CN102159917A - 三维计测装置及其方法 - Google Patents

Abstract

提供三维计测装置，具有：多个照相机；特征取得单元，其根据拍摄得到的每个图像来取得计测对象物的表面的物理特征即法线的方向；对应像素搜索单元，其利用该物理特征，在图像之间搜索相对应的像素；测量单元，其基于相对应的像素之间的视差来进行三维测量。此外，优选具有坐标转换单元，其将各图像中的法线方向转换到共通坐标系中。该坐标转换的参数能够根据照相机校准时得到的参数来计算。若采用这样的三维计测装置，则能够以高精度且不受基于照相机的位置及特性的差异的影响地测定镜面物体的三维形状。

Description

三维计测装置及其方法

技术领域

本发明涉及对计测对象物特别是镜面的计测对象物的三维形状进行计测的技术。

背景技术

如图12所示，三维计测(三角测量)是这样的技术：根据用不同拍摄角度的多个照相机拍摄得到的图像，来调查(研究)像素的对应关系，并通过计算视差来计测距离。通常，调查对应的像素时，将亮度值用作特征量。

在这里，在计测对象物为镜面物体的情况下，拍摄到图像中的亮度值，并不表示物体表面本身的特征量，而是由周围物体映在该计测对象物上的情况来决定的。因此，如图13所示，用两台照相机101、102对镜面物体进行拍摄时，对来自光源L1的光线进行反射的物体表面的位置变为不同的位置。如果将这些点作为相对应的像素来进行三维测量，则实际上计测图中的点L2的位置而产生误差。据照相机的拍摄角度差越大则该误差越大。此外，还会发生基于照相机特性差异的误差。

已提出了这样的三维测量的技术：为了排除因照相机的位置及特性差异导致的误差的影响，以光度立体视觉法求出法线图，并根据该法线图进行区域划分，并对各区域分别利用平均法线建立对应关系。(专利文献1)。

专利文献1：日本特开昭61-198015号公报

发明内容

发明要解决的问题

然而，如上述在使用以往的技术的情况下，发生如下述问题。

在以亮度值作为特征量将以往的三维测量法应用于镜面物体的情况下，由于因多个照相机的特性差异及照相机配置而使拍摄图像的亮度值受到影响，所以给像素的建立对应关系带来误差。在测定对象的表面为镜面的情况下，该影响将变大。

在专利文献1记载的方法中，由于着眼于以法线作为测定对象的固有的信息，所以能够减小因照相机的配置或特性的差异所带来的误差，但是区域划分会导致误差。特别是，就球等的具有平滑连续面的测定对象而言，通过区域划分，只能计测为面分辨率粗糙且具有棱角的三维形状。此外，建立对应关系时，调小照相机的辐辏角而在多个照相机之间视为具有同一坐标系，因此，如果调大辐辏角就会因法线坐标系的差异而降低建立对应关系的精度。

本发明是鉴于上述实情做出的，其目的在于，提供一种能够不受基于照相机的位置及特性差异影响且以高精度测定镜面物体的三维形状的技术。

用于解决问题的手段

为了达成上述目的，本发明的三维计测装置，一种三维计测装置，用于对作为镜面物体的计测对象物的三维形状进行计测，其特征在于，具有：多个照相机；特征取得单元，其根据所述多个照相机拍摄得到的各图像，取得所述计测对象物的表面的物理特征；对应像素搜索单元，其利用所述物理特征，在所述多个照相机拍摄得到的图像之间搜索相对应的像素；测量单元，其基于相对应的像素之间的视差来进行三维测量。

利用映入镜面物体表面的亮度信息来取得像素的对应关系时产生误差是因为，亮度信息并不是镜面物体的表面自身的特征，而是因周围的照明等条件而变化的信息。因此，在本发明中，取得镜面物体的表面的物理特征并利用该特征来取得像素的对应关系，由此不受照相机的位置及姿势的影响就能够高精度地匹配，从而能够以高精度测定计测对象物的三维形状。

优选利用以表面的法线方向作为如上述的计测对象物的表面的物理特征的方法。此外，除了法线还可以利用计测对象物的表面的分光特性或反射特性。这些物理特征均是计测对象物的固有的信息，所以不受照相机的位置及姿势的影响。

在本发明中优选还具有坐标转换单元，其利用转换参数，将由多个照相机拍摄得到的图像的坐标系转换为共通坐标系。该情况下，所述对应像素搜索单元利用坐标转换单元转换到共通坐标系中的法线方向，来搜索在图像之间相对应的像素。

在执行用于统一多个拍摄图像之间的坐标系的坐标转换处理之后进行匹配，由此将照相机之间的辐辏角调大也不会降低匹配的精度。以此，能够较灵活地确定照相机的配置。

此外，在所述坐标转换单元中的转换参数是从预先进行照相机校准(校对)而得到的参数中提取出来的。

另外，在本发明的对应像素搜索单元优选对特定区域内的物理特征进行比较，从而搜索在图像之间相对应的像素，所述特定区域包括关注的像素，并且具有规定宽度。连周围的物理特征都包括起来进行比较，由此能够以高精度进行匹配。

此外，本发明可以解释为具有上述单元的至少一部分的三维计测装置。此外，本发明可以解释为包括上述处理的至少一部分的三维计测方法，或者是为了实现所涉及方法的程序。各上述单元以及处理可以尽可能互相组合起来构成本发明。

发明效果

若采用本发明，则能够得到如下效果：能够不受基于照相机的位置及特性差异影响且以高精度测定镜面物体的三维形状。

附图说明

图1是示出了三维计测装置的概要的图。

图2是示出了三维计测装置的功能块的图。

图3是用于说明照相机的配置的图。

图4A是用于说明照明装置的方位角配置的图。

图4B是用于说明照明装置的天顶角配置的图。

图5是示出了表面形状计算部的功能框图的图。

图6是用于说明法线-亮度表的生成方法的图。

图7是用于说明从拍摄到的图像取得法线方向的方法的图。

图8是用于说明在世界坐标系(World Geodetic)和各照相机的坐标系的之间进行转换的转换矩阵的图。

图9是示出了基于对应点计算部的对应点搜索处理流程的流程图。

图10A是用于说明关于用于搜索对应点的搜索窗口的图。

图10B是用于说明关于用于搜索对应点的计算相似度的图。

图11是用于说明在第二实施方式中的照明装置的图。

图12是示出了三维测量的原理的图。

图13是用于说明对镜面物体进行三维测量的情况的图。

具体实施方式

下面参照附图，举例详细说明该发明的恰当的实施方式。

(第一实施方式)

<整体概要>

图1是示出了涉及本实施方式的三维计测装置的概要的图。图2是示出了涉及本实施方式的三维计测装置的功能块的图。如图1所示，用两台照相机1、2来拍摄设置在载物台5上的计测对象物4。由三个照明装置3a～c从不同方向对计测对象物4照射白色光，使这些照明装置3a～c依次照射，用照相机1、2分别拍摄得到三个图像。将拍摄到的图像导入计算机6，并处理图像进行三维计测。

CPU执行程序，从而如图2所示那样使计算机6发挥表面形状计算部7、坐标转换部8、对应点计算部9以及三角测量部10的功能。此外，也可以由专用的硬件来实现这些功能部的一部分或全部。

<结构>

[照相机配置]

图3是说明了照相机的配置的图。如图3所示，照相机1从铅垂方向拍摄计测对象物4，而照相机2从偏离铅垂方向40度的方向拍摄计测对象物4。

[照明配置]

图4是说明了照明装置3a～3c的配置的图。图4的(A)部分是从铅垂方向观察的图，是示出了照明装置3a～3c的方位角配置的图。图4的(B)部分是从横向观察的图，是示出了照明装置3a～3c的天顶角配置的图。如图所示，三个照明装置3a～3c从方位角各相互间隔120度的不同方向，且从天顶角为40度的方向，将光照射到计测对象物。

另外，在这里说明的照相机1、2以及照明装置3a～3c的配置只是一个具体例子，没有必要必须这样配置。例如，可以将照明装置的方位角配置为不均等。此外，在上面将照相机的天顶角与照明装置的天顶角配置为相等，但配置为不相等也无妨。

[表面形状(法线)计算]

表面形状计算部7是根据从照相机1、2拍摄得到的各自的三个图像，来计算在计测对象物的各位置上的法线方向的功能部。在图5示出了表面形状计算部7的更详细的功能框图。如图所示，表面形状计算部7具有图像输入部71、法线-亮度表72及法线计算部73。

图像输入部71是用于接受所输入的照相机1、2拍摄得到的图像的功能部。图像输入部71在从照相机1、2接收到模拟数据的情况下，利用采集卡(capture board)等将其转换为数字数据。此外，图像输入部71也可以由USB端子及1EEE1394端子等接收数字数据的图像。除此，也可以采用通过LAN局域网或从便携式的存储介质读取图像的结构。

法线-亮度表72是存储部，用于存储法线的方向和使三个照明装置3a～3c依次点亮而拍摄得到的图像亮度值之间的对应关系。此外，每个照相机都预备该法线-亮度表72，在本实施方式中利用对应于照相机1、2的两台法线-亮度表。

参照图6说明该法线-亮度表72的生成方法。首先，以已知表面形状的物体为对象，依次点亮照明装置3a～3c，拍摄得到三个图像10a～10c。此时，因为球体具有全部方向的法线，而且可以容易地计算各位置的法线的方向，所以优选以球体作为对象。此外，为了生成法线-亮度表，所使用的对象的反射特性和用于实际的计算法线的计测对象的反射特性需要相同且恒定。

然后，针对表生成用图像10a～10c的各位置，取得法线的方向(天顶角θ和方位角

)和其在各图像中的亮度值(La，Lb，Lc)，将它们建立对应关系而存储。将拍摄到的图像中的全部点的法线的方向和亮度值的组合建立对应关系，由此，能够生成用于针对全部法线的方向存储法线的方向和亮度值的组合的法线-亮度表72。

如图7所示，法线计算部73根据依次点亮照明装置3a～3c拍摄得到的三个图像11a～11c，来计算计测对象物4的各位置的法线的方向。更具体地说，法线计算部73根据所输入的三个图像11a～11c来取得各位置的亮度值的组合，并参照与用于拍摄图像的照相机对应的法线-亮度表72来确定在其位置法线的方向。

[坐标转换处理]

坐标转换部8通过坐标转换处理将根据由照相机1、2拍摄得到的图像来计算出的法线的方向表示在统一的坐标系上。根据由照相机1、2拍摄得到的图像来取得的法线的方向被表示在各自的照相机的坐标系上，因此，如果按原样不动地进行比较则会导致产生误差。特别是，照相机的拍摄方向的差异的越大则该误差越大。

在本实施方式中，将根据用照相机2从斜上方拍摄得到的图像来取得的的法线的方向，转换到照相机1的坐标系，由此统一坐标系。其中，既可以将根据照相机1的图像取得的法线的方向转换到照相机2的坐标系来统一坐标系，也可以将根据照相机1、2的图像来取得的法线的方向转换到另外的坐标系来统一坐标系。

如图8所示，在将本实施方式中的样品照相机作为正投影的情况下，设用于将世界坐标系(X、Y、Z)转换为照相机1的坐标系(x_a、y_a、z_a)的旋转矩阵为R1，设用于将世界坐标系(X，Y，Z)转换为照相机2的坐标系(x_b、y_b、z_b)的旋转矩阵为R2，设用于将照相机2的坐标系转换为照相机1的坐标系的旋转矩阵R₂₁为R₂₁＝R₂ ^-1·R₁。

另外，在预先进行的照相机校准(camera calibratio)中，可得出如下校准参数。

[数学公式1]

$\left(\begin{array}{c}{x}_1\\ y_1\\ x_2\\ y_2\end{array}\right)=\mathrm{cP}\left(\begin{array}{c}X\\ Y\\ Z\\ 1\end{array}\right)=\mathrm{c\&lambda;}\left[\begin{array}{cccc}{p}_{a11}& p_{a12}& p_{a13}& p_{a14}\\ p_{a21}& p_{a22}& p_{a23}& p_{a24}\\ p_{b11}& p_{b12}& p_{b13}& p_{b14}\\ p_{b21}& p_{b22}& p_{b23}& p_{b24}\end{array}\right]\left(\begin{array}{c}X\\ Y\\ Z\\ 1\end{array}\right)$

此外，x₁、y₁表示在照相机1的拍摄图像内的坐标，x₂、y₂表示在照相机2的拍摄图像内的坐标。

总的来说，旋转矩阵R如下表示。

[数学公式2]

$R=\left[\begin{array}{ccc}{R}_{11}& R_{12}& R_{13}\\ R_{21}& R_{22}& R_{23}\\ R_{31}& R_{32}& R_{33}\end{array}\right]=\left[\begin{array}{ccc}\cos \mathrm{\&lambda;}& -\sin \mathrm{\&lambda;}& 0\\ \sin \mathrm{\&lambda;}& \cos \mathrm{\&lambda;}& 0\\ 0& 0& 1\end{array}\right]\left[\begin{array}{ccc}\cos \mathrm{\&beta;}& 0& \sin \mathrm{\&beta;}\\ 0& 1& 0\\ -\sin \mathrm{\&beta;}& 0& \cos \mathrm{\&beta;}\end{array}\right]\left[\begin{array}{ccc}1& 0& 0\\ 0& \cos \mathrm{\&alpha;}& -\sin \mathrm{\&alpha;}\\ 0& \sin \mathrm{\&alpha;}& \cos \mathrm{\&alpha;}\end{array}\right]$

$=\left[\begin{array}{ccc}\cos \mathrm{\&beta;}\cos \mathrm{\&gamma;}& -\cos \mathrm{\&alpha;}\sin \mathrm{\&gamma;}+\sin \mathrm{\&alpha;}\sin \mathrm{\&beta;}\cos \mathrm{\&lambda;}& \sin \mathrm{\&alpha;}\sin \mathrm{\&gamma;}+\cos \mathrm{\&alpha;}\sin \mathrm{\&beta;}\cos \mathrm{\&lambda;}\\ \cos \mathrm{\&beta;}\sin \mathrm{\&gamma;}& \cos \mathrm{\&alpha;}\cos \mathrm{\&gamma;}+\sin \mathrm{\&alpha;}\sin \mathrm{\&beta;}\sin \mathrm{\&lambda;}& -\sin \mathrm{\&alpha;}\cos \mathrm{\&gamma;}+\cos \mathrm{\&alpha;}\sin \mathrm{\&beta;}\sin \mathrm{\&lambda;}\\ -\sin \mathrm{\&beta;}& \sin \mathrm{\&alpha;}\cos \mathrm{\&beta;}& \cos \mathrm{\&alpha;}\cos \mathrm{\&beta;}\end{array}\right]$

由于数学公式1中的p_a11、p_a12、p_a13、p_a21、p_a22、p_a23分别等于旋转矩阵R₁中的R_{1_11}、R_{1_12}、R_{1_13}、R_{1_21}、R_{1_22}、R_{1_23}，所以可通过解联立方程式来求出照相机的旋转角度α、β、γ，从而可得出旋转矩阵R₁。同样对于照相机2也可得出旋转矩阵R₂。然后，可基于R₂ ^-1·R₁求出旋转矩阵R₂₁，该旋转矩阵R₂₁用于将照相机2的坐标系转换为照相机1的坐标系。

[对应点搜索处理]

对应点计算部9根据统一了坐标系的两个法线图像，计算相对应的像素。在该处理中，从照相机2的法线图像中求出特定的法线，该特定的法线是与照相机1的法线图像内的关注像素的法线相同方向的法线。参照图9的流程图来说明对应点计算部9进行的处理。

首先，对应点计算部9取得统一了坐标系的两个法线图像A、B(S1)。在这里，针对根据照相机1的图像取得的法线图像A，将从表面形状计算部7得出的值直接使用；而对于根据照相机2的图像取得的法线图像B，则利用通过坐标转换部8转换为照相机1的坐标系的值。

其次，选择一个法线图像(在这里假定为法线图像A)内的任意的像素作为关注点(关注像素)(S2)。然后，从另一个法线图像(在这里是法线图像B)的核线(epipolar line)上选择对比点(S3)。

然后，基于相似度评定函数，计算法线图像A的关注点与法线图像B的对比点之间的相似度(S4)。在这里，如果只比较1点的法线的方向则有可能产生判定错误，所以还利用关注点以及对比点周围的像素的法线的方向来计算相似度。图10A示出了用于计算相似度的搜索窗口的例子。在这里，将以关注点为中心5像素×5像素的区域作为搜索窗口。

基于在该搜索窗口内全部法线的方向的一致率来计算关注点与对比点的相似度。更具体地说，利用下面的公式，对搜索窗口内的各点，在法线图像A、B之间计算法线矢量的内积，并基于其和来计算相似度(参照图10B)。

[数学公式3]

$E_{x1}\left(x\right)=\frac{\underset{i}{\overset{w}{\mathrm{\&Sigma;}}}\underset{j}{\overset{w}{\mathrm{\&Sigma;}}}({\stackrel{\&RightArrow;}{n}}_{i,j,x1}\&CenterDot;{\stackrel{\&RightArrow;}{n}}_{i,j,x})}{w^2}$

由于对应点在核线上，所以对核线上的像素执行该相似度的计算。因此，对1个点计算相似度之后，判定是否对核线上的全部点执行了相似度计算处理，如果存在还没计算相似度点，则回到步骤83进行相似度计算(S5)。

对核线上的全部的点计算相似度之后，从其中求出相似度最高的点，判断该点为与法线图像A的关注点对应的在法线图像B上的对应点(S6)。

对全部的要进行三角测量的全部法线图像A的点执行上述的处理，所以判断是否对全部点处理完毕，如果有还没处理的点，则回到步骤S2搜索与该点对应的对应点(S7)。

[三角测量]

如上述，如已求出两个图像上的的对应点，则由三角测量部10对计测对象物4的各位置计算进深信息(距离)。该处理是众所周知的技术，所以省略详细的说明。

<实施方式的作用、效果>

在涉及本实施方式的三维计测装置中，利用作为计测对象物的物理特征的法线的方向，来搜索两个图像之间的对应点，因此，能够在不受照相机的特性及配置差异影响的状态下进行三维计测。在以往的基于物理表面颜色(亮度值)的对应点搜索处理中，在对象表面为镜面的情况下误差会变大，难以以高精度进行三维计测，但是，利用基于本实施方式的方法，即使是镜面物体，也能够以高精度进行三维计测。

另外，利用从照相机校准得出的校准参数中提取的转换参数，将多个照相机之间的不同的坐标系转换为共通坐标系之后搜索对应点，因此，即使将照相机的辐辏角调大也不会降低建立对应关系的精度，从而能够以高精度进行三维测定。

(第一变形例)

在上述的实施方式中，根据照相机2的拍摄图像，参照法线-亮度表来计算出法线的方向，然后通过坐标转换，执行使法线图像的坐标系转换为照相机1的坐标系的处理。然而，只要最终可以统一坐标系，则也可以用其他方法。例如，对于与照相机2对应的法线-亮度表中存储的法线的数据，也可以实施使照相机2的坐标系转换为照相机1的坐标系的转换处理。如此一来，在照相机1的坐标系中，表示表面形状计算部7针对照相机2的图像计算法线方向的计算结果。

(第二变形例)

在上述的实施方式中，利用照射白色光的三个照明装置3a～3c，将其依次点亮而拍摄图像，并根据三个图像来计算法线的方向。然而，对于拍摄图像而取得法线方向的方法，可以采用任意的方法。例如，将三个照明装置的发光颜色各设为R、G、B这三种颜色，对它们同时进行照射，通过取得各成分光的强度，能够仅利用一次拍摄而得到与上述同样的效果。

(第二实施方式)

在第一实施方式中，利用法线的方向作为计测对象表面的物理特征，但在本实施方式中，利用对象的分光特性来搜索立体图像之间的对应点。

为了对计测对象表面的分光特性进行计测，将不同分光特性的光源从同一位置逐次照射计测对象。如图11所示，例如在白色光源的前面根据场所(角度)而设置不同分光特性的滤色镜，能够通过旋转该滤色镜来实现这种计测。利用这些照明装置，以彩色照相机观测对象，并计测出值变得最高的亮度值，从而能够计算每个像素的简易的分光特性。

然后，采用利用多个照相机得到的每个像素的分光特性图(map)来建立对应关系。以后的处理与第一实施方式相同。

(第三实施方式)

在本实施方式中，利用反射特性作为计测对象表面的物理特征，来搜索立体图像之间的对应点。

为了对计测对象表面的反射特性进行计测，配置从不同方向照射光的多个光源，并一边依次点亮这些光源一边用照相机进行拍摄。并且，与第一实施方式同样地，准备球体等形状为已知并且反射特性也为已知的样品。接着，利用不同反射特性的多个样品，将对于各样品分别在各光源下的亮度值保存为事例数据。

对于计测对象同样地，依次点亮多个光源，取得在各光源下的亮度值的组合。组合这些亮度值，将其与事例数据进行比较，从而计算相当于每像素反射特性。

利用由多个照相机得到的每个像素的反射特性图，对这些多个照相机所拍摄到的图像之间的像素建立对应关系。以后的处理与第一实施方式相同。

附图标记的说明

1、2照相机

3a，3b，3c照明装置

4计测对象物

6计算机

7表面形状计算部

71图像输入部

72法线-亮度表

73法线计算部

8坐标转换部

9对应点计算部

10三角测量部

权利要求书(按照条约第19条的修改)

1.(修改后)一种三维计测装置，用于对作为镜面物体的计测对象物的三维形状进行计测，其特征在于，具有：

多个照相机；

特征取得单元，其根据由所述多个照相机拍摄得到的每个图像，取得所述计测对象物的表面的法线的方向；

坐标转换单元，其利用转换参数，将由多个照相机拍摄得到的图像的坐标系转换为共通坐标系；

对应像素搜索单元，其利用被坐标转换单元转换到共通坐标系中的法线的方向，在由所述多个照相机拍摄得到的图像之间搜索相对应的像素；

测量单元，其基于相对应的像素之间的视差来进行三维测量。

2.(删除)

3.(删除)

4.(修改后)根据权利要求1记载的三维计测装置，其特征在于，

在所述坐标转换单元中的转换参数是从预先进行照相机校准而得到的参数中提取出来的。

5.(修改后)根据权利要求1或4记载的三维计测装置，其特征在于，

所述对应像素搜索单元，对特定区域内的法线的方向进行比较，从而在图像之间搜索相对应的像素，所述特定区域包括关注的像素，并且具有规定宽度。

6.(修改后)一种三维计测方法，对作为镜面物体的计测对象物的三维形状进行计测，其特征在于，包括：

特征取得工序，根据由多个照相机拍摄得到的每个图像，取得所述计测对象物的表面的法线的方向；

坐标转换工序，利用转换参数，将由多个照相机拍摄得到的图像的坐标系转换为共通坐标系；

对应像素搜索工序，利用在坐标转换工序中被转换到共通坐标系中的法线的方向，在由所述多个照相机拍摄得到的图像之间搜索相对应的像素；

测量工序，基于相对应的像素之间的视差来进行三维测量。

7.(删除)

8.(删除)

9.(修改后)根据权利要求6记载的三维计测方法，其特征在于，在所述坐标转换工序中所利用的转换参数是从预先进行照相机校准而得到的参数中提取出来的。

10.(修改后)根据权利要求6或9记载的三维计测方法，其特征在于，在所述对应像素搜索工序中，对特定区域内的法线的方向进行比较，从而在图像之间搜索相对应的像素，所述特定区域包括关注的像素，并且具有规定宽度。

说明或声明(按照条约第19条的修改)

           基于条约第19条(1)声明书

在权利要求1中追加了修改前的权利要求2、3的发明特征。由此，修改后的权利要求1与修改前的权利要求3保护范围相同。随之，删除权利要求2、3，同时修改了权利要求4、5的从属关系。

同样地，在权利要求6中追加了修改前的权利要求7、8的发明特征。由此，修改后的权利要求第6项与修改前的权利要求8保护范围相同。随之，删除权利要求7、8，同时修改了权利要求9、10从属关系。

Claims (10)

1. 一种三维计测装置，用于对作为镜面物体的计测对象物的三维形状进行计测，其特征在于，具有：

   多个照相机；

   特征取得单元，其根据所述多个照相机拍摄得到的各图像，取得所述计测对象物的表面的物理特征；

   对应像素搜索单元，其利用所述物理特征，在所述多个照相机拍摄得到的图像之间搜索相对应的像素；

   测量单元，其基于相对应的像素之间的视差来进行三维测量。
2. 根据权利要求1记载的三维计测装置，其特征在于，所述特征取得单元所取得的所述计测对象物的表面的物理特征是表面的法线方向。
3. 根据权利要求2记载的三维计测装置，其特征在于，

   还具有坐标转换单元，该坐标转换单元利用转换参数，将由多个照相机拍摄得到的图像的坐标系转换为共通坐标系；

   所述对应像素搜索单元利用由坐标转换单元转换到共通坐标系中的法线方向，来搜索在图像之间相对应的像素。
4. 根据权利要求3记载的三维计测装置，其特征在于，在所述坐标转换单元中的转换参数是从预先进行照相机校准而得到的参数中提取出来的。
5. 根据权利要求1至4中任一项记载的三维计测装置，其特征在于，所述对应像素搜索单元，对特定区域内的物理特征进行比较，从而搜索在图像之间相对应的像素，所述特定区域包括关注的像素，并且具有规定宽度。
6. 一种三维计测方法，对作为镜面物体的计测对象物的三维形状进行计测，其特征在于，包括：

   特征取得工序，根据由多个照相机拍摄得到的各图像，取得所述计测对象物的表面的物理特征；

   对应像素搜索工序，利用所述物理特征，在所述多个照相机拍摄得到的图像之间搜索相对应的像素；

   测量工序，基于相对应的像素之间的视差来进行三维测量。
7. 根据权利要求6记载的三维计测方法，其特征在于，在所述特征取得工序中取得的所述计测对象物的表面的物理特征是表面的法线方向。
8. 根据权利要求7记载的三维计测方法，其特征在于，

   还包括坐标转换工序，在该坐标转换工序中，利用转换参数，将由多个照相机拍摄得到的图像的坐标系转换为共通坐标系；

   在所述对应像素搜索工序中，利用在坐标转换工序中转换到共通坐标系中的法线方向，来搜索在图像之间相对应的像素。
9. 根据权利要求8记载的三维计测方法，其特征在于，在所述坐标转换工序中所利用的转换参数是从预先进行照相机校准而得到的参数中提取出来的。
10. 根据权利要求6至9中任一项记载的三维计测方法，其特征在于，在所述对应像素搜索工序中，对特定区域内的物理特征进行比较，从而搜索在图像之间相对应的像素，所述特定区域包括关注的像素，并且具有规定宽度。

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