JP2929776B2 - 距離画像取得方法及び装置 - Google Patents
距離画像取得方法及び装置Info
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- JP2929776B2 JP2929776B2 JP3159317A JP15931791A JP2929776B2 JP 2929776 B2 JP2929776 B2 JP 2929776B2 JP 3159317 A JP3159317 A JP 3159317A JP 15931791 A JP15931791 A JP 15931791A JP 2929776 B2 JP2929776 B2 JP 2929776B2
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Description
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は画像入力装置の各画素に
ついて、カメラから物体までの距離を求める距離画像取
得方法及び装置に関するものである。
ついて、カメラから物体までの距離を求める距離画像取
得方法及び装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】テレビカメラの様な画像入力装置の各画
素について、カメラから物体までの距離を求めるレンジ
・ファインダが特願昭５９−１９７４１４号、特願昭６
２−１９５３７９号、特願平２−１３３１０９号及び特
願平２−２２８２６０に開示されている。このようなレ
ンジ・ファインダの一例が図２第図５及び第６図に示さ
れている。
素について、カメラから物体までの距離を求めるレンジ
・ファインダが特願昭５９−１９７４１４号、特願昭６
２−１９５３７９号、特願平２−１３３１０９号及び特
願平２−２２８２６０に開示されている。このようなレ
ンジ・ファインダの一例が図２第図５及び第６図に示さ
れている。
【０００３】図２及び図５に示されるレンジ・ファイン
ダにおいて、白色光源３２３からレンズ３２２を通り平
行にされた白色光線が、回析格子３２１により赤から青
紫のスペクトル光に分光され測定対象１に投射される。
波長λの光が法線からθd の角度（Ｚ軸方向からθz の
角度）で物体表面上の点Ｐ（カメラ光軸からθv の角度
の位置にある）に投射される。この反射光が、光源の分
光特性と回析格子３２１の回析効率と測定対象１の反射
特性及び光電変換センサ３１３、３１４の分光感度を補
正するフイルタ３１９を透過し、カメラ３１内のレンズ
３１１を通過してハーフ・ミラー３１２により２つの経
路に分けられ、異なる分光感度を持つように構成されて
いる光電変換器３１３、３１４上に結像し、センサ上の
位置ｘでセンスされる。この信号はカメラ出力となり図
５に示す量子化回路４３、４４を経て量子化され、それ
ぞれ画像メモリ４１、４２に画像データとして蓄えられ
る。この画像信号を最適画像演算装置５０で読み取り、
演算を行う事で距離画像を求められる。
ダにおいて、白色光源３２３からレンズ３２２を通り平
行にされた白色光線が、回析格子３２１により赤から青
紫のスペクトル光に分光され測定対象１に投射される。
波長λの光が法線からθd の角度（Ｚ軸方向からθz の
角度）で物体表面上の点Ｐ（カメラ光軸からθv の角度
の位置にある）に投射される。この反射光が、光源の分
光特性と回析格子３２１の回析効率と測定対象１の反射
特性及び光電変換センサ３１３、３１４の分光感度を補
正するフイルタ３１９を透過し、カメラ３１内のレンズ
３１１を通過してハーフ・ミラー３１２により２つの経
路に分けられ、異なる分光感度を持つように構成されて
いる光電変換器３１３、３１４上に結像し、センサ上の
位置ｘでセンスされる。この信号はカメラ出力となり図
５に示す量子化回路４３、４４を経て量子化され、それ
ぞれ画像メモリ４１、４２に画像データとして蓄えられ
る。この画像信号を最適画像演算装置５０で読み取り、
演算を行う事で距離画像を求められる。
【０００４】距離画像演算方法についてその原理を図２
を参照しながら説明する。点Ｐの座標を（Ｘ，Ｚ）とす
ると、カメラ３１から物体までの距離Ｚは式（１）によ
り求められる。
を参照しながら説明する。点Ｐの座標を（Ｘ，Ｚ）とす
ると、カメラ３１から物体までの距離Ｚは式（１）によ
り求められる。
【０００５】
【数１】
【０００６】但し、Ｘ0 は放射の中心のＸ座標、Ｚ0 は
放射の中心のＺ座標である。
放射の中心のＺ座標である。
【０００７】角度θv の値は撮像センサ上の位置x から
知る事ができるが、角度θz の値はセンスされている光
の波長λを知り、次の式により角度θd を求め、回析格
子３２１とＺ軸の角度を知る事により求める事ができ
る。
知る事ができるが、角度θz の値はセンスされている光
の波長λを知り、次の式により角度θd を求め、回析格
子３２１とＺ軸の角度を知る事により求める事ができ
る。
【０００８】
【数２】
【０００９】但し、θ0 は回析格子３２１に入射する光
が法線と成す角、ｄは回析格子３２１の溝間隔、ｎは次
数で通常は１である。
が法線と成す角、ｄは回析格子３２１の溝間隔、ｎは次
数で通常は１である。
【００１０】物体の各点が反射している光の波長は、カ
メラ３１をカラーカメラと考えると、図７のような
σ1 、σ2 の分光特性を持つハーフミラー３１２により
透過σ1 （λ）及び反射σ2 （λ）の２系統の画像信号
に分けられる。点Ｐが撮像された画素の出力が各々
Ｉ1 、Ｉ2 であるとき、出力の比Ｒについて、
メラ３１をカラーカメラと考えると、図７のような
σ1 、σ2 の分光特性を持つハーフミラー３１２により
透過σ1 （λ）及び反射σ2 （λ）の２系統の画像信号
に分けられる。点Ｐが撮像された画素の出力が各々
Ｉ1 、Ｉ2 であるとき、出力の比Ｒについて、
【００１１】
【数３】
【００１２】が成り立つため、関数
【００１３】
【数４】
【００１４】がλの単調関数となるようにσ1 （λ）、
σ1 （λ）を定める事により、出力の比Ｒから波長λを
求める事ができる。
σ1 （λ）を定める事により、出力の比Ｒから波長λを
求める事ができる。
【００１５】 λ＝ｆ- 1 （Ｒ） （５） このようにして得られた波長λが、角度θd を得るのに
用いられる。
用いられる。
【００１６】このレンジ・ファインダでは波長が光の投
影位置により変化するので、計測の際には、カメラ入射
光の波長に依存しないような、つまり使用波長域内で一
定Ｓ／Ｎ比の比画像Ｒを算出するのが望ましい。このた
め、図８の白色光源３２３の分光特性と図９の回析格子
３２１の回析効率と図１０のセンサの分光感度のすべて
の積である、図１１のような波長λの関数Ｓ（λ）を求
めると、カメラに入力される波長域で一定Ｓ／Ｎ比計測
を実現する補償フイルタ９１の分光特性は、式（６）で
表される。
影位置により変化するので、計測の際には、カメラ入射
光の波長に依存しないような、つまり使用波長域内で一
定Ｓ／Ｎ比の比画像Ｒを算出するのが望ましい。このた
め、図８の白色光源３２３の分光特性と図９の回析格子
３２１の回析効率と図１０のセンサの分光感度のすべて
の積である、図１１のような波長λの関数Ｓ（λ）を求
めると、カメラに入力される波長域で一定Ｓ／Ｎ比計測
を実現する補償フイルタ９１の分光特性は、式（６）で
表される。
【００１７】
【数５】
【００１８】この補償フイルタ９１の分光特性を図１２
に示す。入力信号をｇ（λ）とした時、同図Ｌε は次
の式で表される。
に示す。入力信号をｇ（λ）とした時、同図Ｌε は次
の式で表される。
【００１９】
【数６】
【００２０】入力信号ｇ（λ）は、式（６）のような補
償フイルタ９１を透過することにより入射光の波長に対
して平坦な特性を持つ式（８）のような補償信号レベル
Ｌα にする事ができる。これを図１３及び図１４に示
す。
償フイルタ９１を透過することにより入射光の波長に対
して平坦な特性を持つ式（８）のような補償信号レベル
Ｌα にする事ができる。これを図１３及び図１４に示
す。
【００２１】 Ｌα＝ｇ（λ）Ｆ（λ） （８） また、この信号レベルＬαと入力信号ピークＬεとの差
（Ｌε−Ｌα）が最大入射光量損失となり測定系のＳ／
Ｎ比低下が生じる。またこの差（Ｌε−Ｌα）は、測定
対象特性によっても変化する。従って、（Ｌ ε −Ｌ α ）
を低く押さえ、かつ、補償信号Ｌ α を最適信号レベルＬ
β に近づけることが望ましい。これはすなわち、補償信
号Ｌ α が最適信号レベルＬ β と飽和信号レベルＬ γ の間
にあればよいことを意味する。そこで、図１５に示すよ
うな補償信号レベルＬ α が、あらかじめ求められた飽和
信号レベルＬ γ より大きい場合には、Ｌ α が飽和信号レ
ベルＬγ以下で、かつ最適信号レベルＬβ 以上になるよ
うに光量絞りコントローラ７２にフィードバック制御を
行う。こうすることで入射光量損失を押さえることが可
能となる。
（Ｌε−Ｌα）が最大入射光量損失となり測定系のＳ／
Ｎ比低下が生じる。またこの差（Ｌε−Ｌα）は、測定
対象特性によっても変化する。従って、（Ｌ ε −Ｌ α ）
を低く押さえ、かつ、補償信号Ｌ α を最適信号レベルＬ
β に近づけることが望ましい。これはすなわち、補償信
号Ｌ α が最適信号レベルＬ β と飽和信号レベルＬ γ の間
にあればよいことを意味する。そこで、図１５に示すよ
うな補償信号レベルＬ α が、あらかじめ求められた飽和
信号レベルＬ γ より大きい場合には、Ｌ α が飽和信号レ
ベルＬγ以下で、かつ最適信号レベルＬβ 以上になるよ
うに光量絞りコントローラ７２にフィードバック制御を
行う。こうすることで入射光量損失を押さえることが可
能となる。
【００２２】ここで、飽和信号レベルＬγ は画像入力
装置と量子化回路などの側定系で決定する定数なのであ
らかじめ求めておき、最適信号レベルβ を例えば飽和
信号レベルＬγ の９０％と定めると、以下の式で表さ
れる。
装置と量子化回路などの側定系で決定する定数なのであ
らかじめ求めておき、最適信号レベルβ を例えば飽和
信号レベルＬγ の９０％と定めると、以下の式で表さ
れる。
【００２３】
【数７】
【００２４】なるように補償信号レベルＬα を調節す
れば良い。
れば良い。
【００２５】次に最適画像演算装置５０内の処理を図５
及び図６を参照しながら説明する。画像メモリ４１及び
４２に蓄えられた画像信号は最適画素値演算部５０４に
送られる。ここでは、式（９）などを用いて、この測定
系の最適な画素値と、２枚の画像データの内の最大画素
値である現在の画像信号状態との差が逐次求められる。
次に、最適画素値演算部の出力は最適値収束判定部５０
５に送られ、最大画素値と最適画素値との差が１％以内
に納まっているかどうかを調べ現在の画素値が最適かど
うか判定される。ここで最適でなければ最適画素値との
差に比例した信号を光量絞り演算装置７１に出力する。
同演算装置は入力信号にもとずいて光量絞り調節のため
のパルスを発生させ、光量絞りコントローラー７２に送
る。
及び図６を参照しながら説明する。画像メモリ４１及び
４２に蓄えられた画像信号は最適画素値演算部５０４に
送られる。ここでは、式（９）などを用いて、この測定
系の最適な画素値と、２枚の画像データの内の最大画素
値である現在の画像信号状態との差が逐次求められる。
次に、最適画素値演算部の出力は最適値収束判定部５０
５に送られ、最大画素値と最適画素値との差が１％以内
に納まっているかどうかを調べ現在の画素値が最適かど
うか判定される。ここで最適でなければ最適画素値との
差に比例した信号を光量絞り演算装置７１に出力する。
同演算装置は入力信号にもとずいて光量絞り調節のため
のパルスを発生させ、光量絞りコントローラー７２に送
る。
【００２６】光量絞りコントローラはこのパルスに応じ
て光量絞りアクチュエータ３１６を駆動し光量絞り３１
５の絞り開閉することによって最適な入射光量を保つ。
また最適値収束判定部５０５で入力が最適と判定された
場合、最適比画像演算部５０１に演算命令を発する。最
適比画像演算部５０１はこの指令を受け式（３）の比画
像Ｒを演算し、最適関数演算部５０２に出力する。この
演算部は入力比画像Ｒに対応する入射光の波長λを算出
し、最適距離演算部５０３に渡し距離画像を算出する。
て光量絞りアクチュエータ３１６を駆動し光量絞り３１
５の絞り開閉することによって最適な入射光量を保つ。
また最適値収束判定部５０５で入力が最適と判定された
場合、最適比画像演算部５０１に演算命令を発する。最
適比画像演算部５０１はこの指令を受け式（３）の比画
像Ｒを演算し、最適関数演算部５０２に出力する。この
演算部は入力比画像Ｒに対応する入射光の波長λを算出
し、最適距離演算部５０３に渡し距離画像を算出する。
【００２７】
【発明が解決しようとする課題】以上に述べたレンジ・
ファインダにより、原理的に距離画像を正しく得る事が
できる。しかし、物体の形状が部分的に起伏などが大き
く変化している場合には、画像入力を行った際に測定対
象からの反射光不足によりその回りの滑らかな部分に比
べ距離精度の低下を招く。また、投射スペクトル光に対
して死角が生じる場合などにもやはり精度の悪化が生じ
る。
ファインダにより、原理的に距離画像を正しく得る事が
できる。しかし、物体の形状が部分的に起伏などが大き
く変化している場合には、画像入力を行った際に測定対
象からの反射光不足によりその回りの滑らかな部分に比
べ距離精度の低下を招く。また、投射スペクトル光に対
して死角が生じる場合などにもやはり精度の悪化が生じ
る。
【００２８】本発明の目的は、以上に述べた測定対象計
測時に測距精度の低下を除いた距離画像取得方法及び装
置を提供する事である。
測時に測距精度の低下を除いた距離画像取得方法及び装
置を提供する事である。
【００２９】
【課題を解決するための手段】第１の発明は、光源から
の光を分光することで得られるスペクトルパターンを物
体面に投射し、分光感度特性の異なる複数センサを含む
画像入力装置によって画像入力を行い、得られた複数の
画像間の演算を行うことにより、画像の各画素における
前記画像入力装置のセンサから前記物体面までの距離画
像を求める装置において、前記物体を計測演算を行うこ
とで得られた距離画像について領域分割を施し、前記領
域内の距離画像それぞれを曲面の方程式に近似すること
により測定誤差を評価推定した結果、前記領域の測定精
度悪化分割領域に限定した再計測演算を行うことにより
測定精度を向上させる事を特徴とする距離画像取得方法
である。
の光を分光することで得られるスペクトルパターンを物
体面に投射し、分光感度特性の異なる複数センサを含む
画像入力装置によって画像入力を行い、得られた複数の
画像間の演算を行うことにより、画像の各画素における
前記画像入力装置のセンサから前記物体面までの距離画
像を求める装置において、前記物体を計測演算を行うこ
とで得られた距離画像について領域分割を施し、前記領
域内の距離画像それぞれを曲面の方程式に近似すること
により測定誤差を評価推定した結果、前記領域の測定精
度悪化分割領域に限定した再計測演算を行うことにより
測定精度を向上させる事を特徴とする距離画像取得方法
である。
【００３０】第２の発明は、光源からの光を分光するこ
とで得られるスペクトルパターンを物体面に投射する投
射手段と、この情景について撮像する分光感度特性の異
なる複数センサと、外部からの信号入力により絞りや撮
像範囲を変えることのできる光学系と光学系制御機構を
含む撮像手段と、前記物体表面を小領域に分割しそれぞ
れの小領域ごと全周にわたり計測するために測定対象を
任意の位置に移動させる駆動手段と、前記駆動手段を外
部からの信号により移動量と移動方向、回転量、回転方
向を制御する駆動手段と、前記駆動手段と前記撮像手段
により位置決めされた前記物体上の分割領域を撮像し得
られた複数の画像間の演算を行い、画像の各画素におけ
る前記撮像手段内のセンサから前記物体面までの距離を
求める距離演算手段と、前記距離演算手段により得られ
た前記物体全周についての距離画像を小領域に分割し、
各々の分割小領域距離データを曲面近似することで計測
誤差を評価する誤差評価手段と、前記撮像手段に対して
最適な撮像範囲と絞り量と応じた撮像制御信号と、前記
誤差評価結果により測定精度悪化領域を判断し、その分
割領域をさらに小領域に分割した部分のみに限定した再
測定を行うため前記駆動制御手段に対して最適な位置駆
動制御信号とを発生させる最適制御信号発生手段とを具
備する事を特長とする距離画像取得装置である。
とで得られるスペクトルパターンを物体面に投射する投
射手段と、この情景について撮像する分光感度特性の異
なる複数センサと、外部からの信号入力により絞りや撮
像範囲を変えることのできる光学系と光学系制御機構を
含む撮像手段と、前記物体表面を小領域に分割しそれぞ
れの小領域ごと全周にわたり計測するために測定対象を
任意の位置に移動させる駆動手段と、前記駆動手段を外
部からの信号により移動量と移動方向、回転量、回転方
向を制御する駆動手段と、前記駆動手段と前記撮像手段
により位置決めされた前記物体上の分割領域を撮像し得
られた複数の画像間の演算を行い、画像の各画素におけ
る前記撮像手段内のセンサから前記物体面までの距離を
求める距離演算手段と、前記距離演算手段により得られ
た前記物体全周についての距離画像を小領域に分割し、
各々の分割小領域距離データを曲面近似することで計測
誤差を評価する誤差評価手段と、前記撮像手段に対して
最適な撮像範囲と絞り量と応じた撮像制御信号と、前記
誤差評価結果により測定精度悪化領域を判断し、その分
割領域をさらに小領域に分割した部分のみに限定した再
測定を行うため前記駆動制御手段に対して最適な位置駆
動制御信号とを発生させる最適制御信号発生手段とを具
備する事を特長とする距離画像取得装置である。
【００３１】第３の発明は、光源からの光を分光するこ
とで得られるスペクトルパターンを物体面に投射する投
射手段と、この情景について撮像する分光感度特性の異
なる複数センサと、外部からの信号入力により絞りや撮
像範囲を変えることのできる光学系と光学系制御機構を
含む撮像手段と、前記物体面を小領域に分割しそれぞれ
の小領域ごとに全周にわたり計測するために測定対象を
任意の位置に移動させる駆動手段と、前記駆動手段を外
部からの信号により移動量と移動方向、回転量、回転方
向を制御する駆動制御手段と、前記駆動手段と前記撮像
手段により位置決めされた前記物体上の分割領域を撮像
し得られた複数の画像間の演算を行い、画像の各画素に
おける前記撮像手段内のセンサから前記物体面までの距
離を求める距離演算手段と、前記距離演算手段により得
られた前記物体全周についての距離画像を小領域に分割
し、各々の分割小領域距離データを曲面近似することで
計測誤差を評価する誤差評価手段と、前記撮像手段に対
して最適な撮像範囲と絞り量とに応じた撮像制御信号
と、前記誤差評価結果により測定精度悪化領域を判断
し、その分割領域をさらに小領域に分割した部分のみに
限定し、その分割曲面が前記撮像手段に対して最適な方
向を向けて再測定を行うために前記駆動制御手段に対し
て最適な位置駆動制御信号とを発生させる最適制御信号
発生手段とを具備する事を特長とする距離画像取得装置
である。
とで得られるスペクトルパターンを物体面に投射する投
射手段と、この情景について撮像する分光感度特性の異
なる複数センサと、外部からの信号入力により絞りや撮
像範囲を変えることのできる光学系と光学系制御機構を
含む撮像手段と、前記物体面を小領域に分割しそれぞれ
の小領域ごとに全周にわたり計測するために測定対象を
任意の位置に移動させる駆動手段と、前記駆動手段を外
部からの信号により移動量と移動方向、回転量、回転方
向を制御する駆動制御手段と、前記駆動手段と前記撮像
手段により位置決めされた前記物体上の分割領域を撮像
し得られた複数の画像間の演算を行い、画像の各画素に
おける前記撮像手段内のセンサから前記物体面までの距
離を求める距離演算手段と、前記距離演算手段により得
られた前記物体全周についての距離画像を小領域に分割
し、各々の分割小領域距離データを曲面近似することで
計測誤差を評価する誤差評価手段と、前記撮像手段に対
して最適な撮像範囲と絞り量とに応じた撮像制御信号
と、前記誤差評価結果により測定精度悪化領域を判断
し、その分割領域をさらに小領域に分割した部分のみに
限定し、その分割曲面が前記撮像手段に対して最適な方
向を向けて再測定を行うために前記駆動制御手段に対し
て最適な位置駆動制御信号とを発生させる最適制御信号
発生手段とを具備する事を特長とする距離画像取得装置
である。
【００３２】
【作用】本発明の作用をまず図１、図３、図１６及び図
１７を用いて説明する。図３、図１６に示す様な測定対
象の全周について距離画像入力を行う装置である。座標
系（Ｘ’，Ｚ’）は、絶対座標系（Ｘ，Ｚ）に対し測定
対象１上の絶対座標系で（Ｘ1 ，Ｚ1 ）にある測定回転
中心部１１を原点として表す相対座標系である。座標
（Ｘ1 ，Ｚ1 ）は図１のＸ’方向アクチュエータ２２１
とＺ’方向アクチュエータ２３１により任意に動かすこ
とができる。測定対象１を一回転させた場合に物体全範
囲が撮像カメラ視角内に常に入るよう調節することで、
座標（Ｘ1 ，Ｚ1 ）をあらかじめ決めることができる。
これから、 Ｘ’＝Ｘ1 −Ｘ （１２） Ｚ’＝Ｚ1 −Ｚ （１３） と表せる。
１７を用いて説明する。図３、図１６に示す様な測定対
象の全周について距離画像入力を行う装置である。座標
系（Ｘ’，Ｚ’）は、絶対座標系（Ｘ，Ｚ）に対し測定
対象１上の絶対座標系で（Ｘ1 ，Ｚ1 ）にある測定回転
中心部１１を原点として表す相対座標系である。座標
（Ｘ1 ，Ｚ1 ）は図１のＸ’方向アクチュエータ２２１
とＺ’方向アクチュエータ２３１により任意に動かすこ
とができる。測定対象１を一回転させた場合に物体全範
囲が撮像カメラ視角内に常に入るよう調節することで、
座標（Ｘ1 ，Ｚ1 ）をあらかじめ決めることができる。
これから、 Ｘ’＝Ｘ1 −Ｘ （１２） Ｚ’＝Ｚ1 −Ｚ （１３） と表せる。
【００３３】また、図１７に示すように、測定対象１上
にある回転基準位置１２を始点に、そこから右回りにと
った角度をη、同様に測定回転中心部１１の回りに任意
に回転できる測定台２１の回転角度をψとすると、Ｚ’
方向から右回りを正にとった測定点との角度φは、 φ＝η＋ψ （１４） となる。物体上高さＹ’における物体の半径をηとＹ’
の関係（η，Ｙ’）として表すと、 Ｘ’＝ｒ（η，Ｙ’）ｃｏｓφ （１５） Ｚ’＝ｒ（η，Ｙ’）ｓｉｎφ （１６） より、
にある回転基準位置１２を始点に、そこから右回りにと
った角度をη、同様に測定回転中心部１１の回りに任意
に回転できる測定台２１の回転角度をψとすると、Ｚ’
方向から右回りを正にとった測定点との角度φは、 φ＝η＋ψ （１４） となる。物体上高さＹ’における物体の半径をηとＹ’
の関係（η，Ｙ’）として表すと、 Ｘ’＝ｒ（η，Ｙ’）ｃｏｓφ （１５） Ｚ’＝ｒ（η，Ｙ’）ｓｉｎφ （１６） より、
【００３４】
【数８】
【００３５】となる。測定対象１を均等な角度ψずつ何
回かに分けて回転させ、距離演算を行い、得られた絶対
座標（Ｘ，Ｚ）と、この座標データを極座標データ
（ｒ，η）に変換したものを逐次記憶し、測定対象全周
にわたる物体の形状を入力することができる。例えば、
図１７に示すように測定対象１を均等にψ1 ＝４５゜ず
つ８回の計測を行うことで物体全周にわたる絶対座標デ
ータと極座標データが得られる。
回かに分けて回転させ、距離演算を行い、得られた絶対
座標（Ｘ，Ｚ）と、この座標データを極座標データ
（ｒ，η）に変換したものを逐次記憶し、測定対象全周
にわたる物体の形状を入力することができる。例えば、
図１７に示すように測定対象１を均等にψ1 ＝４５゜ず
つ８回の計測を行うことで物体全周にわたる絶対座標デ
ータと極座標データが得られる。
【００３６】測定対象形状よる分光スペクトル光投射死
角、カメラなど電子回路のランダム雑音、光学測定系の
キャリブレーション誤差などにより演算距離画像の一部
に誤差が生じる。また、カメラなどの光学的な機器を用
いて計測を行った場合、入力画像の中心部に比べその周
辺部はレンズ幾何収差などにより誤差が増大する事が一
般に知られている。そこで、計測により得られた距離デ
ータの誤差を評価するため物体上のデータを測定時の物
体回転角度ごとに領域分割し、それぞれの領域において
得られた絶対座標データ（Ｘ，Ｙ，Ｚ）を、ある決めら
れた関数に近似する。例えば、ψ1 ずつ８つに分割され
た領域上にある各絶対座標（Ｘ，Ｙ，Ｚ）と極座標
（ｒ，η）を用いて次の様な８枚の２次曲面の方程式に
小領域分割する、
角、カメラなど電子回路のランダム雑音、光学測定系の
キャリブレーション誤差などにより演算距離画像の一部
に誤差が生じる。また、カメラなどの光学的な機器を用
いて計測を行った場合、入力画像の中心部に比べその周
辺部はレンズ幾何収差などにより誤差が増大する事が一
般に知られている。そこで、計測により得られた距離デ
ータの誤差を評価するため物体上のデータを測定時の物
体回転角度ごとに領域分割し、それぞれの領域において
得られた絶対座標データ（Ｘ，Ｙ，Ｚ）を、ある決めら
れた関数に近似する。例えば、ψ1 ずつ８つに分割され
た領域上にある各絶対座標（Ｘ，Ｙ，Ｚ）と極座標
（ｒ，η）を用いて次の様な８枚の２次曲面の方程式に
小領域分割する、
【００３７】
【数９】
【００３８】の各定数を求める。この場合、物体表面上
の分割領域が曲面の場合には式（１９）の定数ａ，ｂ，
ｃがある値を持ち、分割領域が平面で構成されている場
合には（１９）の定数ａ，ｂ，ｃ，ｄ，ｅ，ｆ＝０とな
る。この定数の求め方には、例えば最小２乗法などを用
いても良い。
の分割領域が曲面の場合には式（１９）の定数ａ，ｂ，
ｃがある値を持ち、分割領域が平面で構成されている場
合には（１９）の定数ａ，ｂ，ｃ，ｄ，ｅ，ｆ＝０とな
る。この定数の求め方には、例えば最小２乗法などを用
いても良い。
【００３９】次に各々の領域に含まれる各絶対座標デー
タ（Ｘ，Ｙ，Ｚ）と対応する領域の方程式との距離δＰ
n （Ｘ，Ｙ，Ｚ）を求める。各δＰn （Ｘ，Ｙ，Ｚ）は
領域ごとの計測誤差を表す。各領域ごとの計測精度の判
定評価方法は、それぞれの座標ごとのδＰn に対して、
あらかじめ決められたしきい値ξより、 δＰn （Ｘ，Ｙ，Ｚ）＞ξ（ｎ＝０，１，２，．．．．） （２０） となる座標のカウントを行えば良い。この領域ごとのカ
ウント数をＣn としたとき、あらかじめ決められたカウ
ント数のしきい値γについて、 Ｃn ＞γ（ｎ＝０，１，２，．．．．） （２１） となる領域を記憶しておく。ここで、しきい値ξは例え
ば距離測定機仕様上の測定誤差により決めることが出来
る。つまり測定誤差が絶対距離の１［％］未満とした場
合には、
タ（Ｘ，Ｙ，Ｚ）と対応する領域の方程式との距離δＰ
n （Ｘ，Ｙ，Ｚ）を求める。各δＰn （Ｘ，Ｙ，Ｚ）は
領域ごとの計測誤差を表す。各領域ごとの計測精度の判
定評価方法は、それぞれの座標ごとのδＰn に対して、
あらかじめ決められたしきい値ξより、 δＰn （Ｘ，Ｙ，Ｚ）＞ξ（ｎ＝０，１，２，．．．．） （２０） となる座標のカウントを行えば良い。この領域ごとのカ
ウント数をＣn としたとき、あらかじめ決められたカウ
ント数のしきい値γについて、 Ｃn ＞γ（ｎ＝０，１，２，．．．．） （２１） となる領域を記憶しておく。ここで、しきい値ξは例え
ば距離測定機仕様上の測定誤差により決めることが出来
る。つまり測定誤差が絶対距離の１［％］未満とした場
合には、
【００４０】
【数１０】
【００４１】のように、測定対象回転中心部１１の座標
（Ｘ1 ，Ｚ1 ）を用いて近似により決める事も出来る。
γは領域上にある計測座標数の割合などにより決定す
る、つまり例えば領域内にある測定座標数をｋal l 個
とし、この９０［％］について式（２０）を満たす様に
するには、
（Ｘ1 ，Ｚ1 ）を用いて近似により決める事も出来る。
γは領域上にある計測座標数の割合などにより決定す
る、つまり例えば領域内にある測定座標数をｋal l 個
とし、この９０［％］について式（２０）を満たす様に
するには、
【００４２】
【数１１】
【００４３】こともできる。
【００４４】先に測定対象全周にわたり測定した結果を
もとに、その結果測定精度不良部分について再度撮像範
囲を狭めて測定を行う。これは例えば、２回目の計測で
は測定対象１の回転角度単位ψ2 を、
もとに、その結果測定精度不良部分について再度撮像範
囲を狭めて測定を行う。これは例えば、２回目の計測で
は測定対象１の回転角度単位ψ2 を、
【００４５】
【数１２】
【００４６】ｎ回目の計測では測定対象の回転角度単位
ψn を、
ψn を、
【００４７】
【数１３】
【００４８】の様に決定する。つまり、計測ｎ回目のｍ
領域を計測するためには、
領域を計測するためには、
【００４９】
【数１４】
【００５０】により位置決めすれば良い。このように計
測領域を計測回数に応じて半分に分割し、撮像範囲を狭
め精度不良部分だけについて同様な計測を行う。このプ
ロセスを式（２０）及び（２１）を満たすまで計測範囲
を狭め測定分解能を向上させるサイクルを繰り返すこと
で、精度の良い距離計測が可能となる。
測領域を計測回数に応じて半分に分割し、撮像範囲を狭
め精度不良部分だけについて同様な計測を行う。このプ
ロセスを式（２０）及び（２１）を満たすまで計測範囲
を狭め測定分解能を向上させるサイクルを繰り返すこと
で、精度の良い距離計測が可能となる。
【００５１】また、測定領域平面の法線方向に近い視角
で物体を撮像するように回転角の位置決めを行うことも
できる。この場合には、適切な視角方向に回転角を位置
決めすることにより、測定対象１の測定領域から反射す
る光が効率良くカメラ３１に入射するために計測Ｓ／Ｎ
比を向上させ、また測定対象１が複雑な形状をしていた
場合にはその形状によりカメラ３１に対して死角になる
場合にも効果がある。１回目の計測ではあらかじめ決め
られた角度単位ψ1 ごとに測定対象１を回転させるが、
２回目以降の計測では計測精度の悪化領域だけについ
て、その領域をさらに半分に計測する。この分割領域の
死角方向はこの分割領域をさらに半分にしたものに対応
するが、 θv ＝φ （２７） を満たす様に測定対象回転角度ψを決めることで、計測
悪化領域の疑似法線方向が決められる。結局、ｎ回目の
計測で領域ｍで位置決め角度ψは、その前の計測での測
定対象１の回転角度単位をψn - 1 とすると、
で物体を撮像するように回転角の位置決めを行うことも
できる。この場合には、適切な視角方向に回転角を位置
決めすることにより、測定対象１の測定領域から反射す
る光が効率良くカメラ３１に入射するために計測Ｓ／Ｎ
比を向上させ、また測定対象１が複雑な形状をしていた
場合にはその形状によりカメラ３１に対して死角になる
場合にも効果がある。１回目の計測ではあらかじめ決め
られた角度単位ψ1 ごとに測定対象１を回転させるが、
２回目以降の計測では計測精度の悪化領域だけについ
て、その領域をさらに半分に計測する。この分割領域の
死角方向はこの分割領域をさらに半分にしたものに対応
するが、 θv ＝φ （２７） を満たす様に測定対象回転角度ψを決めることで、計測
悪化領域の疑似法線方向が決められる。結局、ｎ回目の
計測で領域ｍで位置決め角度ψは、その前の計測での測
定対象１の回転角度単位をψn - 1 とすると、
【００５２】
【数１５】
【００５３】に従って決めれば良い。
【００５４】
【実施例】以下に本発明の実施例について図面を参照し
て説明する。
て説明する。
【００５５】図１は、図３の測定対象１の全周につい
て、予め決められた誤差範囲内になるよう、測定対象１
に応じた最適信号を得るための絞り量制御と、カメラ３
１に対する最適な撮像範囲制御と、測定対象１を載せた
測定台２１に対して撮像位置制御を行うための駆動制御
機構を具備した距離画像取得装置の第１の実施例であ
る。
て、予め決められた誤差範囲内になるよう、測定対象１
に応じた最適信号を得るための絞り量制御と、カメラ３
１に対する最適な撮像範囲制御と、測定対象１を載せた
測定台２１に対して撮像位置制御を行うための駆動制御
機構を具備した距離画像取得装置の第１の実施例であ
る。
【００５６】２つの光電変換器３１３、３１４からの信
号は、それぞれカメラ出力として取り出され、量子化回
路４３、４４で量子化される。量子化された映像信号
は、画像メモリ４１、４２に蓄えられる。これらの２系
統の画像信号は、最適画像演算装置５で読みだすことが
できる。
号は、それぞれカメラ出力として取り出され、量子化回
路４３、４４で量子化される。量子化された映像信号
は、画像メモリ４１、４２に蓄えられる。これらの２系
統の画像信号は、最適画像演算装置５で読みだすことが
できる。
【００５７】ここで最適画像演算装置５の構成を図４に
示す。この最適画像演算装置５ではまず、画像メモリか
ら２枚の画像信号が読み出され、最適画素値演算部５４
に送られる。ここでは従来の技術の項で述べた式（９）
を用い、この側定系の最適な画素値と現在の画像信号状
態との差が逐次求められる。
示す。この最適画像演算装置５ではまず、画像メモリか
ら２枚の画像信号が読み出され、最適画素値演算部５４
に送られる。ここでは従来の技術の項で述べた式（９）
を用い、この側定系の最適な画素値と現在の画像信号状
態との差が逐次求められる。
【００５８】次に、最適画素値演算部５４の出力は最適
値収束判定部５５に送られ、現在の画素値が最適化どう
か判定される。ここで最適でなければ最適画素値との差
に比例した信号を光量絞り演算装置７１に出力する。こ
の光量絞り演算装置７１は、入力信号にもとづいて、カ
メラ３１の光量調節のため、絞り量に応じたパルスを発
生させ、光量絞りコントローラ７２に送る。光量絞りコ
ントローラ７２はこのパルスに応じて光量絞りアククチ
ュエータ３１６を駆動し最適な絞り量を保つ。また最適
値収束判定部５５での入力が最適と判定された場合、最
適比画像演算部５１に演算命令を発する。最適比画像演
算部５１はこの指令を受け、従来の技術の項で述べた式
（３）のＲを演算し、最適関数演算部５２に出力する。
この演算部は入力Ｒに対応する入射光の波長λを算出
し、最適距離演算５３に渡し距離画像を算出する。
値収束判定部５５に送られ、現在の画素値が最適化どう
か判定される。ここで最適でなければ最適画素値との差
に比例した信号を光量絞り演算装置７１に出力する。こ
の光量絞り演算装置７１は、入力信号にもとづいて、カ
メラ３１の光量調節のため、絞り量に応じたパルスを発
生させ、光量絞りコントローラ７２に送る。光量絞りコ
ントローラ７２はこのパルスに応じて光量絞りアククチ
ュエータ３１６を駆動し最適な絞り量を保つ。また最適
値収束判定部５５での入力が最適と判定された場合、最
適比画像演算部５１に演算命令を発する。最適比画像演
算部５１はこの指令を受け、従来の技術の項で述べた式
（３）のＲを演算し、最適関数演算部５２に出力する。
この演算部は入力Ｒに対応する入射光の波長λを算出
し、最適距離演算５３に渡し距離画像を算出する。
【００５９】物体モデル構築部６１では、撮像範囲演算
装置８１からの現在の撮像範囲データと、撮像位置演算
装置９１からの現在の撮像位置（Ｘ’，Ｚ’）と測定対
象回転角度ψより、これを作用の項で述べた式（１２〜
１８）を用いて変換することで得られた部分的な物体モ
デルを、絶対座標の集合（Ｘ，Ｚ）と極座標の集合
（ｒ，η）として記憶する。また物体モデルの未計測領
域を測定するために、計測対象中心部１１まわりに一定
回転角ψ1 ずつ測定対象１を回転させる指令を逐次物体
モデル評価部６３に送り、モデル構築終了までこれを続
ける。物体モデル構築部６１でモデル構築が完了した時
点で、第１回目の測定データとして、計測対象全周にわ
たる絶対座標データと極座標データで表される物体モデ
ルを構築した計測結果を、物体モデル評価部６３に送
る。
装置８１からの現在の撮像範囲データと、撮像位置演算
装置９１からの現在の撮像位置（Ｘ’，Ｚ’）と測定対
象回転角度ψより、これを作用の項で述べた式（１２〜
１８）を用いて変換することで得られた部分的な物体モ
デルを、絶対座標の集合（Ｘ，Ｚ）と極座標の集合
（ｒ，η）として記憶する。また物体モデルの未計測領
域を測定するために、計測対象中心部１１まわりに一定
回転角ψ1 ずつ測定対象１を回転させる指令を逐次物体
モデル評価部６３に送り、モデル構築終了までこれを続
ける。物体モデル構築部６１でモデル構築が完了した時
点で、第１回目の測定データとして、計測対象全周にわ
たる絶対座標データと極座標データで表される物体モデ
ルを構築した計測結果を、物体モデル評価部６３に送
る。
【００６０】物体モデル評価部６３では、この指令をう
け物体モデル構築部６１からの第１回目の計測対象全周
にわたる極座標モデルを作用の項で述べた式（１９）に
より領域分割を施し、さらに２次曲面方程式に近似し各
係数を求める。計測誤差の評価判定は作用の項で述べた
式（２０）により、その領域ごとの計測悪化座標をカウ
ントする。この各領域ごとのカウント結果を用いて作用
の項で述べた式（２１）に従い計測誤差悪化領域の判定
を行い、第２回目の計測指令を物体モデル構築部６１に
送る。また前記計測悪化座標をカウントする。この各領
域ごとのカウント結果を用いて作用の項で述べた式（２
１）に従い計測誤差悪化領域の判定を行い、第２回目の
計測指令を物体モデル構築部６１に送る。また前記計測
誤差悪化分割領域値をそれぞれ撮像位置演算装置９１と
撮像範囲演算装置８１に送る。
け物体モデル構築部６１からの第１回目の計測対象全周
にわたる極座標モデルを作用の項で述べた式（１９）に
より領域分割を施し、さらに２次曲面方程式に近似し各
係数を求める。計測誤差の評価判定は作用の項で述べた
式（２０）により、その領域ごとの計測悪化座標をカウ
ントする。この各領域ごとのカウント結果を用いて作用
の項で述べた式（２１）に従い計測誤差悪化領域の判定
を行い、第２回目の計測指令を物体モデル構築部６１に
送る。また前記計測悪化座標をカウントする。この各領
域ごとのカウント結果を用いて作用の項で述べた式（２
１）に従い計測誤差悪化領域の判定を行い、第２回目の
計測指令を物体モデル構築部６１に送る。また前記計測
誤差悪化分割領域値をそれぞれ撮像位置演算装置９１と
撮像範囲演算装置８１に送る。
【００６１】撮像位置演算装置９１では、計測誤差悪化
分割領域値に対応した計測範囲から計測位置（Ｘ’，
Ｚ’）と作用の項で述べた式（２６）より測定対象回転
角度ψを決定し、これを撮像位置コントローラ９２に送
る。
分割領域値に対応した計測範囲から計測位置（Ｘ’，
Ｚ’）と作用の項で述べた式（２６）より測定対象回転
角度ψを決定し、これを撮像位置コントローラ９２に送
る。
【００６２】撮像位置コントローラ９２はこれをもとに
Ｘ’、Ｚ’、ψの移動量に応じたパルスを発生し、
Ｘ’、Ｚ’、ψ方向アクチュエータ２２１、２３１、２
４にそれぞれ送る。
Ｘ’、Ｚ’、ψの移動量に応じたパルスを発生し、
Ｘ’、Ｚ’、ψ方向アクチュエータ２２１、２３１、２
４にそれぞれ送る。
【００６３】撮像範囲演算装置８１では、計測誤差悪化
分割領域に対応した撮像範囲を決定し、これを撮像範囲
コントローラ８２に送る。
分割領域に対応した撮像範囲を決定し、これを撮像範囲
コントローラ８２に送る。
【００６４】撮像範囲コントローラ８２はこれをもとに
撮像範囲に応じたパルスを発生し撮像範囲調整アクチュ
エータ３１８に送り、撮像範囲調整器３１７を駆動制御
する。
撮像範囲に応じたパルスを発生し撮像範囲調整アクチュ
エータ３１８に送り、撮像範囲調整器３１７を駆動制御
する。
【００６５】この計測ステップを何回か繰り返し行うこ
とで、計測対象全周にわたり高精度なモデルを構築する
事ができる。
とで、計測対象全周にわたり高精度なモデルを構築する
事ができる。
【００６６】図１８は、図３の測定対象１の全周につい
て予め決められた誤差範囲内になるよう、測定対象１に
応じた最適信号を得るための絞り量制御と、カメラ３１
に対する最適な撮像範囲制御と、測定対象１を載せた測
定台２１に対して最適な撮像位置制御のための駆動制御
機構を具備した距離画像取得装置の第２の実施例であ
る。
て予め決められた誤差範囲内になるよう、測定対象１に
応じた最適信号を得るための絞り量制御と、カメラ３１
に対する最適な撮像範囲制御と、測定対象１を載せた測
定台２１に対して最適な撮像位置制御のための駆動制御
機構を具備した距離画像取得装置の第２の実施例であ
る。
【００６７】この例では、図１に示される第１の実施例
の計測位置（Ｘ’，Ｚ’）とψを演算する撮像位置演算
装置９１の代わりに、最適撮像位置演算装置９０３を用
いて、計測誤差悪化分割領域に対応した計測範囲から、
計測位置（Ｘ’，Ｚ’）だけを演算決定した後、この計
測位置（Ｘ’，Ｚ’）を最適撮像位置補正部９０４に送
り、作用の項で述べた式（２８）に従いψを補正演算さ
せた後に、最適撮像位置演算装置９０３にこの結果を返
し、最終的な計測位置（Ｘ’，Ｚ’）及びψの全てを演
算することで、再測定を行うべき測誤差悪化分割領域を
カメラ３１に対してあらかじめ最適な方向に向けて測定
する構成を持つ点が異なる。
の計測位置（Ｘ’，Ｚ’）とψを演算する撮像位置演算
装置９１の代わりに、最適撮像位置演算装置９０３を用
いて、計測誤差悪化分割領域に対応した計測範囲から、
計測位置（Ｘ’，Ｚ’）だけを演算決定した後、この計
測位置（Ｘ’，Ｚ’）を最適撮像位置補正部９０４に送
り、作用の項で述べた式（２８）に従いψを補正演算さ
せた後に、最適撮像位置演算装置９０３にこの結果を返
し、最終的な計測位置（Ｘ’，Ｚ’）及びψの全てを演
算することで、再測定を行うべき測誤差悪化分割領域を
カメラ３１に対してあらかじめ最適な方向に向けて測定
する構成を持つ点が異なる。
【００６８】この測定ステップを何回か繰り返し行うこ
とで、やはり測定対象全周にわたり高精度なモデルを構
築する事ができる。
とで、やはり測定対象全周にわたり高精度なモデルを構
築する事ができる。
【００６９】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、測
定対象となる物体の寸法・形状に起因する測距精度の劣
化を抑制し、高精度な自動計測を容易に実現する効果が
ある。また、計測面に対してその法線方向から撮像する
ことが容易に可能になるため、計測Ｓ／Ｎ比を向上させ
る効果がある。
定対象となる物体の寸法・形状に起因する測距精度の劣
化を抑制し、高精度な自動計測を容易に実現する効果が
ある。また、計測面に対してその法線方向から撮像する
ことが容易に可能になるため、計測Ｓ／Ｎ比を向上させ
る効果がある。
【図１】本発明の第１の実施例を示す構成図
【図２】センサから物体まで距離を求める方法を示す説
明図
明図
【図３】本発明の第１の実施例を示す構成図
【図４】本発明の第１の実施例を示す構成図
【図５】従来例の技術を示す説明図
【図６】従来例の技術を示す説明図
【図７】従来例の技術を示す説明図
【図８】従来例の技術を示す説明図
【図９】従来例の技術を示す説明図
【図１０】従来例の技術を示す説明図
【図１１】従来例の技術を示す説明図
【図１２】従来例の技術を示す説明図
【図１３】従来例の技術を示す説明図
【図１４】従来例の技術を示す説明図
【図１５】従来例の技術を示す説明図
【図１６】本発明の作用を示す説明図
【図１７】本発明の作用を示す説明図
【図１８】本発明の第２の実施例を示す構成図
１ 測定対象 １１ 測定回転中心部 １２ 測定対象回転基準位置 ２１ 測定台 ２２１ Ｘ’方向アクチュエータ ２２２ 測定台Ｘ’方向固定レール ２３１ Ｚ’方向アクチュエータ ２３２ 測定台Ｚ’方向固定レール ２４ ψ方向アクチュエータ ３ 測定ユニット ３１ カメラ ３１１ カメラレンズ ３１２ ハーフミラー ３１３、３１４ 光電変換器 ３１５ 光量絞り ３１６ 光量絞りアクチュエータ ３１７ 撮像範囲調整器 ３１８ 撮像範囲調整アクチュエータ ３１９ 補償フイルタ ３２ 分光ユニット ３２１ 回析格子 ３２２ レンズ ３２３ 光源 ４１、４２ 画像メモリ ４３、４４ 量子化回路 ５ 最適画像演算装置 ５１ 最適比画像演算部 ５２ 最適関数演算部 ５３ 最適距離演算部 ５４ 最適画素値演算部 ５５ 最適値収束判定部 ５０ 最適画像演算装置 ５０１ 最適比画像演算部 ５０２ 最適関数演算部 ５０３ 最適距離演算部 ５０４ 最適画素値演算部 ５０５ 最適値収束判定部 ６１ 物体モデル構築部 ６２ 距離画像メモリ ６３ 物体モデル評価部 ７１ 光量絞り演算装置 ７２ 光量絞りコントローラ ８１ 撮像範囲演算装置 ８２ 撮像範囲コントローラ ９１ 撮像位置演算装置 ９２ 撮像位置コントローラ ９０３ 最適撮像位置演算装置 ９０４ 最適撮像位置補正部
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) G01B 11/00 - 11/30 102 G06F 17/17 G06T 1/00 - 7/00
Claims (3)
- 【請求項１】 光源からの光を分光することで得られる
スペクトルパターンを物体面に投射し、分光感度特性の
異なる複数センサを含む画像入力装置によって画像入力
を行い、得られた複数の画像の演算を行うことにより、
画像の各画素における前記画像入力装置のセンサから前
記物体面までの距離画像を求める方法において、前記物
体を計測演算を行うことで得られた距離画像について領
域分割を施し、前記領域内の距離画像それぞれを曲面の
方程式に近似することにより測定誤差を評価推定した結
果、前記領域の測定精度悪化分割領域に限定した再計測
演算を行うことにより測定精度を向上させる事を特徴と
する距離画像取得方法。 - 【請求項２】 光源からの光を分光することで得られる
スペクトルパターンを物体面に投射する投射手段と、 この情景について撮像する分光感度特性の異なる複数セ
ンサと、外部からの信号入力により絞りや撮像範囲を変
えることのできる光学系と光学系制御機構とを含む撮像
手段と、 前記物体表面を小領域に分割し、それぞれの小領域ごと
全周にわたり計測するために測定対象を任意の位置に移
動させる駆動手段と、 前記駆動手段を外部からの信号により移動量と移動方
向、回転量、回転方向を制御する駆動制御手段と、 前記駆動手段と前記撮像手段により位置決めされた前記
物体上の分割領域を撮像し得られた複数の画像間の演算
を行い、画像の各画素における前記撮像手段内のセンサ
から前記物体面までの距離を求める距離演算手段と、 前記距離演算手段により得られた前記物体全周について
の距離画像を小領域に分割し、各々の分割小領域距離デ
ータを曲面近似することで計測誤差を評価する誤差評価
手段と、 前記撮像手段に対して最適な撮像範囲と絞り量とに応じ
た撮像制御信号と、前記誤差評価結果により測定精度悪
化領域を判断し、その分割領域をさらに小領域に分割し
た部分のみに限定した再測定を行うため前記駆動制御手
段に対して最適な位置駆動制御信号とを発生させる最適
制御信号発生手段とを具備する事を特徴とする距離画像
取得装置。 - 【請求項３】 光源からの光を分光することで得られる
スペクトルパターンを物体面に投射する投射手段と、こ
の情景について撮像する分光感度特性の異なる複数セン
サと、外部からの信号入力により絞りや撮像範囲を変え
ることのできる光学系と光学系制御機構を含む撮像手段
と、 前記物体表面を小領域に分割し、それぞれの小領域ごと
に全周にわたり計測するために測定対象を任意の位置に
移動させる駆動手段と、 前記駆動手段を外部からの信号により移動量と移動方
向、回転量、回転方向を制御する駆動制御手段と、 前記駆動手段と前記撮像手段により位置決めされた前記
物体上の分割領域を撮像し得られた複数の画像間の演算
を行い、画像の各画素における前記撮像手段内のセンサ
から前記物体面までの距離を求める距離演算手段と、 前記距離演算手段により得られた前記物体全周について
の距離画像を小領域に分割し、各々の分割小領域距離デ
ータを曲面近似することで計測誤差を評価する誤差評価
手段と、 前記撮像手段に対して最適な撮像範囲と絞り量とに応じ
た撮像制御信号と、前記誤差評価結果により測定精度悪
化領域を判断し、その分割領域をさらに小領域に分割し
た部分のみに限定し、その分割曲面が前記撮像手段に対
して最適な方向を向けて再測定を行うために前記駆動制
御手段に対して最適な位置駆動制御信号とを発生させる
最適制御信号発生手段とを具備する事を特徴とする距離
画像取得装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3159317A JP2929776B2 (ja) | 1991-07-01 | 1991-07-01 | 距離画像取得方法及び装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3159317A JP2929776B2 (ja) | 1991-07-01 | 1991-07-01 | 距離画像取得方法及び装置 |
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| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
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|---|---|---|---|
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|---|---|---|---|---|
| JP3417222B2 (ja) * | 1996-08-07 | 2003-06-16 | 松下電器産業株式会社 | 実時間レンジファインダ |
-
1991
- 1991-07-01 JP JP3159317A patent/JP2929776B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0510736A (ja) | 1993-01-19 |
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