JP2013015519A - 3次元相対座標計測装置およびその方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】3次元相対座標計測装置90は、第1の視点より3点の基準点が撮像装置で撮像された第1の取得画像を取得する画像取得部100と、各画素に対する画素視点投影角の情報を保持し、情報を用いて、第1の取得画像に投影される3点の基準点に対応する画素視点投影角である3つの第1の基準視点投影角を取得する視点投影角抽出部120と、3つの第1の基準視点投影角と3点の基準点の相対座標とを用いて、第1の取得画像の撮像面である第1の撮像面と3点の基準点を含む基準平面とのなす第1の傾斜角を算出する傾斜角算出部130aと、第1の傾斜角を用いて、3点の基準点のいずれかと対象点との相対座標を計測する相対座標計測部130dとを備える。
【選択図】図2
Description
実施の形態1では、2枚の画像を使用して、3次元相対座標計測部20が、3点の基準点のいずれかと対象点との相対座標を計測する動作について説明する。
実施の形態2では、1枚の画像を使用して、3次元相対座標計測部20が、3点の基準点のいずれかと撮影点(本発明の第1の視点に相当する)との相対座標を計測する動作について説明する。
20 3次元相対座標計測部
30 ケーブル
40 基準構造物
50 対象構造物
60、61 画像データ
70 キャリブレーション板
71 糸
72 錘
80 画像のピクセルキャリブレーション部
90 3次元相対座標計測装置
100 画像取得部
110 2次元座標抽出部
120 視点投影角抽出部
130 演算部
130a 傾斜角算出部
130b ベクトル算出部
130c 変換ベクトル算出部
130d 相対座標計測部
140 表示部
200 調整部
Claims (4)
- 3次元座標系における相対座標が既知である3点以上の基準点のうちのいずれか3点である3点の第1の基準点及び前記3点以上の基準点のうちのいずれか3点である3点の第2の基準点のいずれかと、前記3次元座標系における座標が未知である1点の対象点との相対座標を計測する3次元相対座標計測装置であって、
第1の視点より前記3点の第1の基準点と前記対象点とが第1の撮像装置で撮像された第1の取得画像を取得し、第2の視点より前記3点の第2の基準点と前記対象点とが前記第1の撮像装置と同一又は異なる第2の撮像装置で撮像された第2の取得画像を取得する画像取得部と、
各画素に対する第1の画素視点投影角の情報を保持し、前記第1の画素視点投影角の情報を用いて、前記第1の取得画像に投影される前記3点の第1の基準点である3点の第1の画像基準点に対応する前記第1の画素視点投影角である3つの第1の基準視点投影角と、前記第1の取得画像に投影される前記対象点に対応する前記第1の画素視点投影角である第1の対象視点投影角とを取得し、各画素に対する第2の画素視点投影角の情報を保持し、前記第2の画素視点投影角の情報を用いて、前記第2の取得画像に投影される前記3点の第2の基準点である3点の第2の画像基準点に対応する前記第2の画素視点投影角である3つの第2の基準視点投影角と、前記第2の取得画像に投影される前記対象点に対応する前記第2の画素視点投影角である第2の対象視点投影角とを取得する視点投影角抽出部とを備え、
前記第1の画素視点投影角は、前記第1の取得画像における各画素の座標である第1の画素2次元座標に投影される前記3次元座標系の各点と前記第1の視点とを結ぶ線分と、前記第1の撮像装置の光軸とのなす角であり、
前記第2の画素視点投影角は、前記第2の取得画像における各画素の座標である第2の画素2次元座標に投影される前記3次元座標系の各点と前記第2の視点とを結ぶ線分と、前記第2の撮像装置の光軸とのなす角であり、
さらに、
前記3つの第1の基準視点投影角と前記3点の第1の基準点の相対座標とを用いて、前記第1の取得画像の撮像面である第1の撮像面と前記3点の第1の基準点を含む第1の基準平面とのなす第1の傾斜角を算出し、前記3つの第2の基準視点投影角と前記3点の第2の基準点の相対座標とを用いて、前記第2の取得画像の撮像面である第2の撮像面と前記3点の第2の基準点を含む第2の基準平面とのなす第2の傾斜角を算出する傾斜角算出部と、
前記第1の対象点投影角の方向に延び、かつ、前記第1の取得画像に投影される前記対象点を通る第1の直線を算出し、前記第2の対象点投影角の方向に延び、かつ、前記第2の取得画像に投影される前記対象点を通る第2の直線を算出するとともに、前記第1の傾斜角および前記第2の傾斜角を用いて当該第1の直線及び当該第2の直線を同一の前記3次元座標系に変換し、前記3点の第1の基準点と前記3点の第2の基準点との相対位置関係を用いて、前記3次元座標系における、前記第1の直線と前記第2の直線との最接近点の座標を、前記3点の第1の基準点及び前記3点の第2の基準点のいずれかと前記対象点との相対座標として算出する計測部とを備える
3次元相対座標計測装置。 - 前記3点の第1の基準点のうち少なくとも一つは、前記3点の第2の基準点と異なる
請求項1に記載の3次元相対座標計測装置。 - 3次元座標系における相対座標が既知である3点以上の基準点のうちのいずれか3点である3点の第1の基準点及び前記3点以上の基準点のうちのいずれか3点である3点の第2の基準点のいずれかと、前記3次元座標系における座標が未知である1点の対象点との相対座標を計測する3次元相対座標計測方法であって、
第1の視点より前記3点の第1の基準点と前記対象点とが第1の撮像装置で撮像された第1の取得画像を取得し、第2の視点より前記3点の第2の基準点と前記対象点とが前記第1の撮像装置と同一又は異なる第2の撮像装置で撮像された第2の取得画像を取得する画像取得ステップと、
各画素に対する第1の画素視点投影角の情報を保持し、前記第1の画素視点投影角の情報を用いて、前記第1の取得画像に投影される前記3点の第1の基準点である3点の第1の画像基準点に対応する前記第1の画素視点投影角である3つの第1の基準視点投影角と、前記第1の取得画像に投影される前記対象点に対応する前記第1の画素視点投影角である第1の対象視点投影角とを取得し、各画素に対する第2の画素視点投影角の情報を保持し、前記第2の画素視点投影角の情報を用いて、前記第2の取得画像に投影される前記3点の第2の基準点である3点の第2の画像基準点に対応する前記第2の画素視点投影角である3つの第2の基準視点投影角と、前記第2の取得画像に投影される前記対象点に対応する前記第2の画素視点投影角である第2の対象視点投影角とを取得する視点投影角抽出ステップとを含み、
前記第1の画素視点投影角は、前記第1の取得画像における各画素の座標である第1の画素2次元座標に投影される前記3次元座標系の各点と前記第1の視点とを結ぶ線分と、前記第1の撮像装置の光軸とのなす角であり、
前記第2の画素視点投影角は、前記第2の取得画像における各画素の座標である第2の画素2次元座標に投影される前記3次元座標系の各点と前記第2の視点とを結ぶ線分と、前記第2の撮像装置の光軸とのなす角であり、
さらに、
前記3つの第1の基準視点投影角と前記3点の第1の基準点の相対座標とを用いて、前記第1の取得画像の撮像面である第1の撮像面と前記3点の第1の基準点を含む第1の基準平面とのなす第1の傾斜角を算出し、前記3つの第2の基準視点投影角と前記3点の第2の基準点の相対座標とを用いて、前記第2の取得画像の撮像面である第2の撮像面と前記3点の第2の基準点を含む第2の基準平面とのなす第2の傾斜角を算出する傾斜角算出ステップと、
前記第1の対象点投影角の方向に延び、かつ、前記第1の取得画像に投影される前記対象点を通る第1の直線を算出し、前記第2の対象点投影角の方向に延び、かつ、前記第2の取得画像に投影される前記対象点を通る第2の直線を算出するとともに、前記第1の傾斜角および前記第2の傾斜角を用いて当該第1の直線及び当該第2の直線を同一の前記3次元座標系に変換し、前記3点の第1の基準点と前記3点の第2の基準点との相対位置関係を用いて、前記3次元座標系における、前記第1の直線と前記第2の直線との最接近点の座標を、前記3点の第1の基準点及び前記3点の第2の基準点のいずれかと前記対象点との相対座標として算出する計測ステップとを含む
3次元相対座標計測方法。 - 請求項3に記載の3次元相対座標計測方法に含まれるステップをコンピュータに実行させるためのプログラム。
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