JP3422618B2 - レーザ変位計 - Google Patents
レーザ変位計Info
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- Length Measuring Devices With Unspecified Measuring Means (AREA)
- Measurement Of Optical Distance (AREA)
Description
する。例えば、路面形状計測等に適用されるものであ
る。
す。この路面形状計測車1の一つの機能は、路面評価の
対象の一つである路面の“わだち掘れ”、つまり、横断
方向の凹凸を多点非接触計測方式により計測するもので
ある。即ち、路面形状計測車1のフロントバンパーには
多数のスリット投光器2が取り付けられると共にその客
室前方には二台のラインセンサカメラ3が取り付けられ
ている。スリット投光器2は、レーザー光であるスリッ
ト光を路面に対して斜めに照射し、スリット光の数は5
4本、その幅は1〜2mmである。
れたスリット光を観測するものであり、二台設けたの
は、計測できる横幅を拡大するためである。従って、理
論的には、1台のラインセンサカメラ3を用いることが
できる。ラインセンサカメラ3としては、一般的に、一
次元に配置されたCCD(固体撮像素子)カメラが用い
られる。路面の横断方向の凹凸としては、三角測量の原
理に基づいて、下式(1)(2)に従いスリット光座標
(Xs,Ys)が計算される。
ラインセンサカメラ3のレンズ中心座標、(Xl,Yl)
はスリット投光器2の投光中心座標である。原点は、車
両中心で基準路面(スリット投光器2より1100mm
下方に想定した平らな路面)高さとする。座標軸は、助
手席側を+X、鉛直上向きを+Yとする。更に、θmは
ラインセンサカメラ3の観測線の観測角、θlはスリッ
ト投光器2の投光線の投光角である。角度は鉛直下向き
を0°とし、反時計回りを正とする。観測角θmは、次
式(3)により計算される。
インセンサカメラ3の写像位置、Hcはラインセンサカ
メラ3とそのレンズ4との間の距離である。写像位置l
cは、次式(4)により計算される。
インセンサカメラ3の画素総数、Lcはラインセンサカ
メラ3の長さ、写像位置lcにおける画素アドレスであ
る。
状計測車においては、ラインセンサカメラ3のレンズ中
心座標(Xc,Yc)、スリット投光器2の投光線の投光
角θlは固定で既知のため、ラインセンサカメラ3の観
測線の観測角θmを計測すれば、三角測量の原理に基づ
いて、上記式(1)〜(4)によりスリット光座標(X
s,Ys)である横断方向の凹凸が求められる。
うに、レンズ4に光学的歪が存在するため、観測角は真
の角度θmとして観測されるのではなく、それよりずれ
た角度θm′として観測されることになる。そのため、
そのずれた角度θm′を観測角として上記式に代入する
ことにより、誤ったスリット光座標(Xs′,Ys′)が
求められる結果となっていた。本発明は、上記従来技術
に鑑みてなされたものであり、レンズの光学的歪を補正
して、正確な計測が可能なレーザ変位計を提供すること
を目的とする。
発明は、被計測面に対して、複数のスリット光をそれぞ
れ斜めに照射する一方、前記被計測面の上方からライン
センサカメラにより光学レンズを介して前記スリット光
を計測して、三角測量の原理により前記被計測面の凹凸
を求めるレーザ変位計において、予め前記光学レンズの
光学的歪を除去するための補正値を求めて、前記ライン
センサカメラの各画素位置に対応して補正テーブルに記
憶し、該補正テーブルの補正値に基づいて各画素位置毎
に前記ラインセンサカメラからの出力を補正して三角測
量の原理により前記被計測面の凹凸を求めることを特徴
とする。ここで、前記補正テーブルは、複数の前記ライ
ンセンサカメラに応じて個別に設定されることを特徴と
する。
てラインセンサカメラによりスリット光を計測すると、
図10に示すように、ラインセンサカメラの位置に対す
るスリット光の位置のなす角度である観測角θmがずれ
てθm′として観測されるため、ラインセンサカメラの
写像位置lcもずれ、その写像位置lcを示す画素アドレ
スNも、次式(5)のように、理論値Ntから実測値Nm
へと誤差ΔNを生じることとなる。
ではなく、その個体ごとにある分布を以て存在するた
め、上記ΔNは画素アドレスに応じて変化する。
的歪を除去するための補正値として上記ΔNを求めて、
図1に示すように、ラインセンサカメラの各画素位置N
に対応して補正テーブル5に記憶し、この補正テーブル
5の各画素位置Nに対応した補正値ΔNを、実測値Nm
に加えて理論値Nt(=ΔN+Nm)とし、この理論値N
tを上記(4)式の画素アドレスNとして代入すること
により、レンズの光学的歪を除去して、正確なtanθmを
求めることができる。
(1)(2)式に代入することにより、レンズの光学的
歪を除去して、正確なスリット光座標(Xs,Ys)を求
めることができる。
参照して詳細に説明する。図5〜図9に本発明の一実施
例に係るレーザ変位計を示す。本実施例は、図2に示す
路面形状計測車1に適用されるものでる。同図に示すよ
うに、基準路面より1100mmの高さには、多数のス
リット投光器2が基準路面に対して傾斜して取り付けら
れている。
光を照射するもの、図中破線で示す赤外光を照射するも
のとが交互に配列している。スリット投光器2は、図
7、図8に示すように、路面に対する傾斜角は45°の
ものが44個、路面に対する傾斜角が55.5°のもの
が10個であり、また、スリット投光器2は中央部分で
は2列に配列し、外側部分では3列に配列している。
は、2箇所に2台のラインセンサカメラ3が配設されて
いる。つまり、本実施例では、合計4台のラインセンサ
カメラ3が配置されている。そして、各箇所におけるラ
インセンサカメラ3には可視光用のフィルタと、赤外光
用のフィルタがそれぞれ取り付けられている。
付けられたラインセンサカメラ3は、スリット投光器よ
り照射されたスリット光のうち赤外光又は可視光の何れ
かを分離して選択的に観測することとなる。このように
波長を分離してラインセンサカメラ3により観測するこ
とにより、横方向の測定ピッチを細かく保ちながら、高
さ方向の計測レンジを拡大することができる利点があ
る。
ように、その前面にレンズ4が取り付けられており、そ
のレンズ4には一般に光学的歪が伴う。そのため、図1
0に示すように、レンズ4の光学的歪により、ラインセ
ンサカメラ3の観測角θmがずれてθm′として観測さ
れ、ラインセンサカメラの写像位置lcもずれ、その写
像位置lcを示す画素アドレスNも、次式(5)のよう
に、理論値Ntから実測値Nmへと誤差ΔNを生じること
となる。
ンセンサカメラ31,32,33,34について、画素アド
レス補正値ΔNを各々予め求めた。この画素アドレス補
正値ΔNは、図6に示すように0レベルで校正すること
により、レンズ4の光学的歪を除去することが可能であ
る。また、この画素アドレス補正値は、図6に示すよう
に、中央部と周辺部とでは一様ではなく、画素アドレス
に応じて変化するものであり、しかも、各ラインセンサ
カメラ3毎に異なる値となることが判る。1画素の長さ
は0.64mmである。
レス補正値ΔNを補正テーブル5として予め各ラインセ
ンサカメラ30,31,32,33毎に記憶し、各画素位置
Nに対応した補正値ΔNを、実測値Nmに加えて理論値
Nt(=ΔN+Nm)とし、この理論値Ntを上記(4)
式の画素アドレスNとして代入することにより、レンズ
の光学的歪を除去して、正確なtanθmを求めることがで
きる。このようにして求めたtanθmを、上記(1)
(2)式に代入することにより、レンズの光学的歪を除
去して、正確なスリット光座標(Xs,Ys)を求めるこ
とができる。
ンサカメラ30,31,32,33毎に、四つの補正テーブ
ル5を用意したが、各ラインセンサカメラ3についての
光学的歪がほぼ同様である場合には、近似的に一つの補
正テーブル5を共用することも可能である。
たように、本発明では、予め光学レンズの光学的歪を除
去するための補正値を求めて、ラインセンサカメラの各
画素位置に対応して補正テーブルに記憶し、この補正テ
ーブルの補正値に基づいて各画素位置毎に前記ラインセ
ンサカメラからの出力を補正するため、光学レンズの光
学的歪を除去して、測定制度を上げることが可能とな
る。特に、複数のラインセンサカメラを使用する場合に
おいても、各ラインセンサカメラ毎に補正テーブルを用
意することにより、各光学レンズの光学歪を個別に除去
することができるという利点がある。
説明図である。
説明図てある。
アウトを示す説明図である。
る。
Claims (2)
- 【請求項1】 被計測面に対して、複数のスリット光を
それぞれ斜めに照射する一方、前記被計測面の上方から
ラインセンサカメラにより光学レンズを介して前記スリ
ット光を計測して、三角測量の原理により前記被計測面
の凹凸を求めるレーザ変位計において、予め前記光学レ
ンズの光学的歪を除去するための補正値を求めて、前記
ラインセンサカメラの各画素位置に対応して補正テーブ
ルに記憶し、該補正テーブルの補正値に基づいて各画素
位置毎に前記ラインセンサカメラからの出力を補正して
三角測量の原理により前記被計測面の凹凸を求めること
を特徴とするレーザ変位計。 - 【請求項2】 前記補正テーブルは、複数の前記ライン
センサカメラに応じて個別に設定されることを特徴とす
る請求項1記載のレーザ変位計。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP04269096A JP3422618B2 (ja) | 1996-02-29 | 1996-02-29 | レーザ変位計 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP04269096A JP3422618B2 (ja) | 1996-02-29 | 1996-02-29 | レーザ変位計 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH09236419A JPH09236419A (ja) | 1997-09-09 |
JP3422618B2 true JP3422618B2 (ja) | 2003-06-30 |
Family
ID=12643043
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP04269096A Expired - Lifetime JP3422618B2 (ja) | 1996-02-29 | 1996-02-29 | レーザ変位計 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3422618B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP5702703B2 (ja) * | 2011-11-02 | 2015-04-15 | 大成建設株式会社 | コンクリート打継面の評価装置 |
-
1996
- 1996-02-29 JP JP04269096A patent/JP3422618B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH09236419A (ja) | 1997-09-09 |
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