JPS62194413A - 三次元座標計測装置 - Google Patents
三次元座標計測装置Info
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- JPS62194413A JPS62194413A JP3530286A JP3530286A JPS62194413A JP S62194413 A JPS62194413 A JP S62194413A JP 3530286 A JP3530286 A JP 3530286A JP 3530286 A JP3530286 A JP 3530286A JP S62194413 A JPS62194413 A JP S62194413A
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- distance
- dimensional
- dimensional coordinates
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- 239000000284 extract Substances 0.000 claims description 3
- 230000005484 gravity Effects 0.000 abstract description 6
- 238000000034 method Methods 0.000 description 7
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 5
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 1
- 230000000007 visual effect Effects 0.000 description 1
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〕
本発明は対象物の三次元座標を自動的に計測する装置に
関するものである。
関するものである。
三次元座標を計測する方法として、２つ以上のカメラを
用いて立体視し、視差に基づいて物体までの距離を計算
する方法や、レーダーを用いる方法が既に考えられてい
る。
用いて立体視し、視差に基づいて物体までの距離を計算
する方法や、レーダーを用いる方法が既に考えられてい
る。
しかし、前者の方法では各カメラの捕らえた画像中の同
一物を認識するための計算が困難であり長時間を要する
。したがって、時々刻々と変化する対象物の三次元座標
を瞬時に認識して対象物の運動方向や速度を求めるには
この方法は不適当である。また、この方法では対象物が
遠方になるにしたがって視差が非常に小さくなるため、
十数ｍ以上遠方にある対象物に対しては距離測定精度が
悪い。したがって、このような対象物の三次元座標の計
測にも不適当である。
一物を認識するための計算が困難であり長時間を要する
。したがって、時々刻々と変化する対象物の三次元座標
を瞬時に認識して対象物の運動方向や速度を求めるには
この方法は不適当である。また、この方法では対象物が
遠方になるにしたがって視差が非常に小さくなるため、
十数ｍ以上遠方にある対象物に対しては距離測定精度が
悪い。したがって、このような対象物の三次元座標の計
測にも不適当である。
一方、後者の方法による場合も、１つの立体画面を得る
のに時間がかかり、運動中の物体に対応するのに限界が
ある。
のに時間がかかり、運動中の物体に対応するのに限界が
ある。
Ｃ問題点を解決するための手段〕
本発明の三次元座標計測装置は上記問題点に鑑みてなさ
れたものであり、所定の視野範囲を光学的に走査して画
像信号を出力するカメラと、前記画像信号に基づいて画
面から特徴的な領域を抽出する画像処理手段と、画像処
理手段で抽出された領域が予め定めた物体であるか否か
を判定する物体認識手段と、物体認識手段により所定物
体を示すものと判定された画像領域の内部にある適当な
点の二次元座標を算出する二次元座標算出手段と、前記
二次元座標に基づいて決定される方向に存在する物体ま
での距離を測定する距離測定手段と、距離測定手段の測
定した距離データと二次元座標算出手段が算出した二次
元座標データとに基づいて三次元座標を算出する三次元
座標算出手段とを備えたものである。
れたものであり、所定の視野範囲を光学的に走査して画
像信号を出力するカメラと、前記画像信号に基づいて画
面から特徴的な領域を抽出する画像処理手段と、画像処
理手段で抽出された領域が予め定めた物体であるか否か
を判定する物体認識手段と、物体認識手段により所定物
体を示すものと判定された画像領域の内部にある適当な
点の二次元座標を算出する二次元座標算出手段と、前記
二次元座標に基づいて決定される方向に存在する物体ま
での距離を測定する距離測定手段と、距離測定手段の測
定した距離データと二次元座標算出手段が算出した二次
元座標データとに基づいて三次元座標を算出する三次元
座標算出手段とを備えたものである。
〔作用〕
カメラのとらえた画像から種々の物体に対応する画像領
域が抽出され、抽出された画像領域が特定の対象物であ
ると認定されると、当該領域内の適当な点の二次元座標
が求められ、その二次元座標点に対応する実際の点まで
の距離が測定され、その結果から対象物の三次元座標が
算出される。
域が抽出され、抽出された画像領域が特定の対象物であ
ると認定されると、当該領域内の適当な点の二次元座標
が求められ、その二次元座標点に対応する実際の点まで
の距離が測定され、その結果から対象物の三次元座標が
算出される。
以下、実施例と共に本発明の詳細な説明する。
第１図は本発明の一実施例を示すブロック図である。カ
メラ１は公知のＴＶカメラであり、所定の視野範囲を光
学的に走査してアナログの画像信号を出力するものであ
り、この画像信号は画像処理手段２に供給される。
メラ１は公知のＴＶカメラであり、所定の視野範囲を光
学的に走査してアナログの画像信号を出力するものであ
り、この画像信号は画像処理手段２に供給される。
画像処理手段２は、カメラ１の捕らえた１画面を４８０
Ｘ５１２画素に分解して把握するものであり、画素毎に
カメラ１からのアナログ画像信号を８ビワ）（２５６レ
ベル）のディジタル画像信号に変換し、１画面分をフレ
ームメモリに記憶する。さらに、画像処理手段２は輝度
レベルの共通部分を拾ったり、輝度レベルの変化点の軌
跡を追ったりして、画面上に現れているいくつかの閉じ
た領域を抜き出す。このようにして抜き出された閉じた
ｗｉ域に関するデータは、物体認識手段３に供給される
。
Ｘ５１２画素に分解して把握するものであり、画素毎に
カメラ１からのアナログ画像信号を８ビワ）（２５６レ
ベル）のディジタル画像信号に変換し、１画面分をフレ
ームメモリに記憶する。さらに、画像処理手段２は輝度
レベルの共通部分を拾ったり、輝度レベルの変化点の軌
跡を追ったりして、画面上に現れているいくつかの閉じ
た領域を抜き出す。このようにして抜き出された閉じた
ｗｉ域に関するデータは、物体認識手段３に供給される
。
物体認識手段３では、画像処理手段２からのいくつかの
閉じた領域に関するデータと予め記憶されている各種の
物体に関するデータとを比較し、閉じた領域が三次元座
標を測定すべき物体を表す画像であるか否かを判定する
。なお、いかなる物体を三次元座標を測定すべき物体と
するかについては予め定められている。三次元座標を測
定すべき物体すなわち対象物の画像であると判定された
閉じた領域に関するデータは二次元位置算出手段４に供
給される。
閉じた領域に関するデータと予め記憶されている各種の
物体に関するデータとを比較し、閉じた領域が三次元座
標を測定すべき物体を表す画像であるか否かを判定する
。なお、いかなる物体を三次元座標を測定すべき物体と
するかについては予め定められている。三次元座標を測
定すべき物体すなわち対象物の画像であると判定された
閉じた領域に関するデータは二次元位置算出手段４に供
給される。
二次元座標算出手段４では、入力データに基づいて対象
物に関する閉じた領域の幾何学上の重心点の座標を算出
して、その算出結果を三次元座標算出手段５および距離
センサ制御手段６に対して出力する。
物に関する閉じた領域の幾何学上の重心点の座標を算出
して、その算出結果を三次元座標算出手段５および距離
センサ制御手段６に対して出力する。
距離センサ制御手段６は距離センサ７の測定方向および
測定タイミングを制御するものであり、距離センサ制御
手段６および距離センサ７とで距離測定手段１０が構成
されている。距離センサ７はレーザ光射出部１ａｚレー
ザ光受光部７ｂおよび可動反射器であるビームスキャナ
部７Ｃから構成されている。距離センサ制御手段６の指
示に基づいてレーザ光射出部７ａから射出されたレーザ
光はビームスキャナ部７ｃの反射鏡で反射される。こと
ときの反射鏡の角度は距離センサ制御手段６によって反
射光が対象物に向かうように定められている。対象物で
反射されたレーザ光の一部は入射光と同じ光路を逆に進
み、ビームスキャナ部７Ｃの反射鏡で反射されてレーザ
光受光部７ｂに入射する。距離センサ７はレーザ光射出
部７ａから射出されたレーザ光がレーザ光受光部７ｂに
戻ってくるまでの時間を計測し、光速との関係から対象
物までの距離を算出する。対象物までの距離データは三
次元座標算出手段５に供給される。
測定タイミングを制御するものであり、距離センサ制御
手段６および距離センサ７とで距離測定手段１０が構成
されている。距離センサ７はレーザ光射出部１ａｚレー
ザ光受光部７ｂおよび可動反射器であるビームスキャナ
部７Ｃから構成されている。距離センサ制御手段６の指
示に基づいてレーザ光射出部７ａから射出されたレーザ
光はビームスキャナ部７ｃの反射鏡で反射される。こと
ときの反射鏡の角度は距離センサ制御手段６によって反
射光が対象物に向かうように定められている。対象物で
反射されたレーザ光の一部は入射光と同じ光路を逆に進
み、ビームスキャナ部７Ｃの反射鏡で反射されてレーザ
光受光部７ｂに入射する。距離センサ７はレーザ光射出
部７ａから射出されたレーザ光がレーザ光受光部７ｂに
戻ってくるまでの時間を計測し、光速との関係から対象
物までの距離を算出する。対象物までの距離データは三
次元座標算出手段５に供給される。
三次元座標算出手段５では、二次元座標算出手段４から
の二次元座標データおよび距離センサ７からの距離デー
タに基づいて三次元座標を算出する。
の二次元座標データおよび距離センサ７からの距離デー
タに基づいて三次元座標を算出する。
このように、本実施例の三次元座標計測装置８はカメラ
１、画像処理手段２、物体認識手段３、二次元座標算出
手段４、三次元座標算出手段５、距離測定手段１０から
構成されている。
１、画像処理手段２、物体認識手段３、二次元座標算出
手段４、三次元座標算出手段５、距離測定手段１０から
構成されている。
三次元座標算出手段５で算出された三次元座標データは
、たとえば物体移動認識手段９に供給される。物体移動
認識手段９では一時点前あるいはそれ以前の同一対象物
に関する三次元座標と比較して、当該対象物の移動速度
や移動方向を算出する。そして、さらに、算出された移
動速度や移動方向に基づいて対象物の将来の運動を予測
することもできる。
、たとえば物体移動認識手段９に供給される。物体移動
認識手段９では一時点前あるいはそれ以前の同一対象物
に関する三次元座標と比較して、当該対象物の移動速度
や移動方向を算出する。そして、さらに、算出された移
動速度や移動方向に基づいて対象物の将来の運動を予測
することもできる。
つぎに、このような三次元座標計測装置８を車輌に搭載
した場合の動作について説明する。
した場合の動作について説明する。
カメラ１は前方に広がる所定の視野範囲を走査し、画像
信号を出力する。この画像信号は画像処理手段２におい
て画素毎にディジタル化され、１画面分がフレームメモ
リに記憶される。画像処理手段２ではさらにフレームメ
モリ内のデータに基づき、画面上から閉じた領域を捜し
出す。いま、いたとすると、その車輌の背面形状が閉じ
た領域の一つとして抽出される。もちろん、視野範囲内
のその他の様々な物体の形状も閉じた領域として同時に
抽出される。このようにして抽出された複数の閉じた領
域に関するデータは物体認識手段３に供給される。本例
の物体認識手段３は抽出された閉じた領域が車輌か否か
を判断するように予め設定されており、形状や明るさ等
から車輌と判定した閉じた領域についてのデータを二次
元座標算出手段４に供給する。二次元座標算出手段４で
はその領域の重心点を算出し、その重心点の二次元座標
を距離センサ制御手段６に供給する。距離センサ７は距
離センサ制御手段６により、前記二次元座標点を狙って
レーザ光を射出する。物体認識手段３での判定に誤りが
なければ、このレーザ光は前方を走る車輌のある部分に
入射し、その反射光の一部がレーザ光受光部７ｂに戻る
。これによって、前方を走る車輌までの距離が測定され
、その距離データが三次元座標算出手段５に供給される
。三次元座標算出手段５では二次元座標算出手段４から
の二次元座標データとこの距離データとから三次元座標
を算出する。カメラ１の視野範囲内に複数台の車輌が存
在する場合は、画像処理手段２において各車輌に対応す
る閉じた領域が抽出されるとと共に、物体認識手段３に
おいてそれぞれの領域が車輌であると判別されることか
ら、距離センサ７によって各車輌に対してそれぞれ１回
ずつ距離測定を行うことになる。１画面中にて抽出され
た車輌と思われる領域の三次元座標の算出は、およそ０
．５秒程度で行われることが望ましく、本装置によれば
容易に達成することが可能である。
信号を出力する。この画像信号は画像処理手段２におい
て画素毎にディジタル化され、１画面分がフレームメモ
リに記憶される。画像処理手段２ではさらにフレームメ
モリ内のデータに基づき、画面上から閉じた領域を捜し
出す。いま、いたとすると、その車輌の背面形状が閉じ
た領域の一つとして抽出される。もちろん、視野範囲内
のその他の様々な物体の形状も閉じた領域として同時に
抽出される。このようにして抽出された複数の閉じた領
域に関するデータは物体認識手段３に供給される。本例
の物体認識手段３は抽出された閉じた領域が車輌か否か
を判断するように予め設定されており、形状や明るさ等
から車輌と判定した閉じた領域についてのデータを二次
元座標算出手段４に供給する。二次元座標算出手段４で
はその領域の重心点を算出し、その重心点の二次元座標
を距離センサ制御手段６に供給する。距離センサ７は距
離センサ制御手段６により、前記二次元座標点を狙って
レーザ光を射出する。物体認識手段３での判定に誤りが
なければ、このレーザ光は前方を走る車輌のある部分に
入射し、その反射光の一部がレーザ光受光部７ｂに戻る
。これによって、前方を走る車輌までの距離が測定され
、その距離データが三次元座標算出手段５に供給される
。三次元座標算出手段５では二次元座標算出手段４から
の二次元座標データとこの距離データとから三次元座標
を算出する。カメラ１の視野範囲内に複数台の車輌が存
在する場合は、画像処理手段２において各車輌に対応す
る閉じた領域が抽出されるとと共に、物体認識手段３に
おいてそれぞれの領域が車輌であると判別されることか
ら、距離センサ７によって各車輌に対してそれぞれ１回
ずつ距離測定を行うことになる。１画面中にて抽出され
た車輌と思われる領域の三次元座標の算出は、およそ０
．５秒程度で行われることが望ましく、本装置によれば
容易に達成することが可能である。
０．５秒毎に前方を走る車輌の三次元座標を測定すれば
、その三次元座標の変化から当該車輌の運動方向や相対
速度を容易に導くことができる。
、その三次元座標の変化から当該車輌の運動方向や相対
速度を容易に導くことができる。
なお、カメラ１としてカラーＴＶカメラを用いれば、画
像処理手段２における領域の抽出や物体認識手段３にお
ける対象物の認定において、色彩の違いを利用すること
ができる。
像処理手段２における領域の抽出や物体認識手段３にお
ける対象物の認定において、色彩の違いを利用すること
ができる。
また、二次元座標算出手段４では、演算の容易性から、
選択された領域の重心点の二次元座標を算出しているが
、重心点でなくともよい。
選択された領域の重心点の二次元座標を算出しているが
、重心点でなくともよい。
以上説明したように本発明の三次元座標計測装置によれ
ば、カメラ用いて測定すべき物体の存在およびその二次
元座標を検出した後、距離測定手段を用いて当該物体ま
での距離を測定することにより三次元座標を算出するも
のであるので、短時間に精度良く三次元座標を知ること
ができる。
ば、カメラ用いて測定すべき物体の存在およびその二次
元座標を検出した後、距離測定手段を用いて当該物体ま
での距離を測定することにより三次元座標を算出するも
のであるので、短時間に精度良く三次元座標を知ること
ができる。
図は本発明の一実施例を示すブロック図である。
１・・・カメラ、２・・・画像処理手段、３・・・物体
認識手段、４・・・二次元座標算出手段、５・・・三次
元座標算出手段、６・・・距離センサ制御手段、７・・
・距離センサ、８・・・三次元座標計測装置、１０・・
・距離測定手段。
認識手段、４・・・二次元座標算出手段、５・・・三次
元座標算出手段、６・・・距離センサ制御手段、７・・
・距離センサ、８・・・三次元座標計測装置、１０・・
・距離測定手段。
Claims (1)
- 所定の視野範囲を光学的に走査して画像信号を出力する
カメラと、前記画像信号に基づいて画面から特徴的な領
域を抽出する画像処理手段と、画像処理手段で抽出され
た領域が予め定めた物体であるか否かを判定する物体認
識手段と、物体認識手段により所定物体を示すものと判
定された画像領域の内部にある適当な点の二次元座標を
算出する二次元座標算出手段と、前記二次元座標に基づ
いて決定される方向に存在する物体までの距離を測定す
る距離測定手段と、距離測定手段の測定した距離データ
と二次元座標算出手段の算出した二次元座標データとに
基づいて三次元座標を算出する三次元座標算出手段とを
備えた三次元座標計測装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3530286A JPS62194413A (ja) | 1986-02-21 | 1986-02-21 | 三次元座標計測装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3530286A JPS62194413A (ja) | 1986-02-21 | 1986-02-21 | 三次元座標計測装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62194413A true JPS62194413A (ja) | 1987-08-26 |
Family
ID=12437982
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3530286A Pending JPS62194413A (ja) | 1986-02-21 | 1986-02-21 | 三次元座標計測装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS62194413A (ja) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH02234013A (ja) * | 1989-03-08 | 1990-09-17 | Yanmar Agricult Equip Co Ltd | 果菜物位置認識装置 |
| US5216480A (en) * | 1987-12-26 | 1993-06-01 | Asahi Kogaku Kogyo K.K. | Surveying instrument |
| JPH095050A (ja) * | 1995-06-20 | 1997-01-10 | Olympus Optical Co Ltd | 三次元画像計測装置 |
| FR2784178A1 (fr) * | 1998-10-01 | 2000-04-07 | Janpierre Saugnac | Dispositif pour mesurer l'evolution de la distance entre un premier point et un second point d'une structure |
| JP2015503099A (ja) * | 2011-12-06 | 2015-01-29 | ライカ ジオシステムズ アクチエンゲゼルシャフトＬｅｉｃａ Ｇｅｏｓｙｓｔｅｍｓ ＡＧ | 目標を探索する位置感応性検出器を備えたレーザートラッカ |
| WO2016158282A1 (ja) * | 2015-03-31 | 2016-10-06 | 株式会社オートネットワーク技術研究所 | 電線群加工用の画像取得システム |
| JP2020069549A (ja) * | 2018-10-30 | 2020-05-07 | Thk株式会社 | キャリブレーション方法および把持システム |
-
1986
- 1986-02-21 JP JP3530286A patent/JPS62194413A/ja active Pending
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5216480A (en) * | 1987-12-26 | 1993-06-01 | Asahi Kogaku Kogyo K.K. | Surveying instrument |
| JPH02234013A (ja) * | 1989-03-08 | 1990-09-17 | Yanmar Agricult Equip Co Ltd | 果菜物位置認識装置 |
| JPH095050A (ja) * | 1995-06-20 | 1997-01-10 | Olympus Optical Co Ltd | 三次元画像計測装置 |
| FR2784178A1 (fr) * | 1998-10-01 | 2000-04-07 | Janpierre Saugnac | Dispositif pour mesurer l'evolution de la distance entre un premier point et un second point d'une structure |
| JP2015503099A (ja) * | 2011-12-06 | 2015-01-29 | ライカ ジオシステムズ アクチエンゲゼルシャフトＬｅｉｃａ Ｇｅｏｓｙｓｔｅｍｓ ＡＧ | 目標を探索する位置感応性検出器を備えたレーザートラッカ |
| US9696140B2 (en) | 2011-12-06 | 2017-07-04 | Leica Geosystems Ag | Laser tracker with position-sensitive detectors for searching for a target |
| WO2016158282A1 (ja) * | 2015-03-31 | 2016-10-06 | 株式会社オートネットワーク技術研究所 | 電線群加工用の画像取得システム |
| JP2016192135A (ja) * | 2015-03-31 | 2016-11-10 | 株式会社オートネットワーク技術研究所 | 電線群加工用の画像取得システム |
| JP2020069549A (ja) * | 2018-10-30 | 2020-05-07 | Thk株式会社 | キャリブレーション方法および把持システム |
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