 2006-11-10 2010-11-09 Fuji Xerox Co., Ltd. Longitudinal interference fringe pattern projection lens, optical system, and three-dimensional image acquisition apparatus
JP2012007942A (ja) * 2010-06-23 2012-01-12 Fuji Xerox Co Ltd 位置測定装置
CN104457569A (zh) * 2014-11-27 2015-03-25 大连理工大学 一种大型复合板材几何参数视觉测量方法

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007017180A (ja) * 2005-07-05 2007-01-25 National Institute Of Information & Communication Technology 光学式モーションキャプチャにおけるマーカー認識方法及び装置
JP4682326B2 (ja) * 2005-07-05 2011-05-11 独立行政法人情報通信研究機構 光学式モーションキャプチャにおけるマーカー認識方法及び装置
US7830605B2 (en) 2006-11-10 2010-11-09 Fuji Xerox Co., Ltd. Longitudinal interference fringe pattern projection lens, optical system, and three-dimensional image acquisition apparatus
JP2012007942A (ja) * 2010-06-23 2012-01-12 Fuji Xerox Co Ltd 位置測定装置
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