JP2014085134A - 3次元測量装置及び3次元測量システム - Google Patents
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Abstract
【解決手段】測距光8を発生する光源部37と、測定対象物からの反射光を受光し、電気信号へと変換する受光素子49と、測定対象物に対して測距光8を走査する走査部36と、測距光8の照射方向を検出する角度検出部19,23と、複数の波長を含む照明光を照射する照明光源部51と、複数の波長の2次元画像を取得する撮像部29と、制御演算部31とを具備し、制御演算部31は走査部36を駆動制御し、受光素子49からの受光信号により測定対象物迄の距離を演算し、演算された距離と角度検出部19,23からの検出信号に基づき測定対象物の3次元データを演算する距離データ処理部と、照明光源部51にて照明した画像と、照明していない画像の差分画像を求め、差分画像に基づきターゲットの位置を演算する画像データ処理部とを有する。
【選択図】図2
Description
4 ターゲット
7 走査ミラー
13 托架部
18 水平駆動部
19 水平角検出器
22 鉛直駆動部
23 鉛直角検出器
25 測距発光部
27 測距部
28 照明発光部
29 撮像部
31 制御演算部
36 走査部
37 測距光源部
39 投光光学部
42 測距光軸
46 受光光学部
49 受光素子
51 照明光源部
53 照明光
54 撮像素子
58 記憶部
61 距離データ処理部
62 画像データ処理部
64 原画像
65 光点
66 差分画像
71 3次元レーザスキャナ
Claims (14)
- 測距光を発生する光源部と、該光源部からの測距光を測距光軸上へ照射する投光光学部と、測定対象物からの反射光を受光する受光光学部と、該受光光学部で集光された前記反射光を電気信号へと変換する受光素子と、前記測定対象物に対して測距光を走査する走査部と、該走査部により走査される測距光の照射方向を検出する角度検出部と、複数の波長を含む照明光を照射する照明光源部と、前記複数の波長の2次元画像を取得する撮像部と、制御演算部とを具備し、該制御演算部は前記走査部を駆動制御し、前記受光素子からの受光信号により前記測定対象物迄の距離を演算し、演算された距離と前記角度検出部からの検出信号に基づき前記測定対象物の3次元データを演算する距離データ処理部と、前記照明光源部にて照明した画像と、照明していない画像を前記撮像部にて取得し、両画像に基づき差分画像を求め、該差分画像及び該差分画像から検出される複数波長の反射光の検出強度に基づき再帰反射性を有するターゲットを検出し、該ターゲットの位置を演算する画像データ処理部とを有することを特徴とする3次元測量装置。
- 前記撮像部にて取得された画像の差分画像により得られる画像の光強度分布により、ターゲット候補を検出し、該ターゲット候補間の前記複数の波長に於ける光強度関係に基づいて前記ターゲットを検出する請求項1の3次元測量装置。
- 前記撮像部は青色、緑色、赤色に感度を有する受光素子を有し、前記照明光源部は白色光又は複数の単色光を含む光を照射し、前記画像データ処理部は取得した差分画像内の各色の比率から前記反射光の色相を判断し、色相に基づき前記ターゲットを検出する請求項1又は請求項2の3次元測量装置。
- 前記照明光源部は、複数の単色光を照射し、前記画像データ処理部は複数の単色光を照射して得られた複数の差分画像間の光量比率、強度に基づき前記反射光の色相を判断し、色相に基づき前記ターゲットを検出する請求項1又は請求項2の3次元測量装置。
- 前記撮像部は青色、緑色、赤色に感度を有する受光素子を有し、前記照明光源部は白色光又は複数の単色光を含む光と、少なくとも1つの単色光を照射し、前記画像データ処理部は取得した白色光を照射した差分画像内の各色の比率から前記反射光の色相を判断し前記ターゲットを検出すると共に、前記単色光を照射した差分画像を基に時系列により変化する白色の背景光を判別する請求項1の3次元測量装置。
- 前記ターゲットが特定波長の単色光を選択的に反射する光学特性を有し、前記照明光源部は前記ターゲットと同色の単色光と、該ターゲットと補色の関係にある単色光を照射し、前記画像データ処理部は取得した2つの差分画像から受光強度の差分に基づき前記ターゲットを検出する請求項1の3次元測量装置。
- 前記照明光源部は、前記撮像部の光学中心軸に対して同軸に配置された発光源を有する請求項3〜請求項6のうちいずれかの3次元測量装置。
- 前記照明光源部は、前記撮像部の光学中心軸に対して点対称に配置された複数の発光源を有する請求項3〜請求項6のうちいずれかの3次元測量装置。
- 所定の前記ターゲットに対し、前記走査部により撮影方向を画素ピッチより小さい角度で複数の差分画像を前記撮像部により取得し、前記角度検出部からの角度を基に差分画像を重ね合せることにより、前記反射光の検出精度を高める請求項1〜請求項8のうちいずれかの3次元測量装置。
- 前記撮像部へ入射する光の波長を選択可能な波長選択部を有する請求項1〜請求項7のうちいずれかの3次元測量装置。
- 任意の位置に設置された3次元測量装置と、既知の位置に設置されたターゲットとを有する3次元測量システムであって、前記3次元測量装置は測距光を発生する光源部と、該光源部からの測距光を測距光軸上へ照射する投光光学部と、測定対象物からの反射光を受光する受光光学部と、該受光光学部で集光された前記反射光を電気信号へと変換する受光素子、前記測定対象物に対して測距光を走査する走査部と、該走査部により走査される測距光の照射方向を検出する角度検出部と、複数の波長を含む照明光を照射する照明光源部と、前記複数の波長の2次元画像を取得する撮像部と、前記照明光源部にて照明した画像と照明していない画像を前記撮像部にて取得し、両画像に基づき差分画像を求め、該差分画像及び該差分画像から検出される複数波長の反射光の検出強度の関係により前記測定対象物から再帰反射性を有するターゲットを検出する画像データ処理部と、前記受光素子からの受光信号により前記ターゲット迄の距離を演算し、演算された距離と前記角度検出部からの検出信号に基づき前記測定対象物の3次元データを演算する距離データ処理部とを具備し、得られた前記ターゲット迄の距離と前記角度検出部により検出された測距光の照射方向に基づき前記ターゲットに対する前記3次元測量装置の位置を演算することを特徴とする3次元測量システム。
- 前記ターゲットは特定波長の単色光を選択的に反射する光学特性を有し、前記照明光は少なくとも前記特定波長の単色光と、該単色光と補色の関係にある単色光を含み、前記画像データ処理部は反射された複数の波長の照明光の光強度の関係から前記反射光の色相を判断し、色相を基に該ターゲットを検出する請求項11の3次元測量システム。
- 前記ターゲットは特定波長の単色光を選択的に反射する光学特性を有し、前記照明光源部は前記ターゲットと補色の関係にある単色光と、該ターゲットと同色の単色光を個別に照射し、前記画像データ処理部は取得した2つの差分画像から光強度の差分に基づき前記ターゲットを検出する請求項11の3次元測量システム。
- 前記ターゲットは反射シートを有し、該反射シートは特定波長の単色光を反射する第1パターン部と、該単色光とは補色の関係にある単色光を反射する第2パターン部とを有する請求項11〜請求項13のうちいずれかの3次元測量システム。
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