JPS6279311A - 光点位置計測装置 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、ランプターゲットの光点位置を計測する光点
位置計測装置の改良に関する。

〔従来技術〕

従来、光点位置を計測する装置として種々の構成のもの
がある。その１つは、半導体装置検出器（ＰＳＤ：Ｐｏ
５ｉｔｉｏｎ　　５ｅｎｓｉｔｉｖｅ　　Ｄｅｖｉｃｅ
）と赤外線発光ダイオード（ＬＥＤ）を使用し、このＬ
ＥＤターゲットからの赤外線をＰＳＤ上に結像させ、Ｐ
ＳＤからの信号によってＬＥＤターゲットの位置を計測
するものがある。しかし、この光点位置計測装置は、複
数個のＬＥＤターゲットの位置を同時に検出することが
できないこと、位置計測精度が測定エリアの１％であっ
て、ＬＥＤの三次元座標計測の誤差は測定距離の４％程
度となり精度的に問題がある。

他の１つは、上記装置の問題を解決するために、曲率断
面を持った物体例えばハロゲンランプを照明し、特定の
表面からの強い反射光（ハイライトパターン）をＴＶカ
メラでとり込み、物体の位置計測を行うものがある。こ
の装置はＴＶカメラの分解能の制約から三次元座標計測
の誤差が測定路１３〜８ｍの４％程度となる。

以上のように従来の計測装置は、何れもＴＶカメラを２
台使用したステレオ法による三次元座標計測における測
定精度がカメラと被写体の距離の数％となっており、こ
れらの適用は比較的小さなエリアに限定されている。こ
の装置の測定精度を向上させる手段としては、カメラの
分解能を向上させればよいが、一般的に使用されている
固体素子型のＴＶカメラの分解能は視野の（１／４００
）Ｘ　（１／４００）程度であり、素子数を増せば原理
的に多少分解能を上げることができが、二次元センサの
分解能は分解能向上の割合いの二乗により素子数が増加
するので、例えば分解能を１桁上げるためには素子数が
１００倍となり、素子数の増加だけでは測定精度を上げ
る手法として得策でない。

そこで、近年、第３図ないし第５図に示すようにＴＶカ
メラ１のレンズ２にＴＶカメラ１の固体撮像素子の配列
方向Ｘ、Ｙに対し４５度回転せしめたクロスフィルタ３
を取り付け、被測定位置に設置されたハロゲンランプタ
ーゲット４からの光点をクロスフィルタ３によりストリ
ーク状の複数の線状像であるクロスマーク（！！（第５
図参照）に変換し、これをＴＶカメラ１の＠像面に投影
させる。そして、このＴＶカメラ１からの映像信号を画
像処理装＠５でフリーズした後、後続の計算践６により
２値化し、背景の中から第５図に示すようなりロスマー
ク像を取出し、その交点からハロゲンランプターゲット
４の光点を計測するものが開発されている。

（発明が解決しようとする問題点〕 この光点位置計測装置は、精度的な面では問題はないが
、ランプターゲット４の設置位置や向き等によりＴＶカ
メラ１で得られるりロスマーク像がとぎれたり、クロス
マーク像の各線状の太さが変化し、適正なりロスマーク
像が得られない欠点がある。その理由は、第６図に示す
ようにハロゲンランプターゲット４それ自体がハロゲン
ランプ４ａの前面側に散乱板４ｂを配置し、表面のあら
ゆる角度から見たときに対象となるように形成させてい
るが、実験検討してみるにＴＶカメラ１よりターゲット
４を見るときの角度に応じて第７図および第８図に示す
ようにＴＶカメラ１に入射する光ｌが異なることにある
。また、ＴＶカメラ１に入射する光量はターゲット４と
ＴＶカメラ１間の距離の２乗に反比例する。これを改善
する手段として、計算機６において２値化レベルを下げ
ることが考えられるが、もともと光量の絶対量が少ない
場合にはその考えも無意味であり、逆に外来雑音を受け
て適正に光点位置を計測できない問題がある。

そこで、本発明は以上のような実情に鑑みてなされたも
のであって、ランプターゲットの位置や向き、更にはタ
ーゲットの距離等に影響されずに適正なりロスマーク像
を得、高精度に光点を検出する光点位置計測装置を提供
することを目的とする。

〔問題・点を解決するための手段〕

本発明は、上記目的を達成するために、前記ランプター
ゲット側に前記ランプターゲットおよび漏光”手段を設
け、また前記ＴＶカメラ側に画像解析後のデータから最
適ランプ電圧データを求めるランプ電圧判断手段を設け
、このランプ電圧判断手段よって１１られた最適ランプ
電圧データを前記調光手段側へ送信して前記ランプター
ゲットの印加電圧を制御するようにしたものである。

〔作用〕 従って、以上のような手段とすることにより、ランプタ
ーゲットの光点位置を計１１する前にＴＶカメラで得ら
れた画像を解析してクロストーク像から最適ランプ電圧
を見つけ出し、この最適電圧データをランプターゲット
側の調光手段に送ってランプターゲットを調光するので
、ランプターゲラ［・の位置、向きおよび距離等に拘ら
ず常に適切な光量で光点を作り出せ、適正なりロスマー
ク（象を得ることができる。

〔実施例〕

以下、本発明の一実施例について第１図および第２図に
ついて説明する。第１図はＫ１全体の構成を示す模式図
、第２図は装置の動作を説明する流れ図である。即ち、
この装置はターゲット側ＡとＴＶカメラ側Ｂとに分けら
れ、ターゲット側Ａは送受信機１１、ランプ調光器１２
およびランプターゲラ１〜１３等で構成されている。前
記送受信機１１は、少なくともＴＶカメラ側Ｂから送信
されてくる最適電圧データを復調する復調器およびこの
変調器によって得られたデータに基づいて駆動制御信号
を出力する信号出力回路を有し、駆動う制御信号をラン
プ調光器１２に供給するものである。このランプ調光器
１２は送受信機１１からの駆動制御信号を受けてランプ
ターゲット１３に印加すべき電圧を増減させて該ターゲ
ット１３の光り調整を行うものである。前記ランプター
ゲラｌ−１３は、被測定位置を示すための光を発するは
能を有し、例えばハロゲンランプやナトリウムランプ等
が使用される。

一方、ＴＶカメラ側Ｂは、従来と同様に前面にクロスフ
ィルタ２１を取り付けたＴＶカメラ２２、画像処理ｇｉ
置２３および中央演算処理ユニット（以下、ＣＰＵと旧
称する）２４を有し、その池に本装置においては新たに
送受信ｔ１２５．ｆｆｉよびランプ電圧判断手段を設け
たものである。このランプ電圧判断手段は、ＣＰＵ２４
のプログラム処理の１つとして実行するものであり、例
えば画像処理装置２３の画像解析後のデータから２１直
化によって得られるクロスマーク画像の画素数を計測し
、この計測値が経験値と比較してその偏差から最適電圧
データを求めるとか、あるいは予めメモリに基準用クロ
スマーク画像を記憶させ、画像処理装置２３によって冑
られた実際のクロスマーク画像とを比較してＲ過電圧デ
ータを求めるものである。

２６はＣＲＴディスプレイ等のデータ出力装置である。

なお、萌配送受信改１１はターゲラ１〜ｆｆ１ｌｌ　Ａ
とＴＶカメラ側Ｂの間で交信の必要がある場合には前記
復調器のほかに変調器も備えるものとする。

次に、以上のように構成された８ｉ置の動作を説明する
。先ず、人為的な操作またはスーケンスプログラムに基
づいて、任意または周期的に、あるいは光点位置計測前
に、ＣＰＵ４がターゲラ１〜点灯開始データを出力する
と、このデータは送受信機２５で変調されてアンテナか
ら無線にて送信される。

ターゲット側Ａの送受信Ｖ１１１はＴＶカメラ側から点
灯開始のデータを受けると、音声光土器（図示せず）か
らその旨の信号を発生させ、この音声信号を聞いて人間
が電源を投入してランプ調光３１２を駆動するか、ある
いは前記送受信器１１で受信復調後のデータに基づいて
点灯のための駆動制御信号を調光器１２に供給し、ラン
プターゲット１３を点灯するようにしてもよい（第２図
ステップＳ１）。このときのランプ印加′電圧は予め所
定の値に定められており、かつ必要によりランプ点灯が
完了した旨の信号を送受信機１１を介してＴＶカメラ側
Ｂに返送する。ランプターゲット１３が点灯すると、Ｔ
Ｖカメラ側ＢのＣＰＵ　２４は前記返送制御信号を受け
るかまたは所定時間後に自動的に画像データの取り込み
を動作を開始する。ここで、ＴＶカメラ側Ｂは、ランプ
ターゲット１３からの光点をクロスフィルタ２１によっ
てクロスマーク像に変換し、ＴＶカメラ２２の記象面に
投影する。よって、ＴＶカメラ２２の県象面にはクロス
マーク像が結像され、この固体路像素子をスキャンする
ことにより、該ＴＶカメラ２２から映像信号を出力する
。この映像信号は画像処理装置２３によりフリーズされ
た後（ステップ８２）、ＣＰＵ２４に送られる。このＣ
ＰＵ２４はフリーズされた画像データを所定レベルで２
値化しながらメモリテーブルに所定の順序で順次記憶し
ていく。そして、ランプ電圧判断手段によりクロスマー
ク画像の画素数を計測し、この計測（直が設定値または
許容値内に入っているか否かを刊断し、その偏差に応じ
て最適ランプ電圧を求めて送受信機２５からターゲット
側Ａへ送信する（ステップＳ３）。

ターゲット側Ａは、ステップＳ４に示す如く如く最適ラ
ンプ電圧データを受信復調すると、その最適ランプ電圧
に応じた駆動制御信号を調光器１２に供給する。ここで
、調光器１２は送受信器１１で受信した電圧データに基
づいて電圧を増減させてランプターゲット１３に印加す
る。

そして、調光後、ＴＶカメラ側Ｂで同様に画像解析を行
い（ステップＳ６）、クロスマーク画像の画素数が所定
値または許容範囲内にあれば、そのときのクロスマーク
画像の交点をもって光点位置データとして計測し、デー
タ出力装置２６により表示またはプリントアウトするも
のである。

従って、以上のような実施例の構成によれば、ターゲッ
ト側Ａに調光器１２を設けたので、ランプターゲット１
３の印加電圧をそのときの状況に応じて自在に可変でき
る。また、ＴＶカメラ側Ｂにランプ電圧判断手段を設け
、ＴＶカメラ２２ｈ１ら得られた映像信号を画像解析し
た後２１ｍ化し、そのクロスマーク画像の画素数からラ
ンプ最適電圧を決定し前記調光手段に与えるようにした
ので、ランプターゲット１３の設置位置または向き等に
拘らずＴＶカメラ側で常に所定の光面のクロスマーク画
像として取得することができ、計測精度の向上に大きく
貢献する。また、ターゲット側ＡとＴＶカメラ側Ｂとの
間を無線にてデータの授受を行うようにしたので、どの
ような位置にでもランプターゲット１３を設置すること
ができる。

なお、上記実施例は、ターゲットＡとＴＶカメラ側Ｂと
を電波によりデータの授受を行うようにしたが、光伝送
によりデータを授受するようにしてもよい。また、上記
実施例はＴＶカメラ側Ｂからランプ点灯開始データを送
信するようにしたが、ターゲット側Ａで独自にランプを
点灯する方式でもよい。その他、本発明はその要旨を逸
脱しない範囲で種々変形して実施できる。

〔発明の効果〕

以上詳記したように本発明によれば、ランプターゲット
の設置位置や向き、更には距離等の影響を受けずに所定
の光母でランプターゲットを点灯制御でき、よって適正
なりロスマーク像を得ることができ、このクロスマーク
画像の交点から高精度に光点位置を計測できる光位置計
測装置を提供できる。

【図面の簡単な説明】

第１図および第２図は本発明に係わる光位置計測装置の
一実施例を説明するために示したもので、第１図は装置
全体を示す模式的構成図、第２図は装置の動作を説明す
る動作流れ図、第３図ないし第８図は従来装置を説明す
るためのもので、第３図はクロスフィルタを取付けたＴ
Ｖカメラを用いてランプターゲラ１〜の光点位置を計測
する構成図、第４図は第３図に示すクロスフィルタの表
面図、第５はクロスフィルタから出力されるクロスマー
ク像を示す図、第６図はランプターゲラ１−の構成図、
第７図はＴＶカメラがある角度をもってターゲットを臨
んでいる図、第８図はターゲット側とＴＶカメラ側の距
離に応じて光量が異なる例を示す説明図である。 Ａ・・・ターゲット側、Ｂ・・・ＴＶカメラ側、１１・
・・送受信機、１２・・・ランプ調光器１３・・・ラン
プターゲット、２１・・・クロスフィルタ、２２・・・
ＴＶカメラ、２３・・・画像処理装置、２４・・・ラン
プ電圧判断手段を持ったＣＰＵ、２５・・・送受信機。 出願人代理人　　弁理士　鈴　江　武　彦ｌｊ 第１図 第２図 第３図 第５図 第６図 第７図　　　　　第８図

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）ＴＶカメラのレンズにクロスフィルタを取付け、
   ランプターゲットからの光点を前記クロスフィルタによ
   り得られる複数の線状をクロスさせたクロスマーク像と
   して前記ＴＶカメラの撮像面で撮像し、この撮像された
   クロスマーク像の交点から前記光点の位置を計測する光
   点位置計測装置において、 前記ランプターゲット側に前記ランプターゲットおよび
   調光手段を設け、一方、前記ＴＶカメラ側に画像解析後
   のデータから最適ランプ電圧データを求めるランプ電圧
   判断手段を設け、このランプ電圧判断手段よって得られ
   た最適ランプ電圧データを前記調光手段側へ送信して前
   記ランプターゲットの印加電圧を制御することを特徴と
   する光点位置計測装置。
2. （２）ランプ電圧判断手段は、前記ＴＶカメラに撮像さ
   れたクロスマーク像の画素数を測定して最適ランプ電圧
   データを取得するものである特許請求の範囲第（１）項
   記載の光点位置計測装置。
3. （３）調光手段側への最適ランプ電圧データの送信は、
   無線にて行うものである特許請求の範囲第（１）項記載
   の光点位置計測装置。