WO2019176118A1 - Superimposed display system - Google Patents
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Definitions
- the present invention relates to a superimposed display system for calibration of a camera and a laser scanner used in a mobile mapping system (hereinafter referred to as MMS).
- MMS mobile mapping system
- a device for estimating a vehicle position, a camera, and a laser scanner are mounted on a measurement vehicle. It is widely performed that the shape of the road and the surroundings of the road is measured by the traveling of the MMS measuring vehicle.
- the mounting position or mounting posture of the camera and laser scanner may change due to aging and small collisions.
- the measurement accuracy deteriorates. Therefore, in order to prevent measurement accuracy deterioration, calibration for ensuring accuracy is performed (for example, Patent Document 1).
- an object of the present invention is to provide a system for performing calibration without mounting a camera and a laser scanner on a vehicle.
- the superimposed display system of the present invention includes: A base to which a camera and a laser scanner are fixed; An attitude changing mechanism that fixes the base to which the camera and the laser scanner are fixed, and changes a roll angle, a pitch angle, and a yaw angle of the base; A measurement object having a measurement pattern which is a pattern photographed by the camera and a pattern in which a difference in reflected luminance appears by scanning with the laser scanner; A camera image of the measurement pattern photographed by the camera and a scan line that is a scan result of the measurement pattern by the laser scanner are acquired, and the camera image and the scan line are superimposed and displayed on a display device.
- a computer A computer.
- FIG. 3 is a diagram illustrating the hardware configuration of the computer according to the first embodiment.
- FIG. 3 is a diagram illustrating the rotation of the laser scanner in the first embodiment.
- FIG. 4 is another diagram showing the rotation of the laser scanner in the first embodiment.
- FIG. 5 is another view showing the rotation of the laser scanner in the first embodiment.
- FIG. 3 is a diagram of Embodiment 1 and shows a yaw angle difference between a camera and a laser scanner.
- FIG. 3 is a diagram of the first embodiment and shows a pitch angle difference between the camera and the laser scanner.
- FIG. 4 is a diagram of Embodiment 1, showing a roll angle difference between a camera and a laser scanner.
- FIG. 3 is another diagram showing the roll angle difference between the camera and the laser scanner in the first embodiment.
- FIG. 1 shows an overview of the superimposed display system 100.
- FIG. 2 is a perspective view of the test apparatus 30 and the measurement object 40.
- the measurement object 40 has a measurement pattern 41.
- a roll shaft 21, a pitch shaft 22, and a yaw shaft 23, which will be described later, are not visible.
- the test apparatus 30 is disposed on the floor 82.
- FIG. 3 shows a hardware configuration of the computer 50.
- the display control unit 51 a of the computer 50 includes the camera image 11 a of the measurement pattern 41 captured by the camera 11 and the measurement pattern 41 by the laser scanner 12 via the input / output interface device 54. And the scan line 12a which is the scan result of. Then, the display control unit 51a of the computer 50 superimposes the camera image 11a of the measurement pattern 41 and the scan line 12a and displays them on the display device 60.
- the measurement object 40 has a caster 43.
- the caster 43 is a moving mechanism.
- the measurement object 40 can move on the floor 82 by a caster 43. The operator can move the measurement object 40 to bring the measurement pattern 41 closer to the test apparatus 30 or move the measurement pattern 41 away from the test apparatus 30.
- the operator changes the roll angle ⁇ , pitch angle ⁇ , and yaw angle ⁇ of the base 10 to which the camera 11 and the laser scanner 12 are fixed, and the scan line 12a of the laser scanner 12, the camera image 11a, and the like.
- the calibration parameters can be determined by looking at the screen of the display device 60 so that they are correctly superimposed.
- the calibration parameter is information indicating a relative attitude difference between the camera 11 and the laser scanner 12 that is fixed to the base 10. Specifically, there are a roll angle difference ⁇ , a pitch angle difference ⁇ , and a yaw angle difference ⁇ between the attachment posture of the camera 11 and the attachment posture of the laser scanner 12.
- the roll angle difference ⁇ , the pitch angle difference ⁇ , and the yaw angle difference ⁇ may be simply referred to as ⁇ , ⁇ , and ⁇ . Details of ⁇ , ⁇ , and ⁇ will be described later.
- ⁇ , ⁇ , and ⁇ are all posture difference information described later.
- the posture difference information is information representing a relative posture difference between the camera 11 and the laser scanner 12.
- ⁇ , ⁇ , and ⁇ which are calibration parameters, are obtained using the measurement object 40 and the test apparatus 30.
- the test apparatus 30 on which the camera 11 and the laser scanner 12 are mounted does not move. Therefore, unlike Patent Document 1, it is not necessary to run a vehicle on which the camera 11 and the laser scanner 12 are mounted, so that the calibration parameter can be easily determined.
- the superimposed display system 100 includes a test apparatus 30, a computer 50, a display apparatus 60, and a measurement object 40.
- the test apparatus 30 includes a base 10 and a posture change mechanism 20.
- a camera 11 and a laser scanner 12 are fixed to the base 10.
- the base 10, the camera 11, and the laser scanner 12 can be regarded as one rigid body as a whole.
- the base 10 to which the base 10 and the camera 11 are fixed does not move with respect to the floor 82.
- the posture changing mechanism 20 has a base 10 to which the camera 11 and the laser scanner 12 are fixed fixed.
- the posture change mechanism 20 can change the roll angle ⁇ , pitch angle ⁇ , and yaw angle ⁇ of the base 10.
- the camera 11 is connected to the computer 50.
- the camera 11 outputs the camera image 11a of the measurement pattern 41 to the computer 50.
- the laser scanner 12 is connected to the computer 50.
- the laser scanner 12 outputs a scan line 12 a that is a scan result of the measurement pattern 41 to the computer 50.
- the base 10, the camera 11, and the laser scanner 12, which can be regarded as one rigid body as a whole, are arranged in the test apparatus 30 in a state where they are actually mounted on the MMS measurement vehicle. That is, the base 10, the camera 11, and the laser scanner 12 surrounded by the alternate long and short dash line 81 are actually mounted on the MMS measurement vehicle.
- the base 10 is supported by the posture change mechanism 20.
- the posture change mechanism 20 includes a roll shaft 21, a pitch shaft 22, a yaw shaft 23, and a support member 24.
- a roll axis 21, a pitch axis 22, and a yaw axis 23 are set by the posture change mechanism 20.
- the roll axis 21, the pitch axis 22, and the yaw axis 23 may be referred to as an X axis, a Y axis, and a Z axis, respectively.
- the direction of the laser beam emitted from the laser scanner 12 is the normal direction of the arrangement surface 42 on which the measurement pattern 41 of the measurement object 40 is arranged.
- 4 to 6 are views showing that the laser scanner 12 rotates.
- FIG. 4 shows a state in which the laser scanner 12 is zero degrees in the XY plane.
- FIG. 5 shows a state in which the laser scanner 12 is rotated clockwise from the zero degree state in the XY plane.
- FIG. 6 shows a state in which the laser scanner 12 is rotated counterclockwise from the zero degree state in the XY plane.
- the laser scanner 12 rotates in the range of zero degrees to +90 degrees and ⁇ 90 degrees in the XY plane, and emits laser light. That is, the laser scanner 12 can rotate 90 degrees to the right and 90 degrees to the left around the Z-axis, assuming that the state of FIG. 4 is zero degrees.
- the normal direction of the arrangement surface 42 is a zero-degree emission direction of the laser light, and the zero-degree emission direction of the laser light is set as the X-axis direction.
- the normal direction of the plane including the laser beams of +90 degrees and ⁇ 90 degrees is the Z-axis direction.
- the normal direction of the XZ plane is the Y-axis direction.
- the roll axis 21, the pitch axis 22, and the yaw axis 23, which are the X axis, the Y axis, and the X axis, are set.
- the base 10 to which the camera 11 and the laser scanner 12 are fixed can rotate around a roll axis 21 (X axis), a pitch axis 22 (Y axis), and a yaw axis 23 (Z axis).
- the angle around the roll axis 21 is the roll angle ⁇
- the angle around the pitch axis 22 is the pitch angle ⁇
- the angle around the yaw axis 23 is the yaw angle ⁇ .
- the roll shaft 21, the pitch shaft 22, and the yaw shaft 23 are supported by a support member 24. That is, the base 10 to which the camera 11 and the laser scanner 12 are fixed is supported by the support member 24 via the roll shaft 21, the pitch shaft 22, and the yaw shaft 23.
- the measurement object 40 has a measurement pattern 41.
- the measurement pattern 41 is a pattern photographed by the camera 11 and is a pattern in which a difference in reflection luminance appears by scanning with the laser scanner 12.
- an example of the measurement pattern 41 is a check pattern.
- black and white have the same shape, but black and white may not have the same shape.
- the measurement pattern 41 is not limited to the check pattern as long as the difference in reflection luminance appears by scanning with the laser scanner 12.
- the measurement object 40 has a caster 43. The measurement object 40 can move on the floor 82 by the caster 43. That is, the position of the measurement object 40 can be freely changed with respect to the test apparatus 30.
- the computer 50 includes a processor 51, a main storage device 52, an auxiliary storage device 53, and an input / output interface device 54 as hardware.
- the processor 51 is connected to other hardware via the signal line 55, and controls these other hardware.
- the processor 51 is an IC (Integrated Circuit) that performs arithmetic processing.
- Specific examples of the processor 51 include a CPU (Central Processing Unit), a DSP (Digital Signal Processor), and a GPU (Graphics Processing Unit).
- the main storage device 52 is a volatile storage device that can be read and written. Specific examples of the main storage device 52 are SRAM (Static Random Access Memory) and DRAM (Dynamic Random Access Memory).
- the auxiliary storage device 53 is a non-volatile storage device that can be read and written.
- the auxiliary storage device 53 stores a program for realizing the function of the computer 50 and other data.
- the auxiliary storage device 53 is, as a specific example, a magnetic disk device (Hard Disk Drive).
- the auxiliary storage device 53 may be a storage device using a portable storage medium such as an optical disc, a compact disc, a Blu-ray (registered trademark) disc, or a DVD (Digital Versatile Disk).
- the input / output interface device 54 is an interface device for the processor 5 to communicate with the camera 11, the laser scanner 12, the display device 60, and the input device 70.
- the computer 50 includes a display control unit 51a and a correction unit 51b as functional elements.
- the functions of the display control unit 51a and the correction unit 51b are realized by a superimposed display program.
- the auxiliary storage device 53 stores a superimposed display program that realizes the functions of the display control unit 51a and the correction unit 51b.
- the superimposed display program is read and executed by the processor 51. Thereby, the function of the display control part 51a and the correction
- the superposition display program causes the computer 50 to execute each process, each procedure, or each process in which “part” of each part of the display control unit 51a and the correction unit 51b is read as “process”, “procedure”, or “process”.
- the superimposed display method is a method performed by the computer 50 executing a superimposed display program.
- the superimposed display program may be provided by being stored in a computer-readable recording medium or may be provided as a program product.
- the computer 50 may include a plurality of processors that replace the processor 51.
- the plurality of processors share the execution of the functions of the display control unit 51a and the correction unit 51b.
- Each processor is an IC that performs arithmetic processing in the same manner as the processor 51.
- the processor 51 and the plurality of processors are collectively referred to as a processing circuit.
- FIG. 7 shows an example in which there is a yaw angle difference ⁇ between the posture of the camera 11 and the posture of the laser scanner 12.
- FIG. 7 shows a case where the camera image 11a and the scan line 12a are displayed on the display device 60 in a superimposed manner by the display control unit 51a. An operation in which the camera video 11a and the scan line 12a are displayed on the display device 60 in a superimposed manner will be described.
- the operator photographs the measurement pattern 41 with the camera 11 of the test apparatus 30 and scans the measurement pattern 41 with the laser scanner 12.
- the camera image 11a and the scan line 12a are transmitted to the display control unit 51a via the input / output interface device 54.
- the display control unit 51a superimposes and displays the camera video 11a and the scan line 12a on the display device 60 via the input / output interface device 54.
- the scan line 12a is displayed as a line, but is actually a point group that is a set of points. This point group is called a laser point group.
- the laser point group also displays the reflected luminance.
- (6) When the postures in the yaw direction of the camera 11 and the laser scanner 12 match, the scan line 12a is correctly superimposed on the camera image 11a. That is, “correctly superimposed” means that the reflected luminances of white and black overlap with the camera image 11a.
- a scan line 12a-1 indicates a scan line correctly superimposed on the camera image 11a.
- the black and white pattern of the scan line 12a-2 shows a state shifted to the right with respect to the black and white pattern of the scan line 12a-1.
- the monochrome pattern of the scan line 12a-3 is shifted to the left with respect to the monochrome pattern of the scan line 12a-1.
- the scan line 12a-2 and the scan line 12a-3 are not correctly superimposed on the camera image 11a.
- the yaw angle difference ⁇ between the posture of the camera 11 and the posture of the laser scanner 12 can be corrected by correcting the shift amount in the left direction or the right direction. In FIG. 7, a rightward shift and a leftward shift are described together, but in actuality, either a rightward shift or a leftward shift appears.
- a leftward shift will be described as an example.
- the black and white pattern of the scan line 12a-3 is shifted by a length L1 in the left direction from the normal black and white pattern of the scan line 12a-1.
- the distance from the reference point of the test apparatus 30 to the measurement pattern 41 is a distance L0. Therefore, the yaw angle difference ⁇ between the camera 11 and the laser scanner 12 can be calculated by the following equation 1.
- ⁇ tan ⁇ 1 (L1 / L0) (Formula 1)
- the operator calculates the yaw angle difference ⁇ by reading the length L1 from the camera image 11a and the scan line 12a-3 displayed on the display device 60.
- the yaw angle difference ⁇ between the posture of the camera 11 and the posture of the laser scanner 12 is obtained.
- the operator inputs the yaw angle difference ⁇ , which is posture difference information, to the computer 50 via the input device 70 such as the keyboard 71 or the mouse 72. That is, the yaw angle difference ⁇ , which is attitude difference information, is input to the correction unit 51 b of the computer 50 via the input device 70.
- the correction unit 51b of the computer 50 corrects the position of the scan line 12a displayed on the display device 60 using the yaw angle difference ⁇ that is the posture difference information.
- posture information of the camera 11 and the laser scanner 12 with respect to the base 10 is set in the superimposed display program that realizes the correction unit 51b.
- the correction unit 51b corrects the posture information when the yaw angle difference ⁇ is acquired. Correcting the posture information has an effect of correcting the yaw angle difference ⁇ between the posture of the camera 11 and the posture of the laser scanner 12 by actually using a tool.
- the display control unit 51a superimposes and displays the scan line 12a whose position is corrected by the correction unit 51b on the camera image 11a of the measurement pattern 41. By this superimposed display, the operator can check the correction state of the yaw angle difference ⁇ . (11) The operator used the value obtained by Equation 1 as the yaw angle difference ⁇ .
- the operator may input an equivalent value corresponding to the yaw angle difference ⁇ into the calculator 50. Specifically, the operator may input a corresponding value of a different value to the computer 50 until a normal scan line is obtained, and obtain a scan line in which the yaw angle ⁇ is calibrated.
- the equivalent value is posture difference information.
- the operator rotates the base 10, but when using an equivalent value, the operator does not necessarily need to rotate the base 10.
- the posture changing mechanism 20 may be omitted. Therefore, in FIG. 1, the base 10 to which the camera 11 and the laser scanner 12 are fixed may be disposed on the floor 32 or may be disposed on the support member 24.
- FIG. 8 shows an example in which there is a pitch angle difference ⁇ between the posture of the camera 11 and the posture of the laser scanner 12.
- FIG. 8 shows a case where the measurement pattern 41 and the scan line 12a-4 or the scan line 12a-5 are superimposed and displayed on the display device 60 by the display control unit 51a.
- the scan line is expressed as a scan line 12a.
- An operation in which the measurement pattern 41 and the scan line 12a are superimposed on each other and displayed on the display device 60 will be described.
- the operator photographs the measurement pattern 41 with the camera 11 of the test apparatus 30 and scans the measurement pattern 41 with the laser scanner 12.
- the camera image 11a and the scan line 12a are transmitted to the display control unit 51a via the input / output interface device 54.
- the display control unit 51a superimposes and displays the camera video 11a and the scan line 12a on the display device 60 via the input / output interface device 54.
- the scan line 12a is correctly superimposed on the measurement pattern 41. That is, “correctly superimposed” is as follows. As described above, FIG. 8 shows a case where the posture in the pitch direction between the camera 11 and the laser scanner 12 is shifted.
- the scan line 12a moves on the screen of the display device 60 as the base 10 rotates.
- FIG. 1 it is assumed that the operator has rotated the base 10 around the left of the pitch axis 22 (Y axis). In that case, in FIG. 8, the scan line 12a moves from the scan line 12a-4 to the scan line 12a-5.
- the posture of the camera 11 and the laser scanner 12 is shifted in the pitch direction, when moving from the scan line 12a-4 to the scan line 12a-5, the black and white of the scan line is different from the black and white of the camera image 11a. The reverse timing is shifted.
- the pitch angle difference ⁇ between the attitude of the camera 11 and the attitude of the laser scanner 12 can be corrected by correcting the downward shift amount.
- the downward shift amount is L3-L2. Therefore, as in the case of FIG.
- the pitch angle difference ⁇ between the camera 11 and the laser scanner 12 can be calculated by the following equation 2.
- ⁇ tan ⁇ 1 ((L3 ⁇ L2) / L0) (Formula 2)
- the operator reads the length “L3-L2” from the camera image 11a displayed on the display device 60, the scan line 12a-4, and the scan line 12a-5, thereby calculating the pitch angle difference ⁇ .
- the pitch angle difference ⁇ between the posture of the camera 11 and the posture of the laser scanner 12 is obtained.
- the operator inputs the pitch angle difference ⁇ , which is posture difference information, to the computer 50 via the input device 70 such as the keyboard 71 or the mouse 72.
- the correction unit 51 b of the computer 50 receives the pitch angle difference ⁇ that is posture difference information via the input device 70.
- the correction unit 51b of the computer 50 corrects the position of the scan line 12a displayed on the display device 60 as in the case of the yaw angle difference ⁇ , using the pitch angle difference ⁇ that is the posture difference information.
- the correction unit 51b acquires the pitch angle difference ⁇
- the correction unit 51b corrects the posture information described in the description of FIG. Correcting the posture information has an effect of correcting the pitch angle difference ⁇ between the posture of the camera 11 and the posture of the laser scanner 12 by actually using a tool.
- the display control unit 51a superimposes and displays the scan line 12a whose position is corrected by the correction unit 51b on the camera image 11a of the measurement pattern 41. By this superimposed display, the operator can check the correction state of the pitch angle difference ⁇ .
- the operator used the value obtained by Equation 2 as the pitch angle difference ⁇ . However, instead of using the value obtained by Equation 2 as the pitch angle difference ⁇ , the operator may input an equivalent value corresponding to the pitch angle difference ⁇ into the calculator 50.
- the equivalent value is posture difference information. Specifically, the operator may input equivalent values of different values to the computer 50 until a normal scan line is obtained, and obtain a scan line with the calibrated pitch angle ⁇ .
- the equivalent value is posture difference information.
- the operator rotates the base 10, but when using an equivalent value, the operator does not necessarily have to rotate the base 10.
- the posture changing mechanism 20 may be omitted. Therefore, in FIG. 1, the base 10 to which the camera 11 and the laser scanner 12 are fixed may be disposed on the floor 32 or may be disposed on the support member 24.
- FIG. 9 shows a case where there is no roll angle difference ⁇ between the posture of the camera 11 and the posture of the laser scanner 12.
- FIG. 9 shows a state where the roll angle ⁇ is correctly calibrated.
- the scan line 12a-6 is a scan line in a state where the roll angle ⁇ is correctly calibrated. When the roll angle ⁇ is correctly calibrated, the black and white of the scan line 12 a-6 matches the black and white of the measurement pattern 41.
- FIG. 10 shows a case where there is a roll angle difference ⁇ between the posture of the camera 11 and the posture of the laser scanner 12.
- FIG. 10 shows a state where the roll angle ⁇ is not correctly calibrated.
- the scan line 12a-7 is a scan line in a state where the roll angle ⁇ is not correctly calibrated. When the roll angle ⁇ is not correctly calibrated, the black and white of the scan line 12a-7 does not match the black and white of the measurement pattern 41.
- the calibration of the roll angle ⁇ will be described assuming that the scan line 12a-7 is corrected to the scan line 12a-6.
- the operator inputs an equivalent value corresponding to the roll angle difference ⁇ to the computer 50 via the input device 70.
- An equivalent value of the roll angle difference ⁇ which is posture difference information, is input to the correction unit 51 b of the computer 50 via the input device 70.
- the correction unit 51b corrects the position of the scan line 12a-7 displayed on the display device 60 using the input equivalent value as posture difference information.
- the correction unit 51b corrects the roll angle ⁇ , which is posture information, in the same manner as when the yaw angle difference ⁇ is acquired.
- the display control unit 51a superimposes and displays the scan line whose roll angle ⁇ is corrected by the correction unit 51b on the camera image 11a of the measurement pattern 41. By this superimposed display, the operator can check the correction state of the roll angle ⁇ .
- the operator inputs an equivalent value obtained by changing the value into the computer 50 until the scan line 12a-6 is obtained.
- the posture changing mechanism 20 may be omitted. Therefore, in FIG. 1, the base 10 to which the camera 11 and the laser scanner 12 are fixed may be disposed on the floor 32 or may be disposed on the support member 24.
- a roll angle difference ⁇ , a pitch angle difference ⁇ , and a yaw angle difference ⁇ appear together.
- the operator rotates the base 10 around the roll axis 21 (X axis), the pitch axis 22 (Y axis), or the yaw axis 23 (Z axis). Then, the operator obtains the state in which the yaw angle difference ⁇ appears as shown in FIG. 7 and the state in which the pitch angle difference ⁇ appears as shown in FIG. 8, and sets the yaw angle difference ⁇ , the pitch angle difference ⁇ , etc. Check individually.
- the method for obtaining ⁇ , ⁇ , and ⁇ has been described.
- the posture and position of the camera 11 and the laser scanner 12 are similar to the general calibration parameter estimation method. Can be used to estimate calibration parameters including
- the calibration parameter estimation principle including the posture and position of the camera 11 and the laser scanner 12 is the same as the calibration for running the MMS measurement vehicle.
- the positions of the camera 11 and the laser scanner 12 are estimated near the measurement pattern 41, and the posture is estimated far from the measurement pattern 41.
- the test apparatus 30 captures the measurement pattern 41 from the front in a stationary state.
- it is effective to determine the posture of the camera 11 and the laser scanner 12 or the position of the camera 11 and the laser scanner 12 while the camera 11 and the laser scanner 12 are moved. That is, it is preferable that the operator moves the measurement object 40 or that the camera 11 and the laser scanner 12 rotate around the roll axis 21, the pitch axis 22, or the yaw axis 23. Even if the camera image 11a is finally taken from any angle and from any position, the calibration is completed when the scan line 12a is correctly superimposed on the camera image 11a.
- the distance between the camera 11 and the laser scanner 12 and the measurement pattern 41 may be set longer than usual.
- the reason for this is that the influence of the posture appears larger as the distance increases. For example, for an error of 0.1 deg, it is 1.7 mm for 1 m but 17.4 cm for 100 m.
- the test apparatus 30 performs the estimation at a distance close to the measurement pattern 41. This is because the influence of the position does not depend on the distance between the camera 11 and the laser scanner 12 and the measurement pattern 41, so that a position error appears more in the vicinity where the influence of the posture is small. These are the same as the running calibration method.
Abstract
This superimposed display system (100) comprises a base (10), an orientation changing mechanism (20), an object (40) of measurement, and a computer (50). The base (10) has a camera (11) and a laser scanner (12) fixed thereto. The base (10), which has the camera (11) and laser scanner (12) fixed thereto, is fixed to the orientation changing mechanism (20). The orientation changing mechanism (20) changes the roll, pitch, and yaw of the base (10). The object (40) of measurement has a measurement pattern (41). The computer (50) acquires a camera image (11a) of the measurement pattern (41) photographed by the camera (11) and a scan line (12a) on the measurement pattern (41) produced by the laser scanner (12) and displays the camera image (11a) and scan line (12a) on the display device (60) so as to be superimposed.
Description
この発明は、モービルマッピングシステム(以下、MMSと記す)に使用される、カメラ及びレーザスキャナのキャリブレーションのための、重畳表示システムに関する。
The present invention relates to a superimposed display system for calibration of a camera and a laser scanner used in a mobile mapping system (hereinafter referred to as MMS).
MMSでは、車両位置を推定する装置、カメラ及びレーザスキャナが計測車両に搭載される。MMS計測車両の走行によって、道路及び道路周辺の形状が計測されることは広く行われている。MMS計測車両では、経年変化及び小さな衝突などにより、カメラ、レーザスキャナの取り付け位置または取り付け姿勢が変化し得る。カメラ、レーザスキャナの取り付け位置または取り付け姿勢が変化すると、計測の精度が劣下する。
そこで、計測の精度劣化の防止のために、精度の確保のためのキャリブレーションが実施される(例えば特許文献1)。 In MMS, a device for estimating a vehicle position, a camera, and a laser scanner are mounted on a measurement vehicle. It is widely performed that the shape of the road and the surroundings of the road is measured by the traveling of the MMS measuring vehicle. In the MMS measurement vehicle, the mounting position or mounting posture of the camera and laser scanner may change due to aging and small collisions. When the mounting position or mounting posture of the camera or laser scanner changes, the measurement accuracy deteriorates.
Therefore, in order to prevent measurement accuracy deterioration, calibration for ensuring accuracy is performed (for example, Patent Document 1).
そこで、計測の精度劣化の防止のために、精度の確保のためのキャリブレーションが実施される(例えば特許文献1)。 In MMS, a device for estimating a vehicle position, a camera, and a laser scanner are mounted on a measurement vehicle. It is widely performed that the shape of the road and the surroundings of the road is measured by the traveling of the MMS measuring vehicle. In the MMS measurement vehicle, the mounting position or mounting posture of the camera and laser scanner may change due to aging and small collisions. When the mounting position or mounting posture of the camera or laser scanner changes, the measurement accuracy deteriorates.
Therefore, in order to prevent measurement accuracy deterioration, calibration for ensuring accuracy is performed (for example, Patent Document 1).
しかし、従来では、キャリブレーションの際には、カメラ及びレーザスキャナが搭載された車両を走行させていた(例えば、特許文献1)。そのため、キャリブレーションの負担が大きかった。
However, conventionally, at the time of calibration, a vehicle equipped with a camera and a laser scanner is run (for example, Patent Document 1). Therefore, the burden of calibration was great.
そこで、本発明は、カメラ及びレーザスキャナを車両に搭載せずにキャリブレーションを行うシステムの提供を目的とする。
Therefore, an object of the present invention is to provide a system for performing calibration without mounting a camera and a laser scanner on a vehicle.
この発明の重畳表示システムは、
カメラとレーザスキャナとが固定されたベースと、
前記カメラと前記レーザスキャナとが固定された前記ベースが固定され、前記ベースのロール角度、ピッチ角度及びヨー角度を変化させる姿勢変化機構と、
前記カメラに撮影される模様であり、前記レーザスキャナによるスキャンによって反射輝度の相違が現れる模様である計測模様を有する計測対象物と、
前記カメラによって撮影された前記計測模様のカメラ映像と、前記レーザスキャナによる前記計測模様のスキャン結果であるスキャンラインとを取得し、前記カメラ映像と前記スキャンラインとを重畳して表示装置に表示する計算機と
を備える。 The superimposed display system of the present invention includes:
A base to which a camera and a laser scanner are fixed;
An attitude changing mechanism that fixes the base to which the camera and the laser scanner are fixed, and changes a roll angle, a pitch angle, and a yaw angle of the base;
A measurement object having a measurement pattern which is a pattern photographed by the camera and a pattern in which a difference in reflected luminance appears by scanning with the laser scanner;
A camera image of the measurement pattern photographed by the camera and a scan line that is a scan result of the measurement pattern by the laser scanner are acquired, and the camera image and the scan line are superimposed and displayed on a display device. A computer.
カメラとレーザスキャナとが固定されたベースと、
前記カメラと前記レーザスキャナとが固定された前記ベースが固定され、前記ベースのロール角度、ピッチ角度及びヨー角度を変化させる姿勢変化機構と、
前記カメラに撮影される模様であり、前記レーザスキャナによるスキャンによって反射輝度の相違が現れる模様である計測模様を有する計測対象物と、
前記カメラによって撮影された前記計測模様のカメラ映像と、前記レーザスキャナによる前記計測模様のスキャン結果であるスキャンラインとを取得し、前記カメラ映像と前記スキャンラインとを重畳して表示装置に表示する計算機と
を備える。 The superimposed display system of the present invention includes:
A base to which a camera and a laser scanner are fixed;
An attitude changing mechanism that fixes the base to which the camera and the laser scanner are fixed, and changes a roll angle, a pitch angle, and a yaw angle of the base;
A measurement object having a measurement pattern which is a pattern photographed by the camera and a pattern in which a difference in reflected luminance appears by scanning with the laser scanner;
A camera image of the measurement pattern photographed by the camera and a scan line that is a scan result of the measurement pattern by the laser scanner are acquired, and the camera image and the scan line are superimposed and displayed on a display device. A computer.
本発明によれば、カメラ及びレーザスキャナを車両に搭載せずにキャリブレーションを行うシステムを提供できる。
According to the present invention, it is possible to provide a system for performing calibration without mounting a camera and a laser scanner on a vehicle.
以下、本発明の実施の形態について、図を用いて説明する。なお、各図中、同一または相当する部分には、同一符号を付している。実施の形態の説明において、同一または相当する部分については、説明を適宜省略または簡略化する。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In the drawings, the same or corresponding parts are denoted by the same reference numerals. In the description of the embodiments, the description of the same or corresponding parts will be omitted or simplified as appropriate.
実施の形態1.
図1、図2、図3を参照して実施の形態1の重畳表示システム100を説明する。
図1は、重畳表示システム100の概要を示している。
図2は、試験装置30及び計測対象物40の斜視図である。計測対象物40は計測模様41を有する。図2では、後述のロール軸21、ピッチ軸22及びヨー軸23は見えない状態である。図1及び図2では、試験装置30は床82に配置されている。
図3は、計算機50のハードウェア構成を示す。Embodiment 1 FIG.
Asuperimposed display system 100 according to the first embodiment will be described with reference to FIGS. 1, 2, and 3.
FIG. 1 shows an overview of thesuperimposed display system 100.
FIG. 2 is a perspective view of thetest apparatus 30 and the measurement object 40. The measurement object 40 has a measurement pattern 41. In FIG. 2, a roll shaft 21, a pitch shaft 22, and a yaw shaft 23, which will be described later, are not visible. 1 and 2, the test apparatus 30 is disposed on the floor 82.
FIG. 3 shows a hardware configuration of thecomputer 50.
図1、図2、図3を参照して実施の形態1の重畳表示システム100を説明する。
図1は、重畳表示システム100の概要を示している。
図2は、試験装置30及び計測対象物40の斜視図である。計測対象物40は計測模様41を有する。図2では、後述のロール軸21、ピッチ軸22及びヨー軸23は見えない状態である。図1及び図2では、試験装置30は床82に配置されている。
図3は、計算機50のハードウェア構成を示す。
A
FIG. 1 shows an overview of the
FIG. 2 is a perspective view of the
FIG. 3 shows a hardware configuration of the
図1に示す重畳表示システム100では、計算機50の表示制御部51aは、入出力インタフェース装置54を介して、カメラ11によって撮影された計測模様41のカメラ映像11aと、レーザスキャナ12による計測模様41のスキャン結果であるスキャンライン12aとを取得する。そして、計算機50の表示制御部51aは、計測模様41のカメラ映像11aとスキャンライン12aとを重畳して、表示装置60に表示する。
計測対象物40はキャスタ43を有する。キャスタ43は移動機構である。計測対象物40はキャスタ43によって床82の上を移動できる。作業者は計測対象物40を動かすことで、計測模様41を試験装置30に近づけ、または計測模様41を試験装置30から遠ざけることができる。また、作業者は、カメラ11及びレーザスキャナ12が固定されているベース10の、ロール角度φ、ピッチ角度θ及びヨー角度ψを変化させて、レーザスキャナ12のスキャンライン12aと、カメラ映像11aとが、正しく重畳するように、表示装置60の画面をみて、キャリブレーションパラメータを決めることができる。
キャリブレーションパラメータとは、ベース10に固定されている、カメラ11とレーザスキャナ12との相対的な姿勢の差を示す情報である。
具体的には、カメラ11の取り付け姿勢とレーザスキャナ12の取り付け姿勢との間の、ロール角度差△φ、ピッチ角度差△θ及びヨー角度差△ψである。以下では、ロール角度差△φ、ピッチ角度差△θ及びヨー角度差△ψを、単に、△φ、△θ、△ψと記載する場合がある。△φ、△θ、△ψの詳細は後述する。△φ、△θ、△ψは、いずれも後述する姿勢相違情報である。姿勢相違情報とはカメラ11とレーザスキャナ12との相対的な姿勢の相違を表す情報である。 In thesuperimposed display system 100 illustrated in FIG. 1, the display control unit 51 a of the computer 50 includes the camera image 11 a of the measurement pattern 41 captured by the camera 11 and the measurement pattern 41 by the laser scanner 12 via the input / output interface device 54. And the scan line 12a which is the scan result of. Then, the display control unit 51a of the computer 50 superimposes the camera image 11a of the measurement pattern 41 and the scan line 12a and displays them on the display device 60.
Themeasurement object 40 has a caster 43. The caster 43 is a moving mechanism. The measurement object 40 can move on the floor 82 by a caster 43. The operator can move the measurement object 40 to bring the measurement pattern 41 closer to the test apparatus 30 or move the measurement pattern 41 away from the test apparatus 30. Further, the operator changes the roll angle φ, pitch angle θ, and yaw angle ψ of the base 10 to which the camera 11 and the laser scanner 12 are fixed, and the scan line 12a of the laser scanner 12, the camera image 11a, and the like. However, the calibration parameters can be determined by looking at the screen of the display device 60 so that they are correctly superimposed.
The calibration parameter is information indicating a relative attitude difference between thecamera 11 and the laser scanner 12 that is fixed to the base 10.
Specifically, there are a roll angle difference Δφ, a pitch angle difference Δθ, and a yaw angle difference Δψ between the attachment posture of thecamera 11 and the attachment posture of the laser scanner 12. Hereinafter, the roll angle difference Δφ, the pitch angle difference Δθ, and the yaw angle difference Δψ may be simply referred to as Δφ, Δθ, and Δψ. Details of Δφ, Δθ, and Δψ will be described later. Δφ, Δθ, and Δψ are all posture difference information described later. The posture difference information is information representing a relative posture difference between the camera 11 and the laser scanner 12.
計測対象物40はキャスタ43を有する。キャスタ43は移動機構である。計測対象物40はキャスタ43によって床82の上を移動できる。作業者は計測対象物40を動かすことで、計測模様41を試験装置30に近づけ、または計測模様41を試験装置30から遠ざけることができる。また、作業者は、カメラ11及びレーザスキャナ12が固定されているベース10の、ロール角度φ、ピッチ角度θ及びヨー角度ψを変化させて、レーザスキャナ12のスキャンライン12aと、カメラ映像11aとが、正しく重畳するように、表示装置60の画面をみて、キャリブレーションパラメータを決めることができる。
キャリブレーションパラメータとは、ベース10に固定されている、カメラ11とレーザスキャナ12との相対的な姿勢の差を示す情報である。
具体的には、カメラ11の取り付け姿勢とレーザスキャナ12の取り付け姿勢との間の、ロール角度差△φ、ピッチ角度差△θ及びヨー角度差△ψである。以下では、ロール角度差△φ、ピッチ角度差△θ及びヨー角度差△ψを、単に、△φ、△θ、△ψと記載する場合がある。△φ、△θ、△ψの詳細は後述する。△φ、△θ、△ψは、いずれも後述する姿勢相違情報である。姿勢相違情報とはカメラ11とレーザスキャナ12との相対的な姿勢の相違を表す情報である。 In the
The
The calibration parameter is information indicating a relative attitude difference between the
Specifically, there are a roll angle difference Δφ, a pitch angle difference Δθ, and a yaw angle difference Δψ between the attachment posture of the
重畳表示システム100によれば、計測対象物40と試験装置30とを用いて、キャリブレーションパラメータである、△φ、△θ及び△ψが得られる。重畳表示システム100では、カメラ11及びレーザスキャナ12が搭載された試験装置30は、移動しない。
よって、特許文献1のように、カメラ11及びレーザスキャナ12が搭載された車両を走行させる必要がないので、簡易にキャリブレーションパラメータが決定できる。 According to thesuperimposed display system 100, Δφ, Δθ, and Δψ, which are calibration parameters, are obtained using the measurement object 40 and the test apparatus 30. In the superimposed display system 100, the test apparatus 30 on which the camera 11 and the laser scanner 12 are mounted does not move.
Therefore, unlikePatent Document 1, it is not necessary to run a vehicle on which the camera 11 and the laser scanner 12 are mounted, so that the calibration parameter can be easily determined.
よって、特許文献1のように、カメラ11及びレーザスキャナ12が搭載された車両を走行させる必要がないので、簡易にキャリブレーションパラメータが決定できる。 According to the
Therefore, unlike
***構成の説明***
以下、重畳表示システム100を詳しく説明する。図1に示すように、重畳表示システム100は、試験装置30、計算機50、表示装置60及び計測対象物40を備えている。 *** Explanation of configuration ***
Hereinafter, thesuperimposed display system 100 will be described in detail. As shown in FIG. 1, the superimposed display system 100 includes a test apparatus 30, a computer 50, a display apparatus 60, and a measurement object 40.
以下、重畳表示システム100を詳しく説明する。図1に示すように、重畳表示システム100は、試験装置30、計算機50、表示装置60及び計測対象物40を備えている。 *** Explanation of configuration ***
Hereinafter, the
試験装置30は、ベース10と姿勢変化機構20とを備えている。ベース10には、カメラ11とレーザスキャナ12とが固定されている。ベース10と、カメラ11及びレーザスキャナ12は、全体でひとつの剛体とみなせる。ベース10とカメラ11とが固定されたベース10は床82に対して移動しない。
姿勢変化機構20は、カメラ11とレーザスキャナ12とが固定されたベース10が固定されている。姿勢変化機構20は、ベース10のロール角度φ、ピッチ角度θ及びヨー角度ψを変化させることができる。 Thetest apparatus 30 includes a base 10 and a posture change mechanism 20. A camera 11 and a laser scanner 12 are fixed to the base 10. The base 10, the camera 11, and the laser scanner 12 can be regarded as one rigid body as a whole. The base 10 to which the base 10 and the camera 11 are fixed does not move with respect to the floor 82.
Theposture changing mechanism 20 has a base 10 to which the camera 11 and the laser scanner 12 are fixed fixed. The posture change mechanism 20 can change the roll angle φ, pitch angle θ, and yaw angle ψ of the base 10.
姿勢変化機構20は、カメラ11とレーザスキャナ12とが固定されたベース10が固定されている。姿勢変化機構20は、ベース10のロール角度φ、ピッチ角度θ及びヨー角度ψを変化させることができる。 The
The
カメラ11は、計算機50と接続されている。カメラ11は、計測模様41のカメラ映像11aを計算機50へ出力する。レーザスキャナ12は、計算機50と接続されている。レーザスキャナ12は、計測模様41のスキャン結果であるスキャンライン12aを、計算機50へ出力する。
The camera 11 is connected to the computer 50. The camera 11 outputs the camera image 11a of the measurement pattern 41 to the computer 50. The laser scanner 12 is connected to the computer 50. The laser scanner 12 outputs a scan line 12 a that is a scan result of the measurement pattern 41 to the computer 50.
全体でひとつの剛体とみなせる、ベース10、カメラ11及びレーザスキャナ12は、MMS計測車両に実際に搭載される状態で、試験装置30に配置される。つまり、一点鎖線81で囲まれたベース10、カメラ11及びレーザスキャナ12は、MMS計測車両に実際に搭載される状態である。
The base 10, the camera 11, and the laser scanner 12, which can be regarded as one rigid body as a whole, are arranged in the test apparatus 30 in a state where they are actually mounted on the MMS measurement vehicle. That is, the base 10, the camera 11, and the laser scanner 12 surrounded by the alternate long and short dash line 81 are actually mounted on the MMS measurement vehicle.
ベース10は、姿勢変化機構20に支持されている。姿勢変化機構20は、ロール軸21、ピッチ軸22、ヨー軸23及び支持部材24を有する。
The base 10 is supported by the posture change mechanism 20. The posture change mechanism 20 includes a roll shaft 21, a pitch shaft 22, a yaw shaft 23, and a support member 24.
試験装置30には、姿勢変化機構20によって、ロール軸21、ピッチ軸22及びヨー軸23が設定されている。ロール軸21、ピッチ軸22及びヨー軸23は、それぞれ、X軸、Y軸、Z軸と表記する場合がある。ロール軸21は、レーザスキャナ12の出射するレーザ光の方向が、計測対象物40の計測模様41が配置されている配置面42の法線方向である。図4から図6はレーザスキャナ12が回転することを示す図である。
図4は、レーザスキャナ12が、XY平面内でゼロ度の状態を示す。
図5は、レーザスキャナ12が、XY平面内でゼロ度の状態から右回りに回転した状態を示す。
図6は、レーザスキャナ12が、XY平面内でゼロ度の状態から左回りに回転した状態を示す。図4に示すように、レーザスキャナ12は、XY平面内でゼロ度から+90度、-90度の範囲で回転し、レーザ光を出射する。つまり、レーザスキャナ12は、図4の状態をゼロ度とすると、Z軸まわりに右に90度、左に90度回転可能である。図4では、配置面42の法線方向がレーザ光のゼロ度の出射方向であり、このレーザ光のゼロ度の出射方向がX軸方向として設定されている。+90度及び-90度のレーザ光を含む平面の法線方向がZ軸方向である。XZ平面の法線方向がY軸方向である。以上のように、X軸、Y軸、X軸である、ロール軸21、ピッチ軸22、ヨー軸23が設定されている。 In thetest apparatus 30, a roll axis 21, a pitch axis 22, and a yaw axis 23 are set by the posture change mechanism 20. The roll axis 21, the pitch axis 22, and the yaw axis 23 may be referred to as an X axis, a Y axis, and a Z axis, respectively. In the roll axis 21, the direction of the laser beam emitted from the laser scanner 12 is the normal direction of the arrangement surface 42 on which the measurement pattern 41 of the measurement object 40 is arranged. 4 to 6 are views showing that the laser scanner 12 rotates.
FIG. 4 shows a state in which thelaser scanner 12 is zero degrees in the XY plane.
FIG. 5 shows a state in which thelaser scanner 12 is rotated clockwise from the zero degree state in the XY plane.
FIG. 6 shows a state in which thelaser scanner 12 is rotated counterclockwise from the zero degree state in the XY plane. As shown in FIG. 4, the laser scanner 12 rotates in the range of zero degrees to +90 degrees and −90 degrees in the XY plane, and emits laser light. That is, the laser scanner 12 can rotate 90 degrees to the right and 90 degrees to the left around the Z-axis, assuming that the state of FIG. 4 is zero degrees. In FIG. 4, the normal direction of the arrangement surface 42 is a zero-degree emission direction of the laser light, and the zero-degree emission direction of the laser light is set as the X-axis direction. The normal direction of the plane including the laser beams of +90 degrees and −90 degrees is the Z-axis direction. The normal direction of the XZ plane is the Y-axis direction. As described above, the roll axis 21, the pitch axis 22, and the yaw axis 23, which are the X axis, the Y axis, and the X axis, are set.
図4は、レーザスキャナ12が、XY平面内でゼロ度の状態を示す。
図5は、レーザスキャナ12が、XY平面内でゼロ度の状態から右回りに回転した状態を示す。
図6は、レーザスキャナ12が、XY平面内でゼロ度の状態から左回りに回転した状態を示す。図4に示すように、レーザスキャナ12は、XY平面内でゼロ度から+90度、-90度の範囲で回転し、レーザ光を出射する。つまり、レーザスキャナ12は、図4の状態をゼロ度とすると、Z軸まわりに右に90度、左に90度回転可能である。図4では、配置面42の法線方向がレーザ光のゼロ度の出射方向であり、このレーザ光のゼロ度の出射方向がX軸方向として設定されている。+90度及び-90度のレーザ光を含む平面の法線方向がZ軸方向である。XZ平面の法線方向がY軸方向である。以上のように、X軸、Y軸、X軸である、ロール軸21、ピッチ軸22、ヨー軸23が設定されている。 In the
FIG. 4 shows a state in which the
FIG. 5 shows a state in which the
FIG. 6 shows a state in which the
カメラ11及びレーザスキャナ12が固定されているベース10は、ロール軸21(X軸)、ピッチ軸22(Y軸)及びヨー軸23(Z軸)の周りに回転できる。ロール軸21回りの角度がロール角度φ、ピッチ軸22回りの角度がピッチ角度θ、ヨー軸23回りの角度がヨー角度ψである。
The base 10 to which the camera 11 and the laser scanner 12 are fixed can rotate around a roll axis 21 (X axis), a pitch axis 22 (Y axis), and a yaw axis 23 (Z axis). The angle around the roll axis 21 is the roll angle φ, the angle around the pitch axis 22 is the pitch angle θ, and the angle around the yaw axis 23 is the yaw angle ψ.
ロール軸21、ピッチ軸22及びヨー軸23は、支持部材24によって支持される。つまり、カメラ11及びレーザスキャナ12が固定されているベース10は、ロール軸21、ピッチ軸22及びヨー軸23を介して、支持部材24に支持される。
The roll shaft 21, the pitch shaft 22, and the yaw shaft 23 are supported by a support member 24. That is, the base 10 to which the camera 11 and the laser scanner 12 are fixed is supported by the support member 24 via the roll shaft 21, the pitch shaft 22, and the yaw shaft 23.
計測対象物40は、計測模様41を有する。計測模様41は、カメラ11に撮影される模様であり、かつ、レーザスキャナ12によるスキャンによって反射輝度の相違が現れる模様である。実施の形態1では、計測模様41の例はチェック模様である。実施の形態1のチェック模様では、黒と白は同じ形状であるが、黒と白とは同じ形状でなくても構わない。また、レーザスキャナ12によるスキャンによって反射輝度の相違が現れる模様であれば、計測模様41はチェック模様には限られない。
計測対象物40はキャスタ43を有する。キャスタ43によって、計測対象物40は床82の上を移動できる。つまり、試験装置30に対して、計測対象物40の位置は自由に変えることができる。 Themeasurement object 40 has a measurement pattern 41. The measurement pattern 41 is a pattern photographed by the camera 11 and is a pattern in which a difference in reflection luminance appears by scanning with the laser scanner 12. In the first embodiment, an example of the measurement pattern 41 is a check pattern. In the check pattern of the first embodiment, black and white have the same shape, but black and white may not have the same shape. In addition, the measurement pattern 41 is not limited to the check pattern as long as the difference in reflection luminance appears by scanning with the laser scanner 12.
Themeasurement object 40 has a caster 43. The measurement object 40 can move on the floor 82 by the caster 43. That is, the position of the measurement object 40 can be freely changed with respect to the test apparatus 30.
計測対象物40はキャスタ43を有する。キャスタ43によって、計測対象物40は床82の上を移動できる。つまり、試験装置30に対して、計測対象物40の位置は自由に変えることができる。 The
The
計算機50は、ハードウェアとして、プロセッサ51、主記憶装置52、補助記憶装置53、入出力インタフェース装置54を備える。プロセッサ51は、信号線55を介して他のハードウェアと接続され、これら他のハードウェアを制御する。
The computer 50 includes a processor 51, a main storage device 52, an auxiliary storage device 53, and an input / output interface device 54 as hardware. The processor 51 is connected to other hardware via the signal line 55, and controls these other hardware.
プロセッサ51は、演算処理を行うIC(Integrated Circuit)である。プロセッサ51は、具体例としては、CPU(Central Processing Unit)、DSP(Digital Signal Processor)、GPU(Graphics Processing Unit)である。
The processor 51 is an IC (Integrated Circuit) that performs arithmetic processing. Specific examples of the processor 51 include a CPU (Central Processing Unit), a DSP (Digital Signal Processor), and a GPU (Graphics Processing Unit).
主記憶装置52は、読み書きが可能な揮発性の記憶装置である。主記憶装置52の具体例としては、SRAM(Static Random Access Memory)、DRAM(Dynamic Random Access Memory)である。
The main storage device 52 is a volatile storage device that can be read and written. Specific examples of the main storage device 52 are SRAM (Static Random Access Memory) and DRAM (Dynamic Random Access Memory).
補助記憶装置53は、読み書きが可能な不揮発性の記憶装置である。補助記憶装置53には、計算機50の機能を実現するためのプログラム及び他のデータが記憶される。補助記憶装置53は、具体例としては、磁気ディスク装置(Hard Disk Drive)である。また、補助記憶装置53は、光ディスク、コンパクトディスク、ブルーレイ(登録商標)ディスク、DVD(Digital Versatile Disk)といった可搬記憶媒体を使用する記憶装置であってもよい。
The auxiliary storage device 53 is a non-volatile storage device that can be read and written. The auxiliary storage device 53 stores a program for realizing the function of the computer 50 and other data. The auxiliary storage device 53 is, as a specific example, a magnetic disk device (Hard Disk Drive). The auxiliary storage device 53 may be a storage device using a portable storage medium such as an optical disc, a compact disc, a Blu-ray (registered trademark) disc, or a DVD (Digital Versatile Disk).
入出力インタフェース装置54は、プロセッサ5が、カメラ11、レーザスキャナ12、表示装置60及び入力装置70と通信するためのインタフェース装置である。
The input / output interface device 54 is an interface device for the processor 5 to communicate with the camera 11, the laser scanner 12, the display device 60, and the input device 70.
計算機50は、機能要素として、表示制御部51a及び補正部51bを備える。表示制御部51a及び補正部51bの機能は、重畳表示プログラムにより実現される。補助記憶装置53には、表示制御部51a及び補正部51bの機能を実現する重畳表示プログラムが記憶されている。重畳表示プログラムは、プロセッサ51により読み込まれ実行される。これにより、表示制御部51a及び補正部51bの機能が実現される。
The computer 50 includes a display control unit 51a and a correction unit 51b as functional elements. The functions of the display control unit 51a and the correction unit 51b are realized by a superimposed display program. The auxiliary storage device 53 stores a superimposed display program that realizes the functions of the display control unit 51a and the correction unit 51b. The superimposed display program is read and executed by the processor 51. Thereby, the function of the display control part 51a and the correction | amendment part 51b is implement | achieved.
重畳表示プログラムは、表示制御部51a及び補正部51bの各部の「部」を「処理」、「手順」あるいは「工程」に読み替えた各処理、各手順あるいは各工程を計算機50に実行させる。また、重畳表示方法は、計算機50が重畳表示プログラムを実行することにより行われる方法である。重畳表示プログラムは、コンピュータ読取可能な記録媒体に格納されて提供されてもよいし、プログラムプロダクトとして提供されてもよい。
The superposition display program causes the computer 50 to execute each process, each procedure, or each process in which “part” of each part of the display control unit 51a and the correction unit 51b is read as “process”, “procedure”, or “process”. The superimposed display method is a method performed by the computer 50 executing a superimposed display program. The superimposed display program may be provided by being stored in a computer-readable recording medium or may be provided as a program product.
図3では、プロセッサ51は、1つだけ示されている。しかし、計算機50は、プロセッサ51を代替する複数のプロセッサを備えていてもよい。これら複数のプロセッサは、表示制御部51a及び補正部51bの機能の実行を分担する。それぞれのプロセッサは、プロセッサ51と同じように、演算処理を行うICである。プロセッサ51及び複数のプロセッサは、総称としてプロセッシングサーキットリと呼ばれる。
In FIG. 3, only one processor 51 is shown. However, the computer 50 may include a plurality of processors that replace the processor 51. The plurality of processors share the execution of the functions of the display control unit 51a and the correction unit 51b. Each processor is an IC that performs arithmetic processing in the same manner as the processor 51. The processor 51 and the plurality of processors are collectively referred to as a processing circuit.
***動作の説明***
図7から図10を参照して、重畳表示システム100の動作を説明する。 *** Explanation of operation ***
The operation of the superimposeddisplay system 100 will be described with reference to FIGS.
図7から図10を参照して、重畳表示システム100の動作を説明する。 *** Explanation of operation ***
The operation of the superimposed
(1)図7は、カメラ11の姿勢と、レーザスキャナ12の姿勢との間に、ヨー角度差△ψがある例を示す。
(2)図7は、表示制御部51aによって、カメラ映像11aとスキャンライン12aとが、重畳して表示装置60に表示されている場合を示している。カメラ映像11aとスキャンライン12aとが、重畳して表示装置60に表示される動作を説明する。
(3)作業者は、試験装置30のカメラ11によって計測模様41を撮影し、また、レーザスキャナ12によって計測模様41をスキャンする。
(4)カメラ映像11a及びスキャンライン12aは、入出力インタフェース装置54を介して、表示制御部51aに送信される。
(5)表示制御部51aは、入出力インタフェース装置54を介して、表示装置60にカメラ映像11a及びスキャンライン12aを重畳して表示する。スキャンライン12aは線で表示しているが、実際には点の集合である点群である。この点群は、レーザ点群と呼ばれる。レーザ点群は反射輝度も表示している。
(6)カメラ11とレーザスキャナ12とのヨー方向の姿勢が一致している場合は、カメラ映像11aに対して、スキャンライン12aが正しく重畳される。つまり、「正しく重畳される」とは、白と黒の反射輝度がカメラ映像11aと重なる。図7において、スキャンライン12a-1は、カメラ映像11aに正しく重畳されているスキャンラインを示す。
(7)スキャンライン12a-2の白黒パターンは、スキャンライン12a-1の白黒パターンに対して、右方向にずれている状態を示す。スキャンライン12a-3の白黒パターンは、スキャンライン12a-1の白黒パターンに対して、左方向にずれている。スキャンライン12a-2及びスキャンライン12a-3は、カメラ映像11aに正しく重畳されていない。
(8)左方向または右方向のずれ量を修正することにより、カメラ11の姿勢と、レーザスキャナ12の姿勢との間の、ヨー角度差△ψを修正できる。なお、図7には、右方向のずれと左方向のずれとが一緒に記載されているが、実際には、右方向のずれと左方向のずれとのどちらかが現れる。
(9)左方向のずれを例に説明する。スキャンライン12a-3の白黒パターンは、正常なスキャンライン12a-1の白黒パターンに対して、左方向に長さL1ずれている。
一方、図1に示すように、試験装置30の基準点から計測模様41までの距離は、距離L0である。よって、カメラ11とレーザスキャナ12とのヨー角度差△ψは、以下の式1で計算できる。
△ψ=tan-1(L1/L0) (式1)
作業者は、表示装置60に表示されているカメラ映像11aとスキャンライン12a-3とから長さL1を読み取ることで、ヨー角度差△ψを算出する。
以上により、カメラ11の姿勢と、レーザスキャナ12の姿勢との間の、ヨー角度差△ψが得られる。
(10)ヨー角度差△ψが算出された場合、作業者は、キーボード71またはマウス72のような入力装置70を介して、姿勢相違情報であるヨー角度差△ψを計算機50に入力する。
つまり、計算機50の補正部51bには、入力装置70を介して、姿勢相違情報であるヨー角度差△ψが入力される。計算機50の補正部51bは、姿勢相違情報であるヨー角度差△ψを用いて、表示装置60に表示されるスキャンライン12aの位置を補正する。具体的には、補正部51bを実現する重畳表示プログラムには、ベース10に対する、カメラ11及びレーザスキャナ12の姿勢情報が設定されている。補正部51bはヨー角度差△ψを取得した場合、この姿勢情報を補正する。姿勢情報を補正することは、実際に工具を用いて、カメラ11の姿勢とレーザスキャナ12の姿勢との間の、ヨー角度差△ψを修正する効果を有する。表示制御部51aは、補正部51bによって位置が補正されたスキャンライン12aを、計測模様41のカメラ映像11aに重畳して表示する。この重畳表示によって、作業者は、ヨー角度差△ψの修正状態を確認できる。
(11)作業者は式1で得られた値をヨー角度差△ψとして用いた。しかし、式1で得られた値をヨー角度差△ψとして使用する代わりに、作業者は、ヨー角度差△ψに相当する相当値を計算機50に入力してもよい。具体的には、作業者は、正常なスキャンラインが得られるまで、異なる値の相当値を計算機50に入力し、ヨー角度ψがキャリブレーションされたスキャンラインを得てもよい。相当値は姿勢相違情報である。
また、式1の結果を用いる場合には作業者はベース10を回転させるが、相当値を使用する場合、作業者は、必ずしも、ベース10を回転させなくてもよい。ベース10を回転しない場合、姿勢変化機構20は無くてもよい。よって図1において、カメラ11とレーザスキャナ12とが固定されたベース10は、床32に配置されても良いし、支持部材24に配置されてもよい。 (1) FIG. 7 shows an example in which there is a yaw angle difference Δψ between the posture of thecamera 11 and the posture of the laser scanner 12.
(2) FIG. 7 shows a case where thecamera image 11a and the scan line 12a are displayed on the display device 60 in a superimposed manner by the display control unit 51a. An operation in which the camera video 11a and the scan line 12a are displayed on the display device 60 in a superimposed manner will be described.
(3) The operator photographs themeasurement pattern 41 with the camera 11 of the test apparatus 30 and scans the measurement pattern 41 with the laser scanner 12.
(4) Thecamera image 11a and the scan line 12a are transmitted to the display control unit 51a via the input / output interface device 54.
(5) The display control unit 51a superimposes and displays thecamera video 11a and the scan line 12a on the display device 60 via the input / output interface device 54. The scan line 12a is displayed as a line, but is actually a point group that is a set of points. This point group is called a laser point group. The laser point group also displays the reflected luminance.
(6) When the postures in the yaw direction of thecamera 11 and the laser scanner 12 match, the scan line 12a is correctly superimposed on the camera image 11a. That is, “correctly superimposed” means that the reflected luminances of white and black overlap with the camera image 11a. In FIG. 7, a scan line 12a-1 indicates a scan line correctly superimposed on the camera image 11a.
(7) The black and white pattern of thescan line 12a-2 shows a state shifted to the right with respect to the black and white pattern of the scan line 12a-1. The monochrome pattern of the scan line 12a-3 is shifted to the left with respect to the monochrome pattern of the scan line 12a-1. The scan line 12a-2 and the scan line 12a-3 are not correctly superimposed on the camera image 11a.
(8) The yaw angle difference Δψ between the posture of thecamera 11 and the posture of the laser scanner 12 can be corrected by correcting the shift amount in the left direction or the right direction. In FIG. 7, a rightward shift and a leftward shift are described together, but in actuality, either a rightward shift or a leftward shift appears.
(9) A leftward shift will be described as an example. The black and white pattern of thescan line 12a-3 is shifted by a length L1 in the left direction from the normal black and white pattern of the scan line 12a-1.
On the other hand, as shown in FIG. 1, the distance from the reference point of thetest apparatus 30 to the measurement pattern 41 is a distance L0. Therefore, the yaw angle difference Δψ between the camera 11 and the laser scanner 12 can be calculated by the following equation 1.
Δψ = tan −1 (L1 / L0) (Formula 1)
The operator calculates the yaw angle difference Δψ by reading the length L1 from thecamera image 11a and the scan line 12a-3 displayed on the display device 60.
As described above, the yaw angle difference Δψ between the posture of thecamera 11 and the posture of the laser scanner 12 is obtained.
(10) When the yaw angle difference Δψ is calculated, the operator inputs the yaw angle difference Δψ, which is posture difference information, to thecomputer 50 via the input device 70 such as the keyboard 71 or the mouse 72.
That is, the yaw angle difference Δψ, which is attitude difference information, is input to thecorrection unit 51 b of the computer 50 via the input device 70. The correction unit 51b of the computer 50 corrects the position of the scan line 12a displayed on the display device 60 using the yaw angle difference Δψ that is the posture difference information. Specifically, posture information of the camera 11 and the laser scanner 12 with respect to the base 10 is set in the superimposed display program that realizes the correction unit 51b. The correction unit 51b corrects the posture information when the yaw angle difference Δψ is acquired. Correcting the posture information has an effect of correcting the yaw angle difference Δψ between the posture of the camera 11 and the posture of the laser scanner 12 by actually using a tool. The display control unit 51a superimposes and displays the scan line 12a whose position is corrected by the correction unit 51b on the camera image 11a of the measurement pattern 41. By this superimposed display, the operator can check the correction state of the yaw angle difference Δψ.
(11) The operator used the value obtained byEquation 1 as the yaw angle difference Δψ. However, instead of using the value obtained by Equation 1 as the yaw angle difference Δψ, the operator may input an equivalent value corresponding to the yaw angle difference Δψ into the calculator 50. Specifically, the operator may input a corresponding value of a different value to the computer 50 until a normal scan line is obtained, and obtain a scan line in which the yaw angle ψ is calibrated. The equivalent value is posture difference information.
Moreover, when using the result ofFormula 1, the operator rotates the base 10, but when using an equivalent value, the operator does not necessarily need to rotate the base 10. When the base 10 is not rotated, the posture changing mechanism 20 may be omitted. Therefore, in FIG. 1, the base 10 to which the camera 11 and the laser scanner 12 are fixed may be disposed on the floor 32 or may be disposed on the support member 24.
(2)図7は、表示制御部51aによって、カメラ映像11aとスキャンライン12aとが、重畳して表示装置60に表示されている場合を示している。カメラ映像11aとスキャンライン12aとが、重畳して表示装置60に表示される動作を説明する。
(3)作業者は、試験装置30のカメラ11によって計測模様41を撮影し、また、レーザスキャナ12によって計測模様41をスキャンする。
(4)カメラ映像11a及びスキャンライン12aは、入出力インタフェース装置54を介して、表示制御部51aに送信される。
(5)表示制御部51aは、入出力インタフェース装置54を介して、表示装置60にカメラ映像11a及びスキャンライン12aを重畳して表示する。スキャンライン12aは線で表示しているが、実際には点の集合である点群である。この点群は、レーザ点群と呼ばれる。レーザ点群は反射輝度も表示している。
(6)カメラ11とレーザスキャナ12とのヨー方向の姿勢が一致している場合は、カメラ映像11aに対して、スキャンライン12aが正しく重畳される。つまり、「正しく重畳される」とは、白と黒の反射輝度がカメラ映像11aと重なる。図7において、スキャンライン12a-1は、カメラ映像11aに正しく重畳されているスキャンラインを示す。
(7)スキャンライン12a-2の白黒パターンは、スキャンライン12a-1の白黒パターンに対して、右方向にずれている状態を示す。スキャンライン12a-3の白黒パターンは、スキャンライン12a-1の白黒パターンに対して、左方向にずれている。スキャンライン12a-2及びスキャンライン12a-3は、カメラ映像11aに正しく重畳されていない。
(8)左方向または右方向のずれ量を修正することにより、カメラ11の姿勢と、レーザスキャナ12の姿勢との間の、ヨー角度差△ψを修正できる。なお、図7には、右方向のずれと左方向のずれとが一緒に記載されているが、実際には、右方向のずれと左方向のずれとのどちらかが現れる。
(9)左方向のずれを例に説明する。スキャンライン12a-3の白黒パターンは、正常なスキャンライン12a-1の白黒パターンに対して、左方向に長さL1ずれている。
一方、図1に示すように、試験装置30の基準点から計測模様41までの距離は、距離L0である。よって、カメラ11とレーザスキャナ12とのヨー角度差△ψは、以下の式1で計算できる。
△ψ=tan-1(L1/L0) (式1)
作業者は、表示装置60に表示されているカメラ映像11aとスキャンライン12a-3とから長さL1を読み取ることで、ヨー角度差△ψを算出する。
以上により、カメラ11の姿勢と、レーザスキャナ12の姿勢との間の、ヨー角度差△ψが得られる。
(10)ヨー角度差△ψが算出された場合、作業者は、キーボード71またはマウス72のような入力装置70を介して、姿勢相違情報であるヨー角度差△ψを計算機50に入力する。
つまり、計算機50の補正部51bには、入力装置70を介して、姿勢相違情報であるヨー角度差△ψが入力される。計算機50の補正部51bは、姿勢相違情報であるヨー角度差△ψを用いて、表示装置60に表示されるスキャンライン12aの位置を補正する。具体的には、補正部51bを実現する重畳表示プログラムには、ベース10に対する、カメラ11及びレーザスキャナ12の姿勢情報が設定されている。補正部51bはヨー角度差△ψを取得した場合、この姿勢情報を補正する。姿勢情報を補正することは、実際に工具を用いて、カメラ11の姿勢とレーザスキャナ12の姿勢との間の、ヨー角度差△ψを修正する効果を有する。表示制御部51aは、補正部51bによって位置が補正されたスキャンライン12aを、計測模様41のカメラ映像11aに重畳して表示する。この重畳表示によって、作業者は、ヨー角度差△ψの修正状態を確認できる。
(11)作業者は式1で得られた値をヨー角度差△ψとして用いた。しかし、式1で得られた値をヨー角度差△ψとして使用する代わりに、作業者は、ヨー角度差△ψに相当する相当値を計算機50に入力してもよい。具体的には、作業者は、正常なスキャンラインが得られるまで、異なる値の相当値を計算機50に入力し、ヨー角度ψがキャリブレーションされたスキャンラインを得てもよい。相当値は姿勢相違情報である。
また、式1の結果を用いる場合には作業者はベース10を回転させるが、相当値を使用する場合、作業者は、必ずしも、ベース10を回転させなくてもよい。ベース10を回転しない場合、姿勢変化機構20は無くてもよい。よって図1において、カメラ11とレーザスキャナ12とが固定されたベース10は、床32に配置されても良いし、支持部材24に配置されてもよい。 (1) FIG. 7 shows an example in which there is a yaw angle difference Δψ between the posture of the
(2) FIG. 7 shows a case where the
(3) The operator photographs the
(4) The
(5) The display control unit 51a superimposes and displays the
(6) When the postures in the yaw direction of the
(7) The black and white pattern of the
(8) The yaw angle difference Δψ between the posture of the
(9) A leftward shift will be described as an example. The black and white pattern of the
On the other hand, as shown in FIG. 1, the distance from the reference point of the
Δψ = tan −1 (L1 / L0) (Formula 1)
The operator calculates the yaw angle difference Δψ by reading the length L1 from the
As described above, the yaw angle difference Δψ between the posture of the
(10) When the yaw angle difference Δψ is calculated, the operator inputs the yaw angle difference Δψ, which is posture difference information, to the
That is, the yaw angle difference Δψ, which is attitude difference information, is input to the
(11) The operator used the value obtained by
Moreover, when using the result of
(1)図8は、カメラ11の姿勢と、レーザスキャナ12の姿勢との間に、ピッチ角度差△θがある例を示す。
(2)図8は、表示制御部51aによって、計測模様41と、スキャンライン12a-4またはスキャンライン12a-5とが、重畳して表示装置60に表示されている場合を示している。スキャンライン12a-4とスキャンライン12a-5との区別が不要の場合、スキャンラインはスキャンライン12aと表記する。計測模様41とスキャンライン12aとが、重畳して表示装置60に表示される動作を説明する。
(3)作業者は、試験装置30のカメラ11によって計測模様41を撮影し、レーザスキャナ12によって計測模様41をスキャンする。
(4)カメラ映像11a及びスキャンライン12aは、入出力インタフェース装置54を介して、表示制御部51aに送信される。
(5)表示制御部51aは、入出力インタフェース装置54を介して、表示装置60にカメラ映像11a及びスキャンライン12aを重畳して表示する。これらは図7と同じである。
(6)カメラ11とレーザスキャナ12とのピッチ方向の姿勢が一致している場合は、計測模様41に対して、スキャンライン12aが正しく重畳される。つまり、「正しく重畳される」とは、以下のようである。上記のように、図8は、カメラ11とレーザスキャナ12とのピッチ方向の姿勢がずれている場合を示している。作業者がピッチ方向、つまりピッチ軸22(Y軸)周りにベース10を回転させた場合、表示装置60の画面では、ベース10の回転に伴ってスキャンライン12aが移動する。図1において、作業者がピッチ軸22(Y軸)の左周りにベース10を回転させたとする。その場合、図8において、スキャンライン12aは、スキャンライン12a-4からスキャンライン12a-5へと移動する。カメラ11とレーザスキャナ12とのピッチ方向の姿勢がずれている場合は、スキャンライン12a-4からスキャンライン12a-5へ移動するときに、カメラ映像11aの白黒に対して、スキャンラインの白黒が反転するタイミングがずれる。つまり、カメラ11とレーザスキャナ12とのピッチ方向の姿勢がずれていない場合は、スキャンライン12a-4から長さL2の位置でスキャンラインの白黒が反転する。一方、カメラ11とレーザスキャナ12とのピッチ方向の姿勢がずれている場合は、キャンライン12a-4から長さL3の位置のキャンライン12a-5で、スキャンラインの白黒が反転する。
(7)この例では、下方向のずれ量を修正することにより、カメラ11の姿勢と、レーザスキャナ12の姿勢との間の、ピッチ角度差△θを修正できる。ここで下方向のずれ量は、L3-L2である。
よって、図7の場合と同様に、カメラ11とレーザスキャナ12とのピッチ角度差△θは、以下の式2で計算できる。
△θ=tan-1((L3-L2)/L0) (式2)
作業者は、表示装置60に表示されているカメラ映像11aとスキャンライン12a-4及びスキャンライン12a-5とから、長さ「L3-L2」を読み取ることで、ピッチ角度差△θを算出する。
以上により、カメラ11の姿勢と、レーザスキャナ12の姿勢との間の、ピッチ角度差△θが得られる。
(8)ピッチ角度差△θが算出された場合、作業者は、キーボード71またはマウス72のような入力装置70を介して、姿勢相違情報であるピッチ角度差△θを計算機50に入力する。つまり、計算機50の補正部51bは、入力装置70を介して、姿勢相違情報であるピッチ角度差△θが入力される。
計算機50の補正部51bは、姿勢相違情報であるピッチ角度差△θを用いて、ヨー角度差△ψの場合と同様に表示装置60に表示されるスキャンライン12aの位置を補正する。補正部51bはピッチ角度差△θを取得した場合、図7の説明で述べた姿勢情報を補正する。姿勢情報を補正することは、実際に工具を用いて、カメラ11の姿勢とレーザスキャナ12の姿勢との間の、ピッチ角度差△θを修正する効果を有する。表示制御部51aは、補正部51bによって位置が補正されたスキャンライン12aを、計測模様41のカメラ映像11aに重畳して表示する。この重畳表示によって、作業者は、ピッチ角度差△θの修正状態を確認できる。
(9)作業者は式2で得られた値をピッチ角度差△θとして用いた。しかし、式2で得られた値をピッチ角度差△θとして使用する代わりに、作業者は、ピッチ角度差△θに相当する相当値を計算機50に入力してもよい。相当値は姿勢相違情報である。
具体的には、作業者は、正常なスキャンラインが得られるまで、異なる値の相当値を計算機50に入力し、ピッチ角度θがキャリブレーションされたスキャンラインを得てもよい。相当値は姿勢相違情報である。
また、式2の結果を用いる場合には作業者はベース10を回転させるが、相当値を使用する場合、作業者は、必ずしも、ベース10を回転させなくてもよい。ベース10を回転しない場合、姿勢変化機構20は無くてもよい。よって図1において、カメラ11とレーザスキャナ12とが固定されたベース10は、床32に配置されても良いし、支持部材24に配置されてもよい。 (1) FIG. 8 shows an example in which there is a pitch angle difference Δθ between the posture of thecamera 11 and the posture of the laser scanner 12.
(2) FIG. 8 shows a case where themeasurement pattern 41 and the scan line 12a-4 or the scan line 12a-5 are superimposed and displayed on the display device 60 by the display control unit 51a. When it is not necessary to distinguish between the scan line 12a-4 and the scan line 12a-5, the scan line is expressed as a scan line 12a. An operation in which the measurement pattern 41 and the scan line 12a are superimposed on each other and displayed on the display device 60 will be described.
(3) The operator photographs themeasurement pattern 41 with the camera 11 of the test apparatus 30 and scans the measurement pattern 41 with the laser scanner 12.
(4) Thecamera image 11a and the scan line 12a are transmitted to the display control unit 51a via the input / output interface device 54.
(5) The display control unit 51a superimposes and displays thecamera video 11a and the scan line 12a on the display device 60 via the input / output interface device 54. These are the same as in FIG.
(6) When the postures in the pitch direction of thecamera 11 and the laser scanner 12 match, the scan line 12a is correctly superimposed on the measurement pattern 41. That is, “correctly superimposed” is as follows. As described above, FIG. 8 shows a case where the posture in the pitch direction between the camera 11 and the laser scanner 12 is shifted. When the operator rotates the base 10 in the pitch direction, that is, around the pitch axis 22 (Y axis), the scan line 12a moves on the screen of the display device 60 as the base 10 rotates. In FIG. 1, it is assumed that the operator has rotated the base 10 around the left of the pitch axis 22 (Y axis). In that case, in FIG. 8, the scan line 12a moves from the scan line 12a-4 to the scan line 12a-5. When the posture of the camera 11 and the laser scanner 12 is shifted in the pitch direction, when moving from the scan line 12a-4 to the scan line 12a-5, the black and white of the scan line is different from the black and white of the camera image 11a. The reverse timing is shifted. That is, when the posture in the pitch direction between the camera 11 and the laser scanner 12 is not shifted, the black and white of the scan line is reversed at the position of the length L2 from the scan line 12a-4. On the other hand, when the posture in the pitch direction between the camera 11 and the laser scanner 12 is deviated, the black and white of the scan line is reversed on the can line 12a-5 at the position of the length L3 from the can line 12a-4.
(7) In this example, the pitch angle difference Δθ between the attitude of thecamera 11 and the attitude of the laser scanner 12 can be corrected by correcting the downward shift amount. Here, the downward shift amount is L3-L2.
Therefore, as in the case of FIG. 7, the pitch angle difference Δθ between thecamera 11 and the laser scanner 12 can be calculated by the following equation 2.
Δθ = tan −1 ((L3−L2) / L0) (Formula 2)
The operator reads the length “L3-L2” from thecamera image 11a displayed on the display device 60, the scan line 12a-4, and the scan line 12a-5, thereby calculating the pitch angle difference Δθ. .
As described above, the pitch angle difference Δθ between the posture of thecamera 11 and the posture of the laser scanner 12 is obtained.
(8) When the pitch angle difference Δθ is calculated, the operator inputs the pitch angle difference Δθ, which is posture difference information, to thecomputer 50 via the input device 70 such as the keyboard 71 or the mouse 72. That is, the correction unit 51 b of the computer 50 receives the pitch angle difference Δθ that is posture difference information via the input device 70.
Thecorrection unit 51b of the computer 50 corrects the position of the scan line 12a displayed on the display device 60 as in the case of the yaw angle difference Δψ, using the pitch angle difference Δθ that is the posture difference information. When the correction unit 51b acquires the pitch angle difference Δθ, the correction unit 51b corrects the posture information described in the description of FIG. Correcting the posture information has an effect of correcting the pitch angle difference Δθ between the posture of the camera 11 and the posture of the laser scanner 12 by actually using a tool. The display control unit 51a superimposes and displays the scan line 12a whose position is corrected by the correction unit 51b on the camera image 11a of the measurement pattern 41. By this superimposed display, the operator can check the correction state of the pitch angle difference Δθ.
(9) The operator used the value obtained byEquation 2 as the pitch angle difference Δθ. However, instead of using the value obtained by Equation 2 as the pitch angle difference Δθ, the operator may input an equivalent value corresponding to the pitch angle difference Δθ into the calculator 50. The equivalent value is posture difference information.
Specifically, the operator may input equivalent values of different values to thecomputer 50 until a normal scan line is obtained, and obtain a scan line with the calibrated pitch angle θ. The equivalent value is posture difference information.
Moreover, when using the result ofFormula 2, the operator rotates the base 10, but when using an equivalent value, the operator does not necessarily have to rotate the base 10. When the base 10 is not rotated, the posture changing mechanism 20 may be omitted. Therefore, in FIG. 1, the base 10 to which the camera 11 and the laser scanner 12 are fixed may be disposed on the floor 32 or may be disposed on the support member 24.
(2)図8は、表示制御部51aによって、計測模様41と、スキャンライン12a-4またはスキャンライン12a-5とが、重畳して表示装置60に表示されている場合を示している。スキャンライン12a-4とスキャンライン12a-5との区別が不要の場合、スキャンラインはスキャンライン12aと表記する。計測模様41とスキャンライン12aとが、重畳して表示装置60に表示される動作を説明する。
(3)作業者は、試験装置30のカメラ11によって計測模様41を撮影し、レーザスキャナ12によって計測模様41をスキャンする。
(4)カメラ映像11a及びスキャンライン12aは、入出力インタフェース装置54を介して、表示制御部51aに送信される。
(5)表示制御部51aは、入出力インタフェース装置54を介して、表示装置60にカメラ映像11a及びスキャンライン12aを重畳して表示する。これらは図7と同じである。
(6)カメラ11とレーザスキャナ12とのピッチ方向の姿勢が一致している場合は、計測模様41に対して、スキャンライン12aが正しく重畳される。つまり、「正しく重畳される」とは、以下のようである。上記のように、図8は、カメラ11とレーザスキャナ12とのピッチ方向の姿勢がずれている場合を示している。作業者がピッチ方向、つまりピッチ軸22(Y軸)周りにベース10を回転させた場合、表示装置60の画面では、ベース10の回転に伴ってスキャンライン12aが移動する。図1において、作業者がピッチ軸22(Y軸)の左周りにベース10を回転させたとする。その場合、図8において、スキャンライン12aは、スキャンライン12a-4からスキャンライン12a-5へと移動する。カメラ11とレーザスキャナ12とのピッチ方向の姿勢がずれている場合は、スキャンライン12a-4からスキャンライン12a-5へ移動するときに、カメラ映像11aの白黒に対して、スキャンラインの白黒が反転するタイミングがずれる。つまり、カメラ11とレーザスキャナ12とのピッチ方向の姿勢がずれていない場合は、スキャンライン12a-4から長さL2の位置でスキャンラインの白黒が反転する。一方、カメラ11とレーザスキャナ12とのピッチ方向の姿勢がずれている場合は、キャンライン12a-4から長さL3の位置のキャンライン12a-5で、スキャンラインの白黒が反転する。
(7)この例では、下方向のずれ量を修正することにより、カメラ11の姿勢と、レーザスキャナ12の姿勢との間の、ピッチ角度差△θを修正できる。ここで下方向のずれ量は、L3-L2である。
よって、図7の場合と同様に、カメラ11とレーザスキャナ12とのピッチ角度差△θは、以下の式2で計算できる。
△θ=tan-1((L3-L2)/L0) (式2)
作業者は、表示装置60に表示されているカメラ映像11aとスキャンライン12a-4及びスキャンライン12a-5とから、長さ「L3-L2」を読み取ることで、ピッチ角度差△θを算出する。
以上により、カメラ11の姿勢と、レーザスキャナ12の姿勢との間の、ピッチ角度差△θが得られる。
(8)ピッチ角度差△θが算出された場合、作業者は、キーボード71またはマウス72のような入力装置70を介して、姿勢相違情報であるピッチ角度差△θを計算機50に入力する。つまり、計算機50の補正部51bは、入力装置70を介して、姿勢相違情報であるピッチ角度差△θが入力される。
計算機50の補正部51bは、姿勢相違情報であるピッチ角度差△θを用いて、ヨー角度差△ψの場合と同様に表示装置60に表示されるスキャンライン12aの位置を補正する。補正部51bはピッチ角度差△θを取得した場合、図7の説明で述べた姿勢情報を補正する。姿勢情報を補正することは、実際に工具を用いて、カメラ11の姿勢とレーザスキャナ12の姿勢との間の、ピッチ角度差△θを修正する効果を有する。表示制御部51aは、補正部51bによって位置が補正されたスキャンライン12aを、計測模様41のカメラ映像11aに重畳して表示する。この重畳表示によって、作業者は、ピッチ角度差△θの修正状態を確認できる。
(9)作業者は式2で得られた値をピッチ角度差△θとして用いた。しかし、式2で得られた値をピッチ角度差△θとして使用する代わりに、作業者は、ピッチ角度差△θに相当する相当値を計算機50に入力してもよい。相当値は姿勢相違情報である。
具体的には、作業者は、正常なスキャンラインが得られるまで、異なる値の相当値を計算機50に入力し、ピッチ角度θがキャリブレーションされたスキャンラインを得てもよい。相当値は姿勢相違情報である。
また、式2の結果を用いる場合には作業者はベース10を回転させるが、相当値を使用する場合、作業者は、必ずしも、ベース10を回転させなくてもよい。ベース10を回転しない場合、姿勢変化機構20は無くてもよい。よって図1において、カメラ11とレーザスキャナ12とが固定されたベース10は、床32に配置されても良いし、支持部材24に配置されてもよい。 (1) FIG. 8 shows an example in which there is a pitch angle difference Δθ between the posture of the
(2) FIG. 8 shows a case where the
(3) The operator photographs the
(4) The
(5) The display control unit 51a superimposes and displays the
(6) When the postures in the pitch direction of the
(7) In this example, the pitch angle difference Δθ between the attitude of the
Therefore, as in the case of FIG. 7, the pitch angle difference Δθ between the
Δθ = tan −1 ((L3−L2) / L0) (Formula 2)
The operator reads the length “L3-L2” from the
As described above, the pitch angle difference Δθ between the posture of the
(8) When the pitch angle difference Δθ is calculated, the operator inputs the pitch angle difference Δθ, which is posture difference information, to the
The
(9) The operator used the value obtained by
Specifically, the operator may input equivalent values of different values to the
Moreover, when using the result of
図9は、カメラ11の姿勢と、レーザスキャナ12の姿勢との間のロール角度差△φがない場合を示している。図9は、ロール角度φが正しくキャリブレーションされている状態を示す。スキャンライン12a-6は、ロール角度φが正しくキャリブレーションされている状態におけるスキャンラインである。ロール角度φが正しくキャリブレーションされている場合では、スキャンライン12a-6の白黒は、計測模様41の白黒と一致する。
図10は、カメラ11の姿勢と、レーザスキャナ12の姿勢との間に、ロール角度差△φのある場合を示している。図10は、ロール角度φが正しくキャリブレーションされていない状態を示す。スキャンライン12a-7は、ロール角度φが正しくキャリブレーションされていない状態におけるスキャンラインである。ロール角度φが正しくキャリブレーションされていない場合では、スキャンライン12a-7の白黒は、計測模様41の白黒と一致しない。 FIG. 9 shows a case where there is no roll angle difference Δφ between the posture of thecamera 11 and the posture of the laser scanner 12. FIG. 9 shows a state where the roll angle φ is correctly calibrated. The scan line 12a-6 is a scan line in a state where the roll angle φ is correctly calibrated. When the roll angle φ is correctly calibrated, the black and white of the scan line 12 a-6 matches the black and white of the measurement pattern 41.
FIG. 10 shows a case where there is a roll angle difference Δφ between the posture of thecamera 11 and the posture of the laser scanner 12. FIG. 10 shows a state where the roll angle φ is not correctly calibrated. The scan line 12a-7 is a scan line in a state where the roll angle φ is not correctly calibrated. When the roll angle φ is not correctly calibrated, the black and white of the scan line 12a-7 does not match the black and white of the measurement pattern 41.
図10は、カメラ11の姿勢と、レーザスキャナ12の姿勢との間に、ロール角度差△φのある場合を示している。図10は、ロール角度φが正しくキャリブレーションされていない状態を示す。スキャンライン12a-7は、ロール角度φが正しくキャリブレーションされていない状態におけるスキャンラインである。ロール角度φが正しくキャリブレーションされていない場合では、スキャンライン12a-7の白黒は、計測模様41の白黒と一致しない。 FIG. 9 shows a case where there is no roll angle difference Δφ between the posture of the
FIG. 10 shows a case where there is a roll angle difference Δφ between the posture of the
スキャンライン12a-7がスキャンライン12a-6に修正された場合を想定して、ロール角度φのキャリブレーションを説明する。
(1)図10の状態の場合、作業者は、入力装置70を介して、ロール角度差△φに相当する相当値を計算機50に入力する。
(2)計算機50の補正部51bには、入力装置70を介して、姿勢相違情報であるロール角度差△φの相当値が入力される。
(3)補正部51bは、入力された相当値を姿勢相違情報として用いて、表示装置60に表示されるスキャンライン12a-7の位置を補正する。補正部51bは、ヨー角度差△ψを取得した場合と同じように、姿勢情報であるロール角度φを補正する。
(4)表示制御部51aは、補正部51bによってロール角度φが補正されたスキャンラインを、計測模様41のカメラ映像11aに重畳して表示する。この重畳表示によって、作業者は、ロール角度φの修正状態を確認できる。
(5)作業者は、スキャンライン12a-6が得られるまで、値を変えた相当値を計算機50に入力する。
(6)なおロール角度差△φに相当する相当値を使用する場合、作業者は、必ずしも、ベース10を回転させなくてもよい。ベース10を回転しない場合、姿勢変化機構20は無くてもよい。よって図1において、カメラ11とレーザスキャナ12とが固定されたベース10は、床32に配置されても良いし、支持部材24に配置されてもよい。 The calibration of the roll angle φ will be described assuming that thescan line 12a-7 is corrected to the scan line 12a-6.
(1) In the state of FIG. 10, the operator inputs an equivalent value corresponding to the roll angle difference Δφ to thecomputer 50 via the input device 70.
(2) An equivalent value of the roll angle difference Δφ, which is posture difference information, is input to thecorrection unit 51 b of the computer 50 via the input device 70.
(3) Thecorrection unit 51b corrects the position of the scan line 12a-7 displayed on the display device 60 using the input equivalent value as posture difference information. The correction unit 51b corrects the roll angle φ, which is posture information, in the same manner as when the yaw angle difference Δψ is acquired.
(4) The display control unit 51a superimposes and displays the scan line whose roll angle φ is corrected by thecorrection unit 51b on the camera image 11a of the measurement pattern 41. By this superimposed display, the operator can check the correction state of the roll angle φ.
(5) The operator inputs an equivalent value obtained by changing the value into thecomputer 50 until the scan line 12a-6 is obtained.
(6) When using an equivalent value corresponding to the roll angle difference Δφ, the operator does not necessarily have to rotate thebase 10. When the base 10 is not rotated, the posture changing mechanism 20 may be omitted. Therefore, in FIG. 1, the base 10 to which the camera 11 and the laser scanner 12 are fixed may be disposed on the floor 32 or may be disposed on the support member 24.
(1)図10の状態の場合、作業者は、入力装置70を介して、ロール角度差△φに相当する相当値を計算機50に入力する。
(2)計算機50の補正部51bには、入力装置70を介して、姿勢相違情報であるロール角度差△φの相当値が入力される。
(3)補正部51bは、入力された相当値を姿勢相違情報として用いて、表示装置60に表示されるスキャンライン12a-7の位置を補正する。補正部51bは、ヨー角度差△ψを取得した場合と同じように、姿勢情報であるロール角度φを補正する。
(4)表示制御部51aは、補正部51bによってロール角度φが補正されたスキャンラインを、計測模様41のカメラ映像11aに重畳して表示する。この重畳表示によって、作業者は、ロール角度φの修正状態を確認できる。
(5)作業者は、スキャンライン12a-6が得られるまで、値を変えた相当値を計算機50に入力する。
(6)なおロール角度差△φに相当する相当値を使用する場合、作業者は、必ずしも、ベース10を回転させなくてもよい。ベース10を回転しない場合、姿勢変化機構20は無くてもよい。よって図1において、カメラ11とレーザスキャナ12とが固定されたベース10は、床32に配置されても良いし、支持部材24に配置されてもよい。 The calibration of the roll angle φ will be described assuming that the
(1) In the state of FIG. 10, the operator inputs an equivalent value corresponding to the roll angle difference Δφ to the
(2) An equivalent value of the roll angle difference Δφ, which is posture difference information, is input to the
(3) The
(4) The display control unit 51a superimposes and displays the scan line whose roll angle φ is corrected by the
(5) The operator inputs an equivalent value obtained by changing the value into the
(6) When using an equivalent value corresponding to the roll angle difference Δφ, the operator does not necessarily have to rotate the
実際の重畳映像では、ロール角度差△φ、ピッチ角度差△θ及びヨー角度差△ψが混在して現れる。その場合、作業者は、ベース10を、ロール軸21(X軸)、ピッチ軸22(Y軸)またはヨー軸23(Z軸)の回りに回転させる。そして、作業者は、図7のようにヨー角度差△ψが現れる状態、図8のようにピッチ角度差△θが現れる状態を得て、ヨー角度差△ψ、ピッチ角度差△θ等を個々に確認する。
In the actual superimposed image, a roll angle difference Δφ, a pitch angle difference Δθ, and a yaw angle difference Δψ appear together. In that case, the operator rotates the base 10 around the roll axis 21 (X axis), the pitch axis 22 (Y axis), or the yaw axis 23 (Z axis). Then, the operator obtains the state in which the yaw angle difference Δψ appears as shown in FIG. 7 and the state in which the pitch angle difference Δθ appears as shown in FIG. 8, and sets the yaw angle difference Δψ, the pitch angle difference Δθ, etc. Check individually.
***実施の形態1の効果の説明***
以上に説明した実施の形態1の重畳表示システム100によれば、カメラ11及びレーザスキャナ12が搭載された計測車両が、キャリブレーションのための走行をする必要がない。よって、キャリブレーションの負担が軽減できる。
また、重畳表示システム100によれば、カメラ11及びレーザスキャナ12が搭載されたベースの製造精度が簡易な方法で確認できる。
つまりベース10に固定されたカメラ11及びレーザスキャナ12の取り付け姿勢の精度が、簡易な方法で確認できる。 *** Explanation of effects ofembodiment 1 ***
According to the superimposeddisplay system 100 of the first embodiment described above, the measurement vehicle on which the camera 11 and the laser scanner 12 are mounted does not need to travel for calibration. Therefore, the burden of calibration can be reduced.
Further, according to the superimposeddisplay system 100, the manufacturing accuracy of the base on which the camera 11 and the laser scanner 12 are mounted can be confirmed by a simple method.
That is, the accuracy of the mounting posture of thecamera 11 and the laser scanner 12 fixed to the base 10 can be confirmed by a simple method.
以上に説明した実施の形態1の重畳表示システム100によれば、カメラ11及びレーザスキャナ12が搭載された計測車両が、キャリブレーションのための走行をする必要がない。よって、キャリブレーションの負担が軽減できる。
また、重畳表示システム100によれば、カメラ11及びレーザスキャナ12が搭載されたベースの製造精度が簡易な方法で確認できる。
つまりベース10に固定されたカメラ11及びレーザスキャナ12の取り付け姿勢の精度が、簡易な方法で確認できる。 *** Explanation of effects of
According to the superimposed
Further, according to the superimposed
That is, the accuracy of the mounting posture of the
以上に説明した重畳表示システム100では、△φ、△θ、△ψを求める方法を説明したが、一般的なキャリブレーションパラメータの推定方法と同様に、カメラ11とレーザスキャナ12との姿勢及び位置を含めたキャリブレーションパラメータの推定に使用できる。その場合、カメラ11とレーザスキャナ12との姿勢及び位置を含めたキャリブレーションパラメータの推定原理は、MMS計測車両を走行させるキャリブレーションと同じである。
重畳表示システム100におけるキャリブレーションパラメータの推定の場合も、計測模様41の近くでカメラ11及びレーザスキャナ12の位置が推定され、計測模様41の遠くで姿勢が推定される。 In the superimposeddisplay system 100 described above, the method for obtaining Δφ, Δθ, and Δψ has been described. However, the posture and position of the camera 11 and the laser scanner 12 are similar to the general calibration parameter estimation method. Can be used to estimate calibration parameters including In this case, the calibration parameter estimation principle including the posture and position of the camera 11 and the laser scanner 12 is the same as the calibration for running the MMS measurement vehicle.
Also in the case of estimation of calibration parameters in the superimposeddisplay system 100, the positions of the camera 11 and the laser scanner 12 are estimated near the measurement pattern 41, and the posture is estimated far from the measurement pattern 41.
重畳表示システム100におけるキャリブレーションパラメータの推定の場合も、計測模様41の近くでカメラ11及びレーザスキャナ12の位置が推定され、計測模様41の遠くで姿勢が推定される。 In the superimposed
Also in the case of estimation of calibration parameters in the superimposed
以上の説明では、試験装置30は静止状態で計測模様41を正面から写す場合が想定されていた。しかし、カメラ11及びレーザスキャナ12が動かされながら、カメラ11とレーザスキャナ12との姿勢、またはカメラ11とレーザスキャナ12との位置が決められることは有効である。つまり、作業者が計測対象物40を動かすこと、あるいは、カメラ11、レーザスキャナ12が、ロール軸21、ピッチ軸22またはヨー軸23の周りに回転することは好ましい。最終的にどのような角度、どのような位置から撮影されたカメラ映像11aであっても、そのカメラ映像11aにスキャンライン12aが正しく重畳された場合、キャリブレーションは終了である。
In the above description, it is assumed that the test apparatus 30 captures the measurement pattern 41 from the front in a stationary state. However, it is effective to determine the posture of the camera 11 and the laser scanner 12 or the position of the camera 11 and the laser scanner 12 while the camera 11 and the laser scanner 12 are moved. That is, it is preferable that the operator moves the measurement object 40 or that the camera 11 and the laser scanner 12 rotate around the roll axis 21, the pitch axis 22, or the yaw axis 23. Even if the camera image 11a is finally taken from any angle and from any position, the calibration is completed when the scan line 12a is correctly superimposed on the camera image 11a.
姿勢をより正確に確定したい場合は、カメラ11及びレーザスキャナ12と、計測模様41との距離を、通常よりも長くとればよい。この理由は、姿勢の影響は、遠方ほど大きく現れるからである。例えば、0.1degの誤差に対して1mであれば1.7mmであるが100mであれば17.4cmとなるからである。
また、位置(X,Y,Z)を推定する場合は、試験装置30が計測模様41に近い距離で推定を行うことが有効である。位置の影響は、カメラ11及びレーザスキャナ12と計測模様41との距離に依存しないので、姿勢の影響の少ない近傍のほうが位置の誤差が大きく現れるからである。
これらのことは走行キャリブレーション手法と同様である。 When it is desired to determine the posture more accurately, the distance between thecamera 11 and the laser scanner 12 and the measurement pattern 41 may be set longer than usual. The reason for this is that the influence of the posture appears larger as the distance increases. For example, for an error of 0.1 deg, it is 1.7 mm for 1 m but 17.4 cm for 100 m.
When estimating the position (X, Y, Z), it is effective that thetest apparatus 30 performs the estimation at a distance close to the measurement pattern 41. This is because the influence of the position does not depend on the distance between the camera 11 and the laser scanner 12 and the measurement pattern 41, so that a position error appears more in the vicinity where the influence of the posture is small.
These are the same as the running calibration method.
また、位置(X,Y,Z)を推定する場合は、試験装置30が計測模様41に近い距離で推定を行うことが有効である。位置の影響は、カメラ11及びレーザスキャナ12と計測模様41との距離に依存しないので、姿勢の影響の少ない近傍のほうが位置の誤差が大きく現れるからである。
これらのことは走行キャリブレーション手法と同様である。 When it is desired to determine the posture more accurately, the distance between the
When estimating the position (X, Y, Z), it is effective that the
These are the same as the running calibration method.
以上、実施の形態1について説明したが、実施の形態1に示した構成を部分的に実施しても構わない。なお、本発明は、実施の形態1に限定されるものではなく、必要に応じて種々の変更が可能である。
Although the first embodiment has been described above, the configuration shown in the first embodiment may be partially implemented. In addition, this invention is not limited to Embodiment 1, A various change is possible as needed.
φ ロール角度、θ ピッチ角度、ψ ヨー角度、△φ ロール角度差、△θ ピッチ角度差、△ψ ヨー角度差、10 ベース、11 カメラ、11a カメラ映像、12 レーザスキャナ、12a スキャンライン、20 姿勢変化機構、21 ロール軸、22 ピッチ軸、23 ヨー軸、24 支持部材、30 試験装置、40 計測対象物、41 計測模様、42 配置面、43 キャスタ、50 計算機、51 プロセッサ、51a 表示制御部、51b 補正部、52 主記憶装置、53 補助記憶装置、54 入出力インタフェース装置、55 信号線、60 表示装置、70 入力装置、71 キーボード、72 マウス、80 姿勢相違情報、81 一点鎖線、82 床、100 重畳表示システム。
φ roll angle, θ pitch angle, ψ yaw angle, Δφ roll angle difference, Δθ pitch angle difference, Δψ yaw angle difference, 10 base, 11 camera, 11a camera image, 12 laser scanner, 12a scan line, 20 posture Change mechanism, 21 roll axis, 22 pitch axis, 23 yaw axis, 24 support member, 30 test device, 40 measurement object, 41 measurement pattern, 42 arrangement surface, 43 caster, 50 computer, 51 processor, 51a display control unit, 51b correction unit, 52 main storage device, 53 auxiliary storage device, 54 input / output interface device, 55 signal line, 60 display device, 70 input device, 71 keyboard, 72 mouse, 80 posture difference information, 81 dash-dot line, 82 floor, 100 Superimposed display system.
Claims (6)
- カメラとレーザスキャナとが固定されたベースと、
前記カメラと前記レーザスキャナとが固定された前記ベースが固定され、前記ベースのロール角度、ピッチ角度及びヨー角度を変化させる姿勢変化機構と、
前記カメラに撮影される模様であり、前記レーザスキャナによるスキャンによって反射輝度の相違が現れる模様である計測模様を有する計測対象物と、
前記カメラによって撮影された前記計測模様のカメラ映像と、前記レーザスキャナによる前記計測模様のスキャン結果であるスキャンラインとを取得し、前記カメラ映像と前記スキャンラインとを重畳して表示装置に表示する計算機と
を備える重畳表示システム。 A base to which a camera and a laser scanner are fixed;
An attitude changing mechanism that fixes the base to which the camera and the laser scanner are fixed, and changes a roll angle, a pitch angle, and a yaw angle of the base;
A measurement object having a measurement pattern which is a pattern photographed by the camera and a pattern in which a difference in reflected luminance appears by scanning with the laser scanner;
A camera image of the measurement pattern photographed by the camera and a scan line that is a scan result of the measurement pattern by the laser scanner are acquired, and the camera image and the scan line are superimposed and displayed on a display device. A superimposed display system comprising a computer. - 前記計測対象物は、
前記ベースとの距離を変えることのできる移動機構を有する請求項1に記載の重畳表示システム。 The measurement object is
The superimposed display system according to claim 1, further comprising a moving mechanism capable of changing a distance from the base. - 前記計算機は、
前記カメラと前記レーザスキャナとの姿勢の相違を示す姿勢相違情報を用いて、前記表示装置に表示される前記スキャンラインの位置を補正し、位置の補正された前記スキャンラインを前記計測模様のカメラ映像と重畳して表示する請求項1または請求項2に記載の重畳表示システム。 The calculator is
Using the position difference information indicating the position difference between the camera and the laser scanner, the position of the scan line displayed on the display device is corrected, and the position-corrected scan line is used as the measurement pattern camera. The superimposed display system according to claim 1, wherein the superimposed display system displays the image superimposed on the video. - 前記計算機は、
前記姿勢相違情報が入力される請求項3に記載の重畳表示システム。 The calculator is
The superimposed display system according to claim 3, wherein the posture difference information is input. - 前記計測模様は、
チェック模様である請求項1から請求項4のいずれか一項に記載の重畳表示システム。 The measurement pattern is
The superimposed display system according to claim 1, wherein the superimposed display system is a check pattern. - カメラとレーザスキャナとが固定されたベースと、
前記カメラに撮影される模様であり、前記レーザスキャナによるスキャンによって反射輝度の相違が現れる模様である計測模様を有する計測対象物と、
前記カメラによって撮影された前記計測模様のカメラ映像と、前記レーザスキャナによる前記計測模様のスキャン結果であるスキャンラインとを取得し、前記カメラ映像と前記スキャンラインとを重畳して表示装置に表示するとともに、前記カメラと前記レーザスキャナとの姿勢の相違を示す姿勢相違情報を用いて、前記表示装置に表示される前記スキャンラインの位置を補正し、位置の補正された前記スキャンラインを前記計測模様のカメラ映像と重畳して表示する計算機と
を備える重畳表示システム。 A base to which a camera and a laser scanner are fixed;
A measurement object having a measurement pattern which is a pattern photographed by the camera and a pattern in which a difference in reflected luminance appears by scanning with the laser scanner;
A camera image of the measurement pattern photographed by the camera and a scan line that is a scan result of the measurement pattern by the laser scanner are acquired, and the camera image and the scan line are superimposed and displayed on a display device. The position difference of the scan line displayed on the display device is corrected using the position difference information indicating the position difference between the camera and the laser scanner, and the position of the scan line is corrected to the measurement pattern. A superimposition display system comprising a computer that superimposes and displays the camera image.
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