JPH1026528A - 形状測定装置及びそれに使用する画像入力装置 - Google Patents
形状測定装置及びそれに使用する画像入力装置Info
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- JPH1026528A JPH1026528A JP18199596A JP18199596A JPH1026528A JP H1026528 A JPH1026528 A JP H1026528A JP 18199596 A JP18199596 A JP 18199596A JP 18199596 A JP18199596 A JP 18199596A JP H1026528 A JPH1026528 A JP H1026528A
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- Japan
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- image
- lens
- imaging
- screen distance
- unit
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-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01C—MEASURING DISTANCES, LEVELS OR BEARINGS; SURVEYING; NAVIGATION; GYROSCOPIC INSTRUMENTS; PHOTOGRAMMETRY OR VIDEOGRAMMETRY
- G01C11/00—Photogrammetry or videogrammetry, e.g. stereogrammetry; Photographic surveying
- G01C11/02—Picture taking arrangements specially adapted for photogrammetry or photographic surveying, e.g. controlling overlapping of pictures
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- Multimedia (AREA)
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- General Physics & Mathematics (AREA)
- Radar, Positioning & Navigation (AREA)
- Remote Sensing (AREA)
- Stereoscopic And Panoramic Photography (AREA)
- Studio Devices (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 主点位置、画面距離、レンズ歪みをいちいち
考慮することなく、近方から遠方までの広範囲に渡る被
測定物の形状解析に関して、解析精度を損なわずに焦点
調節が可能な形状測定装置及びそれに使用する画像入力
装置を提供する。 【解決手段】 本発明の形状測定装置は、被測定物の像
を結像させる結像レンズ３と、結像レンズ３の結像面に
配置した撮像手段４と、撮像手段４からの画像信号に基
づき被測定物の形状を解析する画像解析部２とを有し、
結像レンズ３と撮像手段４との画面距離ｇを焦点調整を
目的として調整する調整手段１１と、調整手段１１によ
り調整された画面距離ｇを検出する画面距離検出部１１
と、画面距離ｇに対応して変化する結像レンズ３のレン
ズ歪み特性情報をあらかじめ記憶するレンズ歪み特性記
憶部１３と、画面距離検出部１１からの信号に応じたレ
ンズ歪み特性情報に基づいて画像解析部２に入力される
画像信号を補正するレンズ歪み特性補正部２３とを有す
る。
考慮することなく、近方から遠方までの広範囲に渡る被
測定物の形状解析に関して、解析精度を損なわずに焦点
調節が可能な形状測定装置及びそれに使用する画像入力
装置を提供する。 【解決手段】 本発明の形状測定装置は、被測定物の像
を結像させる結像レンズ３と、結像レンズ３の結像面に
配置した撮像手段４と、撮像手段４からの画像信号に基
づき被測定物の形状を解析する画像解析部２とを有し、
結像レンズ３と撮像手段４との画面距離ｇを焦点調整を
目的として調整する調整手段１１と、調整手段１１によ
り調整された画面距離ｇを検出する画面距離検出部１１
と、画面距離ｇに対応して変化する結像レンズ３のレン
ズ歪み特性情報をあらかじめ記憶するレンズ歪み特性記
憶部１３と、画面距離検出部１１からの信号に応じたレ
ンズ歪み特性情報に基づいて画像解析部２に入力される
画像信号を補正するレンズ歪み特性補正部２３とを有す
る。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、撮影された画像から高
精度に形状測定を行う形状測定装置及びそれに使用する
画像入力装置に関する。
精度に形状測定を行う形状測定装置及びそれに使用する
画像入力装置に関する。
【０００２】
【従来技術】写真測量では、図１に示すように、撮影レ
ンズ系Ｌの光軸Ｏと撮影画面Ｓとの交点（以下、主点Ｐ
という）の位置と、撮影画面Ｓと撮影レンズ系Ｌの主平
面Ｋとの間の距離（以下、画面距離ｇという）が明確で
ある必要がある。
ンズ系Ｌの光軸Ｏと撮影画面Ｓとの交点（以下、主点Ｐ
という）の位置と、撮影画面Ｓと撮影レンズ系Ｌの主平
面Ｋとの間の距離（以下、画面距離ｇという）が明確で
ある必要がある。
【０００３】従来から、写真測量に用いられているカメ
ラでは、主点Ｐの位置や画面距離Ｇの変化を避けるた
め、撮影画面Ｓに対して撮影レンズ系Ｌを固定した固定
焦点の光学系が採用され、市販のカメラのような焦点調
節を行わない構成とし、写真測量用のカメラ製造時に主
点Ｐの位置、画面距離ｇを測定して、これらの測定値を
画像解析時に使用していた。これは、通常、遠距離から
被測定物を撮影するので、撮影時にピント合わせをする
必要がほとんど無いからである。
ラでは、主点Ｐの位置や画面距離Ｇの変化を避けるた
め、撮影画面Ｓに対して撮影レンズ系Ｌを固定した固定
焦点の光学系が採用され、市販のカメラのような焦点調
節を行わない構成とし、写真測量用のカメラ製造時に主
点Ｐの位置、画面距離ｇを測定して、これらの測定値を
画像解析時に使用していた。これは、通常、遠距離から
被測定物を撮影するので、撮影時にピント合わせをする
必要がほとんど無いからである。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】ところで、写真測量に
使用されるカメラは、固定焦点であるので、撮影距離が
限定され、地上写真測量や、撮影された画像に基づき高
精度な形状測定を行う場合には、撮影地点から被測定物
までの撮影距離がまちまちであり、撮影対象が遠距離に
ある場合と近距離にある場合とではレンズの焦点距離を
異ならせる必要があり、被測定物が遠距離にある場合に
は遠距離用のカメラを準備し、被測定物が近距離にある
場合には近距離用のカメラを準備して、写真測量を行っ
ている。つまり、従来の写真測量では、被測定物までの
距離が近距離から遠距離に渡って幅広い場合には、被測
定物までの撮影距離にマッチした焦点距離（画面距離
ｇ）を有する複数台のカメラを準備することが必要とな
る。
使用されるカメラは、固定焦点であるので、撮影距離が
限定され、地上写真測量や、撮影された画像に基づき高
精度な形状測定を行う場合には、撮影地点から被測定物
までの撮影距離がまちまちであり、撮影対象が遠距離に
ある場合と近距離にある場合とではレンズの焦点距離を
異ならせる必要があり、被測定物が遠距離にある場合に
は遠距離用のカメラを準備し、被測定物が近距離にある
場合には近距離用のカメラを準備して、写真測量を行っ
ている。つまり、従来の写真測量では、被測定物までの
距離が近距離から遠距離に渡って幅広い場合には、被測
定物までの撮影距離にマッチした焦点距離（画面距離
ｇ）を有する複数台のカメラを準備することが必要とな
る。
【０００５】しかしながら、被測定物までの距離が近距
離から遠距離に渡って幅広い場合に撮影距離にマッチし
た焦点距離を有する複数台のカメラを準備できるとは限
らず、準備できるカメラが１台のみのときには、被測定
物までの距離に応じて焦点距離を変更しなければならな
いこととなる。このときには、焦点距離を変更するたび
に、その都度、レンズ特性等のカメラの内部定位を得る
ためにカメラキャリブレーションを行わなければなら
ず、このカメラキャリブレーションに多大な時間と労
力、コストがかかる。これに対して、市販のカメラの場
合、焦点調節は可能であるが、主点Ｐの位置及びレンズ
歪みが撮影レンズ系１の光軸方向への移動に伴って大き
く変動し、画面距離Ｇが不明確となるので、写真測量の
用途には不向きである。
離から遠距離に渡って幅広い場合に撮影距離にマッチし
た焦点距離を有する複数台のカメラを準備できるとは限
らず、準備できるカメラが１台のみのときには、被測定
物までの距離に応じて焦点距離を変更しなければならな
いこととなる。このときには、焦点距離を変更するたび
に、その都度、レンズ特性等のカメラの内部定位を得る
ためにカメラキャリブレーションを行わなければなら
ず、このカメラキャリブレーションに多大な時間と労
力、コストがかかる。これに対して、市販のカメラの場
合、焦点調節は可能であるが、主点Ｐの位置及びレンズ
歪みが撮影レンズ系１の光軸方向への移動に伴って大き
く変動し、画面距離Ｇが不明確となるので、写真測量の
用途には不向きである。
【０００６】すなわち、１台のカメラで遠方・近方に存
在する被測定物の形状解析を行う場合、焦点距離を変化
させると、画面距離ｇ、主点Ｐの位置の変化に加えてレ
ンズ歪みまでが変化し、とても実用に耐え得るものでは
なかった。
在する被測定物の形状解析を行う場合、焦点距離を変化
させると、画面距離ｇ、主点Ｐの位置の変化に加えてレ
ンズ歪みまでが変化し、とても実用に耐え得るものでは
なかった。
【０００７】そこで、焦点距離が変更されても主点Ｐの
位置が変動せず、かつ、画面距離ｇを正確に計測できる
構成の形状測定装置が提案されている（特開平４−２８
１４４６号公報）。しかしながら、この特開平４−２８
１４４６号公報に開示のものは、焦点距離が変化しても
レンズ歪みが変化しない無歪みレンズを使用しなけらば
ならず、そのようなレンズを実際上製作するのはほとん
ど不可能であり、レンズ歪みが許容できる程度に小さい
レンズを設計、製作することとすると、その価格が非常
に高くなる。
位置が変動せず、かつ、画面距離ｇを正確に計測できる
構成の形状測定装置が提案されている（特開平４−２８
１４４６号公報）。しかしながら、この特開平４−２８
１４４６号公報に開示のものは、焦点距離が変化しても
レンズ歪みが変化しない無歪みレンズを使用しなけらば
ならず、そのようなレンズを実際上製作するのはほとん
ど不可能であり、レンズ歪みが許容できる程度に小さい
レンズを設計、製作することとすると、その価格が非常
に高くなる。
【０００８】本発明は、上記の事情に鑑みて為されたも
ので、主点位置、画面距離、レンズ歪み（以下、内部定
位という）をいちいち考慮することなく、近方から遠方
までの広範囲に渡る被測定物の形状解析に関して、解析
精度を損なわずに焦点調節が可能な形状測定装置及びそ
れに使用する画像入力装置を提供することを目的とす
る。
ので、主点位置、画面距離、レンズ歪み（以下、内部定
位という）をいちいち考慮することなく、近方から遠方
までの広範囲に渡る被測定物の形状解析に関して、解析
精度を損なわずに焦点調節が可能な形状測定装置及びそ
れに使用する画像入力装置を提供することを目的とす
る。
【０００９】
【課題を解決するための手段】本発明の請求項１に記載
の形状測定装置は、上記課題を解決するため、被測定物
の像を結像させる結像レンズと、該結像レンズの結像面
に配置した撮像手段と、該撮像手段からの画像信号に基
づき前記被測定物の形状を解析する画像解析部とを有す
るものにおいて、前記結像レンズと前記撮像手段との画
面距離を焦点調整を目的として調整する調整手段と、該
調整手段により調整された前記画面距離を検出する画面
距離検出部と、前記画面距離に対応して変化する前記結
像レンズのレンズ歪み特性情報をあらかじめ記憶するレ
ンズ歪み特性記憶部と、前記画面距離検出部からの信号
に応じたレンズ歪み特性情報に基づいて前記画像解析部
に入力される画像信号を補正するレンズ歪み特性補正部
とを有することを特徴としている。
の形状測定装置は、上記課題を解決するため、被測定物
の像を結像させる結像レンズと、該結像レンズの結像面
に配置した撮像手段と、該撮像手段からの画像信号に基
づき前記被測定物の形状を解析する画像解析部とを有す
るものにおいて、前記結像レンズと前記撮像手段との画
面距離を焦点調整を目的として調整する調整手段と、該
調整手段により調整された前記画面距離を検出する画面
距離検出部と、前記画面距離に対応して変化する前記結
像レンズのレンズ歪み特性情報をあらかじめ記憶するレ
ンズ歪み特性記憶部と、前記画面距離検出部からの信号
に応じたレンズ歪み特性情報に基づいて前記画像解析部
に入力される画像信号を補正するレンズ歪み特性補正部
とを有することを特徴としている。
【００１０】本発明の請求項２に記載の形状測定装置用
の画像入力装置は、上記課題を解決するため、被測定物
の像を結像させる結像レンズと、該結像レンズの結像面
に配置した撮像手段とを有し、前記被測定物の形状解析
用の画像信号を出力するものにおいて、前記結像レンズ
と前記撮像手段との画面距離を焦点調整を目的として調
整する調整手段と、該調整手段により調整された前記画
面距離を検出する画面距離検出部と、前記画面距離に対
応して変化する前記結像レンズのレンズ歪み特性情報を
あらかじめ記憶するレンズ歪み特性記憶部と、前記画面
距離検出部からの信号に応じたレンズ歪み特性情報に基
づいて画像信号を補正して出力するレンズ歪み特性補正
部とを有することを特徴としている。
の画像入力装置は、上記課題を解決するため、被測定物
の像を結像させる結像レンズと、該結像レンズの結像面
に配置した撮像手段とを有し、前記被測定物の形状解析
用の画像信号を出力するものにおいて、前記結像レンズ
と前記撮像手段との画面距離を焦点調整を目的として調
整する調整手段と、該調整手段により調整された前記画
面距離を検出する画面距離検出部と、前記画面距離に対
応して変化する前記結像レンズのレンズ歪み特性情報を
あらかじめ記憶するレンズ歪み特性記憶部と、前記画面
距離検出部からの信号に応じたレンズ歪み特性情報に基
づいて画像信号を補正して出力するレンズ歪み特性補正
部とを有することを特徴としている。
【００１１】本発明の請求項３に記載の形状測定装置用
の画像入力装置は、上記課題を解決するため、被測定物
の像を結像させる結像レンズと、該結像レンズの結像面
に配置した撮像手段とを有し、前記被測定物の形状解析
用の画像信号を出力するものにおいて、前記結像レンズ
と前記撮像手段との画面距離を焦点調整を目的として調
整する調整手段と、該調整手段により調整された前記画
面距離を検出する画面距離検出部と、前記画面距離に対
応して変化する前記結像レンズのレンズ歪み特性情報を
あらかじめ記憶するレンズ特性記憶部と、前記画面距離
検出部からの信号に応じたレンズ歪み特性情報を出力す
る出力手段とを有することを特徴としている。
の画像入力装置は、上記課題を解決するため、被測定物
の像を結像させる結像レンズと、該結像レンズの結像面
に配置した撮像手段とを有し、前記被測定物の形状解析
用の画像信号を出力するものにおいて、前記結像レンズ
と前記撮像手段との画面距離を焦点調整を目的として調
整する調整手段と、該調整手段により調整された前記画
面距離を検出する画面距離検出部と、前記画面距離に対
応して変化する前記結像レンズのレンズ歪み特性情報を
あらかじめ記憶するレンズ特性記憶部と、前記画面距離
検出部からの信号に応じたレンズ歪み特性情報を出力す
る出力手段とを有することを特徴としている。
【００１２】本発明の請求項４に記載の形状測定装置
は、上記課題を解決するため、被測定物の像を結像させ
る結像レンズと、該結像レンズの結像面に配置した撮像
手段とを有する撮影カメラと、前記撮像手段からの画像
信号に基づき前記被測定物の形状を解析する画像解析部
とを備えたものにおいて、前記結像レンズと前記撮像手
段との画面距離を焦点調整を目的として調整する調整手
段と、該調整手段により調整された前記画面距離を検出
する画面距離検出部と、前記画面距離に対応して変化す
る前記結像レンズのレンズ歪み特性情報をあらかじめ記
憶するレンズ歪み特性記憶部と、該レンズ特性記憶部に
記憶されたレンズ歪み特性情報の信号を前記画面距離検
出部からの信号に応じて読み込み、前記レンズ歪み特性
情報に基づき前記画像解析部により画像解析することを
特徴としている。
は、上記課題を解決するため、被測定物の像を結像させ
る結像レンズと、該結像レンズの結像面に配置した撮像
手段とを有する撮影カメラと、前記撮像手段からの画像
信号に基づき前記被測定物の形状を解析する画像解析部
とを備えたものにおいて、前記結像レンズと前記撮像手
段との画面距離を焦点調整を目的として調整する調整手
段と、該調整手段により調整された前記画面距離を検出
する画面距離検出部と、前記画面距離に対応して変化す
る前記結像レンズのレンズ歪み特性情報をあらかじめ記
憶するレンズ歪み特性記憶部と、該レンズ特性記憶部に
記憶されたレンズ歪み特性情報の信号を前記画面距離検
出部からの信号に応じて読み込み、前記レンズ歪み特性
情報に基づき前記画像解析部により画像解析することを
特徴としている。
【００１３】本発明によれば、画面距離に対応して変化
する結像レンズのレンズ歪み特性情報をあらかじめ記憶
するレンズ歪み特性記憶部を設ける構成としたので、工
場出荷時にカメラのキャリブレーションを行って主点位
置、画面距離、レンズ歪み等の内部定位を検査して記憶
させ、画像撮影時にその撮影時の内部定位を使用するこ
とにすれば、カメラヘッド部は少なくとも画面距離Ｇだ
けわかれば良く、焦点距離の変化によるカメラキャリブ
レーションを一切気にすることなく、撮影者は１台のカ
メラで自由に被測定物を撮影し、その形状を解析するこ
とが可能である。
する結像レンズのレンズ歪み特性情報をあらかじめ記憶
するレンズ歪み特性記憶部を設ける構成としたので、工
場出荷時にカメラのキャリブレーションを行って主点位
置、画面距離、レンズ歪み等の内部定位を検査して記憶
させ、画像撮影時にその撮影時の内部定位を使用するこ
とにすれば、カメラヘッド部は少なくとも画面距離Ｇだ
けわかれば良く、焦点距離の変化によるカメラキャリブ
レーションを一切気にすることなく、撮影者は１台のカ
メラで自由に被測定物を撮影し、その形状を解析するこ
とが可能である。
【００１４】
【００１５】
【原理】画像全体から精度よく計測を行う場合、例え
ば、（ａ）、（ｂ）式のように主点Ｐの位置を考慮した
上でレンズ歪み量を補正すれば、撮影画面上における対
象物の正確な位置座標を求め得る。
ば、（ａ）、（ｂ）式のように主点Ｐの位置を考慮した
上でレンズ歪み量を補正すれば、撮影画面上における対
象物の正確な位置座標を求め得る。
【００１６】なお、式（ａ）、（ｂ）は放射方向のレン
ズ歪みのみを考慮して求めた。
ズ歪みのみを考慮して求めた。
【００１７】 △ｘ＝−ｘ0＋ｘ1（ｋ1ｒ2＋ｋ2ｒ4） （ａ） △ｙ＝−ｙ0＋ｙ1（ｋ1ｒ2＋ｋ2ｒ4） （ｂ） ｘ1＝ｘ−ｘ0 ｙ1＝ｙ−ｙ0 ｒ2＝（ｘ2＋ｙ2）／ｇ2 △ｘ、 △ｙ ： 補正量 ｘ0、ｙ0 ： 主点Ｐの位置 ｋ1、ｋ2 ： 放射方向歪み ｇ ： 画面距離 従って、カメラ出荷時に画面距離ｇに応じた主点Ｐの位
置、放射方向のレンズ歪み等を検査し、後述するレンズ
歪み特性記憶部に記憶させておけば良い。このとき、レ
ンズ歪みが上記の例と異なるときは、そのレンズ歪みの
モデル式を使用し、そのパラメータをカメラ検査により
求めればよい。また、パラメータではなくて歪み補正位
置、すなわち、全体のレンズ歪み量そのものを記録して
もよい。
置、放射方向のレンズ歪み等を検査し、後述するレンズ
歪み特性記憶部に記憶させておけば良い。このとき、レ
ンズ歪みが上記の例と異なるときは、そのレンズ歪みの
モデル式を使用し、そのパラメータをカメラ検査により
求めればよい。また、パラメータではなくて歪み補正位
置、すなわち、全体のレンズ歪み量そのものを記録して
もよい。
【００１８】
【実施例１】図２は本発明に係わる形状測定装置のブロ
ック図を示し、この形状測定装置は画像入力装置として
のカメラ１と画像解析部２とから大略なっている。カメ
ラ１は撮影レンズ系Ｌを有する。撮影レンズ系Ｌは被測
定物の像を結像させるための結像レンズ３と撮像手段と
してのＣＣＤ４とから大略構成されている。ＣＣＤ４は
結像レンズ３の結像面に配置されている。ＣＣＤ４は画
像を光電変換して画像信号を出力する。その画像信号は
アンプリファイア５により増幅されて、Ａ／Ｄ変換器６
に入力され、このＡ／Ｄ変換器６によりアナログ信号か
らデジタル信号に変換される。そのデジタル信号は画像
記録部としての画像用メモリ７に入力されて、この画像
用メモリ７に一時的に記憶される。その画像用メモリ７
はメモリ制御回路８により制御され、そのメモリ制御回
路８は電気系全体の統括制御を行う処理制御部９により
制御される。処理制御部９には後述する情報を入力する
ための入力部１０が接続され、その処理制御部９は画面
距離調整検出部１１との間で情報の授受を行う役割の
他、Ａ／Ｄ変換器６、ＣＣＤ制御部１２を制御する役
割、レンズ歪み特性記憶部１３に入力情報を出力する役
割を有する。
ック図を示し、この形状測定装置は画像入力装置として
のカメラ１と画像解析部２とから大略なっている。カメ
ラ１は撮影レンズ系Ｌを有する。撮影レンズ系Ｌは被測
定物の像を結像させるための結像レンズ３と撮像手段と
してのＣＣＤ４とから大略構成されている。ＣＣＤ４は
結像レンズ３の結像面に配置されている。ＣＣＤ４は画
像を光電変換して画像信号を出力する。その画像信号は
アンプリファイア５により増幅されて、Ａ／Ｄ変換器６
に入力され、このＡ／Ｄ変換器６によりアナログ信号か
らデジタル信号に変換される。そのデジタル信号は画像
記録部としての画像用メモリ７に入力されて、この画像
用メモリ７に一時的に記憶される。その画像用メモリ７
はメモリ制御回路８により制御され、そのメモリ制御回
路８は電気系全体の統括制御を行う処理制御部９により
制御される。処理制御部９には後述する情報を入力する
ための入力部１０が接続され、その処理制御部９は画面
距離調整検出部１１との間で情報の授受を行う役割の
他、Ａ／Ｄ変換器６、ＣＣＤ制御部１２を制御する役
割、レンズ歪み特性記憶部１３に入力情報を出力する役
割を有する。
【００１９】レンズ歪み特性記憶部１３にはレンズ歪み
特性情報が記憶されている。そのレンズ歪み特性情報
は、工場出荷時に、検査者が各焦点距離毎に結像レンズ
３の歪み特性を検査して、入力部１０を操作することに
よりレンズ歪み特性記憶部１３に入力するものである。
画像用メモリ７には表示部１４が接続され、その表示部
１４に被測定物の撮影画像が表示される。
特性情報が記憶されている。そのレンズ歪み特性情報
は、工場出荷時に、検査者が各焦点距離毎に結像レンズ
３の歪み特性を検査して、入力部１０を操作することに
よりレンズ歪み特性記憶部１３に入力するものである。
画像用メモリ７には表示部１４が接続され、その表示部
１４に被測定物の撮影画像が表示される。
【００２０】画面距離調整検出部１１はピント合わせ
（焦点距離調整）のために移動された結像レンズ３と撮
影画面Ｓとの画面距離検出を行う役割を有し、この画面
距離調整検出部１１は、例えば、図３に示すように、結
像レンズ３の移動に連動して移動する移動接点１５と、
各抵抗器１６〜１８の一端にそれぞれ接続された固定接
点１９〜２１と、デコーダ２２とからなり、マニュアル
（段階固定式）により結像レンズ３を移動させて、その
移動量をデコーダ２２により読み取るものである。その
結像レンズ３の移動量は処理制御部９に入力され、処理
制御部９はその移動量に基づいて画面距離ｇを検出し、
この検出された画面距離ｇに応じてレンズ歪み特性記憶
部１３に記憶されたレンズ歪み特性情報をレンズ歪み補
正部２３に出力させる。すなわち、画面距離ｇに応じた
レンズ歪み特性情報を記憶するメモリが選択されて、そ
のレンズ歪み特性情報がレンズ歪み補正部２３に入力さ
れる。
（焦点距離調整）のために移動された結像レンズ３と撮
影画面Ｓとの画面距離検出を行う役割を有し、この画面
距離調整検出部１１は、例えば、図３に示すように、結
像レンズ３の移動に連動して移動する移動接点１５と、
各抵抗器１６〜１８の一端にそれぞれ接続された固定接
点１９〜２１と、デコーダ２２とからなり、マニュアル
（段階固定式）により結像レンズ３を移動させて、その
移動量をデコーダ２２により読み取るものである。その
結像レンズ３の移動量は処理制御部９に入力され、処理
制御部９はその移動量に基づいて画面距離ｇを検出し、
この検出された画面距離ｇに応じてレンズ歪み特性記憶
部１３に記憶されたレンズ歪み特性情報をレンズ歪み補
正部２３に出力させる。すなわち、画面距離ｇに応じた
レンズ歪み特性情報を記憶するメモリが選択されて、そ
のレンズ歪み特性情報がレンズ歪み補正部２３に入力さ
れる。
【００２１】その図３では、段階的にマニュアルにより
結像レンズ３を移動させて画面距離ｇを検出することと
したが、図４に示すように、例えば、画面距離調整検出
部１１を、モータ駆動用制御回路２４と、モータドライ
バ２５と、ステッピングモータ２６とから構成し、自動
合焦又は電動により結像レンズ３を移動させて、その移
動の際のパルス数をカウントして画面距離ｇを検出する
構成としても良い。なお、この場合、結像レンズ３の移
動原点としての基準位置をあらかじめ出荷時に高精度で
求めておくことにする。このようにして、高精度に画面
距離ｇを検出する。
結像レンズ３を移動させて画面距離ｇを検出することと
したが、図４に示すように、例えば、画面距離調整検出
部１１を、モータ駆動用制御回路２４と、モータドライ
バ２５と、ステッピングモータ２６とから構成し、自動
合焦又は電動により結像レンズ３を移動させて、その移
動の際のパルス数をカウントして画面距離ｇを検出する
構成としても良い。なお、この場合、結像レンズ３の移
動原点としての基準位置をあらかじめ出荷時に高精度で
求めておくことにする。このようにして、高精度に画面
距離ｇを検出する。
【００２２】レンズ歪み特性補正部２３は例えばルック
アップテーブル（ＬＵＴ）を用いて構成されている。レ
ンズ歪み特性記憶部１３には、画面距離ｇに応じたレン
ズ歪み量に対応するアドレスが記憶されている。そのＬ
ＵＴには、画面距離ｇに応じて選択されたレンズ歪み特
性記憶部１３のメモリからレンズ歪み補正量（補正後の
画像メモリのアドレス）がロードされる。レンズ歪み特
性補正部２３は、画像用メモリからアドレスに従って順
番に出力された情報をアドレス変換することにより歪み
補正し、その画像情報を画像用メモリ７、あるいは画像
解析部２に送信する。
アップテーブル（ＬＵＴ）を用いて構成されている。レ
ンズ歪み特性記憶部１３には、画面距離ｇに応じたレン
ズ歪み量に対応するアドレスが記憶されている。そのＬ
ＵＴには、画面距離ｇに応じて選択されたレンズ歪み特
性記憶部１３のメモリからレンズ歪み補正量（補正後の
画像メモリのアドレス）がロードされる。レンズ歪み特
性補正部２３は、画像用メモリからアドレスに従って順
番に出力された情報をアドレス変換することにより歪み
補正し、その画像情報を画像用メモリ７、あるいは画像
解析部２に送信する。
【００２３】表示部１４は画像用メモリ７に一時的に記
憶されている補正前の画像を表示するが、補正前の画像
と補正後の画像とを保存できる画像用メモリを用いれ
ば、補正前の画像と補正後の画像との両方を表示させる
ことも可能である。また、ＬＵＴを通さずにそのまま原
画像を画像記録部に記録したり、あるいは、補正前、補
正後両方の画像を記録することもできる。
憶されている補正前の画像を表示するが、補正前の画像
と補正後の画像とを保存できる画像用メモリを用いれ
ば、補正前の画像と補正後の画像との両方を表示させる
ことも可能である。また、ＬＵＴを通さずにそのまま原
画像を画像記録部に記録したり、あるいは、補正前、補
正後両方の画像を記録することもできる。
【００２４】画像解析部２にはレンズ歪みが補正された
画像が出力され、そのレンズ歪み補正部２３により補正
された画像は画像解析部２により解析され、これにより
高精度な計測が可能になる。
画像が出力され、そのレンズ歪み補正部２３により補正
された画像は画像解析部２により解析され、これにより
高精度な計測が可能になる。
【００２５】以上の実施例では、カメラ１からレンズ歪
みが補正された画像を直接画像解析部２に出力させる構
成としたが、カメラ１のレンズ歪み補正部２３の出力段
に補正画像を一時的に保存する画像記録部を設け、この
画像記録部の出力をカメラ１の外部の画像解析部２に入
力させる構成とすることもできる。
みが補正された画像を直接画像解析部２に出力させる構
成としたが、カメラ１のレンズ歪み補正部２３の出力段
に補正画像を一時的に保存する画像記録部を設け、この
画像記録部の出力をカメラ１の外部の画像解析部２に入
力させる構成とすることもできる。
【００２６】レンズ歪み特性補正部２３をＬＵＴにより
構成する代わりに、演算部により構成することもでき
る。この場合には、レンズ歪み特性記憶部１３の補正メ
モリに、各画面距離Ｇにおけるレンズ歪みパラメータを
あらかじめ記憶させ、画面距離Ｇに応じて選択されたレ
ンズ歪みパラメータ（式（ａ）、式（ｂ）のパラメータ
ｘ0、ｙ0、ｋ1、ｋ2等）をレンズ歪み特性補正部２３と
しての演算部に送信する。演算部は、それらのパラメー
タに基づき、順次画像情報が出力されてくるアドレスの
情報により式（ａ）、式（ｂ）の計算を実行し、補正ア
ドレスを計算し、その計算されたアドレスの画像用メモ
リ７又は画像解析部２に画像情報を送信する。この処理
を一画面について行うことにより、結像レンズ３の歪み
が補正された画像が得られる。この演算部はハードウェ
アで構成しても良いし、デジタルシグナルプロッセッサ
ＤＳＰにより式（ａ）、式（ｂ）をプログラムし、演算
させてもよい。
構成する代わりに、演算部により構成することもでき
る。この場合には、レンズ歪み特性記憶部１３の補正メ
モリに、各画面距離Ｇにおけるレンズ歪みパラメータを
あらかじめ記憶させ、画面距離Ｇに応じて選択されたレ
ンズ歪みパラメータ（式（ａ）、式（ｂ）のパラメータ
ｘ0、ｙ0、ｋ1、ｋ2等）をレンズ歪み特性補正部２３と
しての演算部に送信する。演算部は、それらのパラメー
タに基づき、順次画像情報が出力されてくるアドレスの
情報により式（ａ）、式（ｂ）の計算を実行し、補正ア
ドレスを計算し、その計算されたアドレスの画像用メモ
リ７又は画像解析部２に画像情報を送信する。この処理
を一画面について行うことにより、結像レンズ３の歪み
が補正された画像が得られる。この演算部はハードウェ
アで構成しても良いし、デジタルシグナルプロッセッサ
ＤＳＰにより式（ａ）、式（ｂ）をプログラムし、演算
させてもよい。
【００２７】
【他の実施例】図５は本発明の形状測定装置の第２の実
施例を示し、カメラ１に画像・レンズ歪み記録部２７を
設け、カメラ１と別体の画像解析部２にレンズ歪み補正
部に相当する演算機能を設け、レンズ歪み量補正前の画
像を直接画像解析部２に入力させて、画像解析部２の側
でレンズ歪量を補正して形状解析を行う構成としたもの
であり、その他の構成要素は図２に示す構成要素と同一
であるので、同一符号を付してその詳細な説明は省略す
る。
施例を示し、カメラ１に画像・レンズ歪み記録部２７を
設け、カメラ１と別体の画像解析部２にレンズ歪み補正
部に相当する演算機能を設け、レンズ歪み量補正前の画
像を直接画像解析部２に入力させて、画像解析部２の側
でレンズ歪量を補正して形状解析を行う構成としたもの
であり、その他の構成要素は図２に示す構成要素と同一
であるので、同一符号を付してその詳細な説明は省略す
る。
【００２８】図５に示す第２の実施例では、カメラ１に
画像・レンズ歪み記録部２７を設け、画像解析部２に設
ける構成としたが、画像・レンズ歪み記録部２７を設け
ずに、ＳＣＳＩインターフェースを介して直接画像解析
部２に入力させて、画像解析部２の側でレンズ歪量を補
正して形状解析を行う構成とすることもできる。また、
図５に示す実施例では、カメラ１の側にレンズ歪み特性
記憶部１３を設ける構成としたが、レンズ歪み特性記憶
部１３を画像解析部２に設け、画面距離調整検出部１１
により検出された画面距離ｇに対応したレンズ歪み量
を、画像解析部２の側で選択する構成とすることもでき
る。
画像・レンズ歪み記録部２７を設け、画像解析部２に設
ける構成としたが、画像・レンズ歪み記録部２７を設け
ずに、ＳＣＳＩインターフェースを介して直接画像解析
部２に入力させて、画像解析部２の側でレンズ歪量を補
正して形状解析を行う構成とすることもできる。また、
図５に示す実施例では、カメラ１の側にレンズ歪み特性
記憶部１３を設ける構成としたが、レンズ歪み特性記憶
部１３を画像解析部２に設け、画面距離調整検出部１１
により検出された画面距離ｇに対応したレンズ歪み量
を、画像解析部２の側で選択する構成とすることもでき
る。
【００２９】
【発明の効果】本発明は以上説明したように構成したの
で、被測定物によらず計測したい対象に対して、あらゆ
る撮影位置からレンズの焦点調節位置を考慮することな
く、自由に計測することが可能である。すなわち、計測
用にカメラキャリブレーションを行ったカメラを複数台
用意する必要や、あるいは計測によっていちいちカメラ
キャリブレーションをし直す必要がなくなり、計測対象
物の制限やカメラキャリブレーションの手間がかからな
くなり、省力化も可能となり、すぐれた高精度な形状測
定装置を提供することが可能となる。
で、被測定物によらず計測したい対象に対して、あらゆ
る撮影位置からレンズの焦点調節位置を考慮することな
く、自由に計測することが可能である。すなわち、計測
用にカメラキャリブレーションを行ったカメラを複数台
用意する必要や、あるいは計測によっていちいちカメラ
キャリブレーションをし直す必要がなくなり、計測対象
物の制限やカメラキャリブレーションの手間がかからな
くなり、省力化も可能となり、すぐれた高精度な形状測
定装置を提供することが可能となる。
【図１】 撮影レンズ系と撮影画面との間の画面距離を
説明するための模式図である。
説明するための模式図である。
【図２】 本発明に係わる形状測定装置の第１の実施例
を示すブロック図である。
を示すブロック図である。
【図３】 図２に示す画面距離調整検出部の構成の一例
を示す概念図である。
を示す概念図である。
【図４】 図２に示す画面距離調整検出部の構成の他の
例を示す概念図である。
例を示す概念図である。
【図５】 本発明に係わる形状測定装置の第２の実施例
を示すブロック図である。
を示すブロック図である。
１…カメラ ３…結像レンズ ４…ＣＣＤ（撮像手段） １１…画面距離調整検出部 １３…レンズ歪み特性記憶部 ２３…レンズ歪み特性補正部 ｇ…画面距離
Claims (6)
- 【請求項１】 被測定物の像を結像させる結像レンズ
と、該結像レンズの結像面に配置した撮像手段と、該撮
像手段からの画像信号に基づき前記被測定物の形状を解
析する画像解析部とを有する形状測定装置において、 前記結像レンズと前記撮像手段との画面距離を焦点調整
を目的として調整する調整手段と、 該調整手段により調整された前記画面距離を検出する画
面距離検出部と、 前記画面距離に対応して変化する前記結像レンズのレン
ズ歪み特性情報をあらかじめ記憶するレンズ歪み特性記
憶部と、 前記画面距離検出部からの信号に応じたレンズ歪み特性
情報に基づいて前記画像解析部に入力される画像信号を
補正するレンズ歪み特性補正部とを有することを特徴と
する形状測定装置。 - 【請求項２】 被測定物の像を結像させる結像レンズ
と、該結像レンズの結像面に配置した撮像手段とを有
し、前記被測定物の形状解析用の画像信号を出力する形
状測定装置用の画像入力装置において、 前記結像レンズと前記撮像手段との画面距離を焦点調整
を目的として調整する調整手段と、 該調整手段により調整された前記画面距離を検出する画
面距離検出部と、 前記画面距離に対応して変化する前記結像レンズのレン
ズ歪み特性情報をあらかじめ記憶するレンズ歪み特性記
憶部と、 前記画面距離検出部からの信号に応じたレンズ歪み特性
情報に基づいて画像信号を補正して出力するレンズ歪み
特性補正部とを有することを特徴とする形状測定装置用
の画像入力装置。 - 【請求項３】 被測定物の像を結像させる結像レンズ
と、該結像レンズの結像面に配置した撮像手段とを有
し、前記被測定物の形状解析用の画像信号を出力する形
状測定装置用の画像入力装置において、 前記結像レンズと前記撮像手段との画面距離を焦点調整
を目的として調整する調整手段と、 該調整手段により調整された前記画面距離を検出する画
面距離検出部と、 前記画面距離に対応して変化する前記結像レンズのレン
ズ歪み特性情報をあらかじめ記憶するレンズ特性記憶部
と、 前記画面距離検出部からの信号に応じたレンズ歪み特性
情報を出力する出力手段とを有することを特徴とする形
状測定装置用の画像入力装置。 - 【請求項４】 被測定物の像を結像させる結像レンズ
と、該結像レンズの結像面に配置した撮像手段とを有す
る撮影カメラと、前記撮像手段からの画像信号に基づき
前記被測定物の形状を解析する画像解析部とを備えた形
状測定装置において、 前記結像レンズと前記撮像手段との画面距離を焦点調整
を目的として調整する調整手段と、 該調整手段により調整された前記画面距離を検出する画
面距離検出部と、 前記画面距離に対応して変化する前記結像レンズのレン
ズ歪み特性情報をあらかじめ記憶するレンズ特性記憶部
と、 該レンズ特性記憶部に記憶されたレンズ歪み特性情報の
信号を前記画面距離検出部からの信号に応じて読み込
み、前記レンズ歪み特性情報に基づき前記画像解析部に
より画像解析をすることを特徴とする形状測定装置。 - 【請求項５】 前記レンズ歪み特性記憶部が、前記画像
解析部に組み込まれている請求項４に記載の形状測定装
置。 - 【請求項６】 前記レンズ歪み特性記憶部が、前記撮影
カメラに組み込まれている請求項５に記載の形状測定装
置。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18199596A JP3730322B2 (ja) | 1996-07-11 | 1996-07-11 | 形状測定装置及びそれに使用する画像入力装置 |
| DE1997130257 DE19730257A1 (de) | 1996-07-11 | 1997-07-09 | Gestaltmeßvorrichtung und Bildeingabeeinheit zur Verwendung in dieser |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18199596A JP3730322B2 (ja) | 1996-07-11 | 1996-07-11 | 形状測定装置及びそれに使用する画像入力装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1026528A true JPH1026528A (ja) | 1998-01-27 |
| JP3730322B2 JP3730322B2 (ja) | 2006-01-05 |
Family
ID=16110490
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP18199596A Expired - Fee Related JP3730322B2 (ja) | 1996-07-11 | 1996-07-11 | 形状測定装置及びそれに使用する画像入力装置 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3730322B2 (ja) |
| DE (1) | DE19730257A1 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2004106858A1 (ja) * | 2003-05-29 | 2004-12-09 | Olympus Corporation | ステレオカメラシステム及びステレオ光学モジュール |
| JP2006214850A (ja) * | 2005-02-03 | 2006-08-17 | Sokkia Co Ltd | レーザ測量機 |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE19922321C2 (de) * | 1999-05-14 | 2002-07-18 | Zsp Geodaetische Sys Gmbh | Verfahren und Anordnung zur Durchführung von geodätischen Messungen mittels Videotachymeter |
-
1996
- 1996-07-11 JP JP18199596A patent/JP3730322B2/ja not_active Expired - Fee Related
-
1997
- 1997-07-09 DE DE1997130257 patent/DE19730257A1/de not_active Ceased
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2004106858A1 (ja) * | 2003-05-29 | 2004-12-09 | Olympus Corporation | ステレオカメラシステム及びステレオ光学モジュール |
| US7386226B2 (en) | 2003-05-29 | 2008-06-10 | Olympus Corporation | Stereo camera system and stereo optical module |
| JP2006214850A (ja) * | 2005-02-03 | 2006-08-17 | Sokkia Co Ltd | レーザ測量機 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| DE19730257A1 (de) | 1998-01-29 |
| JP3730322B2 (ja) | 2006-01-05 |
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