JPH10332370A - 中心座標解析装置 - Google Patents

中心座標解析装置

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JPH10332370A
JPH10332370A JP9145295A JP14529597A JPH10332370A JP H10332370 A JPH10332370 A JP H10332370A JP 9145295 A JP9145295 A JP 9145295A JP 14529597 A JP14529597 A JP 14529597A JP H10332370 A JPH10332370 A JP H10332370A
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JP
Japan
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photograph
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ellipse
center
circular
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Withdrawn
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JP9145295A
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English (en)
Inventor
Tetsuo Shigemizu
哲郎 重水
Yoshiaki Inoue
好章 井上
Tokio Kai
登喜雄 開
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Mitsubishi Heavy Industries Ltd
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Mitsubishi Heavy Industries Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】ターゲット用シールを貼る必要がなく、人が近
づくことが困難な場所にある円形対象物体の座標確定が
可能な中心座標解析装置を提供すること。 【解決手段】円形物体(1)の写真撮影を行ない、その
写真を解析することにより前記円形物体(1)の三次元
座標を解析する写真計測を用いた中心座標解析装置にお
いて、前記円形物体(1)の3箇所以上のエッヂ部にレ
ーザースポット光を照射する照射手段と、前記円形物体
(1)を少なくとも異なる3方向から写真撮影する撮影
手段と、この撮影手段で撮影された写真から前記レーザ
ースポット光の輝点である前記エッヂ部の三次元座標を
求める演算手段(6)と、この演算手段(6)で求めた
3点の三次元座標から、これら3点に外接する外接円の
中心位置を求める手段(7)と、を具備。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、写真計測技術によ
りフランジなど円形部材の中心位置を解析する中心座標
解析装置に関する。
【0002】
【従来の技術】図7は、従来の円形部材の中心座標解析
手順を説明するための図である。図7に示すように、最
初に対象物1の写真撮影を行なう。対象物1と計測原器
2(長さが判っているもの)を少なくとも3方向以上の
異なる位置から撮影する。これにより、写真3a,3
b,3cを得る。その際、対象物1の円形部外周のエッ
ヂの少なくとも3個所に、それぞれターゲット用のシー
ル4a,4b,4cを貼り付けている。写真3a,3
b,3cに写る計測原器2は、実寸法に変換する場合の
基準値として用いられる。
【0003】図8は、従来の中心座標解析装置の構成を
示す図である。この装置では、撮影された写真3a,3
b,3cから対象物1の中心位置を解析する。この装置
は、撮影された写真3a,3b,3cを基にしてターゲ
ット用のシール4a,4b,4cの3点の位置を入力す
るデジタイザー等に代表される計測点位置入力装置5、
その入力された計測点の三次元座標を求める写真解析装
置6と、3点の三次元座標からその3点に外接する外接
円の中心すなわち対象物1の中心位置を求める円中心座
標解析装置7により構成されている。
【0004】なお、対象物1の円形部が円形の孔を有し
ておらず円盤状の板である場合は、直接円の中心に計測
ポイント決定のためのターゲット用のシールを貼り、そ
の座標を求めるようにしている。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】上述した従来の中心座
標解析装置では、対象物に必ずターゲット用のシールを
貼る必要がある。しかしながら、対象物によっては人が
近づくことが困難なものがあり、シールを貼ることがで
きない場合がある。
【0006】本発明の目的は、ターゲット用シールを貼
る必要がなく、人が近づくことが困難な場所にある円形
対象物体の座標確定が可能な中心座標解析装置を提供す
ることにある。
【0007】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決し目的を
達成するために、本発明の中心座標解析装置は以下の如
く構成されている。 (1)本発明の中心座標解析装置は、円形物体の写真撮
影を行ない、その写真を解析することにより前記円形物
体の三次元座標を解析する写真計測を用いた中心座標解
析装置において、前記円形物体の3箇所以上のエッヂ部
にレーザースポット光を照射する照射手段と、前記円形
物体を少なくとも異なる3方向から写真撮影する撮影手
段と、この撮影手段で撮影された写真から前記レーザー
スポット光の輝点である前記エッヂ部の三次元座標を求
める演算手段と、この演算手段で求めた3点の三次元座
標から、これら3点に外接する外接円の中心位置を求め
る手段と、から構成されている。 (2)本発明の中心座標解析装置は上記(1)に記載の
装置であり、かつ前記照射手段は、レーザースリット光
を前記円形物体に照射する。 (3)本発明の中心座標解析装置は、円形物体の写真撮
影を行ない、その写真を解析することにより前記円形物
体の三次元座標を解析する写真計測を用いた中心座標解
析装置において、前記円形物体を少なくとも異なる3方
向から写真撮影する撮影手段と、この撮影手段で前記円
形物体が楕円形状として撮影された写真を解析し、その
楕円の中心位置を求める演算手段と、前記撮影手段で異
なる方向から撮影された同一の前記円形物体の3枚以上
の写真における前記楕円の中心位置から、前記円形物体
の三次元座標位置を解析する解析手段と、から構成され
ている。 (4)本発明の中心座標解析装置は上記(3)に記載の
装置であり、かつ前記演算手段は、前記楕円に接する2
本の平行な接線の前記楕円との接点間の2等分点を求め
ることで前記楕円の中心位置を求める。
【0008】
【発明の実施の形態】
(第1の実施の形態)図1と図2は、本発明の第1の実
施の形態に係る中心座標解析装置による中心座標解析の
手順を説明するための図である。
【0009】図1では、円形物体を有する対象物の写真
撮影法にレーザースポット法を用い、レーザースポット
光使用時の写真計測の構成を示している。図1では、従
来のように対象物1にシールを用いる代わりに、レーザ
ー装置8a,8b,8cから照射されたレーザースポッ
ト光9a,9b,9cを各々対象物1の円形物体のエッ
ヂ部に照射する。すると、このエッヂ部にレーザー光に
よる輝点10a,10b,10cができる。この状況
を、少なくとも角度の異なる3方向から、図示しない撮
影装置により撮影し、写真11a,11b,11cを得
る。このとき、長さが判っている計測原器2も、同時に
前記写真11a,11b,11cに写し込む。
【0010】図2では、円形物体を有する対象物の写真
撮影法にレーザーシート法を用いている。図2では、レ
ーザー装置12a,12bから照射されたレーザー光を
図示しない光学系によりシート光13a,13bに変換
し、対象物1の円形物体に照射する。すると、前記円形
物体の表面には、2本の帯状の輝線14a,14bが発
生する。この状況を少なくとも角度の異なる3方向か
ら、図示しない撮影装置により撮影し、写真15a,1
5b,15cを得る。このとき、長さが判っている計測
原器2も、同時に前記写真15a,15b,15cに写
し込む。
【0011】図3は、当該中心座標解析装置の構成を示
す図である。前述したようにして得た写真11a,11
b,11c及び写真15a,15b,15cを、図3の
構成にて解析し、対象物1の円形物体の中心座標を求め
る。計測点位置入力装置5はデジタイザー等に代表さ
れ、撮影された写真11a,11b,11c及び写真1
5a,15b,15cから、それぞれエッヂ10a,1
0b,10cとエッヂ16a,16b,16cを選び出
し、それらを各写真の3つの計測点の位置として入力す
る。
【0012】写真解析装置6は、計測点位置入力装置5
で入力された各計測点の三次元座標を求め、円中心座標
解析装置7は3つの計測点の三次元座標から、それら3
点に外接する外接円の中心すなわち対象物1の中心位置
(座標)を求める。
【0013】本第1の実施の形態による中心座標解析装
置では、シールの代わりに3本のレーザースポット光を
被測定対象物体の3箇所のエッヂに照射し、その状況を
少なくとも角度の異なる3方向以上から写真撮影を行な
いそれを解析するため、3本のスポット位置から円周上
の3点が判るので、それらの点に外接する外接円を求め
ることにより、その円の中心座標(座標)が求められ
る。
【0014】あるいはシールの代わりに2本のレーザー
スリット光を被測定対象物体に照射し、その状況を少な
くとも角度の異なる3方向以上から写真撮影を行ないそ
れを解析するため、画像処理により被測定対象物のエッ
ヂを3箇所求めることにより、同様に外接円から中心座
標を求められる。
【0015】(第2の実施の形態)図4は、本発明の第
2の実施の形態に係る中心座標解析装置による写真撮影
時の構成を示す図である。当該中心座標解析装置では、
最初に対象物1の写真撮影を行なう。対象物1をありの
ままの状態とし、少なくとも3箇所以上の異なる位置か
ら撮影し、写真16a,16b,16cを得る。なお、
長さが判っている計測原器2も、同時に前記写真16
a,16b,16cに写し込む。
【0016】図5は、当該中心座標解析装置の構成を示
す図である。この中心座標解析装置において、楕円中心
点算出装置17は図示しない撮影装置により得た写真1
6a,16b,16cを基にして、各写真に撮影された
対象物1の楕円中心の座標を求める。写真解析装置6
は、3枚の写真16a,16b,16cの楕円中心の座
標から対象物1の中心の三次元座標を解析する。円中心
座標解析装置7は、前記三次元座標から円中心位置(座
標)を求める。
【0017】なお、楕円中心点算出装置17で写真内の
対象物1の楕円中心を求める際に、中心位置の決定精度
を増すために、平行接線を数組引いて中心点を平均処理
することも可能である。
【0018】本第2の実施の形態による中心座標解析装
置では、上記第1の実施の形態のようにレーザー光を用
いることなく、少なくとも3方向以上の異なる角度から
被測定対象物の写真撮影を行ない、得られた写真の解析
を行なう。円形物体は、正面から撮影すると円形、それ
以外の方向から撮影するとほぼ楕円形状になる。
【0019】そのため、写真上の楕円物体において、楕
円のある位置における接線を引き、その接点位置の反対
側の楕円上の位置において先の接線に平行な接線を引く
ことで、平行な接線の接点間距離を2分割する点を求め
る。その点が楕円の中心となる。同様に別角度から撮影
された対象物の写真から楕円の中心を幾何学的に求め、
写真解析から、円形物体の中心位置を解析する。
【0020】図6は、楕円中心位置の決定を説明するた
めの図である。図6には、写真に写された円形物体穴が
示されている。ここで、楕円の写真上(x−yの2次
元)で、長軸方向をx、短軸方向をy、楕円中心を
(0,0)とした場合、楕円のグラフは図6のようにな
り、楕円を示す式は次式(1)の形で一般化できる。
【0021】x2 /a2 +y2 /b2 =1 …(1) ただし、aは長軸半径,bは短軸半径である。楕円上の
点P1 (x1 ,y1 )上の接線L1は、次式(2)に示
すようになる。
【0022】 y=−b2 x1 /a2 y1 (x−x1 )+y1 …(2) 一方、楕円上で点P2 (x2 ,y2 )=(−x1 ,−y
1 )上の接線L2は、次式(3)に示すようになる。
【0023】 y=−b2 x1 /a2 y1 (x+x1 )−y1 …(3) つまり、式(2)、(3)より、楕円には接線の傾きが
同じ直線が1対必ずあることが分かる。その場合の2接
点P1 (x1 ,y1 )とP2 (−x1 ,−y1)の中間
点は(0,0)となり、楕円の中心が求められる。
【0024】なお、本発明は上記各実施の形態のみに限
定されず、要旨を変更しない範囲で適時変形して実施で
きる。 (実施の形態のまとめ)実施の形態に示された構成およ
び作用効果をまとめると次の通りである。 [1]実施の形態に示された中心座標解析装置は、円形
物体(1)の写真撮影を行ない、その写真を解析するこ
とにより前記円形物体(1)の三次元座標を解析する写
真計測を用いた中心座標解析装置において、前記円形物
体(1)の3箇所以上のエッヂ部にレーザースポット光
を照射する照射手段(8a,8b,8c)と、前記円形
物体(1)を少なくとも異なる3方向から写真撮影する
撮影手段と、この撮影手段で撮影された写真から前記レ
ーザースポット光の輝点である前記エッヂ部の三次元座
標を求める演算手段(6)と、この演算手段(6)で求
めた3点の三次元座標から、これら3点に外接する外接
円の中心位置を求める手段(7)と、から構成されてい
る。
【0025】このように上記中心座標解析装置において
は、3つのスポット位置から円周上の3点が判るので、
それらの点に外接する外接円を求めることにより、その
円の中心座標が求められるので、対象となる円形物体に
ターゲット用シールを貼る必要がなく、人が近づくこと
が困難な場所にある円形対象物体の座標確定が可能にな
る。 [2]実施の形態に示された中心座標解析装置は上記
[1]に記載の装置であり、かつ照射手段(13a,1
3b)は、レーザースリット光を前記円形物体(1)に
照射する。
【0026】このように上記中心座標解析装置において
は、レーザースリット光を対象となる円形物体に照射
し、その状況を少なくとも角度の異なる3方向から写真
撮影を行ない解析するため、画像処理により被測定対象
物である前記円形物体のエッヂを3箇所求めることによ
り、外接円から中心座標を求められるので、前記円形物
体にターゲット用シールを貼る必要がなく、人が近づく
ことが困難な場所にある円形対象物体の座標確定が可能
になる。 [3]実施の形態に示された中心座標解析装置は、円形
物体(1)の写真撮影を行ない、その写真を解析するこ
とにより前記円形物体(1)の三次元座標を解析する写
真計測を用いた中心座標解析装置において、前記円形物
体(1)を少なくとも異なる3方向から写真撮影する撮
影手段と、この撮影手段で前記円形物体(1)が楕円形
状として撮影された写真を解析し、その楕円の中心位置
を求める演算手段(17)と、前記撮影手段で異なる方
向から撮影された同一の前記円形物体の3枚以上の写真
における前記楕円の中心位置から、前記円形物体の三次
元座標位置を解析する解析手段(6)と、から構成され
ている。
【0027】このように上記中心座標解析装置において
は、少なくとも3方向以上の異なる角度から被測定対象
物の写真撮影を行ない、得られた写真の解析を行ない、
前記写真における楕円の中心位置から、前記円形物体の
三次元座標位置を解析するので、前記円形物体にターゲ
ット用シールを貼る必要がなく、人が近づくことが困難
な場所にある円形対象物体の座標確定が可能になる。 [4]実施の形態に示された中心座標解析装置は上記
[3]に記載の装置であり、かつ前記演算手段(17)
は、前記楕円に接する2本の平行な接線の前記楕円との
接点間の2等分点を求めることで前記楕円の中心位置を
求める。
【0028】このように上記中心座標解析装置において
は、前記楕円に接する2本の平行な接線の前記楕円との
接点間の2等分点を求めることで前記楕円の中心位置を
求めるので、前記円形物体にターゲット用シールを貼る
必要がなく、人が近づくことが困難な場所にある円形対
象物体の座標確定が可能になる。
【0029】
【発明の効果】本発明の中心座標解析装置によれば、3
つのスポット位置から円周上の3点が判るので、それら
の点に外接する外接円を求めることにより、その円の中
心座標が求められるので、対象となる円形物体にターゲ
ット用シールを貼る必要がなく、人が近づくことが困難
な場所にある円形対象物体の座標確定が可能になる。
【0030】本発明の中心座標解析装置によれば、レー
ザースリット光を対象となる円形物体に照射し、その状
況を少なくとも角度の異なる3方向から写真撮影を行な
い解析するため、画像処理により被測定対象物である前
記円形物体のエッヂを3箇所求めることにより、外接円
から中心座標を求められるので、前記円形物体にターゲ
ット用シールを貼る必要がなく、人が近づくことが困難
な場所にある円形対象物体の座標確定が可能になる。
【0031】本発明の中心座標解析装置によれば、少な
くとも3方向以上の異なる角度から被測定対象物の写真
撮影を行ない、得られた写真の解析を行ない、前記写真
における楕円の中心位置から、前記円形物体の三次元座
標位置を解析するので、前記円形物体にターゲット用シ
ールを貼る必要がなく、人が近づくことが困難な場所に
ある円形対象物体の座標確定が可能になる。
【0032】本発明の中心座標解析装置によれば、前記
楕円に接する2本の平行な接線の前記楕円との接点間の
2等分点を求めることで前記楕円の中心位置を求めるの
で、前記円形物体にターゲット用シールを貼る必要がな
く、人が近づくことが困難な場所にある円形対象物体の
座標確定が可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の実施の形態に係る中心座標解析
装置による中心座標解析の手順を説明するための図。
【図2】本発明の第1の実施の形態に係る中心座標解析
装置による中心座標解析の手順を説明するための図。
【図3】本発明の第1の実施の形態に係る中心座標解析
装置の構成を示す図。
【図4】本発明の第2の実施の形態に係る中心座標解析
装置による写真撮影時の構成を示す図。
【図5】本発明の第2の実施の形態に係る中心座標解析
装置の構成を示す図。
【図6】本発明の第2の実施の形態に係る楕円中心位置
の決定を説明するための図。
【図7】従来例に係る円形部材の中心座標解析手順を説
明するための図。
【図8】従来例に係る中心座標解析装置の構成を示す
図。
【符号の説明】
1…対象物 2…計測原器 4…ターゲット用のシール 5…計測点位置入力装置 6…写真解析装置 7…円中心座標解析装置

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】円形物体の写真撮影を行ない、その写真を
    解析することにより前記円形物体の三次元座標を解析す
    る写真計測を用いた中心座標解析装置において、 前記円形物体の3箇所以上のエッヂ部にレーザースポッ
    ト光を照射する照射手段と、 前記円形物体を少なくとも異なる3方向から写真撮影す
    る撮影手段と、 この撮影手段で撮影された写真から前記レーザースポッ
    ト光の輝点である前記エッヂ部の三次元座標を求める演
    算手段と、 この演算手段で求めた3点の三次元座標から、これら3
    点に外接する外接円の中心位置を求める手段と、 を具備したことを特徴とする中心座標解析装置。
  2. 【請求項2】前記照射手段は、レーザースリット光を前
    記円形物体に照射することを特徴とする請求項1に記載
    の中心座標解析装置。
  3. 【請求項3】円形物体の写真撮影を行ない、その写真を
    解析することにより前記円形物体の三次元座標を解析す
    る写真計測を用いた中心座標解析装置において、 前記円形物体を少なくとも異なる3方向から写真撮影す
    る撮影手段と、 この撮影手段で前記円形物体が楕円形状として撮影され
    た写真を解析し、その楕円の中心位置を求める演算手段
    と、 前記撮影手段で異なる方向から撮影された同一の前記円
    形物体の3枚以上の写真における前記楕円の中心位置か
    ら、前記円形物体の三次元座標位置を解析する解析手段
    と、 を具備したことを特徴とする中心座標解析装置。
  4. 【請求項4】前記演算手段は、前記楕円に接する2本の
    平行な接線の前記楕円との接点間の2等分点を求めるこ
    とで前記楕円の中心位置を求めることを特徴とする請求
    項3に記載の中心座標解析装置。
JP9145295A 1997-06-03 1997-06-03 中心座標解析装置 Withdrawn JPH10332370A (ja)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100903855B1 (ko) 2007-12-24 2009-06-24 한국항공우주연구원 레이저 장치를 이용한 기체 밸런스 시스템 및 방법
CN103673883A (zh) * 2013-12-20 2014-03-26 沪东中华造船(集团)有限公司 用于船舶管系法兰中心位置的测量工装及测量方法
CN112461130A (zh) * 2020-11-16 2021-03-09 北京平恒智能科技有限公司 一种胶粘制品视觉检测工具框定位方法

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