JPS6175210A - レンジフアインダ - Google Patents
レンジフアインダInfo
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- JPS6175210A JPS6175210A JP59197414A JP19741484A JPS6175210A JP S6175210 A JPS6175210 A JP S6175210A JP 59197414 A JP59197414 A JP 59197414A JP 19741484 A JP19741484 A JP 19741484A JP S6175210 A JPS6175210 A JP S6175210A
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-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01C—MEASURING DISTANCES, LEVELS OR BEARINGS; SURVEYING; NAVIGATION; GYROSCOPIC INSTRUMENTS; PHOTOGRAMMETRY OR VIDEOGRAMMETRY
- G01C3/00—Measuring distances in line of sight; Optical rangefinders
- G01C3/02—Details
- G01C3/06—Use of electric means to obtain final indication
- G01C3/08—Use of electric radiation detectors
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01B—MEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
- G01B2210/00—Aspects not specifically covered by any group under G01B, e.g. of wheel alignment, caliper-like sensors
- G01B2210/50—Using chromatic effects to achieve wavelength-dependent depth resolution
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- Electromagnetism (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Radar, Positioning & Navigation (AREA)
- Remote Sensing (AREA)
- Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)
- Measurement Of Optical Distance (AREA)
- Processing Or Creating Images (AREA)
- Image Processing (AREA)
- Closed-Circuit Television Systems (AREA)
- Image Analysis (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明はレンジ７アイ／ダ、特に産業用ロボットなどの
三次元視覚装置に利用されるレンジファインダに関する
。
三次元視覚装置に利用されるレンジファインダに関する
。
ロボットアームなどを駆動して物体を操作する場合、物
体の位置をセンスする九めに視覚装置が利用される。通
常、視覚装置はテレビカメラのような二次元センサでち
９、物体を画像としてとらえる。この場合、画像の各点
に得られるのは情景 ・の輝度（明るさ）であシ、物
体が二次元的にとらえられる。ロボットアームで物体を
つかむためには物体迄の距離も知る必要がメジ、このよ
うな装置として能動ステレオ法によるレンジファインダ
が知られている。
体の位置をセンスする九めに視覚装置が利用される。通
常、視覚装置はテレビカメラのような二次元センサでち
９、物体を画像としてとらえる。この場合、画像の各点
に得られるのは情景 ・の輝度（明るさ）であシ、物
体が二次元的にとらえられる。ロボットアームで物体を
つかむためには物体迄の距離も知る必要がメジ、このよ
うな装置として能動ステレオ法によるレンジファインダ
が知られている。
第６図を参照して第りの従来例として公知であるスリッ
ト光を用いた能動ステレオ法によるし／ジファインダを
説明する（セ／す技術、 Ｖｏｌ −２＋ＮＯ，ｌ、１
８〜２５ページ）。第６図では光源ｌの光はレンズ２に
よシ平行光線とされ、スリ、ト３によって細いスリ、ト
光が射出される。
ト光を用いた能動ステレオ法によるし／ジファインダを
説明する（セ／す技術、 Ｖｏｌ −２＋ＮＯ，ｌ、１
８〜２５ページ）。第６図では光源ｌの光はレンズ２に
よシ平行光線とされ、スリ、ト３によって細いスリ、ト
光が射出される。
スリット光は鏡４によって角度αを与えられ空間に投射
される。この角度αは鏡４ｔ”回転することによシ変調
される。投射されたスリ、ト光Ｒ１は物体面５によって
反射される。第６図の７はテレビカメラを模式的に描い
次もので１反射された物体面上のスリット光はレンズ８
によシ結儂面９に結像される。簡単の九め説明を二次元
で行うと。
される。この角度αは鏡４ｔ”回転することによシ変調
される。投射されたスリ、ト光Ｒ１は物体面５によって
反射される。第６図の７はテレビカメラを模式的に描い
次もので１反射された物体面上のスリット光はレンズ８
によシ結儂面９に結像される。簡単の九め説明を二次元
で行うと。
物体面５上の点Ｐ１は結儂面９上の点Ｐｌとして撮像さ
れる。
れる。
以上の系で物体以外の位置関係は既知であると仮定する
と、射出角αは鏡４の制御によシ知られ、受光角βは撮
像された画像から得られる。必要なのは物体面上の点Ｐ
１と撮像系間の距離りである。
と、射出角αは鏡４の制御によシ知られ、受光角βは撮
像された画像から得られる。必要なのは物体面上の点Ｐ
１と撮像系間の距離りである。
今、鏡面４とレンズ８の間の距離（既知）をＤと置き、
点Ｐ１と鏡面４との距離をＭと置くと、式（１１と式（
２）が得られる。
点Ｐ１と鏡面４との距離をＭと置くと、式（１１と式（
２）が得られる。
Ｌｓｉｎβ＝ Ｍ ｍα （１）Ｌａｗβ
＋Ｍ ｃｍ ａ ＝ Ｄ （２）式（１１（
２１からＭと消去すると となり、距離りが求められる。
＋Ｍ ｃｍ ａ ＝ Ｄ （２）式（１１（
２１からＭと消去すると となり、距離りが求められる。
物体面が６の位置にあシ、撮像系から遠い場合、スリ、
ト光は物体面６と点Ｑ１で交わ９％この像は結像面９上
の点Ｑ１として撮像され、Ｐｌとは位置が異なる。その
九め撮像された画面内で、スリット光の像の位置を知る
ことによって、物体面 迄の距離を知ることがで
きる。このようなし／ジファインダでは１回のスリ、ト
の投影について１本のスリ、トの像上の各点について距
離が得られる。その九め撮像画面全体について距離を得
るには、鏡４の回転によシ角αを変化させながら【画面
ずつ撮像し、全画面を完成する。
ト光は物体面６と点Ｑ１で交わ９％この像は結像面９上
の点Ｑ１として撮像され、Ｐｌとは位置が異なる。その
九め撮像された画面内で、スリット光の像の位置を知る
ことによって、物体面 迄の距離を知ることがで
きる。このようなし／ジファインダでは１回のスリ、ト
の投影について１本のスリ、トの像上の各点について距
離が得られる。その九め撮像画面全体について距離を得
るには、鏡４の回転によシ角αを変化させながら【画面
ずつ撮像し、全画面を完成する。
しかし、以上の方式のレンジファインダでは画像を例え
ば２５６Ｘ ２５６画素の２次元格子と考えるディジタ
ル画像処理によ）距離を求める場合。
ば２５６Ｘ ２５６画素の２次元格子と考えるディジタ
ル画像処理によ）距離を求める場合。
すべての画素について物体面迄の距離が得られず、スリ
、ト光像の存在する画素でのみ距離が得られる几め、そ
の間の画素では周囲の画素で得られた距離から内挿する
必要があるという欠点があった。
、ト光像の存在する画素でのみ距離が得られる几め、そ
の間の画素では周囲の画素で得られた距離から内挿する
必要があるという欠点があった。
ま九、上記の解像度で距離画像を得る九め角αｔ−２５
６回投射し撮像するとすれば、カメラの１フレームの時
間ｔ−１／３０秒として約８．５秒の時間がかかり、入
力後の処理時間を別にしても高速のロボット視覚システ
ムとしては応用範囲が限られるのも欠点であった。
６回投射し撮像するとすれば、カメラの１フレームの時
間ｔ−１／３０秒として約８．５秒の時間がかかり、入
力後の処理時間を別にしても高速のロボット視覚システ
ムとしては応用範囲が限られるのも欠点であった。
上記の欠点を回避するため、最近スリ、トの代わシにグ
レイコードパターン？投射するし／ジーファインダが発
表されている。（昭和５９年度電子通信学会総会全国大
会８１４−ｓ）、この第２の従来例を第７図を参照して
説明する。第２の従来例ではスリット光の代わりにコー
ドパターン【０がランプ１１によシ空間に投射されてい
る。物体面５上にはこのコードパターンが投影される。
レイコードパターン？投射するし／ジーファインダが発
表されている。（昭和５９年度電子通信学会総会全国大
会８１４−ｓ）、この第２の従来例を第７図を参照して
説明する。第２の従来例ではスリット光の代わりにコー
ドパターン【０がランプ１１によシ空間に投射されてい
る。物体面５上にはこのコードパターンが投影される。
第７図の例では点Ｐ１は光が当九るので“ｌ＃のコード
、点Ｐ２は光が当九らないので″Ｏ”のコードが対応す
る。点Ｐ１の像はレンズ８によってテレビカメラ７の結
像面９上の点ＰＩＶｃ１同様に点Ｐ２の像はＰ２に得ら
れる。コードパターン１０を第８図（ａｌ （ｂｌ（Ｃ
１に示す３枚のパターンに次々と取換えることによシ、
空間を第８図（ｄｌに示すようにスリット状の３ビツト
のコードにコーディングすることができる。即ち、この
３回の投射と撮像で、第１の従来例における、スリ、ト
光の８回の投射と撮像を代用し、同様に８ビ、トのグレ
イコードを利用すれば、８回の投射と撮像で、第１の従
来例におけるスリ、ト光の２５６回の投射と撮像を代用
することができる。
、点Ｐ２は光が当九らないので″Ｏ”のコードが対応す
る。点Ｐ１の像はレンズ８によってテレビカメラ７の結
像面９上の点ＰＩＶｃ１同様に点Ｐ２の像はＰ２に得ら
れる。コードパターン１０を第８図（ａｌ （ｂｌ（Ｃ
１に示す３枚のパターンに次々と取換えることによシ、
空間を第８図（ｄｌに示すようにスリット状の３ビツト
のコードにコーディングすることができる。即ち、この
３回の投射と撮像で、第１の従来例における、スリ、ト
光の８回の投射と撮像を代用し、同様に８ビ、トのグレ
イコードを利用すれば、８回の投射と撮像で、第１の従
来例におけるスリ、ト光の２５６回の投射と撮像を代用
することができる。
第２の従来例によれば、８回の撮像された画像から、各
画素についてグレイコードを求め２５６本の内の対応す
るスリ、ト番号を知ることができる。この番号から第１
の従来例と同様の式（３１における角αを得ることがで
き、撮像面９における各画素位置から角βが知られるの
で、同大により各画素毎に、撮像された物体迄の距離り
を求めることができる。
画素についてグレイコードを求め２５６本の内の対応す
るスリ、ト番号を知ることができる。この番号から第１
の従来例と同様の式（３１における角αを得ることがで
き、撮像面９における各画素位置から角βが知られるの
で、同大により各画素毎に、撮像された物体迄の距離り
を求めることができる。
第２の従来例によると、撮像の回数は８回で撮像は８／
３０秒で終了するので第１の従来例より高速化が図られ
ている。しかし、第２の従来例では、空間がグレイコー
ドによシ完全にディジタル化されているため、空間解像
度は投射するパターン数によって完全に定まシ、ま次第
１の従来例よシ改善されてはいるが、距離を精度良く得
るには撮像の回数を増さねばならないという欠点は残っ
ている。
３０秒で終了するので第１の従来例より高速化が図られ
ている。しかし、第２の従来例では、空間がグレイコー
ドによシ完全にディジタル化されているため、空間解像
度は投射するパターン数によって完全に定まシ、ま次第
１の従来例よシ改善されてはいるが、距離を精度良く得
るには撮像の回数を増さねばならないという欠点は残っ
ている。
本発明の目的は１以上に述べたようなレンジ７アイ／ダ
の欠点を除き、得られる距離の精度と無関係に複数回の
撮像又はＬ回のカラー撮像に工つて物体迄の距離を画素
毎に得ることのできるし／ジファインダを提供すること
にある。
の欠点を除き、得られる距離の精度と無関係に複数回の
撮像又はＬ回のカラー撮像に工つて物体迄の距離を画素
毎に得ることのできるし／ジファインダを提供すること
にある。
本第１の発明によるとスペクトルパターンを空と、該画
像入力装置に前置され透過光量を光の波長別に制御する
単数又は複数のカラーフィルタと、面迄の距離を求める
画像演算装置とを含むことを特徴とするレンジファイン
ダが得られる。
像入力装置に前置され透過光量を光の波長別に制御する
単数又は複数のカラーフィルタと、面迄の距離を求める
画像演算装置とを含むことを特徴とするレンジファイン
ダが得られる。
ま九本第２の発明によるとスペクトルパターンドのカラ
ー画像として撮像するカラー画像入力装置と、該カラー
画像入力装置から得られた多バ／画像演算装置とを含む
ことを特徴とするレンジファインダが得られる。
ー画像として撮像するカラー画像入力装置と、該カラー
画像入力装置から得られた多バ／画像演算装置とを含む
ことを特徴とするレンジファインダが得られる。
〔第１の発明の実施例〕
第【の発明の実施例を第［図を参照して説明する。白色
光源１２からスリットＬ３を通り九光線はプリズム１４
により分光され、スペクトルパターンとして空間に投射
される。このとき、角度αの方向にはある波長λの光線
が射出される。即ち、αはλの単調函数であシ α＝ｆ（λ）（４１ と表わされる。スペクトルパターンは物体面５忙投影さ
れ、この情景がカメラ７によりフィルタ１５、レンズ８
を介して結像面９に結像される。
光源１２からスリットＬ３を通り九光線はプリズム１４
により分光され、スペクトルパターンとして空間に投射
される。このとき、角度αの方向にはある波長λの光線
が射出される。即ち、αはλの単調函数であシ α＝ｆ（λ）（４１ と表わされる。スペクトルパターンは物体面５忙投影さ
れ、この情景がカメラ７によりフィルタ１５、レンズ８
を介して結像面９に結像される。
物体面５上の点Ｐは波長λの単色光で照明され、その強
度は物体面の色により変調され、その像は結像面９上の
点Ｐ′に得られるが、ここに得られる信号強度工ｌは、 Ｉ、＝γ（λ）・τｌ（λ）・ρ（λ）（５）と表わさ
れる。ここでγ（λ）はＰにおける波長λの反射光の強
度、τｌ（λ）は第１のフィルタの波長λにおける透過
率、ρ（λ）は波長λにおける撮像素子の感度である。
度は物体面の色により変調され、その像は結像面９上の
点Ｐ′に得られるが、ここに得られる信号強度工ｌは、 Ｉ、＝γ（λ）・τｌ（λ）・ρ（λ）（５）と表わさ
れる。ここでγ（λ）はＰにおける波長λの反射光の強
度、τｌ（λ）は第１のフィルタの波長λにおける透過
率、ρ（λ）は波長λにおける撮像素子の感度である。
次にフィルタ１５ｔ−第２の透過率の異なるフィルタに
交換する。その時得られる信号Ｉ２はｌ２＝７’（λ）
τ２（λ）拳ρ（λ）（６）と表わされる。信号の比１
１／Ｉ２はよって式（７）のように２つのフィルタの透
過率の比となり、物体表面の色ｒ（λ）によらない。こ
れは波長λの函数となる。これｔ−Ｃ（λ）とおくと １１／Ｉ２”τｌ（λ）／τ２（λ）−Ｃ（λ）（７）
で表わされる。
交換する。その時得られる信号Ｉ２はｌ２＝７’（λ）
τ２（λ）拳ρ（λ）（６）と表わされる。信号の比１
１／Ｉ２はよって式（７）のように２つのフィルタの透
過率の比となり、物体表面の色ｒ（λ）によらない。こ
れは波長λの函数となる。これｔ−Ｃ（λ）とおくと １１／Ｉ２”τｌ（λ）／τ２（λ）−Ｃ（λ）（７）
で表わされる。
Ｃ（λ）が波長λの単調函数であるなら１式（４１から
α” ｆ （Ｃ−１（Ｉｔ／Ｉｚ ） ）
（８）と書くことができる次め、２つの信号の比から単
色光の射出角αを一意に求めることができる。点Ｐから
のカメ−ラフへの光線方向角βは点Ｐ′の画素位置から
知られるので、式（３）によって各画素についてｈ／Ｉ
ｚｆｔ計算することによって物体迄の距離Ｌｆｃ求める
ことができる。
α” ｆ （Ｃ−１（Ｉｔ／Ｉｚ ） ）
（８）と書くことができる次め、２つの信号の比から単
色光の射出角αを一意に求めることができる。点Ｐから
のカメ−ラフへの光線方向角βは点Ｐ′の画素位置から
知られるので、式（３）によって各画素についてｈ／Ｉ
ｚｆｔ計算することによって物体迄の距離Ｌｆｃ求める
ことができる。
ここで、函数Ｃ（λ）が波長λＯ単調函数であることが
必要であるが、簡単には第２図に示すような透過率を持
つ２枚のフィルタによシ実現することができる。この例
では投射されるスペクトルの波長範囲はλｌからλ２と
している。第２図（ａｌに示す第りのフィルタはこの波
長範囲で透過率τ１（λ）が波長λに対して単調減少で
あシ、第２図（ｂｌに示す第２のフィルタ透過率τ２（
λ）が波長λに対して単調増加である。このような１組
のフィルタを用いることによってＣ（λ）は単調減少と
な力、２回の撮像と画像間演算によって距離画像を得る
ことができる。
必要であるが、簡単には第２図に示すような透過率を持
つ２枚のフィルタによシ実現することができる。この例
では投射されるスペクトルの波長範囲はλｌからλ２と
している。第２図（ａｌに示す第りのフィルタはこの波
長範囲で透過率τ１（λ）が波長λに対して単調減少で
あシ、第２図（ｂｌに示す第２のフィルタ透過率τ２（
λ）が波長λに対して単調増加である。このような１組
のフィルタを用いることによってＣ（λ）は単調減少と
な力、２回の撮像と画像間演算によって距離画像を得る
ことができる。
また、第２のフィルタの代わりにフィルタ無しで撮像し
てもτ２（λｌ＝１となり、τ１（λ）が単調函数であ
ればＣＩ（λ）はやはシ単調函数となるため２回の撮像
と画像間演算によって距離画像を得ることができる。
てもτ２（λｌ＝１となり、τ１（λ）が単調函数であ
ればＣＩ（λ）はやはシ単調函数となるため２回の撮像
と画像間演算によって距離画像を得ることができる。
以上の演算を行う画像演算装置」６の実施例を第３図に
示す。第１のフィルタによる入力画像はＡ／Ｄ変換器１
６０によ〕画素毎にデジタル値に変換され、必要など、
ト数で第１の画像メモ！Ｊ １６１に、第２のフィルタ
による入力画像は同様にして第２の画像メモＩＪ１６２
に格納される。除算器１６３は各画素毎に第１の画像メ
モｖ １６１中の値を第２の画像メモリ １６２中の
値で除算し、商を出力する。各間Ｉｓとすると、変換テ
ーブル」６４はＳによシアドレスされ、ｆ （Ｃ（３１
）の値を出力するＲＯＭであり、式（８）により対応す
る射出角αが出力される。受光角βは画素のアドレスカ
ウンタ１６５の示す位置に対応するが、これも変換テー
ブル【６６により画素アドレスを変換して得られる。α
とβの加算は加算器 【６７によシ行われ、更に変換テ
ーブル１６８．１６９によって、Ｄｌｌ−α及びａｔｆ
＋（α＋β）が求められ、両者の商が除算器１７０によ
って実行されることによって式（３）が実行さへ距離り
が第３の画像メモＩＪＬ８０に格納される。このように
して距離画像を得るための画像演算装置【６を構成する
ことができる力へ実行速度などの制約が緩い場合には、
この全部、又は一部を一般のマイクロコ／ビニ−タブロ
グラムなどで置換することもできる。
示す。第１のフィルタによる入力画像はＡ／Ｄ変換器１
６０によ〕画素毎にデジタル値に変換され、必要など、
ト数で第１の画像メモ！Ｊ １６１に、第２のフィルタ
による入力画像は同様にして第２の画像メモＩＪ１６２
に格納される。除算器１６３は各画素毎に第１の画像メ
モｖ １６１中の値を第２の画像メモリ １６２中の
値で除算し、商を出力する。各間Ｉｓとすると、変換テ
ーブル」６４はＳによシアドレスされ、ｆ （Ｃ（３１
）の値を出力するＲＯＭであり、式（８）により対応す
る射出角αが出力される。受光角βは画素のアドレスカ
ウンタ１６５の示す位置に対応するが、これも変換テー
ブル【６６により画素アドレスを変換して得られる。α
とβの加算は加算器 【６７によシ行われ、更に変換テ
ーブル１６８．１６９によって、Ｄｌｌ−α及びａｔｆ
＋（α＋β）が求められ、両者の商が除算器１７０によ
って実行されることによって式（３）が実行さへ距離り
が第３の画像メモＩＪＬ８０に格納される。このように
して距離画像を得るための画像演算装置【６を構成する
ことができる力へ実行速度などの制約が緩い場合には、
この全部、又は一部を一般のマイクロコ／ビニ−タブロ
グラムなどで置換することもできる。
本第１の発明によれば、ｆ（α）は連続函数であるので
、撮像信号のＳ／Ｎ比が良ければ良い程距離が正確に求
められる。実際には、τ２（λ）が小さい波長帯域では
出力信号が小さくなＦ）８７Ｎ比が悪くなる次めに、第
４図に示すような複数のフィルタを用いて撮像すること
が考えられる。第４図にはτｌからτ７の７種のフィル
タによる分光透過率が示されている。２つのフィルタの
透過率の比Ｃｔｊ（λ）を式（９）で定義する。
、撮像信号のＳ／Ｎ比が良ければ良い程距離が正確に求
められる。実際には、τ２（λ）が小さい波長帯域では
出力信号が小さくなＦ）８７Ｎ比が悪くなる次めに、第
４図に示すような複数のフィルタを用いて撮像すること
が考えられる。第４図にはτｌからτ７の７種のフィル
タによる分光透過率が示されている。２つのフィルタの
透過率の比Ｃｔｊ（λ）を式（９）で定義する。
Ｃ１ｊ（λ神τｉ（λ）／τｊ（λ）（９）式（９）の
分母の函数が足数ｔよシ小さいと８／Ｎが悪くなシ、精
度が落ちる場合、各Ｃｉｊの有効範囲は第４図の下部に
示されている。このようにフィルタの数を増すことによ
って都合の良いフィルタペアの結果を用いることによっ
て距離の精度を増すことができる。またＣ１Ｊの有効範
囲が重複している波長領域では、複数の結果を総合して
、距離の精度を増すことができる。この場合画像演算装
置１６は第３図の形から拡張することによって容易に構
成し直すことができる。
分母の函数が足数ｔよシ小さいと８／Ｎが悪くなシ、精
度が落ちる場合、各Ｃｉｊの有効範囲は第４図の下部に
示されている。このようにフィルタの数を増すことによ
って都合の良いフィルタペアの結果を用いることによっ
て距離の精度を増すことができる。またＣ１Ｊの有効範
囲が重複している波長領域では、複数の結果を総合して
、距離の精度を増すことができる。この場合画像演算装
置１６は第３図の形から拡張することによって容易に構
成し直すことができる。
（第２の発明の実施例）
次に本第２の発明を第５図の実施例を参照して説明する
。第１図に示す第１の発明とは、撮像系が異なっている
。即ち、第１の発明では１つのカメラの前にフィルタを
置き、これを交換しながら複数枚の画像を入力するが、
第２の発明ではいわゆるカラーテレビカメ２２２ｔ″用
いる。スペクトルパターンが投影され九情景はレンズ８
を介し、ダイクロイ、クミラーなどで実現される分光素
子１７．１８によって分光され、撮像素子１９，２０゜
２１上に結像する。このように構成し次第２の発明では
複数（第４図の実施例では３枚）の画像が同時に得られ
る。各撮像素子に得られる画像信号Ｉｔ ＋ Ｉ２ ｅ
・・・は、分光素子１７．１８によシ、撮像素子Ｌ９．
２０．２１に伝えられる特性をτ１．τ２．τ３とすれ
ば１式（５）９式（６）と同時に与えられ、画像演算装
置Ｌ６は第１の発明と同様に構成することによって式（
ａｌのようにＣ１２＊ Ｃ１３ｅ Ｃ２３’に計算ｆる
ことによって角αを得、ひいては距離画像を得ることが
できる。
。第１図に示す第１の発明とは、撮像系が異なっている
。即ち、第１の発明では１つのカメラの前にフィルタを
置き、これを交換しながら複数枚の画像を入力するが、
第２の発明ではいわゆるカラーテレビカメ２２２ｔ″用
いる。スペクトルパターンが投影され九情景はレンズ８
を介し、ダイクロイ、クミラーなどで実現される分光素
子１７．１８によって分光され、撮像素子１９，２０゜
２１上に結像する。このように構成し次第２の発明では
複数（第４図の実施例では３枚）の画像が同時に得られ
る。各撮像素子に得られる画像信号Ｉｔ ＋ Ｉ２ ｅ
・・・は、分光素子１７．１８によシ、撮像素子Ｌ９．
２０．２１に伝えられる特性をτ１．τ２．τ３とすれ
ば１式（５）９式（６）と同時に与えられ、画像演算装
置Ｌ６は第１の発明と同様に構成することによって式（
ａｌのようにＣ１２＊ Ｃ１３ｅ Ｃ２３’に計算ｆる
ことによって角αを得、ひいては距離画像を得ることが
できる。
以上述べたようにスペクトルパターンを空間に投射し、
これが物体に投影された情景を撮像装置とフィルタの組
み合わせで複数回撮像することにより、まｋは、分光素
子によって各撮像素子が異なる分光感度を持つように構
成されたカラー撮像装置で撮像することにより、複数枚
の画像を入力し、後置する画像演算装置【よって画偉間
演算を行い物体迄の距離を画素毎に得ることができる。
これが物体に投影された情景を撮像装置とフィルタの組
み合わせで複数回撮像することにより、まｋは、分光素
子によって各撮像素子が異なる分光感度を持つように構
成されたカラー撮像装置で撮像することにより、複数枚
の画像を入力し、後置する画像演算装置【よって画偉間
演算を行い物体迄の距離を画素毎に得ることができる。
尚、以上はスペクトルパターンの投射装置の要素にプリ
ズムを用いた場合を説明したが、グレーティングなど他
の要素を用いたり、カメラのフレーム時間よりもはるか
に高速にパターンを走査しても同様のスペクトルパター
ンが投射されれば差し支えない。
ズムを用いた場合を説明したが、グレーティングなど他
の要素を用いたり、カメラのフレーム時間よりもはるか
に高速にパターンを走査しても同様のスペクトルパター
ンが投射されれば差し支えない。
第り図は本第１の発明の実施例の構成図、第２図は第１
の発明で用いられるフィルタの一例の特性図、第３図は
画像演算装置の実施例のプロ、り図、第４図は本第１の
発明で用いられる複数のフィルタの他の特性図及びフィ
ルタの組み合わせの有効範囲の説明図、第５図は本第２
の発明の実施例の構成図、第６図は第］の従来例の構成
図、第７図は第２の従来例の構成図、第８図は第２の従
来例で用いられるコードパターンの説明図である。 【・・・・・・光源、２・・・・・・レンズ、３・・・
・・・スリット、４・・・・・・鏡、５〜６・・・・・
・物体面、７・・・・・・カメラ、８・・・・・・レン
ズ、９・・・・・・結像面、ｌＯ・・・・・・コードパ
ターン、１１〜■２・・・・・・光源、１３・・・・・
・スリ、）、１４・・・・・・プリズム、１５・・・・
・・フィルタ、１６・・・・・・画像演算装置、１７〜
１８・・・・・・分光素子、１９〜２１・・・・・・撮
像素子、２２・・・・・・カラーカメラ。 第１図 第２図 入、 入２ 入電
入２第３図 第４図 第５図 第６図 第７図 第６図 （α）（ｂ）
の発明で用いられるフィルタの一例の特性図、第３図は
画像演算装置の実施例のプロ、り図、第４図は本第１の
発明で用いられる複数のフィルタの他の特性図及びフィ
ルタの組み合わせの有効範囲の説明図、第５図は本第２
の発明の実施例の構成図、第６図は第］の従来例の構成
図、第７図は第２の従来例の構成図、第８図は第２の従
来例で用いられるコードパターンの説明図である。 【・・・・・・光源、２・・・・・・レンズ、３・・・
・・・スリット、４・・・・・・鏡、５〜６・・・・・
・物体面、７・・・・・・カメラ、８・・・・・・レン
ズ、９・・・・・・結像面、ｌＯ・・・・・・コードパ
ターン、１１〜■２・・・・・・光源、１３・・・・・
・スリ、）、１４・・・・・・プリズム、１５・・・・
・・フィルタ、１６・・・・・・画像演算装置、１７〜
１８・・・・・・分光素子、１９〜２１・・・・・・撮
像素子、２２・・・・・・カラーカメラ。 第１図 第２図 入、 入２ 入電
入２第３図 第４図 第５図 第６図 第７図 第６図 （α）（ｂ）
Claims (2)
- （１）スペクトルパターンを空間に投射するパターン投
射装置と、スペクトルパターンが投影された物体面の情
景を撮像する画像入力装置と、該画像入力装置に前置さ
れ、透過光量を光の波長別に制御する単数又は複数のカ
ラーフィルタと、前記画像入力装置から得られた複数の
画像間の演算を行い各画素における画像入力装置から前
記物体面迄の距離を求める画像演算装置とを含むことを
特徴とするレンジファインダ。 - （２）スペクトルパターンを空間に投射するパターン投
射装置と、スペクトルパターンが投影された物体面の情
景を色分解して多バンドのカラー画像として撮像するカ
ラー画像入力装置と、該カラー画像入力装置から得られ
た多バンド画像の各バンド間の演算を行い各画素におけ
るカラー画像入力装置から前記物体面迄の距離を求める
画像演算装置とを含むことを特徴とするレンジファイン
ダ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59197414A JPS6175210A (ja) | 1984-09-20 | 1984-09-20 | レンジフアインダ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59197414A JPS6175210A (ja) | 1984-09-20 | 1984-09-20 | レンジフアインダ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6175210A true JPS6175210A (ja) | 1986-04-17 |
| JPH0352001B2 JPH0352001B2 (ja) | 1991-08-08 |
Family
ID=16374115
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59197414A Granted JPS6175210A (ja) | 1984-09-20 | 1984-09-20 | レンジフアインダ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6175210A (ja) |
Cited By (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63181855A (ja) * | 1987-01-20 | 1988-07-27 | 株式会社竹中工務店 | 建築仕上げ下地の平面精度検査方法ならびに装置 |
| JPS63233312A (ja) * | 1987-03-20 | 1988-09-29 | Univ Osaka | 被測定物体からの反射光による距離測定方法 |
| JPS6410116A (en) * | 1987-07-03 | 1989-01-13 | Fanuc Ltd | Measurement system for body position corresponding to picture element |
| US6853458B2 (en) | 2001-08-01 | 2005-02-08 | Minolta Co., Ltd. | Three-dimensional measuring method and device, and computer program |
| US7417716B2 (en) | 2004-02-25 | 2008-08-26 | Sharp Kabushiki Kaisha | Multiple ranging apparatus |
| JP2009222616A (ja) * | 2008-03-18 | 2009-10-01 | Toyota Central R&D Labs Inc | 方位測定方法及び方位測定装置 |
| EP2196765A1 (en) * | 2008-12-09 | 2010-06-16 | WiTrins s.r.o. | Measuring the outer dimensions of an object |
| WO2010100571A1 (en) * | 2009-03-03 | 2010-09-10 | Witrins S.R.O. | Method and device for optically measuring the surface of a product |
| US7804585B2 (en) | 2006-01-08 | 2010-09-28 | Visiontools Bildanalyse Systeme Gmbh | Creation of a range image |
| TWI467236B (zh) * | 2012-04-12 | 2015-01-01 | Univ Nat Formosa | 三維形貌遙測系統及方法 |
| CN108801155A (zh) * | 2018-07-18 | 2018-11-13 | 清华大学深圳研究生院 | 一种光谱编码距离传感器系统 |
-
1984
- 1984-09-20 JP JP59197414A patent/JPS6175210A/ja active Granted
Cited By (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63181855A (ja) * | 1987-01-20 | 1988-07-27 | 株式会社竹中工務店 | 建築仕上げ下地の平面精度検査方法ならびに装置 |
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| CN108801155A (zh) * | 2018-07-18 | 2018-11-13 | 清华大学深圳研究生院 | 一种光谱编码距离传感器系统 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0352001B2 (ja) | 1991-08-08 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |