WO2013153661A1 - Three-dimensional measuring device, three-dimensional measuring system, control method, program, and storage medium - Google Patents

Three-dimensional measuring device, three-dimensional measuring system, control method, program, and storage medium Download PDF

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Abstract

In the present invention, a three-dimensional measuring device is provided with an image acquisition means, a removal means, and a luminance correction means, and the device conducts three-dimensional measuring of a measurement object onto which a light pattern is projected via a transmission device. The image acquisition means acquires an image of the measurement object captured via the transmission device. The removal means removes from the image of the measurement object the light pattern projected and displayed by the transmission device. The luminance correction means detects the display region of the measurement object onto which the light pattern was projected and corrects the luminance of that display region.

Description

三次元計測装置、三次元計測システム、制御方法、プログラム、及び記憶媒体Three-dimensional measuring apparatus, three-dimensional measuring system, control method, program, and storage medium
 本発明は、三次元計測技術に関する。 The present invention relates to a three-dimensional measurement technique.
 従来から、カメラで撮影した画像に基づき、被写体である物体の三次元計測を行う技術が知られている。例えば、特許文献1及び非特許文献1には、計測物体に複数の光パターンを投影させ、これらの光パターンが投影された計測物体を撮影した画像に基づき、計測物体の三次元位置を計測する技術が開示されている。また、特許文献2には、テレビ会議システム等において、スクリーンに映像を投影表示させつつ、スクリーンを介して人を撮影する場合に、スクリーンの特性に基づいて発生するノイズ信号を差分する処理により、スクリーンの画質を向上させる技術が開示されている。 Conventionally, a technique for performing three-dimensional measurement of an object as a subject based on an image taken by a camera is known. For example, in Patent Document 1 and Non-Patent Document 1, a plurality of light patterns are projected on a measurement object, and the three-dimensional position of the measurement object is measured based on an image obtained by photographing the measurement object on which these light patterns are projected. Technology is disclosed. Further, in Patent Document 2, when a person is photographed through a screen while projecting and displaying an image on a screen in a video conference system or the like, a process of subtracting a noise signal generated based on the characteristics of the screen, A technique for improving the image quality of a screen is disclosed.
特開2008-170282号公報JP 2008-170282 A 特開平11-355742号公報JP 11-355742 A
 透過デバイスを介して計測物体への光パターンの投影及び計測物体の撮影を行う三次元計測システムでは、投影させる光パターンの一部が透過デバイス上に投影表示されてしまい、これに起因して三次元計測の精度が低下するという問題が、透過デバイスの特性によって、発生する場合がある。また、透過デバイス上に投影表示された光パターンを除去する処理を行った場合には、計測物体に投影された光パターンの輝度が低下してしまうという問題がある。 In a three-dimensional measurement system that projects a light pattern onto a measurement object and shoots the measurement object via a transmission device, a part of the light pattern to be projected is projected and displayed on the transmission device. The problem that the accuracy of the original measurement is reduced may occur depending on the characteristics of the transmission device. Further, when the process of removing the light pattern projected and displayed on the transmission device is performed, there is a problem that the luminance of the light pattern projected on the measurement object is lowered.
 本発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、透過デバイスを介して計測物体への光パターンの投影及び計測物体の撮影を行った場合であっても、好適に計測物体の三次元計測を行うことが可能な三次元計測装置を提供することを主な目的とする。 The present invention has been made to solve the above-described problems, and preferably performs measurement even when a light pattern is projected onto a measurement object and a measurement object is photographed via a transmission device. The main object is to provide a three-dimensional measuring apparatus capable of three-dimensional measurement of an object.
 請求項1に記載の発明は、透過デバイスを介して光パターンが投影される計測物体の三次元計測を行う三次元計測装置であって、前記透過デバイスを介して撮影された前記計測物体の画像を取得する画像取得手段と、前記計測物体の画像から、前記透過デバイスに投影表示された前記光パターンを除去する除去手段と、前記計測物体の画像において、前記光パターンが照射された前記計測物体の表示領域を検出し、当該表示領域の輝度を補正する輝度補正手段と、を有することを特徴とする。 The invention according to claim 1 is a three-dimensional measurement apparatus that performs three-dimensional measurement of a measurement object onto which a light pattern is projected via a transmission device, and an image of the measurement object photographed through the transmission device An image acquisition means for acquiring the light pattern, a removal means for removing the light pattern projected and displayed on the transmission device from the image of the measurement object, and the measurement object irradiated with the light pattern in the image of the measurement object Brightness correction means for detecting the display area and correcting the brightness of the display area.
 請求項10に記載の発明は、透過デバイスを介して光パターンが投影される計測物体の三次元計測を行う三次元計測装置が実行する制御方法であって、前記透過デバイスを介して撮影された前記計測物体の画像を取得する画像取得工程と、前記計測物体の画像から、前記透過デバイスに投影表示された前記光パターンを除去する除去工程と、前記計測物体の画像において、前記光パターンが照射された前記計測物体の表示領域を検出し、当該表示領域の輝度を補正する輝度補正工程と、を有することを特徴とする。 The invention according to claim 10 is a control method executed by a three-dimensional measurement apparatus that performs three-dimensional measurement of a measurement object onto which a light pattern is projected through a transmission device, and is photographed through the transmission device. In the image acquisition step of acquiring the image of the measurement object, the removal step of removing the light pattern projected and displayed on the transmission device from the image of the measurement object, and in the image of the measurement object, the light pattern is irradiated And a luminance correction step of detecting a display area of the measured object and correcting the luminance of the display area.
 請求項11に記載の発明は、透過デバイスを介して光パターンが投影される計測物体の三次元計測を行う三次元計測装置が実行するプログラムであって、前記透過デバイスを介して撮影された前記計測物体の画像を取得する画像取得手段と、前記計測物体の画像から、前記透過デバイスに投影表示された前記光パターンを除去する除去手段と、前記計測物体の画像において、前記光パターンが照射された前記計測物体の表示領域を検出し、当該表示領域の輝度を補正する輝度補正手段として前記三次元計測装置を機能させることを特徴とする。 The invention according to claim 11 is a program executed by a three-dimensional measurement apparatus that performs three-dimensional measurement of a measurement object onto which a light pattern is projected via a transmission device, and is taken by the transmission device. An image acquisition unit that acquires an image of the measurement object, a removal unit that removes the light pattern projected and displayed on the transmission device from the image of the measurement object, and the light pattern is irradiated on the image of the measurement object. In addition, the three-dimensional measurement apparatus is caused to function as a luminance correction unit that detects a display area of the measurement object and corrects the luminance of the display area.
本実施例に係る三次元計測システムの概略構成図である。It is a schematic block diagram of the three-dimensional measurement system which concerns on a present Example. 三次元計測装置の機能ブロックを示す。The functional block of a three-dimensional measuring device is shown. 投影パターン処理部が参照及び生成する画像である。It is an image which a projection pattern process part refers and produces | generates. 差分処理部が参照及び生成する画像である。It is an image which a difference process part refers and produces | generates. 輝度補正処理部が参照及び生成する画像である。It is an image which a brightness correction process part refers and produces | generates. 輝度補正処理部が参照及び生成する画像である。It is an image which a brightness correction process part refers and produces | generates.
 本発明の1つの好適な実施形態では、透過デバイスを介して光パターンが投影される計測物体の三次元計測を行う三次元計測装置であって、前記透過デバイスを介して撮影された前記計測物体の画像を取得する画像取得手段と、前記計測物体の画像から、前記透過デバイスに投影表示された前記光パターンを除去する除去手段と、前記計測物体の画像において、前記光パターンが照射された前記計測物体の表示領域を検出し、当該表示領域の輝度を補正する輝度補正手段と、を有する。 In one preferred embodiment of the present invention, a three-dimensional measurement apparatus that performs three-dimensional measurement of a measurement object onto which a light pattern is projected via a transmission device, the measurement object photographed via the transmission device Image acquisition means for acquiring the image of the measurement object, removal means for removing the light pattern projected and displayed on the transmission device from the image of the measurement object, and the light pattern irradiated on the image of the measurement object. Brightness correction means for detecting the display area of the measurement object and correcting the brightness of the display area.
 上記三次元計測装置は、画像取得手段と、除去手段と、輝度補正手段とを備え、透過デバイスを介して光パターンが投影される計測物体の三次元計測を行う。画像取得手段は、透過デバイスを介して撮影された計測物体の画像を取得する。除去手段は、計測物体の画像から、透過デバイスに投影表示された光パターンを除去する。これにより、除去手段は、透過デバイスが誤って検出されるのを抑制する。輝度補正手段は、光パターンが照射された計測物体の表示領域を検出し、当該表示領域の輝度を補正する。このようにすることで、三次元計測装置は、透過デバイス上に投影された光パターンを除去する際に、光パターンが照射された計測物体の表示領域が暗くなることに起因して計測物体の計測精度が低下するのを抑制することができる。 The three-dimensional measurement apparatus includes an image acquisition unit, a removal unit, and a luminance correction unit, and performs a three-dimensional measurement of a measurement object onto which a light pattern is projected via a transmission device. The image acquisition unit acquires an image of the measurement object photographed through the transmission device. The removing unit removes the light pattern projected and displayed on the transmission device from the image of the measurement object. Thereby, a removal means suppresses that a transmissive device is detected accidentally. The brightness correction unit detects the display area of the measurement object irradiated with the light pattern and corrects the brightness of the display area. In this way, when the three-dimensional measurement apparatus removes the light pattern projected on the transmission device, the display area of the measurement object irradiated with the light pattern becomes dark. It can suppress that measurement accuracy falls.
 上記三次元計測装置の一態様では、前記計測物体の画像において、前記光パターンが除去された領域と、前記計測物体の表示領域との重畳部分を、前記光パターンが照射された前記計測物体の表示領域として検出する。これにより、三次元計測装置は、好適に、光パターンが照射された計測物体の表示領域を認識することができる。 In one aspect of the three-dimensional measurement apparatus, in the image of the measurement object, an overlapping portion of the area where the light pattern is removed and the display area of the measurement object are overlapped with the measurement object irradiated with the light pattern. Detect as display area. Thereby, the three-dimensional measuring apparatus can preferably recognize the display area of the measurement object irradiated with the light pattern.
 上記三次元計測装置の他の一態様では、前記輝度補正手段は、前記光パターンが照射された前記計測物体の表示領域の輝度を、前記除去手段による処理前の輝度に基づき補正する。このようにすることで、三次元計測装置は、光パターンが照射された計測物体の表示領域の輝度と、光パターンが照射されていない計測物体の表示領域の輝度との差を大きくし、三次元計測を高精度に行うことが可能となる。 In another aspect of the three-dimensional measurement apparatus, the luminance correction unit corrects the luminance of the display area of the measurement object irradiated with the light pattern based on the luminance before processing by the removing unit. By doing in this way, the three-dimensional measuring device increases the difference between the luminance of the display area of the measurement object irradiated with the light pattern and the luminance of the display area of the measurement object not irradiated with the light pattern. Original measurement can be performed with high accuracy.
 上記三次元計測装置の他の一態様では、前記輝度補正手段は、前記光パターンが照射された前記計測物体の表示領域の輝度を、前記光パターンが照射されていない前記計測物体の表示領域の輝度に基づき補正する。この態様によっても、三次元計測装置は、光パターンが照射された計測物体の表示領域の輝度と、光パターンが照射されていない計測物体の表示領域の輝度との差を大きくし、三次元計測を高精度に行うことが可能となる。 In another aspect of the three-dimensional measurement apparatus, the brightness correction unit may determine the brightness of the display area of the measurement object irradiated with the light pattern and the brightness of the display area of the measurement object not irradiated with the light pattern. Correct based on brightness. Even in this mode, the three-dimensional measurement apparatus increases the difference between the luminance of the display area of the measurement object irradiated with the light pattern and the luminance of the display area of the measurement object not irradiated with the light pattern, and performs three-dimensional measurement. Can be performed with high accuracy.
 上記三次元計測装置の他の一態様では、前記除去手段は、前記透過デバイスに投影表示された前記光パターンを示す画像を生成する投影パターン処理手段と、前記計測物体の画像を対象に、前記投影パターン処理手段が生成した画像の差分処理を行う差分処理手段と、を有する。ここで、「差分処理」とは、対象の画像から所定の画像の成分を除去する処理を指し、例えば、前者の画像の各画素値から後者の画像の各画素値を減算する処理を指す。これにより、除去手段は、好適に、透過デバイスに投影表示された光パターンを計測物体の画像から除去することが可能となる。 In another aspect of the three-dimensional measurement apparatus, the removing unit includes a projection pattern processing unit that generates an image indicating the light pattern projected and displayed on the transmission device, and an image of the measurement object. Difference processing means for performing difference processing on the image generated by the projection pattern processing means. Here, “difference processing” refers to processing for removing a component of a predetermined image from a target image, for example, processing for subtracting each pixel value of the latter image from each pixel value of the former image. Thereby, the removal means can preferably remove the light pattern projected and displayed on the transmission device from the image of the measurement object.
 上記三次元計測装置の他の一態様では、前記投影パターン処理手段は、前記計測物体が存在しない状態で前記光パターンが投影された前記透過デバイスの画像に対し、前記計測物体が存在しない状態で前記光パターンが投影されていない前記透過デバイスの画像の差分処理を行うことで、前記光パターンを示す画像を生成する。これにより、除去手段は、透過デバイスに投影表示された光パターンを示す画像を生成することができ、透過デバイスに投影表示された光パターンを計測物体の画像から除去することが可能となる。 In another aspect of the three-dimensional measurement apparatus, the projection pattern processing unit may be configured so that the measurement object does not exist with respect to an image of the transmission device on which the light pattern is projected in a state where the measurement object does not exist. An image indicating the light pattern is generated by performing a difference process on the image of the transmissive device on which the light pattern is not projected. Thus, the removing unit can generate an image showing the light pattern projected and displayed on the transmission device, and can remove the light pattern projected and displayed on the transmission device from the image of the measurement object.
 上記三次元計測装置の他の一態様では、前記差分処理手段は、前記計測物体が存在しない状態で撮影された画像における前記透過デバイスに投影表示された前記光パターンの輝度が、前記計測物体の画像における前記透過デバイスに投影表示された前記光パターンの輝度よりも小さいことを検出した場合、前記投影パターン処理手段が生成した画像の画素値を大きくして前記差分処理を行う。一般に、計測物体が存在しない状態で撮影した際の計測物体の背景の光学特性と、計測物体が存在する状態で撮影した際の計測物体の背景の光学特性とが異なる場合、透過デバイスに投影表示された光パターンの輝度が異なることがある。このような場合であっても、三次元計測装置は、この態様により、透過デバイスに投影表示された光パターンを計測物体の画像から好適に除去することが可能となる。 In another aspect of the three-dimensional measurement apparatus, the difference processing unit may be configured such that the luminance of the light pattern projected and displayed on the transmission device in an image captured in a state where the measurement object does not exist, When it is detected that the brightness of the light pattern projected and displayed on the transmissive device in the image is smaller than the brightness value of the light pattern generated by the projection pattern processing means, the difference process is performed. In general, when the optical characteristics of the background of the measurement object when shooting without the measurement object and the optical characteristics of the background of the measurement object when shooting with the measurement object are different, the projected image is displayed on the transmission device. The brightness of the generated light pattern may be different. Even in such a case, the three-dimensional measurement apparatus can suitably remove the light pattern projected and displayed on the transmission device from the image of the measurement object.
 上記三次元計測装置の他の一態様では、前記除去手段は、前記計測物体の画像から、前記計測物体の背景物に投影表示された前記光パターンをさらに除去し、前記輝度補正手段は、前記除去手段による処理対象となった領域のうち、前記計測物体の画像において、前記光パターンが照射された前記計測物体の表示領域を検出し、当該表示領域の輝度を補正する。この態様により、三次元計測装置は、計測物体の背景物に光パターンが照射される場合であっても、光パターンが照射された計測物体の表示領域の輝度を補正することができる。 In another aspect of the three-dimensional measurement apparatus, the removal unit further removes the light pattern projected and displayed on a background object of the measurement object from the image of the measurement object, and the luminance correction unit includes the brightness correction unit, The display area of the measurement object irradiated with the light pattern is detected in the image of the measurement object in the area to be processed by the removing unit, and the luminance of the display area is corrected. According to this aspect, the three-dimensional measurement apparatus can correct the luminance of the display area of the measurement object irradiated with the light pattern even when the light pattern is irradiated on the background object of the measurement object.
 本発明の他の好適な実施形態では、三次元計測システムは、透過デバイスと、上記いずれか記載の三次元計測装置と、前記透過デバイスを介して前記計測物体に前記光パターンを出射するプロジェクタと、前記透過デバイスを介して前記計測物体を撮影した画像を前記三次元計測装置に送信するカメラと、を有する。この三次元計測システムによれば、三次元計測装置は、透過デバイス上に投影された光パターンを除去する際に、光パターンが照射された計測物体の表示領域が暗くなることに起因して計測物体の計測精度が低下するのを抑制することができる。 In another preferred embodiment of the present invention, a three-dimensional measurement system includes a transmission device, the three-dimensional measurement apparatus described above, and a projector that emits the light pattern to the measurement object via the transmission device. And a camera that transmits an image obtained by photographing the measurement object via the transmission device to the three-dimensional measurement apparatus. According to this three-dimensional measurement system, the three-dimensional measurement apparatus performs measurement because the display area of the measurement object irradiated with the light pattern becomes dark when removing the light pattern projected on the transmission device. It can suppress that the measurement accuracy of an object falls.
 本発明のさらに別の実施形態では、透過デバイスを介して光パターンが投影される計測物体の三次元計測を行う三次元計測装置が実行する制御方法であって、前記透過デバイスを介して撮影された前記計測物体の画像を取得する画像取得工程と、前記計測物体の画像から、前記透過デバイスに投影表示された前記光パターンを除去する除去工程と、前記計測物体の画像において、前記光パターンが照射された前記計測物体の表示領域を検出し、当該表示領域の輝度を補正する輝度補正工程と、を有する。三次元計測装置は、この制御方法を実行することで、透過デバイス上に投影された光パターンを除去する際に、光パターンが照射された計測物体の表示領域が暗くなることに起因して計測物体の計測精度が低下するのを抑制することができる。 In still another embodiment of the present invention, there is provided a control method executed by a three-dimensional measurement apparatus that performs three-dimensional measurement of a measurement object onto which a light pattern is projected via a transmission device, the image being shot through the transmission device. In the image acquisition step of acquiring the image of the measurement object, the removal step of removing the light pattern projected and displayed on the transmission device from the image of the measurement object, and the image of the measurement object, the light pattern is A luminance correction step of detecting a display area of the irradiated measurement object and correcting the luminance of the display area. By executing this control method, the three-dimensional measurement apparatus performs measurement because the display area of the measurement object irradiated with the light pattern becomes dark when removing the light pattern projected on the transmission device. It can suppress that the measurement accuracy of an object falls.
 本発明のさらに別の実施形態では、透過デバイスを介して光パターンが投影される計測物体の三次元計測を行う三次元計測装置が実行するプログラムであって、前記透過デバイスを介して撮影された前記計測物体の画像を取得する画像取得手段と、前記計測物体の画像から、前記透過デバイスに投影表示された前記光パターンを除去する除去手段と、前記計測物体の画像において、前記光パターンが照射された前記計測物体の表示領域を検出し、当該表示領域の輝度を補正する輝度補正手段として前記三次元計測装置を機能させる。三次元計測装置は、このプログラムを実行することで、透過デバイス上に投影された光パターンを除去する際に、光パターンが照射された計測物体の表示領域が暗くなることに起因して計測物体の計測精度が低下するのを抑制することができる。好適には、上記プログラムは、記憶媒体に記憶される。 In still another embodiment of the present invention, there is provided a program executed by a three-dimensional measurement apparatus that performs three-dimensional measurement of a measurement object onto which a light pattern is projected through a transmission device, and is photographed through the transmission device. Image acquisition means for acquiring an image of the measurement object, removal means for removing the light pattern projected and displayed on the transmission device from the image of the measurement object, and irradiation of the light pattern in the image of the measurement object The display area of the measured object thus detected is detected, and the three-dimensional measurement device is caused to function as a luminance correction means for correcting the luminance of the display area. By executing this program, the 3D measurement device removes the light pattern projected on the transmission device, resulting in the display area of the measurement object irradiated with the light pattern becoming dark. It is possible to suppress a decrease in measurement accuracy. Preferably, the program is stored in a storage medium.
 以下、図面を参照して本発明の好適な実施例について説明する。 Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
 [三次元計測システムの構成]
 図1は、本実施例に係る三次元計測システムの概略構成図である。図1に示すように、三次元計測システムは、透過デバイス1と、プロジェクタ2と、カメラ3と、三次元計測装置4と、計測物体5とを有する。
[Configuration of 3D measurement system]
FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a three-dimensional measurement system according to the present embodiment. As shown in FIG. 1, the three-dimensional measurement system includes a transmission device 1, a projector 2, a camera 3, a three-dimensional measurement device 4, and a measurement object 5.
 透過デバイス1は、透明スクリーン、透明ディスプレイ、又は透明ガラスなどの透過性を有するデバイスである。透過デバイス1は、光が透過する透過状態と、光を遮断する遮蔽状態とを切り替え可能なデバイスであってもよい。この場合、透過デバイス1は、計測物体5の計測時には透過状態となる。 The transmission device 1 is a transparent device such as a transparent screen, a transparent display, or transparent glass. The transmission device 1 may be a device that can switch between a transmission state in which light is transmitted and a shielding state in which light is blocked. In this case, the transmissive device 1 is in a transmissive state when the measurement object 5 is measured.
 プロジェクタ2は、計測物体5に向けて三次元計測用の複数の光パターンをそれぞれ照射する。光パターンは、例えば縞状などであり、三次元計測のパターン投影方式で用いられる種々のパターンであってもよい。例えば空間コード化法により三次元位置を計測する場合、プロジェクタ2は、例えば明暗幅を2倍ずつ変化させた縞状の光パターンを順番に投影する。 The projector 2 irradiates the measurement object 5 with a plurality of light patterns for three-dimensional measurement. The light pattern is, for example, striped, and may be various patterns used in a pattern projection method for three-dimensional measurement. For example, when a three-dimensional position is measured by a spatial encoding method, the projector 2 projects a striped light pattern in which, for example, the light / dark width is changed by two times in order.
 カメラ3は、三次元計測装置4と電気的に接続し、撮影した画像(「撮影画像Im」とも呼ぶ。)を三次元計測装置4に送信する。カメラ3は、三次元計測時には、透過状態の透過デバイス1を介して、プロジェクタ2によって光パターンが照射された計測物体5を撮影する。 The camera 3 is electrically connected to the three-dimensional measuring device 4 and transmits the captured image (also referred to as “captured image Im”) to the three-dimensional measuring device 4. At the time of three-dimensional measurement, the camera 3 photographs the measurement object 5 irradiated with the light pattern by the projector 2 via the transmission device 1 in the transmission state.
 三次元計測装置4は、図示しないCPU(Central Processing Unit)、ROM(Read Only Memory)及びRAM(Random Access Memory)などを有し、カメラ3から取得した撮影画像Imに基づき、計測物体5の三次元座標を計算する。透過デバイス1が透過状態であっても、プロジェクタ2から照射された光パターンが透過デバイス1上に表れる場合がある。従って、三次元計測装置4は、透過デバイス1上に投影表示された光パターンを撮影画像Imから除去し、計測物体5の三次元座標を高精度に取得する。そして、三次元計測装置4のCPUなどは、本発明における「画像取得手段」、「除去手段」、「輝度補正手段」として機能する。 The three-dimensional measuring apparatus 4 includes a CPU (Central Processing Unit), a ROM (Read Only Memory), a RAM (Random Access Memory), and the like (not shown), and the tertiary of the measuring object 5 based on the captured image Im acquired from the camera 3. Calculate the original coordinates. Even when the transmissive device 1 is in the transmissive state, the light pattern emitted from the projector 2 may appear on the transmissive device 1. Therefore, the three-dimensional measurement apparatus 4 removes the light pattern projected and displayed on the transmission device 1 from the captured image Im, and acquires the three-dimensional coordinates of the measurement object 5 with high accuracy. The CPU of the three-dimensional measuring device 4 functions as “image acquisition means”, “removal means”, and “luminance correction means” in the present invention.
 図2は、三次元計測装置4の機能ブロックを示す。図2に示すように、三次元計測装置4は、投影パターン処理部11と、差分処理部12と、輝度補正処理部13と、三次元座標計算処理部14とを備える。 FIG. 2 shows functional blocks of the three-dimensional measuring apparatus 4. As shown in FIG. 2, the three-dimensional measurement apparatus 4 includes a projection pattern processing unit 11, a difference processing unit 12, a luminance correction processing unit 13, and a three-dimensional coordinate calculation processing unit 14.
 投影パターン処理部11は、計測物体5の計測前に、透過デバイス1に投影表示された光パターンを示す画像(「投影パターン画像Ima」とも呼ぶ。)を予め生成する。このとき、投影パターン処理部11は、計測物体5が存在しない状態で光パターンが透過状態の透過デバイス1に投影された撮影画像Imを対象に、計測物体5が存在しない状態で光パターンが投影されていない撮影画像Imの差分処理を行う。以後では、投影パターン処理部11が処理対象とする撮影画像Imの生成時を「基準時」とも呼ぶ。 The projection pattern processing unit 11 generates an image (also referred to as “projection pattern image Ima”) indicating the light pattern projected and displayed on the transmission device 1 before the measurement object 5 is measured. At this time, the projection pattern processing unit 11 projects the light pattern in the absence of the measurement object 5 on the captured image Im projected on the transmission device 1 in which the light pattern is in the transmission state in the absence of the measurement object 5. Difference processing of the captured image Im that has not been performed is performed. Hereinafter, the generation time of the captured image Im to be processed by the projection pattern processing unit 11 is also referred to as “reference time”.
 差分処理部12は、計測時の撮影画像Imから光パターン成分を除去した画像(「パターン除去画像Imb」とも呼ぶ。)を生成する。このとき、差分処理部12は、計測物体5が表示された計測時の撮影画像Imを対象に、投影パターン処理部11が求めた投影パターン画像Imaの差分処理を行う。 The difference processing unit 12 generates an image obtained by removing the light pattern component from the captured image Im at the time of measurement (also referred to as “pattern removed image Imb”). At this time, the difference processing unit 12 performs a difference process of the projection pattern image Ima obtained by the projection pattern processing unit 11 for the captured image Im at the time of measurement on which the measurement object 5 is displayed.
 輝度補正処理部13は、差分処理部12が求めたパターン除去画像Imbのうち、光パターンが照射された計測物体5の表示領域(「対象領域Rtag」とも呼ぶ。)の輝度を補正する処理を行う。後述するように、計測時の撮影画像Imの各画素値から投影パターン画像Imaの各画素値を減算した場合、対象領域Rtagの輝度が低下するという問題が生じる。以上を勘案し、輝度補正処理部13は、パターン除去画像Imbのうち、対象領域Rtagの輝度を上げる処理を行う。 The luminance correction processing unit 13 corrects the luminance of the display region (also referred to as “target region Rtag”) of the measurement object 5 irradiated with the light pattern in the pattern removal image Imb obtained by the difference processing unit 12. Do. As will be described later, when each pixel value of the projection pattern image Ima is subtracted from each pixel value of the captured image Im at the time of measurement, there arises a problem that the luminance of the target region Rtag decreases. In consideration of the above, the luminance correction processing unit 13 performs a process of increasing the luminance of the target region Rtag in the pattern removal image Imb.
 三次元座標計算処理部14は、輝度補正処理部13により輝度補正が行われたパターン除去画像Imb(「輝度補正画像Imc」とも呼ぶ。)に基づき、計測物体5の三次元位置を計測する。例えば空間コード化法を用いた場合、明暗幅が2倍ずつ変化させた縞状の光パターンが順番にプロジェクタ2から投影され、n個のパターン光を用意した場合、計測領域はパターン光の投影方向に基づき2のn乗個に分割される。この場合、三次元座標計算処理部14は、各パターン光の有無に対応して一意に与えられたnビットの空間コード値について、光パターンの投影方向と輝度補正画像Imc上での画素位置により決まる計測方向との関係から、三角測量の原理に基づき、全ての画素について距離情報を求める。 The three-dimensional coordinate calculation processing unit 14 measures the three-dimensional position of the measurement object 5 based on the pattern removal image Imb (also referred to as “luminance correction image Imc”) that has been subjected to luminance correction by the luminance correction processing unit 13. For example, when the spatial coding method is used, a striped light pattern whose brightness width is changed by a factor of two is projected from the projector 2 in order, and when n pattern lights are prepared, the measurement region is projected by pattern light. It is divided into 2 n powers based on the direction. In this case, the three-dimensional coordinate calculation processing unit 14 uses the light pattern projection direction and the pixel position on the brightness correction image Imc for the n-bit spatial code value uniquely given corresponding to the presence or absence of each pattern light. From the relationship with the determined measurement direction, distance information is obtained for all pixels based on the principle of triangulation.
 [パターン除去処理]
 次に、計測時に生成された撮影画像Imから透過デバイス1に投影表示された光パターンを除去する処理(パターン除去処理)について説明する。パターン除去処理は、投影パターン処理部11及び差分処理部12により実行される。
[Pattern removal processing]
Next, a process (pattern removal process) for removing the light pattern projected and displayed on the transmissive device 1 from the captured image Im generated at the time of measurement will be described. The pattern removal process is executed by the projection pattern processing unit 11 and the difference processing unit 12.
 まず、図3を参照して投影パターン処理部11の具体的な処理を説明する。図3(a)は、光パターンが投影された基準時の撮影画像Im(「基準時投影画像Imx」とも呼ぶ。)の一例を示し、図3(b)は、光パターンが投影されていない基準時の撮影画像Im(「基準時非投影画像Imy」とも呼ぶ。)の一例を示し、図3(c)は、投影パターン画像Imaの一例を示す。図3(a)等では、プロジェクタ2の投影範囲20を破線により示し、透過デバイス1に投影された光パターンの表示領域(「投影パターン領域Rp」とも呼ぶ。)を一点鎖線により示す。 First, specific processing of the projection pattern processing unit 11 will be described with reference to FIG. FIG. 3A shows an example of a captured image Im at the reference time on which the light pattern is projected (also referred to as “reference time projected image Imx”), and FIG. 3B shows that the light pattern is not projected. An example of the captured image Im at the reference time (also referred to as “reference non-projected image Imy”) is shown, and FIG. 3C shows an example of the projection pattern image Ima. In FIG. 3A and the like, the projection range 20 of the projector 2 is indicated by a broken line, and the display area (also referred to as “projection pattern area Rp”) of the light pattern projected on the transmissive device 1 is indicated by an alternate long and short dash line.
 投影パターン処理部11は、基準時投影画像Imx(図3(a)参照)を対象に、透過デバイス1上に光パターンが投影表示されていない基準時非投影画像Imy(図3(b)参照)の差分処理を行う。具体的には、投影パターン処理部11は、基準時投影画像Imxの各画素のRGBの画素値から、基準時非投影画像Imyの各画素が示すRGBの画素値を減算する。これにより、投影パターン処理部11は、投影パターン領域Rpのみが抽出された画像である投影パターン画像Ima(図3(c)参照)を生成する。 The projection pattern processing unit 11 targets the reference-time projection image Imx (see FIG. 3A), and the reference-time non-projection image Imy (see FIG. 3B) in which the light pattern is not projected and displayed on the transmission device 1. ) Difference processing. Specifically, the projection pattern processing unit 11 subtracts the RGB pixel value indicated by each pixel of the reference non-projection image Imy from the RGB pixel value of each pixel of the reference projection image Imx. Thereby, the projection pattern processing unit 11 generates a projection pattern image Ima (see FIG. 3C) that is an image from which only the projection pattern region Rp is extracted.
 次に、図4を参照して差分処理部12の具体的な処理を説明する。図4(a)は、計測時の撮影画像Imを示し、図4(b)は、投影パターン処理部11が生成した投影パターン画像Imaを示し、図4(c)は、パターン除去画像Imbを示す。 Next, specific processing of the difference processing unit 12 will be described with reference to FIG. 4A shows the captured image Im at the time of measurement, FIG. 4B shows the projection pattern image Ima generated by the projection pattern processing unit 11, and FIG. 4C shows the pattern removal image Imb. Show.
 図4(a)に示すように、計測時の撮影画像Imは、計測物体5と、透過デバイス1に投影された光パターンを示す投影パターン領域Rpとを表示する。また、計測物体5と投影パターン領域Rpとの重畳領域である対象領域Rtagには、透過デバイス1を透過した光パターンが計測物体5に照射されている。 As shown in FIG. 4A, the captured image Im at the time of measurement displays a measurement object 5 and a projection pattern region Rp indicating a light pattern projected on the transmission device 1. Further, the measurement object 5 is irradiated with the light pattern transmitted through the transmissive device 1 in the target region Rtag that is an overlapping region of the measurement object 5 and the projection pattern region Rp.
 そして、差分処理部12は、図4(a)に示す計測時の撮影画像Imを対象に、図4(b)に示す投影パターン画像Imaの差分処理を行うことで、図4(c)に示すパターン除去画像Imbを生成する。具体的には、差分処理部12は、撮影画像Imの各画素のRGB成分について、投影パターン画像Imaの各画素が示すRGB成分を減算することでパターン除去画像Imbを生成する。その結果、パターン除去画像Imbには、対象領域Rtagにのみ光パターンが投影表示されており、透過デバイス1に投影された光パターンが除去されている。 And the difference process part 12 performs the difference process of the projection pattern image Ima shown in FIG.4 (b) for the picked-up image Im at the time of the measurement shown to Fig.4 (a), and is made into FIG.4 (c). The pattern removal image Imb shown is generated. Specifically, the difference processing unit 12 generates the pattern removal image Imb by subtracting the RGB component indicated by each pixel of the projection pattern image Ima from the RGB component of each pixel of the captured image Im. As a result, in the pattern removal image Imb, the light pattern is projected and displayed only on the target region Rtag, and the light pattern projected on the transmission device 1 is removed.
 このように、差分処理部12は、透過デバイス1に投影表示された光パターンを除去し、計測物体5にのみ光パターンが照射されたパターン除去画像Imbを生成することができる。これにより、三次元計測装置4は、パターン除去処理を行わない場合と比較して、計測物体5が透過デバイス1から離れた状態であっても、透過デバイス1を誤って測定することなく、計測物体5の三次元計測を行うことが可能となる。 Thus, the difference processing unit 12 can remove the light pattern projected and displayed on the transmission device 1 and generate the pattern removal image Imb in which only the measurement object 5 is irradiated with the light pattern. As a result, the three-dimensional measurement apparatus 4 can measure without erroneously measuring the transmissive device 1 even when the measurement object 5 is away from the transmissive device 1 as compared with the case where the pattern removal process is not performed. It is possible to perform three-dimensional measurement of the object 5.
 [輝度補正処理]
 次に、輝度補正処理部13が行う処理について具体的に説明する。パターン除去画像Imbでは、投影パターン画像Imaによる差分処理を行った結果、対象領域Rtagの輝度が低くなる。従って、輝度補正処理部13は、対象領域Rtagの輝度の補正を行う。
[Brightness correction processing]
Next, the process performed by the brightness correction processing unit 13 will be specifically described. In the pattern removal image Imb, as a result of performing the difference process using the projection pattern image Ima, the luminance of the target region Rtag is lowered. Accordingly, the luminance correction processing unit 13 corrects the luminance of the target region Rtag.
 まず、対象領域Rtagを特定する方法について図5及び図6を参照して説明する。 First, a method for specifying the target region Rtag will be described with reference to FIGS.
 図5(a)はパターン除去画像Imbを示し、図5(b)は基準時非投影画像Imyを示し、図5(c)は、パターン除去画像Imbのうち、計測物体5以外の表示を除去した画像「Imb2」を示す。 FIG. 5A shows the pattern removal image Imb, FIG. 5B shows the reference non-projection image Imy, and FIG. 5C removes the display other than the measurement object 5 from the pattern removal image Imb. The image “Imb2” is shown.
 まず、輝度補正処理部13は、図5(a)に示すパターン除去画像Imbを対象に、図5(b)に示す基準時非投影画像Imyの差分処理を行う。これにより、輝度補正処理部13は、パターン除去画像Imbから、透過デバイス1などの計測物体5以外の表示を除去した画像Imb2(図5(c)参照)を生成する。 First, the luminance correction processing unit 13 performs a difference process on the reference non-projection image Imy shown in FIG. 5B for the pattern removal image Imb shown in FIG. Thereby, the brightness correction processing unit 13 generates an image Imb2 (see FIG. 5C) obtained by removing the display other than the measurement object 5 such as the transmission device 1 from the pattern removal image Imb.
 次に、輝度補正処理部13は、画像Imb2から、対象領域Rtagのみを抽出した画像「Imb3」を生成する。この処理について、図6を参照して具体的に説明する。図6(a)は、画像Imb2を示し、図6(b)は、投影パターン画像Imaを示し、図6(c)は、画像Imb3を示す。 Next, the luminance correction processing unit 13 generates an image “Imb3” obtained by extracting only the target region Rtag from the image Imb2. This process will be specifically described with reference to FIG. 6A shows the image Imb2, FIG. 6B shows the projection pattern image Ima, and FIG. 6C shows the image Imb3.
 図6(a)乃至(c)に示すように、輝度補正処理部13は、画像Imb2(図6(a)参照)のうち、投影パターン画像Ima(図6(b)参照)の投影パターン領域Rpと重なる画素以外の画素値を「0」にした画像Imb3(図6(c)参照)を生成する。そして、輝度補正処理部13は、画像Imb3を二値化することにより、対象領域Rtagを特定する。 As shown in FIGS. 6A to 6C, the brightness correction processing unit 13 projects the projection pattern area of the projection pattern image Ima (see FIG. 6B) in the image Imb2 (see FIG. 6A). An image Imb3 (see FIG. 6C) in which pixel values other than the pixels overlapping with Rp are set to “0” is generated. Then, the luminance correction processing unit 13 specifies the target region Rtag by binarizing the image Imb3.
 次に、画像Imb3により特定される対象領域Rtagに基づき、パターン除去画像Imbから輝度補正画像Imcを生成する方法について説明する。 Next, a method for generating the brightness correction image Imc from the pattern removal image Imb based on the target region Rtag specified by the image Imb3 will be described.
 輝度補正処理部13は、パターン除去画像Imbの対象領域Rtagの輝度を所定値又は所定率だけ上げた輝度補正画像Imcを生成する。ここで、輝度補正処理部13は、輝度補正画像Imcの対象領域Rtagの輝度が、計測時の撮影画像Imの対象領域Rtagの輝度以上の値になるように、上述の所定値及び所定率を設定する。これにより、輝度補正処理部13は、計測物体5の三次元座標位置の計算精度を向上させる。 The brightness correction processing unit 13 generates a brightness correction image Imc in which the brightness of the target region Rtag of the pattern removal image Imb is increased by a predetermined value or a predetermined rate. Here, the luminance correction processing unit 13 sets the predetermined value and the predetermined ratio so that the luminance of the target region Rtag of the luminance correction image Imc is equal to or higher than the luminance of the target region Rtag of the captured image Im at the time of measurement. Set. Thereby, the brightness correction processing unit 13 improves the calculation accuracy of the three-dimensional coordinate position of the measurement object 5.
 これについて補足説明する。一般の三次元座標位置の計算では、三次元座標計算処理部14は、各々の光パターンが計測物体5に投影表示された画像の各画素を対象に、光パターンが投影されているか否かを当該画素の輝度を参照して判定する。この場合、三次元座標計算処理部14は、光パターンの投影の有無を判定するための閾値(「閾値Cth」とも呼ぶ。)を設定し、各画素の光パターンの投影の有無を判定する。光パターンが投影された場合の所定の画素の輝度を「A」、光パターンが投影されていない場合の当該画素の輝度を「B」とすると、以下の式(1)を満たすような、縞状の光パターンに対応する領域を求める(「Cth」は閾値)。
       A-B>Cth   (1)
 ここで、一般に、閾値Cthが高い程、縞状の光パターンに対応する領域の誤判定が抑制される。一方、光パターンの投影の有無に基づく輝度差が小さい場合は、閾値Cthを高くすると、縞状の光パターンに対応する領域を決定することができなくなる。したがって、三次元座標計算処理部14は、光パターンの投影の有無に基づく輝度差が大きい程、閾値Cthを高く設定することができ、上述した誤判定を抑制して、縞状の光パターンに対応する領域を決定することが可能となる。
This will be supplementarily described. In the general calculation of the three-dimensional coordinate position, the three-dimensional coordinate calculation processing unit 14 determines whether or not the light pattern is projected on each pixel of the image in which each light pattern is projected and displayed on the measurement object 5. The determination is made with reference to the luminance of the pixel. In this case, the three-dimensional coordinate calculation processing unit 14 sets a threshold value (also referred to as “threshold value Cth”) for determining whether or not the light pattern is projected, and determines whether or not the light pattern is projected for each pixel. When the luminance of a predetermined pixel when the light pattern is projected is “A” and the luminance of the pixel when the light pattern is not projected is “B”, the stripes satisfying the following expression (1) An area corresponding to the light pattern is obtained (“Cth” is a threshold value).
AB> Cth (1)
Here, generally, the higher the threshold value Cth, the more the erroneous determination of the region corresponding to the striped light pattern is suppressed. On the other hand, when the luminance difference based on the presence or absence of projection of the light pattern is small, if the threshold Cth is increased, it becomes impossible to determine the region corresponding to the striped light pattern. Therefore, the three-dimensional coordinate calculation processing unit 14 can set the threshold value Cth higher as the luminance difference based on the presence or absence of the projection of the light pattern is larger, and suppresses the erroneous determination described above, thereby generating a striped light pattern. The corresponding area can be determined.
 以上を勘案し、輝度補正処理部13は、輝度補正画像Imcの対象領域Rtagの輝度を、実際の光パターン投影時の輝度以上の値になるように設定する。これにより、輝度補正処理部13は、計測物体5の三次元座標の計算精度を向上させることができる。 In consideration of the above, the luminance correction processing unit 13 sets the luminance of the target region Rtag of the luminance correction image Imc so as to be equal to or higher than the luminance at the time of actual light pattern projection. Thereby, the brightness correction processing unit 13 can improve the calculation accuracy of the three-dimensional coordinates of the measurement object 5.
 なお、パターン除去画像Imbの対象領域Rtagの輝度を上げる他の方法として、パターン除去画像Imbを算出する際に、投影パターン画像Imaの輝度を予め下げておくことが考えられる。しかし、この場合には、透過デバイス1に投影表示された光パターンが完全に除去できない。従って、この場合、透過デバイス1の三次元位置が誤って計算される蓋然性が高くなり、本実施例に基づき生成した輝度補正画像Imcを用いて三次元計測を行う場合と比較して、計測精度が低下する。 Note that, as another method for increasing the luminance of the target region Rtag of the pattern removal image Imb, it is conceivable to reduce the luminance of the projection pattern image Ima in advance when calculating the pattern removal image Imb. However, in this case, the light pattern projected and displayed on the transmissive device 1 cannot be completely removed. Therefore, in this case, there is a high probability that the three-dimensional position of the transmission device 1 is erroneously calculated. Compared with the case where three-dimensional measurement is performed using the brightness correction image Imc generated based on the present embodiment, the measurement accuracy is higher. Decreases.
 [輝度補正処理のロバスト性]
 輝度補正処理部13は、上述した処理を実行することにより、カメラ3の撮影環境の明るさ、プロジェクタ2と計測物体5との距離、計測物体5の種類によらず、好適に、透過デバイス1の影響を排除しつつ、計測物体5の光パターンが投影された輝度補正画像Imcを生成することができる。これについて、補足説明する。
[Robustness of brightness correction processing]
The brightness correction processing unit 13 preferably executes the above-described processing, so that the transmission device 1 is preferably used regardless of the brightness of the shooting environment of the camera 3, the distance between the projector 2 and the measurement object 5, and the type of the measurement object 5. It is possible to generate the brightness correction image Imc on which the light pattern of the measurement object 5 is projected while eliminating the influence of the above. This will be supplementarily described.
 (1)明るさの変化
 一般的に、カメラ3の撮影環境が明るくなるに従い、閾値Cthによる計測物体5に光パターンが照射されているか否かの判別が難しくなり、三次元計測の精度が低下する。
(1) Change in brightness Generally, as the shooting environment of the camera 3 becomes brighter, it becomes difficult to determine whether or not a light pattern is irradiated on the measurement object 5 based on the threshold value Cth, and the accuracy of three-dimensional measurement decreases. To do.
 この場合であっても、本実施例では、輝度補正処理部13は、上述した輝度補正処理に基づき、対象領域Rtagの輝度を上げる。これにより、輝度補正処理部13は、輝度補正処理を行わない場合と比較して、閾値Cthを大きい値に設定することができ、閾値Cthによる判定処理の精度を向上させることができる。従って、三次元計測装置4は、カメラ3の撮影環境が明るい場合であっても、三次元計測の精度が低下するのを抑制することができる。 Even in this case, in the present embodiment, the luminance correction processing unit 13 increases the luminance of the target region Rtag based on the luminance correction processing described above. Thereby, the luminance correction processing unit 13 can set the threshold value Cth to a larger value as compared with the case where the luminance correction processing is not performed, and can improve the accuracy of the determination processing based on the threshold value Cth. Therefore, the three-dimensional measurement apparatus 4 can suppress a decrease in the accuracy of the three-dimensional measurement even when the shooting environment of the camera 3 is bright.
 (2)距離の変化
 一般的に、プロジェクタ2と計測物体5との距離が長くなる程、計測物体5に照射された光パターンの輝度が小さくなるため、閾値Cthによる計測物体5に光パターンが照射されているか否かの判別が難しくなり、三次元計測の精度が低下する。
(2) Change in distance Generally, as the distance between the projector 2 and the measurement object 5 becomes longer, the luminance of the light pattern irradiated to the measurement object 5 becomes smaller. It becomes difficult to determine whether or not it is irradiated, and the accuracy of three-dimensional measurement is reduced.
 この場合であっても、本実施例では、輝度補正処理部13は、上述した輝度補正処理に基づき、対象領域Rtagの輝度を上げることで、光パターンの投影の有無に基づく輝度差を上げる。これにより、輝度補正処理部13は、輝度補正処理を行わない場合と比較して、閾値Cthを大きい値に設定することができ、閾値Cthによる判定処理の精度を向上させることができる。従って、三次元計測装置4は、プロジェクタ2と計測物体5との距離が長くなった場合であっても、三次元計測の精度が低下するのを抑制することができる。 Even in this case, in the present embodiment, the luminance correction processing unit 13 increases the luminance difference based on the presence or absence of the projection of the light pattern by increasing the luminance of the target region Rtag based on the luminance correction processing described above. Thereby, the luminance correction processing unit 13 can set the threshold value Cth to a larger value as compared with the case where the luminance correction processing is not performed, and can improve the accuracy of the determination processing based on the threshold value Cth. Therefore, the three-dimensional measuring device 4 can suppress a decrease in the accuracy of the three-dimensional measurement even when the distance between the projector 2 and the measurement object 5 is long.
 (3)計測物体の変化
 一般に、計測物体5の光学特性が拡散型又は反射型等であるかによって、光パターンの照射部分における輝度が異なる場合がある。この場合、全ての計測物体5で共通の閾値Cthを用いた場合、閾値Cthによる計測物体5に光パターンが照射されているか否かの判別精度が低下し、三次元計測の精度が低下する。
(3) Change of measurement object Generally, the luminance in the irradiated portion of the light pattern may differ depending on whether the optical characteristic of the measurement object 5 is a diffusion type or a reflection type. In this case, when the threshold value Cth common to all the measurement objects 5 is used, the determination accuracy of whether or not the light pattern is irradiated on the measurement object 5 based on the threshold value Cth decreases, and the accuracy of the three-dimensional measurement decreases.
 この場合であっても、本実施例では、輝度補正処理部13は、上述した輝度補正処理に基づき、対象領域Rtagの輝度を上げることで、光パターンの投影の有無に基づく輝度差を上げる。これにより、輝度補正処理部13は、輝度補正処理を行わない場合と比較して、閾値Cthを大きい値に設定することができ、閾値Cthによる判定処理の精度を向上させることができる。従って、三次元計測装置4は、光学特性が異なる計測物体5の三次元計測を行う場合であっても、三次元計測の精度が低下するのを抑制することができる。 Even in this case, in the present embodiment, the luminance correction processing unit 13 increases the luminance difference based on the presence or absence of the projection of the light pattern by increasing the luminance of the target region Rtag based on the luminance correction processing described above. Thereby, the luminance correction processing unit 13 can set the threshold value Cth to a larger value as compared with the case where the luminance correction processing is not performed, and can improve the accuracy of the determination processing based on the threshold value Cth. Therefore, the three-dimensional measurement apparatus 4 can suppress a decrease in the accuracy of the three-dimensional measurement even when the three-dimensional measurement of the measurement object 5 having different optical characteristics is performed.
 なお、基準時と計測時とで計測物体5の背景物を変えた場合、三次元計測装置4は、当該背景物の光学特性の違いに応じ、場合分けによる処理が必要となる。この処理については、次のセクションで詳しく説明する。 In addition, when the background object of the measurement object 5 is changed between the reference time and the measurement time, the three-dimensional measurement device 4 needs to perform processing according to the case according to the difference in the optical characteristics of the background object. This process is described in detail in the next section.
 [背景変化に基づく処理]
 一般に、計測物体5の背景となる物体の光学特性によって、投影パターン領域Rpの輝度が異なる。例えば、光学特性が拡散型の背景(例えば布、白紙等)に比べて、光学特性が反射型の背景(例えばホワイトボード等)の方が、投影パターン領域Rpの輝度が小さくなる。
[Processing based on background changes]
In general, the brightness of the projection pattern region Rp varies depending on the optical characteristics of the object that is the background of the measurement object 5. For example, the brightness of the projection pattern region Rp is smaller for a reflective background (for example, a whiteboard) having optical characteristics than for a diffuse background (for example, cloth, white paper).
 以上を勘案し、三次元計測装置4は、基準時の透過デバイス1の光パターンの輝度と、計測時の透過デバイス1の光パターンの輝度との大小関係に基づき、実行すべき処理を変える。以下、上述の輝度の大小関係ごとに場合分けして説明する。 Taking the above into consideration, the three-dimensional measurement apparatus 4 changes the process to be executed based on the magnitude relationship between the luminance of the light pattern of the transmissive device 1 at the reference time and the luminance of the light pattern of the transmissive device 1 at the time of measurement. In the following, description will be made on a case-by-case basis for each of the above-described luminance magnitude relationships.
 なお、三次元計測装置4は、例えば、投影パターン画像Ima中の投影パターン領域Rpの輝度の平均が、投影パターン領域Rpに対応する計測時の撮影画像Imの輝度の平均よりも大きい場合、基準時の透過デバイス1の光パターンの輝度が、計測時の透過デバイス1の光パターンの輝度よりも大きいと判断する。同様に、三次元計測装置4は、投影パターン画像Ima中の投影パターン領域Rpの輝度の平均が、投影パターン領域Rpに対応する計測時の撮影画像Imの輝度の平均よりも小さい場合、基準時の透過デバイス1の光パターンの輝度が、計測時の透過デバイス1の光パターンの輝度よりも小さいと判断する。 Note that the three-dimensional measurement device 4 uses, for example, a reference when the average luminance of the projection pattern region Rp in the projection pattern image Ima is larger than the average luminance of the captured image Im at the time of measurement corresponding to the projection pattern region Rp. It is determined that the brightness of the light pattern of the transmissive device 1 at the time is larger than the brightness of the light pattern of the transmissive device 1 at the time of measurement. Similarly, the three-dimensional measurement apparatus 4 determines that the reference brightness is obtained when the average brightness of the projection pattern area Rp in the projection pattern image Ima is smaller than the average brightness of the captured image Im at the time of measurement corresponding to the projection pattern area Rp. It is determined that the luminance of the light pattern of the transmissive device 1 is lower than the luminance of the light pattern of the transmissive device 1 at the time of measurement.
 (1)基準時の透過デバイス1の光パターンの輝度と、計測時の透過デバイス1の光パターンの輝度とが同一の場合
 このとき、計測時の撮影画像Imの各画素値から投影パターン画像Imaの各画素値を減算処理することでパターン除去画像Imbを生成した場合に、パターン除去画像Imbには、図4(c)と同様、投影パターン領域Rpが残らない。従って、この場合、三次元計測装置4は、上述したパターン除去処理及び輝度補正処理を実行する。
(1) When the luminance of the light pattern of the transmissive device 1 at the time of reference is the same as the luminance of the light pattern of the transmissive device 1 at the time of measurement At this time, the projection pattern image Ima is calculated from each pixel value of the captured image Im at the time of measurement. When the pattern removal image Imb is generated by performing the subtraction process on each of the pixel values, the projection pattern region Rp does not remain in the pattern removal image Imb as in FIG. Therefore, in this case, the three-dimensional measurement apparatus 4 executes the pattern removal process and the brightness correction process described above.
 (2)基準時の透過デバイス1の光パターンの輝度が計測時の透過デバイス1の光パターンの輝度より大きい場合
 このときも同様に、計測時の撮影画像Imの各画素値から投影パターン画像Imaの各画素値を減算処理することでパターン除去画像Imbを生成した場合に、パターン除去画像Imbに、図4(c)と同様、投影パターン領域Rpが残らない。従って、この場合、三次元計測装置4は、上述したパターン除去処理及び輝度補正処理を実行する。
(2) When the luminance of the light pattern of the transmissive device 1 at the reference time is larger than the luminance of the light pattern of the transmissive device 1 at the time of measurement, the projection pattern image Ima is similarly calculated from each pixel value of the captured image Im at the time of measurement. When the pattern removal image Imb is generated by subtracting each of the pixel values, the projection pattern region Rp does not remain in the pattern removal image Imb as in FIG. 4C. Therefore, in this case, the three-dimensional measurement apparatus 4 executes the pattern removal process and the brightness correction process described above.
 (3)基準時の透過デバイス1の光パターンの輝度が計測時の透過デバイス1の光パターンの輝度より小さい場合
 このとき、計測時の撮影画像Imの各画素値から投影パターン画像Imaの各画素値を減算処理することでパターン除去画像Imbを生成した場合に、パターン除去画像Imbに投影パターン領域Rpが残存してしまう。従って、この場合、差分処理部12は、例えば、投影パターン画像Imaの投影パターン領域Rpの各画素の輝度を所定値又は所定率だけ上げる補正を行う。そして、差分処理部12は、計測時の撮影画像Imに対し、当該輝度補正後の投影パターン画像Imaの差分処理を行うことで、パターン除去画像Imbを生成する。上述の所定値及び所定率は、例えば、投影パターン画像Imaの投影パターン領域Rpの各画素の輝度が、計測時の撮影画像Imの投影パターン領域Rpの各画素の輝度以上となる値に設定される。
(3) When the luminance of the light pattern of the transmissive device 1 at the reference time is smaller than the luminance of the light pattern of the transmissive device 1 at the time of measurement At this time, each pixel of the projection pattern image Ima from each pixel value of the captured image Im at the time of measurement When the pattern removal image Imb is generated by subtracting the value, the projection pattern region Rp remains in the pattern removal image Imb. Therefore, in this case, for example, the difference processing unit 12 performs correction to increase the luminance of each pixel in the projection pattern region Rp of the projection pattern image Ima by a predetermined value or a predetermined rate. And the difference process part 12 produces | generates the pattern removal image Imb by performing the difference process of the projection pattern image Ima after the said brightness correction with respect to the picked-up image Im at the time of measurement. The predetermined value and the predetermined rate described above are set to values at which the luminance of each pixel of the projection pattern region Rp of the projection pattern image Ima is equal to or higher than the luminance of each pixel of the projection pattern region Rp of the captured image Im at the time of measurement. The
 これにより、差分処理部12は、投影パターン領域Rpを除去したパターン除去画像Imbを好適に生成することができる。そして、輝度補正処理部13は、差分処理部12が生成したパターン除去画像Imbに基づき、輝度補正処理を実行する。 Thereby, the difference processing unit 12 can suitably generate the pattern removal image Imb from which the projection pattern region Rp has been removed. Then, the luminance correction processing unit 13 executes luminance correction processing based on the pattern removal image Imb generated by the difference processing unit 12.
 [変形例]
 以下、上述の実施例に好適な変形例について説明する。以下の変形例は、任意に組み合わせて上述の実施例に適用してもよい。
[Modification]
Hereinafter, modified examples suitable for the above-described embodiments will be described. The following modifications may be applied in any combination to the above-described embodiments.
 (変形例1)
 輝度補正処理部13は、対象領域Rtagの輝度を補正する場合、計測時の撮影画像Imの対象領域Rtag以外の計測物体5の画素の輝度に基づき対象領域Rtagの輝度を補正してもよい。具体的には、輝度補正処理部13は、計測時の撮影画像Imの対象領域Rtag以外の計測物体5の画素のうち、輝度が高い画素を特定し、当該輝度よりも対象領域Rtagの輝度が高くなるように設定する。これによっても、輝度補正処理部13は、閾値Cthによる判定処理を高精度に実行することができる。
(Modification 1)
When correcting the luminance of the target region Rtag, the luminance correction processing unit 13 may correct the luminance of the target region Rtag based on the luminance of the pixels of the measurement object 5 other than the target region Rtag of the captured image Im at the time of measurement. Specifically, the luminance correction processing unit 13 identifies a pixel having a higher luminance among the pixels of the measurement object 5 other than the target region Rtag of the captured image Im at the time of measurement, and the luminance of the target region Rtag is higher than the luminance. Set to be higher. Also by this, the luminance correction processing unit 13 can execute the determination process based on the threshold value Cth with high accuracy.
 (変形例2)
 三次元計測装置4は、パターン除去処理により計測時の撮影画像Imからパターン除去画像Imbを生成し、その後、輝度補正処理において対象領域Rtagを認識し、パターン除去画像Imbの対象領域Rtagの輝度を上げた。しかし、本発明が適用可能な処理手順は、これに限定されない。
(Modification 2)
The three-dimensional measurement device 4 generates a pattern removal image Imb from the captured image Im at the time of measurement by pattern removal processing, and then recognizes the target region Rtag in the luminance correction processing, and sets the luminance of the target region Rtag of the pattern removal image Imb. Raised. However, the processing procedure to which the present invention is applicable is not limited to this.
 これに代えて、三次元計測装置4は、まず、対象領域Rtagを認識し、その後、投影パターン画像Imaの対象領域Rtagの輝度を下げる。そして、三次元計測装置4は、パターン除去処理において、計測時の撮影画像Imを対象に、当該輝度を下げた投影パターン画像Imaの差分処理を行うことでパターン除去画像Imbを生成する。この場合、パターン除去画像Imbの対象領域Rtagの輝度は、投影パターン画像Imaの対象領域Rtagの輝度を下げた分、既に高い値に補正されている。従って、この場合、三次元座標計算処理部14は、上述のパターン除去画像Imbに基づき、三次元計測処理を行う。 Instead, the three-dimensional measuring device 4 first recognizes the target area Rtag, and then lowers the luminance of the target area Rtag of the projection pattern image Ima. Then, in the pattern removal process, the three-dimensional measurement apparatus 4 generates a pattern removal image Imb by performing a difference process on the projection pattern image Ima with the brightness reduced, for the captured image Im at the time of measurement. In this case, the luminance of the target region Rtag of the pattern removal image Imb has already been corrected to a high value as much as the luminance of the target region Rtag of the projection pattern image Ima is lowered. Therefore, in this case, the three-dimensional coordinate calculation processing unit 14 performs a three-dimensional measurement process based on the above-described pattern removal image Imb.
 いずれの場合であっても、三次元計測装置4は、計測物体5の光パターンの投影領域である対象領域Rtagを認識することで、当該対象領域Rtagの輝度を上げ、三次元計測精度を向上させることができる。 In any case, the three-dimensional measurement device 4 recognizes the target region Rtag that is the projection region of the light pattern of the measurement object 5, thereby increasing the luminance of the target region Rtag and improving the three-dimensional measurement accuracy. Can be made.
 (変形例3)
 計測物体5の後方に背景物が存在し、当該背景物が光パターンの照射により明るく光って撮影される場合、基準時投影画像Imx及び投影パターン画像Imaには、透過デバイス1上に照射された光パターンに加え、背景物に照射された光パターンが表示される。
(Modification 3)
When a background object exists behind the measurement object 5 and the background object is brightly photographed by irradiation of the light pattern, the reference projection image Imx and the projection pattern image Ima are irradiated on the transmission device 1. In addition to the light pattern, the light pattern irradiated on the background is displayed.
 この場合、投影パターン処理部11が基準時投影画像Imxに対し基準時非投影画像Imyの差分処理を行って投影パターン画像Imaを生成すると、投影パターン画像Imaには、投影パターン領域Rpに加えて、背景物が光パターンの照射により光った部分も表示される。従って、この場合、差分処理部12が計測時の撮影画像Imに対しパターン除去画像Imbの差分処理を行うと、パターン除去画像Imbでは、投影パターン領域Rpの他に、背景物が光パターンの照射により光った部分の輝度も低下するという問題がある。 In this case, when the projection pattern processing unit 11 performs the difference process of the reference non-projection image Imy on the reference projection image Imx to generate the projection pattern image Ima, the projection pattern image Ima includes the projection pattern region Rp. The portion of the background object that has been illuminated by the irradiation of the light pattern is also displayed. Therefore, in this case, when the difference processing unit 12 performs the difference processing of the pattern removal image Imb on the captured image Im at the time of measurement, the background object is irradiated with the light pattern in addition to the projection pattern region Rp in the pattern removal image Imb. As a result, there is a problem that the brightness of the illuminated portion is also lowered.
 この場合であっても、輝度補正処理部13は、上述の実施例と同様、差分処理部12が生成したパターン除去画像Imbと、投影パターン画像Imaとの重畳部分を対象領域Rtagに定め、パターン除去画像Imbのうち、当該対象領域Rtagの輝度を上げる。これにより、輝度補正処理部13は、計測物体5と投影パターン領域Rpとの重畳部分に加え、計測物体5と背景物が光パターンの照射により光った部分との重畳部分の輝度を上げることができる。 Even in this case, the luminance correction processing unit 13 determines the overlapping portion of the pattern removal image Imb generated by the difference processing unit 12 and the projection pattern image Ima as the target region Rtag, as in the above-described embodiment, In the removed image Imb, the luminance of the target region Rtag is increased. Thereby, the luminance correction processing unit 13 can increase the luminance of the overlapping portion of the measurement object 5 and the portion illuminated by the light pattern irradiation in addition to the overlapping portion of the measurement object 5 and the projection pattern region Rp. it can.
 このように、三次元計測装置4は、背景物が光パターンの照射により明るく光って撮影される場合であっても、光パターンが照射された計測物体5の部分の輝度を適切に調整することができる。 As described above, the three-dimensional measurement device 4 appropriately adjusts the luminance of the portion of the measurement object 5 irradiated with the light pattern even when the background object is photographed brightly by the irradiation of the light pattern. Can do.
 (変形例4)
 上述の実施例では、投影パターン処理部11は、光パターンのパターンごとに基準時投影画像Imxをカメラ3から取得し、光パターンのパターンごとに投影パターン画像Imaを生成及び記憶していた。これに代えて、投影パターン処理部11は、所定の光パターンが表示された投影パターン画像Ima(「基準パターン画像」とも呼ぶ。)から、他の光パターンが表示された投影パターン画像Ima(「他パターン画像」とも呼ぶ。)を生成及び記憶してもよい。
(Modification 4)
In the above-described embodiment, the projection pattern processing unit 11 acquires the reference-time projection image Imx from the camera 3 for each light pattern, and generates and stores the projection pattern image Ima for each light pattern. Instead, the projection pattern processing unit 11 uses a projection pattern image Ima (““ reference pattern image ”) on which a predetermined light pattern is displayed to display another projection pattern image Ima (“ May also be generated and stored.
 この場合、投影パターン処理部11は、投影範囲20における各光パターンの形状及び配置の情報を予め記憶しておくことで、他パターン画像の各々に表示させる投影パターン領域Rpの位置を認識する。そして、投影パターン処理部11は、他パターン画像の各々に表示させる投影パターン領域Rpの各画素値を、基準パターン画像に表示された投影パターン領域Rpの画素値に基づき設定する。 In this case, the projection pattern processing unit 11 recognizes the position of the projection pattern region Rp to be displayed on each of the other pattern images by storing in advance information on the shape and arrangement of each light pattern in the projection range 20. Then, the projection pattern processing unit 11 sets each pixel value of the projection pattern region Rp to be displayed on each of the other pattern images based on the pixel value of the projection pattern region Rp displayed on the reference pattern image.
 また、上述の実施例では、投影パターン処理部11は、計測物体5が撮影範囲にない場合に予め撮影した基準時投影画像Imx及び基準時非投影画像Imyに基づき、投影パターン画像Imaを生成した。即ち、基準時と計測時とはそれぞれ別の時間に設定されていた。これに代えて、投影パターン処理部11は、計測時の撮影画像Imに基づき、投影パターン画像Imaを生成してもよい。 In the above-described embodiment, the projection pattern processing unit 11 generates the projection pattern image Ima based on the reference-time projection image Imx and the reference-time non-projection image Imy previously captured when the measurement object 5 is not in the imaging range. . That is, the reference time and the measurement time are set at different times. Instead, the projection pattern processing unit 11 may generate the projection pattern image Ima based on the captured image Im at the time of measurement.
 この場合、例えば、投影パターン処理部11は、計測時の撮影画像Imから、計測物体5と重なっていない投影パターン領域Rpの一部、例えば左端又は右端に形成された光パターンの縞を認識する。そして、投影パターン処理部11は、当該縞の画素値を参照することで、計測物体5と重なった部分を含む光パターンの他の縞の画素値を設定した投影パターン画像Imaを生成する。この場合、投影パターン処理部11は、投影範囲20における各光パターンの形状及び配置の情報を予め記憶しておき、当該情報に基づき光パターンの他の縞の位置及び範囲を認識する。これにより、三次元計測システムは、計測物体5の計測前において、投影パターン画像Imaを生成するために基準時投影画像Imx及び基準時非投影画像Imyをカメラ3により予め撮影する必要がなくなる。 In this case, for example, the projection pattern processing unit 11 recognizes, from the captured image Im at the time of measurement, a part of the projection pattern region Rp that does not overlap the measurement object 5, for example, a stripe of the light pattern formed at the left end or the right end. . And the projection pattern process part 11 produces | generates the projection pattern image Ima which set the pixel value of the other stripe of the light pattern containing the part which overlapped with the measurement object 5 with reference to the pixel value of the said stripe. In this case, the projection pattern processing unit 11 stores in advance information on the shape and arrangement of each light pattern in the projection range 20, and recognizes the positions and ranges of other stripes of the light pattern based on the information. This eliminates the need for the camera 3 to capture the reference-time projection image Imx and the reference-time non-projection image Imy in advance in order to generate the projection pattern image Ima before the measurement object 5 is measured.
 (変形例5)
 上述の実施例では、三次元計測装置4は、RGBの各成分により定まる輝度に基づき、閾値Cthによる判定処理などを行った。これに代えて、三次元計測装置4は、RGBの少なくとも1つの値に基づき、閾値Cthによる判定処理などを行ってもよい。
(Modification 5)
In the above-described embodiment, the three-dimensional measurement apparatus 4 performs a determination process based on the threshold value Cth based on the luminance determined by the RGB components. Instead, the three-dimensional measurement device 4 may perform a determination process using the threshold value Cth based on at least one value of RGB.
 また、プロジェクタ2は、赤外線による光パターンを照射するプロジェクタであり、かつ、カメラ3は、赤外線カメラであってもよい。この場合、三次元計測装置4は、赤外線カメラから送信される撮影画像Imに基づき、上述した実施例と同様の処理を行う。 Further, the projector 2 may be a projector that irradiates an infrared light pattern, and the camera 3 may be an infrared camera. In this case, the three-dimensional measurement apparatus 4 performs the same processing as in the above-described embodiment based on the captured image Im transmitted from the infrared camera.
 (変形例6)
 図1に示す三次元計測システムでは、プロジェクタ2及びカメラ3と、計測物体5との間に1つの透過デバイス1が設置されていたが、これに代えて、プロジェクタ2及びカメラ3と、計測物体5との間に複数の透過デバイス1が設置されてもよい。
(Modification 6)
In the three-dimensional measurement system shown in FIG. 1, one transmission device 1 is installed between the projector 2, the camera 3, and the measurement object 5. Instead, the projector 2, the camera 3, and the measurement object A plurality of transmission devices 1 may be installed between the first and second transmission devices 1.
 (変形例7)
 プロジェクタ2は、透過デバイス1に情報の表示を行うための光(「表示光」とも呼ぶ。)と、光パターンを構成する光(「パターン光」とも呼ぶ。)とをそれぞれ出射してもよい。この場合、透過デバイス1は、例えば透過状態と遮蔽状態とを切替可能なディスプレイであり、プロジェクタ2により表示光が出射されているときには遮蔽状態となり、プロジェクタ2によりパターン光が出射されているときには透過状態となる。そして、この構成によれば、三次元計測システムは、表示レート等を適切に制御することで、人が不自然に感じることなく、表示光による映像を視認させると共に、手などの計測物体5の三次元計測が可能となる。
(Modification 7)
The projector 2 may emit light for displaying information on the transmissive device 1 (also referred to as “display light”) and light constituting a light pattern (also referred to as “pattern light”). . In this case, the transmissive device 1 is, for example, a display that can be switched between a transmissive state and a shielding state, and is in a shielding state when display light is emitted from the projector 2, and is transmissive when pattern light is emitted from the projector 2. It becomes a state. According to this configuration, the three-dimensional measurement system appropriately controls the display rate and the like so that a human can visually recognize the image by the display light and the measurement object 5 such as a hand. Three-dimensional measurement is possible.
 なお、この場合、プロジェクタ2は、表示光を出射するプロジェクタと、パターン光を出射するプロジェクタとの2台のプロジェクタにより実現されてもよい。 In this case, the projector 2 may be realized by two projectors: a projector that emits display light and a projector that emits pattern light.
 本発明は、非接触型の入力装置、表示装置、その他、三次元計測を行う装置に好適に適用することができる。 The present invention can be suitably applied to non-contact input devices, display devices, and other devices that perform three-dimensional measurement.
 1 透過デバイス
 2 プロジェクタ
 3 カメラ
 4 三次元計測装置
 5 計測物体
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Transmission device 2 Projector 3 Camera 4 Three-dimensional measuring device 5 Measurement object

Claims (12)

  1.  透過デバイスを介して光パターンが投影される計測物体の三次元計測を行う三次元計測装置であって、
     前記透過デバイスを介して撮影された前記計測物体の画像を取得する画像取得手段と、
     前記計測物体の画像から、前記透過デバイスに投影表示された前記光パターンを除去する除去手段と、
     前記計測物体の画像において、前記光パターンが照射された前記計測物体の表示領域を検出し、当該表示領域の輝度を補正する輝度補正手段と、
    を有することを特徴とする三次元計測装置。
    A three-dimensional measurement apparatus that performs three-dimensional measurement of a measurement object onto which a light pattern is projected via a transmission device,
    Image acquisition means for acquiring an image of the measurement object photographed via the transmission device;
    Removing means for removing the light pattern projected and displayed on the transmission device from the image of the measurement object;
    Brightness correction means for detecting a display area of the measurement object irradiated with the light pattern in the image of the measurement object and correcting the brightness of the display area;
    A three-dimensional measuring apparatus comprising:
  2.  前記輝度補正手段は、前記計測物体の画像において、前記光パターンが除去された領域と、前記計測物体の表示領域との重畳部分を、前記光パターンが照射された前記計測物体の表示領域として検出することを特徴とする請求項1に記載の三次元計測装置。 The brightness correction unit detects, in the image of the measurement object, an overlapping portion of the area where the light pattern is removed and the display area of the measurement object as a display area of the measurement object irradiated with the light pattern. The three-dimensional measuring apparatus according to claim 1, wherein:
  3.  前記輝度補正手段は、前記光パターンが照射された前記計測物体の表示領域の輝度を、前記除去手段による処理前の輝度に基づき補正することを特徴とする請求項1または2に記載の三次元計測装置。 3. The three-dimensional image according to claim 1, wherein the luminance correction unit corrects the luminance of the display area of the measurement object irradiated with the light pattern based on luminance before processing by the removing unit. Measuring device.
  4.  前記輝度補正手段は、前記光パターンが照射された前記計測物体の表示領域の輝度を、前記光パターンが照射されていない前記計測物体の表示領域の輝度に基づき補正することを特徴とする請求項1乃至2のいずれか一項に記載の三次元計測装置。 The brightness correction means corrects the brightness of the display area of the measurement object irradiated with the light pattern based on the brightness of the display area of the measurement object not irradiated with the light pattern. The three-dimensional measuring apparatus according to any one of claims 1 to 2.
  5.   前記除去手段は、
     前記透過デバイスに投影表示された前記光パターンを示す画像を生成する投影パターン処理手段と、
     前記計測物体の画像を対象に、前記投影パターン処理手段が生成した画像の差分処理を行う差分処理手段と、
    を有することを特徴とする請求項1乃至4のいずれか一項に記載の三次元計測装置。
    The removing means includes
    Projection pattern processing means for generating an image showing the light pattern projected and displayed on the transmission device;
    Difference processing means for performing difference processing of the image generated by the projection pattern processing means for the measurement object image;
    5. The three-dimensional measuring apparatus according to claim 1, wherein
  6.  前記投影パターン処理手段は、前記計測物体が存在しない状態で前記光パターンが投影された前記透過デバイスの画像を対象に、前記計測物体が存在しない状態で前記光パターンが投影されていない前記透過デバイスの画像の差分処理を行うことで、前記光パターンを示す画像を生成することを特徴とする請求項5に記載の三次元計測装置。 The projection pattern processing means targets the image of the transmission device on which the light pattern is projected in a state where the measurement object does not exist, and the transmission device in which the light pattern is not projected in a state where the measurement object does not exist The three-dimensional measurement apparatus according to claim 5, wherein an image indicating the light pattern is generated by performing the difference processing of the image.
  7.   前記差分処理手段は、
     前記計測物体が存在しない状態で撮影された画像における前記透過デバイスに投影表示された前記光パターンの輝度が、前記計測物体の画像における前記透過デバイスに投影表示された前記光パターンの輝度よりも小さいことを検出した場合、
     前記投影パターン処理手段が生成した画像の画素値を大きくして前記差分処理を行うことを特徴とする請求項6に記載の三次元計測装置。
    The difference processing means includes
    The brightness of the light pattern projected and displayed on the transmission device in an image photographed in the absence of the measurement object is smaller than the brightness of the light pattern projected and displayed on the transmission device in the image of the measurement object. If we detect that
    The three-dimensional measurement apparatus according to claim 6, wherein the difference process is performed by increasing a pixel value of an image generated by the projection pattern processing unit.
  8.  前記除去手段は、前記計測物体の画像から、前記計測物体の背景物に投影表示された前記光パターンをさらに除去し、
     前記輝度補正手段は、前記除去手段による処理対象となった領域のうち、前記計測物体の画像において、前記光パターンが照射された前記計測物体の表示領域を検出し、当該表示領域の輝度を補正することを特徴とする請求項1乃至7のいずれか一項に記載の三次元計測装置。
    The removing means further removes the light pattern projected and displayed on the background object of the measurement object from the image of the measurement object,
    The brightness correction unit detects a display area of the measurement object irradiated with the light pattern in the image of the measurement object, and corrects the brightness of the display area, among the areas to be processed by the removal unit. The three-dimensional measuring apparatus according to claim 1, wherein
  9.  透過デバイスと、
     請求項1乃至8のいずれか一項に記載の三次元計測装置と、
     前記透過デバイスを介して計測物体に前記光パターンを出射するプロジェクタと、
     前記透過デバイスを介して前記計測物体を撮影した画像を前記三次元計測装置に送信するカメラと、
    を有することを特徴とする三次元計測システム。
    A transmission device;
    A three-dimensional measuring apparatus according to any one of claims 1 to 8,
    A projector that emits the light pattern to the measurement object via the transmission device;
    A camera that transmits an image obtained by capturing the measurement object via the transmission device to the three-dimensional measurement apparatus;
    A three-dimensional measurement system characterized by comprising:
  10.  透過デバイスを介して光パターンが投影される計測物体の三次元計測を行う三次元計測装置が実行する制御方法であって、
     前記透過デバイスを介して撮影された前記計測物体の画像を取得する画像取得工程と、
     前記計測物体の画像から、前記透過デバイスに投影表示された前記光パターンを除去する除去工程と、
     前記計測物体の画像において、前記光パターンが照射された前記計測物体の表示領域を検出し、当該表示領域の輝度を補正する輝度補正工程と、
    を有することを特徴とする制御方法。
    A control method executed by a three-dimensional measurement apparatus that performs three-dimensional measurement of a measurement object onto which a light pattern is projected via a transmission device,
    An image acquisition step of acquiring an image of the measurement object photographed via the transmission device;
    A removal step of removing the light pattern projected and displayed on the transmission device from the image of the measurement object;
    A luminance correction step of detecting a display area of the measurement object irradiated with the light pattern in the image of the measurement object and correcting the luminance of the display area;
    A control method characterized by comprising:
  11.  透過デバイスを介して光パターンが投影される計測物体の三次元計測を行う三次元計測装置が実行するプログラムであって、
     前記透過デバイスを介して撮影された前記計測物体の画像を取得する画像取得手段と、
     前記計測物体の画像から、前記透過デバイスに投影表示された前記光パターンを除去する除去手段と、
     前記計測物体の画像において、前記光パターンが照射された前記計測物体の表示領域を検出し、当該表示領域の輝度を補正する輝度補正手段
    として前記三次元計測装置を機能させることを特徴とするプログラム。
    A program executed by a three-dimensional measurement apparatus that performs three-dimensional measurement of a measurement object onto which a light pattern is projected via a transmission device,
    Image acquisition means for acquiring an image of the measurement object photographed via the transmission device;
    Removing means for removing the light pattern projected and displayed on the transmission device from the image of the measurement object;
    A program for detecting a display area of the measurement object irradiated with the light pattern in the image of the measurement object and causing the three-dimensional measurement apparatus to function as a luminance correction unit that corrects the luminance of the display area. .
  12.  請求項11に記載のプログラムを記憶したことを特徴とする記憶媒体。 A storage medium storing the program according to claim 11.
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