JP2500654B2 - ３次元形状相対位置推定装置 - Google Patents
３次元形状相対位置推定装置Info
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、レンジデータ測定装
置により多視点から物体の形状を測定し、それぞれの視
点から得られた物体の部分的な形状（以下部分形状と呼
ぶ）を接続することにより物体の形状を再構成する装置
において、テクスチャを利用して部分形状間の相対位置
を推定する装置に関する。
置により多視点から物体の形状を測定し、それぞれの視
点から得られた物体の部分的な形状（以下部分形状と呼
ぶ）を接続することにより物体の形状を再構成する装置
において、テクスチャを利用して部分形状間の相対位置
を推定する装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】主なレンジデータ測定法として、ステレ
オ法、レンジファインダを用いる方法がある（尾上他編
「画像処理ハンドブック」昭晃堂（１９８７）。いずれ
の方法でも一回に取得できるのは物体の一部分（部分形
状）だけであり、物体全体の形状を再構成するには、さ
まざまな方向から物体の形状を測定し、その結果を統合
しなければならない。形状再構成には、部分形状間の相
対位置が必要であるが、ステレオカメラやレンジファイ
ンダの相対位置を求めることが困難であることにより、
相対位置を形状データから推定する方法が開発されてい
る。これらはいずれも隣接する部分形状が重なり領域
（共通領域）を持つことを前提として、重なり領域から
相対位置を推定する。
オ法、レンジファインダを用いる方法がある（尾上他編
「画像処理ハンドブック」昭晃堂（１９８７）。いずれ
の方法でも一回に取得できるのは物体の一部分（部分形
状）だけであり、物体全体の形状を再構成するには、さ
まざまな方向から物体の形状を測定し、その結果を統合
しなければならない。形状再構成には、部分形状間の相
対位置が必要であるが、ステレオカメラやレンジファイ
ンダの相対位置を求めることが困難であることにより、
相対位置を形状データから推定する方法が開発されてい
る。これらはいずれも隣接する部分形状が重なり領域
（共通領域）を持つことを前提として、重なり領域から
相対位置を推定する。
【０００３】例えばレンジファインダにより得られた形
状を三角パッチで近似的に表現し、三角パッチの対応の
妥当な組み合せを求めることにより相対位置を推定する
方法（Ｒｏｂｅｒｔ Ｂｅｒｇｅｖｉｎ他：Ｅｓｔｉｍ
ａｔｉｎｇ ｔｈｅ ３ＤＲｉｇｉｄ Ｔｒａｎｓｆｏ
ｒｍａｔｉｏｎ Ｂｅｔｗｅｅｎ Ｔｗｏ Ｒａｎｇｅ
Ｖｉｅｗｓ ｏｆ ａ Ｃｏｍｐｌｅｘ Ｏｂｊｅｃ
ｔ，ＩＣＰＲ’９２）、また、レンジデータを分割し、
分割されてできた領域間のマッチングにより相対位置を
推定する方法（河井他：”多視点レンジデータからの３
次元形状復元”、電子情報通信学会パターン認識・理解
研究会技術報告９１−１９（１９９１）、物体表面上の
テクスチャを手がかりにして部分形状間の重なり領域を
求め、重なり領域の位置・向きを一致させることで相対
位置を求める方法（丸家、根本、高島：３次元形状再構
成のための部分形状接続法、１９９２年電子情報通信学
会春季全国大会）などがある。
状を三角パッチで近似的に表現し、三角パッチの対応の
妥当な組み合せを求めることにより相対位置を推定する
方法（Ｒｏｂｅｒｔ Ｂｅｒｇｅｖｉｎ他：Ｅｓｔｉｍ
ａｔｉｎｇ ｔｈｅ ３ＤＲｉｇｉｄ Ｔｒａｎｓｆｏ
ｒｍａｔｉｏｎ Ｂｅｔｗｅｅｎ Ｔｗｏ Ｒａｎｇｅ
Ｖｉｅｗｓ ｏｆ ａ Ｃｏｍｐｌｅｘ Ｏｂｊｅｃ
ｔ，ＩＣＰＲ’９２）、また、レンジデータを分割し、
分割されてできた領域間のマッチングにより相対位置を
推定する方法（河井他：”多視点レンジデータからの３
次元形状復元”、電子情報通信学会パターン認識・理解
研究会技術報告９１−１９（１９９１）、物体表面上の
テクスチャを手がかりにして部分形状間の重なり領域を
求め、重なり領域の位置・向きを一致させることで相対
位置を求める方法（丸家、根本、高島：３次元形状再構
成のための部分形状接続法、１９９２年電子情報通信学
会春季全国大会）などがある。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、形状に
関する情報だけで相対位置を推定するのは困難な場合が
ある。例えば、重なり領域が、曲率が急激に変化する、
あるいは不連続が存在するなどの特徴を含まない限り、
重なり領域が一意に決まらないか、あるいは決まったと
してもレンジデータに含まれているノイズの影響を受け
ている可能性が高い。
関する情報だけで相対位置を推定するのは困難な場合が
ある。例えば、重なり領域が、曲率が急激に変化する、
あるいは不連続が存在するなどの特徴を含まない限り、
重なり領域が一意に決まらないか、あるいは決まったと
してもレンジデータに含まれているノイズの影響を受け
ている可能性が高い。
【０００５】一方テクスチャを用いる方式では、相対位
置が一意に決まらないという問題は起こりにくい。しか
しながら前述の方法では、ステレオカメラの光軸が、常
にある水平面内になければならないという制約があっ
た。
置が一意に決まらないという問題は起こりにくい。しか
しながら前述の方法では、ステレオカメラの光軸が、常
にある水平面内になければならないという制約があっ
た。
【０００６】本発明の目的は、テクスチャを用いること
で、安定な相対位置推定が行え、かつ位置、向きに関す
る制約の無い相対位置推定装置を提供することにある。
で、安定な相対位置推定が行え、かつ位置、向きに関す
る制約の無い相対位置推定装置を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上述した問題点を解決す
るため、第１の発明の３次元形状相対位置推定装置は、
レンジデータとテクスチャデータ、及びレンジデータ測
定装置の傾斜角を入力するデータ入力手段と、部分形状
を表現する座標系を変換してレンジデータ測定装置の傾
きの影響を解消する座標変換手段と、水平面を設定し、
部分形状と水平面との交線を求める交線計算手段と、部
分形状間の縦ずれを設定する縦ずれ設定手段と、前記交
線計算手段で得られた交線間の重なりを推定する重なり
幅推定手段と、部分形状間の水平面上の相対位置を推定
する相対位置推定手段と、接続誤差を計算する接続誤差
計算手段と、接続誤差が最小となる縦ずれを選択する最
小接続誤差選択手段と、を備えている。
るため、第１の発明の３次元形状相対位置推定装置は、
レンジデータとテクスチャデータ、及びレンジデータ測
定装置の傾斜角を入力するデータ入力手段と、部分形状
を表現する座標系を変換してレンジデータ測定装置の傾
きの影響を解消する座標変換手段と、水平面を設定し、
部分形状と水平面との交線を求める交線計算手段と、部
分形状間の縦ずれを設定する縦ずれ設定手段と、前記交
線計算手段で得られた交線間の重なりを推定する重なり
幅推定手段と、部分形状間の水平面上の相対位置を推定
する相対位置推定手段と、接続誤差を計算する接続誤差
計算手段と、接続誤差が最小となる縦ずれを選択する最
小接続誤差選択手段と、を備えている。
【０００８】第２の発明の３次元形状相対位置推定装置
は、レンジデータとテクスチャデータ、及びレンジデー
タ測定装置の傾斜角を入力するデータ入力手段と、部分
形状を表現する座標系を変換してレンジデータ測定装置
の傾きの影響を解消する座標変換手段と、水平面を設定
し、部分形状と水平面との交線を求める交線計算手段
と、部分形状間の縦ずれを設定する縦ずれ設定手段と、
交線間の重なり幅の候補を抽出する交線重なり幅候補抽
出手段と、上下の重なり幅候補同士を照合し、整合性の
高い重なり幅を選択する重なり幅選択手段と、部分形状
間の水平面上の相対位置を推定する相対位置推定手段
と、接続誤差を計算する接続誤差計算手段と、接続誤差
が最小となる縦ずれを選択する最小接続誤差選択手段
と、を備えている。
は、レンジデータとテクスチャデータ、及びレンジデー
タ測定装置の傾斜角を入力するデータ入力手段と、部分
形状を表現する座標系を変換してレンジデータ測定装置
の傾きの影響を解消する座標変換手段と、水平面を設定
し、部分形状と水平面との交線を求める交線計算手段
と、部分形状間の縦ずれを設定する縦ずれ設定手段と、
交線間の重なり幅の候補を抽出する交線重なり幅候補抽
出手段と、上下の重なり幅候補同士を照合し、整合性の
高い重なり幅を選択する重なり幅選択手段と、部分形状
間の水平面上の相対位置を推定する相対位置推定手段
と、接続誤差を計算する接続誤差計算手段と、接続誤差
が最小となる縦ずれを選択する最小接続誤差選択手段
と、を備えている。
【０００９】
【実施例】次に、本発明について図面を参照して説明す
る。
る。
【００１０】第１の発明について図面を参照して説明す
る。図１は、第１の発明の一実施例を示すブロック図で
ある。図１を参照すると、第１の発明は、データ入力手
段１１と、部分形状生成手段１２と、座標変換手段１３
と、交線計算手段１４と、縦ずれ設定手段１５と、重な
り幅推定手段１６と、相対位置推定手段１７と、接続誤
差計算手段１８と、最小接続誤差選択手段１９から構成
される。
る。図１は、第１の発明の一実施例を示すブロック図で
ある。図１を参照すると、第１の発明は、データ入力手
段１１と、部分形状生成手段１２と、座標変換手段１３
と、交線計算手段１４と、縦ずれ設定手段１５と、重な
り幅推定手段１６と、相対位置推定手段１７と、接続誤
差計算手段１８と、最小接続誤差選択手段１９から構成
される。
【００１１】次に、図１から図８までを参照して、本実
施例の動作を説明する。本実施例において、入力された
データは、図１に示す矢印の順番で処理される。
施例の動作を説明する。本実施例において、入力された
データは、図１に示す矢印の順番で処理される。
【００１２】データ入力手段１１では物体のレンジデー
タ及びテクスチャデータを様々な視点測定し入力する。
その際、レンジデータ測定時のレンジデータ測定装置の
傾斜角も併せて入力する。図３に、レンジデータ測定装
置としてステレオカメラ３１を用いた場合の例を示す。
図３において、レンジデータ測定装置としてのステレ
オカメラ３１に、カメラの光軸が水平面となす角βを測
定する傾斜計３２と、カメラの光軸を中心とした回転角
αを測定する傾斜計３３が取り付けられている。なお、
このカメラを用いて得られるレンジデータは、カメラを
原点とした視点座標系（ｘ１，ｙ１，ｚ１）で表現され
る。
タ及びテクスチャデータを様々な視点測定し入力する。
その際、レンジデータ測定時のレンジデータ測定装置の
傾斜角も併せて入力する。図３に、レンジデータ測定装
置としてステレオカメラ３１を用いた場合の例を示す。
図３において、レンジデータ測定装置としてのステレ
オカメラ３１に、カメラの光軸が水平面となす角βを測
定する傾斜計３２と、カメラの光軸を中心とした回転角
αを測定する傾斜計３３が取り付けられている。なお、
このカメラを用いて得られるレンジデータは、カメラを
原点とした視点座標系（ｘ１，ｙ１，ｚ１）で表現され
る。
【００１３】部分形状生成手段１２では、レンジデータ
から部分形状を生成する。そのために、まずレンジデー
タの不連続な部分などを手がかりにして、背景部分のレ
ンジデータを消去する。そして、残ったレンジデータか
ら面を生成し、部分形状とする。
から部分形状を生成する。そのために、まずレンジデー
タの不連続な部分などを手がかりにして、背景部分のレ
ンジデータを消去する。そして、残ったレンジデータか
ら面を生成し、部分形状とする。
【００１４】座標変換手段１３では、レンジデータ測定
時の、角αと角βの測定点毎の違いを解消するために、
カメラを原点とした視点座標系（ｘ１，ｙ１，ｚ１）で
表現されている部分形状を、レンジデータ測定時の角α
と角βがゼロであった場合の座標系（ｚ２，ｙ２，ｚ
２）に変換する。図３に、座標系（ｘ１，ｙ１，ｚ１）
と（ｘ２，ｙ２，ｚ２）の関係を示す。この変換を次に
述べる。
時の、角αと角βの測定点毎の違いを解消するために、
カメラを原点とした視点座標系（ｘ１，ｙ１，ｚ１）で
表現されている部分形状を、レンジデータ測定時の角α
と角βがゼロであった場合の座標系（ｚ２，ｙ２，ｚ
２）に変換する。図３に、座標系（ｘ１，ｙ１，ｚ１）
と（ｘ２，ｙ２，ｚ２）の関係を示す。この変換を次に
述べる。
【００１５】図４において、ｏが原点である。座標系
（ｘ１，ｙ１，ｚ１）では、水平面は、ｘ１軸に対して
α、ｚ１軸に対してβだけ傾いた面（ａｂｃｏ）として
観測される。座標変換により、この面ａｂｃｏを水平に
するには、まずｚ１軸を中心にして角−αだけ回転さ
せ、次に、ｘ１軸を角γだけ回転させればよい（反時計
まわりの回転を正とする）。従って座標変換は、
（ｘ１，ｙ１，ｚ１）では、水平面は、ｘ１軸に対して
α、ｚ１軸に対してβだけ傾いた面（ａｂｃｏ）として
観測される。座標変換により、この面ａｂｃｏを水平に
するには、まずｚ１軸を中心にして角−αだけ回転さ
せ、次に、ｘ１軸を角γだけ回転させればよい（反時計
まわりの回転を正とする）。従って座標変換は、
【００１６】
【数１】
【００１７】となる。
【００１８】なお、γは次のように求められる。図４に
おいて、ａ’は、ａをｚ１軸を中心に−α回転して得ら
れる点（ｓｉｎα・ｔａｎβ，ｃｏｓα・ｔａｎβ，
１）であり、ｂ’は、ｂをｚ１軸を中心に−αだけ回転
して得られる点である。同様に、ｃ’は、ｃをｚ１軸を
中心に−αだけ回転して得られる点である。さらに、平
面ａ’ｂ’ｃ’ｏがｘ１軸を中心にしたγの回転によ
り、（ｘ１，ｚ１）平面上に移ればよいのであるが、
ａ’ｂ’と（ｙ１，ｚ１）平面との交点をｄとすると、
ｄの位置は（０，ｃｏｓα・ｔａｎβ，１）、線分ｏｄ
の長さは、（１＋ｃｏｓ２α・ｔａｎ２β）１／２ と
なる。従って、 ｓｉｎγ＝ｃｏｓα・ｔａｎβ／（１＋ｃｏｓ２α・ｔ
ａｎ２β）１／２ ｃｏｓγ＝１／（１＋ｃｏｓ２α・ｔａｎ２β）１／２ である。
おいて、ａ’は、ａをｚ１軸を中心に−α回転して得ら
れる点（ｓｉｎα・ｔａｎβ，ｃｏｓα・ｔａｎβ，
１）であり、ｂ’は、ｂをｚ１軸を中心に−αだけ回転
して得られる点である。同様に、ｃ’は、ｃをｚ１軸を
中心に−αだけ回転して得られる点である。さらに、平
面ａ’ｂ’ｃ’ｏがｘ１軸を中心にしたγの回転によ
り、（ｘ１，ｚ１）平面上に移ればよいのであるが、
ａ’ｂ’と（ｙ１，ｚ１）平面との交点をｄとすると、
ｄの位置は（０，ｃｏｓα・ｔａｎβ，１）、線分ｏｄ
の長さは、（１＋ｃｏｓ２α・ｔａｎ２β）１／２ と
なる。従って、 ｓｉｎγ＝ｃｏｓα・ｔａｎβ／（１＋ｃｏｓ２α・ｔ
ａｎ２β）１／２ ｃｏｓγ＝１／（１＋ｃｏｓ２α・ｔａｎ２β）１／２ である。
【００１９】レンジデータ測定時の角αと角βの違いを
以上の座標変換により解消すると、部分形状間の相対位
置の内、不明な成分は、垂直な方向に関する相対位置
ｈ、水平な方向に関する相対位置ｐ，ｑ、垂直軸を中心
とする回転θとなる（図５）。
以上の座標変換により解消すると、部分形状間の相対位
置の内、不明な成分は、垂直な方向に関する相対位置
ｈ、水平な方向に関する相対位置ｐ，ｑ、垂直軸を中心
とする回転θとなる（図５）。
【００２０】交線計算手段１４では、水平面を等間隔に
複数設定し、部分形状と水平面との交線を求める（図
６）。水平面の数が多い方が正確な結果が得られる。
複数設定し、部分形状と水平面との交線を求める（図
６）。水平面の数が多い方が正確な結果が得られる。
【００２１】縦ずれ設定手段１５では、部分形状間の垂
直方向に関する位置ずれｈを、あらかじめ決められた範
囲内で一つ設定する。縦ずれの単位は、水平面の間隔と
する。
直方向に関する位置ずれｈを、あらかじめ決められた範
囲内で一つ設定する。縦ずれの単位は、水平面の間隔と
する。
【００２２】重なり幅推定手段１６では、縦ずれ設定手
段１５で設定した縦ずれにおいて、同じ高さとなる交線
間の重なり幅を推定する。そして、相対位置推定手段１
７で、推定された重なり領域が場所的に一致するような
相対位置を推定する。重なり幅推定手段１６及び相対位
置推定手段１７としては、前述の方法（丸家、根本、高
島：３次元形状再構成のための部分形状接続法、１９９
２年電子情報通信学会春季全国大会）が使える。
段１５で設定した縦ずれにおいて、同じ高さとなる交線
間の重なり幅を推定する。そして、相対位置推定手段１
７で、推定された重なり領域が場所的に一致するような
相対位置を推定する。重なり幅推定手段１６及び相対位
置推定手段１７としては、前述の方法（丸家、根本、高
島：３次元形状再構成のための部分形状接続法、１９９
２年電子情報通信学会春季全国大会）が使える。
【００２３】具体的に述べると、まず、交線に沿って等
間隔（δｔ）にサンプル点を設定し、そこでの形状デー
タ及びテクスチャデータ（輝度値）をサンプリングす
る。次に同一水平面上にあるセグメント間の重なり幅を
δｔずつ変化させながら、重なり部のテクスチャデータ
の相互相関を計算する（図７）。そして、相互相関が最
も高くなる重なり幅を求め、サンプル点同士を対応付け
るすべての水平面上の交線に対して行なう。図８に、重
なり幅が４、水平面が一つしかない場合の例を示す。図
では、ａ１とｂ１、ａ２とｂ２、ａ３とｂ３、ａ４とｂ
４が対応付られている。
間隔（δｔ）にサンプル点を設定し、そこでの形状デー
タ及びテクスチャデータ（輝度値）をサンプリングす
る。次に同一水平面上にあるセグメント間の重なり幅を
δｔずつ変化させながら、重なり部のテクスチャデータ
の相互相関を計算する（図７）。そして、相互相関が最
も高くなる重なり幅を求め、サンプル点同士を対応付け
るすべての水平面上の交線に対して行なう。図８に、重
なり幅が４、水平面が一つしかない場合の例を示す。図
では、ａ１とｂ１、ａ２とｂ２、ａ３とｂ３、ａ４とｂ
４が対応付られている。
【００２４】次に、対応付けられたサンプル点間の距離
の平均自乗が最も小さくなるような、部分形状の相対位
置（ｐ，ｑ，θ）を求める。
の平均自乗が最も小さくなるような、部分形状の相対位
置（ｐ，ｑ，θ）を求める。
【００２５】接続誤差計算手段１８では、部分形状の重
なった領域でのすきま（接続誤差と呼ぶ）を水平面毎に
計算する。まず、相対位置推定手段１７で推定された
（ｐ，ｑ，θ）に従って、部分形状に対して平行移動、
回転を行なう。その時のサンプル点間の距離の平均自乗
を、その縦ずれにおける接続誤差とする。ここで、設定
された範囲内のすべての縦ずれについて接続誤差を計算
したかどうかを判定する。未計算の部分があれば、縦ず
れｈを一定の値（水平面の間隔）だけ変化させて、縦ず
れ設定手段１５にもどる。すべて接続誤差計算が終了し
ていれば、最小接続誤差選択手段１９に進む。
なった領域でのすきま（接続誤差と呼ぶ）を水平面毎に
計算する。まず、相対位置推定手段１７で推定された
（ｐ，ｑ，θ）に従って、部分形状に対して平行移動、
回転を行なう。その時のサンプル点間の距離の平均自乗
を、その縦ずれにおける接続誤差とする。ここで、設定
された範囲内のすべての縦ずれについて接続誤差を計算
したかどうかを判定する。未計算の部分があれば、縦ず
れｈを一定の値（水平面の間隔）だけ変化させて、縦ず
れ設定手段１５にもどる。すべて接続誤差計算が終了し
ていれば、最小接続誤差選択手段１９に進む。
【００２６】最小接続誤差選択手段１９では、接続誤差
が最小となる縦ずれを検出し、その時の縦ずれｈ、およ
びその縦ずれ位置での（ｐ，ｑ，θ）を部分形状間の相
対位置であると推定する。
が最小となる縦ずれを検出し、その時の縦ずれｈ、およ
びその縦ずれ位置での（ｐ，ｑ，θ）を部分形状間の相
対位置であると推定する。
【００２７】第２の発明について図面を参照して説明す
る。図２は、第２の発明の一実施例を示すブロック図で
ある。図２を参照すると、第２の発明は、データ入力手
段１１と、部分形状生成手段１２と、座標変換手段１３
と、交線計算手段１４と、縦ずれ設定手段１５と、重な
り候補抽出手段２１と、重なり幅選択手段２２と、相対
位置推定手段１７と、接続誤差計算手段１８と、最小接
続誤差選択手段１９から構成される。入力されたデータ
は、図１に示す矢印の順番で処理される。第１の発明と
の相違は、重なり候補抽出手段２１と、重なり幅選択手
段２２であるので、この二つについて説明する。
る。図２は、第２の発明の一実施例を示すブロック図で
ある。図２を参照すると、第２の発明は、データ入力手
段１１と、部分形状生成手段１２と、座標変換手段１３
と、交線計算手段１４と、縦ずれ設定手段１５と、重な
り候補抽出手段２１と、重なり幅選択手段２２と、相対
位置推定手段１７と、接続誤差計算手段１８と、最小接
続誤差選択手段１９から構成される。入力されたデータ
は、図１に示す矢印の順番で処理される。第１の発明と
の相違は、重なり候補抽出手段２１と、重なり幅選択手
段２２であるので、この二つについて説明する。
【００２８】第２の発明の重なり候補抽出手段２１は、
交線毎に、テクスチャデータの相互相関が極大になる重
なり幅すべてを、重なり幅候補として抽出する。そし
て、重なり幅選択手段２２において、上下の交線間で重
なり幅を照合し、最も整合性の高い重なり幅を選択す
る。 重なり幅選択手段２２での処理を詳細に述べる。
まず、上下に隣接する交線上のサンプル点間で、対応付
けを行なう。お互いに最も近いサンプル点を１対１で対
応づけるが、通常交線の長さが異なるため、交線の端で
は対応先がないサンプル点が生じる。図９に、交線９１
とそのすぐ下の交線９２との対応付け、及び交線９３と
そのすぐ下の交線９４のとの対応付けの例を示す。ここ
で、ｗ１は交線９１と９３での重なり幅候補、ｗ２は交
線９２と９４での重なり幅候補である。また、Ｓ１は、
交線９３の左端での相手先のないサンプル点数であり、
Ｓ２は、交線９２の右端での相手先のないサンプル点数
である。この場合において、ｗ１＋Ｓ１ ＝ ｗ２−Ｓ
２の関係が成り立っていれば、重なり幅候補ｗ１とｗ２
は整合性が高いと判定される。この整合性チェックをす
べての水平面上の交線で行い、より多くの水平面で整合
性かあると判定された重なり幅を選択する。
交線毎に、テクスチャデータの相互相関が極大になる重
なり幅すべてを、重なり幅候補として抽出する。そし
て、重なり幅選択手段２２において、上下の交線間で重
なり幅を照合し、最も整合性の高い重なり幅を選択す
る。 重なり幅選択手段２２での処理を詳細に述べる。
まず、上下に隣接する交線上のサンプル点間で、対応付
けを行なう。お互いに最も近いサンプル点を１対１で対
応づけるが、通常交線の長さが異なるため、交線の端で
は対応先がないサンプル点が生じる。図９に、交線９１
とそのすぐ下の交線９２との対応付け、及び交線９３と
そのすぐ下の交線９４のとの対応付けの例を示す。ここ
で、ｗ１は交線９１と９３での重なり幅候補、ｗ２は交
線９２と９４での重なり幅候補である。また、Ｓ１は、
交線９３の左端での相手先のないサンプル点数であり、
Ｓ２は、交線９２の右端での相手先のないサンプル点数
である。この場合において、ｗ１＋Ｓ１ ＝ ｗ２−Ｓ
２の関係が成り立っていれば、重なり幅候補ｗ１とｗ２
は整合性が高いと判定される。この整合性チェックをす
べての水平面上の交線で行い、より多くの水平面で整合
性かあると判定された重なり幅を選択する。
【００２９】
【発明の効果】第１の発明の形状相対位置推定装置で
は、部分形状上のテクスチャを用いて部分形状の重なり
を検出し、２つの部分形状の共通な部分を検出する。共
通部分の形状を合わせることにより２つの部分形状の相
対位置を推定する。
は、部分形状上のテクスチャを用いて部分形状の重なり
を検出し、２つの部分形状の共通な部分を検出する。共
通部分の形状を合わせることにより２つの部分形状の相
対位置を推定する。
【００３０】そのため、曲率が急激に変化する、あるい
は不連続が存在するなどの特徴がなくても、相対位置を
決めることができる。また、レンジデータ測定装置の位
置、向きに関する制約が無いため、レンジデータ測定の
死角及び手間が大幅に削減される。
は不連続が存在するなどの特徴がなくても、相対位置を
決めることができる。また、レンジデータ測定装置の位
置、向きに関する制約が無いため、レンジデータ測定の
死角及び手間が大幅に削減される。
【００３１】第２の発明の形状相対位置推定装置では、
重なり幅推定において整合性のチェックを行なうので、
より高精度な推定が行える。
重なり幅推定において整合性のチェックを行なうので、
より高精度な推定が行える。
【図１】第１の発明の一実施例を示すブロック図であ
る。
る。
【図２】第２の発明の一実施例を示すブロック図であ
る。
る。
【図３】ステレオカメラと、ステレオカメラに対する傾
斜計の取り付け方を示す図である。
斜計の取り付け方を示す図である。
【図４】座標系間の関係を示す図である。
【図５】部分形状間の相対位置を表わすパラメータを示
す図である。
す図である。
【図６】部分形状と水平面との関係を示す図である。
【図７】重なり幅推定を示す図である。
【図８】セグメント間の相対位置を表わすパラメータを
示す図である。
示す図である。
【図９】サンプル点間の上下の対応付けを示す図であ
る。
る。
１１ データ入力手段 １２ 部分形状生成手段 １３ 座標変換手段 １４ 交線計算手段 １５ 縦ずれ設定手段 １６ 重なり幅推定手段 １７ 相対位置推定手段 １８ 接続誤差計算手段 １９ 最小接続誤差選択手段 ２１ 重なり幅候補抽出手段 ２２ 重なり幅選択手段 ９１ 交線 ９２ 交線 ９３ 交線 ９４ 交線
Claims (2)
- 【請求項１】 レンジデータ測定装置により、複数の視
点から物体のレンジデータ、テクスチャデータを入力
し、そこから得られた物体の部分形状間の相対位置を推
定する３次元形状相対位置推定装置において、レンジデ
ータとテクスチャデータ、及びレンジデータ測定装置の
傾斜角を入力するデータ入力手段と、部分形状を表現す
る座標系を変換してレンジデータ測定装置の傾きの影響
を解消する座標変換手段と、水平面を設定し、部分形状
と水平面との交線を求める交線計算手段と、部分形状間
の縦ずれを設定する縦ずれ設定手段と、前記交線計算手
段で得られた交線間の重なりを推定する重なり幅推定手
段と、部分形状間の水平面上の相対位置を推定する相対
位置推定手段と、接続誤差を計算する接続誤差計算手段
と、接続誤差が最小となる縦ずれを選択する最小接続誤
差選択手段と、を備えたことを特徴とする３次元形状相
対位置推定装置。 - 【請求項２】 前記重なり幅推定手段に代わって、交線
間の重なり幅の候補を抽出する交線重なり幅候補抽出手
段と、 上下交線間で重なり幅候補同士を照合し、整合性の高い
重なり幅を選択する重なり幅選択手段と、を備えたこと
を特徴とする請求項１記載の３次元形状相対位置推定装
置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5288034A JP2500654B2 (ja) | 1992-11-20 | 1993-11-17 | ３次元形状相対位置推定装置 |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4-311841 | 1992-11-20 | ||
| JP31184192 | 1992-11-20 | ||
| JP5288034A JP2500654B2 (ja) | 1992-11-20 | 1993-11-17 | ３次元形状相対位置推定装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06241731A JPH06241731A (ja) | 1994-09-02 |
| JP2500654B2 true JP2500654B2 (ja) | 1996-05-29 |
Family
ID=26556990
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5288034A Expired - Fee Related JP2500654B2 (ja) | 1992-11-20 | 1993-11-17 | ３次元形状相対位置推定装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2500654B2 (ja) |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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| JP3712847B2 (ja) * | 1997-05-20 | 2005-11-02 | 株式会社リコー | ３次元形状計測方法と３次元形状計測装置及び撮像手段の姿勢検出装置 |
| JP2003269928A (ja) | 2002-03-12 | 2003-09-25 | Nec Corp | ３次元形状計測方法および装置ならびにプログラム |
| JP4985213B2 (ja) * | 2007-08-20 | 2012-07-25 | 日本電気株式会社 | ３次元形状計測方法および装置ならびにプログラム |
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-
1993
- 1993-11-17 JP JP5288034A patent/JP2500654B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH06241731A (ja) | 1994-09-02 |
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