JP2000339467A - ３次元データ入力装置 - Google Patents
３次元データ入力装置Info
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- JP2000339467A JP2000339467A JP11151046A JP15104699A JP2000339467A JP 2000339467 A JP2000339467 A JP 2000339467A JP 11151046 A JP11151046 A JP 11151046A JP 15104699 A JP15104699 A JP 15104699A JP 2000339467 A JP2000339467 A JP 2000339467A
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- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
- H04N13/00—Stereoscopic video systems; Multi-view video systems; Details thereof
- H04N13/20—Image signal generators
- H04N13/204—Image signal generators using stereoscopic image cameras
- H04N13/207—Image signal generators using stereoscopic image cameras using a single 2D image sensor
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- Image Analysis (AREA)
- Image Processing (AREA)
- Testing, Inspecting, Measuring Of Stereoscopic Televisions And Televisions (AREA)
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Abstract
(57)【要約】
【課題】入力された３次元データの全体像を容易に把握
することができ、３次元データの入力作業を無駄なく容
易に確実に行うことを可能とすること。 【解決手段】被写体Ｑを撮影してその３次元データＱＩ
を入力する３次元カメラ１１と、被写体Ｑと３次元カメ
ラ１１との相対位置関係を変化させる位置可変装置１
２，１３と、３次元カメラ１１によって複数の方向から
入力した被写体Ｑの３次元データＱＩを合成して１つの
座標系の３次元データＱＺに変換する合成手段１４ａ
と、合成された３次元データＱＺを表示する表示手段１
４ｂと、操作者の操作に応じて表示手段１４ｂに表示さ
れる３次元データＱＺの視点を可変するための視点可変
手段１４ａと、表示手段１４ｂに表示される３次元デー
タＱＺの視線方向と３次元カメラ１１による被写体Ｑの
撮影方向とが一致するように位置可変装置１２，１３を
駆動する駆動制御手段１２ｃ，１３ｃと、を有した構成
とする。
することができ、３次元データの入力作業を無駄なく容
易に確実に行うことを可能とすること。 【解決手段】被写体Ｑを撮影してその３次元データＱＩ
を入力する３次元カメラ１１と、被写体Ｑと３次元カメ
ラ１１との相対位置関係を変化させる位置可変装置１
２，１３と、３次元カメラ１１によって複数の方向から
入力した被写体Ｑの３次元データＱＩを合成して１つの
座標系の３次元データＱＺに変換する合成手段１４ａ
と、合成された３次元データＱＺを表示する表示手段１
４ｂと、操作者の操作に応じて表示手段１４ｂに表示さ
れる３次元データＱＺの視点を可変するための視点可変
手段１４ａと、表示手段１４ｂに表示される３次元デー
タＱＺの視線方向と３次元カメラ１１による被写体Ｑの
撮影方向とが一致するように位置可変装置１２，１３を
駆動する駆動制御手段１２ｃ，１３ｃと、を有した構成
とする。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、対象物体の３次元
データを入力するための３次元データ入力装置に関す
る。
データを入力するための３次元データ入力装置に関す
る。
【０００２】
【従来の技術】従来より、立体形状を有する対象物体
（被写体）の全周における３次元データを得る装置とし
て、回転ステージ、３次元カメラ、及びコンピュータな
どから構成される３次元データ入力装置が知られてい
る。
（被写体）の全周における３次元データを得る装置とし
て、回転ステージ、３次元カメラ、及びコンピュータな
どから構成される３次元データ入力装置が知られてい
る。
【０００３】回転ステージは、鉛直軸を軸として回転可
能なターンテーブルを有し、その上に対象物体が載置さ
れる。３次元カメラは、回転ステージの外方に配置さ
れ、回転ステージ上の対象物体を撮影する。
能なターンテーブルを有し、その上に対象物体が載置さ
れる。３次元カメラは、回転ステージの外方に配置さ
れ、回転ステージ上の対象物体を撮影する。
【０００４】対象物体の全周における３次元データを入
力する際には、回転ステージを適当な角度ずつ回転さ
せ、対象物体と３次元カメラとの相対位置関係を変化さ
せて撮影する。これによって、対象物体について、複数
の撮影方向からの３次元データが入力される。各撮影方
向からの３次元データは、３次元カメラ又はコンピュー
タに設けられたモニタ画面上に表示される。ユーザは、
モニタ画面を見て各３次元データの入力状況を確認する
ことができる。
力する際には、回転ステージを適当な角度ずつ回転さ
せ、対象物体と３次元カメラとの相対位置関係を変化さ
せて撮影する。これによって、対象物体について、複数
の撮影方向からの３次元データが入力される。各撮影方
向からの３次元データは、３次元カメラ又はコンピュー
タに設けられたモニタ画面上に表示される。ユーザは、
モニタ画面を見て各３次元データの入力状況を確認する
ことができる。
【０００５】撮影が終わると、コンピュータの処理によ
って、それぞれの撮影方向に対応して得られた複数の３
次元データの合成が行われる。３次元データの合成のた
めに、専用のユーティリティソフトが用いられ、回転ス
テージの回転角度位置の情報などに基づく演算処理が行
われる。
って、それぞれの撮影方向に対応して得られた複数の３
次元データの合成が行われる。３次元データの合成のた
めに、専用のユーティリティソフトが用いられ、回転ス
テージの回転角度位置の情報などに基づく演算処理が行
われる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】ところで、上に述べた
従来の３次元データ入力装置によると、各撮影方向から
の撮影を行う撮影段階において、例えばラジオボタンな
どを操作することによって各撮影方向からの３次元デー
タを１つ１つ確認することはできるが、その時点で既に
入力されている３次元データの全体像を把握することが
できない。つまり、３次元データの全体像は、上に述べ
たように撮影後に行われる合成処理を終えた後でなけれ
ば把握できなかった。
従来の３次元データ入力装置によると、各撮影方向から
の撮影を行う撮影段階において、例えばラジオボタンな
どを操作することによって各撮影方向からの３次元デー
タを１つ１つ確認することはできるが、その時点で既に
入力されている３次元データの全体像を把握することが
できない。つまり、３次元データの全体像は、上に述べ
たように撮影後に行われる合成処理を終えた後でなけれ
ば把握できなかった。
【０００７】そのため、対象物体の撮影されていない部
分、つまりデータ欠損があっても、撮影中においてはそ
の確認を行えないという問題があった。その場合には、
対象物体の撮影を始めからやり直す必要があった。
分、つまりデータ欠損があっても、撮影中においてはそ
の確認を行えないという問題があった。その場合には、
対象物体の撮影を始めからやり直す必要があった。
【０００８】また、これとは逆に、既に撮影した部分を
重複して撮影してしまい、冗長な３次元データを入力し
てしまうという問題もあった。その場合には、撮影や処
理に無駄な時間を費やすこととなる。
重複して撮影してしまい、冗長な３次元データを入力し
てしまうという問題もあった。その場合には、撮影や処
理に無駄な時間を費やすこととなる。
【０００９】本発明は、上述の問題に鑑みてなされたも
ので、入力された３次元データの全体像を容易に把握す
ることができ、３次元データの入力作業を無駄なく容易
に確実に行うことを可能とすることを目的とする。
ので、入力された３次元データの全体像を容易に把握す
ることができ、３次元データの入力作業を無駄なく容易
に確実に行うことを可能とすることを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】請求項１に係る３次元デ
ータ入力装置１は、図１に示すように、被写体Ｑを撮影
してその３次元データＱＩを入力する３次元カメラ１１
と、前記被写体Ｑと前記３次元カメラ１１との相対位置
関係を変化させる位置可変装置１２，１３と、前記３次
元カメラ１１によって複数の方向から入力した前記被写
体Ｑの３次元データＱＩを合成して１つの座標系の３次
元データＱＺに変換する合成手段１４ａと、合成された
３次元データＱＺを表示する表示手段１４ｂと、操作者
の操作に応じて前記表示手段１４ｂに表示される３次元
データＱＺの視点を可変するための視点可変手段１４ａ
と、前記表示手段１４ｂに表示される３次元データＱＺ
の視線方向と前記３次元カメラ１１による前記被写体Ｑ
の撮影方向とが一致するように前記位置可変装置１２，
１３を駆動する駆動制御手段１２ｃ，１３ｃと、を有し
てなる。
ータ入力装置１は、図１に示すように、被写体Ｑを撮影
してその３次元データＱＩを入力する３次元カメラ１１
と、前記被写体Ｑと前記３次元カメラ１１との相対位置
関係を変化させる位置可変装置１２，１３と、前記３次
元カメラ１１によって複数の方向から入力した前記被写
体Ｑの３次元データＱＩを合成して１つの座標系の３次
元データＱＺに変換する合成手段１４ａと、合成された
３次元データＱＺを表示する表示手段１４ｂと、操作者
の操作に応じて前記表示手段１４ｂに表示される３次元
データＱＺの視点を可変するための視点可変手段１４ａ
と、前記表示手段１４ｂに表示される３次元データＱＺ
の視線方向と前記３次元カメラ１１による前記被写体Ｑ
の撮影方向とが一致するように前記位置可変装置１２，
１３を駆動する駆動制御手段１２ｃ，１３ｃと、を有し
てなる。
【００１１】請求項２に係る３次元データ入力装置１で
は、図１及び図２に示すように、前記位置可変装置１３
は、前記被写体Ｑを載置するための、鉛直軸Ｊ２を中心
として回転する回転ステージを含んでおり、前記視点可
変手段１４ａは、前記回転ステージを模した画像１３Ｚ
及び合成された３次元データＱＺを、前記３次元カメラ
１１による撮影方向から見た画像となるように視点を可
変するように構成されている。
は、図１及び図２に示すように、前記位置可変装置１３
は、前記被写体Ｑを載置するための、鉛直軸Ｊ２を中心
として回転する回転ステージを含んでおり、前記視点可
変手段１４ａは、前記回転ステージを模した画像１３Ｚ
及び合成された３次元データＱＺを、前記３次元カメラ
１１による撮影方向から見た画像となるように視点を可
変するように構成されている。
【００１２】
【発明の実施の形態】図１は本発明に係る３次元データ
入力装置１の構成を示す図である。図１に示すように、
３次元データ入力装置１は、３次元カメラ１１、マニピ
ュレータ１２、回転ステージ１３、及びホストコンピュ
ータ１４から構成される。
入力装置１の構成を示す図である。図１に示すように、
３次元データ入力装置１は、３次元カメラ１１、マニピ
ュレータ１２、回転ステージ１３、及びホストコンピュ
ータ１４から構成される。
【００１３】３次元カメラ１１は、光学式の３次元入力
装置であり、入力の対象となる対象物体Ｑを撮影するこ
とにより、対象物体Ｑの３次元データＱＩを入力する。
また、３次元カメラ１１は、対象物体Ｑの２次元画像Ｑ
Ｙを撮影するためのイメージセンサをも内蔵しており、
３次元データＱＩの入力と同時に２次元画像ＱＹを入力
することが可能である。２次元画像ＱＹと３次元データ
ＱＩとは、互いに同じ受光軸上で、つまり同じ視点で撮
影されるようになっている。
装置であり、入力の対象となる対象物体Ｑを撮影するこ
とにより、対象物体Ｑの３次元データＱＩを入力する。
また、３次元カメラ１１は、対象物体Ｑの２次元画像Ｑ
Ｙを撮影するためのイメージセンサをも内蔵しており、
３次元データＱＩの入力と同時に２次元画像ＱＹを入力
することが可能である。２次元画像ＱＹと３次元データ
ＱＩとは、互いに同じ受光軸上で、つまり同じ視点で撮
影されるようになっている。
【００１４】マニピュレータ１２は、アーム１２ａ、基
台部１２ｂ、及び制御装置１２ｃからなる。アーム１２
ａは、関節軸Ｊ１，Ｊ３を有しており、先端部に３次元
カメラ１１が取り付けられている。制御装置１２ｃは、
ホストコンピュータ１４から出力される指令信号Ｓ１に
基づいて、アーム１２ａ及び基台部１２ｂを駆動制御す
る。マニピュレータ１２の作動によって、３次元カメラ
１１の撮影位置及び撮影方向を制御することができる。
特に、３次元カメラ１１を垂直平面内の任意の位置に移
動させ、対象物体Ｑを前方又は側方からだけではなく上
方からも撮影することが可能となる。このようなマニピ
ュレータ１２として、公知の種々のものを用いることが
可能である。
台部１２ｂ、及び制御装置１２ｃからなる。アーム１２
ａは、関節軸Ｊ１，Ｊ３を有しており、先端部に３次元
カメラ１１が取り付けられている。制御装置１２ｃは、
ホストコンピュータ１４から出力される指令信号Ｓ１に
基づいて、アーム１２ａ及び基台部１２ｂを駆動制御す
る。マニピュレータ１２の作動によって、３次元カメラ
１１の撮影位置及び撮影方向を制御することができる。
特に、３次元カメラ１１を垂直平面内の任意の位置に移
動させ、対象物体Ｑを前方又は側方からだけではなく上
方からも撮影することが可能となる。このようなマニピ
ュレータ１２として、公知の種々のものを用いることが
可能である。
【００１５】回転ステージ１３は、ターンテーブル１３
ａ、駆動装置１３ｂ、及び制御装置１３ｃからなる。タ
ーンテーブル１３ａは、鉛直方向の回転軸Ｊ２を中心と
して回転可能な円板であり、この上に対象物体Ｑが載置
される。駆動装置１３ｂは、モータ、ギヤ、回転軸Ｊ
２、及び回転角度検出器などを有する。制御装置１３ｃ
は、ホストコンピュータ１４から出力される指令信号Ｓ
２に基づいて駆動装置１３ｂを駆動する。ターンテーブ
ル１３ａが回転すると、その上に載置された対象物体Ｑ
も回転し、これによって対象物体Ｑと３次元カメラ１１
との相対位置関係が変化する。回転ステージ１３及びマ
ニピュレータ１２を制御することによって、３次元カメ
ラ１１による対象物体Ｑの撮影を任意の方向から行うこ
とが可能であり、対象物体Ｑの３次元データＱＩを任意
の複数の方向から入力することができる。
ａ、駆動装置１３ｂ、及び制御装置１３ｃからなる。タ
ーンテーブル１３ａは、鉛直方向の回転軸Ｊ２を中心と
して回転可能な円板であり、この上に対象物体Ｑが載置
される。駆動装置１３ｂは、モータ、ギヤ、回転軸Ｊ
２、及び回転角度検出器などを有する。制御装置１３ｃ
は、ホストコンピュータ１４から出力される指令信号Ｓ
２に基づいて駆動装置１３ｂを駆動する。ターンテーブ
ル１３ａが回転すると、その上に載置された対象物体Ｑ
も回転し、これによって対象物体Ｑと３次元カメラ１１
との相対位置関係が変化する。回転ステージ１３及びマ
ニピュレータ１２を制御することによって、３次元カメ
ラ１１による対象物体Ｑの撮影を任意の方向から行うこ
とが可能であり、対象物体Ｑの３次元データＱＩを任意
の複数の方向から入力することができる。
【００１６】ホストコンピュータ１４は、本体１４ａ、
表示装置１４ｂ、及び入力装置１４ｃなどからなる。本
体１４ａは、演算処理装置（ＣＰＵ）、ＲＯＭ、ＲＡ
Ｍ、その他の周辺素子、適当なハードウエア回路、及び
ハードディスクなどから構成され、３次元カメラ１１か
ら入力された複数の３次元データＱＩを合成して１つの
座標系の３次元データＱＺに変換する。本体１４ａに
は、各種のＯＳ、インタフェースプログラム、ユーティ
リティプログラム、アプリケーションプログラムなどが
インストールされており、それらが実行されることによ
って、以下に述べるＧＵＩ（グラフィカル・ユーザ・イ
ンタフェース）が実現されている。
表示装置１４ｂ、及び入力装置１４ｃなどからなる。本
体１４ａは、演算処理装置（ＣＰＵ）、ＲＯＭ、ＲＡ
Ｍ、その他の周辺素子、適当なハードウエア回路、及び
ハードディスクなどから構成され、３次元カメラ１１か
ら入力された複数の３次元データＱＩを合成して１つの
座標系の３次元データＱＺに変換する。本体１４ａに
は、各種のＯＳ、インタフェースプログラム、ユーティ
リティプログラム、アプリケーションプログラムなどが
インストールされており、それらが実行されることによ
って、以下に述べるＧＵＩ（グラフィカル・ユーザ・イ
ンタフェース）が実現されている。
【００１７】入力装置１４ｃは、マウス又はキーボード
などを有する。表示装置１４ｂの表示面ＨＧには、対象
物体Ｑを撮影して得られた３次元データＱＩ、それらを
合成して得られた３次元データＱＺ、後述する仮想回転
ステージ画像１３Ｚ、その他の種々の画像又は文字など
を表示可能である。また、表示された３次元データＱＺ
及び仮想回転ステージ画像１３Ｚを、入力装置１４ｃの
操作によって画面上で回転させることが可能である。
などを有する。表示装置１４ｂの表示面ＨＧには、対象
物体Ｑを撮影して得られた３次元データＱＩ、それらを
合成して得られた３次元データＱＺ、後述する仮想回転
ステージ画像１３Ｚ、その他の種々の画像又は文字など
を表示可能である。また、表示された３次元データＱＺ
及び仮想回転ステージ画像１３Ｚを、入力装置１４ｃの
操作によって画面上で回転させることが可能である。
【００１８】次に、ホストコンピュータ１４のＧＵＩに
よって実現される機能について説明する。図２は表示面
ＨＧに表示される内容の例を示す図である。
よって実現される機能について説明する。図２は表示面
ＨＧに表示される内容の例を示す図である。
【００１９】図２に示すように、表示面ＨＧには、仮想
回転ステージ画像１３Ｚ、３次元データＱＺ、及び２次
元画像ＱＹが表示される。なお、ユーザが入力装置１４
ｃを操作することによって、それらの画像の表示又は非
表示を切り換えることができる。
回転ステージ画像１３Ｚ、３次元データＱＺ、及び２次
元画像ＱＹが表示される。なお、ユーザが入力装置１４
ｃを操作することによって、それらの画像の表示又は非
表示を切り換えることができる。
【００２０】仮想回転ステージ画像１３Ｚは、現物のタ
ーンテーブル１３ａ及び駆動装置１３ｂを模した画像を
ＣＧ（コンピュータ・グラフィクス）により作成し、そ
れを表示面ＨＧに表示したものである。表示面ＨＧ上に
おいて、仮想回転ステージ画像１３Ｚは、３次元カメラ
１１によってターンテーブル１３ａを撮影して得られる
画像と類似の形態で表示される。
ーンテーブル１３ａ及び駆動装置１３ｂを模した画像を
ＣＧ（コンピュータ・グラフィクス）により作成し、そ
れを表示面ＨＧに表示したものである。表示面ＨＧ上に
おいて、仮想回転ステージ画像１３Ｚは、３次元カメラ
１１によってターンテーブル１３ａを撮影して得られる
画像と類似の形態で表示される。
【００２１】ユーザは、マウスによるカーソルの移動操
作、又はキーボードからの数値指定操作などにより、仮
想回転ステージ画像１３Ｚを表示面ＨＧ上で回転させる
ことができる。例えば、カーソルを仮想回転ステージ画
像１３Ｚに合わせ、マウスによって回転方向にドラッグ
する。仮想回転ステージ画像１３Ｚは、ドラッグの方向
及び量に応じて回転する。
作、又はキーボードからの数値指定操作などにより、仮
想回転ステージ画像１３Ｚを表示面ＨＧ上で回転させる
ことができる。例えば、カーソルを仮想回転ステージ画
像１３Ｚに合わせ、マウスによって回転方向にドラッグ
する。仮想回転ステージ画像１３Ｚは、ドラッグの方向
及び量に応じて回転する。
【００２２】仮想回転ステージ画像１３Ｚが回転する
と、本体１４ａの演算処理装置から制御装置１３ｃに対
して指令信号Ｓ２が出力される。これにより、駆動装置
１３ｂは、仮想回転ステージ画像１３Ｚの動きと同期す
るようにターンテーブル１３ａを回転駆動する。つま
り、仮想回転ステージ画像１３Ｚの回転と現物のターン
テーブル１３ａの回転とは同期し、表示面ＨＧに表示さ
れる仮想回転ステージ画像１３Ｚの画像の状態と３次元
カメラ１１によって撮影されるターンテーブル１３ａの
画像の状態とが常に一致するように制御される。
と、本体１４ａの演算処理装置から制御装置１３ｃに対
して指令信号Ｓ２が出力される。これにより、駆動装置
１３ｂは、仮想回転ステージ画像１３Ｚの動きと同期す
るようにターンテーブル１３ａを回転駆動する。つま
り、仮想回転ステージ画像１３Ｚの回転と現物のターン
テーブル１３ａの回転とは同期し、表示面ＨＧに表示さ
れる仮想回転ステージ画像１３Ｚの画像の状態と３次元
カメラ１１によって撮影されるターンテーブル１３ａの
画像の状態とが常に一致するように制御される。
【００２３】３次元データＱＺは、対象物体Ｑについ
て、各撮影方向から入力された３次元データＱＩ１，Ｑ
Ｉ２…を合成した画像である。合成は、各撮影方向から
の撮影が行われる度毎に行われ、合成された最新の画像
が表示面ＨＧに表示される。
て、各撮影方向から入力された３次元データＱＩ１，Ｑ
Ｉ２…を合成した画像である。合成は、各撮影方向から
の撮影が行われる度毎に行われ、合成された最新の画像
が表示面ＨＧに表示される。
【００２４】例えば、１回目の撮影が終わると、それに
よって得られた３次元データＱＩ１のみからなる３次元
データＱＺ１が表示面ＨＧに表示される。２回目の撮影
が終わると、１回目の３次元データＱＩ１と２回目の撮
影で得られた３次元データＱＩ２とを合成した３次元デ
ータＱＺ２が表示される。３回目の撮影が終わると、３
回分の３次元データＱＩ１，ＱＩ２，ＱＩ３を合成した
３次元データＱＺ３が表示される。
よって得られた３次元データＱＩ１のみからなる３次元
データＱＺ１が表示面ＨＧに表示される。２回目の撮影
が終わると、１回目の３次元データＱＩ１と２回目の撮
影で得られた３次元データＱＩ２とを合成した３次元デ
ータＱＺ２が表示される。３回目の撮影が終わると、３
回分の３次元データＱＩ１，ＱＩ２，ＱＩ３を合成した
３次元データＱＺ３が表示される。
【００２５】３次元データＱＺは、ターンテーブル１３
ａ上に対象物体Ｑが載置されているのと同様に、仮想回
転ステージ画像１３Ｚ上に載置された状態で表示面ＨＧ
に表示される。そして、３次元データＱＺは、仮想回転
ステージ画像１３Ｚの回転とともに回転する。すなわ
ち、表示面ＨＧに表示される３次元データＱＺの視線方
向と、３次元カメラ１１による対象物体Ｑの撮影方向と
が、常に一致するように制御される。
ａ上に対象物体Ｑが載置されているのと同様に、仮想回
転ステージ画像１３Ｚ上に載置された状態で表示面ＨＧ
に表示される。そして、３次元データＱＺは、仮想回転
ステージ画像１３Ｚの回転とともに回転する。すなわ
ち、表示面ＨＧに表示される３次元データＱＺの視線方
向と、３次元カメラ１１による対象物体Ｑの撮影方向と
が、常に一致するように制御される。
【００２６】さて、仮想回転ステージ画像１３Ｚを回転
させる場合と同様に、マウスの操作又はキーボードから
の数値指定などにより、マニピュレータ１２を制御する
ことが可能である。入力装置１４ｃの操作に応じて、本
体１４ａの演算処理装置から制御装置１２ｃに対して指
令信号Ｓ１が出力され、アーム１２ａ及び基台部１２ｂ
が駆動される。これにより、３次元カメラ１１によって
対象物体Ｑを上方から撮影することが可能である。
させる場合と同様に、マウスの操作又はキーボードから
の数値指定などにより、マニピュレータ１２を制御する
ことが可能である。入力装置１４ｃの操作に応じて、本
体１４ａの演算処理装置から制御装置１２ｃに対して指
令信号Ｓ１が出力され、アーム１２ａ及び基台部１２ｂ
が駆動される。これにより、３次元カメラ１１によって
対象物体Ｑを上方から撮影することが可能である。
【００２７】なお、通常は、マニピュレータ１２及び３
次元カメラ１１の画像は表示面ＨＧに表示されないが、
仮想回転ステージ画像１３Ｚの場合と同様に、それらの
仮想画像（アイコン）をＣＧによって表示することも可
能である。その場合に、それらの仮想画像をドラッグす
ることによって、マニピュレータ１２の移動方向及び量
の指示を与えることができる。
次元カメラ１１の画像は表示面ＨＧに表示されないが、
仮想回転ステージ画像１３Ｚの場合と同様に、それらの
仮想画像（アイコン）をＣＧによって表示することも可
能である。その場合に、それらの仮想画像をドラッグす
ることによって、マニピュレータ１２の移動方向及び量
の指示を与えることができる。
【００２８】したがって、入力装置１４ｃを用いて表示
面ＨＧ上の仮想画像を操作することにより、回転ステー
ジ１３及びマニピュレータ１２を制御し、３次元カメラ
１１と対象物体Ｑとの相対位置を任意の状態に可変する
ことができ、３次元カメラ１１によって対象物体Ｑを任
意の位置から撮影することが可能である。
面ＨＧ上の仮想画像を操作することにより、回転ステー
ジ１３及びマニピュレータ１２を制御し、３次元カメラ
１１と対象物体Ｑとの相対位置を任意の状態に可変する
ことができ、３次元カメラ１１によって対象物体Ｑを任
意の位置から撮影することが可能である。
【００２９】図２に示すように、表示面ＨＧの左上方に
は全体像ウインドウ２１が設けられる。全体像ウインド
ウ２１には、上に述べた２次元画像ＱＹが表示される。
２次元画像ＱＹは、３次元カメラ１１による対象物体Ｑ
のモニタ画像である。２次元画像ＱＹと３次元データＱ
Ｚとを比較することにより、３次元データＱＺに欠損部
分ＱＺＮがあるか否かの判断が容易に行われる。
は全体像ウインドウ２１が設けられる。全体像ウインド
ウ２１には、上に述べた２次元画像ＱＹが表示される。
２次元画像ＱＹは、３次元カメラ１１による対象物体Ｑ
のモニタ画像である。２次元画像ＱＹと３次元データＱ
Ｚとを比較することにより、３次元データＱＺに欠損部
分ＱＺＮがあるか否かの判断が容易に行われる。
【００３０】図３は３次元データ入力装置１の使用方法
を説明するための図である。図３を用いて、対象物体Ｑ
の全周の３次元データの入力方法を説明する。まず、図
３（Ａ）に示すように、３次元カメラ１１によって対象
物体Ｑを前方から撮影する。これによって、表示面ＨＧ
上に３次元データＱＺ１が表示される。
を説明するための図である。図３を用いて、対象物体Ｑ
の全周の３次元データの入力方法を説明する。まず、図
３（Ａ）に示すように、３次元カメラ１１によって対象
物体Ｑを前方から撮影する。これによって、表示面ＨＧ
上に３次元データＱＺ１が表示される。
【００３１】次に、入力装置１４ｃの操作によって、仮
想回転ステージ画像１３Ｚを回転させる。ここでは、１
８０度回転させたとする。この回転に連動して、回転ス
テージ１３は回転軸Ｊ２を中心に回転する。これによっ
て、３次元カメラ１１と対象物体Ｑとの相対位置関係が
前回の撮影位置に対して１８０度変更され、対象物体Ｑ
を後方から撮影することが可能となる。そこで、入力装
置１４ｃの操作によって、対象物体Ｑを後方から撮影す
る。
想回転ステージ画像１３Ｚを回転させる。ここでは、１
８０度回転させたとする。この回転に連動して、回転ス
テージ１３は回転軸Ｊ２を中心に回転する。これによっ
て、３次元カメラ１１と対象物体Ｑとの相対位置関係が
前回の撮影位置に対して１８０度変更され、対象物体Ｑ
を後方から撮影することが可能となる。そこで、入力装
置１４ｃの操作によって、対象物体Ｑを後方から撮影す
る。
【００３２】そうすると、対象物体Ｑの前方及び後方か
らの撮影によって得られた３次元データＱＩ１，ＱＩ２
が合成され、表示面ＨＧ上に３次元データＱＺ２〔図３
（Ｂ）参照〕として表示される。但し、この時点では、
３次元データＱＺ２は最後に撮影された状態の視線方向
で表示されている。
らの撮影によって得られた３次元データＱＩ１，ＱＩ２
が合成され、表示面ＨＧ上に３次元データＱＺ２〔図３
（Ｂ）参照〕として表示される。但し、この時点では、
３次元データＱＺ２は最後に撮影された状態の視線方向
で表示されている。
【００３３】ユーザは、入力装置１４ｃを操作すること
により、仮想回転ステージ画像１３Ｚ及び３次元データ
ＱＺ２を回転させる。３次元データＱＺ２を回転させる
と、３次元データＱＺ２の欠損の状態が一目瞭然であ
る。３次元データＱＺ２に欠損がある場合に、その部分
が表示面ＨＧ上で正面となるように、又はよく見えるよ
うに、３次元データＱＺ２を回転させる。その際に、全
体像ウインドウ２１に表示される２次元画像ＱＹを参照
することができる。
により、仮想回転ステージ画像１３Ｚ及び３次元データ
ＱＺ２を回転させる。３次元データＱＺ２を回転させる
と、３次元データＱＺ２の欠損の状態が一目瞭然であ
る。３次元データＱＺ２に欠損がある場合に、その部分
が表示面ＨＧ上で正面となるように、又はよく見えるよ
うに、３次元データＱＺ２を回転させる。その際に、全
体像ウインドウ２１に表示される２次元画像ＱＹを参照
することができる。
【００３４】３次元データＱＺ２の回転に応じて対象物
体Ｑも回転しているので、表示面ＨＧ上における３次元
データＱＺの見え方を確認し、その状態で撮影を行うこ
とによって、欠損部分の３次元データＱＩが入力され
る。
体Ｑも回転しているので、表示面ＨＧ上における３次元
データＱＺの見え方を確認し、その状態で撮影を行うこ
とによって、欠損部分の３次元データＱＩが入力され
る。
【００３５】すなわち、例えば、図３（Ｂ）に示すよう
に、表示面ＨＧ上において欠損部分ＱＺＮがよく見える
状態とし、その状態で撮影する。これによって、欠損部
分ＱＺＮの３次元データが入力される。
に、表示面ＨＧ上において欠損部分ＱＺＮがよく見える
状態とし、その状態で撮影する。これによって、欠損部
分ＱＺＮの３次元データが入力される。
【００３６】このように、撮影段階において、既に入力
された３次元データＱＺの全体像を把握することがで
き、欠損部分ＱＺＮの有無、又はその状態、位置などを
容易に確認することができる。また、表示面ＨＧ上に表
示される３次元データＱＺを、撮影したい状態に移動さ
せることによって、直ぐにその状態で実際の撮影を行う
ことができるので、必要な３次元データＱＩを容易に確
実に入力することができる。したがって、３次元データ
ＱＩの入力作業を無駄なく容易に確実に行うことができ
る。
された３次元データＱＺの全体像を把握することがで
き、欠損部分ＱＺＮの有無、又はその状態、位置などを
容易に確認することができる。また、表示面ＨＧ上に表
示される３次元データＱＺを、撮影したい状態に移動さ
せることによって、直ぐにその状態で実際の撮影を行う
ことができるので、必要な３次元データＱＩを容易に確
実に入力することができる。したがって、３次元データ
ＱＩの入力作業を無駄なく容易に確実に行うことができ
る。
【００３７】次に、３次元データ入力装置１における全
体の処理及び操作の概略をフローチャートに基づいて説
明する。図４は３次元データの入力処理のフローチャー
トである。
体の処理及び操作の概略をフローチャートに基づいて説
明する。図４は３次元データの入力処理のフローチャー
トである。
【００３８】図４において、まず、キャリブレーション
を行う（＃１）。キャリブレーションは、３次元データ
の入力を開始する前に、仮想回転ステージ画像１３Ｚの
座標系と実際の回転ステージ１３（ターンテーブル１３
ａ）の座標系とを一致させるための処理である。
を行う（＃１）。キャリブレーションは、３次元データ
の入力を開始する前に、仮想回転ステージ画像１３Ｚの
座標系と実際の回転ステージ１３（ターンテーブル１３
ａ）の座標系とを一致させるための処理である。
【００３９】キャリブレーションの手法として、例え
ば、回転軸Ｊ２上で交わるように組み合わせた２枚のキ
ャリブレーションボードを回転ステージ１３上に載せ、
これを３次元カメラ１１で計測する方法を用いることが
可能である。また、３次元カメラ１１によって入力可能
な空間内にキャリブレーションチャートなどを置き、数
点の観測地点にアーム１２ａを移動させてキャリブレー
ションチャートを計測し、その結果から座標系を把握す
ることも可能である。
ば、回転軸Ｊ２上で交わるように組み合わせた２枚のキ
ャリブレーションボードを回転ステージ１３上に載せ、
これを３次元カメラ１１で計測する方法を用いることが
可能である。また、３次元カメラ１１によって入力可能
な空間内にキャリブレーションチャートなどを置き、数
点の観測地点にアーム１２ａを移動させてキャリブレー
ションチャートを計測し、その結果から座標系を把握す
ることも可能である。
【００４０】次に、回転ステージ１３上に対象物体Ｑを
載置し（＃２）、３次元カメラ１１による撮影を行って
３次元データＱＩの入力を行う（＃３）。入力された３
次元データＱＩは合成され、３次元データＱＺとして表
示面ＨＧに表示される。また、２次元画像ＱＹも表示さ
れる（＃４）。
載置し（＃２）、３次元カメラ１１による撮影を行って
３次元データＱＩの入力を行う（＃３）。入力された３
次元データＱＩは合成され、３次元データＱＺとして表
示面ＨＧに表示される。また、２次元画像ＱＹも表示さ
れる（＃４）。
【００４１】ユーザは、２次元画像ＱＹと３次元データ
ＱＺとを比較して、欠損部分ＱＺＮの有無を確認する。
つまり、３次元データＱＺを見て、データの入力がそれ
で充分であるか否かを判断する。３次元データＱＺがそ
れで充分である場合には（＃５でイエス）、入力処理を
終了する。
ＱＺとを比較して、欠損部分ＱＺＮの有無を確認する。
つまり、３次元データＱＺを見て、データの入力がそれ
で充分であるか否かを判断する。３次元データＱＺがそ
れで充分である場合には（＃５でイエス）、入力処理を
終了する。
【００４２】３次元データＱＺが充分でない場合には
（＃５でノー）、入力装置１４ｃを操作し、仮想回転ス
テージ画像１３Ｚなどを移動させ、これによってターン
テーブル１３ａ及びマニピュレータ１２を移動する（＃
６，７）。表示面ＨＧには、視線方向の更新された２次
元画像ＱＹ及び３次元データＱＺが表示される。
（＃５でノー）、入力装置１４ｃを操作し、仮想回転ス
テージ画像１３Ｚなどを移動させ、これによってターン
テーブル１３ａ及びマニピュレータ１２を移動する（＃
６，７）。表示面ＨＧには、視線方向の更新された２次
元画像ＱＹ及び３次元データＱＺが表示される。
【００４３】３次元カメラ１１による撮影位置が確定し
たら（＃８でイエス）、再び３次元データの入力を行い
（＃３）、充分な３次元データが得られたとユーザが判
断するまで（＃５でイエス）、以上の処理を繰り返す。
たら（＃８でイエス）、再び３次元データの入力を行い
（＃３）、充分な３次元データが得られたとユーザが判
断するまで（＃５でイエス）、以上の処理を繰り返す。
【００４４】上述の実施形態において、３次元カメラ１
１に画角の大きいものを用いることにより、また、対象
物体Ｑの形状などに応じて、マニピュレータ１２を省略
することが可能である。また、マニピュレータ１２の自
由度を大きくすることにより、回転ステージ１３を省略
することが可能である。
１に画角の大きいものを用いることにより、また、対象
物体Ｑの形状などに応じて、マニピュレータ１２を省略
することが可能である。また、マニピュレータ１２の自
由度を大きくすることにより、回転ステージ１３を省略
することが可能である。
【００４５】上述の実施形態において、３次元データ入
力装置１の全体又は各部の構成、処理内容、処理順序な
どは、本発明の主旨に沿って適宜変更することができ
る。
力装置１の全体又は各部の構成、処理内容、処理順序な
どは、本発明の主旨に沿って適宜変更することができ
る。
【００４６】
【発明の効果】本発明によると、入力された３次元デー
タの全体像を容易に把握することができ、３次元データ
の入力作業を無駄なく容易に確実に行うことができる。
タの全体像を容易に把握することができ、３次元データ
の入力作業を無駄なく容易に確実に行うことができる。
【図１】本発明に係る３次元データ入力装置の構成を示
す図である。
す図である。
【図２】表示面に表示される内容の例を示す図である。
【図３】３次元データ入力装置の使用方法を説明するた
めの図である。
めの図である。
【図４】３次元データの入力処理のフローチャートであ
る。
る。
１ ３次元データ入力装置 １１ ３次元カメラ １２ マニピュレータ（位置可変装置） １２ｃ 制御装置（駆動制御手段） １３ 回転ステージ（位置可変装置） １３ｃ 制御装置（駆動制御手段） １４ ホストコンピュータ（合成手段、視点可変手段、
表示手段） １４ａ 本体（合成手段、視点可変手段） １４ｂ 表示装置（表示手段） Ｑ 対象物体（被写体） ＱＩ ３次元データ ＱＺ ３次元データ
表示手段） １４ａ 本体（合成手段、視点可変手段） １４ｂ 表示装置（表示手段） Ｑ 対象物体（被写体） ＱＩ ３次元データ ＱＺ ３次元データ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 2F065 AA04 AA53 BB05 CC16 FF05 FF09 FF66 JJ03 NN20 PP05 PP13 PP21 QQ00 QQ36 SS02 SS13 5B057 BA11 BA23 CA08 CA12 CA16 CB08 CB13 CB16 CC01 CD14 CE08 CH20 5C061 AA21 AB04 AB08
Claims (2)
- 【請求項１】被写体を撮影してその３次元データを入力
する３次元カメラと、 前記被写体と前記３次元カメラとの相対位置関係を変化
させる位置可変装置と、 前記３次元カメラによって複数の方向から入力した前記
被写体の３次元データを合成して１つの座標系の３次元
データに変換する合成手段と、 合成された３次元データを表示する表示手段と、 操作者の操作に応じて前記表示手段に表示される３次元
データの視点を可変するための視点可変手段と、 前記表示手段に表示される３次元データの視線方向と前
記３次元カメラによる前記被写体の撮影方向とが一致す
るように前記位置可変装置を駆動する駆動制御手段と、 を有してなることを特徴とする３次元データ入力装置。 - 【請求項２】前記位置可変装置は、前記被写体を載置す
るための、鉛直軸を中心として回転する回転ステージを
含んでおり、 前記視点可変手段は、前記回転ステージを模した画像及
び合成された３次元データを、前記３次元カメラによる
撮影方向から見た画像となるように視点を可変するよう
に構成されている、 請求項１記載の３次元データ入力装置。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15104699A JP4288753B2 (ja) | 1999-05-31 | 1999-05-31 | ３次元データ入力装置 |
| US10/943,951 US7525566B2 (en) | 1999-05-31 | 2004-09-20 | Apparatus for obtaining data on the three-dimensional shape |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15104699A JP4288753B2 (ja) | 1999-05-31 | 1999-05-31 | ３次元データ入力装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000339467A true JP2000339467A (ja) | 2000-12-08 |
| JP4288753B2 JP4288753B2 (ja) | 2009-07-01 |
Family
ID=15510125
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP15104699A Expired - Fee Related JP4288753B2 (ja) | 1999-05-31 | 1999-05-31 | ３次元データ入力装置 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US7525566B2 (ja) |
| JP (1) | JP4288753B2 (ja) |
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| JP2003042732A (ja) * | 2001-08-02 | 2003-02-13 | Topcon Corp | 表面形状測定装置及びその方法、表面形状測定プログラム、並びに表面状態図化装置 |
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| JP2003065737A (ja) * | 2001-08-28 | 2003-03-05 | Topcon Corp | 表面形状測定装置及びその方法、並びに表面状態図化装置 |
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| KR100729155B1 (ko) | 2005-08-16 | 2007-06-19 | 구해원 | 동일시각에 동일피사체를 여러 대의 카메라로 촬영하는입체촬영 시스템 |
| JP2010183476A (ja) * | 2009-02-09 | 2010-08-19 | Yuu System:Kk | 自動多角度撮影システム |
| JP2015210271A (ja) * | 2014-04-29 | 2015-11-24 | ▲ゆ▼創科技股▲ふん▼有限公司 | ポータブル３次元スキャナ及び物体に対応する３次元スキャン結果を生成する方法 |
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| US20080046819A1 (en) * | 2006-08-04 | 2008-02-21 | Decamp Michael D | Animation method and appratus for educational play |
| GB2473210B (en) * | 2009-09-03 | 2013-02-13 | Jeffrey David Kagan | Photographic turntable and method of photographing products |
| US9134807B2 (en) | 2012-03-02 | 2015-09-15 | Microsoft Technology Licensing, Llc | Pressure sensitive key normalization |
| US20140063198A1 (en) * | 2012-08-30 | 2014-03-06 | Microsoft Corporation | Changing perspectives of a microscopic-image device based on a viewer' s perspective |
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| FR3015738B1 (fr) * | 2013-12-20 | 2016-02-05 | Allure Systems Mood By Me | Ensemble et procede d'aide a la prise de vues d'objets presentes sur un support mobile et amovible |
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1999
- 1999-05-31 JP JP15104699A patent/JP4288753B2/ja not_active Expired - Fee Related
-
2004
- 2004-09-20 US US10/943,951 patent/US7525566B2/en not_active Expired - Fee Related
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Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP4288753B2 (ja) | 2009-07-01 |
| US20050041096A1 (en) | 2005-02-24 |
| US7525566B2 (en) | 2009-04-28 |
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